大规模无源标签的多址接入组网及原型平台构建

来源 :中国科学技术大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:abing206
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近年来,物联网已经成为一个热门话题。然而随着物联网应用的迅速发展,其节点的获能问题成为限制其发展的一个重要瓶颈。由此,无源传输网络因其超低能耗的优势而受到广泛关注。无源传输网络中的节点从环境中获取能量,而不依赖于外部设备来提供能量,这也是无源网络最大的优点。而无源网络的诞生成功解决了物联网遇到的节点能量获取问题。另一方面,物联网设备爆炸式地增长给其发展也带来了新的需求和挑战。现有的工作大部分都是关注单个节点的应用场景,多个甚至大量的节点依旧不能同时通信传输数据,这样将大大限制未来大规模部署物联网设备的可行性。针对这些问题,本文提出了一种可支持多个无源标签同时高效可靠传输数据的无源反向散射通信系统。此系统采用的是码分多址的接入方式,这种方式与采用频分多址接入方式相比,可以同时在通信和计算域中实现较低开销。每个标签节点可以按照分布式方式根据容错编码方案发送和接收数据包。除此之外,还可以容忍标签间数据的不完美同步。大量实验表明,此系统可以支持最多10个标签且总比特速率8Mbps,最远通信距离为10米。与单标签方案相比,即使在具有多径和其他信号干扰的具有挑战性的室内场景中,也可以将系统吞吐量提高10倍以上。从而验证了利用码分多址的接入方式实现大规模无源标签同时高速传输数据的可行性。本文的主要工作有以下几点:1.提出采用码分多址接入方式实现多个标签同时高速传输数据的无源通信系统,并利用相关设备构建系统原型平台。2.研究影响无源标签反射信号能量强度的因素以及对多个标签同时传输时,各个标签之间存在性能差异,分析标签间能量差异的影响。3.提出一种通过选择标签上不同的天线阻抗来实现的有效的能量控制方法,并且在能量控制方法仍然不能满足的情况下,提供一种标签节点部署方案以进一步优化整个系统的性能。
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