Over the past few years, researcher

Over the past few years, researchers have explored the
concept of Wi-Fi backscatter [25, 38] that creates an additional
narrowband data stream to ride on top of existing
Wi-Fi signals. While promising, existing designs either
achieve very low data rates (100s of bps) at close by distances
(2-4 feet) [25] or use custom full-duplex hardware
that cannot be used with any existingWi-Fi devices [38].
In this paper, we take a different approach — instead
of backscattering existing Wi-Fi signals to send an additional
data stream, we use backscatter communication
to directly generate Wi-Fi transmissions that can be decoded
on any of the billions of existing devices with a
Figure 1: Passive Wi-Fi architecture. The passive Wi-
Fi devices perform digital baseband operations like coding,
while the power-consuming RF functions are delegated
to a plugged-in device in the network.
Wi-Fi chipset. To this end, we introduce Passive Wi-Fi
that demonstrates for the first time that one can generate
802.11b transmissions using backscatter communication,
while consuming 4–5 orders of magnitude lower
power than existing Wi-Fi chipsets.
We observe that while CMOS technology scaling has
conventionally provided exponential benefits for the size
and power consumption of digital logic systems, analog
RF components, that are necessary for Wi-Fi communication,
have not seen a similar power scaling. As a result,
Wi-Fi transmissions on sensors and mobile devices still
consume hundreds of milliwatts of power [31–33]. To
get around this problem, passive Wi-Fi uses backscatter
to decouple the baseband Wi-Fi digital logic from the
power-consuming RF components, as shown in Fig. 1.
In our architecture, the passive Wi-Fi devices perform
digital baseband operations like coding and modulation,
while the power-consuming RF components such as frequency
synthesizers and power amplifiers are delegated
to a single plugged-in device in the network. This device
provides the RF functions for all the passive Wi-Fi
devices in the vicinity by transmitting a single-frequency
tone. The passive Wi-Fi devices create 802.11b transmissions
by reflecting or absorbing this tone using a digital
switch running at baseband. Since the passive Wi-Fi
1
devices have no analog components, they consumes less
silicon area and would be smaller and cheaper than existing
Wi-Fi chipsets. More importantly, their power consumption
would be orders of magnitude lower since they
only perform digital baseband operations. To realize this,
however, we need to address three main challenges.
(a) How can Wi-Fi receivers decode in the presence
of interference from the plugged-in device? The Wi-Fi
receiver receives the backscattered signal in the presence
of a strong interference from the tone transmitted
by the plugged-in device. Traditional backscatter systems
[34, 38] use a full-duplex radio to cancel this strong
interfering signal, which is not possible on existing Wi-
Fi devices. Our key observation is that Wi-Fi receivers
are required to work even in the presence of interference
in the adjacent band that is 35 dB stronger [12]. Further,
as Wi-Fi and Bluetooth radios are being integrated onto
a single chipset [6], Wi-Fi hardware is being designed
to work in the presence of out-of-band Bluetooth interference.
Thus, we set the plugged-in device to transmit
its tone at a frequency that lies outside the desired Wi-
Fi channel; this ensures that existing Wi-Fi chipsets can
suppress the resulting out-of-band interference.
(b) How can we create 802.11b transmissions using
backscatter? At a high level, we first shift the out-ofband
tone from the plugged-in device to lie at the center
of the desired Wi-Fi channel. We then use this shifted
tone to create 802.11b transmissions. Intuitively, multiplying
two sinusoidal signals can create a frequency
shift.1 Thus, by backscattering at a frequency Df , we
can shift the tone. To synthesizeWi-Fi transmissions, we
leverage that 802.11b uses DSSS and CCK encoding on
top of DBPSK and DQPSK modulation. The encoding
operation is digital in nature and hence is achieved using
digital logic. To create the phase changes required for
DBPSK and DQPSK, we approximate a digital square
wave as a sinusoid and modulate its phase by changing
the timing of the square wave (see §2.3). Thus, passive
Wi-Fi devices can fully operate in the digital domain at
baseband and yet synthesize 802.11b transmissions.
(c) How do passive Wi-Fi devices share the Wi-Fi network?
TraditionalWi-Fi shares the network using carrier
sense. However, this requires aWi-Fi receiver that is ON
before every transmission. Since Wi-Fi receivers require
power-consuming RF components such as ADCs and
frequency synthesizers, this would eliminate the power
savings from our design. Instead, we delegate the powerconsuming
task of carrier sense to the plugged-in device.
At a high level, the plugged-in device performs carri

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

กว่าปีผ่านมา นักวิจัยได้สำรวจการแนวคิดของ Wi Fi แสงกระจายกลับ [25, 38] ที่สร้างเพิ่มเติมกระแสสัญญาณข้อมูลจะขี่อยู่ด้านบนที่มีอยู่สัญญาณ Wi-Fi ในขณะที่แนวโน้ม ที่มีอยู่ ออกอย่างใดอย่างหนึ่งให้ข้อมูลต่ำมากราคาถูก (100s ของ bps) ในระยะทางใกล้ ๆ(2-4 ฟุต) [25] หรือใช้กำหนดเองเพล็กซ์ฮาร์ดแวร์ที่ไม่สามารถใช้กับอุปกรณ์ใด ๆ existingWi Fi [38]ในกระดาษนี้ เราใช้วิธีแตกต่าง — แทนของ backscattering ที่มีอยู่ Wi-fi สัญญาณการส่งเพิ่มเติมสตรีมข้อมูล เราใช้แสงกระจายกลับการสื่อสารโดยตรงเพื่อสร้างห้องส่งที่สามารถถอดของพันล้านของอุปกรณ์ที่มีอยู่กับรูปที่ 1: สถาปัตยกรรมแฝง Wi-Fi อิน-แฝงอุปกรณ์ดิจิตอล baseband ดำเนินการต่าง ๆ เช่นการเข้ารหัสในขณะที่การทำงานใช้พลังงาน RF ถูกมอบสิทธิ์การเชื่อมต่ออุปกรณ์ในเครือข่ายชิปเซ็ต Wi Fi ด้วยเหตุนี้ เราแนะนำแฝง Wi-Fiที่แสดงเป็นครั้งแรกที่หนึ่งสามารถสร้าง802.11 b ใช้แสงกระจายกลับการสื่อสาร การส่งในขณะที่ใช้ 4 – 5 อันดับของขนาดต่ำพลังงานมากกว่าชิปเซ็ตในห้องที่มีอยู่เราสังเกตว่า ในขณะที่เทคโนโลยี CMOS ปรับขนาดได้ตามอัตภาพให้ชี้แจงประโยชน์สำหรับขนาดและการใช้พลังงานของระบบลอจิกดิจิตอล อนาล็อกRF ส่วนประกอบ ที่จำเป็นสำหรับการสื่อสาร Wi-Fiได้เห็นพลังปรับคล้าย เป็นผลส่งสัญญาณ Wi Fi บนเซนเซอร์และอุปกรณ์ยังคงเคลื่อนกินหลายร้อย milliwatts พลังงาน [31 – 33] ถึงรับรอบนี้ปัญหา แฝง Wi Fi ใช้แสงกระจายกลับการ decouple ตรรกะดิจิทัล baseband Wi Fi จากการใช้พลังงาน RF ส่วนประกอบ ดังที่แสดงในรูปที่ 1ในสถาปัตยกรรมของเรา ทำอุปกรณ์ Wi-fi แฝงการดำเนินงาน digital baseband เช่นเข้ารหัสและแปลงสัญญาณในขณะที่การบริโภคพลังงาน RF ประกอบความถี่มอบซินธิไซเซอร์และแอมป์การเชื่อมต่อสายในเครื่องเดียวในเครือข่าย อุปกรณ์นี้มีฟังก์ชั่น RF สำหรับทั้งหมดแฝง Wi-fiอุปกรณ์ในบริเวณใกล้เคียงโดยการส่งความถี่เดียวเสียง อุปกรณ์ Wi-fi แฝงสร้าง 802.11 b ส่งโดยการสะท้อน หรือดูดซับเสียงนี้ใช้ดิจิตอลสวิตช์ทำงานที่ baseband ตั้งแต่พาส Wi Fi1อุปกรณ์ที่มีคอมโพเนนต์ไม่นะ พวกเขากินน้อยบริเวณซิลิโคนจะมีขนาดเล็กกว่า และถูกกว่าที่มีอยู่ชิปเซ็ต Wi Fi สำคัญ การใช้พลังงานจะสั่งของขนาดต่ำตั้งแต่พวกเขาดำเนินการดำเนินงาน digital baseband เท่า นั้น ตระหนักถึงนี้อย่างไรก็ตาม เราจำเป็นต้องรับมือกับความท้าทายหลักสาม(ก) วิธีรับ Wi Fi สามารถถอดรหัสในการปรากฏตัวรบกวนจากอุปกรณ์ที่เสียบเข้า Wi Fiตัวรับสัญญาณรับสัญญาณรูปในที่ที่มีการรบกวนที่แข็งแกร่งจากเสียงส่งโดยเสียบเข้าอุปกรณ์ ระบบแสงกระจายกลับแบบดั้งเดิม[34, 38] ใช้วิทยุเพล็กซ์เพื่อยกเลิกนี้แข็งแรงสัญญาณรบกวน ซึ่งเป็นไปไม่ได้ในอยู่อิน-อุปกรณ์ สังเกตที่สำคัญของเราเป็นห้องที่รับจำเป็นต้องทำงานแม้ในที่ที่มีสัญญาณรบกวนในวงติดกัน ที่เป็น 35 dB แข็ง [12] เพิ่มเติมเป็น Wi-fi และบลูทูธ วิทยุจะถูกรวมลงในชิปเซ็ตตัวเดียว [6], การออกแบบฮาร์ดแวร์ Wi-fiการทำงานในที่รบกวนเช็คของวงบลูทูธดังนั้น เราสามารถตั้งค่าอุปกรณ์เชื่อมต่อสายในการส่งของเสียงที่ความถี่ที่อยู่ภายนอกที่ต้องการอิน-ช่องสัญญาณไร้สาย ที่อยู่ห้องชิปเซ็ตสามารถแน่ใจระงับรบกวนเช็คของวงที่เป็นผลลัพธ์(ข) วิธีที่เราสามารถสร้าง 802.11 b ส่งใช้แสงกระจายกลับ ระดับสูง เราครั้งแรกเลื่อนออก-ofbandเสียงจากอุปกรณ์เสียบเข้าไปอยู่ที่ศูนย์ช่องสัญญาณ Wi-Fi ที่คุณต้องการ เราใช้แล้วนี้เลื่อนขึ้นโทนเสียงเพื่อสร้าง 802.11 b ส่ง สังหรณ์ใจ คูณสัญญาณซายน์ที่สองสามารถสร้างความถี่shift.1 ดังนั้น โดย backscattering ที่ความถี่ Df เราสามารถเปลี่ยนเสียง การส่ง synthesizeWi Fi เราเลเวอเรจที่ 802.11 b ใช้ DSSS และ CCK เข้ารหัสบนด้านบนของ DBPSK และ DQPSK ปรับ การเข้ารหัสการดำเนินการเป็นดิจิตอลในธรรมชาติ และดังนั้น สามารถทำได้โดยใช้ตรรกะดิจิทัล การสร้างการเปลี่ยนแปลงที่จำเป็นสำหรับDBPSK และ DQPSK เราประมาณสองดิจิตอลคลื่นเป็น sinusoid และปรับเฟส โดยการเปลี่ยนแปลงการกำหนดเวลาของตารางคลื่น (เห็น §2.3) ดังนั้น แฝงอุปกรณ์ Wi-fi สามารถทำงานในโดเมนที่ดิจิตอลอย่างเต็มbaseband และยัง สังเคราะห์ 802.11 b ส่ง(ค) วิธีอุปกรณ์ Wi-fi แฝงแบ่งปันเครือข่าย Wi-fiTraditionalWi-หาหุ้นโดยใช้ผู้ให้บริการเครือข่ายที่ความรู้สึก อย่างไรก็ตาม นี้ต้องรับสัญญาณ aWi-หาที่อยู่ก่อนส่งทุก เนื่องจากต้องใช้ตัวรับสัญญาณ Wi Fiใช้พลังงาน RF ประกอบ ADCs และความถี่ซินธิไซเซอร์ นี้จะลดอำนาจประหยัดจากการออกแบบของเรา แทน เรามอบหมายการ powerconsumingงานของผู้ขนส่งความรู้สึกไปยังอุปกรณ์เสียบเข้าระดับสูง อุปกรณ์เสียบเข้าทำงาน carri

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมานักวิจัยได้สำรวจ
แนวคิดของ Wi-Fi backscatter [25 38] ที่สร้างเพิ่มเติม
กระแสข้อมูล narrowband ที่จะนั่งอยู่ด้านบนของที่มีอยู่
สัญญาณ Wi-Fi ในขณะที่แนวโน้มการออกแบบที่มีอยู่ทั้ง
บรรลุอัตราการส่งข้อมูลที่ต่ำมาก (100s ของ bps) ที่ใกล้ชิดโดยระยะทาง
(2-4 ฟุต) [25] หรือใช้ฮาร์ดแวร์ที่กำหนดเองเต็มรูปแบบเพล็กซ์
ที่ไม่สามารถนำมาใช้กับอุปกรณ์ existingWi-Fi ใด ๆ [38]
ในบทความนี้เราจะใช้วิธีการที่แตกต่างกัน - แทน
ของ backscattering สัญญาณ Wi-Fi ที่มีอยู่เพื่อส่งเพิ่มเติม
กระแสข้อมูลเราจะใช้การสื่อสารแบบแสงสะท้อน
ในการสร้างโดยตรงส่งสัญญาณ Wi-Fi ที่สามารถถอดรหัส
ใด ๆ ของพันล้านของอุปกรณ์ที่มีอยู่ด้วย
รูปที่ 1: สถาปัตยกรรมแบบ Passive Wi-Fi แฝง Wi-
Fi กว่าการดำเนินการ baseband ดิจิตอลเช่นการเข้ารหัส
ในขณะที่กำลังฟังก์ชั่นที่ใช้คลื่นความถี่วิทยุจะได้รับการแต่งตั้ง
ไปยังอุปกรณ์ที่เสียบในในเครือข่าย.
ชิปเซ็ต Wi-Fi ด้วยเหตุนี้เราแนะนำแบบ Passive Wi-Fi
ที่แสดงให้เห็นเป็นครั้งแรกว่าสามารถสร้าง
การส่ง 802.11b ใช้การสื่อสารแบบแสงสะท้อน,
ขณะที่การบริโภค 4-5 คำสั่งของขนาดที่ต่ำกว่า
พลังงานกว่าชิปเซ็ต Wi-Fi ที่มีอยู่.
เราสังเกตว่าในขณะที่เทคโนโลยี CMOS ปรับขนาดได้
จัดให้มีอัตภาพประโยชน์ชี้แจงสำหรับขนาด
และการใช้พลังงานของระบบลอจิกดิจิตอลอนาล็อก
ส่วนประกอบ RF ที่มีความจำเป็นสำหรับการสื่อสาร Wi-Fi
ไม่เคยเห็นการปรับพลังงานที่เหมือนกัน เป็นผลให้
การส่งสัญญาณ Wi-Fi บนเซ็นเซอร์และอุปกรณ์มือถือยังคง
ใช้หลายร้อยมิลลิวัตต์ของพลังงาน [31-33] ที่จะ
ได้รับการแก้ไขปัญหานี้เรื่อย ๆ Wi-Fi ใช้แสงสะท้อน
จะแยก baseband Wi-Fi ตรรกะดิจิตอลจาก
อำนาจนานส่วนประกอบ RF ดังแสดงในรูปที่ 1.
ในสถาปัตยกรรมของเราเรื่อย ๆ อุปกรณ์ Wi-Fi ดำเนินการ
การดำเนินงาน baseband ดิจิตอลเช่นการเข้ารหัสและการปรับ
ในขณะที่กำลังนานส่วนประกอบ RF เช่นความถี่
สังเคราะห์และขยายอำนาจจะได้รับการแต่งตั้ง
ให้เป็นหนึ่งเดียวเสียบในอุปกรณ์ในเครือข่าย อุปกรณ์นี้
ยังมีฟังก์ชั่น RF สำหรับทุกเรื่อย ๆ Wi-Fi
อุปกรณ์ในบริเวณใกล้เคียงโดยการส่งความถี่เดียว
โทน แฝงอุปกรณ์ Wi-Fi 802.11b สร้างการส่งสัญญาณ
โดยการสะท้อนหรือดูดซับเสียงนี้โดยใช้ดิจิตอล
สวิทช์การทำงานที่ baseband ตั้งแต่เรื่อย ๆ Wi-Fi
1
อุปกรณ์ไม่มีส่วนประกอบแบบอนาล็อกที่พวกเขากินน้อย
พื้นที่ซิลิคอนและจะมีขนาดเล็กและราคาถูกกว่าที่มีอยู่ใน
ชิปเซ็ต Wi-Fi ที่สำคัญกว่าการใช้พลังงานของพวกเขา
จะเป็นคำสั่งของขนาดที่ลดลงเนื่องจากพวกเขา
เพียง แต่การดำเนินการ baseband ดิจิตอล ที่จะตระหนักถึงนี้
แต่เราต้องอยู่สามท้าทายหลัก.
(ก) วิธีการสามารถรับ Wi-Fi ถอดรหัสในการปรากฏตัว
ของการรบกวนจากอุปกรณ์เสียบในหรือไม่ Wi-Fi
รับได้รับสัญญาณที่สะท้อนกลับในการปรากฏตัว
ของการแทรกแซงที่แข็งแกร่งจากเสียงที่ส่ง
โดยอุปกรณ์เสียบใน ระบบแสงสะท้อนแบบดั้งเดิม
[34, 38] ใช้วิทยุแบบ full-duplex ยกเลิกคำสั่งนี้แข็งแกร่ง
สัญญาณรบกวนซึ่งเป็นไปไม่ได้ในที่มีอยู่ Wi-
Fi กว่า สังเกตที่สำคัญของเราคือการที่รับ Wi-Fi
จะต้องทำงานได้แม้ในที่มีการรบกวน
ในแถบที่อยู่ติดกันนั่นคือ 35 เดซิเบลที่แข็งแกร่ง [12] นอกจากนี้
เป็น Wi-Fi และบลูทู ธ วิทยุจะถูกบูรณาการบน
ชิปเซ็ตเดียว [6], อุปกรณ์ Wi-Fi จะถูกออกแบบมา
ให้ทำงานในการปรากฏตัวของออกจากวงของการรบกวนบลูทู ธ .
ดังนั้นเราจึงตั้งเสียบในอุปกรณ์ การส่งผ่าน
เสียงของมันที่ความถี่ที่ตั้งอยู่นอก Wi-ต้องการ
ช่อง Fi; นี้เพื่อให้แน่ใจว่ามีอยู่ชิปเซ็ต Wi-Fi สามารถ
ปราบปรามที่เกิดออกจากวงของการรบกวน.
(ข) วิธีที่เราสามารถสร้างการส่ง 802.11b ใช้
backscatter? อยู่ในระดับสูงครั้งแรกที่เราเปลี่ยนออก ofband
เสียงจากอุปกรณ์เสียบในจะนอนที่ศูนย์
ของช่อง Wi-Fi ที่ต้องการ จากนั้นเราจะใช้นี้เปลี่ยน
โทนสีเพื่อสร้างการส่ง 802.11b สังหรณ์ใจคูณ
สองสัญญาณไซน์สามารถสร้างความถี่
shift.1 ดังนั้นโดย backscattering ที่ความถี่ Df เรา
สามารถเปลี่ยนเสียง เพื่อส่งสัญญาณ synthesizeWi-Fi เรา
ใช้ประโยชน์จากที่ 802.11b ใช้ DSSS และ CCK การเข้ารหัสบน
ด้านบนของ DBPSK และ DQPSK เอฟเอ็ม การเข้ารหัส
การดำเนินงานที่เป็นดิจิตอลในธรรมชาติและด้วยเหตุนี้จะประสบความสำเร็จโดยใช้
ตรรกะดิจิตอล เพื่อสร้างการเปลี่ยนแปลงขั้นตอนที่จำเป็นสำหรับการ
DBPSK และ DQPSK เราใกล้เคียงกับตารางดิจิตอล
คลื่นเป็น sinusoid และปรับเฟสโดยการเปลี่ยน
ระยะเวลาของคลื่นสี่เหลี่ยม (ดู§2.3) ดังนั้นเรื่อย ๆ
อุปกรณ์ Wi-Fi สามารถใช้งานได้อย่างเต็มที่ในโดเมนดิจิตอล
เบสแบนด์และยังส่งสัญญาณสังเคราะห์ 802.11b.
(c) วิธีการทำอุปกรณ์ Wi-Fi เรื่อย ๆ ส่วนใหญ่มีเครือข่าย Wi-Fi?
TraditionalWi-Fi หุ้นเครือข่ายผู้ให้บริการโดยใช้
ความรู้สึก แต่นี้ต้องรับอาลี-Fi ที่มีอยู่ใน
ทุกครั้งก่อนการส่ง ตั้งแต่รับ Wi-Fi ต้องใช้
พลังงานมากส่วนประกอบ RF เช่น ADCs และ
สังเคราะห์ความถี่นี้จะขจัดอำนาจ
เงินฝากออมทรัพย์จากการออกแบบของเรา แต่เรามอบหมาย powerconsuming
งานจากความรู้สึกของผู้ให้บริการไปยังอุปกรณ์เสียบใน.
อยู่ในระดับสูงที่เสียบในอุปกรณ์ดำเนินการ Carri