【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于低功耗物联通信领域，尤其涉及一种环境反向散射通信方法及通信设备。
技术介绍
1、环境反向散射通信系统由环境射频源、反向散射发射机和反向散射接收机组成。环境射频源发射环境射频信号，反向散射发射机接收到环境射频信号后，利用射频信号反向散射原理，将信息调制到入射射频信号的反射信号上，并反向散射给接收机，完成对数据发送，而不需要自己产生射频信号。反向散射接收机基于接收到的无线信号检测反向散射符号实现信息解调。环境反向散射通信无需复杂的射频结构，减少功率放大器、高精度晶振、双工器、高精度滤波器等器件使用，也不需要复杂的基带处理，降低了传感器能耗的同时也降低了生产成本，减小了传感器体积，便于传感器设备的部署和维护。
2、环境反向散射通信系统(ambient backscatter comminication system, abcs)，是利用环境中已有的射频源（如电视塔、蜂窝基站，蓝牙信号和wi-fi ap等）发射的环境射频信号，反向散射发射机接收到环境射频信号后，通过切换天线阻抗改变反射信号的幅度和相位来实现信息传输，无需部署额外的射频源，进一步降低了网络架构的成本和功耗。
3、在基于环境反向散射通信过程中，接收机接收到的信号主要包括三部分：1）直射信号：环境射频源发射的信号经环境中除反向散射发射机之外的其他物体反射或散射到达反向散射接收机；2）反射信号：环境射频源发射的信号到达反向散射发射机，发射机进行数据调制，改变入射射频信号的幅度和相位并反向散射给接收机；3）噪声项。
4、环境反向散
5、
6、其中，为环境射频源发出的信号，分别为环境射频源与反向散射接收机之间的信道、环境射频源与反向散射发射机之间的信道、反向散射发射机与接收机之间的信道，为反向散射系数，为反向散射的调制信号，为噪声项。
7、反向散射接收机的目标是估计调制信号的幅度和相位实现数据解调。接收信号中的第一项没有包含任何调制信号相关信息，因此是干扰项。相对于反向散射信号(有用信号)，干扰信号相当强，有用信号被淹没在干扰信号中，因此环境反向散射通信一般采用低阶调制方式，例如ook(on off keying,通断键控)调制，即比特0对应不反射状态，比特1对应反射状态，导致数据速率较低，反向散射的通信距离短。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种环境反向散射通信方法，方法能够提升反向散射调制符号的检测性能，从而使得环境反向散射信号能够采用更高阶的调制方式，进而提升反向散射的通信速率，扩展环境反向散射的通信距离。
2、通信方法包括：
3、射频源向反向散射发射机发射射频信号；
4、反向散射发射机接收射频信号，并对接收到的射频信号进行强度测量；
5、根据射频信号的强度信息，并结合反向散射发射机当前的能量状况，确定本次发射后是否进入休眠状态；
6、在满足发射条件后，将射频信号调制到入射射频信号的反向散射信号上，实现对射频信号的发送；
7、发送完毕后，如未进入休眠状态，则预设一能量收集定时器，在定时器溢出时，反向散射发射机停止能量收集，进入休眠状态。
8、进一步需要说明的是，方法中，反向散射发射机和接收机在进行通信，且环境射频源为ofdm信号时，设为环境射频源ofdm信号的子载波数，环境射频源发射的第个ofdm符号其频域符号为，经过idft后添加长度的循环前缀；
9、设反向散射符号周期是射频元发射的ofdm符号周期的倍，使得一个反向散射符号承载在个环境射频源的ofdm符号上；
10、设环境射频源的发射天线数为1，反向散射发射机的发射天线数为1，接收机的接收天线数为；
11、设为环境射频源到接收机第根接收天线的第根信道冲激响应，，，为反向散射发射机到接收机第根接收天线的第根径的信道冲激响应；，为环境射频源到反向散射发射机的第根径的信道冲激响应，；
12、设环境射频源、反向散射发射机、反向散射接收机保持时间同步，则接收机接收到的信号为：
13、
14、其中，为环境射频源发射的时域ofdm信号，为反向散射系数，是绝对值小于1的复数，为环境射频源发射信号的功率，为反向散射信号的首径相对于直射信道首径到达接收机的时间差，噪声项为噪声；
15、设时延，在移除循环前缀后，取反向散射信道第一径作为时间窗起始，取个样点进行idft变换，则
16、
17、其中，为直射链路信道的频域响应；
18、为反射信道的频域响应，为频域噪声，；
19、第个子载波上所有接收天线的信号为
20、
21、其中，直射链路信道向量；
22、反射链路信道向量，噪声向量为。
23、进一步需要说明的是，方法中，接收机将接收信号变换到频域，在频域上利用射频ofdm信号的导频位置，进行反向散射信号的检测。
24、进一步需要说明的是，方法中，接收机在对反向散射信号检测时，前导序列检测符号边界。
25、进一步需要说明的是，前导序列采用星座图轮流多次发射的方式，确定符号边界，并根据同一星座点所有接收信号能量的累加平均来确定检测门限，以辅助接收机进行信号检测。
26、进一步需要说明的是，方法还包括：基于唤醒序列唤醒接收机准备开始数据检测；
27、唤醒序列采用01交替序列，或gold序列，或反向散射发射机预设的序列；唤醒序列还采用ook执行调制。
28、进一步需要说明的是，方法中，反向散射发射机处于静默状态时，不反向散射任何信号；
29、在静默期，接收机估计干扰信号的信道信息，即射频源与接收机之间的信道。
30、进一步需要说明的是，方法中，接收机进行反射信道估计时，标记接收机检测数据包的起始位置。
31、进一步需要说明的是，方法中，接收机利用比较器来检测唤醒序列，当比较器的两个输入之间的差超过预设阈值时，则检测到比特信息传输。
32、本专利技术还提供一种通信设备，用于实现环境反向散射通信方法。
33、从以上技术方案可以看出，本专利技术具有以下优点：
34、本专利技术提供的环境反向散射通信方法可以应用到的环境反向散射通信中，本专利技术的帧结构中具有唤醒序列模块、静默期模块、前导序列模块、帧头模块、载荷模块和载荷校验模块，其中，反向散射通信的信息比特经过编码和调制后，通过反向散射发射机特定的正交扩频序列扩频，以增大反向散射的通信距离。本实施例还在帧结构的静默期，反向散射发射机对接收到的射频信号进行测量，根据射频信号强度测量结果，结合自身的能量状况，确定本次数据发射后是否进入休眠状态，实现了降低功耗的作用。
35、本专利技术提供的环境反向散射通信方法中，在数据发送完毕后，如果不立即进入休眠状态，则设定一个能量收集定时器，定时器溢出时停止能量收集本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种环境反向散射通信方法，其特征在于，通信方法包括：
2.根据权利要求1所述的环境反向散射通信方法，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的环境反向散射通信方法，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的环境反向散射通信方法，其特征在于，
5.根据权利要求1或2所述的环境反向散射通信方法，其特征在于，
6.根据权利要求1或2所述的环境反向散射通信方法，其特征在于，
7.根据权利要求1或2所述的环境反向散射通信方法，其特征在于，
8.根据权利要求1或2所述的环境反向散射通信方法，其特征在于，
9.根据权利要求6所述的环境反向散射通信方法，其特征在于，
10.一种通信设备，其特征在于，用于实现如权利要求1至9任意一项所述的环境反向散射通信方法。
【技术特征摘要】
1.一种环境反向散射通信方法，其特征在于，通信方法包括：
2.根据权利要求1所述的环境反向散射通信方法，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的环境反向散射通信方法，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的环境反向散射通信方法，其特征在于，
5.根据权利要求1或2所述的环境反向散射通信方法，其特征在于，
6.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：张春玲，赵训威，钟成，李树荣，王志刚，白杰，陈蒙琪，孟子健，
申请(专利权)人：国网信息通信产业集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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