Power Allocation and Scheduling for SWIPT Systems with Non-linear Energy Harvesting Model
针对一个实际的非线性能量收集模型，设计了一种多用户同时无线信息和功率传输系统的资源分配算法。特别地，该算法设计被公式化为非凸优化问题，用于在EH接收器处的长期平均总收获功率的最大化，该EH接收器服从信息解码接收器的服务质量要求。为了得到一个易于处理的解决方案，我们将相应的非凸的比率和目标函数转换成一个等价的目标函数的参数减法形式。这导致计算上高效的迭代资源分配算法。数值结果表明，如果资源分配算法设计是基于非线性EH模型，而不是传统的线性模型，可以实现一个显着的性能增益。
2016-02-01 cs.IT math.IT
Secure SWIPT Networks Based on a Non-linear Energy Harvesting Model
我们优化了资源分配，以实现物联网（IoT）网络的同时无线信息和功率传输（SWIPT）中的通信安全。资源分配算法设计被公式化为非凸优化问题。我们的目标是最大限度地提高总收获功率在能量收集（EH）接收器通过联合优化的发射波束成形向量和注入的人工噪声的协方差矩阵，以促进保密供应。建议的问题制定考虑到能量收集电路的非线性和安全通信的服务质量要求。为了获得全局最优解的资源分配问题，我们首先将所得到的非凸的比率之和的目标函数转换成一个等价的目标函数在参数减法的形式，这有利于设计一个新的迭代资源分配算法。在每一步迭代中，采用半定规划（SDP）松弛方法对秩约束优化问题进行最优求解。数值结果表明，该算法可以保证通信安全性，并提供了一个显着的性能增益方面收获的能量相比，现有的设计是基于传统的线性EH模型。
2017-01-26 cs.IT math.IT
Energy Harvesting Noncoherent Cooperative Communications
本文研究了能量收集（EH）中继系统中的同时无线信息和功率传输（SWIPT）。与现有的需要信道状态信息（CSI）进行相干信息传递的SWIPT方案不同，我们提出了一种用于解码转发（DF）中继系统的非相干SWIPT框架，绕过了对CSI的需要，从而节省了网络中的能量。SWIPT框架以统一的形式包含功率分配非相干测向（PS-NcDF）和时间切换非相干测向（TS-NcDF），并支持任意M进制非相干频移键控（FSK）和差分相移键控（DPSK）。精确的（非相干）最大似然检测器（MLDs）的PS-NcDF和TS-NcDF的开发在一个统一的形式，其中涉及积分评价，但作为非相干SWIPT的最佳性能基准。为了降低精确MLD的计算成本，我们还提出了封闭形式的近似MLD，实现接近最佳的性能，从而作为一个实用的解决方案，非相干SWIPT。数值结果表明，第一和第二跳之间的性能折衷，通过调整的时间切换或功率分配参数，其最佳值最小化的符号出错率（SER）严格介于0和1之间。我们证明，M-FSK的结果在一个显着的节能M-DPSK的M >= 8，因此M-FSK可能更适合EH中继系统。
2015-05-27 cs.IT math.IT
SWIPT with Practical Modulation and RF Energy Harvesting Sensitivity
在本文中，我们研究了在点对点系统中，采用实用的$M$ -ary调制的同时无线信息和功率传输（SWIPT）的性能。我们考虑到这样的事实，即接收器的射频（RF）能量采集电路只能在接收信号功率大于一定的灵敏度水平时采集能量。在Nakagami- $m$衰落信道下，研究了功率分配（PS）和时间切换（TS）两种方案的能量收集性能和信息解码性能。我们还分析了能量收集和信息解码之间的性能权衡，通过研究一个优化问题，最大限度地提高信息解码性能，并满足最小收获能量的约束。我们的分析表明，（i）对于PS方案，具有高峰值平均功率比的调制实现更好的能量收集性能，（ii）对于TS方案，希望集中用于无线功率传输的功率，以便最小化由RF能量收集灵敏度水平引起的未收集能量，以及（iii）信道衰落有利于PS和TS方案中的能量收集。
2019-12-03 cs.IT eess.SP math.IT
Dynamic Power Splitting for SWIPT with Nonlinear Energy Harvesting in Ergodic Fading Channel
研究了在各态历经衰落信道中无线信息功率同步传输的动态功率分配问题。考虑到实际能量收集电路的非线性，我们采用了现实的非线性能量收集（EH）模型，而不是理想的线性EH模型。为了刻画最优的速率-能量（RE）权衡，我们考虑了最大化R-E区域的问题，这是非凸的。我们解决了两种不同情况下的信道状态信息（CSI）的这个具有挑战性的问题：（i）当CSI是已知的，只有在接收机（CSIR的情况下）和（ii）当CSI是已知的发射机和接收机（CSI的情况下）。对于这两种情况，我们提出了相应的最优动态功率分配方案。为了解决复杂性问题，我们还提出了次优方案具有低复杂性。比较所提出的计划，现有的计划，我们提供了各种有用的和有趣的见解动态功率分裂的非线性EH。此外，我们将分析扩展到发射机处的部分CSI和所收获的能量最大化的场景。数值结果表明，所提出的计划显着优于现有的计划，所提出的次优计划的工作非常接近最优计划，在一个更低的复杂性。
2018-08-27 cs.IT math.IT
Asymmetric Modulation Design for Wireless Information and Power Transfer with Nonlinear Energy Harvesting
远场无线功率传输（WPT）和同时无线信息和功率传输（SWIPT）近来在射频（RF）和通信社区中变得越来越重要。然而，SWIPT的调制设计问题几乎没有得到解决。本文考虑了一种基于非对称相移键控（PSK）的调制方案，该方案显著改善了SWIPT的速率-能量折衷区域。非线性整流器模型，它准确地模拟能量采集器，被用来评估在接收器的输出直流（DC）功率。在发射机处的平均功率约束和对在平坦衰落信道上经由多载波信号传输的信息的速率的约束下，使所收获的DC功率最大化。由于整流器的非线性，这项工作强调，非对称PSK调制提供的好处，在传统的对称PSK调制SWIPT和打开大门，为SWIPT定制的系统调制设计。
2019-09-15 cs.IT math.IT
On the Capacity of SWIPT Systems with a Nonlinear Energy Harvesting Circuit
在本文中，我们研究信息理论的限制，同时无线信息和功率传输（SWIPT）系统采用一个实用的非线性射频（RF）能量收集（EH）接收机。特别是，我们考虑一个三节点系统与一个发射机，广播一个共同的信号分离的信息解码（ID）和EH接收器。由于EH接收器电路的非线性，无线功率传输的效率显著地取决于发射信号的波形。在本文中，我们的目标是回答以下基本问题：什么是最佳的输入分布的发射波形，最大化的ID接收器的速率为一个给定的所需的收获功率在EH接收器？特别是，我们研究了在发射机的平均功率（AP）和峰值功率（PP）的限制和EH的限制下，在EH接收机的加性高斯白噪声（AWGN）受损的SWIPT系统的容量。使用Hermite多项式基地，我们证明了最佳的容量实现的输入分布，最大限度地提高率能区是唯一的和离散的有限数量的质量点。此外，我们还证明了当EH约束是有效的连续零均值高斯时，对于没有PP约束的同一问题，最优输入分布是离散的，否则。我们的数值计算结果表明，速率能量区域扩大了一个更大的PP约束和所考虑的SWIPT系统的速率损失相比，没有EH接收器的AWGN信道，通过增加AP预算减少。
2017-11-03 cs.IT math.IT
Design of a Reconfigurable Intelligent Surface-Assisted FM-DCSK-SWIPT Scheme with Non-linear Energy Harvesting Model
在本文中，我们提出了一种可重构的智能表面（RIS）辅助的频率调制（FM）差分混沌键控（DCSK）计划，同时无线信息和功率传输（SWIPT），称为RIS-FM-DCSK-SWIPT计划，低功耗，低成本，高可靠性的无线通信网络。特别是，所提出的计划下开发的非线性能量收集（EH）模型，可以准确地描述实际情况。所提出的RIS-FM-DCSK-SWIPT方案具有不需要信道状态信息的吸引人的特点，从而避免了复杂的信道估计。在多径瑞利衰落信道下，我们进一步推导了该方案的能量短缺概率和比特出错率（BER）的理论表达式。此外，我们研究了两种不同情况下关键参数对所提出的传输方案性能的影响，即，RIS辅助接入点（RIS-AP）和双跳通信（RIS-DH）。最后，我们进行了各种蒙特卡洛实验，以验证理论推导的准确性，说明所提出的方案的性能优势，并给出了一些设计的启示，为今后的研究。
2023-03-14 cs.IT eess.SP math.IT
Resource Allocation in SWIPT Networks under a Non-Linear Energy Harvesting Model: Power Efficiency, User Fairness, and Channel Non-Reciprocity
研究了一种多用户同时无线信息和功率传输（SWIPT）系统，该系统采用非线性能量收集模型，多天线基站（BS）通过上行导频估计下行信道状态信息（CSI）。每个单天线用户都配备了一个功率分配器。该系统的资源管理的三个关键问题包括：（i）功率效率的提高，（ii）用户公平性的保证，和（iii）非理想信道互易效应的缓解。潜在的，资源分配计划，以共同解决这些问题，可以设计通过使用多目标优化的框架。然而，由此产生的问题可能很难解决，因为这三个问题具有不同的特点。因此，我们提出了一种新的方法来设计的资源分配计划。特别是，我们的方法的原理依赖于数学结构化的问题成一个跨层的多级优化问题。在此基础上，我们设计了求解算法和封闭解。此外，即时适应CSI在实践中的变化，同时减少计算负担，我们提出了一个封闭形式的次优解决方案来解决这个问题。最后，我们提供了数值结果，以显示可实现的性能增益使用最佳和次优的解决方案，然后验证所提出的资源分配计划。
2018-06-20 cs.IT math.IT
Joint Optimization of Power Splitting and Allocation for SWIPT in Interference Alignment Networks
干扰对齐（IA）是无线网络中干扰管理的一种很有前途的解决方案。另一方面，同时无线信息和功率传输（SWIPT）已经成为新兴技术。虽然已经做了一些工作，对IA和SWIPT，这两个重要领域传统上是单独处理的文献。在本文中，我们建议使用一个共同的框架，共同研究IA和SWIPT。我们分析了SWIPT在IA网络中的性能。具体来说，我们推导出的功率的上限，可以收获IA网络。此外，我们表明，为了提高无线功率传输和信息传输的性能，用户应动态选择作为能量收集（EH）或信息解码（ID）终端。此外，我们在IA网络中设计了两种易于实现的SWIPT用户选择（SWIPT-US）算法。为了优化智能电网中SWIPT的ID和EH性能，在功率分配器可用的情况下，提出了一种功率分配优化（PSO）算法，并推导了其最优解的封闭形式。研究了粒子群优化算法中的功率分配问题，进一步优化了算法的性能。仿真结果表明了所提算法的有效性。
2017-01-08 cs.IT math.IT
Sensitive and Nonlinear Far Field RF Energy Harvesting in Wireless Communications
这项工作研究了现实中观察到的远场RF能量收集的有限灵敏度和非线性，并量化了它们的影响，试图填补同时无线信息和功率传输（SWIPT）文献中的一个主要空白。考虑到有限的灵敏度和饱和效应，RF收获功率被建模为接收功率的任意非线性、连续和非递减函数。RF收集器的灵敏度可能比通信接收器的灵敏度差几dB，潜在地使得RF信息信号对于能量收集目的无用。给定有限数量的数据点对的收获（输出）功率和相应的输入功率，分段线性近似的应用和收获的功率的统计提供，作为无线信道衰落统计的函数。需要有限数量的数据点，并提供准确性分析。案例研究包括占空比（非连续）以及连续SWIPT，与行业级RF采集进行比较。建议的近似，即使简单，提供准确的性能为所有研究的指标。另一方面，线性模型或非线性无限灵敏度收获模型偏离实际，特别是在低输入功率区。所提出的方法可用于当前和未来的SWIPT研究。
2018-03-04 cs.IT math.IT
Resource Allocation for Large IRS-Assisted SWIPT Systems with Non-linear Energy Harvesting Model
在本文中，我们研究资源分配算法设计的大型智能反射面（IRS）辅助的同时无线信息和功率传输（SWIPT）系统。为此，我们采用了基于物理的IRS模型，与传统的IRS模型不同，它考虑了入射电磁波的入射角和反射角对反射信号的影响。为了便于高效的资源分配设计大型IRS，我们采用了一个可扩展的优化框架，IRS被划分为几个瓦片和相移元素的每个瓦片联合设计，以实现不同的传输模式。然后，考虑到非线性能量收集接收器和信息解码接收器两者的服务质量要求，联合优化基站（BS）处的波束成形向量和IRS的瓦片的传输模式选择以最小化BS发射功率。为了处理由此产生的非凸优化问题，我们采用惩罚为基础的方法，逐次凸逼近，和半定松弛开发一个计算效率高的算法，渐近收敛到所考虑的问题的局部最优解。我们的仿真结果表明，该方案相比，两个基线方案，使相当大的功率节省。此外，我们的研究结果也表明，所提倡的基于物理的模型和可扩展的优化框架，大型IRS，使我们能够达到系统性能和计算复杂性之间的平衡，这是实现大型IRS辅助通信系统的关键。
2020-10-02 cs.IT math.IT
Conditional Capacity and Transmit Signal Design for SWIPT Systems with Multiple Nonlinear Energy Harvesting Receivers
我们研究了采用非线性射频（RF）能量收集（EH）接收器（RXS）的同时无线信息和功率传输（SWIPT）系统的信息理论极限。特别地，我们考虑具有向信息解码（ID）Rx和多个EH Rx广播公共信号的一个发射机的SWIPT系统。由于EH Rx电路的非线性，无线功率传输的效率取决于传输信号的波形。我们的目标是回答以下基本问题：以在EH Rx处收获的各个最小所需直流（DC）功率为条件，使ID Rx处的信息传送率最大化的发射信号波形的最佳输入分布是什么？具体而言，我们研究了条件容量问题的SWIPT系统受损的加性高斯白噪声的平均功率（AP）和峰值功率（PP）的限制，在发射机和非线性EH约束的EH Rx。为此，我们开发了一种新的非线性EH模型，该模型通过考虑整流二极管的反向击穿电流来捕获所收获的DC功率的饱和。我们推导出一种新的半封闭形式的表达收获的直流功率，简化为封闭形式的低输入RF功率。推导出的解析表达式示出密切匹配的电路仿真结果。我们解决了条件容量问题的实和复值信令，并证明了最佳的输入分布，最大限度地提高率能量（R-E）区域是唯一的和离散的有限数量的质量点。此外，我们表明，由于高输入RF功率下收获的DC功率的饱和，R-E区域的边界在高PP约束下饱和。此外，我们设计了一个次优的输入分布，其R-E权衡性能接近最优。
2019-12-02 cs.IT math.IT
Jointly Optimal Spatial Channel Assignment and Power Allocation for MIMO SWIPT Systems
研究了多输入多输出（MIMO）系统中同时进行无线信息和功率传输（SWIPT）时空间信道分配和功率分配的联合设计问题。假设在两个通信端的信道状态信息的可用性，我们最大限度地提高收获的能量在多天线接收机，同时满足最小的信息速率要求的MIMO链路。我们首先推导出全局最优的本征信道分配和功率分配设计，然后提出了一个实际动机的最优设计参数的紧密封闭形式的近似。选定的数值结果验证了最优解的有效性，并提供了有用的见解所提出的设计以及帕累托最优的速率能量权衡。
2017-10-24 cs.IT math.IT
Max-min Fair Beamforming for SWIPT Systems with Non-linear EH Model
研究了具有无线信息和功率同步传输（SWIPT）的多用户系统的波束形成设计。采用一个实用的非线性能量收集（EH）模型，设计制定为一个非凸优化问题的最大化的最小收获功率跨越几个能量收集接收器。建议的问题制定考虑到不完善的信道状态信息（CSI）和最低要求的信号干扰噪声比（SINR）。通过半定规划（SDP）松弛方法获得了设计问题的全局最优解。有趣的是，我们可以证明，最多需要一个专用的能量束来实现最优性。数值结果表明，与两个基线方案相比，所提出的设计可以提供给用户显着的性能增益和改善的公平性。
2017-05-14 cs.IT math.IT
Simultaneous Wireless Information and Power Transfer in Modern Communication Systems
用于无线通信网络的能量收集是允许终端从周围环境中的外部能量源对其电池再充电的新范例。一种有前途的能量收集技术是无线电力传输，其中终端从电磁辐射中收集能量。因此，可以从周围电磁源或从出于能量收集目的而有意地发射电磁能量的源机会性地收集能量。当源执行同时无线信息和功率传输（SWIPT）时，出现特别有趣和具有挑战性的场景，因为强信号不仅增加功率传输，而且还增加干扰。本文概述了SWIPT系统，特别侧重于整流天线电路的硬件实现和实用技术，实现SWIPT在时域，功率，天线和空间。本文还讨论了SWIPT技术在现代通信网络的资源分配和协作认知无线电网络的背景下的潜在整合的好处。
2014-08-31 cs.IT math.IT
Energy-Efficient Resource Allocation for SWIPT in Multiple Access Channels
在本文中，我们研究了最优的资源分配策略，同时信息和电力传输（SWIPT）的重点是系统的能量效率。我们考虑两个用户的多址接入信道中，能量收集（EH）和信息解码（ID）节点在空间上分离。我们制定的优化问题，最大限度地提高系统的能源效率，同时考虑收获的能源约束。这是凹线性分式问题，因此Karush-Kuhn-Tucker（KKT）条件是获得全局最优解的必要和充分条件。通过求解这些优化问题，给出了源节点间最优发射功率分配的解析表达式，并确定了相应的能量效率。我们通过数值结果证实了理论分析。此外，我们还描述了电路功耗对系统效率的影响，因为收获的能量需求的变化。
2016-09-16 cs.IT math.IT
Multi-Objective Resource Allocation in Full-Duplex SWIPT Systems
在本文中，我们研究的资源分配算法设计全双工同时无线信息和功率传输（FD-SWIPT）系统。所考虑的系统包括FD无线电基站、多个单天线半双工（HD）用户和配备有多个天线的多个能量采集器。我们提出了一个多目标优化框架，研究上行链路发射功率最小化，下行链路发射功率最小化，总收获能量最大化之间的权衡。所考虑的优化框架考虑了上行链路和下行链路通信以及无线功率传输的异构服务质量要求。将非凸多目标优化问题转化为一个等价的秩约束半定规划问题，并利用半定规划松弛法进行优化求解。所提出的框架的解决方案的结果在一组帕累托最优的资源分配政策。数值结果揭示了一个有趣的权衡所考虑的冲突系统的设计目标，并揭示了提高功率效率促进FD在SWIPT系统相比，传统的HD系统。
2016-01-31 cs.IT math.IT
Robust AN-Aided Beamforming and Power Splitting Design for Secure MISO Cognitive Radio With SWIPT
研究了一种同时进行无线信息和功率传输的多输入单输出认知无线电下行网络。在该网络中，次级用户与多个主用户和多个能量收集接收器共存。为了保证安全通信和能量收集，研究了不完全信道状态信息（CSI）下鲁棒安全人工噪声辅助波束形成和功率分配设计问题。具体而言，发射功率最小化问题和最大-最小公平能量收集问题，制定了有界CSI误差模型和概率CSI误差模型。这些问题是非凸的，解决起来很有挑战性。针对这些问题，提出了一种一维搜索算法，在有界CSI误差模型下基于${\cal S}\text{-Procedure} $，在概率CSI误差模型下基于Bernstein型不等式.结果表明，最佳的鲁棒安全波束形成下的有界CSI误差模型可以实现，而一个次优波束形成的解决方案下的概率CSI误差模型可以得到。阐明了在最大最小公平性准则下，次用户接收机的保密率与能量收集接收机所收集的能量之间的折衷。
2016-02-22 cs.IT math.IT
Training-Based SWIPT: Optimal Power Splitting at the Receiver
我们考虑一个点对点系统，同时无线信息和功率传输（SWIPT）在一个块衰落信道。每个传输块由训练阶段和数据传输阶段组成。在训练阶段期间发送导频符号，用于接收机处的信道估计。为了实现SWIPT，接收器采用功率分配设计，使得接收信号的一部分用于信道估计或数据检测，而剩余部分用于能量收集。我们优化设计了训练和数据阶段的功率分配比，以实现最佳的遍历容量性能，同时保持所需的能量收集率。我们的研究结果表明，功率分配接收机可以充分利用接收到的导频和数据信号，以获得最佳的SWIPT性能。
2014-10-18 cs.IT cs.NI math.IT
Multi-Objective Beamforming for Energy-Efficient SWIPT Systems
本文研究了能量高效的无线信息与功率同步传输（SWIPT）系统的资源分配算法设计。所考虑的系统包括发射器、信息接收器和配备有多个天线的多个能量收集接收器。我们提出了一个多目标优化框架来研究信息传输的能量效率最大化和无线功率传输效率最大化之间的权衡。所提出的问题制定考虑到每个天线电路的功率消耗的发射机和不完善的信道状态信息的能量收集接收机。将所采用的非凸多目标优化问题转化为等价的秩约束半定规划（SDP），并利用SDP松弛法进行优化求解。数值结果揭示了一个有趣的权衡考虑冲突的系统设计目标，并揭示了多个发射天线的好处，提高系统的能源效率。
2015-09-20 cs.IT math.IT
A Novel Temperature-based Model for SWIPT
提出一种基于电磁信号热特性的SWIPT新模型，通过热相关性将信道转换为虚拟MIMO信道，实现信息解码与能量收集无缝集成，无需信号正交分割。
2024-03-26 cs.IT math.IT
Power Allocation for Secure SWIPT Systems with Wireless-Powered Cooperative Jamming
本文考虑无线供电的合作干扰（CJ），以确保发送器（Tx）和信息接收器（IR）之间的通信，在存在的能量接收器（ER），这被称为潜在的窃听者。全双工干扰器从Tx的信息信号中获取能量，同时发送干扰信号，其中干扰信号不仅混淆ER（潜在窃听者），而且还对ER充电。我们的目标是最大限度地提高保密信息率，通过联合优化在Tx和干扰机的功率分配，同时保持收获的能量要求的ER。所研究的问题是非凸的，我们提出了基于拉格朗日方法的最优解。仿真结果表明，该方案的性能明显优于基准方案。
2017-02-18 cs.IT math.IT
Joint resource allocation in SWIPT-based multi-antenna decode-and-forward relay networks
在本文中，我们考虑中继辅助的同时无线信息和功率传输（SWIPT）的两跳合作传输，其中一个半双工多天线中继采用解码和转发（DF）中继策略的信息转发。中继被假定为是无能量的，并且需要从源节点收获能量。通过在每个中继天线处嵌入功率分裂（PS）来协调接收的能量和信息，在多天线中继节点处确定PS比和功率分配的联合问题被公式化以最大化端到端可达速率。我们表明，在这样的SWIPT系统中的多天线中继等效为一个虚拟的单天线中继，并与封闭形式的最优解的问题。为了降低PS方案的硬件成本，我们进一步提出了天线分簇方案，其中中继处的多个天线被划分为两个不相交的组，分别专门用于信息解码和能量收集。最优聚类算法是首次提出的，但具有指数复杂度。在此基础上，提出了一种贪婪聚类算法，该算法具有线性复杂度，且性能接近最优.通过理论分析和仿真结果提供了一些有价值的见解。
2017-06-18 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
Probabilistically Robust SWIPT for Secrecy MISOME Systems
本文考虑了多输入单输出（MISO）下行链路系统中的同时无线信息和功率传输（SWIPT），该系统由一个多天线发射机、一个单天线信息接收机（IR）、多个多天线窃听器（Eves）和多个单天线能量收集接收机（ER）组成。其主要目标是保持合法用户的可实现的保密率中断的概率，以及ER的收获能量中断所造成的信道状态信息（CSI）的不确定性低于一些规定的阈值。众所周知，保密率中断约束提出了一个重要的分析和计算挑战。消除能量收集（EH）中断约束只会加剧这一挑战。在本文中，我们解决这个具有挑战性的问题，使用凸约束的方法，然后证明产生秩一最佳波束形成的解决方案。数值结果表明了所提出格式的有效性。
2016-08-30 cs.IT math.IT
Energy Efficiency Maximization for SWIPT Enabled Two-Way DF Relaying
研究了在非线性能量收集模型下，支持双向解码转发（DF）中继网络的同时无线信息和功率传输（SWIPT）系统中能量效率（EE）最大化的最优资源分配方案.特别是，我们制定了一个优化问题，通过联合优化两个源节点的发射功率，中继的功率分配（PS）比，和源中继传输的时间，在多个约束条件下，包括在源的发射功率约束和最小速率要求。虽然公式化的问题是非凸的，一个迭代算法来获得最优的资源分配。仿真结果验证了算法的有效性，并表明所设计的资源分配方案在EE方面优于其他基准方案。
2019-03-15 cs.IT math.IT
Performance Analysis of Simultaneous Wireless Information and Power Transfer with Ambient RF Energy Harvesting
在过去的十年中，射频能量传输和收集技术的进步使得电子设备的无线能量补充成为可能，这被认为是解决传统电池供电设备的能量瓶颈的有前途的替代方案。在本文中，通过使用随机几何的方法，我们的目标是分析的RF供电的无线传感器在下行链路同步无线信息和功率传输（SWIPT）系统与周围的RF发射机的性能。具体而言，我们认为点对点的下行链路SWIPT传输从一个接入点的无线传感器在网络中，周围的射频发射机分布作为一个Ginibre？$α$ -行列式点过程（DPP），当$α$？接近于零。在所考虑的网络中，我们专注于分析的传感器配备的功率分配架构的性能。在这种架构下，我们表征了传感器的预期RF能量收集率。此外，我们推导出功率和输电中断概率的上界。数值结果表明，我们的上界是准确的不同值？$α$。
2015-01-04 cs.IT math.IT
Multi-Objective Power Allocation for Energy Efficient Wireless Information and Power Transfer Systems
同时无线信息和功率传输（SWIPT）为实现永久无线网络提供了有前途的解决方案。能量效率是衡量系统性能的重要指标，本文研究SWIPT系统中能量有效的资源分配算法设计。我们首先调查之间的权衡EE的信息传输，EE的功率传输，并在一个基本的SWIPT系统与分离的接收器的总发射功率。在最大发射功率约束下，建立了多目标优化问题。我们提出了一种算法，实现灵活的资源分配的能量效率最大化和发射功率最小化。在仿真结果中示出了系统设计目标的折衷区域。此外，我们考虑在SWIPT系统与功率分配接收机的安全通信。人工噪声被注入到通信信道中，以对抗潜在窃听者的窃听能力。当系统中存在多个合法信息接收者和多天线潜在窃听者时，提出了一种功率有效的资源分配算法。仿真结果表明，显着的性能增益所提出的最佳算法相比，次优基线计划。
2015-04-09 cs.IT math.IT
Secrecy Outage of SWIPT in the Presence of Cooperating Eavesdroppers
这项工作调查的保密性能的同时无线信息和功率传输系统，在合作窃听者的存在下工作。多天线接入点的传输被多天线节点用于信息解码，并被多个单天线节点用于能量收集（EH）。然而，授权用于EH的一些节点仅尝试通过利用广义开-关功率分配架构来窃听正在进行的信息传输。我们推导出一个封闭形式的表达所考虑的多输入多输出多EQUIPLE-DROPPER系统的秘密中断概率。理论和仿真结果验证了推导的结果。
2019-03-08 cs.IT math.IT
Distributed Power Splitting for SWIPT in Relay Interference Channels using Game Theory
在本文中，我们认为同时无线信息和功率传输（SWIPT）中继干扰信道，其中多个源-目的地对通过其专用的能量收集中继通信。每个中继需要将其从源接收的信号分成两个流：一个用于信息转发，另一个用于能量收集。我们开发了一个分布式的功率分配框架，利用博弈论推导出一个配置文件的所有继电器，可以实现一个良好的网络范围内的性能的功率分配比。具体而言，非合作博弈分别制定为纯放大和转发（AF）和解码和转发（DF）网络，其中每个链路被建模为一个战略球员谁的目标是最大化自己的可实现的速率。分析了该博弈的纳什均衡的存在性和唯一性，并提出了一种可证明收敛的分布式算法。随后，开发的框架扩展到更一般的网络设置与混合AF和DF继电器。大量的数值结果验证了所有的理论分析。仿真结果表明，所提出的博弈理论的方法可以实现一个接近最优的网络范围内的平均性能，特别是对于相对较低和中等干扰的情况下。
2014-08-14 cs.IT math.IT
SWIPT Signalling over Frequency-Selective Channels with a Nonlinear Energy Harvester: Non-Zero Mean and Asymmetric Inputs
研究了点到点频率选择性加性高斯白噪声（AWGN）信道上的无线信息和功率同时传输（SWIPT）问题。考虑到采集器的非线性近似，导出了系统基带参数的传递功率的一般形式，该形式展示了传递功率对基带信道输入分布的高阶矩的依赖性。研究了最大化率功率域的优化问题。假设接收端和发射端都有信道状态信息（CSI），并在输入信号服从非零均值高斯分布的条件下，研究了一种在不同子信道间进行功率分配的优化算法。作为一种特殊情况，零均值高斯输入的最优性条件。从数值优化得到的结果表明，非零均值高斯输入（在每个复杂的子信道中具有不对称的功率分配），在产生一个更大的RP区域相比，他们的零均值和非零均值（在每个复杂的子信道中具有对称的功率分配）对应的优越性。这与线性能量收集下的SWIPT设计形成鲜明对比，对于线性能量收集，循环对称高斯输入是最佳的。
2019-01-07 cs.IT math.IT
On the Outage Performance of SWIPT-NOMA-CRS with imperfect SIC and CSI
本文提出了一种基于非正交多址接入的协作中继系统（NOMA-CRS）来提高频谱效率。此外，提出了NOMA-CRS中继的无线信息和功率同步传输（SWIPT）。在SWIPT-NOMA-CRS中，实现了三种不同的能量收集（EH）协议，功率共享（PS）、分时（TS）和理想协议。针对所有三种EH协议，研究了SWIPT-NOMA-CRS的中断性能。在分析中，代表实际/合理的情况下，不完美的连续干扰消除器（SIC）和不完美的信道状态信息（CSI）被考虑在内。推导出的中断概率（OP）的表达式通过计算机模拟验证。此外，还推导了不含EH的NOMA-CRS基准方案在不理想SIC和CSI下的OP。基于大量的模拟，揭示了SWIPT-NOMA-CRS优于没有EH的NOMA-CRS。最后，讨论了各参数对SWIPT-NOMA-CRS中断性能的影响，给出了给定场景下的最优PS因子、TS因子和功率分配系数。
2020-09-29 cs.IT math.IT
Decentralized Robust Transceiver Designs for MISO SWIPT Interference Channel
本文考虑了一种用于同时无线信息和功率传输（SWIPT）的$K$ -用户多输入单输出（MISO）干扰信道，其中每个多天线发射机为每个用户对的单天线接收机服务。所有接收器基于接收功率分割（PS）架构同时执行信息处理和能量收集（EH）。假设不完美的信道状态信息（CSI）在发射机，我们开发了一个最佳的鲁棒收发器的设计方案，最大限度地减少了最坏情况下的信号与干扰加噪声比（SINR）和能量收集（EH）的限制下，在接收机的总发射功率，通过联合优化发射波束成形和接收PS比每个接收机。当CSI的不确定性是有界的椭球区域，它表明，最坏情况下的SINR和EH约束每个接收机可以重铸成二次矩阵不等式形式。利用半定松弛技术，预期的鲁棒波束形成和PS（BFPS）问题可以被松弛为易处理的（集中式）半定规划（SDP）。更重要的是，依靠最先进的交替方向乘法器（ADMM）在凸优化，我们提出了一个{ \em分散}算法能够计算最佳的鲁棒BFPS计划与本地CSI和有限的信息交换之间的发射机。结果表明，所提出的分散算法是保证收敛到最优的集中式解决方案。数值结果证明了所提出的方法的优点。
2017-10-30 cs.IT math.IT
Resource Allocation in Dynamic DF Relay for SWIPT Network with Circuit Power Consumption
本文研究了在中继端采用功率分割（PS）能量收集协议的双跳动态解码转发（DF）中继网络中的无线信息和功率同步传输（SWIPT）问题。电路功耗（CPC），其中包括解码和编码电路的功率要求，被认为是在继电器。对于速率相关的线性CPC模型，我们制定了一个优化问题，以确定最佳的吞吐量，PS比，中继发送功率和时间比的源中继传输。虽然由此产生的优化问题是非凸的，我们得到一个有效的优化算法，需要显着减少浮点运算比内点法。最后，我们提出的数值结果，导致一些有趣的见解系统设计。
2019-09-12 cs.IT eess.SP math.IT
Optimal Beamforming and Time Allocation for Partially Wireless Powered Sensor Networks with Downlink SWIPT
无线供电传感器网络（WPSNs）已经成为未来自我可持续的物联网（IoT）网络的关键发展。为了在自维持性和可靠性之间实现良好的平衡，具有混合功率解决方案的部分WPSN在实际应用中是可取的。具体来说，大多数传感器节点是无线供电的，但关键的传感器节点采用传统的有线/电池供电的可靠性。因此，本文主要研究了下行链路采用同步无线信息和功率传输（SWIPT）的部分WPSNs的优化设计。两种情况下，空分多址（SDMA）和时分多址（TDMA）在上行链路被认为是。对于支持TDMA和TDMA的部分WPSN，研究了下行链路波束成形、上行链路波束成形和时间分配的联合设计，以最大化上行链路和速率，同时保证服务质量（即，满足下行链路速率约束）。在分析了上行链路和速率最大化问题的可行性和下行链路速率约束的影响后，给出了支持SDMA和支持TDMA的WPSNs的半封闭形式的最优解，并保证了全局最优性。复杂性分析也提供了证明所提出的解决方案在低复杂性的优势。最后通过仿真验证了所提最优解的有效性和最优性。
2018-06-26 cs.IT math.IT
Enhancing PHY Security of MISO NOMA SWIPT Systems With a Practical Non-Linear EH Model
非正交多址接入（NOMA）和同时无线信息和功率传输（SWIPT）是有前途的技术，以提高频谱效率和能量效率。然而，NOMA SWIPT系统的安全性在文献中没有得到太多的关注。针对多输入单输出NOMA SWIPT系统的安全性问题，研究了一种人工噪声辅助波束形成设计方法，该方法采用了一种实用的非线性能量收集模型。该问题是非凸的，具有挑战性的解决。提出了两种基于半定松弛（SDR）和逐次凸逼近的算法来解决这个问题。仿真结果表明，与传统的正交多址相比，NOMA可以获得性能增益。它还表明，使用成本函数的算法的性能优于使用SDR的算法，但代价是更高的计算复杂度。
2018-06-11 cs.IT math.IT
A Novel Mode Switching Scheme Utilizing Random Beamforming for Opportunistic Energy Harvesting
由于无线电信号同时携带能量和信息，因此关于同时无线信息和功率传输（SWIPT）的统一研究最近引起了人们对实现无线供电通信网络的极大关注。在本文中，我们研究了一个多输入单输出（MISO）多播SWIPT网络与一个多天线发射机发送共同的信息，多个单天线接收器同时随着机会主义的无线能量收集在每个接收器。从实际考虑，我们假设信道状态信息（CSI）仅在每个相应的接收机处是已知的，但在发射机处是不可用的。我们提出了一种新的接收机模式切换SWIPT方案的基础上的一个新的应用程序的传统的随机波束成形技术在多天线发射机，它产生人工信道衰落，使更有效的能量收集在每个接收机时，接收功率超过一定的阈值。对于所提出的方案，我们调查可实现的信息速率，收获的平均功率和/或停电概率，以及它们在AWGN和准静态衰落信道的各种权衡。与没有随机发射波束成形的周期性接收器模式切换的参考方案相比，当所收获的能量目标足够大时，所提出的方案被示出能够实现更好的速率-能量权衡。特别是，它揭示了采用一个单一的随机波束的建议计划是渐近最佳的发射功率增加到无穷大，也表现出最好的有限发射功率的高收获的能量制度的最实际的利益，从而导致一个有吸引力的低复杂度的实现。最后，我们比较了所提出的方案与不同的随机波束设计的速率-能量性能。
2014-07-21 cs.IT math.IT
Secure Energy Efficiency: Power Allocation and Outage Analysis for SWIPT-in-DAS based IoT
在本文中，我们研究了基于分布式天线系统（DAS）的物联网网络中同时进行无线信息和功率传输（SWIPT）的安全能效（SEE）。我们考虑一个系统，其中合法用户（鲍勃）和窃听者（夏娃）有功率分配（PS）接收器，同时解码信息和收获能量从接收到的信号。当信道状态信息（CSI）是已知的在发送端，我们分析了能量收集窃听（EHE）的最大化系统的SEE的效果。其次，考虑到理想的CSI在实际中很难实现的事实，我们用SEE的中断概率来表征系统性能。对于给定的SWIPT在DAS设置，我们推导出封闭形式的表达式SEE的中断概率，并与数值结果的帮助下，我们研究了发射功率电平，分布式天线（DA）端口的数量和设备的PS比的影响。据我们所知，这是第一次尝试定义SWIPT-在DAS的SEE的中断概率。
2021-03-23 cs.IT eess.SP math.IT
SWIPT-Enabled Multiple Access Channel: Effects of Decoding Cost and Non-linear EH Model
研究了多址接入信道（MAC）中基于功率分配的无线信息和功率同步传输（PS-SWIPT），考虑了接收节点的解码代价和非线性能量收集（EH）约束，研究了EH通信系统的实际局限性。在这些限制下，我们制定和分析了两个充分研究的情况下，即，传统的PS-SWIPT MAC和具有用户协作的PS-SWIPT MAC。在经典的PS-SWIPT MAC设置，封闭形式的表达式的PS因子的最佳值推导出两个基本的解码方案：同时解码和连续干扰消除。在用户协作的PS-SWIPT MAC中，推导了用户的联合最优功率分配和最优PS因子。这表明，一个解码方案优于其他在经典的PS-SWIPT MAC，取决于解码成本的函数类型。最后，它表明，用户之间的合作可以潜在地提高性能的PS-SWIPT MAC解码成本和非线性EH约束下。研究了译码代价函数、非线性EH模型和用户间信道质量对系统性能的影响，讨论了系统的性能特征。
2021-11-11 cs.IT math.IT
Max-Min Fair Energy-Efficient Beamforming Design for Intelligent Reflecting Surface-Aided SWIPT Systems with Non-linear Energy Harvesting Model
本文研究了一种智能反射面（IRS）辅助的无线信息与能量同步传输（SWIPT）网络，其中多个用户从发射机的发射信号中解码数据并获取能量。提出的设计框架利用成本效益的IRS建立良好的通信环境，以提高公平的能源效率。特别是，我们研究的最大-最小能量效率（EE）的系统，通过联合设计的发射信息和能量波束成形在基站（BS），在IRS的相移，以及功率分配（PS）比在所有用户的最小速率，最小收获的能量，和发射功率的限制。制定的问题是非凸的，因此具有挑战性的解决。我们提出了两种算法，即惩罚为基础的和内部近似（IA）为基础的处理非凸性的优化问题。因此，我们将原问题分为两个子问题，并应用交替优化（AO）算法，这两个算法迭代处理。特别地，在第一子问题的基于惩罚的算法中，利用半定松弛（SDR）技术、凸函数差分（DC）规划、优化最小化（MM）方法和分式规划理论将非凸优化问题转化为可以有效地解决的凸形式。对于第二子问题，提出了一种基于惩罚的方法来处理所提出的算法的IRS引入的相移的优化。对于基于IA的方法，我们联合优化波束形成向量和相移，而PS比在第一子问题中得到最优解。
2021-03-22 cs.IT eess.SP math.IT
AIRS-assisted Vehicular Networks with Rate-Splitting SWIPT Receivers: Joint Trajectory and Communication Design
针对配备SWIPT接收器的电池受限车辆，提出AIRS辅助的RSMA车载网络，通过联合优化轨迹、相移、功率与速率分配及功率分裂比最大化总速率，仿真验证其优于部分优化方案。
2024-01-23 cs.IT math.IT
Optimal Resource Allocation Design for Large IRS-Assisted SWIPT Systems: A Scalable Optimization Framework
本文研究了大型智能反射面（IRS）辅助的无线信息与能量同步传输（SWIPT）系统的最优资源分配算法设计。为了促进大型IRS的有效系统设计，而不是联合优化所有的IRS元素，我们将IRS划分为几个瓦片，并采用可扩展的优化框架，包括离线设计阶段和在线优化阶段。在离线阶段，每个瓦片的IRS元件被联合设计为支持一组不同的相移配置，称为传输模式，而最佳传输模式是从在线阶段的每个瓦片的组中选择的。给定一个传输模式集，我们的目标是通过联合优化波束成形和传输模式选择策略，同时考虑到信息解码和非线性能量收集接收器的服务质量要求，分别最大限度地减少总基站（BS）的发射功率。虽然资源分配算法设计是制定为一个非凸的组合优化问题，我们最佳地解决它通过应用分支定界（BNB）的方法，这需要一个高的计算复杂性。为了在最优性和计算复杂性之间取得平衡，我们还开发了一个有效的次优算法，利用惩罚方法和逐次凸逼近。我们的仿真结果表明，所提出的设计，使相当大的功率节省相比，几个基线方案。此外，我们的研究结果表明，通过适当地调整瓦片的数量和传输模式，所提出的可扩展的优化框架确实有利于大型IRS的在线设计。
2021-04-07 cs.IT math.IT
Multi-Objective Resource Allocation for IRS-Aided SWIPT
在这封信中，我们研究了资源分配的多用户智能反射面（IRS）辅助的同时无线信息和功率传输（SWIPT）系统。具体地，多天线基站（BS）在IRS的辅助下同时向多个能量收集接收器（EHR）和信息解码接收器（IDR）发送能量和信息信号。在这种设置下，我们引入了一个多目标优化（MOOP）框架，通过联合优化BS处的能量/信息波束成形向量和IRS处的相移，来研究数据和速率最大化和总收获能量最大化之间的基本权衡。该MOOP问题首先通过$ε$ -约束方法转化为单目标优化问题（SOOP），然后通过优化最小化（MM）和内逼近（IA）技术求解。仿真结果揭示了所考虑的竞争目标之间的非平凡的权衡，以及所提出的方案相比，各种基线计划的优越性能。
2021-03-10 cs.IT eess.SP math.IT
Rate-Energy Balanced Precoding Design for SWIPT based Two-Way Relay Systems
同时无线信息和功率传输（SWIPT）技术是一种流行的策略，以传达信息和RF能量，以在接收器处收获。在这方面，我们考虑了一个双向中继系统，多个用户和多天线中继采用SWIPT策略，分裂的接收信号导致的速率-能量的权衡。在文献中，收发器设计的工作已经研究了使用计算密集型和次优凸松弛为基础的计划。在本文中，我们研究的平衡预编码器的设计，使用弦距离（CD）分解，这将导致更低的复杂度，是灵活的动态能量需求。分析表明，给定CD的非负值，所提出的平衡预编码器所获得的能量高于完美干扰对齐（IA）预编码器所获得的能量。相应的损失和率也通过一个上限进行了分析。仿真结果表明，基于均方误差的IA方案比基于子空间分解的方法更适合于SWIPT最大化。
2021-06-06 cs.IT math.IT
Energy-Efficient SWIPT in IoT Distributed Antenna Systems
物联网（IoT）的快速增长显著增加了无线设备的功耗。同时无线信息和电力传输（SWIPT）是物联网设备可持续运行的一种有前途的解决方案。在本文中，我们研究了基于SWIPT的分布式天线系统（DAS）中的能量效率（EE），其中在物联网设备中应用功率分配（PS），通过改变分布式天线（DA）端口的发射功率和物联网设备的PS比率来协调能量收集（EH）和信息解码（ID）过程。在单个物联网设备的情况下，我们通过基于Karush-Kuhn-Tucker（KKT）条件导出一些有用的性质来找到最佳的封闭形式解，并且该解不需要数值迭代。对于多个IoT设备的情况，我们提出了一种有效的次优算法来解决EE最大化问题。仿真结果表明，在单个和多个物联网设备的情况下，与其他基准方案相比，所提方案都具有更好的EE性能。
2018-01-19 cs.IT math.IT
Joint Antenna Selection and Spatial Switching for Energy Efficient MIMO SWIPT System
在本文中，我们研究联合天线选择和空间切换（SS）的服务质量（QoS）约束的能源效率（EE）优化的多输入多输出（MIMO）同时无线信息和功率传输（SWIPT）系统。因此，利用考虑到整个发射-接收链的实用线性功率模型。相应的分数组合和非凸EE问题，涉及联合优化的特征信道分配，功率分配，和主动接收天线集选择，满足最小和速率和功率传输约束，是非常难以直接解决的。为了解决这个问题，我们分离的特征信道分配和功率分配过程与天线选择功能。特别是，我们首先使用基于Dinkelbach的凸规划，迭代联合特征信道分配和功率分配，以及低复杂度的多目标优化（MOO）为基础的方法来解决固定接收天线集下的EE最大化问题。另一方面，活动接收天线的数量引起可实现的和速率和功率传输相对于发射无关功耗的权衡。我们提供了一个基本的研究，可实现的EE与天线选择，并相应地开发动态最佳穷举搜索和Frobenius范数为基础的计划。仿真结果验证了理论分析的正确性，并表明所提出的资源分配算法能够有效地逼近最优EE。
2016-11-01 cs.IT math.IT
SWIPT-enabled NOMA in Distributed Antenna System with Imperfect Channel State Information for Max-Sum-Rate and Max-Min Fairness
基于分布式天线系统（DAS）可以极大地提高非正交多址接入（NOMA）的数据率的事实，提出了一种分布式天线系统不仅可以提高NOMA的数据率，还可以提高NOMA的能量采集能力的框架。针对DAS系统中支持SWIPT的NOMA，考虑了总速率最大化问题和最大最小公平性问题，提出了两种不同的功率分配方案，分别针对具有不完全信道状态信息（CSI）的SWIPT和NOMA.数值结果验证了理论研究结果，并表明，所提出的框架中使用的SWIPT启用的NOMA DAS实现了更高的数据率比现有的SWIPT启用的NOMA，同时保证最小的收获能量。
2022-03-18 cs.IT eess.SP math.IT
Tone-index Multisine Modulation for SWIPT
我们提出了一种新的同步无线信息和功率传输（SWIPT）技术，嵌入信息位的音调索引的多正弦波形。通过改变传输的带宽受限的多正弦信号的子载波的数量，所提出的方案能够实现高效的射频能量收集和低复杂度的信息传输。接收机不需要信道估计，并在接收信号的包络处采用非相干最大似然检测。所提出的音调指数调制的性能进行评估的平均错误概率的平坦衰落信道，我们表明，它优于其峰均功率比对应。
2019-06-25 cs.IT eess.SP math.IT
Optimal Transmit Beamforming for Secure SWIPT in Heterogeneous Networks
这封信研究了人工噪声辅助波束成形设计的安全同时无线信息和功率传输（SWIPT）在两层下行异构网络，其中一个毫微微蜂窝覆盖一个宏小区在同信道部署。毫微微小区中的每个能量接收器（ER）可以被认为是用于旨在用于信息接收器（IR）的消息的潜在的落滴器。我们的目标是最大限度地提高保密率在IR受信号干扰加噪声比（SINR）的要求，宏用户（MU），发射功率约束和能量收集约束。由于问题的非凸性，它不能直接求解。因此，我们提出了一种新的重新制定，通过使用一阶泰勒展开和逐次凸逼近（SCA）技术。此外，提出了一种低复杂度的SCA算法，以达到可证明收敛的解决方案。最后，数值结果评估所提出的算法的性能。
2017-07-22 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
Unified Analysis of SWIPT Relay Networks with Noncoherent Modulation
同时无线信息和功率传输（SWIPT）中继网络代表了无线网络发展中的范式转变，实现了同时射频（RF）能量收集（EH）和信息处理。不同于传统的SWIPT中继方案，这通常假设完美的信道状态信息（CSI）的可用性，在这里，我们考虑应用非相干调制，以避免需要的瞬时CSI估计/跟踪和最小化的能量消耗。我们提出了一个统一的和全面的分析框架的时间交换（TS）和功率分配（PS）接收机架构与放大转发（AF）协议的分析。特别是，我们采用了基于矩的方法来获得新的表达式中断概率，可实现的吞吐量，和平均符号出错率（ASER）的考虑SWIPT系统。我们量化的几个系统参数的影响，涉及继电器的位置，能量转换效率，和TS和PS比的假设，施加在EH继电器终端。我们的研究结果表明，TS协议的吞吐量性能优于PS协议在较低的接收信噪比（SNR）的值，这是在对比点到点SWIPT系统。一个广泛的蒙特卡罗模拟研究，以证实所提出的分析。
2017-08-22 cs.IT math.IT
Application of Smart Antenna Technologies in Simultaneous Wireless Information and Power Transfer
同时无线信息和功率传输（SWIPT）是一种很有前途的解决方案，可以增加无线节点的寿命，从而缓解能量受限的无线网络的能量瓶颈。作为传统能量收集技术的替代方案，SWIPT依赖于射频信号的使用，预计将为无线通信网络的设计带来一些根本性的变化。本文重点介绍了先进的智能天线技术，包括多输入多输出和中继技术，SWIPT的应用。这些智能天线技术有可能显着提高SWIPT的能源效率和频谱效率。不同的网络拓扑结构与单个和多个用户进行了研究，以及一些有前途的解决方案，以实现系统性能和复杂性之间的有利权衡。还提供了一个详细的讨论未来的研究挑战的SWIPT系统的设计。
2014-12-04 cs.IT math.IT
Energy Harvesting for Secure OFDMA Systems
无线网络中的能量收集和物理层安全具有重要意义。本文研究了下行正交频分多址（OFDMA）系统中的无线信息和功率同时传输（SWIPT）问题，在保证保密信息需求的前提下，每个用户采用功率分配来协调能量收集和信息解码过程。通过子载波分配和最优功率分配比的选择，在满足所有用户保密率要求的同时，最大化用户的总收获功率。由于问题的NP-困难性，我们提出了一个有效的迭代算法。数值结果表明，该方法优于传统方法。
2014-09-12 cs.IT math.IT
