发射功率信号，切换至休眠模式，结束定 位操作。附图1所示为全局平均耗时的计算流程。
[0040] 三、适于评价无源LANDMARC算法的定位性能品质函数的构建
[0041] 根据全局优化目标函数的构建方法，采用联合控制机制，以全局均方根误差最小、 全局平均耗时最小化为目标，引入最大可接受全局均方根误差?、最大可接受全局 平均耗时:，构建适于评价无源LANDMARC算法的定位性能品质函数
[0043] 其中是品质权重，分别是阅读器功率最大发射能级、参考标签布设 密度，
[0044] 依据CWA算法，令lu、k2满足
[0046]然后选取DWA算法对式(7)中的权重系数的关系进行性能评价。依据DWA算法寻优 机理，令权重系数按式(8)、（9)周期变化，以获得基于帕雷托边界的多种权重系数配置方 式。
[0047] ki(f)= | sin(2jrf/F) (8)
[0048] k2(f) = 1.0-ki(f) (9)
[0049] 其中，F表示权重系数变化的频率，f表示权重系数的寻优尺度。
[0050] 鉴于帕雷托边界是指在某种既定的资源配置状态下，任何改变都不可能使当前的 状况变好或变坏。因此，满足帕雷托最优状态标准的资源配置可以被认为最优配置方法。
[0051] 若式（7)得出的khk^DWA算法的帕雷托边界曲线上，且基于当前1^上得到的最
，则认定CWA算法选取的lu、k2有效，否则，在帕 雷托边界曲线上重新选取同时满足
[0052] 最后，获得定位性能品质函数的具体表达形式，将多组和p的资源配置方式 带入到定位性能品质函数中，选取定位性能品质函数数值最小的一组和p并认定其具 有最佳的定位性能，附图2所示为定位性能评估流程框图。
[0053] 四、实例分析说明
[0054] 下面结合实例通过图3、图4、图5、图6对上述实施方式进行说明。
[0055]假设无源LANDMARC算法引入4个阅读器对30个定位标签进行定位，参考标签分别 以4\4、5\5、~、15\15方式均匀布设，阅读器最大功能能级分别为4、8、16、32、~、128，采 用动态帧时隙ALOHA防碰撞算法，帧长64，阅读器请求时间52ms，时隙响应时间4.9ms，t z = 5 0 m s，t。= 1 0 m s，进行蒙特卡洛3 0 0次试验。在多阅读器并行条件下：
在多天线复用串行条件下： 选取CWA算法确定权重系数的关系，在多阅读器并行条件下，令ki/k2 = 40/0.7 = 57.14,在多 天线复用串行条件下，令1αΛ2 = 80/0.8 = 100。附图3和附图4分别反映了两种工作模式采用 CWA/DWA算法对权重系数寻优而得到的帕雷托边界。观察可见，对于两种工作方式，由CWA算 法推荐的权重配置均有
，且推荐的权重配置处于DWA算 法的帕雷托边界上，因此CWA算法选取的lu、k2有效。
[0056]如附图5所示，在多阅读器并行工作模式下，最优性能配置为参考标签以10*10排 列，阅读器最大能级为16,此时1?^*。1 = 0.54624111，1\。1 = 18.27488，符合既定要求，且品质 函数为0.85118。如附图6所示，在多天线复用串行工作模式下，最优性能配置为参考标签以 7*7排列，阅读器最大能级为16,此时1?^*。1 = 0.66732111，1\。1 = 47.4588，符合既定要求，且 品质函数为1.1305。
【主权项】
1. 一种适于无源超高频RFID的定位性能评价方法，包括下列步骤： 步骤1:基于典型对数路径损耗模型，设定发射功率Pt(R)对应的读写区域福射半径R、无 源标签激活的口限值Pr、阅读器和标签的天线增益Gr、Gt，相邻功率发射能级的功率步长Ip 等参数，建立阅读器功率发射能级和福射半径的映射关系； 步骤2:根据LANDMRC算法，估计出定位标签的位置； 步骤3: W全局均方根误差RMSEtni为指标评价无源LANDMARC算法的定位精度，W全局平 均耗时Tt。功指标评价无源LANDMRC算法的定位效率； 步骤4:获取多阅读器并行、多天线复用串行两种典型工作方式的TtDi表达方法； 步骤5: W全局均方根误差最小化、全局平均耗时最小化为目标，引入最大可接受全局 均方根误差化1/5*怎最大可接受全局平均耗时Γ,?/m，构建适于评价无源LANDMARC算法 的定位性能品质函数其中ki、k2是品质权重， 、0分别是阅读器最大功率发射能级、参考标签布设密度； 步骤6:依据CWA(Conventional Wei曲t Aggregation，典型权重聚焦）算法令ki、k2满足步骤7:依据DWA(Dynamic Wei曲t Aggregation,动态权重聚焦）算法获取基于帕雷托 边界的权重系数配置方式； 步骤8:若依步骤7得出的ki、k2在帕雷托边界曲线上，且基于当前ki、k2得到的最小Μ满足，则认定CWA算法选取的ki、k2有效，否则，在帕雷托边界 曲线上重新选取同时满足的一组kl、k2; 步骤9:依据步骤8中的ki、k2，获得定位性能品质函数的具体表达形式； 步骤10:将多组G^ax和P的配置方式带入到定位性能品质函数中，选取定位性能品质 函数数值最小的一组和P并认定其具有最佳的定位性能。2. 根据权利要求1所述的一种适于无源超高频RFID的定位性能评价方法，其特征在于： 步骤2中，阅读器功率发射能级G P ( R )和读写区域福射半径R的关系是，其中Rmax是所对应的最大福射半径。3. 根据权利要求1所述的一种适于无源超高频RFID的定位性能评价方法，其特征在于： 步骤4中，全局平均耗时TtDi的表达式是，其中7^/为完成第1次定位服务的 系统耗时，且有其中rj表示系统在完成第1次定位服务过程中对C个 定位标签执行LANDMARC算法运算的耗时，7；/表示系统在完成第1次定位服务过程中全部阅 读器功率发射能级调整的综合耗时，7;/表示系统在完成第1次定位服务过程中全部阅读器 读取标签的综合耗时。
【专利摘要】本发明属于射频通信技术领域，涉及一种适于无源超高频RFID的定位性能评价方法。该方法的步骤为：基于典型对数路径损耗模型，建立阅读器收信能级和辐射半径的映射关系，以全局均方根误差、全局平均定位耗时为基础，采用联合控制机制构建品质函数，依据CWA算法和DWA算法选取权重系数，设定取得最小品质函数数值的资源配置方式在当前环境下具备最优定位性能。本方法的特点是，综合考虑阅读器最大功率发射能级和参考标签布设密度对无源LANDMARC算法定位精度和定位耗时的影响，对于无源定位系统的性能评定及参数选择，兼顾定位精度和系统效率，具有重要的指导意义。
【IPC分类】G06K7/00
【公开号】CN105550612
【申请号】CN201510888313
【发明人】史伟光, 宋战伟, 杜凯旋, 李建雄, 韩晓迪
【申请人】天津工业大学
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年12月7日