CN114499598A - 一种基于准正交空时分组码的反向散射通信系统 - Google Patents
一种基于准正交空时分组码的反向散射通信系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114499598A CN114499598A CN202011145266.7A CN202011145266A CN114499598A CN 114499598 A CN114499598 A CN 114499598A CN 202011145266 A CN202011145266 A CN 202011145266A CN 114499598 A CN114499598 A CN 114499598A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- quasi
- tag
- time block
- orthogonal space
- antennas
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004891 communication Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000007476 Maximum Likelihood Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000013598 vector Substances 0.000 claims description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
- H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
- H04B7/0413—MIMO systems
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L25/00—Baseband systems
- H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
- H04L25/0202—Channel estimation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Radio Transmission System (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于准正交空时分组码的反向散射通信系统，包括：步骤一：在标签(Tag)端，根据准正交空时分组码的编码矩阵对所需传输的码字进行编码；步骤二：在标签(Tag)端，根据编码之后的码字将不同的幅度和相位信息调制到环境中的射频载波上并通过不同的天线反射出去；步骤三：在接收(Reader)端，根据信道信息和预先所选取的编码矩阵，对多个天线接收到的信号进行最大比值合并，最后进行最大似然译码。本发明的优点是：反向散射通信系统中，通过增加标签端的发射天线数量，可以提高通信系统容量，并且在标签端天线数量大于2时，可以保证传输码率为1。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，特别是涉及一种基于准正交空时分组码的反向散射通信系统。
背景技术
无源反向散射技术是2013年被提出的一项新型的无线通信技术。该技术是通过反向散射环境中普遍存在的无线电信号(如广播信号、WIFI信号等)，达到能量采集和信号传输的目的。无源反向散射技术可以使设备拜托对电池的依赖，同时无需积极的射频器件，大大降低了设备成本，被认为是物联网突破瓶颈进入迅猛发展的重要推动力量。
为进一步在多径环境下提升反向散射的通信性能，一个有效的方法是在反向散射系统中使用MIMO技术。空时编码是MIMO系统中的核心技术之一，它能够将发射分集和接收分集结合起来，有效地增加系统容量。空时分组码(STBC)是空时编码的一种，它利用编码矩阵特有的正交性，在接收端使用最大似然译码可以大幅降低译码的复杂度。根据编码矩阵的正交性，空时分组码又可分为正交空时分组码和准正交空时分组码。
在现有反向散射系统中，通常使用正交空时分组码对传输码字进行编码。但根据研究发现，当标签端天线大于2时，并不存在传输码率等于1的复正交空时分组码，并且码率最大仅为3/4。对于通信系统来说，通信速率的下降是不能容忍的。解决上述问题的意义：对于基于反向散射的MIMO通信系统，当标签端天线数大于2，保证传输码率为1。
发明内容
发明目的：针对上述问题，本发明的目的是提供一种基于准正交空时分组码的反向散射通信系统，当标签发射天线大于2时，传输码率为1。
技术方案：一种基于准正交空时分组码的反向散射通信系统，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：在标签(Tag)端，根据准正交空时分组码的编码矩阵对所需传输的码字进行编码；
步骤二：在标签(Tag)端，根据编码之后的码字将不同的幅度和相位信息调制到环境中的射频载波上并通过不同的天线反射出去；
步骤三：在接收(Reader)端，根据信道信息和预先所选取的编码矩阵，对多个天线接收到的信号进行最大比值合并，最后进行最大似然译码。
进一步的，所述步骤一中的准正交空时分组码的编码矩阵具体形式为：每一列向量间并不是彼此相互正交的，但存在两列元素相互正交，包括但不限于Jafarkhani准正交空时分组码、Sharma-Papadias准正交空时分组码、TBH准正交空时分组码、Papadias-Fochini准正交空时分组码；
所述标签(Tag)端4根发射天线，所述接收(Reader)端2根接收天线，使用Jafarkhani准正交空时分组码时，标签端编码矩阵S为：
其中，(x1,x2,x3,x4)是4个需要传输的码字，编码矩阵中，每一行代表一个时隙，每一列代表一根天线在不同时隙中所需要发送的码字。
进一步的，所述步骤二将不同的幅度和相位信息调制到载波的方法为：根据所要传输的码字，通过控制器控制射频开关接入不同的阻抗，实现不同相位和幅度的调制。
进一步的，所述步骤三对多个天线接收到的信号进行最大比值合并，最后进行最大似然译码；对多个天线接收到的信号进行最大比值合并，最后进行最大似然译码，其表达形式为：
在所述标签(Tag)端4根发射天线、所述接收(Reader)端2根接收天线，使用Jafarkhani准正交空时分组码的情况下，采用最大比值合并和最大似然译码，每4个时隙对四个码元进行译码，保证码率为1，其表达形式为：
其中，hij代表第i根发射天线到第j根接收天线所等效的信道。
有益效果：与现有技术相比，本发明的优点是：反向散射通信系统中，通过增加标签端的发射天线数量，可以提高通信系统容量，并且在标签端天线数量大于2时，可以保证传输码率为1。
附图说明
图1是本发明的实施例所提供的基于准正交空时分组码的反向散射通信系统的流程图；
图2是本发明的实施例所提供的基于反向散射的多输入多输出(MIMO)通信结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
如附图1～2所示，一种基于准正交空时分组码的反向散射通信系统，包括以下步骤：
步骤一：在标签(Tag)端，根据准正交空时分组码的编码矩阵对所需传输的码字进行编码；
步骤二：在标签(Tag)端，根据编码之后的码字将不同的幅度和相位信息调制到环境中的射频载波上并通过不同的天线反射出去；
步骤三：在接收(Reader)端，根据信道信息和预先所选取的编码矩阵，对多个天线接收到的信号进行最大比值合并，最后进行最大似然译码。
具体的，步骤一中的准正交空时分组码的编码矩阵具体形式为：每一列向量间并不是彼此相互正交的，但存在两列元素相互正交，包括但不限于Jafarkhani准正交空时分组码、Sharma-Papadias准正交空时分组码、TBH准正交空时分组码、Papadias-Fochini准正交空时分组码。
标签(Tag)端4根发射天线，接收(Reader)端2根接收天线，使用Jafarkhani准正交空时分组码时，标签端编码矩阵S为：
其中，该矩阵每一行代表一个时隙，每一列代表一根天线在不同时隙中所发送的码字。
步骤二将不同的幅度和相位信息调制到载波的方法为：根据所要传输的码字，通过控制器控制射频开关接入不同的阻抗，实现不同相位和幅度的调制。
步骤三对多个天线接收到的信号进行最大比值合并，最后进行最大似然译码。对多个天线接收到的信号进行最大比值合并，最后进行最大似然译码，其表达形式为：
其中，r代表接收码字矩阵，H代表信道矩阵。通过遍历已知的码字x，找到使该表达式最小的一组
作为译码结果。
在标签(Tag)端4根发射天线、接收(Reader)端2根接收天线，使用Jafarkhani准正交空时分组码的情况下，采用最大比值合并和最大似然译码，每4个时隙对四个码元进行译码，其表达形式为：
其中，hij代表第i根发射天线到第j根接收天线所等效的信道。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种基于准正交空时分组码的反向散射通信系统，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：在标签(Tag)端，根据准正交空时分组码的编码矩阵对所需传输的码字进行编码；
步骤二：在标签(Tag)端，根据编码之后的码字将不同的幅度和相位信息调制到环境中的射频载波上并通过不同的天线反射出去；
步骤三：在接收(Reader)端，根据信道信息和预先所选取的编码矩阵，对多个天线接收到的信号进行最大比值合并，最后进行最大似然译码。
2.根据权利要求1所述的一种基于准正交空时分组码的反向散射通信系统，其特征在于：
所述步骤一中的准正交空时分组码的编码矩阵具体形式为：每一列向量间并不是彼此相互正交的，但存在两列元素相互正交，包括但不限于Jafarkhani准正交空时分组码、Sharma-Papadias准正交空时分组码、TBH准正交空时分组码、Papadias-Fochini准正交空时分组码；
所述标签(Tag)端4根发射天线，所述接收(Reader)端2根接收天线，使用Jafarkhani准正交空时分组码时，标签端编码矩阵S为：
其中，(x1，x2，x3，x4)是4个需要传输的码字，编码矩阵中，每一行代表一个时隙，每一列代表一根天线在不同时隙中所需要发送的码字。
3.根据权利要求1所述的一种基于准正交空时分组码的反向散射通信系统，其特征在于：
所述步骤二将不同的幅度和相位信息调制到载波的方法为：根据所要传输的码字，通过控制器控制射频开关接入不同的阻抗，实现不同相位和幅度的调制。
4.根据权利要求1所述的一种基于准正交空时分组码的反向散射通信系统，其特征在于：
所述步骤三对多个天线接收到的信号进行最大比值合并，最后进行最大似然译码；对多个天线接收到的信号进行最大比值合并，最后进行最大似然译码，其表达形式为：
在所述标签(Tag)端4根发射天线、所述接收(Reader)端2根接收天线，使用Jafarkhani准正交空时分组码的情况下，采用最大比值合并和最大似然译码，每4个时隙对四个码元进行译码，保证码率为1，其表达形式为：
其中，hij代表第i根发射天线到第j根接收天线所等效的信道。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011145266.7A CN114499598A (zh) | 2020-10-23 | 2020-10-23 | 一种基于准正交空时分组码的反向散射通信系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011145266.7A CN114499598A (zh) | 2020-10-23 | 2020-10-23 | 一种基于准正交空时分组码的反向散射通信系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114499598A true CN114499598A (zh) | 2022-05-13 |
Family
ID=81471485
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202011145266.7A Pending CN114499598A (zh) | 2020-10-23 | 2020-10-23 | 一种基于准正交空时分组码的反向散射通信系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114499598A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024017114A1 (zh) * | 2022-07-19 | 2024-01-25 | 维沃移动通信有限公司 | 反向散射通信方法、设备及可读存储介质 |
-
2020
- 2020-10-23 CN CN202011145266.7A patent/CN114499598A/zh active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024017114A1 (zh) * | 2022-07-19 | 2024-01-25 | 维沃移动通信有限公司 | 反向散射通信方法、设备及可读存储介质 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101094684B1 (ko) | 무선 라디오 네트워크에서의 분산형 공간-시간 코딩을 위한방법 및 장치 | |
| CN101507138B (zh) | 具有系统调度器的方法和装置 | |
| CA2472243A1 (en) | High rate transmission diversity transmission and reception | |
| US8508369B2 (en) | RFID tag system with block coding, such as space-time block coding | |
| CN1973448A (zh) | 用于偶数发送天线的全分集、全速率空时区块编码的装置和方法 | |
| US20080175184A1 (en) | Virtual Space-Time Code for Relay Networks | |
| CN105827293A (zh) | 一种多用户广义空间调制系统线性迫零预编码方法 | |
| CN101783723B (zh) | 一种多天线系统的信号处理方法、系统和装置 | |
| CN101789814B (zh) | 采用空时编码结合预编码对待发射数据处理的方法及装置 | |
| CN114499598A (zh) | 一种基于准正交空时分组码的反向散射通信系统 | |
| CN101873201B (zh) | 多天线的分集方法及装置 | |
| CN105993133A (zh) | 多极化发射接收天线、发射接收装置、系统和方法 | |
| CN110943765B (zh) | 基于网络编码的毫米波与微波混合中继传输协助系统 | |
| CN101771446A (zh) | 一种多输入多输出信号处理方法、装置及系统 | |
| CN101170335A (zh) | 一种多天线无线通信系统中的空时编解码方法及装置 | |
| CN101286773A (zh) | 一种多入多出空时分组编码调制的数据发送装置及方法 | |
| KR20150064834A (ko) | 순환 프리코딩을 이용한 무선 릴레이 통신 시스템 및 방법 | |
| Gharavi-Alkhansari et al. | Constellation space invariance of space-time block codes with application to optimal antenna subset selection | |
| CN109889236B (zh) | 针对单基地型后向散射通信的基于Alamouti编码的联合编码方法 | |
| CN103326825A (zh) | 一种准正交空时分组码低复杂度译码方法 | |
| CN101510813B (zh) | 通信系统中传输、处理数据的方法、通信系统及通信设备 | |
| Ganesan et al. | Achieving optimum coded diversity with scalar codes | |
| US8675471B2 (en) | Method for constructing space-time/space-frequency code, and transmitting method and apparatus | |
| KR20160091667A (ko) | 빔 선택 기반 빔 공간 다중 안테나 시스템의 송수신 방법 및 장치 | |
| Alexiou et al. | Re-configurable linear precoders to compensate for antenna correlation in orthogonal and quasi-orthogonal space-time block coded systems |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20220513 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |