面向动态 IoT 环境的可靠低功耗 BLE 通信闭环传输功率控制
系统与控制
2026-01-07 v1 系统与控制
摘要
可靠且高效的蓝牙低能耗 (BLE) 通信对于动态环境下的物联网 (IoT) 应用至关重要。然而，接收信号强度指示器 (RSSI) 和数据吞吐量在 BLE 中高度易受环境波动影响，从而降低通信性能。本文我们系统分析 RSSI、吞吐量、传输功率 (TXP) 以及周边设备系统功耗之间的相互依赖关系，并在多种真实场景下进行验证。我们观察到调整 TXP 可有效影响 RSSI 和吞吐量。我们提出一种基于比例-积分-微分 (PID) 控制器的鲁棒闭环 TXP 控制框架。我们研究了两种初始控制策略：一种基于 RSSI 的方法，另一种基于吞吐量的方法，前者具有快速响应优势但缺乏与数据吞吐量的直接关联，后者则提供更准确的有效吞吐量反馈，但响应速度较慢。为此，我们开发了一种混合 RSSI-吞吐量控制策略，结合 RSSI 反馈的快速响应和吞吐量测量的准确性。实验结果表明，所提出的混合方法即使在快速变化的环境条件下，也能维持数据吞吐量接近目标值且波动最小。
引用
@article{arxiv.2601.03003,
title = {Closed-Loop Transmission Power Control for Reliable and Low-Power BLE Communication in Dynamic IoT Settings},
author = {Ziyao Zhou and Hen-Wei Huang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.03003},
year = {2026}
}
备注
13 pages, 18 figures, published in IEEE Internet of Things Journal