高时效短包通信中的智能反射面部署：分布式还是集中式部署？

来源：电子与信息学报杂志2026年第1期北京时间：

作者：张洋译, 管新荣, 杨炜伟, 曹阔, 王萌, 蔡跃明

单位：1.国防科技大学第六十三研究所 南京 2100072.陆军工程大学通信工程学院 南京 2100073.国防科技大学电子科学学院 长沙 410073

摘要：智能反射面(IRS)的部署能够提升短包通信的传输可靠性，现有研究大多通过优化IRS的反射相位来增强短包通信的性能，而该文则重点研究如何在无线网络中优化IRS的部署策略，以实现更高的通信时效性。该文研究一种IRS辅助的短包通信系统，其中多个终端设备在IRS的协助下向接入节点(AP)传输短包。针对该系统，该文考虑了2种典型IRS部署方案：分布式IRS与集中式IRS。在分布式IRS中，每个设备附近都部署一个配备M个反射单元的IRS，而在集中式IRS中，相同数量和规模的IRS均部署于AP附近。为了比较分布式IRS和集中式IRS辅助短包通信的时效性能，该文采用平均信息年龄(AoI)作为系统的性能指标。然而，复合信道增益的概率分布具有高度复杂性，导致平均AoI的闭式表达式难以直接推导，为此该文采用矩匹配(MM)近似法来获得复合信道增益的近似分布，并在考虑导频开销的情况下，推导出两种部署方案的平均AoI表达式。仿真结果表明：当IRS反射单元数量较大或AP与设备距离较远时，分布式IRS系统展现出更优的AoI性能；而当传输功率较高或系统带宽充足时，集中式IRS系统具有更好的时效性表现。

关键词：智能反射面, 短包通信, 信息年龄

基金资助：国家自然科学基金(62171461, 62201584, 62171464)