[发明专利]一种环境反向散射通信系统的接收信号处理方法与装置

说明书

本发明公开了一种环境反向散射通信系统的接收信号处理方法与装置。涉及通信领域；能够很好地提高接收信号的信噪比并降低误比特率，同时有效延长可靠通信距离。所述环境反向散射通信系统的接收信号处理方法包括：构建双稳态势阱系统，对所述接收信号进行非线性滤波，得到滤波输出信号；对所述滤波输出信号进行低频率采样，得到离散信号；对所述离散信号进行分段平均处理，得到分段平均信号；对所述分段平均信号进行门限判决，得到传输信号。所述环境反向散射通信系统的接收信号处理装置包括：非线性滤波模块；低速模数转换模块；分段平均模块；判决模块。

技术领域

本发明涉及通信领域，特别是指一种环境反向散射通信系统的接收信号处理方法与装置。

背景技术

随着物联网时代的发展，未来的通信设备将具备小型化、低能耗、长寿命等特性。然而现阶段的通信设备受制于为其提供能量的电池尺寸及能耗，使得物联网相关应用难以大规模实施。因此如何有效减小设备供能系统的尺寸、减少设备能耗并延长设备使用寿命，是物联网相关领域亟待解决的一大难题。

反向散射通信(Backscattering Communication，BC)通过被动收集并利用已有射频能量进行信号发送与接收，其无须自身能量供给系统的通信方式能可以有效解决物联网相关设备尺寸与能耗问题。然而反向散射通信方式需要接收端发射大量能量，且无法进行设备间双向通信。近年来环境反向散射通信(Ambient Backscattering Communication，AmBC)方式引起了广泛关注。这种通信系统完全无需射频能量发射而仅利用环境中已有的射频信号进行通信，并且可以实现设备间双向信号传输。然而环境反向散射系统也存在缺陷，环境射频信号作为该系统的信息载体，通常是未知且高动态变化的，往往使接收端的接收信号具有较低信噪比和较高误比特率，对环境反向散射通信系统接收端设计带来巨大困难，并且极大地限制了该系统的可靠通信距离。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种环境反向散射通信系统的接收信号处理方法和装置，能够有效提高接收信号的信噪比，降低接收信号的误比特率，可靠延长通信距离。

基于上述目的，本发明提供的一种环境反向散射通信系统的接收信号处理方法，包括：

构建双稳态势阱系统，对所述接收信号进行非线性滤波，得到滤波输出信号；

对所述滤波输出信号进行低频率采样，得到离散信号；

对所述离散信号进行分段平均处理，得到分段平均信号；

对所述分段平均信号进行门限判决，得到传输信号。

可选的，所述构建双稳态势阱系统，对所述接收信号进行非线性滤波，得到滤波输出信号包括：

构建双稳态势阱系统；

调整所述双稳态势阱系统的动态系统参数，使所述双稳态势阱系统的输入信号、噪声与所述双稳态势阱系统达到统计共振；

根据所述双稳态势阱系统的所述动态系统参数，设计非线性滤波系统，对所述接收信号进行非线性滤波，得到所述滤波输出信号。

可选的，所述对所述滤波输出信号进行低频率采样，得到离散信号具体为：

在采样间隔大于所述环境反向散射通信系统的通信信号符号间隔的前提下，对所述滤波输出信号进行低频率采样，得到所述离散信号。

可选的，所述对所述离散信号进行分段平均处理，得到分段平均信号具体为：

以所述环境反向散射通信系统的通信信号符号间隔为时间周期，对所述离散信号进行分段平均处理，得到所述分段平均信号。

可选的，所述对所述分段平均信号进行门限判决，得到传输信号具体为：