一種雙衰落迭代信道估計(jì)方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于無線通信【技術(shù)領(lǐng)域】，具體為一種基于最大期望EM算法的雙衰落迭代信道估計(jì)方法。本發(fā)明針對(duì)在交織迭代的多標(biāo)簽復(fù)用系統(tǒng)中，基于多用戶的MIMO信道信息對(duì)于交織迭代解碼具有重要作用的問題，提出了在RFID反向散射信道中使用期望最大(EM)信道估計(jì)的算法。本發(fā)明方法在一定信噪比條件下，將干擾降到可接受的程度，使得密集RFID多讀卡器聯(lián)合監(jiān)測的方案在實(shí)現(xiàn)上提供了可行性。
【專利說明】一種雙衰落迭代信道估計(jì)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于無線通信【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種基于最大期望EM算法的雙衰落迭 代信道估計(jì)方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 在諸如倉儲(chǔ)、物流等實(shí)際應(yīng)用中，需要在一定的時(shí)間限制內(nèi)識(shí)別出大量的物品，這 就需要利用到多讀卡器聯(lián)合檢測系統(tǒng)。圖1為一種多讀卡器聯(lián)合檢測系統(tǒng)，在這一系統(tǒng)中， 可以密集的部署多個(gè)讀卡器，這些讀卡器最后連接到總的處理器中集中處理和合并。在這 種系統(tǒng)方案中，多個(gè)重疊的讀卡器可以認(rèn)為是多天線系統(tǒng)的一種實(shí)現(xiàn)方式。當(dāng)多個(gè)讀卡器 都獲得某個(gè)標(biāo)簽的數(shù)據(jù)時(shí)，可以對(duì)接收信號(hào)執(zhí)行分集合并。
[0003] 在傳統(tǒng)的RFID網(wǎng)絡(luò)中，由于多個(gè)讀卡器會(huì)產(chǎn)生干擾，因此多讀卡器聯(lián)合檢測是非 常困難，甚至無法實(shí)現(xiàn)。在更加密集的RFID系統(tǒng)中，標(biāo)簽沖突會(huì)變得更加嚴(yán)重。時(shí)分復(fù)用 協(xié)議在這樣的場景中效果有限。另一方面，從標(biāo)簽反射回的信號(hào)可能會(huì)包含多個(gè)CW成分， 互相之間有相位甚至頻率的漂移。這使得信號(hào)的包絡(luò)混亂，難以正確的解碼。
[0004] 可使用交織迭代技術(shù)抑制不同信號(hào)的干擾。交織迭代是一種適應(yīng)性較強(qiáng)的多路復(fù) 用方式，能夠在這種比較粗糙的系統(tǒng)中生存。交織迭代技術(shù)能夠從多路疊加的接收信號(hào)中 恢復(fù)出原來的數(shù)據(jù)，并克服信號(hào)中相位不匹配、系統(tǒng)簡陋，缺少定時(shí)和功率控制的問題。
[0005] 在RFID系統(tǒng)中，分集可以從冗余的硬件資源和信道編碼中獲得，轉(zhuǎn)換為更高的誤 碼率性能和復(fù)用能力。RFID系統(tǒng)的MMO雙衰落信道模型（圖4)，組成部分包括多個(gè)讀卡器 天線和標(biāo)簽天線。由于所有的讀卡器接收到的標(biāo)簽信道經(jīng)歷了包括讀卡器發(fā)射載波到標(biāo)簽 天線和標(biāo)簽天線經(jīng)過一定損耗后返回讀卡器天線的雙重信道過程。這種反向散射信道可以 理解為一種級(jí)聯(lián)的雙衰落信道。這種雙重的信道經(jīng)歷不僅會(huì)導(dǎo)致更高的路徑損耗、更強(qiáng)的 衰落，同時(shí)會(huì)影響到MMO系統(tǒng)的分集性能。
[0006] 常規(guī)的RFID系統(tǒng)由于屬于單用戶通信系統(tǒng)，因此對(duì)于信道信息要求不高，使用最 基本的非相干檢測或者包絡(luò)檢波即可。但在交織迭代的多標(biāo)簽復(fù)用系統(tǒng)中，基于多用戶的 MIMO信道信息對(duì)于交織迭代解碼具有重要作用，因此需要在雙衰落信道中獲取信道信息。
[0007] 本發(fā)明主要針對(duì)交織迭代的多標(biāo)簽復(fù)用系統(tǒng)，提出一種基于最大期望EM算法的 雙衰落迭代信道估計(jì)方法，以獲取多用戶的MIMO信道信息。從仿真結(jié)果中可以看出，本方 法可以使得在一定信噪比條件下，干擾可以降到可接受程度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的在于提出提出一種能夠很好地適應(yīng)交織的多標(biāo)簽復(fù)用系統(tǒng)，并且解 碼能力強(qiáng)的雙衰落迭代信道估計(jì)方法。
[0009] 本發(fā)明提供的雙衰落迭代信道估計(jì)方法，是基于最大期望EM算法的，具體說來， 是在密集RFID多讀卡器聯(lián)合監(jiān)測方案中，使用期望最大（EM)信道估計(jì)算法，獲取RFID MIMO雙衰落迭代信道的信道狀態(tài)信息,具體流程如下： (一）建立信道模型 對(duì)于信號(hào)模型：

【權(quán)利要求】
1. 一種基于最大期望EM算法的雙衰落迭代信道估計(jì)方法，是在密集RFID多讀卡器聯(lián) 合監(jiān)測方案中，使用期望最大EM信道估計(jì)算法，獲取RFID MMO雙衰落迭代信道的信道狀 態(tài)，具體流程如下： (一）建立信道模型 對(duì)于信號(hào)模型：
(1) 其中，為第j路接收信號(hào)，H為信號(hào)狀態(tài)信息，S(J)為第j路發(fā)送信號(hào)，《(J)為 第j路的加性高斯白噪聲，J表示分集信號(hào)路數(shù)； (1) 計(jì)算完整信號(hào)對(duì)于已有信息和信道估計(jì)的后驗(yàn)概率的期望：
(2) 其中，f為噪聲的方差，表示第i次估計(jì)得到的信道狀態(tài)信息，符號(hào)Gss分別代表 發(fā)射信號(hào)S的自相關(guān)，代表發(fā)射信號(hào)S與接收信號(hào)r的互相關(guān)，即：
(3) (2) 計(jì)算后驗(yàn)概率期望最大的重新信道估計(jì)值：
(4) 對(duì)于多用戶系統(tǒng)，每個(gè)用戶使用一個(gè)獨(dú)特的PN序列作為自己的導(dǎo)頻，這由收發(fā)雙方事 先協(xié)調(diào)確定； 對(duì)于RFID反向散射信道，也用EM信道估計(jì)方法，將前向信道表示為行向量組成的矢量 Hf，反向信道表示為矢量H6,而發(fā)射信號(hào)X不做額外的功率分配：
(5) Z為矢量逆的維數(shù)；對(duì)接收信號(hào)作進(jìn)一步處理，得信道模型：
(6) 信道模型的標(biāo)量形式表達(dá)為：
(7) (二）RFID MMO雙衰落迭代信道的信道狀態(tài)的計(jì)算 基于上述模型，具體計(jì)算方法如下： ⑴利用接收信號(hào)的導(dǎo)頻部分二1.../}和已知的導(dǎo)頻序列計(jì)算信道估計(jì) 初始值Hci :
(8) 其中，P代表所有導(dǎo)頻序列的某個(gè)比特，即PC；) = @?)(幾者幾…,冷〕C/)f ; (2)根據(jù)接收到的全部信號(hào)，包括導(dǎo)頻部分和數(shù)據(jù)部分在內(nèi)進(jìn)行迭代計(jì)算，每次IDM 迭代更新一次信道估計(jì)+1 :
(9) 其中，C C K )由式（4)計(jì)算； 經(jīng)過這個(gè)方法估計(jì)出來的--對(duì)應(yīng)于式（6)中的Hii .flJ ,可以直接應(yīng)用于交織迭代 解碼過程中；估計(jì)誤差可以用均方根表示：
(10)。
【文檔編號(hào)】H04L1/00GK104394106SQ201410744756
【公開日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年12月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月9日
【發(fā)明者】許翰, 周小林 申請(qǐng)人:復(fù)旦大學(xué)