高效的环境制造技术

本发明专利技术公开了一种高效的环境

【技术实现步骤摘要】
高效的环境LTE反向散射系统及方法


[0001]本专利技术涉及反向散射通信领域，尤其涉及一种高效的环境
LTE
反向散射系统及方法
。

技术介绍

[0002]基于环境反向散射通信的良好特性，近年来研究人员尝试探索此类反向散射系统
。2020
年发表在
SIGCOMM
上的系统
LScatter
是第一个研究
LTE
信号反向散射调制的系统
。2023
年发表在
TMC
上的系统
SyncLTE
主要研究
LTE
反向散射系统的同步和调制精度
。
然而，这些系统在很大程度上依赖于原始的
LTE
流量数据，因为它们通过比较接收到的数据和原始数据来解调标签数据
。
要使用带有已有基础设施随机内容的环境
LTE
信号，这些系统需要额外的接收器来捕捉原始信号并解调内容
。
[0003]然而，使用另一个接收器会大大增加系统的硬件开销，使其难以应用于现实世界的物联网
。
例如，典型的蜂窝网络设备，如手机
、
平板电脑或笔记本电脑，通常只有一个接收器
。
除非使用两个以上的蜂窝网络设备，否则无法满足系统的部署要求
。
[0004]为解决这一问题，
2022
年发表在
MobiSys
上的系统
CABr/>为包括
LTE
在内的环境正交频分复用（
Orthogonal Frequency Division Multiplexing
，
OFDM
）信号提供了一种内容无关的反向散射解调方案
。
它根据
OFDM
设计中预定义的参考信号 (Reference Signals ，
RS)
，创建一个虚拟单频子载波，用于承载标签数据
。
然而，这种方法对
LTE
信号十分低效，因为
LTE
物理层资源中的
LTE
很稀疏，每
14
个
OFDM
符号中仅有4个符号具有
RS
，占比低至
28.6%。
按照这种方法，
CAB
只能在少数几个具有
RS
的
OFDM
符号上调制标签数据，但无法利用大多数缺乏
RS
的符号
。
因此，它的吞吐量很低，严重限制了系统的应用范围
。
[0005]有鉴于此，特提出本专利技术
。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供了一种高效的环境
LTE
反向散射系统及方法，不仅无需在标签数据解调中使用额外的接收器，而且能有效地利用
LTE
信号的物理层资源进行高效的反向散射通信，进而解决现有技术中存在的上述技术问题
。
[0007]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种高效的环境
LTE
反向散射系统，包括：反向散射标签和
LTE
收发器；其中，所述反向散射标签反向散射环境
LTE
信号时进行恒定的频率偏移，使反向散射信号始终在目标频段上传输；并通过相位偏移将对应的相位调制在除去包含控制信息的所有
OFDM LTE
符号及环境
LTE
信号的编码字上来传输标签数据；所述
LTE
收发器，通过反向散射信号与所述反向散射标签通信连接，能对接收的反向散射信号中的
RS
符号按还原原始
RS
预定义值的方式进行解调得出标签数据以及对接收的反向散射信号中的非
RS
符号按基于校验和的码字转换方式进行解调得出标签数据
。
[0008]一种高效的环境
LTE
反向散射方法，采用本专利技术所述的环境
LTE
反向散射系统，包括如下步骤：步骤1，通过所述环境
LTE
反向散射系统的反向散射标签反向散射环境
LTE
信号时进行恒定的频率偏移，使反向散射信号始终在目标频段上传输；并通过相位偏移将对应的相位调制在除去包含控制信息的所有
OFDM LTE
符号及环境
LTE
信号的编码字上来传输标签数据；步骤2，通过所述环境
LTE
反向散射系统的
LTE
收发器对接收的所述反向散射标签的反向散射信号中的
RS
符号按还原原始
RS
预定义值的方式进行解调得出标签数据以及对接收的反向散射信号中的非
RS
符号按基于校验和的码字转换方式进行解调得出标签数据
。
[0009]与现有技术相比，本专利技术所提供的高效的环境
LTE
反向散射系统及方法，其有益效果包括：通过利用基于校验和的码字转换技术，能充分利用
LTE
物理层资源，包括
RS
符号和非
RS
符号，由于不依赖只有
RS
的符号，实现了高效的反向散射标签数据传输，能实现高达
22kbps
的标签数据传输速率，高于现有的只能利用非
RS
符号或只能利用
RS
符号的反向散射系统，实现了环境反向散射系统性能的大幅提升
。
附图说明
[0010]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，对于本领域的普通技术人员来讲，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附图
。
[0011]图1为本专利技术实施例提供的高效的环境
LTE
反向散射系统的构成示意图
。
[0012]图2为本专利技术实施例提供的高效的环境
LTE
反向散射方法的流程图
。
[0013]图3为本专利技术实施例提供的高效的环境
LTE
反向散射系统的在不同距离下的吞吐量示意图
。
[0014]图4为本专利技术实施例提供的高效的环境
LTE
反向散射系统的振荡器准确率对误码率影响的示意图
。
[0015]图5为本专利技术实施例提供的高效的环境
LTE
反向散射系统的载波频率偏移对误码率影响的示意图
。
具体实施方式
[0016]下面结合本专利技术的具体内容，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚
、
完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种高效的环境
LTE
反向散射系统，其特征在于，包括：反向散射标签和
LTE
收发器；其中，所述反向散射标签反向散射环境
LTE
信号时进行恒定的频率偏移，使反向散射信号始终在目标频段上传输；并通过相位偏移将对应的相位调制在除去包含控制信息的所有
OFDM LTE
符号及环境
LTE
信号的编码字上来传输标签数据；所述
LTE
收发器，通过反向散射信号与所述反向散射标签通信连接，能对接收的反向散射信号中的
RS
符号按还原原始
RS
预定义值的方式进行解调得出标签数据以及对接收的反向散射信号中的非
RS
符号按基于校验和的码字转换方式进行解调得出标签数据
。2.
根据权利要求1所述的高效的环境
LTE
反向散射系统，其特征在于，所述
LTE
收发器按以下还原原始
RS
预定义值的方式对
RS
符号的标签数据进行解调，包括：按以下公式从任何接收到的
RS
符号中还原出原始
RS
的预定义值，公式为：；其中，
m
是
RS
符号的索引；
n
s
是
LTE
帧内的时隙号；
l
是时隙内的符号索引；
j
是虚数单位；伪随机序列是长度为
31
的
Gold
序列，具有特定的初始化值；通过求解原始
LTE
符号的预定义值和接收
LTE
符号的相位，得到所述反向散射标签向接收的
RS
符号引入的相位偏移，利用得到的相位偏移根据标签数据
PSK
调制方式解调得出接收
LTE
符号的标签数据
。3.
根据权利要求1所述的高效的环境
LTE
反向散射系统，其特征在于，所述
LTE
收发器对接收的反向散射信号中的
RS
符号按还原原始
RS
预定义值的方式进行解调得出标签数据之前按以下方式进行信道估计，包括：通过符号相位估计器对接收符号中的所有
RS
相位求平均来消除相位误差梯度；通过共相位误差估算器用训练符号的共相位误差以最小二乘回归法求解初始共相位误差和符号间相位误差梯度来估算每个符号中的共相位误差，训练符号是所述反向散射标签不对其进行调制的每个
LTE
子帧中的第一个
RS
符号；利用所述符号相位估计器得到每个训练符号的载波频率偏移，通过载波频率偏移使用最小二乘回归法求解初始共相位误差和符号间相位误差梯度估算出所有符号的共相位误差；从各符号移除共相位误差后，再按还原原始
RS
预定义值的方式对
RS
符号上的标签数据进行解码
。4.
根据权利要求1至3任一项所述的高效的环境
LTE
反向散射系统，其特征在于，所述
LTE
收发器按以下基于校验和的码字转换方式对接收的反向散射信号中的非
RS
符号进行解调得出标签数据，包括：获取能被所述反向散射标签调制成接收码字的所有原始码字；将获取的所有原始码字组装成一个
LTE
子帧，并使用校验和对组装成的
LTE
子帧进行验证，验证解调后
LTE
数据的校验和，若校验和通过，将组装成的
LTE
子帧视为原始子帧，并通过比较接收到的码字和组装用的原始码字来确定标签数据
。5.
根据权利要求3所述的高效的环境
LTE
反向散射系统，其特征在于，所述
LTE
收发器按以下方式在接收到的物理层资源上重新进行码字转换来获取能被所述反向散射标签调制
成接收码字的所有原始码字，包括：用码字转换重新编码在符号
n
中接收到的编码字
C(n)
，重新编码使用的相位偏移分别为
‑0°
,
‑
90
°
,
‑
180
°
,
‑
270
°
，重新编码后恢复得到符号
n
的各相位偏移对应的原始码字
。6.
根据权利要求3所述的高效的环境
LTE
反向散射系统，其特征在于，所述
LTE
收发器利用确定子帧中所有符号的可能原始码字后，将这些原始码字组装成
LTE
子帧，并用原生解调器处理每个组装好的子帧，用
CRC
验证解调后
LTE
数据的校验和
。7.
根据权利要求3所述的高效的环境
LTE
反向散射系统，其特征在于，所述
LTE
收发器将获取的所有原始码字组装成一个
LTE
子帧之前按以下方式进行信道估计，包括：在获得没有标签相位偏移的
RS
符号后，将没有标签相位偏移的
RS
符号输入...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨一帆，丰芸芸，龚伟，杨禹，王公仆，陈名武，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：