基于盲源分离的动态帧时隙估计算法

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1、基于盲源分离的动态帧时隙估计算法高树静杨丽娟谢清华青岛科技大学信息科学技术学院青岛海信网络科技股份有限公司摘要：本工作提出一种基于肓源分离的动态帧时隙估计算法(BSDFA),由于天线数量对采用了盲源分离思想的帧时隙估计算法有影响，进一步提出根据天线数量、标签数量和初始帧时隙数来精确估计下一帧的帧时隙数的方法，以此提高帧识别率。通过验证，基于盲源分离的动态帧时隙估计算法的帧识别率高于盲分离的帧吋隙超高频RFID系统防碰撞算法(BSFA)的帧识别率。关键词：盲源分离;1CA;动态帧时隙;多夭线;RF1D;作者简介：高树静(1976—),女，副教授.收稿日期:20

2、17-03-01基金：山东省科技发展计划项目(2013YD01038)DynamicFrameSlotEstimationAlgorithmBasedonBlindSourceSeparationGAOShujingYANGLijuanXIEQinghuaCollegeofInformationScienceandTechnology,QingdaoUniversityofScienceandTechnology;HisenseTransTechCo,LTD;Abstract：Inthispaper,adynamicframesizeestimational

3、gorithmbasedonblindsourceseparation(BSDFA)isproposed.Itscoreideaistoestimatethermmberofslotsinthenextframeaccordingtothenumberofantermas,thenumberoftagsandthenumberofslotsinthepreviousframe.TheexperimentalresultsshowthatourproposedalgorithmhasbetterperformancethanBSFAalgorithm.Keyw

4、ord：blindsourceseparation;ICA;dynamicframeslot;multi-antennas;RFID;Received：2017-03-01RFID系统工作时，当阅读器的信号范围内存在多个标签，同一时隙中有两个或两个以上的标签向阅读器发送返回信号时，这一时隙的信号就会相互干扰，导致时隙中所有标签都不能识别，严重影响了帧识别率及系统的整体识别效率，这个问题就是RFTD系统的标签碰撞问题口丄，防碰撞算法的研究主要包括标签估计和帧时隙估计図两个方向。标签估计和帧时隙估计的目的都是减小标签碰撞的概率，其中标签估计的目的是估计岀阅读器识

5、别范围内的标签数量，包括Schoute标签估计法宜、切比雪夫不等式标签估计法£11、空闲时隙标签估计法、贝叶斯标签估计法、扩展的牛日悖论标签估计法臣1等。帧吋隙估计的目的是预测下一帧中最佳的吋隙数，其屮Vogt预测回提出了根据帧时隙数和标签数的关系來确定下一帧的时隙数;EPCGen2标准也中采用的是Q-Algorithm的自适应信息帧长设置，即当一帧中出现过多的空时隙或碰撞时隙时，采用提前结束该帧的方案;BSFA算法宜是根据标签数n动态选择时隙数。但是帧时隙的大小与初始帧的长度，天线的数量以及标签数有关，然而以上算法中的帧吋隙估计算法未涉及到天线的数量，不能

6、估计最佳的时隙数，导致帧识别率低，影响了系统的识别效率。针对以上问题，并为了解决一个时隙只能识别一个标签的问题，本研究采用了盲源分离(blindsourceseparation,BSS)回_的动态估计帧时隙的思想。BSS的思想就是对碰撞的标签信号进行盲分离也厂即通过盲分离算法将混合的信号分离出与原始信号相似的信号。独立分量分析[11](independentcomponentanalysis,ICA)是常用的肓源分离方法么一，该算法利用了源信号间的统计独立性，并基于两个不确定性(即源信号排列顺序的不确定性与源信号幅度和极性的不确定性)假设进行盲分离。在已有的

7、研究中，盲源分离的思想已应用于RFID系统的标签识别中，如基于位隙动态分组的盲分离多标签防碰撞算法(BSDBG)[12]、BSFA算法等，这些研究表明盲源分离的思想完全适用于RFTD的标签识别系统，且在一定程度上提高了系统的识别效率，但是在这些算法屮，未考虑天线数量对帧时隙数估计的影响，导致帧识别率相对较低。因此，本工作考虑了天线数量对帧时隙估计算法的影响，针对已有算法中帧识别率低的缺点，提出了基于盲源分离的动态帧时隙估计算法(dynamicframeslotestimationalgorithmbasedonblindsourceseparation,BS

8、DFA）来估计帧时隙数，进一步提高帧识别率。1基于盲