COCOON: A Conductive Substrate-based Coupled Oscillator Network for Wireless Communication
COCOON: A Conductive Substrate-based Coupled Oscillator Network for Wireless Communication
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COCOON：用于无线通信的基于导电基板的耦合振荡器网络
DOI：
10.1145/3485730.3485940
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发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Rostami, Mohammad
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Chen, Xingda;Ganesan, Deepak;Gummeson, Jeremy;Rostami, Mohammad
导电壁纸和涂料等柔性导电基材的进步为优化智能家居和建筑中物联网节点的性能提供了新的机会。在本文中，我们探索了此类基板的非常规用途，用于拉动物联网设备和连接到基板的无线前端的振荡器频率。我们表明，通过使用这种技术，我们可以用精度较低、成本较低的陶瓷振荡器取代精密晶体振荡器，而不会影响其用于需要精确频率的任务（例如频率同步多静态反向散射和同步采样）的能力。我们提出了一种端到端设计，包括a）分析导电基板上的振荡器频率牵引可以工作的条件，b）一种无需显式通信即可检测振荡器之间频率锁定的新技术，以及c）一种可用于以最低功耗同步振荡器的自适应方法。然后，我们表明，可以组合这些元件来设计一种高性能多静态反向散射系统，该系统的性能与使用共享高精度时钟的系统一样好，但货币成本要低一个数量级。我们表明，我们的系统可以在非常低的功耗下扩展和运行，同时具有较低的复杂性，因为它不需要连接到基板的设备之间的显式交互。
Advances in flexible conductive substrates such as conductive wallpaper and paint present new opportunities for optimizing the performance of IoT nodes in smart homes and buildings. In this paper, we explore an unconventional use of such substrates for pulling frequencies of oscillators across IoT devices and wireless front-ends connected to the substrate. We show that by using this technique, we can replace precise crystal oscillators by lower precision and lower cost ceramic oscillators without compromising their ability to be used for tasks that require precise frequencies such as frequency-synchronized multi-static backscatter and synchronized sampling. We present an end-to-end design including a) analysis of conditions under which frequency pulling of oscillators across conductive substrates can work, b) a new technique to detect frequency locking across oscillators without requiring explicit communication, and c) an adaptive method that can be used to synchronize oscillators at minimum power consumption. We then show that these elements can be composed to design a high-performance multi-static backscatter system that performs as well as one that uses a shared high-precision clock but at an order of magnitude less monetary cost. We show that our system can scale and operate at very low power, while having low complexity since it requires no explicit interaction among devices attached to the substrate.
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DOI：
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发表时间：
2008
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影响因子：
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作者：
Yang Pan
通讯作者：
Yang Pan
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发表时间：
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期刊：
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Jasper de Winkel;C. D. Donne;K. Yıldırım;P. Pawełczak;Josiah D. Hester
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发表时间：
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A. Sibille
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Wessely M
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