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专利号: 2016108854663
申请人: 电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-30
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于OFDM载波的反向散射通信调制方法,该调制方法用于反向散射通信系统,所述反向散射通信系统包括射频源、阅读器和标签;其特征在于,包括以下步骤:a.射频源发射OFDM载波信号到标签;

b.标签接收OFDM信号,所述标签还包括反向散射天线和射频能量收集模块,所述射频能量收集模块用于收集来自标签环境中的OFDM信号的能量,所述反向散射天线用于向阅读器发送信息比特;

c.阅读器接收并解码来自标签的反向散射信号。

2.根据权利要求1所述的基于OFDM载波的反向散射通信调制方法,其特征在于,所述步骤b的具体方法是:所述标签接收的基带信号表示为如下公式1:

公式1中,s(n)是指单位功率的基带OFDM信号,p是平均传输功率,h(n)是射频源和标签之间的信道冲激响应;

所述标签使用的波形x(n)表示为如下公式2:

公式2中,方波函数a(n)在n=0,1,…,(N+Ncp)/2-1的情况下a(n)=1,其他情况a(n)=

0,N+Ncp为每个标签符号的持续时间,N表示OFDM信号的子载波数目,Ncp为加在每个OFDM信号的前端的循环前缀的长度,B表示信息比特;

则标签中反向散射天线发送至阅读器的反向散射信号yb,m(n)可表示为如下公式3:

公式3中,α表示标签的反射系数,gm(n)表示标签和阅读器端第m根天线之间的信道冲激响应。

3.根据权利要求2所述的基于OFDM载波的反向散射通信调制方法,其特征在于,所述步骤c中:阅读器的接收端会收到来自射频源的直接链路干扰和标签传输过来的有用信号,则阅读器第m根天线,m=1,2,…,M接收到信号ym(n)可表示为如下公式4:ym(n)=yb,m(n)+yd,m(n)+wm(n) (公式4)其中, 是来自于射频源的直接链路干扰,fm(n)表示射频源和阅读器端第m根天线之间的信道冲激响应,wm(n)是功率为σ2的基带加性高斯白噪声,即假定噪声wm(n)独立于信号yb,m(n)和yd,m(n);

则还包括以下消除直接链路干扰信号的步骤:由于多径效应,每个OFDM符号周期上的直接链路干扰信号yd(n)的两部分是相同的,所以阅读器接收到的反向散射信号yd(n)有重复结构,故对于n=L-1,…,Ncp-1有如下公式5:

其中,信号u(n)表示为如下公式6:

噪声v(n)表示为如下公式7:

v(n)=w(n)-w(n+N) (公式7)由于信号u(n)和噪声v(n)都服从循环对称复高斯(CSCG)分布,采用能量检测器作为最佳检测器,判断阅读器采用的天线数量,当阅读器采用单天线时,进入步骤d;当阅读器采用多天线时,进入步骤e;

d.建立如下公式8的检验统计量:

当重复长度D非常大时,检验统计量R的分布表示为如下公式9:

其中,均值为:μ0=1,μ1=γ+1;方差为: γ为信噪比;

则最佳检测器设计为:

令p(R|B=0)和p(R|B=1)为条件随机变量R|B=0和R|B=1的概率密度函数,判决规则为:假如R<ε,则 反之, 其中ε为检测门限,则误码率为如下公式10:其中,误警概率Pfa(ε)和误检概率Pmd(ε)为如下公式11:

最大似然检测器的最佳检测门限ε*为如下公式12:

最小误码率为如下公式13:

e.为第m根天线建立检验统计量如下公式14:

为最后的判决建立检验统计量如下公式15:

其中,组合权重θm满足 并且θm≥0,θ=[θ1,θ2,…,θM]T;

阅读器不同信道之间是独立的,当重复长度D非常大时,检验统计量 满足如下公式16:

其中均值为: 方差为:

对于最佳接收机设计,最小误码率为如下公式17:其中,通过(M-1)维搜索得到最佳θ*,最佳门限 为: