[发明专利]一种基于极化码的背向散射通信方法、装置及系统

说明书

本发明公开了一种基于极化码的背向散射通信方法、装置及系统，包括：在码率探测阶段，背向散射标签对添加了循环冗余校验比特的待发送信息进行初始极化编码和背向散射调制后发生到阅读器；阅读器对接收到的信息进行解调和极化码译码，并将所得冻结比特误码率反馈给背向散射标签；在冗余补充阶段，背向散射标签根据所得冻结比特误码率重新选择码率，进行极化码编码后发送至阅读器；阅读器对接收到的信息进行解调后计算对数似然比，对合并所得的两阶段的对数似然比进行信息比特判决后，对判决结果进行循环冗余校验，若校验通过，判决结果即为所求，信息传输完成，从而能够在任意信道条件下，同时保障传输可靠性和码率最优，大大增长了通信距离。

技术领域

本发明属于无线通信领域，更具体地，涉及一种基于极化码的背向散射通信方法、装置及系统。

背景技术

最近几年，背向散射通信已经被广泛应用到低功耗的物联网场景中。不同于传统的通信技术，无源背向散射不需要高功耗的射频器件(如混频器、放大器等)，通过反射环境中的无线信号携带自身的数据，因此大幅度的降低了功率消耗以及硬件成本，并可以被制作成微小的体积，基于以上优势，无源背向散射已经成为了最具竞争力的物联网(Internetof things，IoT)解决方案之一。

现有的背向散射通信方法通过调节天线阻抗控制电磁的反射与吸收，从而实现对数据的调制，由于缺少功率放大器，无源背向散射通信的信号被反射后会经历极高的衰减，从而降低了数据传输的可靠性，通信距离较短，一般在几十米，无法满足如智慧城市、精准农业等广域物联网通信的需求。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于极化码的背向散射通信方法、装置及系统，其目的在于解决现有技术由于背向散射信号传输衰减大而导致的通信距离较短的技术问题。

为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种基于极化码的背向散射通信方法，包括以下步骤：

(1)在码率探测阶段：

背向散射标签：

对待发送的信息添加循环冗余校验比特；

基于待发送信息的初始编码码率，分别提取待发送信息中信息比特和冻结比特所对应的极化码生成矩阵中子矩阵，并基于所得子矩阵，逐一对添加循环冗余校验比特后的信息进行极化码编码；

对所得极化码进行背向散射调制形成发送信号后，发送给阅读器；

阅读器：

对接收到的信号进行解调得到接收比特；

计算接收比特的对数似然比，并基于该对数似然比对该接收比特进行极化码译码；

统计极化码译码后比特数据中的冻结比特个数和标记错误的比特个数，得到极化码的冻结比特误码率，并将该冻结比特误码率反馈给背向散射标签。

(2)在冗余补充阶段

背向散射标签：

根据接收到的冻结比特的误码率，选择相应的编码码率；

基于该编码码率，分别提取待发送信息中信息比特和冻结比特所对应的极化码生成矩阵中子矩阵，并基于所得子矩阵，逐一对添加极化码冗余比特后的信息进行极化码编码；

对所得极化码进行背向散射调制，并发送给阅读器；

阅读器：

对接收到的信号进行解调得到接收比特；

计算接收比特的对数似然比，合并当前所得对数似然比与码率探测阶段所得的对数似然比，进行信息比特判决得到极化码译码信息；