5G通信技术推动了万物互联目标的实现,同时也推动了物联网技术的发展。大规模连接是物联网系统的重要特征,每平方公里百万级的连接给物联网系统带来了三个方面的挑战:能量消耗大、硬件费用高和频谱资源短缺。环境反向散射通信技术近年来受到学术界和工业界的广泛关注,因为其被动式的通信方式契合了物联网系统的发展需求。环境反向散射通信系统的主要信息传输设备——无源标签,通过反射环境中存在的信号,达到和接收机进行通信的目的。这种通信方式不需要主动的射频信号发射原件,同时降低了标签的硬件成本,并且不需要额外的频谱,这些特点使环境反向散射通信技术能够很好地应对物联网系统的三大挑战。在环境反向散射通信系统中,反射链路承载着标签信息,而反射链路强度远低于直接链路强度,这给接收机设计带来了巨大的挑战。在本文中,我们针对环境信号全盲、环境信号半盲和OFDM激励信号源三种设定,研究了环境反向散射通信系统的接收机设计方法。主要研究内容如下:首先,针对环境信号全盲,我们分别针对环境信号调制方式为MPSK和QAM研究了接收机设计方法。我们研究了MPSK信号的相位分布特性,设计了幂次信道相位估计方法,并且提出了两种信道幅度估计方法,然后提出了基于对数似然检测准则的直接链路平均检测器,解调出标签信号。针对环境信号QAM调制,我们提出了另一种信道估计和信号检测方法。首先,基于最大化接收序列的联合似然概率密度准则,我们推导出给定环境信号时,信道响应和接收信号的关系。其次,我们应用网格搜索算法,解调出环境信号序列,得到信道估计值。最后,我们提出低复杂度的距离检测器,解调出标签信号。通过仿真实验,验证了我们提出的算法的有效性。数值结果表明,接收机的性能和直接链路信噪比以及反射链路和直接链路信噪比的差有关。其次,考虑到环境信号全盲的设定对接收机性能的限制,我们研究了针对环境信号半盲的接收机设计方法。与第一部分内容相对应,分别针对环境信号为MPSK和QAM调制时进行研究。针对环境信号MPSK调制,我们同时利用环境导频信号和环境数据信号周期的接收信号来估计信道信息,这种方法消除了信道估计的相位模糊。然后应用距离检测器解调出标签信号。此外,为了进一步提升了检测误码率性能,我们提出了两种反馈式距离接收机。针对环境信号QAM调制,首先借助环境导频信号,定位出网格搜索的起始路线,搜索出的最优路径对应准确的环境信号序列解调值。估计得到的信道值是无偏的,直接应用低复杂度的距离检测器解调出标签信号。通过仿真实验,验证了我们提出的算法的有效性。最后,我们针对OFDM激励信号源,研究了接收机设计方法。我们假设环境OFDM信号的子载波均采用MPSK调制。首先,我们研究了环境OFDM信号的生成过程,以及将标签信号加载到环境OFDM载波的过程,并将时域接收信号转换到频域进行解调。本研究将标签信号取值复合到级联信道的表达中,用信道信息来表示不同的标签信号。基于此,我们提出了两种信道参量估计方法,并采用低复杂度距离检测器来解调标签信号。通过仿真实验,对比了两种接收机算法性能,验证了算法的有效性。数值结果证明,OFDM信号子载波数越多,接收机性能越好。