【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及通信，尤其涉及一種基于saas的集成傳感和反向散射通信方法。
技術介紹
1、反向散射通信技術是“綠色”物聯網和6g網絡設計的關鍵技術之一，能夠實現低功耗、低成本、易部署的“綠色”通信。為了更好地利用反散射技術，集成傳感和通信(integrated?sensing?and?communication,isac)隨之興起，通信系統和傳感系統使用同一高效頻譜和硬件資源，提高成本效益并增強通信和傳感。然而，傳統的合成孔徑雷達(synthetic?aperture?radar,?sar)成像系統由于依賴相控陣、機械和電掃描機構，往往存在成像速度慢、復雜性大等問題。通過采用頻率分集方案，實現快速空間數據采集，從而消除了對機械運動或有源開關組件的需求，為傳統成像提供了一種有前景的電子替代方案。
2、諸如變頻孔徑天線、超材料天線和高掃描速率漏波天線已經被用來創建快速、低成本和低剖面的微波成像系統，具有良好的分辨率和覆蓋范圍，能夠在幾秒鐘內實現高質量的成像。這些技術在為具有時不變反射率的雜波散射體提供高保真成像和精確定位重建方面顯示出巨大的潛力。然而，上述的微波成像系統尚未實現集成通信，且在反向散射通信中，有些僅可以檢測到雜波散射體，而有些僅可以檢測到標簽。
技術實現思路
1、本專利技術提供了一種基于saas的集成傳感和反向散射通信方法，用于解決現有微波成像系統尚未實現集成通信，且在反向散射通信中，難以準確地識別標簽和雜波散射體的技術問題。
2、本專利技術提供了
3、通過所述發射saas向所述標簽發送導頻信號，在不同頻率下調制所述標簽的負載阻抗使得標簽生成不同調制狀態下的導頻信號，并反向散射不同調制狀態下的導頻信號至所述接收saas；
4、由所述接收saas接收不同調制狀態下的導頻信號，得到相應的接收電壓，通過不同的接收電壓分別計算得到與雜波散射體和標簽的結構模式相關聯的組合電壓分量以及與標簽的天線模式相關聯的天線電壓分量；
5、測量傳感區域的所有像素點在不同頻率下的te場測量結果，得到測量矩陣；
6、基于所述測量矩陣及所有頻率下的組合電壓分量和天線電壓分量，分別估算出第一反射系數向量和第二反射系數向量；
7、采用所述第一反射系數向量感測雜波散射體和標簽，采用所述第二反射系數向量從雜波散射體中識別標簽。
8、更為具體的是，所述通過所述發射saas向所述標簽發送導頻信號，調制所述標簽的負載阻抗使得標簽生成不同調制狀態下的導頻信號，并反向散射不同調制狀態下的導頻信號至所述接收saas的步驟，包括：
9、通過所述發射saas向所述標簽發送導頻信號；
10、在bpsk調制方式下，分別調制在不同頻率下標簽的負載阻抗使得標簽生成處于開路狀態的導頻信號和處于短路狀態的導頻信號；
11、通過標簽將處于開路狀態的導頻信號和處于短路狀態的導頻信號反向散射至所述接收saas。
12、更為具體的是，所述傳感區域包括一個標簽和一個雜波散射體；所述由所述接收saas接收不同調制狀態下的導頻信號，得到相應的接收電壓，通過不同的接收電壓分別計算得到與雜波散射體和標簽的結構模式相關聯的組合電壓分量以及與標簽的天線模式相關聯的天線電壓分量的步驟，包括：
13、由所述接收saas接收不同調制狀態下的導頻信號，得到對應開路狀態的導頻信號的接收電壓以及對應短路狀態的導頻信號的接收電壓；
14、計算對應開路狀態的導頻信號的接收電壓與對應短路狀態的導頻信號的接收電壓的和值的平均值，得到與雜波散射體和標簽的結構模式相關聯的組合電壓分量；
15、計算對應開路狀態的導頻信號的接收電壓與對應短路狀態的導頻信號的接收電壓的差值的平均值，得到與標簽的天線模式相關聯的天線電壓分量。
16、更為具體的是，所述基于所述測量矩陣及所有頻率下的組合電壓分量和天線電壓分量，分別估算出第一反射系數向量和第二反射系數向量；
17、基于所有頻率下的組合電壓分量和天線電壓分量，分別構建組合電壓分量向量和天線電壓向量；
18、建立所述測量矩陣與組合電壓分量向量之間的線性關系，采用壓縮感知和兩步迭代收縮算法估算出第一反射系數向量；
19、建立所述測量矩陣與天線電壓分量之間的線性關系，采用壓縮感知和兩步迭代收縮算法估算出第二反射系數向量。
20、更為具體的是，所述接收電壓表示如下：
21、
22、式中：表示在頻率下的接收電壓，表示在頻率下與雜波散射體和標簽的結構模式相關聯的組合電壓分量；表示與標簽的負載阻抗相關聯的反射系數，γ=1表示標簽處于開路狀態，γ=-1表示標簽處于短路狀態；表示在頻率下與標簽的天線模式相關聯的天線電壓分量；
23、那么，在bpsk調制方式下，與雜波散射體和標簽的結構模式相關聯的組合電壓分量表示為：
24、
25、式中：表示在頻率下對應開路狀態的導頻信號的接收電壓，表示在頻率下對應短路狀態的導頻信號的接收電壓；
26、其中，與標簽的天線模式相關聯的天線電壓分量表示為：
27、。
28、更為具體的是，
29、建立所述測量矩陣與組合電壓分量向量之間的線性關系的過程表示如下：
30、
31、式中：表示組合電壓分量向量，其中；表示測量矩陣；表示第一反射系數向量，其中；
32、采用壓縮感知和兩步迭代收縮算法估算出第一反射系數向量的過程表示如下：
33、
34、式中：||·||1為l1范數；
35、建立所述測量矩陣與天線電壓分量之間的線性關系的過程表示如下：
36、
37、式中：表示天線電壓向量，其中；表示第二反射系數向量，其中；
38、采用壓縮感知和兩步迭代收縮算法估算出第二反射系數向量的過程表示如下：
39、。
40、更為具體的是，所述發射saas和所述接收saas均采用單平面耦合波導腔設計，且安裝在0.508?mm?rogers?rt?5880襯底上。
41、更為具體的是，所述發射saas和所述接收saas的尺寸大小均為186×165mm；所述發射saas和所述接收saas在x軸上的間隔距離為40mm。
42、本專利技術還提供了一種計算機設備，包括存儲器及處理器，所述存儲器中儲存有計算機程序，所述計算機程序被所述處理器執行時，使得所述處理器執行如上任一所述的基于saas的集成傳感和反向散射通信方法的步驟。
43、本專利技術還提供了一種計算機可讀存儲介本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于SAAs的集成傳感和反向散射通信方法，其特征在于，應用于基于SAAs的集成傳感和反向散射通信系統，所述系統包括發射SAAs、接收SAAs和傳感區域，所述傳感區域包括標簽和雜波散射體，其中傳感區域離散成N個像素點，系統的工作帶寬分為個頻率；所述方法包括：
2.根據權利要求1所述的基于SAAs的集成傳感和反向散射通信方法，其特征在于，所述通過所述發射SAAs向所述標簽發送導頻信號，調制所述標簽的負載阻抗使得標簽生成不同調制狀態下的導頻信號，并反向散射不同調制狀態下的導頻信號至所述接收SAAs的步驟，包括：
3.根據權利要求2所述的基于SAAs的集成傳感和反向散射通信方法，其特征在于，所述傳感區域包括一個標簽和一個雜波散射體；所述由所述接收SAAs接收不同調制狀態下的導頻信號，得到相應的接收電壓，通過不同的接收電壓分別計算得到與雜波散射體和標簽的結構模式相關聯的組合電壓分量以及與標簽的天線模式相關聯的天線電壓分量的步驟，包括：
4.根據權利要求1所述的基于SAAs的集成傳感和反向散射通信方法，其特征在于，所述基于所述測量矩陣及所有頻率下的
5.根據權利要求3所述的基于SAAs的集成傳感和反向散射通信方法，其特征在于，
6.根據權利要求4所述的基于SAAs的集成傳感和反向散射通信方法，其特征在于，
7.根據權利要求1所述的基于SAAs的集成傳感和反向散射通信方法，其特征在于，所述發射SAAs和所述接收SAAs均采用單平面耦合波導腔設計，且安裝在0.508?mm?Rogers?RT5880襯底上。
8.根據權利要求1所述的基于SAAs的集成傳感和反向散射通信方法，其特征在于，所述發射SAAs和所述接收SAAs的尺寸大小均為186×165mm；所述發射SAAs和所述接收SAAs在x軸上的間隔距離為40mm。
9.一種計算機設備，其特征在于，包括存儲器及處理器，所述存儲器中儲存有計算機程序，所述計算機程序被所述處理器執行時，使得所述處理器執行如權利要求1-8任一項所述的基于SAAs的集成傳感和反向散射通信方法的步驟。
10.一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，其特征在于，所述計算機程序被處理器執行時實現如權利要求1-8任一項所述的基于SAAs的集成傳感和反向散射通信方法的步驟。
...【技術特征摘要】
1.一種基于saas的集成傳感和反向散射通信方法，其特征在于，應用于基于saas的集成傳感和反向散射通信系統，所述系統包括發射saas、接收saas和傳感區域，所述傳感區域包括標簽和雜波散射體，其中傳感區域離散成n個像素點，系統的工作帶寬分為個頻率；所述方法包括：
2.根據權利要求1所述的基于saas的集成傳感和反向散射通信方法，其特征在于，所述通過所述發射saas向所述標簽發送導頻信號，調制所述標簽的負載阻抗使得標簽生成不同調制狀態下的導頻信號，并反向散射不同調制狀態下的導頻信號至所述接收saas的步驟，包括：
3.根據權利要求2所述的基于saas的集成傳感和反向散射通信方法，其特征在于，所述傳感區域包括一個標簽和一個雜波散射體；所述由所述接收saas接收不同調制狀態下的導頻信號，得到相應的接收電壓，通過不同的接收電壓分別計算得到與雜波散射體和標簽的結構模式相關聯的組合電壓分量以及與標簽的天線模式相關聯的天線電壓分量的步驟，包括：
4.根據權利要求1所述的基于saas的集成傳感和反向散射通信方法，其特征在于，所述基于所述測量矩陣及所有頻率下的組合電壓分量和天線電壓分量，分別估算出第一反射系數向量和...
【專利技術屬性】
技術研發人員：馬定妃，楊敏，湛佳，周宏鑫，方毅，
申請(專利權)人：廣東工業大學，
類型：發明
國別省市：
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