[发明专利]一种新型无线通信系统架构

说明书

本发明涉及无线通信技术领域，具体的说是一种新型无线通信系统架构。本发明的无线通信系统架构，包括具备主动发射无线信号能力的主动式发射机，与主动式发射机耦合的被动式反射设备，以及接收机；所述耦合方式为，主动式发射机发射通信信号和未经调制的载波，被动式反射设备接收主动式发射机的射频信号，通过改变其天线阻抗来反射出具有不同幅度与相位的发送信号，实现信息传递；所述接收机将同时解调主动式发射机和被动式反射设备发射的信号。本发明的有益效果为，反射设备运用被动式通信，实现了低功耗传输。同时，与传统主动式通信系统共享同一射频源、同一接收机和同一频谱，不需要额外分配频谱资源，也不需要额外部署专用射频源。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，具体的说是一种新型无线通信系统架构。

背景技术

物联网是新一代信息技术的重要组成部分，然而，物联网技术的发展有两大瓶颈，包括通信低功耗额约束及频谱约束。首先，物联网设备不便于频繁更换电池，因此对通信低功耗有极高的要求。其次，由于通信频谱资源极为稀缺，现存的频谱资源远远无法满足物联网广泛部署的需求。

现有的物联网通信技术包括NB-IoT、Bluetooth、ZigBee、LoRa、SigFox等技术，它们与传统蜂窝网络一样，采用的都是主动式有源通信发射机架构，其发射机包含数模转换、上变频、功放等有源射频器件。这种通信发射机架构因其过高的通信能耗，通常不能满足物联网设备的低功耗需求。近年来，被动式反射通信架构正在逐渐兴起，该通信系统的发送机采用的是无源反射通信，因此其通信能耗可以大大降低。典型的被动式反射通信包括RFID技术及环境反射通信。对于RFID，其发送机利用远端射频源传递过来的未经调制的载波，将其信息发送给接收机。而对于环境反射通信，其发送机利用环境中的已经过调制的载波，将其信息发送给接收机。

为实现“任何时间，任何地点”的物联网通信需要，需要大范围部署射频源，存在较高的基础建设投入成本。如何在满足物联网设备能量需求的同时，又能实现较高的频谱效率，同时能尽量利用现有的通信网络基础设施来减小额外开销，成为物联网通信技术需要首要解决的问题。

发明内容

本发明提出一种全新的能够克服上述问题且几乎不用更改现有通信基础设施的寄生型无线通信系统架构。

本发明采用的技术方案如下，

一种新型无线通信系统架构，包括具备主动发射无线信号能力的主动式发射机，与主动式发射机耦合的被动式反射设备，以及接收机；

所述耦合方式为，主动式发射机发射主动式发射机发射待传输信息和支持被动反射设备通信的信号，比如单频载波，被动式反射设备接收主动式发射机的射频信号，通过改变其天线阻抗来反射出具有不同幅度与相位的发送信号，实现信息传递；

所述接收机将同时解调主动式发射机和被动式反射设备发射的信号。

本发明总的技术方案，该架构将被动式反射设备寄生于现有的主动式通信系统，其基本构成包括采用主动式通信的主系统发射机和接收机，以及寄生于该系统的被动式反射设备。反射设备接收到来自于主系统的射频信号，通过改变其天线阻抗来反射出具有不同幅度与相位的发送信号，实现信息传递。为支持反射设备信息传输，主系统的发射机需要作一定改进。在上述方案中，提出了发射机在发送其原有的主动式通信信号之外，还将发射未经调制的载波支持寄生系统信号反射。

进一步的，所述主动式发射机发射的信号为主动式基带信号s(t)和单频载波，发射信号为：

其中，ρ为功率分配因子；

则被动式反射设备将接收到的主动式发射机发射的信号，作为其载波，通过反射通信方式加载被动式反射设备的基带信号c(t)，获得反射后的信号为：