LoRa反向散射：实现泛在连接的愿景

将连接性嵌入数十亿日常物体的愿景遭遇了现有通信技术的现实——目前尚无一种无线技术能够在数十微瓦的功耗下提供可靠的长距离通信，且成本低于十美分。虽然反向散射具有低功耗和低成本的特性，但众所周知其范围有限。本文颠覆了关于反向散射的传统认知，提出了首个广域反向散射系统。我们的设计能够在相距475米的射频源与接收器之间的任意位置成功进行反向散射，同时与商用LoRa硬件兼容。此外，当我们的反向散射设备与射频源共置时，接收器最远可达2.8公里。我们将系统部署在一栋横跨三层、面积为4,800 $ft^{2}$（446 $m^{2}$）的房屋、一个覆盖41个房间、面积为13,024 $ft^{2}$（1210 $m^{2}$）的办公区，以及一英亩（4046 $m^{2}$）的蔬菜农场中，结果表明仅使用单个射频源和接收器即可实现可靠覆盖。我们还构建了隐形眼镜原型以及附着在人体皮肤上的柔性表皮贴片设备。我们展示了这些设备能够在3,328 $ft^{2}$（309 $m^{2}$）的房间内可靠地反向散射数据。最后，我们给出了LoRa反向散射集成电路的设计草图，表明其大规模生产成本低于十美分，且仅消耗9.25 $\mu$W的功率，比LoRa无线电芯片组的功耗低1000倍以上。