[发明专利]一种面向大规模RFID系统的最值估计方法

说明书

本发明公开了一种面向大规模RFID系统的最值估计方法，可以同时估计标签值的最大值与最小值。本发明利用了动态调整帧内时隙数的思想，弥补了以往二分搜索不能充分考虑两个时间帧之间额外开销的不足。主要包括以下步骤：(1)区间处理一：根据初始最大值与最小值的区间，细化成三个区间使最大值与最小值的区间相同或不相交；(2)区间处理二：当最大值与最小值在同一区间时，迭代划分区间直到两个区间不相交或时间用完；(3)区间处理三：当最大值与最小值在不同区间时，重新排列时间帧。在一个时间帧的前半部分估计最小值，后半部分估计最大值，分别迭代估计最值区间。(4)拓展时隙：当剩余时间不满足两个连续的正常时间帧时，本发明考虑将剩余时间拓展成一个时间帧。

技术领域

本发明公开了一种面向大规模RFID系统的最值估计方法，主要用于在大规模RFID系统中利用动态调整帧内时隙数思想解决RFID标签的最值问题。

背景技术

RFID标签可以携带一个值，称为标签值。在RFID系统中，估算标签值的统计量非常重要。一种直接的方法是逐个读取标签。虽然这可以提供准确的统计量，但所消耗的时间与标签数量成正比，在大规模RFID系统中消耗过大。因此，研究人员提出了各种协议来在较短的时间内估计统计量，例如中值或直方图。本发明着重于估计标签值的最大值和最小值。一个简单的方法是使用二分搜索方法来迭代搜索最小值(或最大值)。此时，读写器广播一个候选值和一个由一个时隙组成的帧，要求所有小于候选值的标签在该时隙中响应。如果有标签响应，则最小值小于候选值。如果没有标签响应，那么最小值不小于候选值。通过选择适当的候选值，我们可以使用一个时间帧将最值的搜索范围缩小一半，这种方法称为二分搜索协议。但是，这种二分搜索协议在实践中可能会浪费太多时间，原因是在两个时间帧之间存在额外的时间开销。考虑到开销很长的极端情况，大部分时间都花在等待下一个时间帧上。因此，它在RFID系统中可能不是最佳的。

本发明同时估计最小值和最大值，其基本思想是将帧中的时隙数量设置为未知参数，并针对给定的RFID系统对其进行优化，以在分配的时间固定时最小化估计误差。由于帧包含多个时隙，因此我们可以提出更多问题并减少帧间开销的影响。

发明内容

[发明目的]：为了优化二分搜索不能充分考虑两个时间帧之间的额外开销的不足，本发明提出大规模RFID系统的环境下利用动态调整帧内时隙数思想解决RFID标签中的最值问题，在给定时间内最小化估计最值的误差。

[技术方案]：本发明方案主要包括以下内容：

1)区间处理一阶段

根据初始最大值与最小值的区间，细化成三个区间使最大值与最小值的区间相同或不相交。

2)区间处理二阶段

当最大值与最小值在同一区间时，迭代地划分区间直到两个区间不相交或时间用完。区间与标签回复的时隙一一对应。

3)区间处理三阶段

当最大值与最小值在不同区间时，重新排列时间帧。在一个时间帧的前半部分估计最小值，后半部分估计最大值，分别迭代地估计最值区间。当最小值落在最后一个区间时，标签不回复。当最大值落在第一个区间时，标签不回复。

4)拓展时隙阶段

当剩余时间不满足两个连续的正常时间帧时，本发明考虑将剩余时间拓展成一个时间帧。

[有益效果]：本发明在给定时间内同时估计最大值与最小值，相较于以往的二分搜索协议，能够充分利用现有的时间，极大降低额外时间开销和最值估计误差。

[附图说明]：

图1为最值估计运行流程图；

图2为帧结构图；

图3为模拟结果图

[具体实施方式]：