空中调制：基于环境OFDM载波的回散射通信

环境回散射通信（AmBC）使射频（RF）供电的回散射设备（BDs）（如传感器、标签）能够以空中方式在环境RF载波上调制其信息比特。这项技术也称为“空中调制”，因此已成为实现未来物联网绿色通信的有前景的解决方案。本文研究了一种利用空中环境正交频分复用（OFDM）调制信号的AmBC系统。我们首先从扩频通信的角度建模此类AmBC系统，在此基础上提出了一种BD波形和接收机检测器的联合新设计。BD符号周期被设计为通常为OFDM符号周期的整数倍，BD比特‘0’的波形在一个BD符号周期内保持相同状态，而BD比特‘1’的波形在一个BD符号周期内每个OFDM符号周期的中间发生状态转换。在接收机检测器设计中，我们利用环境OFDM信号因使用循环前缀而具有的重复结构，构造了消除直连干扰的检验统计量。对于单天线接收机系统，提出了最大似然检测器来恢复BD比特，并获得了最优阈值的闭式表达式。对于多天线接收机系统，我们提出了一种新的检验统计量，并推导了最优检测器。此外，还提出了实用的时序同步算法，并分析了各种系统参数对系统性能的影响。最后，提供了大量数值结果，验证了所提出的收发机设计能显著改善系统误比特率（BER）性能和工作范围，并与传统设计相比实现更高的数据速率。