CN111742527A - 用于低功率反向散射操作的系统、网络节点、无线设备、方法和计算机程序 - Google Patents

用于低功率反向散射操作的系统、网络节点、无线设备、方法和计算机程序 Download PDF

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Abstract

一种系统包括网络节点、无线设备和接收设备。网络节点被布置为支持无线设备。无线设备被布置用于无源或半无源的无线电传输。网络节点被布置为朝向无线设备提供射频RF信号。RF信号包括第一部分和第二部分。第一部分被配置为通过无线设备进行的反向散射而仅被重传。第二部分被配置用于由无线设备进行的反向散射键控，以将数据从无线设备传送到接收设备。公开了用于网络节点和无线设备的方法和计算机程序。

Description

用于低功率反向散射操作的系统、网络节点、无线设备、方法 和计算机程序
技术领域
本发明总体上涉及用于反向散射通信的系统、网络节点、无线设备及用于它们的方法和计算机程序。特别地，本发明涉及使网络节点协助无线设备以实现无线设备的低功率操作。
背景技术
半无源和无源发射机已被用于各种应用中。无源发射机完全由从进入的RF信号接收的能量供电。半无源发射机具有电池并消耗电力以执行基带处理，但是没有功率放大器和在发射机RF信号链中存在的许多其他组件。因此，无源和半无源发射机都是功率高效的。
图1示意性地示出了用作提供RF信号102的辐射设备的射频(RF)生成器100，使得RF信号102到达被布置为用作无源或半无源发射机的无线设备104，无线设备104使用来自RF信号102的进入的能量向接收机106重传信号108。重传例如由如图2所示的天线装置200来执行，天线装置200经由切换装置202可选择地连接到多个阻抗204。切换装置202由基带信号生成器206提供的基带信号来控制。取决于所选择的阻抗，相移被提供用于反射信号108。因此，使得无线设备104能够发送基带信号生成器206通过阻抗204的切换可以调制被重传的信号108的信息。
半无源和无源发射机的主要思想是将RF载波的生成委托给由市电供电的外部节点。这暗示在半无源或无源设备中不需要耗电的功率放大器、滤波器、混频器和其他组件。半无源或无源设备通过使用与进入的RF载波信号不匹配的天线(从而反射或反向散射进入的无线电波)并通过调制被反射的电磁波来生成发送信号，以便将数据发送到接收单元。
无源和半无源设备由于其能效高而在物联网(IoT)应用中具有巨大潜力。例如，在华盛顿大学Kellog等人的“无源Wi-Fi：为Wi-Fi传输带来低功率”中，展示了如何实现符合IEEE 802.11b标准的高能效半无源设备。在Ensworth J.F.，Reynolds M.S.的“每个智能手机都是反向散射读取器：与蓝牙4.0低能耗(BLE)设备的调制反向散射器兼容性”中(射频识别(RFID)，2015IEEE国际会议，2015年4月15日至17日)，展示了如何修改无源RFID标签，以使反射信号可以被普通的现成(off-the-shelf)蓝牙低功率(BLE)接收机接收。
借助反向散射来无源和半无源生成RF信号的一个问题是反射波的功率通常很小。在非授权频段中，这尤其是个问题，其中，RF音调(tone)生成器的发射功率受到针对短距离设备的法规的限制，即，视区域而定，等效全向辐射功率(EIRP)被限制为30dBm或更小。因此，无源/半无源设备的范围非常有限。这限制了这些类型的设备的可用性。
作为一个示例，如果RF生成器与半无源设备相距5米，并且具有14dBm的发射功率，则反向散射功率约为-42dBm。作为比较，BLE规范确保BLE设备的发射功率在-20dBm和+10dBm之间变化。
避免系统自感干扰的一种方式是，将进入的RF信号102提供给反向散射设备104的辐射实体100以第一频率向反向散射设备104提供信号，并通过切换反向散射设备104，使被重传的信号出现在另外一个或多个频率上，例如如在图3中所示，其中，上图示出了RF信号102的功率-频率图，而下图示出了重传信号108的功率-频率图。
图4示出了对应于图3的图，但是其中使用切换方法，其中，RF信号102以相同的频率被重传。上图示出了RF信号102的功率-频率图，下图示出了重传信号108的功率-频率图。
避免系统自感干扰的一种方式是，将进入的RF信号102提供给反向散射设备104的辐射实体100向反向散射设备104提供信号，同时限制信号处于其他方向上，尤其是处于反向散射信号108的接收机106的方向上。尽管上面展示的将辐射信号102限制为朝向参与通信的实体106或分离信号102和108的频率的方法是有益的，这也暗示了当在采用先听后说LBT(即，想要首先发送的实体需要评估信道是否空闲以供使用并且未被其他实体使用)的无线电环境中使用时是一个问题。上面提到的Kellog等人在第3节中提供了有关在需要LBT的频段中使用的一些教导，并建议辐射实体应当应用载波感测(从而使反向散射设备免于载波感测)，以查看信道是否空闲以供使用。但是，LBT也以其他方式工作。因此，其他设备需要能够考虑反向散射信号(当被提供时)以确定信道是否空闲。因此，期望使反向散射设备能够以它的在功率、处理等方面的有限能力来保持信道被占用以能够发送(即，反射)它的消息。例如，Wi-Fi设备以称为能量检测和前导码检测的两种方式执行LBT。检测阈值是不同的，用于能量检测的典型值为-62dBm，用于前导码检测的典型值为-82dBm。如果反向散射设备可以反射信号，使得附近的Wi-Fi设备可以经由前导码检测来检测到该信号，则该信号受Wi-Fi设备干扰的可能性比只能经由能量检测被检测的任意信号小得多，这是因为检测阈值的差为20dB。
发明内容
本发明基于发明人的理解，即低功率设备需要提供识别的信号以指示信道被占用，使得它可以进行传输而不会受到附近设备的干扰，但是低功率设备的性质限制了它完成此操作的能力。因此，发明人提出了一种使低功率设备能够做到这一点并保持其低功率特性的方法。
根据第一方面，提供了一种包括网络节点、无线设备和接收设备的系统。所述网络节点被布置为支持所述无线设备。所述无线设备被布置用于无源或半无源的无线电传输。所述网络节点被布置为朝向所述无线设备提供射频RF信号，其中，所述RF信号包括第一部分和第二部分。所述第一部分被配置为通过所述无线设备进行的反向散射而仅被重传。所述第二部分被配置用于由所述无线设备进行的反向散射键控(backscattering keying)，以将数据从所述无线设备传送到所述接收设备。
所述网络节点可以被布置为代表所述无线设备执行空闲信道评估CCA，以及在空闲信道时，向所述无线设备提供所述射频RF信号。
所述第一部分可以被配置用于通过使能其他实体对所述第一部分的解码来保持信道鉴于空闲信道评估CCA而被所述其他实体保护。所述第一部分可以包括正交频分复用OFDM符号，被反向散射的第二部分包括通过所述反向散射键控使能的以低复杂度被键控的符号。以所述低复杂度被键控的所述符号可以用开/关键控、幅移键控、频移键控和相移键控中的任何一项来被键控。
所述第一部分可以包括前导码、中间导码(midamble)、后导码(postamble)、参考信号、以及同步信号中的一个或多个。
所述第一部分可以被分布在所述RF信号的时长上，所述第二部分被夹杂着所述第一部分。替代地，所述第一部分可以被设置在所述RF信号的不间断部分处，所述第二部分被设置在所述RF信号的时长的其余部分上。
所述RF信号可以以第一频率被发送，所述无线设备被预期在所述第一频率上执行它的朝向所述接收设备的传输。所述网络节点可以被布置为朝向所述无线设备引导所述RF信号，并衰减朝向所述接收设备的所述RF信号。
所述无线设备可以被预期以第一频率执行它的朝向所述接收设备的传输，所述网络节点可以被布置为以第二频率发送所述RF信号，所述第二频率具有由所述无线设备进行的所述反向散射限定的相对于所述第一频率的偏移。
所述第一部分可以还被配置用于代表所述无线设备包括传输参数。所述传输参数可以包括控制字段、地址信息、以及传输时长中的任何一个。
根据第二方面，提供了一种网络节点，被布置为支持无线设备，所述无线设备被布置用于无源或半无源的无线电传输，并朝向所述无线设备提供射频RF信号。所述RF信号包括第一部分和第二部分，其中，所述第一部分被配置为通过所述无线设备进行的反向散射而仅被重传，所述第二部分被配置用于由所述无线设备进行的反向散射键控以传送来自所述无线设备的数据。
所述网络节点可以还被布置为代表所述无线设备执行空闲信道评估CCA，以及在空闲信道时，向所述无线设备提供所述射频RF信号。
第一部分可以被配置用于通过使能其他实体对被重传的第一部分的解码来保持信道鉴于空闲信道评估CCA而被所述其他实体保护。所述第一部分可以包括正交频分复用(OFDM)符号。
所述第一部分可以包括前导码、中间导码、后导码、参考信号、以及同步信号中的一个或多个。
所述第一部分可以被分布在所述RF信号的时长上，所述第二部分被夹杂着所述第一部分。替代地，所述第一部分可以被设置在所述RF信号的不间断部分处，所述第二部分被设置在所述RF信号的时长的其余部分上。
所述RF信号以第一频率被发送，所述无线设备被预期在所述第一频率上执行它的朝向接收机的传输。所述网络节点可以被布置为朝向所述无线设备引导所述RF信号，并衰减朝向所述接收机的所述RF信号。
所述无线设备可以被预期以第一频率执行它的朝向接收机的传输，所述网络节点可以被布置为以第二频率发送所述RF信号，所述第二频率具有由所述无线设备进行的反向散射限定的相对于所述第一频率的偏移。
所述第一部分可以还被配置用于代表所述无线设备包括传输参数。所述传输参数可以包括控制字段、地址信息、以及传输时长中的任何一个。
根据第三方面，提供一种被布置为支持无线设备的网络节点的方法，所述无线设备被布置用于无源或半无源的无线电传输。所述方法包括：准备包括第一部分和第二部分的射频RF信号，其中，所述第一部分被配置为通过所述无线设备进行的反向散射而仅被重传，所述第二部分被配置用于由所述无线设备进行的反向散射键控以传送来自所述无线设备的数据；以及向所述无线设备发送所述射频RF信号。
所述方法可以包括：代表所述无线设备执行空闲信道评估CCA；以及在空闲信道时，使得能够向所述无线设备发送所述射频RF信号。
第一部分可以被配置用于通过使能其他实体对被重传的第一部分的解码来保持信道鉴于空闲信道评估CCA而被所述其他实体保护。所述第一部分可以包括正交频分复用OFDM符号。
所述RF信号可以以第一频率被发送，所述无线设备被预期在所述第一频率上执行它的朝向接收机的传输，其中，所述方法可以包括：朝向所述无线设备引导所述RF信号；以及衰减朝向所述接收机的所述RF信号。
所述第一部分还可以被配置用于代表所述无线设备包括传输参数。所述传输参数可以包括控制字段、地址信息、以及传输时长中的任何一个。
根据第四方面，提供了一种包括指令的计算机程序，所述指令当在网络节点的处理器上被执行时使所述网络节点执行根据根据第三方面的方法。
根据第五方面，提供了一种无线设备，被布置为用于通过对进入的射频RF信号进行反向散射的无源或半无源的无线电传输，所述RF信号包括第一部分和第二部分，其中，所述无线设备被布置为通过进行反向散射来仅重传所述第一部分，并被配置为对所述第二部分进行反向散射键控以从所述无线设备传送数据。
第一部分可以被配置用于通过使能其他实体对所述第一部分的解码来保持信道鉴于空闲信道评估CCA而被所述其他实体保护。被重传的第一部分可以包括正交频分复用OFDM符号，被反向散射的第二部分包括通过所述反向散射键控使能的以低复杂度被键控的符号。以所述低复杂度被键控的所述符号可以用开/关键控、幅移键控、频移键控、以及相移键控中的任何一种来被键控。
所述第一部分可以包括前导码、中间导码、后导码、参考信号、以及同步信号中的一个或多个，其中，所述无线设备被布置为基于所述第一部分的任意所述信号来适配所述第二部分的所述键控的定时。
所述第一部分可以被分布在所述RF信号的时长上，所述第二部分可以被夹杂着所述第一部分。替代地，所述第一部分可以被设置在所述RF信号的不间断部分处，所述第二部分可以被设置在所述RF信号的时长的其余部分上。
所述RF信号可以以第一频率被发送，所述无线设备被预期在所述第一频率上执行它的朝向接收机的传输，其中，所述无线设备可以被布置为在所述第一部分期间将用于反向散射的阻抗保持恒定。
所述无线设备可以被预期以第一频率执行它的朝向接收机的传输，所述RF信号具有第二频率，所述第二频率具有相对于所述第一频率的偏移，其中，所述无线设备可以被布置为以第三频率切换用于所述反向散射的阻抗，以实现在所述第一频率处的重传。
所述第一部分还可以被配置用于代表所述无线设备包括传输参数。所述传输参数可以包括控制字段、地址信息、以及传输时长中的任何一个。
根据第六方面，提供了一种被布置为用于通过对进入的射频RF信号进行反向散射来进行的无源或半无源的无线电传输的无线设备的方法，所述RF信号包括第一部分和第二部分。所述方法包括：通过进行反向散射来仅重传所述第一部分；以及通过反向散射来对所述第二部分进行键控和发送。
被重传的第一部分可以被配置用于通过使能其他实体对所述第一部分的解码来保持信道鉴于空闲信道评估CCA而被所述其他实体保护。被重传的第一部分可以包括正交频分复用OFDM符号，被反向散射的第二部分可以包括通过所述反向散射键控使能的以低复杂度被键控的符号。以所述低复杂度被键控的所述符号可以用开/关键控、幅移键控、频移键控、以及相移键控中的任何一种来被键控。
所述RF信号可以处于第一频率，所述无线设备被预期在所述第一频率上执行它的朝向接收机的传输，其中，所述方法可以包括：在所述第一部分期间将用于所述反向散射的阻抗保持恒定。
所述无线设备可以被预期以第一频率执行它的朝向接收机的传输，所述RF信号具有第二频率，所述第二频率具有相对于所述第一频率的偏移，其中，所述方法可以包括：以第三频率切换用于所述反向散射的阻抗，以实现在所述第一频率处的重传。
所述第一部分还可以被配置用于代表所述无线设备包括传输参数。所述传输参数可以包括控制字段、地址信息、以及传输时长中的任何一个。
根据第七方面，提供了一种包括指令的计算机程序，所述指令在无线设备的处理器上被执行时使所述无线设备执行根据第六方面的方法。
附图说明
通过以下参考附图对本发明的优选实施例的说明性和非限制性的详细描述，将更好地理解本发明的上述以及其他目的、特征和优点。
图1示意性地示出了用作辐射设备的射频(RF)生成器，该RF生成器提供RF信号以使得RF信号到达被布置成用作无源或半无源发射机的无线设备；
图2示意性地示出了根据示例的反向散射设备；
图3是根据示例的用于RF信号和重传信号的功率-频率图；
图4是根据示例的用于RF信号和重传信号的功率-频率图；
图5示意性地示出了根据示例的用作辐射设备的RF生成器，该RF生成器提供RF信号以使得RF信号到达被布置为用作无源或半无源发射机的无线设备；
图6示意性地示出了根据示例的用作辐射设备的RF生成器，该RF生成器提供RF信号以使得RF信号到达被布置为用作无源或半无源发射机的无线设备；
图7是RF生成器和无线设备的定时和信号图；
图8至图11是示出根据不同实施例的传输的信号定时图；
图12是示出根据实施例的用于网络节点的方法的流程图；
图13是示意性示出根据实施例的网络节点的框图；
图14示意性地示出了计算机可读介质和处理设备；
图15是示出根据实施例的用于无线设备的方法的流程图；
图16是示意性示出根据实施例的无线设备的框图；
图17示意性地示出了计算机可读介质和处理设备。
具体实施方式
返回到图3，其中，上图示出了RF信号102(在此被示为在信道B上)的功率-频率图，而下图示出了重传信号108(在此被示为在信道A和C上)的功率-频率图。转到图5，其示出了与图1所示的设置类似的设置，并且为了容易理解起见，对元件使用相同的附图标记。RF生成器100例如在信道B上提供RF信号102，RF信号102通过切换频率被调制并在信道A和C上作为信号108被重传。接收机106然后例如可以在信道A上接收信息。接收机106是传统接收机，例如Wi-Fi接入点或站。RF生成器100可以例如用作Wi-Fi接入点。其他接入技术可以同样可行。如上所述，一个问题是当使用非授权频谱并应用LBT时。因此，考虑中的最重要的其他接入技术是例如非授权频段中的长期演进(LTE)(例如LTE-非授权(LTE-U))、授权辅助接入(LAA)、MulteFire等，以及无线个人网和局域网(PAN、LAN)技术。
类似地，返回到图4，其中，上图示出了RF信号102的功率-频率图，而下图示出了在同一信道B上的重传信号108的功率-频率图，现在转到图6，其示出了避免系统自感干扰的方式是：向反向散射设备104提供进入的RF信号102的辐射实体100朝向反向散射设备104提供信号，同时限制信号处于其他方向上，尤其是处于反向散射信号108的接收机106的方向上。这可以通过例如如图6所示的波束成形来实现。实现此操作的其他方式是通过明智地定位辐射实体100，以使得信号在朝着信号可能引起干扰的潜在接收机的方向上被衰减。
考虑到这些选项和本发明的要旨，即，使RF生成实体100代表无线设备104执行一些任务以执行处理任务，例如，形成OFDM符号、减少无线设备104中的能耗等，从而例如通过使无线设备104能够执行传输的一部分的解码(这可以如上所述获得20dB的增益)以使得其他站能够推迟介质的概率而不需要一些复杂的任务。现在转向图7，图7是RF生成器100(在时间线上方)和无线设备104(在时间线下方)的定时和信号图。对于各个实体，信号在图中被分成所接收的信号和所发送的信号。益处可以是减少无线设备(104)的复杂度和/或减少无线设备(104)中的能耗。
RF设备100可以协助无线设备104执行的一项任务是确定信道是否空闲以供使用(通常被称为空闲信道评估(CCA))，这是LBT方法的一部分。因此，RF生成器100可以在无线设备100将要在其上进行发送的信道上监听700信号。在此，取决于RF生成器100是否在与无线设备104相同的信道上进行发送，如以上参考图3至图6所讨论的，当进行CCA700时，RF生成器可能需要检查一个以上的信道。如果一个或多个信道空闲，则RF生成器100向无线设备104发送关于即将到来的传输的命令702。因此，无线设备104接收命令702a。
在此应注意，在某些情况下，无线设备104不必执行CCA，并且在这种情况下，来自RF设备100的协助是不必要的。
RF设备100协助无线设备104执行的另一任务是准备并发送无线设备104将要作为仅重传部分(704a)发送的传输的重传就绪部分(ready to retransmit part)(704)。这可以例如是RF生成器100完全知道并可以准备的前导码、中间导码、后导码、控制信号、参考信号等。无线设备104因此可以重传就绪部分(704)而不更改它的任何信息以提供重传部分(704a)。这可以通过仅反射来进行，即，天线装置200通过切换装置202被连接到阻抗204之一，并且阻抗保持恒定，从而实现仅反射。替代地，这通过在另一频率上的重传来进行，在该另一频率上施加了切换，以使得所发送的信号108变得如图3所示，但是仍然没有信息被更改。
此任务提供一个或多个益处。一个益处是无线设备104的复杂度可以保持低，例如不需要用于形成OFDM符号的处理能力，并且仍然能够与其他设备(包括更复杂的设备)共存、共享频谱。
如上所述，RF设备100还提供它的传输的另一部分，无线设备104被布置为调制该另一部分并向接收机设备106提供信息。在图7中，这被示为来自RF生成器100的传输706，传输706被无线设备104键控并重传706a。来自无线设备104的传输的一些示例将参考图8至11进行讨论。
通过RF生成器的协助以及第一部分(其准备好被重传而没有键控)和第二部分(无线设备可以对第二部分进行键控以向接收机设备106提供第二部分的信息)，无线设备的复杂度可以被保持为低和/或可以在无线设备中节省能量，这使得其特别适合于需要低或超低能耗的IoT应用。尽管具有上述优点，但还促进了与使用其他无线电接入技术(宽带Wi-Fi、用于非授权频段的LTE等)的其他无线设备适当共存。
图8是信号定时图，其示出了包括前导码800和主要部分802的传输。前导码800是从RF生成器100接收的，并且仅被重传至接收机设备106。前导码800可以例如包括短训练字段(Short Traning Field)(STF)800a、长训练字段(Long Traning Field)(LTF)800b和信号字段800c，这些字段可以包括传输参数。主要部分802可以包括服务字段802a、数据字段802b和尾部字段802c。主要部分802通过无线设备104进行的键控来形成，其中，基带信号生成器206控制切换装置202以形成主要部分802。该示例例如可以适合于与Wi-Fi设备共存。
图9是信号定时图，其示出了包括第一部分900a-e和第二部分902a-e的传输。第一部分900a-e被分布在传输上，从RF生成器100被接收，并且仅重传到接收机设备106。第一部分900a-e可以例如包括报头900a以及在传输期间要被定期提供的多个参考和/或控制信号900b-e。第二部分902a-e被夹杂着第一部分900a-e并由无线设备104键控。该示例例如可以适合于某些针对非授权频谱的LTE风格(flavour)。
图10是信号定时图，其示出了包括第一部分1000a-b和第二部分1002的传输。第一部分1000a-b包括前导码1000a和后导码1000b。
图11是信号定时图，其示出了包括第一部分1100和第二部分1102a-b的传输。第一部分1100包括中间导码。第二部分1102a-b包括在中间导码1100之前的部分1102a和在中间导码之后的部分1100b。
这些后面的示例可以例如适用于不同的PAN或LAN技术。包括参考图8至图11所示的两个或更多个示例的特征的其他示例同样是可行的，并且为简洁起见，此处不详细描述，因为本领域技术人员将从以上给出的教导中容易地构想这些示例。
图12是示意性示出用于RF生成器的方法的流程图，该RF生成器例如可以是接入点、基站或其他网络节点或专用RF生成器设备。该方法包括用于协助无线设备以能够根据反向散射方法进行操作的动作，还包括通过代表无线设备执行一些动作来协助无线设备以使得能够在无线设备中进一步节省能量的动作。
该方法可以包括代表无线设备进行CCA 1200，并且如果信道不是空闲的(1202；否)，则根据所应用的LBT过程在稍后时刻进行新的尝试。如果信道空闲(1202；是)，则RF生成器向无线设备发送1204发送命令，并准备1206第一部分，即上述的预先准备的部分，无线设备可以仅重传该部分而不进行键控，这适合于将要由无线设备执行的传输。
如上所述，在某些情况下，可以针对无线设备省略CCA，其中，RF生成器的这部分协助可以被省略。在这种情况下，RF生成器仅准备1206第一部分。
当要传输时，例如在帧间空间之后或在合适的时隙处，RF生成器根据无线设备将要进行其传输的格式来发送1208第一部分和第二部分(即，无线设备将要键控以发送信息的第二部分)，例如如参考图8至11所示的任何示例那样。
图13是示意性地示出根据实施例的RF生成器1300的框图。例如可以是接入点、基站或其他网络节点或专用RF生成器设备的RF生成器1300包括天线装置1302、连接到天线装置1302的接收机1304、连接到天线装置1302的发射机1306、可以包括一个或多个电路的处理元件1308、一个或多个输入接口1310和一个或多个输出接口1312。接口1310、1312可以是操作员接口和/或信号接口，例如电气或光学的。RF生成器1300可以被布置为在其中应用了LBT的未授权频谱中工作，并且被布置为如上所述地辅助反向散射无线设备。特别地，通过处理元件1308被布置成执行参考图1至图12所示的实施例，RF生成器1300能够协助无线设备降低复杂度和/或减少能耗并提供与其他更复杂的设备(例如宽带Wi-Fi设备或用于非授权频谱的LTE设备)的适当共存。处理元件1308还可以完成多种任务，范围从信号处理到使能接收和发送(由于处理元件1308连接到接收机1304和发射机1306)、执行应用、控制接口1310、1312等。
根据本发明的方法适合于借助于诸如计算机和/或处理器之类的处理装置来实现，特别是对于如上所述的处理元件1308包括处理用于如上所述的无线设备的传输的第一部分的准备并代表无线设备协调传输的处理器的情况下。因此，提供了包括指令的计算机程序，这些指令被布置为使处理装置、处理器或计算机执行根据参考图1至图13描述的任何实施例的任何方法的步骤。计算机程序优选地包括存储在计算机可读介质1400上的程序代码，如图14所示，程序代码可以由处理装置、处理器或计算机1402加载并执行，以使其执行分别根据本发明的实施例(优选地如参考图1至13描述的任何实施例)的方法。计算机1402和计算机程序产品1400可以被布置为顺序地执行程序代码，其中，任何方法的动作是逐步执行的，或者被布置为实时执行动作。处理装置、处理器或计算机1402优选地是通常所谓的嵌入式系统。因此，图14中所描绘的计算机可读介质1400和计算机1402应被解释为仅出于说明性目的以提供对原理的理解，而不应被解释为元件的任何直接图示。
图15是示意性地示出用于无线设备的方法的流程图，该无线设备例如可以是IoT设备，被布置用于反向散射传输并且适合于与如上所述的RF生成器一起工作。如从较小的图15可以看出，该方法包括很少的动作，这是可能的，因为来自RF生成器的协助使得能够与反向散射设备通常所关联的能量相比进一步节省能量。
该方法可以包括从RF生成器接收1500发送命令。因此，无线设备不需要花费能量来进行CCA，因为RF生成器已代表无线设备执行了CCA。如上所述，CCA在某些情况下是不必要的，其中，该部分被省略。当要传输时，例如在帧间空间之后或在合适的时隙处，无线设备重传1502第一部分而不进行键控，并且通过反向散射从RF生成器接收的信号来键控并重传1504第二部分，该RF生成器发送第一部分和第二部分，即，由RF生成器预先准备以仅被重传而不进行键控的第一部分，以及无线设备要进行键控以发送信息的第二部分。由RF生成器根据无线设备将进行它的传输(例如如参考图8至11所示的任何示例那样)的格式来准备这些部分，其中，无线设备仅需要在传输形成上花费很少的能量。或多或少只有需要被处理的有效载荷。
图16是示意性示出根据实施例的无线设备1600的框图。无线设备1600(其例如可以是IoT设备，被布置用于反向散射传输并且适合于与如上所述的RF生成器一起工作)包括天线装置1602、连接到天线装置1602的接收机1604、连接到天线装置1602的发射机1606、可以包括一个或多个电路的处理元件1608、一个或多个输入接口1610和一个或多个输出接口1612。发射机1606由基带电路提供，该基带电路被布置为控制切换(如参考图2所示的)以使得无线设备通过对进入的RF信号进行反向散射来进行传输。接口1610、1612可以是操作员接口和/或信号接口，例如电气或光学的。无线设备1600被布置为在其中应用了LBT的未授权频谱中工作，并且被布置为通过如上所述进行反向散射来进行发送。因此，在RF生成器的协助下，无线设备适合于低功率或超低功率应用，但是仍然能够如上所述与传统接收机106进行交互。特别地，通过处理元件1608被布置为执行参考图1至图12所示的实施例，无线设备1600能够由RF生成器来协助，这提供了非常低的能耗。处理元件1608还可以完成多种任务，范围从信号处理到使能进行接收和发送(由于处理元件1608连接到接收机1604和发射机1606)、执行应用、控制接口1610、1612等。
根据本发明的方法适合于借助诸如计算机和/或处理器之类的处理装置来实现，特别是对于如上所述的处理元件1608包括处理以协调如上所述的传输的第一部分的重传并键控和重传第二部分的处理器的情况下。因此，提供了包括指令的计算机程序，这些指令被布置为使处理装置、处理器或计算机执行根据参考图1至图13描述的任何实施例的任何方法的步骤。计算机程序优选地包括存储在计算机可读介质1700上的程序代码，如图17所示，程序代码可以由处理装置、处理器或计算机1702加载并执行，以使其执行分别根据本发明的实施例(优选地如参考图1至13描述的任何实施例)的方法。计算机1702和计算机程序产品1700可以被布置为顺序地执行程序代码，其中，任何所述方法的动作是逐步执行的，或者被布置为实时执行动作。处理装置、处理器或计算机1702优选地是通常所谓的嵌入式系统。因此，图17中所描绘的计算机可读介质1700和计算机1702应被解释为仅出于说明性目的以提供对原理的理解，而不应被解释为元件的任何直接图示。

Claims (53)

1.一种系统，包括：
网络节点(100，1300)；
无线设备(104，1600)；以及
接收设备(106)，其中，
所述网络节点(100，1300)被布置为支持所述无线设备(104，1600)，
所述无线设备(104，1600)被布置用于无源或半无源的无线电传输，
所述网络节点(100，1300)被布置为朝向所述无线设备(104，1600)提供射频RF信号(102)，其中，所述RF信号(102)包括第一部分(704)和第二部分(706)，
所述第一部分(704)被配置为通过所述无线设备(104，1600)进行的反向散射而仅被重传，以及
所述第二部分(706)被配置用于由所述无线设备(104，1600)进行的反向散射键控，以将数据从所述无线设备(104，1600)传送到所述接收设备(106)。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述网络节点(100，1300)被布置为代表所述无线设备(104，1600)执行空闲信道评估CCA，以及在空闲信道时，向所述无线设备(104，1600)提供所述射频RF信号(102)。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述第一部分(704)被配置用于通过使能其他实体对所述第一部分的解码来保持信道鉴于空闲信道评估CCA而被所述其他实体保护。
4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述第一部分包括正交频分复用OFDM符号，被反向散射的第二部分包括通过所述反向散射键控使能的以低复杂度被键控的符号。
5.根据权利要求4所述的系统，其中，以所述低复杂度被键控的所述符号用以下任一项来被键控：
开/关键控；
幅移键控；
频移键控；以及
相移键控。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，其中，所述第一部分(704，800，900，1000，1100)包括以下中的一个或多个：
前导码(800)；
中间导码(1100)；
后导码(1000b)；
参考信号(900b-e)；以及
同步信号(900a-e)。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的系统，其中，所述第一部分(900a-e)被分布在所述RF信号的时长上，所述第二部分(902a-e)被夹杂着所述第一部分(900a-e)。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的系统，其中，所述第一部分(800，1100)被设置在所述RF信号(102)的不间断部分处，所述第二部分(802，1102)被设置在所述RF信号的时长的其余部分上。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的系统，其中，所述RF信号(102)以第一频率(B)被发送，所述无线设备被预期在所述第一频率(B)上执行它的朝向所述接收设备的传输。
10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述网络节点(100，1300)被布置为朝向所述无线设备(104，1600)引导所述RF信号(102)，并衰减朝向所述接收设备(106)的所述RF信号(102)。
11.根据权利要求1至8中任一项所述的系统，其中，所述无线设备(104，1600)被预期以第一频率(A，C)执行它的朝向所述接收设备(106)的传输(108)，所述网络节点(100，1300)被布置为以第二频率(B)发送所述RF信号(102)，所述第二频率具有由所述无线设备(104，1600)进行的所述反向散射限定的相对于所述第一频率(A，C)的偏移。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的系统，其中，所述第一部分(704)还被配置用于代表所述无线设备包括传输参数。
13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述传输参数包括以下任一个：
控制字段；
地址信息；以及
传输时长。
14.一种网络节点(100，1300)，被布置为支持无线设备(104，1600)，所述无线设备(104，1600)被布置用于无源或半无源的无线电传输，并朝向所述无线设备(104，1600)提供射频RF信号(102)，其中，所述RF信号(102)包括第一部分(704)和第二部分(706)，其中，所述第一部分(704)被配置为通过所述无线设备(104，1600)进行的反向散射而仅被重传，所述第二部分(706)被配置用于由所述无线设备(104，1600)进行的反向散射键控以传送来自所述无线设备(104，1600)的数据。
15.根据权利要求14所述的网络节点(100，1300)，还被布置为：代表所述无线设备(104，1600)执行空闲信道评估CCA，以及在空闲信道时，向所述无线设备(104，1600)提供所述射频RF信号(102)。
16.根据权利要求14或15所述的网络节点(100，1300)，其中，所述第一部分(704)被配置用于通过使能其他实体对所述第一部分(704a)的解码来保持信道鉴于空闲信道评估CCA而被所述其他实体保护。
17.根据权利要求16所述的网络节点(100，1300)，其中，所述第一部分(704，704a)包括正交频分复用OFDM符号。
18.根据权利要求14至17中任一项所述的网络节点(100，1300)，其中，所述第一部分(704，800，900，1000，1100)包括以下中的一个或多个：
前导码(800)；
中间导码(1100)；
后导码(1000b)；
参考信号(900b-e)；以及
同步信号(900a-e)。
19.根据权利要求14至18中任一项所述的网络节点(100，1300)，其中，所述第一部分(900a-e)被分布在所述RF信号的时长上，所述第二部分(902a-e)被夹杂着所述第一部分(900a-e)。
20.根据权利要求14至18中任一项所述的网络节点(100，1300)，其中，所述第一部分(800，1100)被设置在所述RF信号(102)的不间断部分处，所述第二部分(802，1102)被设置在所述RF信号的时长的其余部分上。
21.根据权利要求14至20中任一项所述的网络节点(100，1300)，其中，所述RF信号(102)以第一频率(B)被发送，所述无线设备被预期在所述第一频率(B)上执行它的朝向接收机(106)的传输。
22.根据权利要求21所述的网络节点(100，1300)，被布置为：朝向所述无线设备(104，1600)引导所述RF信号(102)，并衰减朝向所述接收机(106)的所述RF信号(102)。
23.根据权利要求14至22中任一项所述的网络节点(100，1300)，其中，所述无线设备(104，1600)被预期以第一频率(A，C)执行它的朝向接收机(106)的传输，所述网络节点(100，1300)被布置为以第二频率(B)发送所述RF信号(102)，所述第二频率具有由所述无线设备(104，1600)进行的反向散射限定的相对于所述第一频率(A，C)的偏移。
24.根据权利要求14至23中任一项所述的网络节点(100，1300)，其中，所述第一部分(704)还被配置用于代表所述无线设备包括传输参数。
25.根据权利要求24所述的网络节点(100，1300)，其中，所述传输参数包括以下任一个：
控制字段；
地址信息；以及
传输时长。
26.一种被布置为支持无线设备的网络节点的方法，所述无线设备被布置用于无源或半无源的无线电传输，所述方法包括：
准备(1206)包括第一部分(704)和第二部分(706)的射频RF信号，其中，所述第一部分(704)被配置为通过所述无线设备进行的反向散射而仅被重传，所述第二部分(706)被配置用于由所述无线设备进行的反向散射键控以传送来自所述无线设备的数据；以及
向所述无线设备发送(1208)所述射频(RF)信号。
27.根据权利要求27所述的方法，包括：
代表所述无线设备执行(1200)空闲信道评估CCA；以及
在空闲信道时(1202；是)，使得能够向所述无线设备发送(1208)所述射频RF信号。
28.根据权利要求27或28所述的方法，其中，所述第一部分(704)被配置用于通过使能其他实体对所述第一部分(704a)的解码来保持信道鉴于空闲信道评估CCA而被所述其他实体保护。
29.根据权利要求29所述的方法，其中，所述第一部分(704，704a)包括正交频分复用OFDM符号。
30.根据权利要求27至30中任一项所述的方法，其中，所述RF信号以第一频率被发送，所述无线设备被预期在所述第一频率上执行它的朝向接收机的传输，所述方法包括：
朝向所述无线设备引导所述RF信号；以及
衰减朝向所述接收机的所述RF信号。
31.根据权利要求27至31中任一项所述的方法，其中，所述第一部分(704)还被配置用于代表所述无线设备包括传输参数。
32.根据权利要求32所述的方法，其中，所述传输参数包括以下任一个：
控制字段；
地址信息；以及
传输时长。
33.一种包括指令的计算机程序，所述指令当在网络节点的处理器上被执行时使所述网络节点执行根据权利要求27至33中任一项所述的方法。
34.一种无线设备(104，1600)，被布置为用于通过对进入的射频RF信号(102)进行反向散射的无源或半无源的无线电传输(108)，所述RF信号(102)包括第一部分(704)和第二部分(706)，其中，所述无线设备(102)被布置为通过进行反向散射来仅重传所述第一部分(704)，并被配置为对所述第二部分(706)进行反向散射键控以从所述无线设备(104，1600)传送数据。
35.根据权利要求35所述的无线设备(104，1600)，其中，所述第一部分(704)被配置用于通过使能其他实体对所述第一部分的解码来保持信道鉴于空闲信道评估CCA而被所述其他实体保护。
36.根据权利要求36所述的无线设备(104，1600)，其中，被重传的第一部分(704a)包括正交频分复用OFDM符号，被反向散射的第二部分(706a)包括通过所述反向散射键控使能的以低复杂度被键控的符号。
37.根据权利要求37所述的无线设备(104，1600)，其中，以所述低复杂度被键控的所述符号用以下任一项来被键控：
开/关键控；
幅移键控；
频移键控；以及
相移键控。
38.根据权利要求35至38中任一项所述的无线设备(104，1600)，其中，所述第一部分(704，800，900，1000，1100)包括以下中的一个或多个：
前导码(800)；
中间导码(1100)；
后导码(1000b)；
参考信号(900b-e)；以及
同步信号(900a-e)，
其中，所述无线设备(104，1600)被布置为基于所述第一部分的任意所述信号来适配所述第二部分(706，802，902，1002，1102)的所述键控的定时。
39.根据权利要求35至39中任一项所述的无线设备(104，1600)，其中，所述第一部分(900a-e)被分布在所述RF(102)信号的时长上，所述第二部分(902a-e)被夹杂着所述第一部分(900a-e)。
40.根据权利要求35至39中任一项所述的无线设备(104，1600)，其中，所述第一部分(800，1100)被设置在所述RF信号(102)的不间断部分处，所述第二部分(802，1102)被设置在所述RF信号(102)的时长的其余部分上。
41.根据权利要求35至41中任一项所述的无线设备(104，1600)，其中，所述RF信号(102)以第一频率(B)被发送，所述无线设备(102)被预期在所述第一频率(B)上执行它的朝向接收机(106)的传输(108)，其中，所述无线设备(104，1600)被布置为在所述第一部分(704)期间将用于反向散射的阻抗(204)保持恒定。
42.根据权利要求35至41中任一项所述的无线设备(104，1600)，其中，所述无线设备(104，1600)被预期以第一频率(A，C)执行它的朝向接收机(106)的传输，所述RF信号具有第二频率(B)，所述第二频率(B)具有相对于所述第一频率(A，C)的偏移，其中，所述无线设备(104，1600)被布置为以第三频率切换用于所述反向散射的阻抗(204)，以实现在所述第一频率(A，C)处的重传。
43.根据权利要求35至43中任一项所述的无线设备(104，1600)，其中，所述第一部分(704)还被配置用于代表所述无线设备包括传输参数。
44.根据权利要求44所述的无线设备(104，1600)，其中，所述传输参数包括以下任一个：
控制字段；
地址信息；以及
传输时长。
45.一种被布置为用于通过对进入的射频RF信号进行反向散射来进行的无源或半无源的无线电传输的无线设备的方法，所述RF信号包括第一部分(704)和第二部分(706)，所述方法包括：
通过进行反向散射来仅重传(1502)所述第一部分(704)；以及
通过反向散射来对所述第二部分(706)进行键控和发送(1504)。
46.根据权利要求46所述的方法，其中，被重传的第一部分(704)被配置用于通过使能其他实体对所述第一部分的解码来保持信道鉴于空闲信道评估CCA而被所述其他实体保护。
47.根据权利要求47所述的方法，其中，被重传的第一部分(704a)包括正交频分复用OFDM符号，被反向散射的第二部分(706a)包括通过所述反向散射键控使能的以低复杂度被键控的符号。
48.根据权利要求48所述的方法，其中，以所述低复杂度被键控的所述符号用以下任一项来被键控：
开/关键控；
幅移键控；
频移键控；以及
相移键控。
49.根据权利要求46至49中任一项所述的方法，其中，所述RF信号处于第一频率，所述无线设备被预期在所述第一频率上执行它的朝向接收机的传输，所述方法包括：在所述第一部分期间将用于所述反向散射的阻抗保持恒定。
50.根据权利要求46至49中任一项所述的方法，其中，所述无线设备被预期以第一频率执行它的朝向接收机的传输，所述RF信号具有第二频率，所述第二频率具有相对于所述第一频率的偏移，所述方法包括：以第三频率切换用于所述反向散射的阻抗，以实现在所述第一频率处的重传。
51.根据权利要求46至51中任一项所述的方法，其中，所述第一部分(704)还被配置用于代表所述无线设备包括传输参数。
52.根据权利要求52所述的方法，其中，所述传输参数包括以下任一个：
控制字段；
地址信息；以及
传输时长。
53.一种包括指令的计算机程序，所述指令在无线设备的处理器上被执行时使所述无线设备执行根据权利要求46至53中任一项所述的方法。
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