随着5G以及物联网（Internet of Things,Io T）的飞速发展,海量无线设备被接入无线通信网络中,传统供电方式将无法满足未来通信需求,为能源短缺网络提供可持续能源供应已经迫在眉睫。因此,无线供电通信网络（Wireless Powered Communication Networks,WPCN）和反向散射通信（Backscatter Communication,BC）将成为未来Io T领域中关键的两种技术。其中,WPCN能够支持能量受限设备的远距离信息传输,但每次信息传输前都需要花费一定的时间获取能量。而BC是通过RF信号瞬时激发的形式反射信息,基本不需要时间获取能量,而且被动传输产生的能耗很低。但是BC的传输速率也较低,并且由于依赖入射信号的指示,其主动性较差。因此本文将BC和WPCN进行联合设计,构建无线供电反向散射通信网络（Wireless Powered Backscatter Communication Networks,WPBCN）,充分结合两者的优势,分析WPBCN系统中的资源优化分配问题,以达到均衡系统公平性和吞吐量优化的目的。综上所述,本文的主要研究工作和创新点如下:为了解决传统双跳WPCN“双远近效应”引起的不公平问题,以及弥补因考虑公平性损失掉的系统容量,本文将BC引入传统双跳WPCN中,提出一种新的双跳WPBCN网络。在该网络中,当一个中继从HAP收集能量时,另一个中继会将相应用户的部分数据反向散射到HAP,反之亦然;随后,两个中继再利用获取到的能量将剩余数据放大转发到HAP。本文以最大化共同吞吐量为目标,提出一种适用于双跳WPBCN网络的时间优化算法,分别计算该网络中继反向散射时间、获取能量时间以及信息转发时间的近似最优解。最后,仿真数据表明与单一模式相比,在公平性得到保障的情况下,本方案能够进一步提高系统吞吐量。虽然双跳WPBCN网络可以兼顾公平性和吞吐量优化,然而两个用户的系统设定限制了其在实际中的广泛应用。因此,本文进一步将两个用户的双跳WPBCN网络拓展到多用户普适情况,扩大WPBCN的应用范围。在该网络系统中,某一个无线设备进行反向散射时,其他无线设备可以同时获取能量,反向散射和信息传输以TDMA的方式被分配到两个不同的时隙,充分利用整个时间段反射或传输信息,有效提高了系统的时间利用率。为了均衡考虑吞吐量优化和公平性问题,本文提出最小吞吐量最大化准则,通过引入额外变量将原始非凸问题转换为凸优化问题,进而计算得到最优时间分配的闭式解。仿真结果表明,与结合BC和WPCN但不考虑公平性的方案以及考虑公平性但只有WPCN的方案比较,本文所提方法不仅能确保较好的用户公平性,同时可以实现较高的系统吞吐量。