由中国科学技术大学和香港城市大学的研究人员杨一帆、丰芸芸、龚伟和杨禹共同撰写的论文“Efficient LTE Backscatter with Uncontrolled Ambient Traffic”,在CCF A类IEEE INFOCOM大会上接受发表。该论文介绍了CABLTE,一种内容无关的LTE反向散射系统,它高效利用未受控制的LTE物理层资源进行超低功耗、高吞吐率比的无线通信,为物联网(IoT)领域带来了一大进步。
在迅速发展的无线通信技术领域中,环境反向散射通信作为一种低功耗通信的新型概念尤其在物联网背景下受到重视。通过利用现有的环境射频(RF)信号,如WiFi、TV信号和蜂窝信号,环境反向散射允许物联网设备被动反射信号实现通信,标志着与需要专用发射器的传统系统的转变。特别是,作为环境反向散射源的LTE在覆盖范围、订阅用户基础和连续传输方面提供了无与伦比的优势,为无处不在、超低功耗、无电池通信解决方案的新时代铺平了道路。
传统LTE反向散射系统严重依赖信号的原始数据,要么需要额外的接收器来解调标签数据,要么在有限的预定义参考信号上进行调制,这限制了它们在现实世界场景中的应用。针对这些限制,创新的CABLTE系统应运而生,革新了反向散射通信,通过实现LTE物理层资源的高效调制并消除了对环境信号内容知识的需求。
图:CABLTE解码系统
CABLTE凭借使用单个接收器获取标签数据的能力,使其与以往系统相比具有显著的实用性和效率。它采用基于校验和的码字转换方法和定制的信道估计方案,确保在不需要环境内容的情况下实现精确的调制和解调。广泛的实验评估验证了CABLTE实现了最大22kbps的标签吞吐量,是内容不可知系统CAB 3.67倍,甚至是基于内容的系统SyncLTE 1.38倍,从而在LTE反向散射通信中树立了新的标杆。
该研究由通讯作者龚伟带领,展示了中国科学技术大学和香港城市大学团队的集体专长和创新视野。杨一帆是中国科学技术大学计算机科学与技术学院与香港城市大学数据科学学院的联合培养的博士研究生,通讯作者龚伟是中国科学技术大学计算机科学与技术学院和大数据学院教授,同时也是泛在无源物联网实验室负责人。这项研究得到了国家自然科学基金(NSFC)项目(编号61932017和61971390)的支持,并由中国科学技术大学信息科学实验中心提供硬件服务。