实验室最新成果Efficient Two-Way Edge Backscatter with Commodity Bluetooth发表在IEEE INFOCOM 2024会议上。该研究介绍了EffBlue，这是一种高效的双向蓝牙反向散射系统，分别通过载波同步机制和WiFi符号级调制分别提高上下行传输效率。
反向散射技术作为一种被动式通信技术拥有极低的功耗，为大规模无源物联网的发展奠定了基础。双向通信对于实现通用的反向散射系统是至关重要的，因为它可以支持与商用设备的丰富交互，实现多样化应用。但现有的蓝牙反向散射系统上行链路传输不稳定，下行链路调制速率仍然低至包级别，这些影响了蓝牙反向散射系统与标准蓝牙的兼容性。
图：EffBlue系统概览
现有的蓝牙反向散射系统在实现双向通信上仍存在一些不足。首先，上行链路是不可靠的。现有反向散射节点通过检测包络能量变化来触发调制，这导致节点会被非目标载波（例如非单频的蓝牙信号）误触发，进而发送无效信息。其次，当前的蓝牙反向散射系统的下行链路基于包长度调制，调制速率低，难以满足蓝牙反向散射系统的交互需求。
本研究提出了一项载波同步技术来消除非目标载波对节点的误触发，其主要利用了目标载波的周期性等特征。此外，为了消除传统包长度的速率限制，本研究使用WiFi信号构建了基于调幅的下行链路，并为低功耗标签设计了解码算法，实现了符号级速率传输。实验结果表明EffBlue节点识别目标载波的准确度可以达到99%，并且它的下行链路速率可以达到124 kbps，是传统FreeRider的25倍。
该研究是由中国科学技术大学、俄亥俄州立大学、澳门科技大学的研究人员蒋懋然、刘鑫、李东和龚伟共同完成。蒋懋然是中国科学技术大学计算机科学与技术学院博士研究生，龚伟是中国科学技术大学计算机科学与技术学院教授、本文的通讯作者。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实验室中心提供硬件服务。
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