载波频偏位置检测方法、装置、设备及反向散射通信系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种载波频偏位置检测方法、装置、设备及反向散射通信系统，属于反向散射通信技术领域，接收信号；所述信号为载波信号和将待发送数据调制到载波信号上后的反向散射信号的叠加信号；将接收到的所述信号解调为数字基带信号；对数字基带信号进行去直流后取模；判断载波频偏是否存在，若存在，则计算频偏位置。本发明专利技术无需导频便可检测出载波频偏的存在位置，数据处理简单，仅需要对采样得到的数据进行累积和计算，对提高反向散射通信性能具有重要意义。有重要意义。有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
载波频偏位置检测方法、装置、设备及反向散射通信系统


[0001]本专利技术涉及反向散射通信
，具体涉及一种载波频偏位置检测方法、装置、设备及反向散射通信系统。

技术介绍

[0002]反向散射通信技术是未来物联网的关键技术之一。其工作原理是传感器或标签通过利用无线信号获得能量并利用反向散射进行通信，从而摆脱电池的束缚，并避免频繁的人工维护操作。同时，由于反向散射通信无需产生载波射频信号，因此无需有源射频部件，从而降低传感器的成本。零功耗、低成本、易维护是反向散射通信技术的重要特色。
[0003]在反向散射通信系统中，由于物理环境如温度湿度的差异、收发端的相对运动以及晶体振荡器精度等因素的影响，在实际信号传输过程中，接收端和发送端可能存在载波频率偏移(CFO)。载波频偏会影响子载波的正交性，从而造成载波间干扰并严重影响系统性能，CFO对信号检测和系统性能有重要影响，而当前多数无源反向散射通信系统研究忽略了CFO。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种无需基于导频便可有效检测出载波频偏存在位置的载波频偏位置检测方法、装置、设备及反向散射通信系统，以解决上述
技术介绍
中存在的至少一项技术问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采取了如下技术方案：
[0006]一方面，本专利技术提供一种反向散射通信载波频偏位置检测方法，包括：
[0007]接收信号；所述信号为载波信号和将待发送数据调制到载波信号上后的反向散射信号的叠加信号；
[0008]将接收到的所述信号解调为数字基带信号；
[0009]对数字基带信号进行去直流后取模；
[0010]判断载波频偏是否存在，若存在，则计算频偏位置。
[0011]优选的，将接收到的所述信号解调为数字基带信号y(t)，为：
[0012]y(t)＝[m1+m2cos(2πf
i
t+θ)]e
‑
j2πΔft
+n(t)；
[0013]其中，m1表示载波信号解调后的信号，m2表示反向散射信号解调后的信号，t表示时刻，Δf为载波频率偏移，n(t)为噪声，f
i
为载波信号频率，θ为载波信号，e为自然常数。
[0014]优选的，对数字基带信号进行去直流后取模包括：
[0015]对信号进行采样，采样后信号为：
[0016]其中T
s
为采样周期，K为采样点数；
[0017]然后对信号进行去直流后取模：
[0018]其中，|
·
|为取模运算符。
[0019]优选的，判断载波频偏是否存在，包括：
[0020]获取抽样后的数据对得到的K个数据求解累积和，累积和为：
[0021][0022]其中为数据平均值，得到累积和数据表示为S0...S
K
；
[0023]然后先计算原始数据累积和变化幅度的最大差值
[0024][0025]其中S
max
＝max{S
i
},S
min
＝min{S
i
},i＝0,1,2,...,K；
[0026]然后将数据随机排序可得到N种排序方式，某种排序后的数据为新的累积和为
[0027]则，每种排序方式的数据的累积和变化幅度的最大差值S
diff
为：
[0028]其中S
max
＝max{S
i
}，S
min
＝min{S
i
}，i＝0,1,...,K；
[0029]计算N种排序方式中满足的排序个数C；
[0030]则：
[0031][0032]若a＝1，则说明存在载波频偏；否则，则不存在；δ为置信水平。
[0033]优选的，计算频偏位置m：
[0034]其中，表示括号中最大值的索引值。
[0035]第二方面，本专利技术提供一种反向散射通信载波频偏位置检测装置，包括：
[0036]接收模块，用于接收信号；所述信号为载波信号和将待发送数据调制到载波信号上后的反向散射信号的叠加信号；
[0037]解调模块，用于将接收到的所述信号解调为数字基带信号；
[0038]处理模块，用于对数字基带信号进行去直流后取模；
[0039]判断模块，用于判断载波频偏是否存在，若存在，则计算频偏位置。
[0040]第三方面，本专利技术提供一种反向散射通信系统，包括：
[0041]第一设备，用于产生中心频率的载波信号；
[0042]第二设备，与所述第一设备通信连接，用于接收所述第一设备产生的载波信号，并将待发送数据调制到载波信号上后的反向散射信号发射出去；
[0043]第三设备，与所述第一设备和所述第二设备通信连接，用于接收第一设备发射的载波信号和第二设备发射的反向散射信号的叠加信号；将接收到的所述信号解调为数字基
带信号；对数字基带信号进行去直流后取模；判断载波频偏是否存在，若存在，则计算频偏位置。
[0044]第四方面，本专利技术提供一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，实现如上所述的反向散射通信载波频偏位置检测方法。
[0045]第五方面，本专利技术提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序当在一个或多个处理器上运行时，用于实现如上所述的反向散射通信载波频偏位置检测方法。
[0046]第六方面，本专利技术提供一种电子设备，包括：处理器、存储器以及计算机程序；其中，处理器与存储器连接，计算机程序被存储在存储器中，当电子设备运行时，所述处理器执行所述存储器存储的计算机程序，以使电子设备执行实现如上所述的反向散射通信载波频偏位置检测方法的指令。
[0047]本专利技术有益效果：无需导频便可检测出载波频偏的存在位置，数据处理简单，仅需要对采样得到的数据进行累积和计算，对提高反向散射通信性能具有重要意义。
[0048]本专利技术附加方面的优点，将在下述的描述部分中更加明显的给出，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0049]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0050]图1本专利技术实施例所述的反向散射通信载波频偏位置检测系统示意图。
[0051]图2本专利技术实施例所述的反向散射通信载波频偏位置检测系统示意图。
[0052]图3本专利技术实施例所述的反向散射通信系统载波频偏位置的检测方法在频偏存在不同位置下的理论与检测曲线仿真图。
[0053]图4本专利技术实施例所述的反向散射通信系统载波频偏位置的检测方法流程框图。
具体实施方式本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种载波频偏位置检测方法，其特征在于，包括：接收信号；所述信号为载波信号和将待发送数据调制到载波信号上后的反向散射信号的叠加信号；将接收到的所述信号解调为数字基带信号；对数字基带信号进行去直流后取模；判断载波频偏是否存在，若存在，则计算频偏位置。2.根据权利要求1所述的载波频偏位置检测方法，其特征在于，将接收到的所述信号解调为数字基带信号y(t)，为：y(t)＝[m1+m2cos(2πf
i
t+θ)]e
‑
j2πΔft
+n(t)；其中，m1表示载波信号解调后的信号，m2表示反向散射信号解调后的信号，t表示时刻，Δf为载波频率偏移，n(t)为噪声，f
i
为载波信号频率，θ为载波信号，e为自然常数。3.根据权利要求2所述的载波频偏位置检测方法，其特征在于，对数字基带信号进行去直流后取模包括：对信号进行采样，采样后信号为：其中T
s
为采样周期，K为采样点数；然后对信号进行去直流后取模：其中，|
·
|为取模运算符。4.根据权利要求3所述的载波频偏位置检测方法，其特征在于，判断载波频偏是否存在，包括：获取抽样后的数据对得到的K个数据求解累积和，累积和为：其中S0＝0,为数据平均值，得到累积和数据表示为S0...S
K
；然后先计算原始数据累积和变化幅度的最大差值然后先计算原始数据累积和变化幅度的最大差值其中S
max
＝max{S
i
},S
min
＝min{S
i
},i＝0,1,2,...,K；然后将数据随机排序可得到N种排序方式，某种排序后的数据为新的累积和为则，每种排序方式的数据的累积和变化幅度的最大差值S
diff
为：其中S
max
＝max{S
i
}，S
mi...

【专利技术属性】
技术研发人员：许亚婷，王公仆，刘铭，许荣涛，林峻良，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：