环境调频反向散射的四电平脉冲幅度调制技术及其在频谱高效低功耗应用中的研究

摘要： 环境反向散射技术利用环境中现成的射频信号（如广播、电视或移动通信信号）实现高效数据传输，从而显著提升能效与成本效益。本文提出一种新型无线标签，首次采用4脉冲幅度调制技术对环境反向散射的调频信号进行调制，以向附近低成本软件定义无线电读取器发送数据。该标签基于射频前端电路，由超低功耗微控制器控制的单晶体管构成。微控制器包含用于传感的模数转换器和用于射频前端控制的数模转换器。我们在室内环境中展示了概念验证原型，其比特率为345比特/秒，功耗为27微瓦。该系统使用34.5公里外的真实调频电台运行，标签与读取器间距测试为1米。该调制器在345比特/秒速率下每比特能耗为78.2纳焦，在10.2千比特/秒速率下为27.7纳焦。