[发明专利]一种基于背向散射天线阵列的无线通信方法和系统

权利要求书

1.一种基于背向散射天线阵列的无线通信方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)通过将多个背向散射电路标签分布在无线接收端周围，构造发送信号的多径传播特征；所述步骤(1)中所述背向散射电路标签按照以下方式分布在接收端周围：

每个标签与接收端的距离大于等于半波长；

所有标签不在同一直线上分布；各个标签按照不同的顺序依次工作；

(2)采集所述接收端接收的无线信号，并对所述无线信号进行检测和分割，得到多段背向散射信号；其中每段背向散射信号为所述发送信号经过相应的背向散射电路标签反射后的信号；

(3)分别对每段背向散射信号进行特征提取，并根据提取特征之间的相似性，构建所述背向散射信号的传播特征向量；

(4)采用训练好的分类器对所述传播特征向量进行分类，识别来自同一发送端的安全信号以及来自不同发送端的攻击信号。

2.根据权利要求1所述的一种基于背向散射天线阵列的无线通信方法，其特征在于，所述步骤(2)中对所述无线信号进行检测和分割，包括：

使用移动平均法对所述无线信号进行解码，得到背向散射信号部分的起点和终点η₁、η₂；

采用能量包络检测法对所述无线信号进行检测，得到所述无线信号能量包络的起点和终点η₃、η₄；

根据所述背向散射信号部分的起点和终点，以及所述无线信号能量包络的起点和终点获得更优的分割点η_s、η_e。

3.根据权利要求1所述的一种基于背向散射天线阵列的无线通信方法，其特征在于，所述步骤(3)中提取的特征包括：原始值、平滑值、平均值、方差、最大值和最小值；

采用距离搜索算法构建所述传播特征向量，具体包括：

将特征序列X和特征序列Y分割成不同片段；

计算特征序列片段X(i)映射到特征序列片段Y(j)的欧式距离w(i,j)；

找出使w(i,j)总和最小的特征序列映射路径；

根据每个片段计算获得的最小欧式距离值，构建出信号的传播特征向量。

4.根据权利要求1所述的一种基于背向散射天线阵列的无线通信方法，其特征在于，所述步骤(4)中所述分类器的训练方法为：

将所述传播特征向量输入到一类支持向量机模型中进行训练；

根据识别准确率，调节模型参数对分类边界进行优化。

5.一种采用权利要求1-4任一项所述方法的无线通信系统，包括：发送端、接收端、多径传播模块、检测分割模块、相似性比较模块和信号分类模块；

所述发送端与接收端通过无线方式建立连接；

所述多径传播模块，包括分布在接收端周围的多个背向散射电路标签，用于构建发送信号的多径传播特征；每个标签与接收端的距离大于等于半波长；

所有标签不在同一直线上分布；各个标签按照不同的顺序依次工作；

所述检测分割模块，用于采集接收信号，并对所述接收信号进行解码和分割，获得所述发送信号经过所述背向散射电路标签反射得到的背向散射信号的特征向量；

所述相似性比较模块，用于接收所述特征向量，并对所述特征向量进行相似性比较，获得所述背向散射信号的传播特征向量；

所述信号分类模块，用于接收所述传播特征向量，并对所述传播特征向量进行分类，识别来自同一发送端的安全信号以及来自不同发送端的攻击信号。