The rise of Internet of Things (IoT) devices and advancements in the beyond 5G and 6G networks field have imposed the need for innovative low-power communication methods. Backscattering communication offers a promising solution for energy-efficient operation of Zero-Energy Devices (ZEDs). By reflecting incident signals instead of generating their own carrier, these devices communicate with minimal energy consumption, making them suitable for widespread deployment. A major challenge in backscattering is managing self-interference, where the external carrier signal interferes with the backscattered signal at the receiver, especially in monostatic setups. Harmonic backscattering is proposed to address this issue by shifting the backscattered signal to a harmonic frequency, isolating it from the carrier, thereby eliminating self-interference. However, its modeling and effectiveness compared to traditional backscattering have not been thoroughly investigated. This thesis develops a mathematical model for harmonic backscattering and evaluates its performance in terms of Bit Error Ratio (BER) vs Signal- to-Noise Ratio (SNR), comparing it with regular backscattering in both monostatic and bistatic setups. The study employs theoretical modeling and simulations to assess various scenarios of interference and noise conditions. The results indicate that harmonic backscattering outperforms regular backscattering, especially in high-interference environments, by improving the BER performance for a given SNR value. The findings of the thesis are of great significance for enhancing backscat- ter communication systems in IoT. By mitigating self-interference, harmonic backscattering enables more reliable ZED communication, supporting future innovations and advancements in IoT technology, while contributing to sustainable development by reducing the power consumption of IoT devices.

Ökningen av IoT-enheter och framsteg inom området har skapat ett behov av innovativa lågströmskommunikationsmetoder. Bakåtspridningskommu- nikation erbjuder en lovande lösning för energieffektiv drift av ZED- enheter. Genom att reflektera befintliga signaler istället för att generera nya, kommunicerar dessa enheter med minimal energiförbrukning, vilket gör dem lämpliga för omfattande användning. En stor utmaning inom bakåtspridnings- kommunikation är att hantera självintrång, där den reflekterade signalen kan störa den ursprungliga bärarsignalen, särskilt i monostatiska uppsättningar. Harmonisk bakåtspridning föreslås som en lösning på detta problem genom att flytta den reflekterade signalen till en harmonisk frekvens, vilket isolerar den från bäraren och därmed eliminerar självintrång. Dock har dess modellering och effektivitet jämfört med traditionell bakåtspridning inte undersökts grundligt. Denna avhandling utvecklar en matematisk modell för harmonisk bakåtspridning och utvärderar dess prestanda i termer av BER mot SNR, och jämför den med vanlig bakåtspridning i både monostatiska och bistatiska uppsättningar. Studien använder teoretisk modellering och simuleringar för att bedöma olika scenarier av störningar och brusförhållanden. Resultaten visar att harmonisk bakåtspridning överträffar vanlig bakåtspridning, särskilt i miljöer med hög störning, genom att erbjuda en renare signal med lägre BER. Avhandlingens resultat är av stor betydelse för att förbättra bakåtsprid- ningskommunikationssystem inom IoT. Genom att minska självinterferens möjliggör harmonisk backscattering mer tillförlitlig ZED-kommunikation, vilket stödjer framtida innovationer och framsteg inom IoT-teknologi, samtidigt som det bidrar till hållbar utveckling genom att minska energiför- brukningen hos IoT-enheter.