基于短距离环境反向散射的有效功率控制策略

作     者：郭金伟 杜渂 陈琪美 胡珍珍 

作者机构：中国信息通信科技集团有限公司 电信科学技术第一研究所有限公司 武汉大学电子信息学院 成都信息工程大学通信工程学院(微电子学院) 

出 版 物：《无线电通信技术》 (Radio Communications Technology)

年 卷 期：2024年

学科分类：080904[工学-电磁场与微波技术] 0810[工学-信息与通信工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 0804[工学-仪器科学与技术] 081001[工学-通信与信息系统] 

基　　金：国家自然科学基金(62101076) 上海市“科技创新行动计划”项目(22QB1400200) 

主　　题：低复杂度 功率控制 环境反向散射 距离 能量效率 中断概率 

摘      要：本研究提出了一种基于短距离环境反向散射传输的功率控制策略，该策略独特地绕过了传统功率控制策略的需求，即需估计所有通信用户的信道状态信息（CSI）。它的优势在于，它利用环境反向散射通信（Ambient Backscatter Communication， AmBC）的短距离传输特性，只需位于环境反向散射通信距离内的主用户需反馈CSI，从而显著降低了信道信息反馈的复杂度和资源消耗，同时保证了所有主用户免受次级用户的干扰。在此基础上，进一步整合了现有基于最近K个主用户的功率控制策略，提出功率控制策略切换模式，它能够根据通信环境的变化，选择合适的功率控制策略，灵活应对不同的通信需求。本研究成功推导出在Nakagami-m信道模型下，主用户和次用户的中断概率的准确闭式解，以及在高信噪比SNR条件下的渐进中断概率和能量效率（EE）。仿真结果证实，相比传统方法，本文提出的基于短距离环境反向散射传输的功率控制策略及其切换模式，在降低中断概率和提高能量效率方面表现出显著优势，体现了其在无线通信领域的创新性和实用价值。