用于反向散射通信的负载调制：信道容量与近容量方案
信息论
2023-09-07 v4 信号处理
math.IT
摘要
在反向散射通信（BC）中，无源标签仅通过负载调制影响外部电磁场来传输信息。据此，被激励标签天线的馈电流通过调节无源端接负载而被调制。本文研究采用自由可调无源负载时可实现的信息速率。作为前提，我们通过基于电路的系统建模统一了单站、双站与环境反向散射通信。我们给出关键洞见：信道容量由现有峰值功率受限正交高斯信道的结果描述，因为稳态标签电流相量位于一个圆盘上。进而，我们针对未调制外部场、一般无源、纯电抗或纯电阻标签负载推导了信道容量。我们发现，对于极高速率，同时调制电阻与电抗十分重要。我们讨论了容量可达负载统计、速率渐近性、技术结论，以及取值受限负载带来的速率损失（对于中等约束发现损失很小）。随后我们证明近容量速率可由更实用的方案达到：（i）反射系数上的幅度相移键控，以及（ii）由少量开关电阻与电容构成的简单负载电路。最后，我们针对重要特例得出了环境反向散射通信信道容量的结论。
引用
@article{arxiv.2207.08100,
title = {Load Modulation for Backscatter Communication: Channel Capacity and Near-Capacity Schemes},
author = {Gregor Dumphart and Johannes Sager and Armin Wittneben},
journal= {arXiv preprint arXiv:2207.08100},
year = {2023}
}
备注
This work has been submitted to the IEEE for possible publication. Copyright may be transferred without notice. Included conference paper: arXiv:2201.00249