面向能耗中和设备的联合可见光和背散射通信：基于近距离的室内资产跟踪
信号处理
2025-11-03 v1 新兴技术
摘要
在下一代无线系统中，为能耗中和设备提供基于位置的移动计算服务已成为可持续物联网 (IoT) 服务的关键目标。可见光定位 (VLP) 因可利用普遍的照明基础设施而广受研究关注，作为射频 (RF) 解决方案的补充方法。然是，传统的 VLP 接收器常依赖耗电复杂且昂贵的光电探测器或摄像机。为此，我们提出一种集成可见光通信 (VLC) 和背散射通信 (BC) 于同时光wave 信息和电力传输 (SLIPT) 框架内的混合室内资产跟踪系统。我们设计一种低复杂度和能耗中和的 IoT 节点，即背散射装置 (BD)，其从光源访问点 (AP) 采集能量，然后调制并反射环境 RF 载波，以指示其在特定 VLC 单元内的位置。我们采用基于四色图调度原则为 LED 访问点分配不同频率对，实施多单元 VLC 部署的方法，以频分复用 (FDM) 减轻 LED 访问点之间的干扰。我们在边缘 RF 读取器上开发一种轻量级粒子滤波 (PF) 跟踪算法，融合近距离报告和接收的背散射信号强度，用于跟踪 BD。实验结果表明，该方法在 50 分位时实现 0.318 m 的定位误差，在 90 分位时实现 0.634 m 的定位误差，同时避免在能耗中和的 IoT 节点上使用复杂的光电探测器和主动 RF 合成器。通过在多个室内轨迹中展示稳健性能，该方案实现了面向 pervasive 和边缘辅助 IoT 应用的可扩展、低成本和能耗中和的室内跟踪。
引用
@article{arxiv.2510.27217,
title = {Joint Visible Light and Backscatter Communications for Proximity-Based Indoor Asset Tracking Enabled by Energy-Neutral Devices},
author = {Boxuan Xie and Lauri Mela and Alexis A. Dowhuszko and Yu Bai and Zehui Xiong and Zhu Han and Dusit Niyato and Riku Jäntti},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.27217},
year = {2025}
}
备注
14 pages, 14 figures, 4 tables