本发明涉及反向散射通信，具体涉及一种基于单采样级调制的正交频分复用wifi反向散射方法。
背景技术：
1、反向散射系统利用环境信号作为载波，并在其上搭载标签数据进行传输。wifi（wireless fidelity）已广泛应用于人们的日常生活中，可以为反向散射通信提供了丰富的载波资源。从wifi 3开始，正交频分复用（orthogonal frequency divisionmultiplexing，ofdm）调制方案被引入wifi协议，并成为wifi协议的基础技术。因此，近年来基于ofdm wifi信号的反向散射系统成为研究的焦点。
2、传输能力是通信系统非常重要的指标，在过去十年中，研究人员致力于挖掘ofdmwifi反向散射系统的传输速率的潜能。早期的系统提供了数据包级别解决方案，通过测量信道状态信息（csi）的变化来判断标签的开关状态，每个数据包只能携带一位信息，此类系统的吞吐率仅为1 kbps左右。随后，科研人员将调制的粒度提升至了符号级别。freerider反向散射系统使用四个ofdm符号来调制一个标签位。rapidrider反向散射系统实现了使用单ofdm符号调制一个标签位。然而，它们都受限于符号级的单元，最大吞吐量仅约为250kbps，只能支持像音频传输这样的低数据率应用。近期，部分技术方案尝试打破符号单元的限制，进一步提升调制的精度来提升传输速率：subscatter-o反向散射系统利用8种不同的频移模式在一个ofdm符号内调制3个标签位，但是利用频移进行调制的系统和现有的商用设备并不兼容且实现复杂，在现实生活中难以部署使用，并且该系统的基础调制单元是多个子载波，依然存在冗余；tscatter反向散射系统采用相位调制，利用40位长的伪噪声序列(pseudo-noise sequence，pn)在一个ofdm符号内编码4个标签位，虽然系统性能在一定程度上有所提升，但采用的是多采样点调制，冗余仍然较高，这类系统的吞吐量最高也仅为1mbps，难以满足5g时代高速视频流的实时传输需求。
3、因此，现有的ofdm wifi反向散射系统都是不同程度的依赖于冗余编码，限制了系统的传输速率，需要通过进一步提升编码的粒度，来改善系统性能。近年来也有相关工作通过增加额外的限制来提升wifi反向散射系统的数据速率，例如backfi反向散射系统需要控制wifi载波的数据信息，这会影响系统正常的通信功能；subscatter-b反向散射系统要求外拨信号必须是基于补码键控（cck）调制的，只有802.11b信号采用这种调制方式，但该协议已经逐渐被淘汰，现在的wifi设备中已不再支持该协议。本发明选择使用现今主流的ofdm wifi信号作为载波，且无需控制载波的信息，不会对现有通信系统产生干扰。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本发明提供一种基于单采样级调制的正交频分复用wifi反向散射方法。
2、为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
3、一种基于单采样级调制的正交频分复用wifi反向散射方法，所采用的反向散射系统包括发送端、标签，以及具有第一接收端rx1和第二接收端rx2的信道均衡框架；发送端发出环境wifi信号并发送至第一接收端和标签，标签使用相位调制在接收到的信号上搭载标签数据，发出反向散射信号，并发送至第二接收端；第一接收端接收到的信号记为，第二接收端接收到的信号记为；正交频分复用wifi反向散射方法具体包括：
4、通过快速傅里叶变换分别将和从时域转换到频域，得到第一频域信号和第二频域信号；通过信道估计和均衡分别对和进行处理，去除额外的相位差，得到第一信道均衡信号和第二信道均衡信号；通过快速傅里叶逆变换分别将和从频域转换到时域，得到第一时域信号和第二时域信号；基于和解调标签数据，实现反向散射；
5、其中，环境wifi信号将数据流分为多个子载波进行传输；在使用快速傅里叶变换分别将和从时域转换到频域时，保留标签调制过的所有子载波，包括数据子载波、导频子载波和空子载波，以保留所有标签数据；在使用快速傅里叶逆变换分别将和从频域转换到时域时，使用数据子载波，以及快速傅里叶变换期间保留的导频子载波和空子载波而不使用标准wifi协议中设定的导频子载波和空子载波，以实现在时域与频域之间相互转换的过程中保留所有的标签数据。
6、进一步地，所述通过信道估计和均衡分别对和进行处理，去除额外的相位差，得到第一信道均衡信号和第二信道均衡信号，具体包括：
7、发送端至第一接收端的信道的信道状况记为第一信道状况，发送端至标签的信道的信道状况记为第二信道状况，标签至第二接收端的信道的信道状况记为第三信道状况；
8、令第一接收端rx1做回溯信道均衡，去除第一信道状况的影响，然后添加第二信道状况的影响，得到第一信道均衡信号：
9、；
10、为第二接收端rx2去除第三信道状况的影响：
11、；
12、表示对信号进行循环卷积，表示对信号进行乘积，为对信号进行逆循环卷积，表示标签调制。
13、与现有技术相比，本发明的有益技术效果是：
14、本发明针对现有的ofdm wifi反向散射系统中的调制冗余度高、数据传输速率低的问题，在分析反向散射系统特征的基础上提出了全新的信道均衡框架，成功去除了反向散射系统中三个独立信道引入的额外相位差，实现了单采样级的相位调制，从而有效地提升了系统的传输速率。
1.一种基于单采样级调制的正交频分复用wifi反向散射方法，其特征在于，所采用的反向散射系统包括发送端、标签，以及具有第一接收端rx1和第二接收端rx2的信道均衡框架；发送端发出环境wifi信号并发送至第一接收端和标签，标签使用相位调制在接收到的信号上搭载标签数据，发出反向散射信号，并发送至第二接收端；第一接收端接收到的信号记为，第二接收端接收到的信号记为；正交频分复用wifi反向散射方法具体包括：
2.根据权利要求1所述的基于单采样级调制的正交频分复用wifi反向散射方法，其特征在于，所述通过信道估计和均衡分别对和进行处理，去除额外的相位差，得到第一信道均衡信号和第二信道均衡信号，具体包括：
