近年来,随着“智慧城市”、“智慧农场”等物联网新型应用的快速发展与大规模商用,诸如Wi-Fi,FM调频信号等多种类型的无线信号背向散射通信,凭借其低功耗,低成本,以及广阔的应用前景等优势,迅速成为工业界与学术界的研究热点。而Wi-Fi设备的广泛部署也使得基于Wi-Fi的背向散射通信技术的研究有着不可替代的地位。Wi-Fi背向散射通信技术有很多其独有的优势,但其较短的通信距离与低信噪比成为限制其进一步发展的瓶颈。因此,如何扩展通信距离、提升信噪比率等也成为WiFi背向散射系统性能改善的主要方向。所以本文工作旨在提出一种基于Wi-Fi背向散射通信系统的无反馈机制的波束赋形系统Wi Beam,在不修改协议和硬件设备的前提下,通过波束赋形提升Wi-Fi背向散射系统中发送端与背向散射无源标签间的通信距离与信噪比。本文主要研究内容如下:1.Wi Beam根据背向散射无源标签的位置信息实现无反馈机制波束赋形,故对背向散射无源标签定位的准确性将直接影响无反馈机制波束赋形的性能,而定位背向散射无源标签首先要确定接收端的准确位置,如果接收端位于发送端的定位“死角”区域,则定位精度将大幅下降,针对该问题本文提出一种利用多个发送端提升“死角”区域定位精度的KMUSIC算法。首先,利用多重信号分类算法(MUSIC)估计得到多个发送端与接收端之间的波达角度(AOA),然后利用核密度估计统计方法学习AOA估计值的相位差分布,选取相域中置信度较高的样本进行归一化相角转换,得到所估计角度与其对应置信度,最后利用多发送端的估计结果与置信度确定接收端的准确位置,该方法将定位效果弱的“死角”区域定位精度提升了75%。2.仅根据背向散射无源标签的位置信息,发送端仍然无法获得对背向散射无源标签进行波束赋形所需要的权重矩阵,针对该问题本文实现并验证了一种基于802.11n信道建模的无反馈机制波束赋形方法,以实现发送端与背向散射无源标签间无反馈机制的波束赋形。首先将背向散射无源标签的准确位置参数通过802.11n无线信道建模,得到发送端与背向散射无源标签之间的下行链路权重矩阵,然后利用建模得到权重矩阵实现发送端对背向散射无源标签的波束赋形。整个过程在不修改协议与硬件设备的前提下,将Wi-Fi背向散射系统中发送端与背向散射无源标签间的通信链路的信噪比提升73.3%左右,通信距离提升约1倍。