[发明专利]一种提高RFID误码性能的系统及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及RFID技术，特别是涉及一种提高RFID误码性能的系统及其方法。

背景技术

射频标签系统(RFID)是一种无线通信技术，可以通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或者光学接触。RFID标签包含了电子储存的信息，数米之内都可以识别。与条形码不同的是，射频标签不需要处在识别器视线之内，也可以嵌入被追踪物体之内。许多行业都运用了射频识别技术，例如射频标签可以附于牲畜与宠物上，方便对牲畜与宠物的识别。

无线电的信号是通过调成无线电频率的电磁场，把数据从附着在物品上的标签上传送出去，以自动辨识与追踪该物品。某些RFID标签在识别时从识别器发出的电磁场中就可以得到能量，并不需要电池，这类RFID标签通常被称为被动式标签或反射式标签；而这个反射能量并调制信号的过程可以被称为反射式调制。反射式调制或被动式标签的一个主要问题是能量损耗，导致系统误码率不佳，也导致有效工作距离(即标签和阅读器之间的距离)有限。已有一些现有的方案或发明使用了多个天线，例如文献“J.Griffin and G.Durgin,"Gains for RF tags using multiple antennas,IEEE Transactions on Antennas and Propagation,vol.56,p.563–570,2008.”,文献“C.Boyer and S.Roy,Space time coding for backscatter RFID,IEEE Trans.Wireless Communications,vol.12,p.2272–2280,2013”，中提出的方案，都使用了多天线编码方案。然而，这些传统方案只关注信息发射端和信息接收端即标签和阅读器接收单元，而没有在阅读器发射单元即能量发射端做任何处理；这些传统方案的阅读器发射单元上的多个天线上发射出来的信号是相同的，这是传统方案无法取得更好效果的本质原因。

传统系统通过多个发射天线发射的信号矩阵可以表示为：该矩阵是T×M的矩阵，T代表时间、即T个符号，M代表天线个数。矩阵中的所有元素是相同的，例如都是1。相应的，阅读器接收单元接收到的信号表示为：R＝((QH)℃)G+W，这里H是信道矩阵，C是标签信号，G是从标签到阅读器接收单元的信道矩阵，W是噪声，R是阅读器接收单元接收到的信号，这里符号。代表Hadamard乘积，即矩阵的逐个元素乘积，例如，矩阵A和B之间的Hadamard乘积C意味着Cij等于Aij乘以Bij，这里i、j代表矩阵的下角标，即第i行第j列上的矩阵元素。发射信号经过信道H后，得到信号Y如下(为了突出矩阵Q各个元素都相同的特点，给Q加上下角标“uniform”)

则：该信号矩阵Y是不满秩矩阵，其矩阵维数是2，但是秩为1，有信息损失，进而导致系统性能不佳。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的在于提供一种提高RFID误码性能的系统及其方法，能够充分利用能量发射器端多个天线的系统，以提高RFID误码性能。

本发明的一个方面，提供一种提高RFID误码性能的系统，包括阅读器发射单元、被动式射频标签和阅读器接收单元，所述阅读器发射单元配备多个天线，且任何两个天线发射的信号彼此相互正交；所述被动式射频标签从阅读器发射单元发射的信号那里获取能量并调制自身信号，发射出去；所述阅读器接收单元配备多个天线，获取标签发来的信号，并进行信号解调和解码。阅读器发射单元通常是阅读器的一个单元或一部分，不必须是独立于阅读器的独立实体，也可以是独立于阅读器的独立实体。

本发明的另一方面是提供一种提高RFID误码性能的方法，其步骤包括：

1)阅读器发射单元的各个天线发射彼此相互正交的信号；

2)被动式射频标签从阅读器发射单元发出的信号那里获取能量，并调制自身信号再发射出去；

3)阅读器接收单元配备多个天线，接收被动式射频标签发来的信号，进行信号解调和解码；

步骤1)步中，阅读器发射单元的发射信号是正交的，导致发射矩阵是酉矩阵：则发射信号为：发射信号为：X＝Q₀H，经过信道H后，变为：该矩阵的秩为2，满秩矩阵，没有信息损失。该矩阵Q₀和传统方案的矩阵Q明显不同，传统方案中，Q的各个元素都相同，而本发明提出的方案中的Q₀没有“各个元素都相同”这个特点，事实上，这里给出的矩阵Q₀是一个酉矩阵。