在现如今物联网设备和连接规模越来越大的情况下,无线通信技术变得非常重要。其中,有一种叫做环境反向散射技术的东西在物联网中有很大的应用前景,因为它不仅成本低,而且还省电。但是,现有的环境反向散射系统存在一个问题,就是需要用两个商用接收器来解码反向散射标签传输的数据,这使得系统变得非常复杂,软件和硬件的成本都要增加。为了解决这个问题,我们发表在IEEE/ACM IWQoS 2023上的论文提出了一个新的系统Twoferscatter,它是一个简化版的环境反向散射系统,适用于物联网通信。Twoferscatter只需要一个普通的商用接收器就能解码反向散射标签传输的数据,从而简化了配置,降低了成本。为了实现这个目标,我们提出了一种叫做提名-验证解码策略的方法,利用反向散射数据来解码标签数据。
图:系统概览
想象一下,我们的Twoferscatter系统就像是一个配对的反向散射搭档。首先,我们有一个调皮的反向散射标签,它利用环境中的WiFi信号玩起了反向散射的游戏,并顺便传输标签数据。接着,我们有一个厉害的反向散射接收机,它是一个能解码WiFi的商用接收机。我们的系统有一个关键技术!我们采用了一个叫做提名-验证解码策略的绝妙方法,这个方法从反向散射数据中提名所有可能的标签数据,并逐个进行验证。使用这个方法,我们只需一个接收机就能从反向散射数据中解码标签数据,这个接收机仿佛一位超级侦探,不需要另一个接收机的帮助,就能够从反向散射的WiFi信号中解码标签数据。哦,还有一个小花絮!我们还研发了一种块级调制方法,让Twoferscatter系统可以应对大规模的多输入多输出(MIMO)挑战,让它变得更加通用和强大。简而言之,我们的Twoferscatter系统就是一对搭档,他们共同努力,通过反向散射和聪明的解码策略,实现了简单高效的标签数据传输。而且,通过我们的创新调制方法,Twoferscatter系统甚至可以应对更复杂的通信场景。
我们可不是只说不练,我们进行了一系列的实验来验证Twoferscatter的厉害之处!我们的系统顺利地用一个AP解码了标签数据,证明了它的实用性和效率。你知道吗?我们使用的接收机甚至是未经过修改的网络接口卡(NIC)。尽管如此,我们仍然实现了惊人的5.62千比特每秒的标签数据吞吐量!而且,我们还成功地实现了标签和接收器之间最远12米的通信距离。这些结果展露了Twoferscatter在无源物联网应用中的潜力。
总之,我们不仅讲理论,还亲自上阵,通过实验向大家证明了Twoferscatter的可靠性。无论是速度还是距离,我们都取得了令人惊叹的成绩!