[发明专利]基于MFSK调制的环境信号反向散射系统的数字信息检测方法

说明书

本发明涉及一种基于MFSK调制的环境信号反向散射系统的数字信息检测方法，包括：1)环境信号源发射环境射频信号；2)电子标签使用MFSK调制将电子标签内的数字信息调制到环境射频信号，并反射已调制的反射信号；3)阅读器配置有M个带通滤波器，M个带通滤波器对接收信号分别进行滤波处理，得到经过滤波的M个支路信号，阅读器基于能量检测判断电子标签内的数字信息。该方法能够将直射环境射频信号的干扰去除，并且充分利用资源，达到性能最佳。

技术领域

本发明涉及无线通信领域，具体涉及一种基于MFSK调制的环境信号反向散射系统的数字信息检测方法。

背景技术

物联网将会是为未来无线通信系统的核心应用场景，预计到2020年，大约有2000亿的设备将通过物联网实现互联互通，如何高效地维护海量低成本通信设备已成为制约物联网发展和应用的关键瓶颈。特别的，传统通信设备依赖于电池供电，要实现海量通信设备的定期充电或者电池更换将会是一个高成本的艰巨任务，同时也会对环境造成严重污染。

近年来，研究人员提出了一种基于环境信号的反向散射(Backscatter)通信方法，其基本思想是通信节点不主动产生射频信号，而是通过反射外界射频信号来发送信息，因此极大地降低了通信节点的功耗，这为解决海量通信节点的供电问题提供了新的思路。

基于环境信号的反向散射通信系统和传统的通信系统不同在于，电子标签信息被调制到已有调制信号的射频信号上，同时，接收端还将接收到直射的环境射频信号，这在通带中增加了干扰。因此基于环境信号的反向散射通信系统的符号检测和传统通信系统有很大区别。

现有关于符号检测的研究，大多在电子标签端采用开关键控(On-Off Keying，OOK)调制，由于直射环境信号的干扰，检测误码率在高信噪比时会趋于定值，这使得系统检测性能受到限制。如中国发明专利(CN 106685538A)公开一种环境反射通信系统的信号传输与检测方法，系统包括发射源射频信号的环境射频源，接收源射频信号并反射射频信号的标签以及接收源射频信号和射频信号的阅读器，检测步骤如下：标签连续发射加载于源射频信号的等概率的二进制符号，二进制符号对应标签是否反射射频信号；阅读器对接收信号基于最大似然检测法或联合能量检测法判断标签发射的二进制符号。因此，如果能将直射信号的干扰去除，系统的检测性能将会有很大提升。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种基于MFSK调制的环境信号反向散射系统的数字信息检测方法，能够将直射环境射频信号的干扰去除。

本发明所提供的技术方案为：

一种基于MFSK调制的环境信号反向散射系统的数字信息检测方法，包括：

1)环境信号源发射环境射频信号；

2)电子标签使用MFSK调制将电子标签内的数字信息调制到环境射频信号，并反射已调制的反射信号；

3)阅读器配置有M个带通滤波器，M个带通滤波器对接收信号分别进行滤波处理，得到经过滤波的M个支路信号，阅读器基于能量检测判断电子标签内的数字信息。

上述技术方案中，在电子标签端采用MFSK调制技术，阅读器端通过带通滤波和采样，再进行能量检测。所提出检测方法，能够将直射环境射频信号的干扰去除，使得系统检测性能有极大地提升。

本发明中带通滤波器的数量M与调制阶数M的数值相同。

本发明中的数字信息指的是电子标签内部的二进制比特。

本发明中步骤2)中MFSK调制是指：

2.1)电子标签将内部的数字信息以每log₂M个定为一个传输符号i，i的取值范围为0,1,2,…,M-1；M为调制阶数；