16、多跳Wi-Fi反向散射系统设计与性能评估

多跳Wi-Fi反向散射系统设计与性能评估

1. 系统设计

1.1 调制原理

在802.11b/g和802.11n单流的情况下，可将相关系统视为相位上的线性变换。定义 $\mathbf{H}$ 为包含加扰和编码等所有操作的变换。设原始数据为 $Y(t)$，携带原始数据的时域信号为 $X$，则有 $Y(t) = \mathbf{H}(X)$。标签会对 $Y(t)$ 引入相位变化 $\theta$ 操作，标签调制操作可表示为：
$\theta \cdot Y(t) = \theta \cdot \mathbf{H}(X) = \mathbf{H}(\theta \cdot X)$

当接收器执行逆操作 $\mathbf{H}^{-1}$ 时，反向散射数据可表示为 $\theta X$。通过选择合适的相位变化，可使 $\theta X$ 落在同一星座内。对于802.11n多流，发射机采用流解析器，会导致相位变化的非线性变换，但相位变化为 $0^{\circ}$ 或 $180^{\circ}$ 仍然有效。

1.2 多跳标签数据调制方法

有两种方法可将多跳标签数据调制到一个数据包中：
- 方法一：让每个标签单独改变同一数据包数据字段的相位。此方法允许每个标签嵌入更多数据位，但解码需要每一跳的反向散射信号，且标签在调制上相互依赖。
- 方法二：将数据字段分成若干部分并分配给不同标签。该方法仅需要最后一跳的反向散射信号，且标签相互独立。因此，选择方法二，并引入以下数据包数据字段分配方案。

1.3 数据包数据字段分配

一般来说，Wi-Fi数据包包括报头字段和数据字段（即有效负载字