多径环境下无源超高频RFID 定位算法研究
2014-12-02刘开华马永涛于洁潇
计算机工程 2014年8期
刘 熙,刘开华,马永涛,于洁潇
(天津大学电子信息工程学院,天津 300072)
1 概述
随着物联网技术的发展,无源超高频RFID(UHF RFID)技术因其体积小、成本低、无需供电、较长的通信距离等优点,在各个领域得到了越来越广泛的应用[1]。而基于超高频RFID 的定位技术也在近些年来成为研究热点,并逐渐应用于仓储、物流、写字楼、停车场等环境中。可以预见的是,在未来几年中,超高频RFID 定位技术将得到极为广泛的应用[2-3]。
无源超高频RFID 定位技术的典型应用环境是室内环境,如办公室、仓库、地下停车场等。与室外无线信道相比,室内环境往往存在大量家具、设备、大量人员的流动,加上墙壁、天花板等影响,会引起无线电波的反射、绕射、折射和散射,形成多径传播现象[4]。而多径环境往往会给定位算法的精度造成很大的影响。
针对多径干扰问题,本文使用UHF RFID 多径信道传播模型对多径环境下的定位误差进行分析,并提出一种基于多维标度的UHF RFID 的定位算法,利用阅读器获取参考标签和定位标签的相位差信息,通过相位差信息构建参考标签和定位标签之间的距离矩阵,并采用多维标度方法获取定位标签的位置信息。
2 UHF RFID 信道模型及定位误差分析
2.1 UHF RFID 信道模型
UHF RFID 的通信机制为基于阅读器先发言(Interrogator Talk First,ITF)的半双工通信机制[10],与一般无线通信不同的是,UHF RFID 在反向散射过程中同时包含一个前向链路和一个后向链路,其多径信道传输场景如图1 所示,其对应的信道冲击响应可以表示为:

其中,c 为光速;N 为多径数,为直视路径幅度衰减;Ai为第i 条径的幅度衰减;dLOS为直视路径传播距离;di为第i 条径的传播距离。……
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