反向散射通信的未来应用与技术挑战*
2021-08-03崔子琦王公仆魏旭昇姜大洁秦飞艾渤
崔子琦,王公仆,魏旭昇,姜大洁,秦飞,艾渤
(1.北京交通大学计算机与信息技术学院,北京 100044;2.维沃移动通信有限公司,北京 100083;3.北京交通大学电子信息工程学院,北京 100044)
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物联网(IoT, Internet of Things)是继计算机、互联网之后的世界信息产业发展的第三次浪潮。物联网以“万物互联”的思想将各类物体连接在一起,摆脱了传统通信中需要特定设备接入网络的局限,方便人们工作生活并提高各行业生产效率。我国IMT-2020(5G)推进组提出了“信息随心至,万物触手及”的5G愿景,万物互联是5G的核心目标之一;IMT-2030(6G)推进组进一步提出了“万物智联、数字孪生”的6G愿景[1]。文献[2]指出物联网技术是建设工业物联网的技术基石,是制造业数字化转型的重要赋能者。文献[3]表明物联网技术是6G设计中推动无线通信从“万物互联”到“智能互联”的重要演变关键技术之一。
反向散射通信(Backscatter Communications)是构建绿色节能、低成本、可灵活部署的未来物联网的关键技术之一,是实现“万物智联”的重要手段。传统的反向散射技术主要应用于射频识别(RFID, Radio Frequency Identification)系统。典型的RFID系统由一个读写器(Reader)和多个标签(Tag)组成(如图2(a)所示),利用反向散射技术进行通信。然而,传统反向散射技术中需要特定的射频源作为激励信号,且在通信过程中无线信号会经历往返的双重路径衰落,因此路径损耗大,有效通信距离短[4-6]。
针对传统反向散射技术需要特定射频源、有效通信距离短的问题,学术界提出了一系列新型反向散射通信技术,以降低通信的能耗和运行成本,延长设备的使用寿命。……
