基于智能天線的相干多徑環(huán)境的標簽信號提取方法[j]

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1、基于智能天線的相干多徑環(huán)境的標簽信號提取方法*陳偉峰1，何怡剛1，鄒　欣2，李　兵1（1湖南大學(xué)電氣與信息工程學(xué)院　長沙　410082；2河北建筑工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)中心　張家口　075024）摘　要：針對射頻識別系統(tǒng)中標簽信號在相干多徑環(huán)境下難以提取的問題，提出一種采用智能天線技術(shù)來提取相干標簽信號的方法。以均勻直線陣為基礎(chǔ)，利用子陣輸出的相關(guān)信息，采用前后向空間平滑技術(shù)對相干的陣列接收信號進行預(yù)處理，再用多重信號分類（MUSIC）算法正確估計出波達方向（DOA）用以提取標簽信號。性能仿真和實驗結(jié)果表明，該方法具有較低的信噪比門

2、限和較高的分辨能力，達到了提高在相干多徑環(huán)境下提取標簽信號成功率的目的關(guān)鍵詞：標簽信號;智能天線;前后向空間平滑技術(shù);波達方向（DOA）中圖分類號：TN015　　文獻標識碼：A　　國家標準學(xué)科分類代碼：510.10Extractionmethodofcoherentmulti-pathtagsignalsbasedonsmartantennaChenWeifeng1,HeYigang1,ZouXin2,LiBing1（1CollegeofElectricalandInformationEngineering,HunanUn

3、iversity,Changsha410082,China;2NetworkCenter,HebeiInstituteofArchitectureCivilEngineering,Zhangjiakou075024,China）Abstract：AimingatthedifficultyofRFIDtagsignalextractionincoherentmulti-pathenvironment,anextractionmethodofcoherenttagsignalsbasedonsmartantennaispres

4、ented.Basedonuniformlineararray,thereceivedcoherentarraysignalsarepreprocessedbyadoptingforward-backwardspatialsmoothingtechniqueandtakingadvantageofthecorrelationinformationofsubarrayoutput.Then,byapplyingmultiplesignalclassification(MUSIC)algorithm,thedirection-

5、of-arrivals(DOAs)ofcoherentsignalsareestimatedproperlyandareusedtoextractthetagsignals.SimulationresultsandexperimentsdemonstratethatthemethodpossessesalowerSNRthresholdaswellasabetterresolvingability,andincreasesthesuccessrateofextractingtagsignalsincoherentmulti

6、-pathenvironment.Keywords：tagsignal;smartantenna;FBSS(forward-backwardspatialsmoothing)technique;directionofarrival(DOA)第8期陳偉峰等：基于智能天線的相干多徑環(huán)境的標簽信號提取方法1641收稿日期：2008-09　　ReceivedDate：2008-09*基金項目：國家863計劃（2006AA04A104）、國家自然科學(xué)基金（50677014,60876022）、高校博士點基金（20060532002）

7、、湖南省科技計劃（06JJ2024，2008Gk2022）資助項目1　引　　言超高頻(UHF)射頻識別系統(tǒng)具有讀寫速度快、存儲容量大、識別距離遠和可以同時讀寫多個電子標簽等特點,已經(jīng)在眾多領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用。但是UHF頻段標簽信號采用反向散射調(diào)制[1]，在無線信道存在加性高斯白噪聲（AWGN）和多徑衰落的情況下，微弱的標簽返回信號極容易淹沒在噪聲中，進而導(dǎo)致誤碼。這給標簽信號提取和測量帶來了嚴峻的挑戰(zhàn)。比如移動裝滿終端(標簽)的叉車，在位于不同金屬貨車和金屬構(gòu)架之間的閱讀器之間行駛，可能會經(jīng)過破壞性的多路徑環(huán)境。智能

8、天線技術(shù)可以從空間域抑制波束到達角度(DOA)不同于期望信號的干擾，同時對期望信號的相關(guān)多徑進行多波束接收，從而提高系統(tǒng)輸出信噪比。當(dāng)處于接收方式時，智能天線技術(shù)可以實現(xiàn)定向接收信號，這樣可以大大減少相干多徑影響。因而減少了衰落與時延擴展，解決同信道干擾和多徑衰減，從而提高信號傳輸距離、無線系統(tǒng)的性能和