[发明专利]一种适于无源超高频RFID的定位性能评价方法

说明书

本发明属于射频通信技术领域，涉及一种适于无源超高频RFID的定位性能评价方法。该方法的步骤为：基于典型对数路径损耗模型，建立阅读器收信能级和辐射半径的映射关系，以全局均方根误差、全局平均定位耗时为基础，采用联合控制机制构建品质函数，依据CWA算法和DWA算法选取权重系数，设定取得最小品质函数数值的资源配置方式在当前环境下具备最优定位性能。本方法的特点是，综合考虑阅读器最大功率发射能级和参考标签布设密度对无源LANDMARC算法定位精度和定位耗时的影响，对于无源定位系统的性能评定及参数选择，兼顾定位精度和系统效率，具有重要的指导意义。

技术领域

本发明属于射频通信技术领域，涉及一种适于无源超高频RFID的定位性能评价方法。

背景技术

目前，有源LANDMARC算法是基于RFID的室内定位系统的主要解决方案，通过引入参考标签动态捕捉环境信息替代阅读器的离线数据，依据典型残差加权算法获取待定位标签的位置信息。相比于其他定位算法，有源LANDMARC算法不仅降低了系统成本，提高了系统的环境适应能力，且精度良好。

近年来，为进一步降低系统成本，研究人员已经将LANDMARC算法应用于无源RFID系统，然而现有基于无源LANDMARC算法的研究主要以提高定位精度为目标，而对系统的定位实时性能分析较少。不仅如此，受制于硬件设计水平，无论是有源RFID系统还是无源RFID系统，阅读器只能通过逐级降低功率发射能级，为标签的收信场强提供依据。阅读器的最大功率发射能级越大，收信场强的分辨率越高，定位误差越小，但阅读器执行单次检测的周期越长。尤其对于无源定位系统，半双工通信机制使得标签只有在接收到阅读器的连续波信号后，才能启动自身工作电路并发送应答信号，导致定位效率较低。因此，基于无源LANDMARC算法的定位仍然存在定位效率较低的现状。

综上，本发明结合路径损耗模型，以阅读器最大功率发射能级为基准对无源LANDMARC算法定位精度及定位效率进行量化分析，提出了一种适于无源超高频RFID的定位性能评价方法。

发明内容

本发明需解决的问题是提供一种适于无源超高频RFID的定位性能评价方法。

基于该方法，以阅读器最大功率发射能级为基准，对无源LANDMARC算法定位精度及定位效率进行量化分析，提出适于评价定位性能的品质函数。

1、一种适用于无源超高频RFID的定位性能评价方法，包括下列步骤：

步骤1：基于典型对数路径损耗模型，设定发射功率P_t(R)对应的读写区域辐射半径R、无源标签激活门限P_r、阅读器天线增益G_r、标签天线增益G_t、相邻功率发射能级的功率步长I_p，建立阅读器功率发射能级和辐射的映射关系，计算出读写区域各能级的辐射半径；

步骤2：根据LANDMARC算法，估计定位标签的位置；

步骤3：以选取全局均方根误差RMSE_tol为指标评价无源LANDMARC算法的定位精度，以全局平均耗时T_tol为指标评价无源LANDMARC算法的定位效率；

步骤4：获取多阅读器并行工作、多天线复用串行工作两种典型工作方式的T_tol表达方法；

步骤5：采用联合控制机制，根据全局优化目标函数的构建方法，以全局均方根误差最小化、全局平均耗时最小化为目标，引入最大可接受全局均方根误差最大可接受全局平均耗时构建适于评价无源LANDMARC算法的定位性能品质函数其中k₁、k₂是品质权重，ρ分别是阅读器最大功率发射能级、参考标签布设密度；

步骤6：依据CWA(Conventional Weight Aggregation，典型权重聚焦)