具有可解码中继节点和分布式激励源的可扩展反向散射传感网络
摘要
反向散射通信的数据通过反射激励信号传输，已被提倡为物联网(IoT)的有前途的绿色技术。然而，现有的反向散射解决方案大多是集中式的，依赖于单个激励源，通信跳数通常在一跳之内。虽然最近的工作已经证明了多跳反向散射的可行性，但激励信号仍然集中从一个节点发出。激励信号的衰减迅速，并从根本上限制了通信范围。对于长距离和高质量的通信，人们期待使用分布式激励源。自然而然地，我们可以想到用环境信号（WiFi、BLE、蜂窝、FM、光、声音等）作为分布式激励信号。这样的方法还没有被探索用于增强附近的标签以进行中继。考虑到分布式激励的存在，中继标签必须是可解码的，即能够首先解码其前一跳的信息，然后尽可能从附近的激励中反向散射到下一跳。在本文中，我们介绍了DecRel，一种针对反向散射传感网格的可解码标签中继解决方案，用于具有分布式激励的通用和可扩展部署。DecRel也是一种同时进行传感和中继的创新无线传感器架构。它结合了使用包络检测进行解码的中继路径，以及将其自身的传感器数据转换为基带以供下一跳标签的中继路径进行幅度解调的传感路径。然后这两条路径将各自的数据反向散射到不同的频率以避免互相干扰。我们已经使用FPGA、分立元件和现成的模拟设备构建了一个有效的DecRel标签原型。我们的实验表明，与最先进的不可解码标签中继相比，DecRel具有卓越的性能：具体而言，数字基带的多跳吞吐量高达40Kbps（提高200倍），模拟基带的等效多跳吞吐量高达768Kbps（提高3000倍），标签到标签的距离长达4.8m（提高10倍），跳数高达6。DecRel标签使用IC设计时功耗为337.9µW。
作者
赵佳，龚伟，刘江川
期刊\会议
IEEE MobiSys (CCF-B) [Link]
关键词
反向散射,可解码中继,网状网络,物联网
