一种双衰落迭代信道估计方法
【专利摘要】本发明属于无线通信【技术领域】，具体为一种基于最大期望EM算法的双衰落迭代信道估计方法。本发明针对在交织迭代的多标签复用系统中，基于多用户的MIMO信道信息对于交织迭代解码具有重要作用的问题，提出了在RFID反向散射信道中使用期望最大(EM)信道估计的算法。本发明方法在一定信噪比条件下，将干扰降到可接受的程度，使得密集RFID多读卡器联合监测的方案在实现上提供了可行性。
【专利说明】一种双衰落迭代信道估计方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于无线通信【技术领域】，具体涉及一种基于最大期望EM算法的双衰落迭 代信道估计方法。
【背景技术】
[0002] 在诸如仓储、物流等实际应用中，需要在一定的时间限制内识别出大量的物品，这 就需要利用到多读卡器联合检测系统。图1为一种多读卡器联合检测系统，在这一系统中， 可以密集的部署多个读卡器，这些读卡器最后连接到总的处理器中集中处理和合并。在这 种系统方案中，多个重叠的读卡器可以认为是多天线系统的一种实现方式。当多个读卡器 都获得某个标签的数据时，可以对接收信号执行分集合并。
[0003] 在传统的RFID网络中，由于多个读卡器会产生干扰，因此多读卡器联合检测是非 常困难，甚至无法实现。在更加密集的RFID系统中，标签冲突会变得更加严重。时分复用 协议在这样的场景中效果有限。另一方面，从标签反射回的信号可能会包含多个CW成分， 互相之间有相位甚至频率的漂移。这使得信号的包络混乱，难以正确的解码。
[0004] 可使用交织迭代技术抑制不同信号的干扰。交织迭代是一种适应性较强的多路复 用方式，能够在这种比较粗糙的系统中生存。交织迭代技术能够从多路叠加的接收信号中 恢复出原来的数据，并克服信号中相位不匹配、系统简陋，缺少定时和功率控制的问题。
[0005] 在RFID系统中，分集可以从冗余的硬件资源和信道编码中获得，转换为更高的误 码率性能和复用能力。RFID系统的MMO双衰落信道模型（图4)，组成部分包括多个读卡器 天线和标签天线。由于所有的读卡器接收到的标签信道经历了包括读卡器发射载波到标签 天线和标签天线经过一定损耗后返回读卡器天线的双重信道过程。这种反向散射信道可以 理解为一种级联的双衰落信道。这种双重的信道经历不仅会导致更高的路径损耗、更强的 衰落，同时会影响到MMO系统的分集性能。
[0006] 常规的RFID系统由于属于单用户通信系统，因此对于信道信息要求不高，使用最 基本的非相干检测或者包络检波即可。但在交织迭代的多标签复用系统中，基于多用户的 MIMO信道信息对于交织迭代解码具有重要作用，因此需要在双衰落信道中获取信道信息。
[0007] 本发明主要针对交织迭代的多标签复用系统，提出一种基于最大期望EM算法的 双衰落迭代信道估计方法，以获取多用户的MIMO信道信息。从仿真结果中可以看出，本方 法可以使得在一定信噪比条件下，干扰可以降到可接受程度。
【发明内容】
[0008] 本发明的目的在于提出提出一种能够很好地适应交织的多标签复用系统，并且解 码能力强的双衰落迭代信道估计方法。
[0009] 本发明提供的双衰落迭代信道估计方法，是基于最大期望EM算法的，具体说来， 是在密集RFID多读卡器联合监测方案中，使用期望最大（EM)信道估计算法，获取RFID MIMO双衰落迭代信道的信道状态信息,具体流程如下： (一）建立信道模型 对于信号模型：
【权利要求】
1. 一种基于最大期望EM算法的双衰落迭代信道估计方法，是在密集RFID多读卡器联 合监测方案中，使用期望最大EM信道估计算法，获取RFID MMO双衰落迭代信道的信道状 态，具体流程如下： (一）建立信道模型 对于信号模型：
(1) 其中，为第j路接收信号，H为信号状态信息，S(J)为第j路发送信号，《(J)为 第j路的加性高斯白噪声，J表示分集信号路数； (1) 计算完整信号对于已有信息和信道估计的后验概率的期望：
(2) 其中，f为噪声的方差，表示第i次估计得到的信道状态信息，符号Gss分别代表 发射信号S的自相关，代表发射信号S与接收信号r的互相关，即：
(3) (2) 计算后验概率期望最大的重新信道估计值：
(4) 对于多用户系统，每个用户使用一个独特的PN序列作为自己的导频，这由收发双方事 先协调确定； 对于RFID反向散射信道，也用EM信道估计方法，将前向信道表示为行向量组成的矢量 Hf，反向信道表示为矢量H6,而发射信号X不做额外的功率分配：
(5) Z为矢量逆的维数；对接收信号作进一步处理，得信道模型：
(6) 信道模型的标量形式表达为：
(7) (二）RFID MMO双衰落迭代信道的信道状态的计算 基于上述模型，具体计算方法如下： ⑴利用接收信号的导频部分二1.../}和已知的导频序列计算信道估计 初始值Hci :
(8) 其中，P代表所有导频序列的某个比特，即PC；) = @?)(几者几…,冷〕C/)f ; (2)根据接收到的全部信号，包括导频部分和数据部分在内进行迭代计算，每次IDM 迭代更新一次信道估计+1 :
(9) 其中，C C K )由式（4)计算； 经过这个方法估计出来的--对应于式（6)中的Hii .flJ ,可以直接应用于交织迭代 解码过程中；估计误差可以用均方根表示：
(10)。
【文档编号】H04L1/00GK104394106SQ201410744756
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年12月9日 优先权日:2014年12月9日
【发明者】许翰, 周小林 申请人:复旦大学