21、多协议反向散射通信系统设计与性能评估

多协议反向散射通信系统设计与性能评估

1. 多散射设计

1.1 匹配窗口优化

在信号识别过程中，信号的调制方案、符号大小和调制速率等特征会影响识别准确性。通过大量实验，对不同范围、场景和协议进行了超 200,000 次实验，结果一致。有序匹配相比盲目匹配，平均识别准确率从 0.67 提升到 0.976。

为进一步降低采样率，尝试找到其下限。当采样率降至 2.5 Msps 时，平均识别准确率仅为 0.485。为提高性能，延长模板长度。对于 802.11b 和 ZigBee，其前导码超过 100 μs 不是限制；对于 BLE，通过包含固定广播地址可将匹配窗口扩展到 40 μs；对于 802.11n，可利用 HT - STF 和 HT - LTF 字段设置 40 μs 的匹配窗口。窗口大小扩展后，平均识别准确率从 0.485 提升到 0.93。最终参数设置为采样率 2.5 Msps 和窗口大小 40 μs。

1.2 叠加调制

1.2.1 问题提出

许多先进的反向散射系统利用生产数据作为载波，但需要两个接收器从两个通道捕获原始数据和反向散射数据。当原始通道因遮挡或移动而不稳定时，即使反向散射通道接收到的数据完全正确，解码标签数据也会变得困难，这凸显了标签数据解码质量对原始通道数据的强烈依赖。

1.2.2 参考标签调制

提出参考叠加调制方法，目标是支持单个商用接收器，同时使用生产信号作为载波，消除对两个通道数据的需求。每个数据包被分成κ个符号的组，每组有一个参考符号和κ - 1 个可调制符号，可调制符号与参考符号相同。通过将参考符号扩展κ次生成载波，将标签数据调制到可调制部分