Outage Probability of Energy Harvesting Relay-aided Cooperative Networks Over Rayleigh Fading Channel
能量收集技术具有部署灵活性和降低维护费用的优点，是协作网络中中继节点能量供应的一种潜在方式。与传统的功率源不同，这种情况下的中继节点可能会以一定的概率耗尽能量，这会降低中继辅助协作传输的效益。本文研究了慢衰落信道中能量收集中继节点辅助下的协作网络的中断行为，并尝试推导出该协作协议的中断概率的封闭表达式。通过与传统的直接传输协议的比较，得出了两个结论：1）除了能量耗尽概率为零的极端情况外，分集增益不会增加; 2）在最小化中断概率的前提下，可以获得一个用于提高系统性能的乘法增益。
2014-09-01 cs.IT math.IT
Energy Harvesting Two-Hop Communication Networks
能量收集多跳网络允许低成本、有限范围的无线设备的永久操作。与电池供电的网络相比，能量和数据因果关系约束与半双工中继操作的耦合使得操作此类网络具有挑战性。研究了具有解码转发半双工中继的能量收集两跳网络的吞吐量最大化问题。对于具有两个并行中继的系统，考虑以下四种传输模式的各种组合：来自源的广播、来自中继的多路访问以及连续中继阶段I和II。在能量到达的非因果知识和中继数据缓冲区有限的假设下，研究了一个和两个并行中继的最优传输策略。该问题是制定使用凸优化框架，它允许有效的数值解，并有助于确定最优策略的重要属性。数值结果提供吞吐量比较，并调查多个中继，中继数据缓冲区的大小，传输模式，和能量收集的吞吐量的影响。
2015-07-11 cs.IT math.IT
RF Energy Harvesting Enabled Power Sharing in Relay Networks
通过同时传输能量和信息，射频（RF）能量收集（EH）降低了无线网络的能耗。它还为无线设备提供了一种新的方法来共享彼此的能量存储，而不依赖于电网或流量卸载。在本文中，我们研究了RF能量收集使解码转发（DF）中继增强的协作无线系统中的功率平衡。针对源节点和中继节点都可以从彼此发送的射频信号中获取功率的情况，提出了一种最优功率分配策略。为了在满足RF源施加的能量约束的同时最大化总吞吐量，用公式表示并求解优化问题。基于不同的收获效率和信道条件，推导了最优联合源和中继功率分配的封闭形式解。
2014-09-29 cs.IT math.IT
RF-based Energy Harvesting in Decode-and-Forward Relaying Systems: Ergodic and Outage Capacities
射频能量收集是延长无线网络寿命、使通信设备脱离电池和电源线、有利于节能和降低无线通信碳足迹的有效途径。本文提出了一种用于协作中继系统的干扰辅助能量收集方案，能量受限的中继站从接收到的信息信号和同信道干扰信号中收集能量，然后利用收集到的能量将正确解码的信号转发到目的站。分别采用时间切换方案（TS）和功率分割方案（PS），在时间切换方案（TS）中，接收机在解码信息和收集能量之间切换，在功率分割方案（PS）中，接收功率的一部分用于能量收集，剩余功率用于信息处理。将所提出的能量收集方法应用于具有三端模型的解码转发中继系统，推导了系统的遍历容量和中断容量的解析表达式，并确定了相应的可达吞吐量。比较结果表明，PS优于TS在高信噪比（SNR）的吞吐量，而在低信噪比，TS优于PS。此外，考虑在中继站处具有相等聚合干扰功率的不同干扰功率分布，相应的系统容量关系，即，获得容量的排序。
2018-02-11 cs.IT math.IT
Performance Analysis of Energy Harvesting Underlay Cooperative Cognitive Radio Relay Networks with Randomly Located Nodes
研究了主用户泊松场存在时能量收集协作认知无线电网络（CRN）的成功数据通信概率.我们考虑的情况下，收获能量后，从主发射机（PT），次发射机（ST）将发送其符号向次要目的地（SD）通过一个合适的辅助中继从一组随机分散的空闲节点在一个圆形区域内。我们已经考虑了几个中继选择标准，在我们的工作中，一个更好的中继节点选择。我们还分析了二次发射机的性能成功的符号传输的概率。通过详细的分析，研究了ST的性能与PU的密度、PT的发射功率和ST所需的发射功率等网络实体之间的关系。在本工作中，已经探索了能量收集的益处和来自PT的干扰之间的非平凡的权衡。数值结果验证了推导出的解析表达式的精度。
2019-03-04 cs.IT math.IT
Optimal Cooperative Power Allocation for Energy Harvesting Enabled Relay Networks
针对解码转发中继增强协作无线系统，提出了一种新的功率分配方案。虽然源节点和中继节点都可能具有有限的传统布朗电源或固定的绿色能量存储，但混合源节点也可以从周围的射频（RF）信号汲取功率。特别是，我们假设一个确定性的RF能量收集（EH）模型，在该模型下，由中继器传输的信号作为源节点的可再生能源。对于源节点和中继节点之间的转发信号的给定传输功率和信道条件，所收获的能量的量是已知的。为了在满足由非可持续能源和可再生能源施加的约束的同时最大化总吞吐量，制定并求解优化问题。基于不同的收获效率和信道条件，推导出了源和中继功率联合优化分配的封闭解。它表明，而不是要求高的上网电源或高绿色能源的可用性，系统可以实现兼容或更高的吞吐量，通过利用收获的能量。
2014-07-07 cs.IT math.IT
System Outage Performance for Three-Step Two-Way Energy Harvesting DF Relaying
无线能量收集是一种有效延长无线传感器网络中能量受限中继节点生存时间的技术。它在三步双向解码转发（DF）中继网络中的应用和相关性能研究引起了人们的高度兴趣，但仍然缺乏足够的研究。在本文中，我们提出了一个动态功率分裂（PS）计划，以最小化系统中断概率在三步双向能量收集DF中继网络，并推导出一个解析表达式的系统中断概率相对于最佳动态PS比。为了进一步提高系统中断性能，我们提出了一种改进的动态方案，PS比和功率分配比在中继动态调整根据瞬时信道增益。最后，对改进后的动态方案进行了相应的系统性能分析.仿真结果表明，我们提出的方案优于现有的方案的系统中断性能，改进的动态方案优于动态PS方案。
2019-02-28 cs.IT math.IT
Joint Transceiver and Power Splitter Design Over Two-Way Relaying Channel with Lattice Codes and Energy Harvesting
这封信认为，计算和转发的双向中继信道，同时无线信息和功率传输。具体而言，两个单天线用户交换信息，通过多天线中继站的基础上嵌套格码。同时，无线能量从中继流向用户，用于电路消耗和上行链路传输。在此基础上，提出了一个在保证每个用户最小传输速率的前提下，最小化中继站发射功率的优化问题。针对这一问题，提出了一种基于半定松弛和半定规划的联合优化发射机、接收机和功率分配器的迭代算法。中继传输功率的数值结果验证了我们的分析。
2016-10-31 cs.IT math.IT
Simultaneous Information and Energy Flow for IoT Relay Systems with Crowd Harvesting
由于物联网（IoT）的日益普及，预计无线设备的数量将在未来几年内迅速增长。为了提高小型设备之间信息传输的能源效率，我们回顾了同时无线能量和信息传输的最新研究，特别是对于基于中继的物联网系统。特别是，我们分析了同时从源节点的信息和能量传输，时间切换和功率分配操作模式的设计，以及相关的优化算法。我们还调查了潜在的人群能量收集属于多个无线电网络的传输节点。源和群能量收集的组合可以大大减少电池功率的使用，并增加中继的可用性和可靠性。我们提供了深入了解人群能量收集可靠性的基础上，使用真实的城市数据的案例研究的基本限制。此外，我们还研究了在人群收获中传输的优化，特别是在保证服务质量（QoS）的同时使用节点协作。
2016-09-02 cs.IT math.IT
Energy Harvesting Cooperative Networks: Is the Max-Min Criterion Still Diversity-Optimal?
研究了一个具有M个源-目的节点和一个中继节点的能量收集协作网络，其中中继节点只调度m个用户对进行传输.对于m = 1的特殊情况，所解决的调度问题等价于具有一个SD对和M个中继的场景的中继选择。在传统的协作网络中，最大最小选择准则被认为是一种分集最优的中继选择和用户调度策略。本文的主要贡献是表明，使用的最大-最小准则将导致损失的多样性增益的能量收集合作网络。特别是当只有一个用户被调度时，分析结果表明，通过最大最小准则实现的分集增益仅为（M+1）/2，远小于最大分集增益M。最大最小准则遭受这种多样性损失，因为它没有反映这样一个事实，即在能量收集网络中，源中继信道比中继目的地信道更重要。受此启发，一些用户调度方法量身定制的能量收集网络的发展和他们的性能进行了分析。仿真结果证明了开发的分析结果的准确性，并促进性能比较。
2014-03-03 cs.IT math.IT
Capitalizing Backscatter-Aided Hybrid Relay Communications with Wireless Energy Harvesting
在这项工作中，我们采用多个能量收集中继，以协助从多天线混合接入点（HAP）的接收器的信息传输。所有的继电器都由HAP在功率分配（PS）协议中无线供电。我们引入了混合中继通信的新概念，它允许每个中继在两种无线电模式之间切换，即，根据其信道和能量条件，分为有源射频通信和无源反向散射通信。我们设想可以利用两种无线电模式中的互补传输来提高整体中继性能。因此，我们的目标是联合优化HAP的波束成形，各个中继的无线电模式，PS比，和中继的协作波束成形，以提高吞吐量性能的接收机。由此产生的配方成为一个组合和非凸的问题。因此，我们首先提出了一个凸近似的原始问题，这作为一个下限的中继性能。然后，我们设计了一个迭代算法，从其他操作参数分解的二进制继电器模式优化。在算法的内循环中，我们利用结构特性，在交替优化框架中使用固定中继模式来优化中继性能。在外环中，推导出不同的性能指标，以指导寻找一组被动中继，以进一步提高中继性能。仿真结果表明，与传统的全有源中继通信相比，混合中继通信可以实现20%的性能改善。
2020-01-28 cs.IT math.IT
Outage Analysis and Optimization for Time Switching-based Two-Way Relaying with Energy Harvesting Relay Node
能量收集（EH）和网络编码（NC）已成为未来无线网络的两种有前途的技术。在本文中，我们将它们结合在一起，在一个单一的系统，然后提出了一个基于时间切换的网络编码中继（TSNCR）协议的双向中继系统，其中一个能量受限的中继收获的能量从发送的射频（RF）信号从两个源，然后帮助双向中继信息交换的两个源之间的消耗收获的能量。为了评估系统的性能，我们推导出一个显式表达式的中断概率建议TSNCR协议。为了探索系统的性能极限，我们制定了一个优化问题，以最大限度地减少系统中断概率。针对该问题的非凸性，设计了一种基于遗传算法（GA）的优化算法，数值结果验证了理论分析的正确性，并表明在EH双向中继系统中，采用NC可以大大降低系统的中断概率。此外，它表明，继电器的位置很大程度上影响TSNCR的系统性能，其中相对较差的停电性能时，继电器被放置在两个源的中间实现。这是首次在EH型双向继电器系统中观察到这种现象。
2014-12-25 cs.IT math.IT
Performance of Two-Hop Cooperative Cognitive Networks with an Energy Harvesting Relay
本文研究了一种基于能量收集（EH）多天线中继的协作认知无线电网络（CCRN），研究了在峰值干扰功率控制下，时间切换（TS）和功率分配（PS）协议的中断和吞吐量性能。我们假设中继分别在第一跳和第二跳中使用最大比合并和发射天线选择。与其他文献不同，我们最佳地结合了直接和中继信号在目的地，并证明，由于随机性质的信道和功率控制，有相当大的改善性能。我们还分析了EH-CCRN的性能与增量中继，{解析量化吞吐量的增益{上} EH-CCRN}。对于少量的天线在中继，吞吐量性能的EH-CCRN实际上是劣于一个使用的直接链路没有中继，而增量方案总是优越的。我们建立，存在EH参数的最佳值，导致TS和PS EH协议的最大吞吐量。在某些特殊情况下，我们推导出这些封闭形式的表达式。计算机模拟用于验证推导的表达式。
2020-09-21 cs.IT math.IT
Distributed Multi-Relay Selection in Accumulate-then-Forward Energy Harvesting Relay Networks
本文研究了一个由源-目的节点对和多个解码转发中继组成的无线供电协作网络。我们开发了一个基于能量阈值的多中继选择（ETMRS）计划所考虑的WPCN。所提出的ETMRS方案可以以完全分布式的方式实现，因为中继器仅需要本地信息来在能量收集和信息转发模式之间切换。通过建模的有限容量的电池在每个继电器的充电/放电行为作为一个有限状态马尔可夫链（MC），我们推导出的系统中断概率的建议ETMRS计划在混合Nakagami- $m$和瑞利衰落信道的解析表达式。基于推导的表达式，通过穷举搜索，可以获得最小系统中断概率对应的所有中继的最优能量阈值。然而，当继电器的数量和相关联的电池能量水平的数量很大时，这种方法在计算上变得禁止。为了解决这个问题，我们提出了一种启发式的方法来优化每个中继的能量阈值。为了获得一些有用的见解，实际继电器的设计，我们还推导出相应的情况下，所有的继电器都配备了无限容量的电池系统中断概率的上限。数值结果验证了我们的理论分析。结果表明，所提出的启发式方法可以实现一个接近最优的系统性能和我们的ETMRS计划优于现有的单中继选择方案和共同的能量阈值计划。
2017-10-08 cs.IT math.IT
Achievable Rates for Binary Two-hop Channel with Energy Harvesting Relay and Finite Battery
本文研究了二进制两跳信道中能量收集中继的联合信息和能量传输问题。我们考虑在继电器和能量传输的能量损失的有限电池的大小。换句话说，为了能够发送包含能量的符号，中继器必须接收多个包含能量的符号。因此，我们面对的是一种与记忆有关的通道。我们将电池中节省的能量建模为信道状态，挑战是接收器不知道信道状态。我们提出了两种不同的可实现的方案，第一个是基于状态相关的叠加编码和第二个是基于等效定时信道的方法。我们的方案都是基于块马尔可夫编码和反向解码技术。由于这两种方法，我们发现可实现的速率与模型的单字母表达式。
2021-09-28 cs.IT math.IT
Joint Power Splitting and Relay Selection in Energy-Harvesting Communications for IoT Networks
在本文中，我们考虑一个能量收集（EH）中继系统，包括一个源，一个目的地，和多个EH解码转发（DF）中继，可以收获的能量从他们收到的无线电信号。在EH DF中继器处采用功率分配比来表征用于解码在中继器处接收的源信号的能量与用于重传解码结果而收获的剩余能量之间的折衷。我们提出了一个最佳的功率分配和中继选择（OPS-RS）的框架，也考虑了传统的等功率分配和中继选择（EPS-RS）的比较目的。我们推导出OPS-RS和EPS-RS方案的中断概率的封闭形式的表达式，并通过在高信噪比区域的渐近中断分析来表征其分集增益。我们进一步研究了我们的OPS-RS框架的扩展到能量收集电池（EHB）启用的合作中继场景，其中EH继电器配备有用于存储其收集的能量的电池。我们分别针对放大转发（AF）和DF中继网络提出了基于放大转发（AF）的EHB-OPS-RS和基于DF的EHB-OPS-RS方案。数值结果表明，所提出的OPS-RS总是优于EPS-RS的中断概率。此外，基于AF和DF的EHB-OPS-RS方案的中断概率远小于OPS-RS和EPS-RS方法的中断概率，证明了在EH继电器中利用电池的益处。另外，基于DF的EHB-OPS-RS显著优于基于AF的EHB-OPS-RS，并且随着EH中继的数量增加，这种中断优势变得更加显著。
2019-10-08 cs.IT math.IT
Wireless Energy Harvesting Cooperative Communications with Direct Link and Energy Accumulation
研究了一种由源节点、解码转发中继节点和目的节点组成的无线能量收集协作网络。我们认为继电器作为一个能量收集（EH）节点配备EH电路和可充电电池。此外，假设源和目的地之间存在直接链接。因此，中继器可以从源发射的射频信号中收集和积累能量，并适时地帮助其信息传输。我们开发了一个增量累积然后转发（IATF）中继协议所考虑的WEHCN。在IATF协议中，源经由直接链路将其信息发送到目的地，并且仅在必要时请求中继协作，使得中继有更多的机会积累所收获的能量。通过建模的充电/放电行为的继电器电池作为一个有限状态马尔可夫链，我们推导出一个封闭形式的表达式建议IATF的中断概率。数值结果验证了我们的理论分析，并表明IATF方案可以显着优于直接传输方案没有合作。
2016-10-11 cs.IT math.IT
Power Allocation for Conventional and Buffer-Aided Link Adaptive Relaying Systems with Energy Harvesting Nodes
能量收集节点在没有连续供电的协作通信系统中发挥着重要作用。在本文中，我们考虑传统的和缓冲区辅助链路自适应EH中继系统的优化，其中EH源通过EH解码转发中继与目的地通信。在传统的中继中，源和中继在连续的时隙中发送信号，而在缓冲器辅助的链路自适应中继中，源-中继和中继-目的地信道的状态确定是源还是中继被选择用于传输。我们的目标是最大限度地提高系统吞吐量在有限数量的传输时隙的中继协议。在传统中继的情况下，我们提出了一个离线和几个在线的联合源和中继发送功率分配方案。对于离线功率分配，我们制定了一个优化问题，可以最佳地解决。对于在线的情况下，我们提出了一个动态规划（DP）的方法来计算最佳的在线发射功率。为了减轻DP固有的复杂性，我们还提出了几个次优的在线功率分配方案。对于缓冲器辅助链路自适应中继，我们表明，联合离线优化的源和中继的发射功率，随着链路选择的结果在一个混合整数非线性规划，我们最佳地解决使用空间分支定界方法。我们还提出了一个有效的在线功率分配方案和一个朴素的在线功率分配方案的缓冲器辅助链路自适应中继。我们的研究结果表明，链路自适应中继提供了一个更高的计算复杂性的代价比传统的中继性能的改善。
2012-09-11 cs.IT math.IT
Outage Analysis of Energy Harvesting based Opportunistic Cooperative Communication Systems
无线能量收集是延长无线网络寿命的有效途径。在本文中，机会解码和转发协作通信系统中，能量受限的中继收获能量从接收到的信息信号和共信道干扰（CCI）信号，然后使用收获的能量转发正确解码的信号到目的地。与传统的能量恒定的中继系统不同，能量受限中继系统的传输功率取决于中继系统所获取的可用能量，是一个随机过程。最佳中继选择，考虑到所有的影响因素，在目的地接收信号质量的部署。推导出了中断概率的精确闭式表达式，并数值研究了实现最小中断的能量收集比的最优值。分析了CCI信号对系统中断和分集性能的影响。结果表明，该中继方案可以实现全分集阶数等于中继的数量，而不需要固定的电源。
2018-01-21 cs.IT math.IT
Two-hop Communication with Energy Harvesting
具有从环境中获取能量的能力的通信节点有可能在其电池有限容量所限制的时间范围之外运行;因此，延长了整个网络的寿命。然而，在存在能量收集设备的情况下通信系统的优化需要功率分配方面的新范例，因为能量随着时间变得可用。在本文中，我们考虑的问题，两跳中继的能量收集节点的存在。当中继器工作在全双工模式时，我们确定了能量收集源和中继器的最佳离线传输方案。在半双工中继的情况下，我们提供了最佳的传输方案时，源有一个单一的能量包。
2011-09-26 cs.IT math.IT
Outage Analysis of Spectrum Sharing Energy Harvesting Cognitive Relays in Nakagami-$m$ Channels
能量收集（EH）认知中继是解决频谱利用效率低下问题的一个令人兴奋的解决方案，同时实现绿色通信和空间多样性。在频谱共享的情况下，我们调查的认知中继网络的性能，其中一个次要的源与其目的地通过Nakagami- $m$信道通过解码和转发EH中继通信，同时保持低于预定义的阈值的主用户的中断概率。具体来说，我们推导出一个封闭形式的表达二次中断概率，并表明它是一个功能的概率EH中继有足够的能量进行中继，这反过来又取决于能量收集和消费率的EH中继和主要中断概率阈值。我们还表明，放松主要中断约束可能并不总是有利于认知EH中继网络由于中继的发射功率的能量约束的限制。
2015-08-30 cs.IT cs.NI math.IT
Joint Power Splitting and Antenna Selection in Energy Harvesting Relay Channels
在这封信中，同时无线传输的信息和功率的帮助下，配备了多个天线的中继被认为是在这封信中，提出了一个收获和转发策略。特别地，中继器通过联合使用天线选择（AS）和功率分配（PS）技术从具有射频信号的源获得能量和信息，然后处理的信息被放大并依赖于所收获的能量被转发到目的地。这封信共同优化AS和PS，以最大限度地提高拟议战略的可实现速率。考虑到联合优化是根据非凸问题，提出了一个两阶段的过程来确定最佳的接收信号功率分配比的能量收集，和优化的天线集从事信息转发。仿真结果证实了两阶段过程的准确性，并表明，建议的收获和转发策略优于传统的放大和转发（AF）中继和直接传输。
2014-11-11 cs.IT math.IT
Noncoherent Relaying in Energy Harvesting Communication Systems
在能量收集（EH）中继网络中，相干通信需要精确估计/跟踪瞬时信道状态信息（CSI），这需要消耗额外的功率。作为一种补救措施，我们提出了两个非相干EH中继协议的基础上放大转发（AF）中继，即功率分裂非相干AF（PS-NcAF）和时间切换非相干AF（TS-NcAF），这不需要任何瞬时CSI。我们开发了一个非相干的框架，同时无线信息和电力传输（SWIPT），拥抱PS-NcAF和TS-NcAF在一个统一的形式。对于任意M进制非相干频移键控（FSK）和差分相移键控（DPSK），我们推导出最大似然检测器（MLD）的PS-NcAF和TS-NcAF在一个统一的形式，其中涉及积分评估，但作为最佳性能基准。为了避免昂贵的积分计算，我们提出了一个封闭形式的检测器使用高斯-勒让德近似，它实现了几乎相同的性能MLD，但在大大降低复杂性。这些基于EH的非相干检测器在瑞利衰落中实现全分集。数值结果表明，我们提出的PS-NcAF和TS-NcAF可以优于传统的电网供电的中继系统在相同的总功率约束。得到了对实际SWIPT中继系统设计有用的各种见解。有趣的是，PS-NcAF在单中继情况下优于TS-NcAF，而TS-NcAF在多中继情况下优于PS-NcAF。
2015-06-12 cs.IT math.IT
Exploiting Energy Accumulation Against Co-channel Interference in Wireless Energy Harvesting MIMO Relaying
研究了三节点多输入多输出中继系统中多天线中继处存在同信道干扰的情况。与传统的中继网络相反，我们考虑的情况下，中继是一个能量收集（EH）节点，并没有嵌入式能源供应。但它配备了可充电电池，以便它可以从源和共信道发射器发送的RF信号中收集和积累所收集的能量，以支持其操作。利用所考虑的系统的固有特性，我们开发了一种新的累积然后转发（ATF）协议，以消除CCI的有害影响。在所提出的ATF方案中，在每个传输块的开始处，中继可以选择EH操作以从源和CCI获取能量，或者信息解码（ID）操作以在遭受CCI的同时解码和转发源的信息。具体地，仅当中继站处的累积能量可以支持第二跳中的无中断传输时才激活ID操作。否则，在继电器处调用EH操作以收集和积累能量。通过建模的中继有限容量电池作为一个有限状态马尔可夫链（MC），我们推导出一个封闭的形式表示的系统吞吐量的建议ATF计划在混合Nakagami-m和瑞利衰落信道。数值结果验证了我们的理论分析，并表明所提出的ATF格式的能量积累显着优于现有的一个没有能量积累。
2016-09-29 cs.IT math.IT
Rate Maximization of Decode-and-Forward Relaying Systems with RF Energy Harvesting
我们考虑一个三节点解码和转发（DF）半双工中继系统，其中源首先从中继收获RF能量，然后使用此能量通过中继向目的地传输信息。我们假设信息传输和无线功率传输阶段在相同频带中随时间交替，并且它们的{ \it时间分数}（TF）可以从一个传输时期（衰落状态）到下一个传输时期改变或固定。对于这个系统，我们最大化可达到的平均数据率。因此，我们提出了两种方案：（1）联合最优功率和TF分配，（2）固定TF的最优功率分配。由于在源处收获的功率小，这两种方案实现了类似的信息速率，但是与具有固定功率和固定TF分配的基准系统相比，产生了显著的性能增益。
2016-01-18 cs.IT math.IT
Truth-Telling Mechanism for Secure Two-Way Relay Communications with Energy-Harvesting Revenue
本文提出了在协作通信中以物理实体的形式向获胜的代理支付效用的新思想。我们的设置是一个秘密的双向通信信道，两个发射机交换信息的窃听者的存在。从一组感兴趣的各方选择的中继，使得保密和速率最大化。作为回报，所选择的中继节点的能量收集要求将通过它们自己的回报被满足到一定的阈值，使得它们具有被选择并参与通信的自然激励。然而，中继可能会夸大他们的私人信息，以提高他们被选中的机会。我们的目标是开发一种中继选择机制，强制他们揭示真相，否则他们可能会受到惩罚。我们还提出了一个联合协作中继波束成形和发射功率优化方案的基础上交替优化方法。注意，该问题是高度非凸的，因为目标函数表现为三个相关瑞利导数的乘积。虽然现有文献中的常见做法是通过秩松弛来优化给定发射功率的中继波束成形向量，但本文提出了一种基于二阶锥规划（SOCP）的方法，该方法需要显著降低的计算任务。通过数值仿真对激励控制机制和优化算法的性能进行了评估。
2017-03-21 cs.IT math.IT
Outage Analysis of Cooperative Transmission with Energy Harvesting Relay: Time Switching vs Power Splitting
近年来，能量收集（EH）已成为实现绿色通信的一种有前途的方式。在本文中，我们研究了多用户传输网络与EH合作中继，其中一个源发送独立的信息到多个目的地的帮助下，能量受限的中继。中继可以从源发送的射频（RF）信号中收集能量，并且它仅通过消耗收集的能量来帮助多用户传输。通过采用时间交换和功率分配的中继接收机结构，我们首先提出了两个协议，时间交换的协作多用户传输（TSCMT）协议和功率分配的协作多用户传输（PSCMT）协议，使信息处理和EH的同时在中继系统。为了评估系统的性能，我们理论上分析了系统中断概率的两个建议的协议，然后推导出明确的表达式，分别为他们。此外，我们还讨论了系统配置参数，如电源功率和中继位置对系统性能的影响。数值结果证明了我们的分析结果的准确性，并揭示了与传统的非合作方案相比，我们提出的协议是绿色的解决方案，提供可靠的通信和较低的系统中断概率，而不消耗额外的能量。特别地，对于相同的源端发射功率，PSCMT协议优于TSCMT协议，以获得更低的系统中断概率。
2014-12-30 cs.IT math.IT
Transmit Power Minimization for Wireless Networks with Energy Harvesting Relays
能量收集（EH）最近已经成为绿色通信的关键技术，因为它可以用可再生能源为无线网络供电。然而，用EH节点直接取代传统的非EH发射机将是一个挑战。在本文中，我们建议部署额外的EH节点作为中继在现有的非EH网络。具体而言，所考虑的非EH网络由多个源-目的地（S-D）对组成。部署的EH中继器将轮流协助每个S-D对，并且可以实现能量分集以对抗每个EH中继器的低EH率。为了充分利用这些EH中继，与源发送功率最小化的设计目标，我们制定了一个联合功率分配和中继选择问题，然而，这是NP-难的。因此，我们提出了一个通用的框架来开发有效的次优算法，这主要是基于一个充分条件的优化问题的可行性。该条件产生有用的设计见解，也揭示了能量硬化效应，这提供了免除非因果EH信息的要求的可能性。仿真结果表明，所提出的合作策略可以实现接近最优的性能，并提供显着的节能。与只优化当前传输块性能的贪婪协作方法相比，该策略可以用更少的中继实现相同的性能，并且性能差距随着S-D对的数量增加而增大。
2016-01-17 cs.IT math.IT
Green Cognitive Relaying: Opportunistically Switching Between Data Transmission and Energy Harvesting
能源效率已经成为一种鼓励，而且更重要的是，它是设计下一代无线通信标准的必要条件。在目前的工作中，一个双跳认知（二次）中继系统被认为是，将多个放大和转发继电器，一个相当具有成本效益的解决方案。首先，辅助中继器感测无线信道，扫描主网络活动，然后将它们的报告传送到辅助基站（SBS）。之后，SBS基于这些报告和它自己的估计，协作地决定是否存在主传输。在前一种情况下，所有次级节点开始从主节点的传输中收获能量。在后一种情况下，系统通过最佳中继选择策略发起辅助通信。该系统的性能评估是彻底调查，通过假设现实的信道条件，即，不同的链路距离、瑞利衰落和过时的信道估计。检测和中断概率以及平均收获能量推导出新的封闭形式的表达式。此外，能源效率优化问题的解析公式化和解决，而在功耗最小化的必要条件，为每个次级节点。从绿色通信的角度来看，事实证明，能量收集极大地增强了次级节点的资源，特别是当主要活动密集时。
2016-06-09 cs.IT math.IT
Heterogeneous Power-Splitting Based Two-Way DF Relaying with Non-Linear Energy Harvesting
同时无线信息和功率传输（SWIPT）已被公认为是一种很有前途的方法，以提高能量受限的网络的性能。在本文中，我们研究了一个基于SWIPT的三步双向解码转发（DF）中继网络与非线性能量收集器配备在中继。由于大多数现有的工作需要瞬时信道状态信息（CSI），而CSI没有被充分利用时，设计功率分配（PS）方案，存在一个机会，通过利用CSI的PS设计增强。为此，我们提出了一种新的异构PS方案，其中PS比根据瞬时信道增益动态变化。特别是，我们推导出的最佳PS比的封闭形式的表达式，以最大限度地提高所调查的网络的容量和分析的中断概率与最佳动态PS比的基础上的非线性能量收获（EH）模型。结果提供了有价值的见解的各种系统参数，如源的发射功率，源传输速率，和源中继距离上的性能的研究网络的影响。结果表明，我们提出的PS方案优于现有的计划。
2018-11-30 cs.IT math.IT
Effect of Energy Harvesting on Stable Throughput in Cooperative Relay Systems
本文研究了随机介质接入条件下，能量约束对一个源节点、一个中继节点和一个目的节点组成的两跳网络的影响。被认为是一个擦除的碰撞信道，源和中继节点具有能量收集能力和无限的电池来存储收集的能量。此外，源和中继节点具有外部流量到达，并且中继将源节点的流量的一部分转发到目的地;在网络级执行合作。对于给定的传输概率向量的稳定区域的内界和外界。然后，分别获得内界和外界的封闭性，并且它们是相同的。这项工作不仅是连接信息论和网络的一个步骤，通过研究最大稳定吞吐量区域度量，而且它挖掘了相对未开发和重要的能量收集领域，并评估了对这一重要措施的影响。
2015-02-04 cs.IT cs.NI math.IT
On Secure Communication using RF Energy Harvesting Two-Way Untrusted Relay
我们专注于两个无线源节点希望通过RF能量收集不可信的双向中继交换机密信息的场景。尽管中继器在转发信息时进行了合作，但出于对中继器可能试图解码正在中继的机密信息的担忧，中继器被认为是不可信的。为了阻止中继的窃听意图，我们使用友好的干扰器。在总功率约束条件下，以最大化总保密率为目标，对信源和干扰机之间的功率进行最优分配，并计算最优功率分配比，以平衡中继站的能量收集和信息处理。我们进一步研究了不完善的信道状态信息在两个源的和保密率的影响。数值结果突出了干扰机在实现信道估计误差下的保密通信中的作用。我们已经表明，作为任何信道上的信道估计误差的增加，分配给干扰机的功率降低，以减轻干扰造成的机密信息接收由于干扰机的信号的不完善的消除。
2017-08-26 cs.IT cs.NI math.IT
Interference-Assisted Wireless Energy Harvesting in Cognitive Relay Network with Multiple Primary Transceivers
我们考虑一个频谱共享的情况下，一个次要的网络与多个收发器的主要网络共存。次级网络由能量受限的解码转发次级中继器组成，该次级中继器在存在来自多个初级发射器的干扰的情况下辅助次级发射器与目的地之间的通信。次中继从接收到的射频信号中获取能量，该射频信号包括来自次发射机的信息信号和主干扰。然后，所收集的能量被用于解码次级信息并将其转发到次级目的地。在中继器处，我们采用时间切换策略，由于其简单性，可以随着时间的推移在能量收集和信息解码之间切换。具体来说，我们推导出一个封闭形式的表达下的主要中断约束和峰值功率约束下的二次发射机和中继的二次中断概率。此外，我们调查的最佳能量收集持续时间，最大限度地减少二次中断概率的主收发器的数量的效果。通过在能量收集阶段利用主干扰作为有用的能量源，次级网络实现了更好的中断性能。
2015-09-02 cs.IT cs.NI math.IT
Distributed Beamforming with Wirelessly Powered Relay Nodes
本文研究了一种系统，其中一组$N$中继节点从从源接收的信号中收集能量，以便在通过分布式波束成形将源的数据转发到目的地节点时利用该能量。为此，我们推导出（近似）解析表达式的平均SNR在目的节点时，中继采用：i）基于时间切换的能量收集策略，ii）基于功率分配的能量收集策略。所得到的结果有利于研究能量收集参数和同步误差之间的相互作用，以及它们对平均SNR的综合影响。仿真结果表明：i）即使对于小的$N$（例如，$N=15$），ii）中继的时间切换策略比功率分配策略好至少$3$ dB。
2017-03-06 cs.IT math.IT
Network-Level Cooperation in Energy Harvesting Wireless Networks
我们考虑一个由源节点、中继节点和目的节点组成的两跳通信网络，其中源节点和中继节点都有外部业务到达。中继转发源节点的流量的一部分到目的地和合作是在网络级执行。此外，源节点和中继节点都具有能量收集能力和无限电池来存储收集的能量。我们研究了能量约束对稳定区域的影响。具体地说，我们提供了两跳网络的能量收集源和中继的稳定区域上的内部和外部边界。
2013-09-06 cs.IT cs.NI math.IT
Throughput Maximization for the Gaussian Relay Channel with Energy Harvesting Constraints
本文考虑在无线协作通信中使用能量采集器，而不是传统的时不变能量源。为了便于阐述，我们研究了经典的三节点高斯中继信道，其中源节点和中继节点利用能量收集源的能量进行传输.假设一个确定性EH模型下的能量到达时间和收获量是已知的传输之前，吞吐量最大化问题在有限的地平线上的$N$传输块进行了研究。特别地，考虑具有不同延迟约束的两种类型的数据业务：延迟约束（DC）业务（对于其，在目的地处仅允许一个块解码延迟）和无延迟约束（NDC）业务（对于其，允许多达$N$块的任意解码延迟）。对于DC的情况下，我们表明，随着时间的推移，联合源和中继功率分配是必要的，以实现最大的吞吐量，并提出了一个有效的算法来计算最佳的功率配置文件。对于NDC的情况下，虽然吞吐量最大化问题是非凸的，我们证明了分离原则的源和中继功率分配问题的最优性，在此基础上，两阶段的功率分配算法的开发，分别获得最佳的源和中继功率配置文件。此外，我们还比较了DC和NDC情形，得到了NDC情形严格优于DC情形的充分必要条件。结果表明，NDC传输是能够利用一种新形式的多样性所产生的独立源和中继能量可用性随着时间的推移在合作通信，称为“能量分集”，即使与时不变的信道。
2012-05-18 cs.IT math.IT
Secure Communication Via a Wireless Energy Harvesting Untrusted Relay
无线媒体的广播性质允许非预期用户窃听机密信息传输。在这方面，我们调查的问题，源和目的地之间的安全通信，通过无线能量收集不可信的节点，作为一个帮手，中继信息，然而，源和目的地节点希望保持信息的机密性从中继节点。为了实现正保密率，我们使用目的地辅助干扰。作为一个能量匮乏的节点，不可信中继从接收到的射频信号中获取能量，这些射频信号包括源的信息信号和目的地的干扰信号。因此，我们通过利用干扰信号作为有用的能量源来有效地利用干扰信号。在中继器处，为了实现能量收集和信息处理，我们采用功率分割（PS）和时间切换（TS）策略。为了评估该方案的保密性能，我们推导出两个重要指标的解析表达式，即，秘密中断概率和遍历秘密率。数值分析揭示了不同的系统参数，如功率分配比，能量收集时间，目标保密率，发送信噪比（SNR），中继位置，能量转换效率因子，对保密性能的影响的设计见解。具体地说，PS策略实现更好的最优保密中断概率和最优遍历保密率比TS策略在更高的目标保密率和发送SNR，分别。
2016-03-10 cs.IT cs.NI math.IT
Interference-Aided Energy Harvesting: Cognitive Relaying with Multiple Primary Transceivers
我们考虑一个频谱共享的情况下，一个次级发射机（ST）通过解码和转发次级中继（SR）与其目的地通信的干扰存在下，从多个主发射机。SR从接收到的包括主要干扰的射频信号中获取能量，并使用它将信息转发到次要目的地。继电器采用时间切换策略，随着时间的推移在能量收集和信息解码之间切换。在ST和SR的主要中断约束和峰值功率约束下，为了确定平均次级吞吐量，我们推导出精确的次级中断概率和遍历容量的解析表达式，分别表征延迟限制和延迟容忍传输。我们还研究了主收发器的数量和峰值功率约束对最佳能量收集时间的影响，最大限度地提高了次级吞吐量。通过利用主干扰作为能量源，与为了能量收集目的而忽略主干扰的情况相比，次级网络实现了更好的吞吐量性能。最后，我们考虑的情况下，ST也收获能量从主传输和比较其吞吐量性能与非能量收获ST的情况下。
2017-07-14 cs.IT cs.NI math.IT
Optimal Power and Rate Allocation in the Degraded Gaussian Relay Channel with Energy Harvesting Nodes
能量收集（Energy Harvesting，EH）是一种通过为无线传感器网络或Ad-Hoc网络等无线网络节点提供无限能量来延长网络寿命的新技术。从这个意义上说，它已成为一个有前途的技术，绿色通信，最近。另一方面，借助中继节点的协作通信通过增加系统的吞吐量或可靠性以及范围和有效的能量利用来改善无线通信网络的性能。为了研究EH节点间的协作问题，本文研究了源节点和中继节点从环境中获取能量的下行全双工高斯中继信道中的最优功率和速率分配问题。我们认为一般的随机能量到达源和中继与已知的EH时间和金额在发射机开始传输之前。这个问题有一个最小-最大优化的形式，连同约束是不容易解决的。我们提出了一种方法的基础上提出的数学定理Terkelsen [1]将其转化为一个可解的凸优化形式。此外，我们考虑了一些特殊的情况下，收获的源和中继节点的配置文件，并有效地找到他们的解决方案。
2013-02-06 cs.ET cs.IT math.IT
Stable Throughput of Cooperative Cognitive Networks with Energy Harvesting: Finite Relay Buffer and Finite Battery Capacity
研究了一种协作认知无线电网络的通用模型，其中次用户同时具有有限的中继队列和有限的电池队列。我们的主要目标是表征稳定的吞吐量区域。然而，这种系统的稳定吞吐量区域的完整表征是出了名的困难，因为计算的两个有限队列的二维马尔可夫链（MC）模型的稳态分布是非常复杂的。我们首先提出了一个算法来表征稳定的吞吐量区域的数值，并显示其纯粹的计算复杂性为大队列长度。为了提供易处理性和探索在认知节点的设计参数优化的性质，我们接下来集中在两个更简单的系统，即，有限电池队列与无限中继队列和有限中继队列与无限电池队列（以下分别称为主导系统$1$和$2$）。对于每个建议的主导系统，我们调查的最大服务率的认知节点的稳定性条件。尽管制定的优化问题的复杂性，由于其非凸性，我们利用问题的结构，将其转化为线性规划。因此，我们能够有效地解决他们使用标准的线性规划求解器。我们的数值结果表明，在实际系统中，有限的电池和中继队列实现相同水平的好处的系统具有无限的队列大小，当它们的大小足够大。他们还表明，当能量收集过程的到达率增加时，可实现的稳定吞吐量区域显着扩大。
2018-06-18 cs.IT math.IT
Wireless Energy Harvesting in a Cognitive Relay Network
射频能量采集技术为能量受限无线通信系统提供了一种有效的能量供给方式.提出了一种新的基于多主用户（PU）的底层认知中继网络能量收集协议。在该协议中，次节点可以从主网络（PN）获取能量，同时共享PN的许可频谱。为了评估不同系统参数对所提出的网络的影响，我们首先推导了在三个重要功率约束下二次网络（SN）的中断概率的精确表达式：1）在辅助源（SS）和辅助中继（SR）处的最大发射功率，2）在每个PU接收机处允许的峰值干扰功率，以及3）从每个PU发射机到SR和到次要目的地（SD）的干扰功率。为了获得不同参数对SN成功数据传输的影响的实际设计见解，我们推导了时延敏感和时延容忍传输模式的吞吐量表达式。推导了中断概率和时延敏感吞吐量的渐近封闭式表达式，以及时延容忍吞吐量随PU收发器数目无穷大的渐近解析式.结果表明，当PU发射机位于SS附近且距离SR和SD足够远时，中断概率提高。我们的结果还表明，当PU发射机的数量很大时，来自PU发射机的干扰的有害影响超过了从PU发射机收集的能量的益处。
2016-01-10 cs.IT math.IT
Joint Resource Optimization for Multicell Networks with Wireless Energy Harvesting Relays
本文首先考虑了一个多小区网络部署，其中每个小区的基站（BS）与其小区边缘用户通信的协助下，放大转发（AF）中继节点。配备功率分配器和无线能量收集器，自持中继器从接收到的信号中收集射频（RF）能量，以处理和转发信息。我们的目标是开发一种资源分配方案，联合优化（i）BS发射功率，（ii）接收功率分配因子的能量收集和信息处理在中继，和（iii）中继发射功率。面对小区间强干扰和有限的无线资源，我们制定了三个高度非凸的问题与目标的总和速率最大化，最大最小吞吐量公平性和总和功率最小化。为了解决这些具有挑战性的问题，我们建议采用逐次凸逼近（SCA）的方法，并设计基于几何规划和凸函数差分规划的迭代算法。所提出的算法将非凸问题转化为一系列凸问题，每一个凸问题都可以用邻域点法非常有效地求解。我们证明了我们的算法收敛到满足Karush-Kuhn-Tucker条件的局部最优解。然后，我们扩展我们的结果的情况下，解码和转发（DF）中继可变时隙持续时间。我们表明，在这种情况下，我们的资源分配解决方案提供了更好的吞吐量比AF对应具有相同的时隙持续时间，虽然在更高的计算复杂性。数值结果证实，所提出的联合优化解决方案大大提高了网络性能，与无线电资源参数单独优化的情况相比。
2015-03-24 cs.IT math.IT
Joint Transmit Power and Relay Two-Way Beamforming Optimization for Energy-Harvesting Full-Duplex Communications
研究了在信道状态信息（CSI）理想的情况下，采用全双工（FD）多输入多输出（MIMO）放大转发（AF）中继的同时无线信息和功率传输（SWIPT）系统中，双向中继波束赋形、接收机功率分配（PS）比以及源端发射功率的联合优化问题，以最大化系统的可达和速率。特别是，我们的贡献是一个迭代算法的基础上的差异凸规划（DC）和一维搜索，以实现联合解决方案。仿真结果证明了该算法的有效性。
2016-10-18 cs.IT cs.NI math.IT
Joint Transceiver Design Algorithms for Multiuser MISO Relay Systems with Energy Harvesting
在本文中，我们研究了一个多用户中继系统，同时无线信息和功率传输。假设基站（BS）和中继站（RS）都配备有多根天线，研究了BS波束赋形向量、RS放大和前向变换矩阵以及单天线接收机功率分配比的联合收发机设计问题。首先，提出了一种基于交替优化（AO）的迭代算法，并保证收敛性，以连续优化的收发器系数。其次，提出了一种基于切换中继（SR）的设计方案，该方案在保持相同性能的同时，显著降低了基于AO的设计的计算复杂性和开销。在所提出的SR方案中，RS配备有置换矩阵的码本。对于每个置换矩阵，设计了一个潜在的收发器，它由BS波束成形向量，最佳缩放的RS置换矩阵和接收机PS比。对于给定的CSI，选择具有最低总功耗的最佳收发器进行传输。我们提出了一个基于凹凸过程和次梯度型迭代算法的非鲁棒和鲁棒的潜在收发器的设计。仿真结果验证了所提算法的有效性。
2015-08-26 cs.IT math.IT
Trading Wireless Information and Power Transfer: Relay Selection to Minimize the Outage Probability
研究了具有能量收集约束的多中继网络的中断概率最小化问题。中继器是用于从源射频（RF）信号同时传输无线信息和功率的混合节点。存在与中继节点用于能量和信息传输的时间量相关联的折衷。大的信息传输间隔意味着从RF信号中收集能量的时间很短，因此中断事件的概率很高。我们提出了一个合作系统的中继选择方案与固定数量的RF供电的继电器。我们解决因果和非因果信道状态信息的情况下，在中继-目的地链路和评估的权衡与信息/功率传输的中断概率最小化的上下文中。
2014-12-09 cs.IT math.IT
Age-Minimal Transmission in Energy Harvesting Two-hop Networks
我们考虑一个能量收集两跳网络，其中源通过中继与目的地通信。在给定的通信会话时间期间，源从物理现象收集测量更新并将其发送到中继，中继然后将其转发到目的地。目标是尽可能及时地将这些更新发送到目的地;即，使得信息的总年龄在通信会话结束时最小化，受到源和中继处的能量因果关系约束以及中继处的数据因果关系约束。源和中继都使用固定的但可能不同的传输速率。因此，每个更新分组引起固定的非零传输延迟。我们首先解决这个问题的单跳版本，然后表明，两跳的问题是解决了治疗的源和中继节点作为一个组合节点，与一些参数变换，并解决一个单跳之间的问题，组合节点和目的地。
2017-12-06 cs.IT cs.NI math.IT
Wireless Information and Energy Transfer for Decode-and-Forward Relaying MIMO-OFDM Networks
研究了具有能量收集中继的多输入多输出（MIMO）-正交频分复用（OFDM）系统的系统可达速率及其优化问题。首先，我们提出了一种基于时间交换的中继（TSR）协议，以实现中继器处的同时信息处理和能量收集。然后，我们从理论上讨论了它的可达速率性能，并制定了一个优化问题，以最大限度地提高系统的可达速率。由于该问题求解困难，我们设计了一种增广拉格朗日罚函数（ALPF）方法，并通过大量的仿真实验验证了分析结果的准确性和ALPF方法的有效性。
2015-01-04 cs.IT math.IT
Throughput Maximization for Wireless Powered Communications Harvesting from Non-dedicated Sources
我们考虑无线供电通信，其中用户从非专用源获取能量。用户遵循一个收获然后发送协议：在时隙时间的第一阶段，源节点从附近的传统接入点收获能量，然后在第二阶段将信息发送到其目的地节点或中继节点。我们得到了最佳的\textit{ harvesting ratio}，以最大化的预期吞吐量直接传输（DT）和解码转发（DF）中继中断约束下，分别。我们的研究结果表明，DT的最佳收获率是由中断约束，而DF中继，由数据的因果关系。
2017-01-25 cs.IT cs.NI math.IT
Full-Duplex Wireless-Powered Relay with Self-Energy Recycling
这封信研究了无线供电的放大转发中继系统，其中能量受限的中继节点使用从源收集的能量来帮助从源到目的地的信息传输。我们提出了一种新型的两阶段协议，用于高效的能量传输和信息中继，其中中继器以全双工模式运行，同时进行能量收集和信息传输。与现有的协议相比，所提出的设计具有两个主要优点：i）它确保不间断的信息传输，因为在中继处不需要时间切换或功率分割来进行能量收集; ii）它实现所谓的自能量回收，即，除了由源发送的专用能量之外，中继器用于信息传输的部分能量（环路能量）可以被收集和再利用。在多输入单输出（MISO）信道设置下，推导了中继站的最优功率分配和波束成形设计。数值结果表明，我们提出的设计实现了显着的吞吐量增益超过现有的时间交换为基础的中继协议。
2014-11-12 cs.IT math.IT
Efficient Coded Cooperative Networks with Energy Harvesting and Wireless Power Transfer
研究了采用能量收集和无线能量传输的多用户多中继网络离线能量管理的最优方案。具体地说，用户能够在连续的传输中收集和传输能量，尽管他们没有固定的能量供应。同时，在中继处对用户的消息进行网络编码，以使得能够与源节点以独立但不一定同分布（i.n.i.d.）Nakagami- $m$衰落信道。因此，同时进行两级合作，即，开展信息、能源合作。能量效率（EE）的约束下的能源因果关系和预定义的中断概率阈值的最大化的问题，制定和被证明是非凸的。利用分式规划和几何规划，提出了一种基于凸形的迭代算法来有效地求解该问题。在此基础上，研究了中继节点位置和无线能量传输效率对能量分配和能量协作的影响，并与现有方案进行了性能比较，结果表明所提出的能量协作策略能够更有效地管理能量。
2016-09-27 cs.IT math.IT
Power Allocation Strategies in Energy Harvesting Wireless Cooperative Networks
在本文中，无线协作网络中，多个源-目的地对通过能量收集中继相互通信。本文的重点是中继的策略来分配收获的能量之间的多个用户和他们对系统性能的影响。具体地说，非合作策略是使用从第i个源收集的能量作为中继传输功率到第i个目的地，渐近结果表明，其中断性能随着logSNR在SNR上衰减。本文提出的两种集中式策略可以实现更快的衰减速率，1/SNR，其中基于注水的策略可以在多个标准方面实现最佳性能，但代价是高复杂度。基于拍卖的功率分配方案也被提出来实现系统性能和复杂度之间的更好的折衷。仿真结果证实了开发的分析结果的准确性，并有利于更好的性能比较。
2013-07-15 cs.IT math.IT
Opportunistic Routing aided Cooperative Communication MRC Network with Energy-Harvesting Nodes
在本文中，我们考虑了一个多跳合作网络建立在两个能量收集（EH）解码和转发（DF）中继，这是提供与收获存储使用（HSU）架构，以收获能量从周围环境中使用的能量缓冲区。为了提高该网络的数据传输效率，提出了在目的节点采用最大比合并（MRC）算法合并源节点和中继节点的信号，以及考虑中继节点的位置、信道状态和能量缓冲状态的机会路由（OR）算法。应用离散时间连续状态空间马尔可夫链模型（DCSMC），推导了基于算法的无限大缓冲区能量极限分布的理论表达式。进一步，利用能量缓冲区的极限分布和发射机候选集的概率，得到了基于算法的网络中断概率、吞吐量和时隙代价的理论表达式。仿真结果验证了推导的算法为基础的理论表达式。
2023-02-02 cs.IT math.IT
Amplify-and-Forward Full-Duplex Relay with Power Splitting-Based SWIPT
针对放大转发全双工中继网络，提出了一种基于功率分配的无线信息和功率同步传输的虚拟收获-发送模型和收获-发送-存储模型。中继节点采用由两个可充电电池组成的电池组。通过在每个传输块的两个连续时隙中在用于充电和放电的两个电池之间周期性地切换，每个块中的所有收集的能量已经被应用于虚拟收集-传输模型中的全双工传输。通过采用能量调度，中继节点在块级的收集、中继、收集-中继和空闲行为之间切换，使得块中收集的能量的一部分可以在收集-发送-存储模型中被调度用于未来使用。一个贪婪的切换策略被设计来实现收获-传输-存储模型，其中FDR节点发送时，其剩余能量确保在目的地解码。数值结果验证了所提出的方案的中断性能。
2016-07-05 cs.IT math.IT
Finite-Horizon Optimal Transmission Policies for Energy Harvesting Sensors
在本文中，我们推导出最优的传输策略，能量收集传感器，以最大限度地提高在有限的地平线上获得的效用。首先，我们考虑一个单一的能量收集传感器，离散的能量到达过程，和一个离散的能量消耗策略。在此模型下，我们证明了最优有限时间策略是一个阈值策略，并明确地刻画了阈值，阈值可以使用递归预先计算。接下来，我们解决了多个传感器的情况下，只有其中一个允许在任何给定的时间发送，以避免干扰，并推导出一个明确的最佳策略，以及这种情况下。
2014-05-19 cs.IT math.IT
