环境散射通信技术(AmBc)

2024-04-23 15:28
文章标签 技术 环境 通信 散射 ambc

本文主要是介绍环境散射通信技术(AmBc),希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

前言

环境反向散射技术因其低功耗和高频谱效率的优点逐渐成为了绿色通信网络的关键技术。

在AmBC 系统中,反向散射发射器不像传统无线系统那样需要额外的载波发射器来将其激活,只需改变天线阻抗选择性地吸收或者反射接收到的射频信号,就能够将信息传输给反向散射接收器。


一、背景

 在无线供能通信网络中,用户可能等待较长时间才能获得足够的射频能量来传输数据。而且,有源射频元件会导致设备的较高成本和电路复杂性,无法满足大规模和低成本的无线通信网络的需求。
 因此,环境反向散射通信系统作为一种替代解决方案引发了广泛关注,环境反向散射通信是基于射频识别系统的衍生产品。与之不同的是,反向散射技术使终端节点能够通过使用负载调制技术反射入射射频信号来传输数据,而不是先收集能量进行数据传输。因此,环境反向散射通信技术可以满足无线通信网络低成本、低功耗的要求并能显著提高网络性能。

二、反向散射原理

在这里插入图片描述
改变天线阻抗会相应地改变反射系数的值,天线的反射系数为

这里是引用
其中Zd 是负载阻抗, Za是天线阻抗

通过改变天线模式,可以将数据映射到反射系数上来实现数据的传输。

三、环境后向散射通信

 利用后向散射通信技术可以缓解无线物联网设备的能量供给问题,但具有后向散射通信功能的物联网节点工作时仍然需要部署专门的射频激励源为其供给能量,通信系统的部署成本仍然较高。
 环境后向散射通信(Ambient Backscatter Communication, Am BC)将环境中现存的射频信号作为激励源,一方面从中吸收能量,另一方面通过调制这些已调信号来传递信息Am BC 可以极大降低物联网的部署成本,并且因其不占用额外的频谱资源,还能提高频谱利用率。根据信号接收机的不同工作方式,环境后向散射通信系统分为非合作型 Am BC 系统、合作型Am BC 系统和全双工 Am BC 系统三类。
在这里插入图片描述

总结

 AmBC 技术的发展为解决频谱资源短缺和设备续航能力不足提供了可行性方案。利用AmBC 技术,被动式反射设备可以从周围环境的射频信号中吸收能量实现电路激活,通过切换天线阻抗改变反射信号的幅度和相位实现信息传输。相比于传统的主动式通信技术,AmBC 技术不需要高功耗的主动式射频模块和专用的射频激励、通信载波,进而能够提高通信能量效率,满足物联网设备低功耗、长续航的需求。

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