基于反向散射模型的被动式UHF RFID水平运动链路RSSI预测方法

《IEEE Journal of Radio Frequency Identification》：Scene-Adaptive Modeling and Parameter Prediction for Passive UHF RFID Backscatter Links Under Tag Horizontal Motion

　　摘要：移动被动式UHF RFID链路表现出与距离相关的RSSI变化，这些变化受标签速度、工作频率和周围结构的影响。为了表征水平运动的被动式UHF RFID链路，本文提出了一种反向散射链路模型，该模型将运动相关变化与环境传播效应分开描述。首先通过低速扫描建立准静态RSSI参考曲线，并使用距离灵敏度系数和偏移量来描述每个动态测量值与参考曲线之间的差异。随后从不同速度-频率条件下收集的测量曲线中提取这两个参数。采用各向同性径向基函数核岭回归（RBF-KRR）对它们关于标签速度和工作频率的依赖关系进行建模，并利用预测参数重建动态RSSI曲线。采用嵌套留一条件交叉验证进行模型选择和性能评估。在无吸声室实验中，所提模型实现RSSI均方根误差（RMSE）为0.533 dB，相比之下线性回归为0.565 dB，RBF-SVR为0.679 dB。在920.625 MHz货架实验中，未经适配的室内至货架迁移的合并留出RMSE为2.666 dB。所提方法保留了室内模型预测的运动相关分量，并利用货架测量值对剩余传播误差进行建模，将RMSE降低至0.892 dB。这些结果表明，将运动相关变化与环境传播误差分开建模，可提高货架环境中水平运动标签的RSSI预测精度。所提模型可支持涉及水平运动标签的被动式UHF RFID应用中的RSSI趋势预测和链路余量评估。