信号检测方法、读写器和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种信号检测方法、读写器和系统，所述方法包括：读写器对接收到的N个传输信号k取平均，得到检测统计量Tk，确定Hi条件下Tk的概率密度分布，所述Hi表示读写器接收到的信号的状态；确定相邻两个信号状态条件下Tk的概率密度相同时Tk的取值，并根据该取值，得到多个阈值区间；其中，每个阈值区间对应一个信号状态；将所述Tk所在的阈值区间对应的信号状态作为检测到的标签端的反射状态。本发明专利技术所述的信号检测方法提高了检测可靠性。

Signal detection method, reader and system

The invention discloses a signal detection method, a reader and a system. The method comprises: the reader averages the received N transmission signals k, obtains the detection statistics Tk, determines the probability density distribution of Tk under Hi condition, and the Hi represents the state of the received signal by the reader; and determines the state conditions of the adjacent two signals. When the probability density of the lower Tk is the same, the value of the Tk is taken, and according to the value, a number of threshold intervals are obtained; each threshold interval corresponds to a signal state; and the signal state corresponding to the threshold interval of the Tk is taken as the reflection state of the detected tag end. The signal detection method of the invention improves the reliability of detection.

【技术实现步骤摘要】
信号检测方法、读写器和系统
本专利技术涉及无线通信领域，尤其涉及一种信号检测方法、读写器和系统。
技术介绍
环境反向散射技术是一种新生事物，利用周边已有的无线信号获得能量并进行通信，可以让传感器摆脱电池的束缚，避免频繁的人工维护操作，兼备无线的便捷性和绿色通信的低能耗特点，不仅仅在RFID(无线射频识别)系统相关产品，而且在物联网行业具有广阔的应用前景，是一项很具有商业价值和潜力的无线技术。环境反向散射技术中信号检测等基本模块的设计与其他反向散射技术是不一样的，现有的传统反向散射技术的理论结果不能直接应用于环境反向散射技术，相关的通信理论还有待完善，需要研究，其中最重要的一项就是信号检测理论。目前，存在两种信号检测方式，分别为：方式一：利用差分检测和平均多个信号能量的方法来避免信道估计并实现了区分0和1比特。然而，该方式的缺点在于，速度很低，而且差分检测容易导致错误传递。方式二：利用接收信号之比来近似两种无线信道的比例，从而粗略地检测信号。然而，该方式的缺点在于，可靠性不高，且无法确定最优检测门限。可见，现有的信号检测方式均不够合理，那么如何提供一种合理的信号检测方式，成为本专利技术所要解决的技术问题。
技术实现思路
鉴于上述问题，提出了本专利技术以便提供一种解决上述问题的信号检测方法、读写器和系统。依据本专利技术的一个方面，提供一种信号检测方法，包括：根据接收到的N个传输信号k，确定检测统计量Tk；其中，k＝1,…,K，K表示标签端发送信号的最大数量；确定Hi条件下Tk的概率密度分布，所述Hi表示读写器接收到的信号的状态；确定相邻两个信号状态条件下Tk的概率密度相同时Tk的取值，并根据该取值，得到多个阈值区间；其中，每个阈值区间对应一个信号状态；将所述Tk所在的阈值区间对应的信号状态作为检测到的标签端的反射状态。依据本专利技术的另一个方面，提供一种读写器，包括：信号处理模块，用于根据接收到的N个传输信号k，确定检测统计量Tk，并确定Hi条件下Tk的概率密度分布；其中，k＝1,…,K，K表示标签端发送信号的最大数量，所述Hi表示读写器接收到的信号的状态；阈值确定模块，用于确定相邻两个信号状态条件下Tk的概率密度相同时Tk的取值，并根据该取值，得到多个阈值区间；其中，每个阈值区间对应一个信号状态；状态判定模块，用于将所述Tk所在的阈值区间对应的信号状态作为检测到的标签端的反射状态。依据本专利技术的第三个方面，提供一种信号检测系统，包括：标签和读写器；所述标签，用于接收到射频源发送的信号k，选择反射状态，并根据选择的反射状态，将所述信号k重复N次传递给读写器；其中，k＝1,…,K，K表示标签端发送信号的最大数量；所述读写器，用于根据接收到的N个传输信号k，确定检测统计量Tk，并确定Hi条件下Tk的概率密度，所述Hi表示读写器接收到的信号的状态；确定相邻两个信号状态条件下Tk的概率密度相同时Tk的取值，并根据该取值，得到多个阈值区间；其中，每个阈值区间对应一个信号状态；将所述Tk所在的阈值区间对应的信号状态作为检测到的标签端的反射状态。本专利技术有益效果如下：首先，本专利技术中，将接收到的N个样本信号取平均得到检测统计量，由于当N足够大时，得到的检测统计量近似服从正态分布，所以，根据不同信号状态条件下Tk的概率密度分布，可以求取多个阈值，并根据求取的多阈值区间与检测状态的对应关系，确定出检测结果，该检测方法提高了检测可靠性；其次，本专利技术中，采用二位三进制编码表示方法替代三位二进制编码表示，明显提高了系统的吞吐率。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本专利技术的具体实施方式。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：图1为本专利技术实施例中环境反向散射通信系统的系统架构图；图2为本专利技术第一实施例提供的一种信号检测方法的流程图；图3为本专利技术第二实施例提供的一种读写器的结构框图；图4为本专利技术第三实施例中检测过程中三种状态下Tk的概率密度分布图；图5为本专利技术实施例中新旧编码、检测算法性能对比图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。本专利技术实施例提供一种信号检测方法、读写器和系统，本专利技术实施例中读写器将接收到的N个样本信号取平均得到检测统计量，由于当N足够大时，得到的检测统计量近似服从正态分布，所以，根据不同信号状态条件下Tk的概率密度分布，可以求取多个阈值，并根据求取的多阈值区间与检测状态的对应关系，确定出检测结果，该检测方法提高了检测可靠性。另外，本专利技术实施例还提出了可采用二位三进制编码表示方法替代三位二进制编码表示，明显提高了系统的吞吐率。下面通过几个实施例对本专利技术实施例的具体实施例过程进行详细说明。在本专利技术第一实施例中，提供一种信号检测方法，如图1所示，为本实施例中环境反向散射通信系统，由图可知，射频源发送信号，标签端通过信道g接收，并选择某种反射状态(不反射、同相反射和反相反射)将信号传递给读写器，读写器采用单天线接收信号。其中，标签是自身不带有电源的通信设备，在接收到周围无线信号时，通常会根据选择反射或者不反射接收到的信号来表达1和0两种状态，现采用三种状态0、-1和1来表示，分别通过不反射环境信号、同相反射环境信号和反相反射环境信号实现。本实施例所述方法应用于读写器端，如图2所示，包括如下步骤：步骤S201，根据接收到的N个传输信号k，确定检测统计量Tk，k＝1,…,K，K表示标签端发送信号的最大数量；具体的，本专利技术实施例中，标签端在接收到射频源发射的信号k后，选择反射状态，并根据选择的反射状态，将所述信号k重复N次传递给读写器。进一步地，本专利技术实施例中，标签端在将信号k传递给读写器前还对信号k进行编码。具体的，在编码时，可以采用现有的三位二进制编码方式进行编码，但更优选地为采用改进的二位三进制编码方式。本专利技术实施例中，改进的二位三进制编码方式包括8种码字；所述8种码字为在二位三进制的9种码字中剔除一种码字后剩余的码字；所述8种码字与三位二进制的8种码字一一对应。在本专利技术的一个具体实施例中，所述在二位三进制的9种码字中剔除一种码字，包括：在二位三进制的9种码字中确定一个零码字，求取其他码字与零码字的欧式距离，将其他码字中与零码字的欧式距离最大的码字剔除。进一步地，本专利技术实施例中，读写器在接收到传输信号k时，还要根据信号的编码方式，对信号进行解码操作。进一步地，本专利技术实施例中，通过对接收到的N个传输信号k取平均，得到检测统计量Tk。步骤S202，确定Hi条件下Tk的概率密度分布，所述Hi表示读写器接收到的信号的状态；本专利技术实施例中，读写器接收到的信号的状态包括但不限于为：不反射、同相反射和反相反射。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种信号检测方法，其特征在于，包括：根据接收到的N个传输信号k，确定检测统计量Tk；其中，k＝1,…,K，K表示标签端发送信号的最大数量；确定Hi条件下Tk的概率密度分布，所述Hi表示读写器接收到的信号的状态；确定相邻两个信号状态条件下Tk的概率密度相同时Tk的取值，并根据该取值，得到多个阈值区间；其中，每个阈值区间对应一个信号状态；将所述Tk所在的阈值区间对应的信号状态作为检测到的标签端的反射状态。

【技术特征摘要】
1.一种信号检测方法，其特征在于，包括：根据接收到的N个传输信号k，确定检测统计量Tk；其中，k＝1,…,K，K表示标签端发送信号的最大数量；确定Hi条件下Tk的概率密度分布，所述Hi表示读写器接收到的信号的状态；确定相邻两个信号状态条件下Tk的概率密度相同时Tk的取值，并根据该取值，得到多个阈值区间；其中，每个阈值区间对应一个信号状态；将所述Tk所在的阈值区间对应的信号状态作为检测到的标签端的反射状态。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，接收到的所述传输信号k为采用三位二进制的编码方式编码的传输信号。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述读写器接收到的信号的状态包括：不反射、同相反射和反相反射。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述确定相邻两个信号状态条件下Tk的概率密度相同时Tk的取值，并根据该取值，得到多个阈值区间，包括：确定反相反射状态条件下与不反射状态条件下Tk的概率密度相同时Tk的取值ξ1；确定不反射状态条件下与同相反射状态条件下Tk的概率密度相同时Tk的取值ξ2；根据ξ1和ξ2，得到小于ξ1、ξ1～ξ2、大于ξ2三个阈值区间；其中，小于ξ1对应反相反射状态、ξ1～ξ2对应不反射状态、大于ξ2对应同相反射状态。5.如权利要求1至4任意一项所述的方法，其特征在于，根据接收到的N个传输信号k，确定检测统计量Tk，包括：对接收到的N个传输信号k取平均，得到检测统计量Tk。6.一种读写器，其特征在于，包括：信号处理模块，用于根据接收到的N个传输信号k，确定检测统计量Tk，并确定Hi条件下Tk的概率密度分布；其中，k＝1,…,K，K表示标签端发送信号的最大数量，所述Hi表示读写器接收到的信号的状态；阈值确定模块，用于确定相邻两个信号状态条件下Tk的概率密度相同时Tk的取值，并根据该取值，得到多个阈值区间；其中，每个阈值区间对应一个信号状态；状态判定模块，用于将所述Tk所在的阈值区间对应的信号状态作为检测到的标签端的反射状态。7.如权利要求6所述的读写器，其特征在于，所述计算模块接收到的所述传输信号k为采用三位二进制的编码方式编码的传输信号。8.如权利要求6所述的读写器，其特征在于，所述读写器接收到的信号的状态包括：不反射、同相反射和反相反射。9.如权利要求8所述的读写器，其特征在于，所述阈值确定模块，具体用于确定反相反射状态条件下与不反射状态条件下Tk的概率密度相同时Tk的取值ξ1；确定不反射状态条件下与同相反射状态条件下Tk的概率密度相同时Tk的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王衍文，王公仆，朱玥，
申请(专利权)人：中兴通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44