CN110784248A - 基于双阈值的频控阵环境反向散射通信自适应检测方法 - Google Patents

基于双阈值的频控阵环境反向散射通信自适应检测方法 Download PDF

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CN110784248A CN201911061492.4A CN201911061492A CN110784248A CN 110784248 A CN110784248 A CN 110784248A CN 201911061492 A CN201911061492 A CN 201911061492A CN 110784248 A CN110784248 A CN 110784248A
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Abstract

本发明公开了一种基于双阈值的频控阵环境反向散射通信自适应检测方法，首先配置得到频控阵环境反向散射通信系统，并确定频控阵环境反向散射通信系统中阅读器对接收信号的采样时间区间，当阅读器接收到信号之后，先在第一个特定的时间段对信号进行抽样，再与第一个阈值比较，根据判决检测结果决定是否需要在第二个特定的时间段对信号进行再次抽样，与第二个阈值比较，最后根据比较结果输出对应的标签发送符号。本发明在环境反向散射通信的射频源为频控阵信号的条件下，检测反射标签的发送符号，不仅具有更好的环境适应性，而且获得了更优的误码性能。

Description

基于双阈值的频控阵环境反向散射通信自适应检测方法
技术领域
本发明属于物联网通信技术领域，具体涉及一种基于双阈值的频控阵环境反向散射通信自适应检测方法的设计。
背景技术
物联网技术是发展5G通信的关键技术之一，在智能家居、智慧交通、智能医疗、智能物流、智能农业、智慧城市等众多领域都有极富应用的前景。然而随着物联网技术发展的同时也发现了许多研究挑战，其中之一是设备的能量供给问题。为了给一类电池更换成本昂贵，维护操作复杂的设备长期持续供电，从周围环境采集能量是一种新的实现可持续发展的“绿色”供能方法。反向散射技术作为一种能量收集技术，目前已经非常成熟，应用于传统的射频识别(RFID，radio frequency identification)系统中。然而，在RFID系统中，阅读器与标签的通信受限于距离且需要一个专门的射频信号，这成为了RFID在实际应用中的一个关键缺点。
针对该问题，提出了新型的环境反向散射通信(AmBC，ambient backscattercommunication)技术。AmBC技术是无源标签或者传感器利用环境中存在的无线射频信号，如电视广播信号，WiFi信号等，作为调制自己信息的载波信号，不需要专门的载波发生器，就能实现与阅读器通信，是实现“绿色物联网”的关键技术之一。AmBC技术的通信原理是：无源标签首先接收空中的无线信号，然后标签内部把无线信号的能量转化成维持自身正常工作的能量和用于反射信号的载波，发送“0”或“1”符号来表示不反射和反射无线信号这两种状态；阅读器根据接收到信号来判断此接收信号是否经过反射，从而感知无源标签的状态。AmBC目前的研究主要集中在接收机和反射器件原型的设计上，已知的检测方法主要是差分检测，非相干检测和利用OFDM信号的循环前缀特性检测等，此类方法避免了对信道的估计，但是存在传输速率比较低，误码率比较高的缺点。
近年来，频控阵阵列由于具有距离角度时间依赖性的波束而受到广泛的关注，并在无线安全通信研究中取得瞩目成就。频控阵在同一时间对不同阵元施加不同的频偏，发射相参信号，因而每个天线阵元发射的信号频率不同，其可以提供距离依赖性波束。同时，频控阵阵列信号具有时变的特性，当频控阵列发送的信号作为环境反向散射通信的射频源信号并利用传统的最大似然检测器对标签符号进行检测时，具有时间因子的信号相位使检测结果的错误率提高。
发明内容
本发明的目的是为了优化频控阵环境反向散射通信系统的误码性能，提出了一种基于双阈值的频控阵环境反向散射通信自适应检测方法。
本发明的技术方案为：基于双阈值的频控阵环境反向散射通信自适应检测方法，包括以下步骤：
S1、配置得到频控阵环境反向散射通信系统。
S2、确定频控阵环境反向散射通信系统中阅读器对接收信号的采样时间区间。
S3、根据阅读器对接收信号的采样时间区间，采用基于双阈值的自适应检测器对频控阵环境反向散射通信系统中的标签符号进行自适应检测。
进一步地，步骤S1具体包括以下分步骤：
S11、选定一个线性频控阵列作为射频源，设置线性阵列的阵元数为M，阵元间距为d，第一个阵元的载波频率f0，频偏为Δf，确定M个阵元的频偏分别是Δf1Δf2...Δfm...ΔfM，其中Δfm＝(m-1)Δf，射频源第n个发送符号设置为s(n)。
S12、确定阅读器的位置为(θ1,R1)，其中θ1和R1分别为射频源的第一个阵元到阅读器的仰角和距离，设置射频源的每个阵元到阅读器的信道系数相互独立并同分布，向量表示为H1＝[h11 ... h1m ... h1M]T，其中h1m～U(hmin,hmax)，即h1m的分布是服从最小值为hmin，最大值为hmax的均匀分布。
S13、确定边界反射标签的位置为(θ20,R20)，其中θ20和R20分别为射频源的第一个阵元到边界反射标签的仰角和距离，待检测反射标签的位置为(θ2,R2)，其中θ2和R2分别为射频源的第一个阵元到待检测反射标签的仰角和距离，设置射频源的每个阵元到无源标签的信道系数相互独立并同分布，向量表示为H2＝[h21 ... h2n ... h2N]T，其中h2m～U(hmin,hmax)，即h2m的分布是服从最小值为hmin，最大值为hmax的均匀分布，无源标签与阅读器的信道系数固定设置为h3，第n个无源标签的发送符号设置为x(n)，无源标签内部的反射系数设置为α。
S14、根据射频源、阅读器和无源标签的具体参数配置得到频控阵环境反向散射通信系统。
进一步地，步骤S2具体包括以下分步骤：
S21、固定频控阵环境反向散射通信系统的射频源，并得到射频源的信号周期为T＝1/Δf。
S22、根据射频源的信号周期T以及阅读器的位置(θ1,R1)计算得到直接链路信号能量为零的两个相邻时刻t1和t2为：
Figure BDA0002258071710000031
其中l为直接链路信号能量的周期序号，c为光速。
S23、根据时刻t1得到直接链路信号第(l+1)个周期能量为零的时刻为t5＝t1+T。
进一步地，步骤S3具体包括以下分步骤：
S31、获取经过下变频后阅读器的接收信号y(t)。
S32、在时间段(t2,t5)内对接收信号y(t)进行采样，得到信号能量E1。
S33、判断信号能量E1是否大于第一检测阈值Th1，若是则进入步骤S36，否则进入步骤S34。
S34、在时间段(t1,t2)内对接收信号y(t)进行采样，得到信号能量E2。
S35、判断信号能量E2是否大于第二检测阈值Th2，若是则进入步骤S36，否则进入步骤S37。
S36、判定接收信号y(t)的标签发送符号为“1”，结束检测流程。
S37、判定接收信号y(t)的标签发送符号为“0”，结束检测流程。
进一步地，步骤S31中经过下变频后阅读器的接收信号y(t)的表达式为：
Figure BDA0002258071710000032
其中rd(θ1,R1；t)为来自射频源的直接链路信号，其计算公式为：
Figure BDA0002258071710000033
rb(θ2,Rto；t)为来自无源标签的反射链路信号，其计算公式为：
Figure BDA0002258071710000041
为射频源的信号功率，nm(t)表示均值为零，方差为Nw高斯白噪声，m为阵元序数，j为虚数单位，Rto表示射频源到反射标签的距离R2与反射标签到阅读器的距离R3之和。
进一步地，步骤S33中第一检测阈值Th1的获取方法为：
在时间段(t2,t5)内对接收信号y(t)进行K1次抽样，根据最小误码率准则，得到第一检测阈值Th1为：
Figure BDA0002258071710000043
其中Nw表示高斯白噪声nm(t)的方差，Y1min(k1)表示最小直接链路信号能量，其计算公式为：
Figure BDA0002258071710000044
Y2min(k1)表示最小反射链路信号能量，其计算公式为：
Figure BDA0002258071710000045
其中
Figure BDA0002258071710000046
为射频源的信号功率，k1为抽样序数，j为虚数单位，ΔT1为抽样时间间隔且
Figure BDA0002258071710000047
进一步地，步骤S35中第二检测阈值Th2的获取方法为：
在时间段(t1,t2)内对接收信号y(t)进行K2次抽样，根据最小误码率准则，得到第二检测阈值Th2为：
Figure BDA0002258071710000048
其中Nw表示高斯白噪声nm(t)的方差，Y1min(k2)表示最小直接链路信号能量，其计算公式为：
E0为无源边界标签的反射信号在此时间段的最小信号能量，
Figure BDA0002258071710000052
为射频源的信号功率，k2为抽样序数，j为虚数单位，ΔT2为抽样时间间隔且
Figure BDA0002258071710000053
本发明的有益效果是：本发明以频控阵阵列信号作为射频源，实现了环境反向散射通信，即反射标签利用已存在的频控阵信号与阅读器进行通信，在信道分布已知和设定边界反射标签的条件下，设计了一个针对标签符号的基于双阈值的自适应检测器。与现有技术比较，采用本发明方法对环境反向散射通信中标签符号的检测，不需要考虑标签符号周期与射频符号周期的关系，利用频控阵阵列信号的时变性，在阅读器处实现直接链路信号和反射信号的能量分布在时间轴上分开，设计得到基于双阈值的自适应检测器，与传统的最大似然检测器相比，能够获得更佳的环境适应性和误码率性能。
附图说明
图1所示为本发明实施例提供的基于双阈值的频控阵环境反向散射通信自适应检测方法流程图。
图2所示为本发明实施例提供的频控阵环境反向散射通信系统示意图。
图3所示为本发明实施例提供的基于双阈值的自适应检测器的工作原理示意图。
图4所示为本发明实施例提供的直接链路信号能量与反射链路信号能量无重合时在时间轴上的分布示意图。
图5所示为本发明实施例提供的直接链路信号能量与反射链路信号能量重合时在时间轴上的分布示意图。
图6所示为本发明实施例提供的分别使用传统的最大似然检测器和基于双阈值的自适应检测器在不同标签位置的误码率示意图。
图7所示为本发明实施例提供的分别使用传统的最大似然检测器和基于双阈值的自适应检测器在不同发送信噪比下的误码率示意图。
具体实施方式
现在将参考附图来详细描述本发明的示例性实施方式。应当理解，附图中示出和描述的实施方式仅仅是示例性的，意在阐释本发明的原理和精神，而并非限制本发明的范围。
本发明实施例提供了一种基于双阈值的频控阵环境反向散射通信自适应检测方法，如图1所示，包括以下步骤S1～S3：
S1、配置得到频控阵环境反向散射通信系统。
步骤S1具体包括以下分步骤S11～S14：
S11、选定一个线性频控阵列作为射频源，设置线性阵列的阵元数为M，阵元间距为d，第一个阵元的载波频率f0，频偏为Δf，确定M个阵元的频偏分别是Δf1Δf2...Δfm...ΔfM，其中Δfm＝(m-1)Δf，射频源第n个发送符号设置为s(n)。
S12、确定阅读器的位置为(θ1,R1)，其中θ1和R1分别为射频源的第一个阵元到阅读器的仰角和距离，设置射频源的每个阵元到阅读器的信道系数相互独立并同分布，向量表示为H1＝[h11 ... h1m ... h1M]T，其中h1m～U(hmin,hmax)，即h1m的分布是服从最小值为hmin，最大值为hmax的均匀分布。
S13、确定边界反射标签的位置为(θ20,R20)，其中θ20和R20分别为射频源的第一个阵元到边界反射标签的仰角和距离，待检测反射标签的位置为(θ2,R2)，其中θ2和R2分别为射频源的第一个阵元到待检测反射标签的仰角和距离，设置射频源的每个阵元到无源标签(本发明实施例中无源标签包括边界反射标签和待检测反射标签)的信道系数相互独立并同分布，向量表示为H2＝[h21 ... h2n ... h2N]T，其中h2m～U(hmin,hmax)，即h2m的分布是服从最小值为hmin，最大值为hmax的均匀分布，无源标签与阅读器的信道系数固定设置为h3，第n个无源标签的发送符号设置为x(n)，无源标签内部的反射系数设置为α。
S14、根据射频源、阅读器和无源标签的具体参数配置得到频控阵环境反向散射通信系统，如图2所示。
S2、确定频控阵环境反向散射通信系统中阅读器对接收信号的采样时间区间。
步骤S2具体包括以下分步骤S21～S24：
S21、固定频控阵环境反向散射通信系统的射频源，并得到射频源的信号周期为T＝1/Δf。
S22、根据射频源的信号周期T以及阅读器的位置(θ1,R1)计算得到直接链路信号能量为零的两个相邻时刻t1和t2为：
Figure BDA0002258071710000071
其中l为直接链路信号能量的周期序号，c为光速。
S23、根据时刻t1得到直接链路信号第(l+1)个周期能量为零的时刻为t5＝t1+T。
S3、根据阅读器对接收信号的采样时间区间，采用基于双阈值的自适应检测器对频控阵环境反向散射通信系统中的标签符号进行自适应检测。
如图3所示，步骤S3具体包括以下分步骤S31～S37：
S31、获取经过下变频后阅读器的接收信号y(t)，接收信号y(t)的表达式为：
Figure BDA0002258071710000072
其中rd(θ1,R1；t)为来自射频源的直接链路信号，其计算公式为：
Figure BDA0002258071710000073
rb(θ2,Rto；t)为来自无源标签的反射链路信号，其计算公式为：
Figure BDA0002258071710000074
Figure BDA0002258071710000075
为射频源的信号功率，nm(t)表示均值为零，方差为Nw高斯白噪声，m为阵元序数，j为虚数单位，Rto表示射频源到反射标签的距离R2与反射标签到阅读器的距离R3之和。
本发明实施例中，来自射频源的直接链路信号和来自无源标签的反射链路信号可能不重合(如图4所示)，也可能重合(如图5所示)。
S32、在时间段(t2,t5)内对接收信号y(t)进行采样，得到信号能量E1。
S33、判断信号能量E1是否大于第一检测阈值Th1，若是则进入步骤S36，否则进入步骤S34。
第一检测阈值Th1的获取方法为：
在时间段(t2,t5)内对接收信号y(t)进行K1次抽样，根据最小误码率准则，得到第一检测阈值Th1为：
Figure BDA0002258071710000081
其中Nw表示高斯白噪声nm(t)的方差，Y1min(k1)表示最小直接链路信号能量，其计算公式为：
Y2min(k1)表示最小反射链路信号能量，其计算公式为：
其中
Figure BDA0002258071710000084
为射频源的信号功率，k1为抽样序数，j为虚数单位，ΔT1为抽样时间间隔且
Figure BDA0002258071710000085
S34、在时间段(t1,t2)内对接收信号y(t)进行采样，得到信号能量E2。
S35、判断信号能量E2是否大于第二检测阈值Th2，若是则进入步骤S36，否则进入步骤S37。
第二检测阈值Th2的获取方法为：
在时间段(t1,t2)内对接收信号y(t)进行K2次抽样，根据最小误码率准则，得到第二检测阈值Th2为：
Figure BDA0002258071710000086
其中Nw表示高斯白噪声nm(t)的方差，Y1min(k2)表示最小直接链路信号能量，其计算公式为：
Figure BDA0002258071710000087
E0为无源边界标签的反射信号在此时间段的最小信号能量，
Figure BDA0002258071710000091
为射频源的信号功率，k2为抽样序数，j为虚数单位，ΔT2为抽样时间间隔且
Figure BDA0002258071710000092
S36、判定接收信号y(t)的标签发送符号为“1”，结束检测流程。
S37、判定接收信号y(t)的标签发送符号为“0”，结束检测流程。
根据判决准则，本发明实施例提供的基于双阈值的自适应检测器的误码率Pb为：
Figure BDA0002258071710000093
其中Pr(·)表示事件发生的概率。
下面以两个具体实施例对本发明提供的基于双阈值的频控阵环境反向散射通信自适应检测方法作进一步描述：
实施例一：
本发明实施例以设置全向天线均位于一条水平直线上的均匀线形阵列为例：
S1、配置得到频控阵环境反向散射通信系统。
首先选定一个相邻阵元间距d＝λ/2、阵元数M＝16、全向天线均位于一条水平直线上的均匀线形阵列作为射频源，载频f0＝3GHz，设定该水平直线为x轴，阵元的频偏为0MHz,0.2MHz,0.4MHz,...,3MHz，确定阅读器的位置为(60°,2000m)，射频源和阅读器之间的信道相互独立并同分布，h1m～U(0.7,1)；射频源发送符号s(n)满足s(n)*sH(n)＝1，且发送能量Ps＝0dB；边界反射标签位置为(55°,2000m)，待检测反射标签的方位角分布于55°<θ2<59°，射频源和标签之间的信道相互独立并同分布，h2m～U(0.7,1)，标签与阅读器的信道系数固定为h3＝0.8。标签发出去的符号为“0”或“1”，用x(n)表示第n个标签发送符号，标签内部反射系数为α＝0.7。
S2、确定频控阵环境反向散射通信系统中阅读器对接收信号的采样时间区间。
固定频控阵射频源，信号周期为T＝5×10-7s，根据阅读器的位置(60°,2000m)，理论计算出直接链路信号能量在第一个周期内出现最大值的时刻td max＝5.42×10-6s，随后得到相应的直接链路信号能量为零的两个相邻时刻t1＝5.09×10-6s和t2＝5.75×10-6s；直接链路信号下一个周期能量为零的时刻为t5＝10.06×10-6s。
S3、根据阅读器对接收信号的采样时间区间，采用基于双阈值的自适应检测器对频控阵环境反向散射通信系统中的标签符号进行自适应检测。
在时间段(5.75×10-6s,10.06×10-6s)内对接收信号y(t)进行K1＝50次抽样，在发送信噪比
Figure BDA0002258071710000101
时，根据最小误码率准则，对应的第一检测阈值Th1＝313.4；在时间段(5.09×10-6s,5.75×10-6s)内对接收信号y(t)进行K2＝50次抽样，第二检测阈值Th2＝4694.0；待测标签的角度θ2扫描为55.0°,55.2°,55.4°,...,59.0°，分别对应的10000次标签发送符号的平均误码Pb为0.001,0.001,0.001,0.001,0.001,0.002,0.001,0.001,0.001,0.002,0.001,0.003,0.001,0.001,0.001,0.001,0.001,0.001,0.002,0.002。
如图6所示，本发明实施例设置反射标签的方位角在55°到59°这个范围内，本发明提出的基于双阈值的自适应检测能精确的检测出反射标签发送的符号，并且能把相应的误码率数量级降低到10-3。而利用传统的最大似然检测方法检测符号时，当反射标签的方位角超过56°后误码率急剧上升，并且误码率的数量级在10-1。在本发明实施例在射频信号源为频控阵信号的条件下，针对反射标签发送符号的检测，提出的基于双阈值的自适应检测器相比于传统的最大似然检测器具有更好的环境适应性，同时也获得了更佳的误码率性能。
实施例二：
本发明实施例以设置全向天线均位于一条水平直线上的均匀线形阵列为例：
S1、配置得到频控阵环境反向散射通信系统。
首先确定一个相邻阵元间距d＝λ/2、阵元数M＝16、全向天线均位于一条水平直线上的均匀线形阵列作为射频源，载频f0＝3GHz，设定该水平直线为x轴，阵元的频偏为0MHz,0.2MHz,0.4MHz,...,3MHz，确定阅读器的位置为(60°,2000m)，射频源和阅读器之间的信道相互独立并同分布，h1m～U(0.7,1)；射频源发送符号s(n)满足s(n)*sH(n)＝1，且发送能量Ps＝0dB；边界反射标签位置为(55°,2000m)，待检测反射标签的位置为(58°,2000m)，射频源和标签之间的信道相互独立并同分布，h2m～U(0.7,1)，标签与阅读器的信道系数固定为h3＝0.8。标签发出去的符号为“0”或“1”，用x(n)表示第n个标签发送符号，标签内部反射系数为α＝0.7。
S2、确定频控阵环境反向散射通信系统中阅读器对接收信号的采样时间区间。
确定频控阵射频源，信号周期为T＝5×10-7s，根据阅读器的位置(60°,2000m)，理论计算出直接链路信号能量在第一个周期内出现最大值的时刻td max＝5.42×10-6s，随后得到相应的直接链路信号能量为零的两个相邻时刻t1＝5.09×10-6s和t2＝5.75×10-6s；直接链路信号下一个周期能量为零的时刻为t5＝10.06×10-6s。
S3、根据阅读器对接收信号的采样时间区间，采用基于双阈值的自适应检测器对频控阵环境反向散射通信系统中的标签符号进行自适应检测。
在时间段(5.75×10-6s,10.06×10-6s)内对接收信号y(t)进行K1＝50次抽样，在发送信噪比
Figure BDA0002258071710000111
时，根据最小误码率准则，对应的第一检测阈值Th1＝[1782.2,1180.0,799.9,560.1,408.8,313.4,253.1,215.1,191.1,176.0]；在时间段(5.09×10-6s,5.75×10-6s)内对接收信号y(t)进行K2＝50次抽样，第二检测阈值Th2＝[5111.4,4928.4,4812.8,4740.0,4694.0,4665.0,4646.7,4635.1,4627.8,4623.3]；分别对应的10000次标签发送符号的平均误码Pb为0.178,0.064,0.026,0.010,0.002,0.001,0.001,0.001,0.001,0.001。
如图7所示，本发明实施例设置射频源的发送信号信噪比为0到18dB，本发明提出的基于双阈值的自适应检测器在任意发送信噪比下获得的误码率都是低于传统最大似然检测的，并且当信噪比大于8dB时，误码率达到最小值0.001并趋于稳定。本发明所提出的基于双阈值的自适应检测器相比于传统的最大似然检测，在相同的信噪比下获得了更好的误码率性能。
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.基于双阈值的频控阵环境反向散射通信自适应检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、配置得到频控阵环境反向散射通信系统；
S2、确定频控阵环境反向散射通信系统中阅读器对接收信号的采样时间区间；
S3、根据阅读器对接收信号的采样时间区间，采用基于双阈值的自适应检测器对频控阵环境反向散射通信系统中的标签符号进行自适应检测。
2.根据权利要求1所述的频控阵环境反向散射通信自适应检测方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括以下分步骤：
S11、选定一个线性频控阵列作为射频源，设置线性阵列的阵元数为M，阵元间距为d，第一个阵元的载波频率f0，频偏为Δf，确定M个阵元的频偏分别是Δf1Δf2...Δfm...ΔfM，其中Δfm＝(m-1)Δf，射频源第n个发送符号设置为s(n)；
S12、确定阅读器的位置为(θ1,R1)，其中θ1和R1分别为射频源的第一个阵元到阅读器的仰角和距离，设置射频源的每个阵元到阅读器的信道系数相互独立并同分布，向量表示为H1＝[h11 ... h1m ... h1M]T，其中h1m～U(hmin,hmax)，即h1m的分布是服从最小值为hmin，最大值为hmax的均匀分布；
S13、确定边界反射标签的位置为(θ20,R20)，其中θ20和R20分别为射频源的第一个阵元到边界反射标签的仰角和距离，待检测反射标签的位置为(θ2,R2)，其中θ2和R2分别为射频源的第一个阵元到待检测反射标签的仰角和距离，设置射频源的每个阵元到无源标签的信道系数相互独立并同分布，向量表示为H2＝[h21 ... h2n ... h2N]T，其中h2m～U(hmin,hmax)，即h2m的分布是服从最小值为hmin，最大值为hmax的均匀分布，无源标签与阅读器的信道系数固定设置为h3，第n个无源标签的发送符号设置为x(n)，无源标签内部的反射系数设置为α；
S14、根据射频源、阅读器和无源标签的具体参数配置得到频控阵环境反向散射通信系统。
3.根据权利要求2所述的频控阵环境反向散射通信自适应检测方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括以下分步骤：
S21、固定频控阵环境反向散射通信系统的射频源，并得到射频源的信号周期为T＝1/Δf；
S22、根据射频源的信号周期T以及阅读器的位置(θ1,R1)计算得到直接链路信号能量为零的两个相邻时刻t1和t2为：
其中l为直接链路信号能量的周期序号，c为光速；
S23、根据时刻t1得到直接链路信号第(l+1)个周期能量为零的时刻为t5＝t1+T。
4.根据权利要求3所述的频控阵环境反向散射通信自适应检测方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括以下分步骤：
S31、获取经过下变频后阅读器的接收信号y(t)；
S32、在时间段(t2,t5)内对接收信号y(t)进行采样，得到信号能量E1；
S33、判断信号能量E1是否大于第一检测阈值Th1，若是则进入步骤S36，否则进入步骤S34；
S34、在时间段(t1,t2)内对接收信号y(t)进行采样，得到信号能量E2；
S35、判断信号能量E2是否大于第二检测阈值Th2，若是则进入步骤S36，否则进入步骤S37；
S36、判定接收信号y(t)的标签发送符号为“1”，结束检测流程；
S37、判定接收信号y(t)的标签发送符号为“0”，结束检测流程。
5.根据权利要求4所述的频控阵环境反向散射通信自适应检测方法，其特征在于，所述步骤S31中经过下变频后阅读器的接收信号y(t)的表达式为：
Figure FDA0002258071700000022
其中rd(θ1,R1；t)为来自射频源的直接链路信号，其计算公式为：
Figure FDA0002258071700000031
rb(θ2,Rto；t)为来自无源标签的反射链路信号，其计算公式为：
Figure FDA0002258071700000032
Figure FDA0002258071700000033
为射频源的信号功率，nm(t)表示均值为零，方差为Nw高斯白噪声，m为阵元序数，j为虚数单位，Rto表示射频源到反射标签的距离R2与反射标签到阅读器的距离R3之和。
6.根据权利要求4所述的频控阵环境反向散射通信自适应检测方法，其特征在于，所述步骤S33中第一检测阈值Th1的获取方法为：
在时间段(t2,t5)内对接收信号y(t)进行K1次抽样，根据最小误码率准则，得到第一检测阈值Th1为：
Figure FDA0002258071700000034
其中Nw表示高斯白噪声nm(t)的方差，Y1min(k1)表示最小直接链路信号能量，其计算公式为：
Figure FDA0002258071700000035
Y2min(k1)表示最小反射链路信号能量，其计算公式为：
Figure FDA0002258071700000036
其中
Figure FDA0002258071700000037
为射频源的信号功率，k1为抽样序数，j为虚数单位，ΔT1为抽样时间间隔且
Figure FDA0002258071700000038
7.根据权利要求4所述的频控阵环境反向散射通信自适应检测方法，其特征在于，所述步骤S35中第二检测阈值Th2的获取方法为：
在时间段(t1,t2)内对接收信号y(t)进行K2次抽样，根据最小误码率准则，得到第二检测阈值Th2为：
Figure FDA0002258071700000041
其中Nw表示高斯白噪声nm(t)的方差，Y1min(k2)表示最小直接链路信号能量，其计算公式为：
Figure FDA0002258071700000042
E0为无源边界标签的反射信号在此时间段的最小信号能量，
Figure FDA0002258071700000043
为射频源的信号功率，k2为抽样序数，j为虚数单位，ΔT2为抽样时间间隔且
Figure FDA0002258071700000044
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