一种基于多制式chirp调制的反向散射系统

本发明涉及无源通信领域，尤其涉及一种基于多制式chirp调制的反向散射系统。

背景技术：

1、由于超低功耗、低成本、小尺寸等优点，反向散射技术成为物联网领域的研究热点之一。另一方面，lora技术因为良好的抗噪声性能，从而可以实现公里级别的传输距离。近年来，基于lora技术的反向散射技术得到了越来越多研究者的关注。lora反向散射技术中，无源标签利用环境中已有的lora射频信号作为载波来调制和反射自己的感知数据。

2、传统的广域无源感知网络采用lora信号作为载波，虽然lora信号可以提高反向散射系统的通信距离，但是lora信号的吞吐量却十分有限。lora线性调频的编码方式限制了反射信号的带宽、符号长度、扩频因子只能从固定的参数范围内进行选取，从而导致了有限的数据传输率，只有几kbps甚至几百bps。相对较低的数据率也限制了lora反向散射系统的应用空间，无法满足日益多样的物联网应用对反向散射系统吞吐量的多样化需求。

3、因此，反向散射系统需要扩大传统lora技术的编码空间，对chirp符号进行更加细粒度的多维表征，从而提升反向散射系统的吞吐量。

技术实现思路

1、本发明目的在于针对现有技术的不足，提出一种基于多制式chirp调制的反向散射系统。

2、本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于多制式chirp调制的反向散射系统，该系统包括：信号表征模块、频谱优化模块和多链路并发传输模块；

3、所述信号表征模块用于采用线性与非线性融合的编码方法进行chirp信号表征；

4、所述频谱优化模块用于调整chirp符号的带宽和符号长度动态调整chirp的吞吐量；

5、所述多链路并发传输模块用于将不同的无源感知节点选择反射到不同的频段进行传输。

6、进一步地，所述采用线性与非线性融合的编码方法进行chirp信号表征具体为：使用线性chirp符号和非线性chirp符号的正交性，引入形状多样性，利用非线性chirp符号来扩大广域无源感知网络的编码空间。

7、进一步地，所述线性chirp符号和非线性chirp符号通过控制环形振荡器的偏置电压变化函数，从而改变chirp信号的频率变化函数来得到。

8、进一步地，所述频谱优化模块具体为：将chirp的符号长度减小为原来的带宽增大为原来的p倍，从而使吞吐量提升为原来的p倍。

9、进一步地，其中p根据实际应用场景和需求进行选择；chirp符号的带宽越大吞吐量越高，但是抗噪声性能降低传输距离会减小；符号长度越长吞吐量越小，但是抗噪声性能提高传输距离会延长。

10、进一步地，所述多链路并发传输模块采用频分复用技术，不同的无源标签分配不同的信道进行传输。

11、本发明的有益效果：本发明设计与实现一种多制式chirp调制的反向散射系统，利用chirp符号在波形域(形状)、时间域(符号长度)、频率域(信号带宽)等多维度的正交性，扩大射频信号的编码空间，优化反向散射系统的吞吐量。

技术特征：

1.一种基于多制式chirp调制的反向散射系统，其特征在于，该系统包括：信号表征模块、频谱优化模块和多链路并发传输模块；

2.根据权利要求1所述的一种基于多制式chirp调制的反向散射系统，其特征在于，所述采用线性与非线性融合的编码方法进行chirp信号表征具体为：使用线性chirp符号和非线性chirp符号的正交性，引入频率随时间变化的形状多样性，利用非线性chirp符号来扩大广域无源感知网络的编码空间。

3.根据权利要求2所述的一种基于多制式chirp调制的反向散射系统，其特征在于，所述线性chirp符号和非线性chirp符号通过控制环形振荡器的偏置电压变化函数，从而改变chirp信号的频率变化函数来得到。

4.根据权利要求1所述的一种基于多制式chirp调制的反向散射系统，其特征在于，所述频谱优化模块具体为：将chirp的符号长度减小为原来的带宽增大为原来的p倍，从而使吞吐量提升为原来的p倍。

5.根据权利要求4所述的一种基于多制式chirp调制的反向散射系统，其特征在于，其中p根据实际应用场景和需求进行选择；chirp符号的带宽越大吞吐量越高，但是抗噪声性能降低传输距离会减小；符号长度越长吞吐量越小，但是抗噪声性能提高传输距离会延长。

6.根据权利要求1所述的一种基于多制式chirp调制的反向散射系统，其特征在于，所述多链路并发传输模块采用频分复用技术，不同的无源标签分配不同的信道进行传输。

7.一种基于多制式chirp调制的反向散射方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

技术总结
本发明公开了一种基于多制式chirp调制的反向散射系统，包括：信号表征模块、频谱优化模块和多链路并发传输模块；所述信号表征模块用于采用线性与非线性融合的编码方法进行chirp信号表征；所述频谱优化模块用于调整chirp符号的带宽和符号长度动态调整chirp的吞吐量；所述多链路并发传输模块用于将不同的无源感知节点选择反射到不同的频段进行传输。利用chirp符号在波形域(形状)、时间域(符号长度)、频率域(信号带宽)等多维度的正交性，扩大射频信号的编码空间，优化反向散射系统的吞吐量。

技术研发人员：郭秀珍,陈积明,舒元超,顾超杰,贺诗波
受保护的技术使用者：浙江大学
技术研发日：
技术公布日：2024/9/29