泛在无源物联网实验室的杨一帆和龚伟教授的最新工作已正式被CCF A类期刊IEEE/ACM Transactions on Networking接受发表。这项创新研究介绍了STScatter，一种适用于环境时空流的通用WiFi反向散射，标志着低功耗通信技术的飞跃。
反向散射通信是一种使物联网节点能够通过反射射频（RF）信号被动通信的技术，因其低功耗和支持简便性而得到认可。无线基础设施的广泛建设提供了大量现成的无线信号，为部署环境反向散射系统提供了良好条件。这些系统与传统的射频识别（RFID）系统相比，直接使用这些无线信号而无需专门部署信号发生器，使它们在物联网应用中更受青睐，应用领域包括环境监测、智能住房和个人健康设备等。
尽管反向散射通信存在应用潜力，但之前在利用时空流反向散射方面的尝试面临了一些困难。主要挑战在于使用各种标签数据调制在不同类型的环境时空流信号上，以及被动识别时空流属性的困难。这些挑战严重限制了现有反向散射通信系统的效率和适用性。
为应对这些挑战，STScatter提出一种解决方案，有效地利用现成的多形态时空流。与已有的反向散射不同，STScatter能对多形态时空流实现符号级的高效的标签数据调制，并且能够从反向散射信号中同时解码环境数据和反向散射数据。STScatter使用商用FPGA和SDR进行原型制作，展示了其在不同发射器类型和环境时空流中的多功能性和鲁棒性。该系统在单流激励下实现了高达455.9kbps的有效传输速率，在多流激励下实现了460.0kbps，显著优于现有系统如MOXcatter。此外，STScatter在真实场景中表现出色，使用来自各种WiFi硬件的信号进行激励，在真实的文件下载流量下实现了平均293.62kbps的标签数据有效传输速率。
图1：STScatter解码过程
该论文由杨一帆和龚伟教授共同撰写。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。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。
论文链接:
完整论文可以在这里访问：https://ieeexplore.ieee.org/document/10347566