反向散射通信的未来应用与技术挑战

反向散射通信技术是"绿色"物联网和6G网络设计的关键技术之一,能够实现低功耗、低成本、易部署的"绿色"通信.简要回顾了传统反向散射通信技术的起源及原理,综述了新型反向散射通信技术和最新相关研究进展,预测了反向散射通信技术未来潜在应用并分析了其面临的关键问题.     

无源反向散射通信系统载波频偏位置快速检测算法

近来无源反向散射通信技术作为绿色物联网的关键技术,引起了广泛的关注。在无源反向散射通信系统中,收发节点与反射节点的振荡器差异、相对运动以及环境变化,导致接收端和发送端存在载波频率偏移(CFO)。CFO对信号检测和系统性能有重要影响,而当前多数无源反向散射通信系统研究忽略了CFO。该文设计了一种适用于频移键控调制(FSK)的CFO快速检测方法,不需要导频就能快速有效检测出CFO是否存在并找出存在的位置。首先,根据信号在CFO存在与否的不同,采用去直流后取模方法对信号进行处理,而后根据处理后的信号的特点,基于累积和(CUSUM)设计快速检测算法对载波频偏出现的位置进行检测,并对理论分析结果进行仿真验证,仿真结果表明取模检测可以有效检测出CFO出现的位置。     

全双工环境反向散射通信网络的绿色物联网

基于物联网的瓶颈问题,对将作为未来物联网核心技术的反向散射技术进行分析和研究。首先研究传统的反向散射技术在射频识别系统中的应用,并进一步探讨存在的问题与不足;随后基于物联网射频识别技术的局限性及在新型反向散射技术,描叙一种全双工环境反向通信网络系统模型。该模型通过一种环境反向散射通信网络访问方式,即在接入全双工接入点的同时向其用户发送下行正交频分复用信号,并以时分多址接收从多个反向散射设备反向散射的上行链路信号。环境反向散射通信通过环境中射频载波传输信息的反向散射设备无线供电,更加环保和节能,满足未来物联网对能源、成本和复杂性的严格限制。     

环境反向散射通信技术概述及应用展望

简要介绍AmBC(环境反向散射通信技术)的起源和特性,包括其通信系统架构和优缺点分析等.在此基础上,介绍有希望率先规模化应用的几种Wi-Fi(无线连接)环境反向散射通信技术.通过案例详细阐述环境反向散射通信技术在室内导航及定位、智慧医院和智慧城市建设中的应用,对环境反向散射通信技术的未来应用前景做一定展望.     

智能反射表面辅助的反向散射通信系统研究综述

智能反射表面技术因其具有智能重构无线通信环境的卓越能力,在6G中具有广泛的应用。反向散射通信技术作为低功率通信的典型技术,可应用于超低功率通信和低成本物联网设备。概述了智能反射表面技术和反向散射通信技术,并对其研究意义进行了分析;从性能分析、信道估计、波束赋形、资源调度等多方面总结分析了反向散射通信技术和智能反射表面技术的研究现状及发展趋势。在此基础上,对智能反射表面辅助的反向散射通信系统进行了探讨,并对未来发展方向进行了展望。     

一种容量可调的多并发反向散射通信系统设计

随着物联网应用场景及规模的不断扩大,现有的物联网设备无法满足高速率、远距离及低功耗等需求.文中利用不同频率循环移位的LoRa调制信号间的正交性结合OOK调制技术,在433 MHz频段搭建适用于工业电力应用场景的多标签并发的低功耗反向散射通信系统.在此基础上利用在数字域生成啁啾信号时的相位量化特性,实现一种容量可调的多并...     

基于RIS的车路协同反向散射保密通信方法

考虑到未来车联网对能量消耗和网络寿命前所未有的需求,将BackCom和RIS技术应用于V2I无线通信系统,以满足基础设施广泛部署的场景和需求。这两种技术都可以在没有射频发射元件的情况下实现被动低功耗的数据传输。在所引入的系统模型中,一个安装在路边基础设施上的RIS通过反向散射来自附近基站的信号向多个合法用户发送机密信息。然而,反向散射信号存在被窃听的风险。因此,假设存在多个窃听者试图拦截RIS的信息。然后,通过联合优化基站的主动波束形成和RIS反射系数,实现最小保密速率的最大化。最后,基于一种替代算法进行了大量仿真,验证了所考虑系统和所提出优化方案的可行性和有效性。     

基于不完美CSI的认知反向散射通信吞吐量最大化算法

为了提高频谱传输效率和抑制信道不确定性影响,该文提出一种基于不完美信道状态信息的认知反向散射通信吞吐量最大化算法。首先,考虑主基站最大发射功率、传输时间、用户服务质量、有界信道不确定性等约束,建立了联合优化主基站波束、传输时间、反射系数的多变量耦合的非线性鲁棒吞吐量最大化模型。其次,利用最坏准则、S-Procedure、连续凸近似和交替优化方法,将原问题转换为凸优化问题,并提出一种基于迭代的鲁棒资源分配算法。仿真结果表明,与非鲁棒算法对比,所提算法具有较好的吞吐量和鲁棒性,且中断概率减小2.39%。     

基于无线供能反向散射通信系统安全性的稳健机会约束优化算法设计

针对无线供能反向散射通信系统中信道不确定性以及安全性问题,提出一种考虑系统安全性的稳健机会约束优化算法.首先,在考虑窃听数据传输速率约束、最小能量收集约束和设备反射率约束条件下,建立一个基于信道不确定性的最大化系统传输速率最小值的优化问题.为求解该问题,应用基于伯恩斯坦型不等式的安全近似方法,将原不确定性问题转换为确定...     

物联网汽车通信定位技术的分析

物联网汽车通信定位技术的应用,可以在为所有车辆构建无线传感网络的基础上,建立一种信息化车辆监管方式.本文主要从这一技术的系统框架入手,对这一技术进行了分析.     

北斗定位通信技术在定向运动中的应用研究

随着我国北斗卫星导航系统的逐步完善,北斗定位通信技术在定向运动中得到充足应用,有效帮助教练员实现了对训练过程的实时监视、控制、指挥与安全预警,解决了训练过程中又聋又哑的尴尬问题,弥补了定向运动只看结果、不计过程的盲目训练方法的不足,为定向运动队进行科学施训、制定训练计划、针对性指导各项技能训练奠定了坚实基础;切实提高训练质量,防止伤亡等突发事件的发生,不断增加定向运动的安全性、科学性和实践性。     

太赫兹感知通信一体化波形设计与信号处理

太赫兹波段感知通信一体化技术能够在提高数据传输速率和感知分辨率的同时,有效降低硬件资源和频谱资源的消耗。首先,简要介绍了感知通信一体化及太赫兹通信、感知的现状。然后,分别从感知和通信的角度讨论了一体化波形设计及优化策略,同时分析了两类信号接收机的信号处理算法,并实验展示了一种97GHz基于OFDM信号的一体化系统,对系统的距离、速度和通信等性能进行了测试。最后,总结和展望了太赫兹感知通信一体化的技术难题和未来研究方向。     

卫星通信抗截获信号波形设计

针对卫星通信信号传输隐蔽性不高的问题,提出了一种抗截获的信号波形设计方法。采用具有循环平稳特性的大信号掩盖不具有循环平稳特性的弱信号,含有重要信息的弱信号成为大信号的背景信号,实现卫星信号的隐蔽传输。弱信号包含正常业务数据和重要数据,利用随机跳码扩频和随机跳时将两者合并的同时,可将重要数据隐藏于弱信号中,并破坏弱信号的循环平稳特性,提高重要数据传输的安全性。对信号波形仿真分析,在大信号和弱信号的功率比高于7 dB时,盲检测不到弱信号的存在,表明设计波形具有抗截获性。最后对弱信号解调性能仿真分析,表明抗截获能力提高的同时,其传输性能仍在可接受范围内。     

Tunnel lane‐positioning system for autonomous driving cars using LED chromaticity and fuzzy logic system

Currently, studies on autonomous driving are being actively conducted. Vehicle positioning techniques are very important in the autonomous driving area. Currently, the global positioning system (GPS) is the most widely used technology for vehicle positioning. Although technologies such as the inertial navigation system and vision are used in combination with GPS to enhance precision, there is a limitation in measuring the lane and position in shaded areas of GPS, like tunnels. To solve such problems, this paper presents the use of LED lighting for position estimation in GPS shadow areas. This paper presents simulations in the environment of three‐lane tunnels with LEDs of different color temperatures, and the results show that position estimation is possible by the analyzing chromaticity of LED lights. To improve the precision of positioning, a fuzzy logic system is added to the location function in the literature [1]. The experimental results showed that the average error was 0.0619 cm, and verify that the performance of developed position estimation system is viable compared with previous works.     

基于图像处理的石英晶片定位技术研究

为了实现自动测量石英晶片的频率等相关参数并进行分档,研究了石英晶片的图像定位技术,主要利用图像处理技术对采集的图像进行图像二值化、边缘检测、轮廓提取等处理,完成对石英晶片中心的定位。经验证,该石英晶片定位技术能够在保证系统要求的石英晶片分选速度的前提下实现石英晶片的准确定位。     

毫米波星间通信测距一体化技术研究

近年来卫星编队飞行和星间链路技术成为了航天领域的研究热点。在这种趋势之下,需要通过星间的相互通信与相对位置测量来保障编队构型的相对稳定以及实现星间协作。将星间通信和星距测量融合到一体化平台中可以实现通信测距一体化,能够降低负载,符合当前卫星的发展趋势。针对卫星毫米波星间链路设计了一体化波形,同时提出一系列信号处理技术完成波形的同步以及分离,实现了星间通信测距一体化。针对分离波形以及功放非线性对通信信号的影响,使用了基于深度学习的信号检测算法,降低了通信数据的误比特率。仿真结果验证了所设计的一体化波形及信号处理技术在星间链路应用的可行性。     

太赫兹通信感知一体化波形:现状与展望

面向6G时代机器通信、沉浸式业务对高精度感知与高速率通信的需求,通信感知一体化技术应运而生.基于此,针对太赫兹通信感知一体化波形的场景、波形设计方法和未来展望进行了阐述和总结.首先,概括了太赫兹通信感知一体化波形设计所面临的场景与需求,包括感知辅助通信场景、感知催生的新业务场景等.然后,从太赫兹电磁波的传播特点、太赫兹...     

空间光通信中应用于精密指向的面阵探测器的定位精度分析与验证

为了实现空间光通信中高精度的链路,本文重点研究了影响面阵探测器对于目标定位精度的关键因素。首先从机理上分析了质心算法的误差,并仿真验证了满足空间无损采样条件的必要性。我们定义了NU值并以此为指标来量化探测器的非均匀性,随着NU自0开始线性增长,质心的定位误差持续增长但是速度放缓。当NU值为0.005时,最大定位误差为0.043 像素。在目标入射到光学系统的光强不断改变的条件下,NU值越小,质心位置越接近光斑的真实位置。我们通过实验测试了某种典型的CMOS探测器在不同光照强度下的像元响应,建立了像元响应非均匀性的数理模型,计算出NU值于线性响应范围内在0.0045到0.0048范围内波动。光斑质心定位精度的实验结果表明,绝对定位误差小于0.05 像素,可以满足高精度链路的需求,验证了理论和仿真的有效性。     

基于计算控制通信融合的车联网资源协同优化技术研究

车联网高度动态且业务种类多样,安全业务和非安全业务并存。如何同时满足差异化的业务需求,是车联网面临的重大挑战。分析了计算、控制与通信等要素在车联网中的融合方式,并指出以协同管理多维资源提升驾驶安全性和业务体验质量的必要性。针对业务特点分别介绍了面向自动驾驶的控制与通信融合机制、面向信息娱乐业务的计算与通信资源协同管理机制以及面向差异化业务并发的多维资源协同管理机制,最后基于相关挑战展望了该领域未来的技术发展趋势。     

网络与通信技术在计算机控制中的应用

在社会经济高速发展的支持下,我国网络与通信技术高速发展,并且在发展中逐渐实现了两种技术的结合应用,大大提升了网络与通信技术的应用价值。文章对网络与通信技术进行分析,研究网络与通信技术在计算机控制中应用的时代背景和具体应用,并对其未来发展进行了概述,以促进计算机控制领域的科学化发展。