Secrecy Rate Maximization for MISO Multicasting SWIPT System with Power Splitting Scheme
研究了多输入单输出多播同时无线信息和功率传输（SWIPT）系统中保密率最大化问题的发送协方差矩阵设计。为了提高系统的性能，在设计中将人工噪声（AN）添加到发送信号中，用于以下目的：降低窃听者处的接收信噪比（SNR）并增加收获的能量。我们假设所有的信道状态信息（CSI）是完全已知的发射机和所有合法的用户能够同时接收信息和收获能量。此外，所有的窃听者都是被动的，只有当他们没有拦截或窃听合法用户的消息时，他们才能收获能量。原始的保密率最大化问题是不凸的传输和人工协方差矩阵以及功率分裂（PS）比。为了避免这个非凸性问题，我们利用\emph{Charnes-Cooper}变换和半定松弛（SDR）将这个原始问题转化为凸问题。然而，这个凸问题并不总是产生秩一的传输和AN协方差矩阵，以获得原始问题的解决方案。因此，我们分析了最优条件，并利用高斯随机化（GR）的方法来构建秩一的解决方案，从非秩一的结果。仿真结果表明，所提出的发送协方差矩阵设计的MISO多播SWIPT系统的性能。
2016-05-06 cs.IT math.IT
Joint MOO of Transmit Precoding and Receiver Design in a Downlink Time Switching MISO SWIPT System
在本文中，我们考虑一个时间切换（TS）共址的同时无线信息和功率传输（SWIPT）系统由多个多天线接入点，服务于多个单天线用户。在这种情况下，我们提出了一个多目标优化（MOO）的框架，共同设计帕累托最优波束成形向量和TS比为每个接收机。目标是最大化效用向量，包括实现的数据率和所有用户同时收获的能量。该问题是一个非凸秩约束的多目标优化问题，通过加权Chebycheff方法将其松弛转化为一个非凸半定规划问题。利用优化极小化算法求解非凸SDP，并证明了最优解满足秩约束。我们还研究了在固定TS比的情况下，用同样的方法优化波束形成向量的问题。数值结果提供了两个协调的接入点与MISO配置。结果示出了所收获的能量和信息数据率目标之间的权衡，并且示出了优化预编码策略和TS比对该权衡的影响。
2016-10-26 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
Secrecy Beamforming for SWIPT MISO Heterogeneous Cellular Networks
在本文中，我们考虑的安全传输设计的多输入单输出的毫微微蜂窝覆盖的宏蜂窝在同信道部署。毫微微小区基站向信息接收毫微微小区用户（FU）发送机密消息，并向能量接收（ER）FU发送能量信号，同时限制对宏小区用户（MU）的干扰。ER FU有可能窃听机密消息。通过考虑公平性，我们提出了一个和对数保密率最大化波束形成设计问题下的干扰约束的MU和能量收集（EH）的限制ER FU。公式化的设计问题是非平凡的解决，由于非凸性，这是在目标和约束。为了解决这一问题，提出了一种基于半定松弛和逐次凸逼近的算法。仿真结果验证了所提出的波束形成设计的有效性。
2018-06-28 cs.IT math.IT
Joint Tx Power Allocation and Rx Power Splitting for SWIPT System with Multiple Nonlinear Energy Harvesting Circuits
研究了无线信息和功率同时传输（SWIPT）中的联合发射功率分配和接收功率分配问题。考虑到非线性能量收集的实际情况，我们采用现实的非线性能量收集模型进行分析。为了解决由于饱和引起的临界非线性问题，我们建议并行使用多个EH电路。一个重要的问题是通过联合优化Tx功率分配和Rx功率分割来最大化可实现的速率，这是一个非凸问题。在本文中，我们首先推导出任何数量的EH电路的最优解。然后，我们研究了如何确定所需的EH电路的数量，以避免饱和。从所得到的结果，我们得出有用的和有趣的见解SWIPT系统的非线性EH。数值结果表明，采用多个EH电路大大提高了SWIPT的性能与非线性EH。
2018-04-02 cs.IT math.IT
Practical Non-linear Energy Harvesting Model and Resource Allocation for SWIPT Systems
在这封信中，我们提出了一个实用的非线性能量收集模型，并设计了一个资源分配算法的同时无线信息和功率传输（SWIPT）系统。该算法设计被公式化为非凸优化问题，用于在能量收集接收器处的总收集功率的最大化，该能量收集接收器受到在多个信息接收器处的最小所需信号与干扰加噪声比（SINR）。我们考虑的非凸目标函数从比率之和的形式转换成一个等价的目标函数在减法形式，这使得一个有效的迭代资源分配算法的推导。在每次迭代中，一个秩约束半定规划（SDP）的最优解的SDP松弛。数值结果揭示了一个实质性的性能增益，可以实现，如果资源分配设计是基于所提出的非线性能量收集模型，而不是传统的线性模型。
2015-09-09 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
Practical Non-Linear Energy Harvesting Model and Resource Allocation in SWIPT Systems
同时无线信息和功率传输（SWIPT）是实现长寿命和自我可持续的无线网络的有前途的解决方案。在这篇论文中，我们提出了一个实用的非线性能量收集（EH）模型，并设计了SWIPT系统的资源分配算法。特别地，算法设计被公式化为非凸优化问题，用于在EH接收器处的总收获功率的最大化，该EH接收器受到信息解码（ID）接收器的服务质量（QoS）约束。为了避免问题的非凸性，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。此外，我们设计了一个计算效率高的迭代资源分配算法，以获得全局最优解。数值结果表明，显着的性能增益的平均总收获功率的建议的非线性EH接收机模型相比，传统的线性模型。
2016-02-02 cs.IT math.IT
Robust Beamforming for SWIPT Systems with Non-linear Energy Harvesting Model
本文研究了基于非线性能量收集模型的无线信息和功率同步传输（SWIPT）下行链路系统的资源分配。资源分配算法设计被公式化为用于最大化总收获功率的非凸优化问题。建议的问题制定不仅考虑到不完美的信道状态信息（CSI），但也保证了服务质量（QoS）的信息传输。提出了一种新的迭代算法来获得所考虑的非凸优化问题的全局最优解。在每次迭代中，一个秩约束半定规划（SDP）的最优解的SDP松弛。仿真结果表明，所提出的最优资源分配的收获功率和对CSI不完美的鲁棒性的显着增益，相比，为完美的CSI和传统的线性能量收集模型设计的基线方案。
2016-04-19 cs.IT math.IT
Harvested Power Maximization in QoS-Constrained MIMO SWIPT with Generic RF Harvesting Model
研究了多输入多输出（MIMO）同时无线信息和功率传输（SWIPT）系统中功率分配接收的功率最大化问题。不同于最近提出的设计，我们的目标与我们的新的问题制定在联合最佳的发射预编码和接收均匀功率分配（UPS）比最大化收获的功率，同时确保服务质量（QoS）的MIMO链路的要求得到满足。我们假设通用的实际射频（RF）能量收集（EH）接收操作，导致设计参数的非凸优化问题，然后我们在将其以等效的广义凸形式制定后最优地解决。我们的代表性结果，包括可实现的EH增益与基准计划的比较提供了关键的见解，各种系统参数。
2017-10-11 cs.IT math.IT
Energy Sustainable IoT with Individual QoS Constraints Through MISO SWIPT Multicasting
由于低功率网络设备的高数据通信需求激增，因此能源可持续物联网（IoT）的使能技术至关重要。在本文中，我们考虑了一个多输入单输出（MISO）多播物联网系统，包括一个多天线发射机（TX），同时将信息和功率传输到低功耗和数据饥饿的物联网接收机（RX）。假设每个IoT设备配备有功率分配（PS）硬件，其实现能量收集（EH）并对下行链路通信施加个体服务质量（QoS）约束。我们研究了所考虑的MISO同时无线信息和功率传输（SWIPT）多播物联网系统的TX预编码和物联网PS比的联合设计，其目标是最大限度地提高物联网之间的最小收获能量，同时满足各自的QoS要求。在我们的新EH公平性最大化制定，我们采用了一个通用的射频（RF）EH模型捕捉实际整流操作，并导致在一个非凸优化问题。对于这个问题，我们首先给出了一个等价的半定松弛公式，然后证明了它具有唯一的全局最优性。我们还推导出严格的上限和下限的全局最优解，利用在获得低复杂度的算法实现的目标联合设计。还给出了最佳TX波束成形方向、功率分配和IoT PS比的解析表达式。我们的代表性的数值结果，包括与基准设计的比较，证实了建议的框架的有用性，并提供了有用的见解关键系统参数的相互作用。
2018-05-22 cs.IT math.IT
STAR-RIS Aided MISO SWIPT-NOMA System with Energy Buffer: Performance Analysis and Optimization
提出一种STAR-RIS与能量缓冲辅助的MISO SWIPT-NOMA系统，推导中断概率与吞吐量闭式表达式，并设计PSO-PA算法优化上行吞吐量，性能优于多种对比方案。
2024-07-17 cs.IT eess.SP math.IT
DMA-Aided MU-MISO Systems for Power Splitting SWIPT via Lorentzian-Constrained Holography
School of Computer Science and Electronic Engineering, University of Essex（埃塞克斯大学计算机科学与电子工程学院）
本文提出了一种DMA辅助的MU-MISO系统，利用Lorentzian约束全息术优化功率分割和波束成形，以降低发射功率并提高SWIPT效率。
2026-02-16 cs.IT eess.SP math.IT
Joint Transmit and Reflective Beamforming Design for IRS-Assisted Multiuser MISO SWIPT Systems
研究了一种智能反射面辅助的多用户多输入单输出（MISO）无线信息与能量同步传输（SWIPT）系统。在该系统中，多天线接入点（AP）使用发射波束成形将信息和能量信号发送到一组接收器，每个接收器用于信息解码（ID）或能量收集（EH），并且专用部署的IRS适当地控制其反射相移以形成无源反射波束，用于促进接收器处的ID和EH。在这种设置下，我们联合优化AP处的（有源）信息和能量发射波束成形以及IRS处的（无源）反射波束成形，以最大化在所有EH接收器处接收的最小功率，这受到ID接收器处的个体信号与干扰加噪声比（SINR）约束以及AP处的最大发射功率约束。虽然制定的SINR约束的最小能量最大化问题是高度非凸的，我们提出了一个有效的算法，通过使用交替优化和半定松弛（SDR）的技术，以获得高质量的解决方案。数值结果表明，建议的IRS辅助SWIPT系统的信息和能量信号实现了显着的性能增益比基准计划没有IRS部署和/或没有专用的能量信号使用。
2019-10-16 cs.IT eess.SP math.IT
Robust Beamforming for AN Aided MISO SWIPT System with Unknown Eavesdroppers and Non-linear EH Model
本文研究了多用户多输入单输出（MISO）系统下行传输的波束成形设计，其中每个合法用户采用基于功率分配（PS）的同时无线信息和功率传输（SWIPT）技术。发射机打算在完全未知的窃听者存在的情况下向其合法用户发送机密信息。由于发送方不知道窃听者的信道状态信息，我们考虑用人工噪声方法来建立安全通信。这种波束成形设计是通过最大化AN功率来尽可能多地干扰窃听者而开发的。基于发射端合法用户的CSI不理想的假设，研究了两种联合波束形成和PS比的鲁棒设计方法，以最大化每个合法用户在能量收集（EH）和信干噪比（SINR）要求下的AN功率。在第一个鲁棒设计中，我们考虑了有界信道的不确定性，并采用半定松弛（SDR）和线性矩阵不等式（LMI）表示，将原问题转化为一个半定规划（SDP）。在第二个鲁棒设计中，我们考虑了统计信道的不确定性，并证明了所提出的问题可以通过SDR和Bernstein型不等式转化为另一种形式的SDP。此外，非线性能量收集（EH）模型被纳入这项工作中，因为它可以反映实际的射频（RF）-EH转换电路的特性。仿真结果已被提供来证明我们所提出的鲁棒设计的性能。
2018-09-12 cs.IT math.IT
Energy Harvesting Fairness in AN-aided Secure MU-MIMO SWIPT Systems with Cooperative Jammer
本文研究了一种多用户多输入多输出保密同步无线信息和功率传输（SWIPT）信道，该信道由一个发射机、一个协作干扰机（CJ）、多个能量接收机（潜在窃听者，ER）和多个共址接收机（CR）组成。我们利用人工噪声（AN）生成的双重性来促进有效的无线能量传输和安全传输。我们的目标是最大限度地提高最小收获的能量之间的ER和CR的保密率约束为每个CR和总发射功率约束。通过引入范数有界信道不确定性模型，提出了一种基于序贯参数凸逼近的迭代算法来寻找近似最优解。最后，仿真结果验证了该算法的性能优于传统的AN辅助方案和CJ辅助方案。
2018-02-01 cs.IT math.IT
Multiuser MISO PS-SWIPT Systems: Active or Passive RIS?
基于可重构智能表面（RIS）的通信网络有望提高信道容量和能源效率。然而，由于双重路径损耗效应，无源RISs承诺的容量增益可以忽略不计。有源RISs可以克服这个问题，因为它们具有带低成本放大器的反射器元件。本文研究了多用户系统中有源RIS辅助的同步无线信息和功率传输（SWIPT）。用户利用功率分裂（PS）解码信息和收获能量的同时，基于一个现实的分段非线性能量收获模型。目标是通过优化基站的波束形成器、PS比和RIS相移/放大因子来最小化基站的发射功率。仿真结果显示出显著的改进（例如，19%和28%），最大反射功率分别为10 mW和15 mW，相比无源RIS没有更高的计算复杂性成本。我们还展示了所提出的算法对不完美的信道状态信息的鲁棒性。
2022-06-28 cs.IT eess.SP math.IT
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
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} $，在概率CSI误差模型下基于Bernstein型不等式.结果表明，最佳的鲁棒安全波束形成下的有界CSI误差模型可以实现，而一个次优波束形成的解决方案下的概率CSI误差模型可以得到。阐明了在最大最小公平性准则下，次用户接收机的保密率与能量收集接收机所收集的能量之间的折衷。
2016-02-22 cs.IT math.IT
Resource Allocation for Secure MISO-NOMA Cognitive Radios Relying on SWIPT
认知无线电（CR）和非正交多址接入（NOMA）是下一代无线通信系统中两种很有前途的技术。NOMA CR网络（CRN）的安全性是一个重要的问题，但缺乏研究.在本文中，多输入单输出的NOMA CRN依赖于同时无线信息和功率传输进行了研究。为了提高主辅网的安全性，提出了一种人工噪声辅助的协同干扰方案。与现有的大多数工作不同的是，在一个实际的非线性能量收集模型下，提出了一个功率最小化问题。提出了一种基于半定松弛和逐次凸逼近的次优方案。仿真结果表明，所提出的协同干扰方案能够有效地实现保密通信，并且NOMA在功耗方面优于传统的正交多址接入。
2018-02-12 cs.IT eess.SP math.IT
Dynamic Power Splitting for SWIPT with Nonlinear Energy Harvesting in Ergodic Fading Channel
研究了在各态历经衰落信道中无线信息功率同步传输的动态功率分配问题。考虑到实际能量收集电路的非线性，我们采用了现实的非线性能量收集（EH）模型，而不是理想的线性EH模型。为了刻画最优的速率-能量（RE）权衡，我们考虑了最大化R-E区域的问题，这是非凸的。我们解决了两种不同情况下的信道状态信息（CSI）的这个具有挑战性的问题：（i）当CSI是已知的，只有在接收机（CSIR的情况下）和（ii）当CSI是已知的发射机和接收机（CSI的情况下）。对于这两种情况，我们提出了相应的最优动态功率分配方案。为了解决复杂性问题，我们还提出了次优方案具有低复杂性。比较所提出的计划，现有的计划，我们提供了各种有用的和有趣的见解动态功率分裂的非线性EH。此外，我们将分析扩展到发射机处的部分CSI和所收获的能量最大化的场景。数值结果表明，所提出的计划显着优于现有的计划，所提出的次优计划的工作非常接近最优计划，在一个更低的复杂性。
2018-08-27 cs.IT math.IT
Asymmetric Modulation Design for Wireless Information and Power Transfer with Nonlinear Energy Harvesting
远场无线功率传输（WPT）和同时无线信息和功率传输（SWIPT）近来在射频（RF）和通信社区中变得越来越重要。然而，SWIPT的调制设计问题几乎没有得到解决。本文考虑了一种基于非对称相移键控（PSK）的调制方案，该方案显著改善了SWIPT的速率-能量折衷区域。非线性整流器模型，它准确地模拟能量采集器，被用来评估在接收器的输出直流（DC）功率。在发射机处的平均功率约束和对在平坦衰落信道上经由多载波信号传输的信息的速率的约束下，使所收获的DC功率最大化。由于整流器的非线性，这项工作强调，非对称PSK调制提供的好处，在传统的对称PSK调制SWIPT和打开大门，为SWIPT定制的系统调制设计。
2019-09-15 cs.IT math.IT
SWIPT with Practical Modulation and RF Energy Harvesting Sensitivity
在本文中，我们研究了在点对点系统中，采用实用的$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
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
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
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
Optimization of Energy Harvesting MISO Communication System with Feedback
当发射机（TX）和接收机（RX）都具有能量收集（EH）能力时，考虑点对点（P2P）多输入单输出（MISO）通信系统的优化问题. RX感兴趣的是将信道状态信息（CSI）反馈回TX以帮助提高传输速率。目标是在最后期限之前最大化吞吐量，这受到TX和RX处的EH约束。考虑的吞吐量度量是具有波束成形和有限反馈的MISO信道的遍历速率的上界。反馈比特分配和传输策略，最大限度地提高遍历速率的上限。从优化理论的工具被用来简化制定的优化问题。修改后的问题得到的最优策略优于天真的计划，其中没有智能管理的能量进行。
2015-01-08 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
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
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
Robust Resource Allocation for MISO Cognitive Radio Networks Under Two Practical Non-Linear Energy Harvesting Models
为了实现消耗功率和收获功率之间的良好折衷，研究了在不完全信道状态信息下，同时传输无线信息和功率的多输入单输出认知无线电网络中的鲁棒资源优化问题.与大多数现有的作品，假设一个理想的线性能量收集（EH）模型，我们假设两个实用的非线性EH模型。为了解决由此产生的具有挑战性的非凸问题，我们提出了一个算法的基础上逐次凸逼近，并证明了一个秩一的解决方案，在所提出的算法的每次迭代。我们的仿真结果量化的EH电路的灵敏度阈值上的收获功率的效果。
2018-06-22 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
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
Secure SWIPT in the Multiuser STAR-RIS Aided MISO Rate Splitting Downlink
本文提出一种基于STAR-RIS辅助的安全SWIPT下行RSMA系统，通过顺序参数凸近似的两步迭代算法优化预编码和STAR-RIS配置，最大化最坏情况总保密速率，显著提升了保密传输速率和频谱效率，且性能优于OMA和NOMA。
2024-06-02 cs.IT eess.SP 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
Rate-Splitting for Multi-User Multi-Antenna Wireless Information and Power Transfer
在多用户多天线同时无线信息和功率传输（SWIPT）网络中，发射机同时向信息接收机（IR）发送信息并向能量接收机（ER）发送能量。常规方法基于多用户线性预编码（MU-LP），其中每个IR通过将来自其它IR和ER的干扰完全视为噪声来直接解码预期流。本文研究了线性预编码的速率分割技术在多输入单输出（MISO）SWIPT广播信道（BC）中的应用。RS通过将IR的消息分成私有和公共部分，并将公共部分编码成由所有IR解码的公共流，动态地管理干扰。预编码器的设计，使得加权和速率（WSR）的IR是最大化下的总发射功率约束和能量约束的ER。数值结果表明，所提出的RS辅助策略提供了一个更好的MISO SWIPT BC的率能量折衷。在能量约束下，RS辅助策略在广泛的IR和ER部署中获得了比MU-LP和NOMA更好的IR WSR性能。因此，我们得出结论，RS是优越的下行链路SWIPT网络。
2019-07-03 cs.IT math.IT
Secrecy Wireless Information and Power Transfer with MISO Beamforming
用于同时无线信息和功率传输（SWIPT）的无线电信号的双重使用最近引起了极大的关注。为了满足能量接收器（ER）以比信息接收器（IR）高得多的接收功率操作的实际要求，ER需要比IR更靠近发射器部署。然而，由于无线信道的广播性质，一个关键问题是发送到IR的消息不能被ER窃听，ER拥有来自发射机的更好的信道。在本文中，我们解决了这个新的保密通信问题，在多用户多输入单输出（MISO）SWIPT系统中，多天线发射机发送信息和能量同时一个IR和多个ER，每个与一个天线。通过优化发射波束形成向量及其功率分配，我们最大限度地提高了传输到ER的加权总能量，并对发送到IR的信息进行保密率约束。我们通过将其转化为两阶段问题来最优地解决这个非凸问题。首先，我们固定的信号与干扰加噪声比（SINR）在IR和获得最佳波束形成的解决方案，通过应用技术的半定松弛（SDR）。然后通过一维搜索最优SINR值来解决原问题。进一步，提出了两种次优的低复杂度波束形成方案，并将其可达（保密）率-能量（R-E）域与最优方案进行了比较。
2013-07-31 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
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
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
Secure Energy Efficiency Optimization for MISO Cognitive Radio Network with Energy Harvesting
研究了多输入单输出（MISO）认知无线电（CR）网络中的安全能量效率（SEE）优化问题。具体地，在主接收器（PU-Rx）存在的情况下，多天线辅发射器（SU-Tx）同时分别向辅接收器（SU-Rx）和能量接收器（ER）发送安全信息和能量。假设SU-Rx、ER和PU-Rx各自配备有单个天线。此外，SU-Tx应满足对PU-Rx的最大干扰泄漏和ER处的最小收获能量的约束。在这个CR网络中，我们考虑的传输协方差矩阵的设计与完美的信道状态信息（CSI）在SU-Tx的假设。此外，由于无线传输的广播性质，假设ER是潜在的被动窃听者。另一方面，我们考虑最坏的情况下，ER的能量收集的要求，只有当它只执行能量收集没有拦截或窃听的信息打算为SU-Rx的满足。我们将此发射协方差矩阵设计公式化为SEE最大化问题，由于目标函数为非线性分式，因此SEE最大化问题是一个非凸问题。为了实现这个非凸问题的解决方案，我们利用非线性分式规划和凹（DC）函数的方法来重新制定成一个易于处理的形式。基于这些技术和Dinkelbach的方法，我们提出了迭代算法来确定原来的SEE最大化问题的解决方案。数值仿真结果证明了所提出的发射协方差矩阵设计的性能和所提出的算法的收敛性。
2017-09-21 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
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
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
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
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
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
