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。当采样率从 25 Msps 降低到 10 Msps 时，这种影响依然存在。通过大量实验，我们发现有序匹配具有优势，能够进一步降低采样率。当采样率降至 2.5 Msps 时，平均识别准确率仅为 0.485（如图 9.8a 所示）。

为了提高性能，我们考虑延长模板长度。对于 802.11b 和 ZigBee，其前导码长度超过 100 μs，不会成为限制因素。对于 BLE，通过包含固定广播地址，匹配窗口大小可扩展到 40 μs；对于 802.11n，由于传统前导码后有持续超过 20 μs 的 HT - STF 和 HT - LTF 字段，也可设置 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（如图 9.8b 所示）。最终，我们将参数设置为采样率 2.5 Msps 和窗口大小 40 μs。

1.2 叠加调制

1.2.1 问题提出

在准确识别协议类型后，需要将标签数据调制到不同载波上。现有的反向散射系统虽能利用有效数据作为载波，但都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 参考标签调制方法

为解决上述问题，我们提出了基于参考的叠加调制方法。其工作流程如下：
- 每个数据包被分成包含 κ 个符号的组，每组分