内容简介：背向散射通信技术的一大愿景是为低功耗物联网提供远距离和高速率的可靠通信，本研究成果在已有众多工作的基础上向此目标更近了一步。具体地，提出了一种新颖的基于极化码的自适应编码方案，基于冻结比特误码率（Frozen Bit Error Rate，FBER）选择合适的码率以适应于不同的信道条件。为了保持标签低功耗和低成本特性，设计了低开销的冗余比特生成电路，分别利用虚拟信道容量分布特性和编码矩阵迭代计算方法降低了编码计算复杂度和编码电路存储开销。进一步，提出了一种能够在非理想信道估计下准确计算对数似然比（log-likelihood ratio，LLR），并通过多次传输的LLR合并进一步提升极化译码性能。原型实现和现场测试结果验证了所提方案能有效提高背向散射系统通信距离、吞吐率、误码率和包成功接收率等性能。一些重要结果介绍如下。
重要结果：最远通信距离和峰值速率
基线状态：世界先进水平的背向散射通信方案（如普林斯顿大学提出的PLoRa方案）在微瓦级功耗下最远传输距离不超过1.1km（如图1-1蓝线），峰值速率不超过150bps（如图1-2黑色柱形图）。
已实现状态：相比普林斯顿大学提出的PLoRa方案，扩展了1.8倍通信距离（如图1-1红线），提升了10倍吞吐率（如图1-2灰色柱形图）。
对应指标完成情况：已研制初版的被动式通信终端核心模块，成功完成了微瓦级功耗下2km传输距离的背向散射通信测试，测试期间峰值速率超过了1kbps。
图1-1 实际包成功接收率 vs. 通信距离
图1-2 实际吞吐量 vs. 通信距离
图例：所用LoRa节点采用SX1276 frontend和Nucleo-L152RE processing unit，实地测试时用增益为3 dBi的VERT 900全向天线，输出功率为20 dBm，工作频率为900 MHz（带宽可选125 kHz、250 kHz和500 kHz），SF因子为12。下图分别为实验设备与测试场景：