基于高效节能寻呼机制的占空比式LTE反向散射
摘要
得益于 LTE 基站提供的持续且广泛的信号覆盖，LTE 反向散射技术相比传统的 ISM 频段反向散射，展现了更高的效率和可靠性。然而，ISM 频段通过间歇性信号实现低占空比的反向散射与接收机的同步，这种机制在 LTE 中并不可行，因为 LTE 采用的是连续信号传输模式。因此，LTE 反向散射系统的唤醒-休眠模式与接收机不同步，导致 UE 无法接收到反向散射的数据，进而引发能量浪费和传输无效的问题。
为解决这一问题，本研究基于 SyncLTE 架构，提出采用标准 LTE 寻呼机制作为唤醒策略，以高效唤醒接收机，并确保其与标签之间的休眠-唤醒调度精准同步。基于 LTE 消息规范，本研究标签引入了一种新的低功耗状态机，能够适应 UE 在不同工作阶段的需求。本研究通过 FPGA、SDR 技术实现了 PScatter 原型，并结合 eNodeB 和 UE 原型进行了大量实验验证。实验结果表明，PScatter 在支持寻呼机制方面与现有的 LTE 设备表现相似，且在能源效率和传输效果上显著优于传统的 LTE 反向散射技术。具体而言，PScatter 在寻呼解码过程中的功耗是主动式 LTE 收发机的 1/21；在端到端能效方面，PScatter 较 LScatter+ 提高了6.7 倍；此外，PScatter 的有效传输率可达到 100%。
作者
丰芸芸，刘鑫，赵佳，丁元，王公仆，龚伟
期刊\会议
INFOCOM 2025 (CCF A) [Link]
关键词
LTE；反向散射通信；物联网
