[发明专利]一种RFID标签数的快速估算方法

摘要

本发明公开了一种RFID标签数的快速估算方法，包括读写器根据帧长度读取标签，统计空闲、可读、碰撞时隙数，并确定最小、最大标签数搜索范围；在标签数最小、最大搜索范围，分别计算空闲、可读、碰撞时隙数的理论值与统计值的绝对值距离并求和，再搜索使绝对值距离之和最小的标签数作为第1次搜索结果；在第1次搜索结果基础上，采用切比雪夫不等式估算法进行二次搜索，求出最优标签数估计值。本方法根据空闲、可读、碰撞时隙数统计信息，采用二次搜索方法可快速准确地估算RFID读写区域的标签数。

主权项

一种RFID标签数的快速估算方法，其特征在于，该方法包括：(1)根据帧长度读取标签，统计空闲、可读、碰撞时隙数，并确定最小、最大标签数搜索范围；(2)在标签数最小、最大搜索范围，分别计算空闲、可读、碰撞时隙数的理论值与统计值的绝对值距离并求和，再搜索使绝对值距离之和最小的标签数作为第1次搜索结果；所述空闲、可读、碰撞时隙数的理论值根据帧长度Lf与标签数n计算，其值分别表示为C0(Lf,n)、C1(Lf,n)、Ck(Lf,n)，所述绝对值距离之和为|C0(Lf,n)‑E|+|C1(Lf,n)‑S|+|Ck(Lf,n)‑C|，所述第1次搜索结果是指在最小、最大搜索范围内，使|C0(Lf,n)‑E|+|C1(Lf,n)‑S|+|Ck(Lf,n)‑C|取得最小值时的n值，其中，E、S、C分别代表：空闲、可读、碰撞时隙数的统计值；帧时隙ALOHA算法中，由于标签选择各个时隙概率相同，若帧长度为Lf，标签数为n，则根据二项式分布原理，同一时隙出现r个标签的概率为Bn,Lf(r)=nr(1Lf)r(1-1Lf)n-r---(1)]]>则空闲、可读、碰撞时隙概率P0、P1、Pm计算式分别为Pm＝1‑P0‑P1，由于Lf与n为线性关系，可令Lf＝kn其中k>0，则从而可求得一个帧时隙周期内的平均空闲、可读、碰撞时隙数分别为令ΔE(Lf,n)＝C0(Lf,n)‑E、ΔS(Lf,n)＝C1(Lf,n)‑S、ΔC(Lf,n)＝Ck(Lf,n)‑C，S+2*C为最小预测法估计值，Nmax为实际应用场合最大标签数，则一种RFID标签数的快速估算方法的第1次搜索结果N0表达式为：N0=Argminn[|ΔE(Lf,n)|+|ΔS(Lf,n)|+|ΔC(Lf,n)|]n∈[S+2*C,Nmax]---(2)]]>为在定义域n∈[S+2*C,Nmax]，找出使[|ΔE(Lf,n)|+|ΔS(Lf,n)|+|ΔC(Lf,n)|]取得最小值时的n值运算；(3)在第1次搜索结果基础上，采用切比雪夫不等式估算法进行二次搜索，求出最优标签数估计值；N0为第1次搜索结果，但该值可能与切比雪夫不等式估算法搜索结果的最小值Nmin不相等，切比雪夫不等式估算法标签数估算值表达式为：Nmin=Argminn|ESC-C0(Lf,n)C1(Lf,n)Ck(Lf,n)|=ArgminnΔE(Lf,n)2+ΔS(Lf,n)2+ΔC(Lf,n)2---(3)]]>根据第1次搜索结果值N0，若满足①Co(Lf,n)＞E、C1(Lf,n)＞S、Ck(Lf,n)＞C；②Co(Lf,n)＜E、C1(Lf,n)＜S、Ck(Lf,n)＜C；③Δ|E‑S|＝Δ|C‑S|；④Δ|E‑C|＝Δ|S‑C|；⑤Δ|S‑E|＝Δ|C‑E|；⑥E＝S＝C，则根据单调性原理有N0＝Nmin，即ΔN＝0此时不再进行二次搜索；若上述条件不满足，ΔN≠0，则采用切比雪夫不等式进行第2次搜索，若N0<Nmin、第2次搜索的最小改变量为Δn，则搜索的终止条件为ΔE(Lf,N0+in)2+ΔS(Lf,N0+in)2+ΔC(Lf,N0+in)2≤ΔE[(Lf,N0+(i+1)n)]2+ΔS[(Lf,N0+(i+1)n)]2+ΔC[(Lf,N0+(i+1)n)]2，此时Nmin＝N0+iΔn；同理若N0>Nmin，则搜索终止条件为ΔE(Lf,N0+in)2+ΔS(Lf,N0+in)2+ΔC(Lf,N0+in)2≤ΔE[(Lf,N0+(i‑1)n)]2+ΔS[(Lf,N0+(i‑1)n)]2+ΔC[(Lf,N0+(i‑1)n)]2，此时Nmin＝N0‑iΔn。