计算机研究与发展

作者：李向阳,王山岳,张弛,闫宇博,谈海生,

关键词：反射通信, 并发通信, 谐波干扰, 远近效应, 容量优化,

无源反射通信技术因其微瓦级别的功耗，使得物联网设备易于部署且免维护.多标签并发反射通信技术使反射标签无需实现冲突避免等复杂协议，从而在降低设备功耗的同时提升系统的吞吐量和规模.然而，反射标签可用的频谱资源有限，导致多标签并发面临相互干扰和频谱利用效率低的问题.为此，提出了CamScatter，一个容量优化的多标签并发反射通信系统，设计了针对有限频谱资源进行最优化信道划分和高效分配的策略，避免标签之间的干扰，显著提升系统的容量.在预处理阶段，提出了带宽最大化的信道划分算法，为系统通信提供频谱上互不干扰且带宽利用率高的信道划分方案.在初始化阶段，提出了高效信道分配和最优化速率分配方案，根据系统中所有标签的信噪比，为标签分配最合适的信道和速率，以解决标签能量差异造成的信号干扰，提升系统吞吐量.在运行阶段，系统利用边带聚合和匹配滤波技术增强待解调标签信号的强度，减轻其他标签的信号干扰.系统可以利用的带宽范围为142.4~773.5kHz，由于谐波干扰限制，理论上最大频谱利用率为81.1%，避免干扰的情况下最大系统容量为2925kbps.仿真实验表明，算法可以实现78.6%的频谱利用率，最大系统容量可达1914kbps.实际部署实验验证，本系统最高支持305kbps的系统吞吐量，最多可支持30个标签的并发通信，有效解决了标签之间的相互干扰问题.

来源：2024年第11期

《计算机研究与发展》期刊编辑部

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