[发明专利]基于GJB射频识别技术的流水矩阵匹配方法

摘要

本发明公开了一种基于GJB射频识别技术的流水矩阵算法，包括以下步骤：S1、构建动态特征矩阵；S2、建立流水矩阵，并将动态特征矩阵与流水矩阵进行逐点匹配求和；S3、对匹配求和的结果进行解码。本发明的流水矩阵匹配算法，充分利用了并行匹配的思路，提高了检码效率；在射频识别的解码技术层面上讲是一种实时性高、耗费资源少、准确率高、可动态调整的有效算法，能够达成小于‑75dB的技术指标。

主权项

1.基于GJB射频识别技术的流水矩阵匹配方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、构建动态特征矩阵；具体实现方法为：构建特征矩阵模型，FM0码型的特征矩阵为10*16的二维整形数组，定义为{{A0101,A0102,…,A0116}，{A0201,A0202,…,A0216}，…，{A1001,A1002,…,A1016}}；上述矩阵的内容根据两个方面确定：(1)根据FM0码型存放00+、00‑、01+、01‑、10+、10‑、11+、11‑、v+、v‑十种类型；(2)根据动态阈值确定特征矩阵的幅值；动态阈值的确定方法是：实时采样特征矩阵，长度16个采样点，按照冒泡算法排序，最大值排序第1，最小值排序第16；将排序第3至第6的4个数取平均值，确定为特征矩阵的特征最大值M1；将排序第11至第14的4个数取平均值，确定为特征矩阵的特征最小值M0；去掉排序第1、第2、第7、第8、第9、第10、第15、第16；得到的特征M1表示解码的高电平，得到的特征M0表示解码的低电平；根据上述确定原则，得到动态特征矩阵的全部参数为：00+：{M1，M1，M1，M1，M0，M0，M0，M0，M1，M1，M1，M1，M0，M0，M0，M0}；00‑：{M0，M0，M0，M0，M1，M1，M1，M1，M0，M0，M0，M0，M1，M1，M1，M1}；01+：{M1，M1，M1，M1，M0，M0，M0，M0，M1，M1,M1,M1,M1,M1,M1,M1}；01‑：{M0，M0，M0，M0，M1，M1，M1，M1，M0，M0，M0，M0，M0，M0，M0，M0}；10+：{M1，M1,M1,M1,M1,M1,M1,M1，M0，M0，M0，M0，M1，M1，M1，M1}；10‑：{M1，M1，M1，M1，M0，M0，M0，M0，M1，M1，M1，M1，M0，M0，M0，M0}；11+：{M1，M1，M1，M1，M1，M1，M1，M1，M0，M0，M0，M0，M0，M0，M0，M0}；11‑：{M0，M0，M0，M0，M0，M0，M0，M0，M1，M1，M1，M1，M1，M1，M1，M1}；v+：{M0，M0，M0，M0，M1，M1，M1，M1，M1，M1，M1，M1，M0，M0，M0，M0}；v‑：{M1，M1，M1，M1，M0，M0，M0，M0，M0，M0，M0，M0，M0，M0，M0，M0}；S2、建立流水矩阵，并将动态特征矩阵与流水矩阵进行逐点匹配求和；包括以下子步骤：S21、建立流水矩阵模型：流水矩阵为长度16的一维矩阵，每个时钟周期，一维矩阵的值实时移位更新，每一个周期在矩阵末尾加入一个新的数据，并删除矩阵第一个数据；n时刻，流水矩阵表达式为：{Bn,B(n+1)，B(n+2)，B(n+3)，B(n+4)，B(n+5)，B(n+6)，B(n+7)，B(n+8)，B(n+9)，B(n+10)，B(n+11)，B(n+12)，B(n+13)，B(n+14)，B(n+15)}；下一时钟周期流水矩阵的表达式为：{B(n+1)，B(n+2)，B(n+3)，B(n+4)，B(n+5)，B(n+6)，B(n+7)，B(n+8)，B(n+9)，B(n+10)，B(n+11)，B(n+12)，B(n+13)，B(n+14)，B(n+15)，B(n+16)}；即新入数据B(n+16)进入矩阵，最早数据Bn被移出矩阵；S22、进行匹配算法：n时刻，动态特征矩阵的第一行第一列A0101减去当前的流水矩阵的值B(n)，然后取差值的绝对值，放入累加器ACC0101中，即ACC0101(n)＝|A0101‑B(n)|；n+1时刻，动态特征矩阵的第一行第二列A0102减去当前的流水矩阵的值B(n+1)，然后取差值的绝对值，放入累加器ACC0101中，即更新ACC0101(n+1)＝|A0101‑B(n)|+|A0102‑B(n‑1)|；同时，将动态特征矩阵的第一行第一列A0101减去当前流水矩阵的值B(n+1)，去差值的绝对值，放入累加器ACC0102中，即ACC0102(n+1)＝|A0101‑B(n+1)|；以此类推，列公式如下：ACC0101(n)＝|A0101‑B(n‑15)|+|A0102‑B(n‑14)|+…+|A0116‑B(n)|；ACC0102(n)＝|A0101‑B(n‑14)|+|A0102‑B(n‑12)|+…+|A0115‑B(n)|；…ACC0115(n)＝|A0101‑B(n‑1)|+|A0102‑B(n)|；ACC0116(n)＝|A0101‑B(n)|；在n时刻，ACC0101已经累加计满16个数，导出寄存为R0101；n+1时刻，表达式如下：ACC0101(n+1)＝|A0101‑B(n+1)|；ACC0102(n+1)＝|A0101‑B(n‑14)|+|A0102‑B(n‑12)|+…+|A0115‑B(n)|+|A0116‑B(n+1)|；…ACC0115(n+1)＝|A0101‑B(n‑1)|+|A0102‑B(n)|+|A0103‑B(n+1)|；ACC0116(n+1)＝|A0101‑B(n)|+|A0102‑B(n+1)|；此时，ACC0102已经累加计满16个数，导出寄存为R0102；以此类推，产生R0101～R0116；特征矩阵第二行进行上述相同运算得出R0201～R0216；特征矩阵第三行运算得出R0301～R0316；以此类推，…，特征矩阵第十行运算得出R1001～R1016。获取RXX01～RXX16的同时，将每个寄存的十六个数进行排序，按照从小到大的顺序依次为R’XX01～R’XX16，越小的值表明与特征矩阵匹配度越高；S23、将矩阵重新排列，其中R’0101代表与特征矩阵第一行最佳的匹配值，R’0201代表与特征矩阵第二行最佳的匹配值，…，R’1001代表与特征矩阵第十行最佳的匹配值；将R’0101，R’0201，…，R’1001进行二次排序，从小到大的顺序依次为Min01，Min’02，…，Min’16；S3、对匹配求和的结果进行解码；包括以下子步骤：S31、寻找编码头，通过匹配结果寻找编码头，当R’0901出现在Min01位置时计时开始，判断随后R’1001出现在Min01位置的时间间隔，当这个时间间隔在±Tc*3*25％间，其中，Tc为前向链路的基准时间，则判定当前时刻为编码头位置；S32、进行检码操作：找到编码头后启动检码状态机；(1)检码状态机的状态说明：S000、检码码型00，极性由高电平开始；S001、检码码型00，极性由低电平开始；S010、检码码型01，极性由高电平开始；S011、检码码型01，极性由低电平开始；S100、检码码型10，极性由高电平开始；S101、检码码型10，极性由低电平开始；S110、检码码型11，极性由高电平开始；S111、检码码型11，极性由低电平开始；(2)检码状态机的状态跳转条件说明：①入口状态IDLE到各状态的跳转说明：开始计时，当计时在±Tc*2*25％间，出现在Min01位置的R’XXXX对应的横坐标位置：如果是01，则跳转到S000；如果是02，则跳转到S001；如果是03，则跳转到S010；如果是04，则跳转到S011；如果是05，则跳转到S100；如果是06，则跳转到S101；如果是07，则跳转到S110；如果是08，则跳转到S111；②各状态跳转说明：当进入S000状态，则启动计时，当计时在±Tc*2*25％间，根据出现在Min01位置的R’XXXX对应的横坐标进行跳转判断：跳转条件1：如果对应的横坐标为01，则从S000跳转回当前状态，同时更新计时器重新计时；跳转条件2：如果对应的横坐标为03，则从S000跳转到S010，同时更新计时器重新计时；出现其它的横坐标不进行跳转；若横坐标既出现01又出现03，则比较R’XXXX的值，以较小的值对应的横坐标作为判断标准；计时器重新计时，当计时在±Tc*2*25％间，根据出现在Min01位置的R’XXXX对应的横坐标进行跳转判断：跳转条件3：如果对应的横坐标为02，则从S001跳转回当前状态，同时更新计时器重新计时；跳转条件4：如果对应的横坐标为04，则从S001跳转到S011，同时更新计时器重新计时；若横坐标既出现02又出现04，则比较R’XXXX的值，以较小的值对应的横坐标作为判断标准；以此类推，重复上述重新计时和判断过程，得到如下跳转条件：跳转条件5：如果对应的横坐标为05，则从S010跳转到S100，同时更新计时器重新计时；跳转条件6：如果对应的横坐标为07，则从S010跳转到S110，同时更新计时器重新计时；跳转条件7：如果对应的横坐标为06，则从S011跳转到S101，同时更新计时器重新计时；跳转条件8：如果对应的横坐标为08，则从S011跳转到S111，同时更新计时器重新计时；跳转条件9：如果对应的横坐标为04，跳从S100转到S011，同时更新计时器重新计时；跳转条件10：如果对应的横坐标为02，则从S100跳转到S001，同时更新计时器重新计时；跳转条件11：如果对应的横坐标为03，则从S101跳转到S010，同时更新计时器重新计时；跳转条件12：如果对应的横坐标为01，则从S101跳转到S000，同时更新计时器重新计时；跳转条件13：如果对应的横坐标为06，则从S110跳转到S101，同时更新计时器重新计时；跳转条件14：如果对应的横坐标为08，则从S110跳转到S111，同时更新计时器重新计时；跳转条件15：如果对应的横坐标为07，则从S111跳转到S110，同时更新计时器重新计时；跳转条件16：如果对应的横坐标为05，则从S111跳转到S100，同时更新计时器重新计时；③状态机输出：从状态S000、S001、S010、S011跳出时，检码输出数据0；从状态S100、S101、S110、S111跳出时，检码输出数据1，完成检码。