Energy Harvesting Enabled MIMO Relaying through PS
本文研究了一种具有能量收集中继节点的多输入多输出（MIMO）中继系统。所有节点都配备有多个天线，并且中继节点依赖于从接收到的信号中收获的能量来支持信息转发。特别地，中继节点部署基于功率分配的能量收集方案。在源节点和中继节点的功率约束下的容量最大化问题被认为是固定的源协方差矩阵和最佳源协方差矩阵的情况下。而不是使用现有的软件求解器，使用对偶分解技术的迭代方法开发的最佳中继预编码和源协方差矩阵的结构的基础上。仿真结果表明，相对于固定的源协方差矩阵的情况下，联合优化的性能增益。
2017-03-30 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
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
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
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
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
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
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
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
Wireless-Powered Cooperative Communications: Power-Splitting Relaying with Energy Accumulation
针对无线供电多中继协作网络，提出了一种基于分布式波束赋形的功率分配中继策略。与传统的无电池PS中继策略不同，在所提出的策略中，收集的能量被优先用于功率信息中继，而剩余的能量在电池的帮助下被积累和存储以供将来使用，这支持收集的能量的有效利用。然而，由于包括充电和放电的电池操作，PS影响后续时隙的吞吐量。为此，PS和电池操作与分布式波束成形相结合。一个吞吐量优化问题，将这些耦合操作制定，但它是棘手的。为了解决优化的棘手性，提出了一种分层优化方法，以实现与非因果信道状态信息（CSI）的最佳联合PS和电池操作设计，其中PS和电池操作可以以分解的方式进行分析。然后，一般情况下与因果CSI被认为是，所提出的分层优化方法是通过利用CSI的统计特性扩展。为了达到更好的性能和复杂度之间的权衡，贪婪的方法，不需要后续时隙的信息。仿真结果揭示了所提出的策略的性能上界和下界，分别达到分层优化方法与非因果CSI和贪婪的方法。此外，该策略优于传统的PS为基础的中继没有能量积累和时间切换为基础的中继策略。
2016-01-04 cs.IT 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 Cooperative Cognitive Relaying and Spectrum Access for an Energy Harvesting Cognitive Radio: Reinforcement Learning Approach
Qatar University（卡塔尔大学）；Nile University（尼罗河大学）
在本文中，我们考虑了认知环境下的合作通信的背景下，认知无线电（CR）用户被假定为网络的自组织中继。假设CR用户和PU是能量采集器。CR用户协作地中继主用户（PU）的一些未递送的分组。具体地，CR用户将未递送的主分组的一部分存储在中继队列（缓冲器）中。它使用时隙上的适当动作来管理未递送的主分组到其中继队列的流。此外，它具有在空闲时隙（PU的队列为空的时隙）选择用于信道接入的所用队列的决定。假设一个数据包传输消耗一个能量包。最优策略根据主用户和CR用户到达数据和能量队列的速率以及信道的连通性而变化。CR用户通过承担中继未递送的主分组的责任来为PU节省能量。随着时间的推移，它最佳地组织自己的能量包以最大化其收益。
2014-07-08 cs.IT cs.LG cs.NI
Wireless-Powered Two-Way Relaying with Power Splitting-based Energy Accumulation
本文研究了一种无线供电的双向中继网络（WP-TWRN），其中两个源在一个放大转发（AF）中继的帮助下交换信息。与传统的双向继电器网络相反，我们考虑AF继电器没有嵌入式能源供应的情况，它配备了能量收集单元和可充电电池。因此，它可以在帮助转发信息之前积累从两个来源的信号中收集的能量。在本文中，我们开发了一个基于功率分裂的能量积累（PS-EA）计划所考虑的WP-TWRN。为了确定中继是否已经积累了足够的能量，我们为中继设置预定义的能量阈值。当累积的能量达到阈值时，中继将接收到的信号功率分成两部分，一部分用于能量收集，另一部分用于信息转发。如果在中继器处存储的能量低于阈值，则所有接收到的信号功率将在中继器的电池处累积。通过将中继的有限容量电池建模为有限状态马尔可夫链（MC），我们推导出了Nakagami-m衰落信道上所提出的PS-EA方案的系统吞吐量的封闭形式的表达式。数值结果验证了我们的理论分析，并表明所提出的PS-EA方案优于传统的基于时间切换的能量累积（TS-EA）方案和现有的无能量累积的功率分配方案。
2016-08-05 cs.IT math.IT
Cooperative Spectrum Sharing Relaying Protocols With Energy Harvesting Cognitive User
能量受限的无线网络中的无线信息和能量传输理论由于其在延长传感器节点寿命和减轻传统电池对环境造成的危害方面的潜力而引起了研究人员的兴趣。类似地，合作频谱共享协议领域中的进步已经使得能够在许可主用户和次用户之间有效地使用频谱。在本文中，我们考虑了一个能量受限的次级用户，它从主信号中获取能量，并中继主信号以换取频谱接入。考虑Nakagami-m衰落模型，提出了两种关键的协作频谱共享协议，即时分协作频谱共享（TS-CSS）和功率共享协作频谱共享（PS-CSS），并推导了主用户和次用户在解码转发和放大转发中继模式下的中断概率表达式。从所获得的结果，它已被示出，次级用户可以携带自己的传输，而不会对主用户的性能产生不利影响，并且PS-CSS协议优于TS-PSS协议的中断概率在宽范围的信噪比（SNR）。各种系统参数对这些协议的中断性能的影响也进行了研究。
2018-03-22 cs.IT cs.NI 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
Wireless Powered Cooperative Relaying Systems with Non-orthogonal Multiple Access
非正交多址接入（NOMA）和协作中继系统是满足未来无线网络高频谱利用率和大覆盖范围要求的两种很有前途的技术。另一方面，在诸如传感器网络和/或物联网（IoT）的具有有限能量的应用中，能量效率也具有高优先级。为此，在本文中，我们提出了无线供电合作中继系统与NOMA，从而提高频谱和能源效率。我们考虑三种不同的能量收集（EH）协议（即，功率共享（PS）、分时（TS）和理想），并且对于所有三种EH协议，我们推导出所考虑的系统模型的可实现速率。我们用计算机模拟验证了分析，并与基准测试相比，给出了无线供电系统的有效性。
2020-09-29 cs.IT math.IT
Information and Energy Cooperation in OFDM Relaying: Protocols and Optimization
在能量受限的无线网络中，将功率传输集成到无线通信中以支持同时无线信息和功率传输（SWIPT）是一种很有前途的技术。虽然大多数关于SWIPT的现有工作集中在容量-能量特性上，但是对SWIPT的合作传输的益处的研究要少得多。在本文中，我们考虑在正交频分复用（OFDM）中继系统中的SWIPT，其中源节点传输信息和功率的一部分同时到中继节点，和中继节点使用从源节点的收获功率转发源信息到目的地。为了支持同时的信息和能量合作，我们首先提出了一种传输协议，假设源和目的地之间的直接链路不存在，即功率分裂（PS）中继协议，其中中继节点在第一跳的接收信号功率分成两个单独的部分，一个用于信息解码和其他用于能量收集。然后，我们考虑的情况下，源和目的地之间的直接链路是可用的，并提出了传输模式自适应（TMA）协议，其中的传输可以同时完成合作模式和直接模式（在不同的子载波）。在直接模式中，当源向目的地发送信号时，目的地接收信号作为信息，并且中继节点同时接收信号以用于能量收集。联合资源分配问题制定最大化的系统吞吐量。利用拉格朗日对偶方法，我们发展了求解非凸优化问题的有效算法。
2015-06-23 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
Ergodic Capacity Analysis of Wireless Powered AF Relaying Systems over $α$-$μ$ Fading Channels
在本文中，我们考虑了两跳放大转发（AF）中继系统，其中中继节点是能量受限的，并从源节点收获能量。在文献中，有三种主要的能量收集（EH）协议，即时间切换中继（TSR），功率分配（PS）中继（PSR）和理想中继接收机（IRR）。与现有的研究不同，本文考虑了$α$ - $μ$衰落信道。在这方面，我们推导出准确的统一解析表达式的遍历能力，上述协议在独立的，但不相同的分布（i.n.i.d）$α$ - $μ$衰落信道。研究了$α$ - $μ$模型的三种特殊情况，即瑞利衰落信道、Nakagami-mandWeibull衰落信道。我们的分析是通过数值和模拟结果进行验证。结果表明，找到最佳值的PS因子的PSR协议和EH时间分数的TSR协议是实现最佳网络性能的关键一步。
2017-12-13 cs.IT math.IT
Simultaneous Information and Energy Transfer in Large-Scale Networks with/without Relaying
从环境射频（RF）电磁波中获取能量（EH）是完全自主和可持续通信网络的有效解决方案。文献中提出的大多数相关工作都是基于特定的（和小规模的）网络结构，虽然提供了有用的见解的RF-EH技术的潜在好处，不能表征一般网络的性能。在本文中，我们采用了大规模的RF-EH技术的方法，我们的特点与随机数的发射机-接收机对网络的性能，通过使用随机几何工具。具体来说，我们分析了中断概率性能和平均收获的能量，当接收机采用功率分配（PS）技术的“同时”的信息和能量传输。一个非合作的计划，其中信息/能量只通过直接链路传送，首先被认为是和系统的中断性能以及平均收获的能量推导出在封闭形式的功能的功率分配。对于该协议，一个有趣的优化问题，最大限度地减少中断概率和收获约束下的发送功率，制定和解决封闭形式。此外，我们研究了一个合作协议，其中源的传输是由一个随机数的潜在的中继，随机分布到网络中的支持。在这种情况下，可以经由两个独立且正交的路径（在中继的情况下）在每个目的地接收信息/能量。我们的性能指标，当选择合并方案应用于接收机和一个中继随机选择合作分集。
2014-02-11 cs.IT math.IT
Optimum Wirelessly Powered Relaying
本文最大限度地提高可实现的吞吐量的中继辅助无线供电的通信系统中，能量受限的源，帮助下的能量受限的中继和供电的专用功率信标（PB），与目的地进行通信。考虑到时间分裂方法，源和中继首先从配备有多个天线的PB收集能量，然后将信息发送到目的地。简单的封闭形式的表达式导出的最佳PB能量波束形成矢量和时间分裂的能量收集和信息传输。数值结果和仿真结果表明，与一些直观的基准波束形成方案相比，该方案具有更好的性能。此外，它被发现，放置在中间的源-目的地路径的中继不再是最佳的。
2015-04-30 cs.IT math.IT
Wireless Powered Cooperative Relaying using NOMA with Imperfect CSI
研究了由一个信源、两个用户和一个EH中继节点组成的能量收集（EH）协作非正交多址（NOMA）网络中不完美信道状态（CSI）信息的影响.中继器不配备固定电源，而是充当无线供电节点，以帮助向用户传输信号。针对固定功率分配和动态功率分配两种不同的功率分配策略，推导了不完美信道状态信息下两个用户的中断概率的封闭表达式。蒙特卡洛模拟被用来数值评估不完美的CSI的效果。这些结果证实了理论中断分析，并表明NOMA可以优于正交多址，即使有不完美的CSI。
2018-09-29 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
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
Wireless Powered Cooperative Jamming for Secrecy Multi-AF Relaying Networks
本文研究了一组无线能量收集（WEH）启用放大转发（AF）中继执行合作干扰（CJ）和中继的帮助下的保密传输。网络中的源节点在第一阶段中与采用功率分配（PS）接收器的每个中继器进行同时无线信息和功率传输（SWIPT）;每个中继器进一步划分其收获的功率以用于转发接收到的信号并在第二传输阶段中生成用于干扰窃听者的人工噪声（AN）。在集中的情况下，与全球信道状态信息（CSI），我们提供了封闭形式的表达式的最佳和/或次优AF中继波束成形向量，以最大限度地提高可实现的保密率的中继的个人功率约束，使用半定松弛（SDR），这被证明是紧的技术。一个完全分布式的算法，仅利用本地CSI在每个中继也提出了作为一个性能基准。仿真结果验证了所提出的多AF中继与CJ比其他次优设计的有效性。
2015-11-11 cs.IT math.IT
Wireless Information and Power Transfer in Two-Way Amplify-and-Forward Relaying Channels
各种无线网络已经使周围的无线电频率信号遍布世界各地。无线信息和功率传输使设备能够从这些环境射频信号中回收能量，并同时处理信息。在本文中，我们开发了一个无线信息和功率传输协议的双向放大转发中继信道，其中两个源通过能量收集中继节点交换信息。中继节点从接收到的信号收集能量，并使用它来提供传输功率以转发接收到的信号。我们解析地推导出中断概率，遍历容量和有限信噪比分集复用权衡（DMT）的精确表达式。进一步，给出了系统中断概率和遍历容量的上下界的紧闭形式。此外，功率分配比的影响也进行了评估和分析。最后，我们表明，相比非合作中继方案，该协议是一个绿色的解决方案，提供更高的传输速率和更可靠的通信，而不消耗额外的资源。
2013-07-29 cs.IT math.IT
Relay Control for Full-Duplex Relaying with Wireless Information and Energy Transfer
本研究探讨双跳放大转发全双工中继系统的无线信息与能量传输。通过将能量效率（EE）最大化问题转化为传输功率的凹分式规划，分别设计了三种中继控制方案，实现能量收集和全双工信息中继.在Rician衰落模型下，给出了最大中继、信干噪比（SINR）中继和目标中继的中断概率和各态历经容量的解析表达式。证明了最大继电器的EE最大化问题对于时间开关因子是凹的，从而应用二分法得到最优值。通过结合瞬时信道信息，SINR中继与附带的时间切换因子实现了改进的EE在延迟限制和延迟容忍传输中的最大中继。在不需要第二跳的信道信息的情况下，目标中继确保了中断概率，遍历容量和EE的竞争性能。与直接源-目的地传输相比，数值结果表明，所提出的中继方案是有益的，在实现低速率延迟限制传输的可比EE。
2015-11-01 cs.IT math.IT
Performance Analysis of SWIPT Relaying Systems in the Presence of Impulsive Noise
我们开发了一个分析框架来表征脉冲噪声对中继辅助的同时无线信息和功率传输（SWIPT）系统的性能的影响。我们推导出新的封闭形式的成对错误概率（PEP）考虑两个变量的基础上的可用性的信道状态信息（CSI），即盲中继和CSI辅助中继的表达式。我们进一步考虑两种能量收集（EH）技术，即，瞬时EH（IEH）和平均EH（AEH）。利用衍生的分析结果，我们提出了一个详细的数值调查的多样性秩序的基础场景下的脉冲噪声假设。对于两个中继和一个直接链路的可用性的情况下，它表明，所考虑的SWIPT系统与盲AEH中继能够实现渐近分集阶数小于3，这是等于CSI辅助IEH中继实现的分集阶数。这一结果表明，通过采用盲AEH中继，由于消除了CSI估计的需要，可以降低网络的功耗。这可以在没有任何性能损失的情况下实现。我们的研究结果进一步表明，将继电器靠近源可以显着减轻脉冲噪声的不利影响。大量的蒙特卡罗模拟结果验证了所提出的分析框架的准确性。
2020-02-09 cs.IT math.IT
Accumulate then Forward: An Opportunistic Relaying Protocol for Wireless-Powered Cooperative Communications
研究了一个由信源、信宿和多天线解码转发中继组成的无线供电协作通信网络。我们认为继电器是一个无线供电的节点，没有外部电源，但它配备了一个能量收集（EH）单元和一个可充电电池，这样它就可以从源广播的射频信号中收集和积累能量。通过充分结合EH功能的中继，我们开发了一个机会的中继协议，称为积累，然后转发（ATF），考虑WPCCN。然后，我们采用离散马尔可夫链模型的动态充电和放电行为的继电器电池。在此基础上，我们推导出一个封闭形式的表达式所提出的ATF协议的确切中断概率。数值结果表明，ATF方案可以优于直接传输的一个，特别是当中继的信息转发所消耗的能量量进行了优化。
2016-06-16 cs.IT math.IT
Maximum Throughput of a Cooperative Energy Harvesting Cognitive Radio User
在本文中，我们研究的最大吞吐量的饱和可充电次用户（SU）共享频谱与主用户（PU）。SU以一定的收获率从环境中收获能量包（令牌）。假设所有的发射机都有数据缓冲器来存储输入的数据包。除了其自身的业务缓冲器之外，SU还具有用于存储用于中继的被准许的主分组的缓冲器;以及用于存储从环境中收获的能量令牌的缓冲器。我们提出了一个新的合作认知中继协议，允许SU中继一小部分未交付的主要数据包。我们考虑干扰信道模型（或多包接收（MPR）信道模型），并发传输可以生存的干扰，具有一定的概率，其特征在于补充的信道中断。该协议充分利用了主队列的突发性和接收端的MPR能力。此外，它在次级吞吐量最大化的目标下有效地消耗次级能量令牌。我们的数值结果显示了合作的好处，接收器的MPR能力，和二次能量队列到达率的系统性能从网络层的角度来看。
2014-07-08 cs.IT cs.NI 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
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
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
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
Analysis of Asymmetric Dual-Hop Energy Harvesting-Based Wireless Communication Systems in Mixed Fading Environments
研究了衰落信道下基于双跳能量收集的固定增益放大转发中继通信系统的性能。我们考虑源节点（$S$）通过固定的远距离中继（$R$）与目的地节点（$D$）通信，所述固定的远距离中继从其接收到的信号中收获能量并且使用所述能量来放大接收到的信号并且将其转发到$D$。在能量收集的分析中考虑了功率分配（PS）和时间切换（TS）方案。分别通过Nakagami-$m$和$α$-$μ$衰落模型对$S$ -$R$和$R$-$D$跳进行建模。推导了端到端信噪比（SNR）统计特性的封闭式表达式，并在此基础上推导了考虑四种自适应传输策略的平均出错率（ASER）和平均信道容量（ACC）的封闭式表达式。通过Monte-Carlo模拟验证了推导的表达式。
2020-04-05 cs.IT math.IT
Performance of Energy-Buffer Aided Incremental Relaying in Cooperative Networks
在本文中，我们考虑了一个两跳合作网络的直接链路的基础上的能量收集（EH）解码和转发中继。配备能量缓冲器的继电器从环境中收集能量，并使用收集-存储-使用（HSU）架构。由于它是已知的，使用离散状态马尔可夫链建模的能量缓冲区是不准确的，即使是中等数量的状态，我们使用离散时间连续状态空间马尔可夫链代替。我们推导出了增量开-关策略（IOFP）和增量尽力而为策略（IBEF）的能量极限分布，并使用它们来获得中断概率和吞吐量的表达式。非增量信令的对应表达式作为特殊情况遵循。我们表明，稳定的缓冲区，使用IBEP利用的多样性为2相比，使用IOFP，达到多样性为1。然而，虽然使用IBEF的缓冲区因此比使用IOFP的缓冲区更可靠，但它们的吞吐量性能仅略好。仿真结果验证了推导的解析表达式。
2018-10-27 cs.IT 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
System Outage Probability and Diversity Analysis of SWIPT Enabled Two-Way DF Relaying under Hardware Impairments
本文研究了基于双向解码转发（DF）中继网络的同时无线信息和功率传输（SWIPT）的系统中断性能，其中考虑了所有收发器中的潜在硬件损伤（HI）。在通过功率分配方案同时收获能量和解码消息之后，能量受限的中继节点将解码的信息转发到两个终端。每个终端通过选择组合来组合来自直接链路和中继链路的信号。推导了独立非同分布Nakagami-m衰落信道下的系统中断概率。它揭示了整体系统天花板（OSC）效应，即，如果目标速率超过由HI的水平确定的OSC阈值，则系统陷入中断。此外，我们推导出所考虑的网络的多样性增益。结果表明，当传输速率低于OSC阈值时，分集增益等于直接链路的形状参数与较小的终端到中继链路的形状参数之和，否则分集增益为零。这与放大转发（AF）策略不同，在AF策略下，中继链路对分集增益没有贡献。仿真结果验证了分析结果，并表明与AF策略相比，DF策略下基于SWIPT的双向中继链路对高干扰具有更强的鲁棒性，系统中断概率更低。
2021-10-17 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
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
On the Capacity of Wireless Powered Cognitive Relay Network with Interference Alignment
本文研究了一种具有干扰对齐的两跳解码转发认知无线电系统。中继节点是能量受限的，并且从干扰信号中清除能量。在文献中，有两个主要的能量收集协议，即时间切换继电保护和功率分裂继电保护。我们首先演示了如何设计所考虑的主网络和辅助网络的波束成形矩阵。在此基础上，考虑时间切换和功率分配协议的不同部分，对信道状态信息完备和不完备情况下的系统容量进行了估计。
2017-12-13 cs.IT math.IT
Wireless-Powered Relays in Cooperative Communications: Time-Switching Relaying Protocols and Throughput Analysis
我们考虑无线供电的放大转发和解码转发中继协作通信，其中能量受限的中继节点首先通过从源接收的射频信号收获能量，然后使用收获的能量将源信息转发到目的地节点。我们提出了基于时间切换的能量收集（EH）和信息传输（IT）协议与两种模式的EH在继电器。对于连续时间EH，EH时间可以是总传输块时间的任何百分比。对于离散时间EH，整个传输块用于EH或IT。所提出的协议是有吸引力的，因为它们不需要在发射机侧的信道状态信息，并使中继传输与预设的固定传输功率。我们推导出所提出的协议的可实现的吞吐量的解析表达式。推导出的表达式进行了验证，通过与模拟的比较，并允许系统的性能被确定为系统参数的函数。最后，我们表明，所提出的协议优于文献中现有的固定持续时间EH协议，因为它们智能地跟踪所收集的能量的水平，以在线方式在EH和IT之间切换，从而有效地利用资源。
2015-03-18 cs.IT math.IT
Cooperative relaying in a SWIPT network:Asymptotic analysis using extreme value theory for non-identically distributed RVs
本文推导了在源节点和目的节点之间存在大量不同中继链路的基于机会中继选择的协作中继网络中，最大端到端（e2e）信噪比（SNR）的分布。源节点被假定为同时无线信息和功率传输（SWIPT）使能，并且中继器能够进行基于时间分割（TS）和功率分割（PS）的能量收集（EH）。与通信领域的大多数文献相反，通信领域的大多数文献使用极值理论（EVT）来导出独立同分布（i.i.d.）随机变量（RV），我们演示了如何从EVT的工具可以用来获得独立和非同分布（i.n.i.d.）归一化的SNR RV，并因此确定最大e2e SNR RV的分布。利用这些结果，我们推导出在目的节点的遍历和中断能力的表达式。最后，我们提出了效用的渐近结果，用于决定最佳的TS和PS因素的混合EH继电器，（i）最小化中断概率和（ii）最大化遍历容量在目的地。此外，我们演示了如何随机排序的结果可以用来简化这些优化问题。
2020-10-20 cs.IT math.IT
Secure Swarm UAV-assisted Communications with Cooperative Friendly Jamming
提出了一种适用于集群无人机（UAV）辅助的放大转发（AF）中继网络的协同友好干扰框架。由于无人机的能量有限，我们开发了一个协作的时间切换中继协议，允许无人机合作收获无线能量，中继信息，并干扰窃听者。为了评估保密率，我们推导出两种流行的检测技术在窃听者的保密中断概率（SOP），即，选择合并和最大比率合并。蒙特卡洛模拟，然后使用验证理论SOP推导，并显示所提出的框架的有效性SOP相比，传统的放大和转发中继系统。使用导出的SOP，可以获得工程见解，以优化能量收集时间和群中无人机的数量，以实现给定的保密保护级别。在这项工作中得出的分析SOP也可以在未来的无人机安全通信优化（例如，无人机的位置）。作为一个例子，我们提出了一个案例研究，以找到最佳的走廊定位群，以尽量减少系统SOP。
2021-07-29 cs.IT eess.SP 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
Energy Efficiency Fairness for Multi-Pair Wireless-Powered Relaying Systems
考虑一个多对放大转发中继网络，其中能量受限的中继采用时间交换协议，从用户发送的射频信号中获取能量，以辅助用户数据传输。单向和双向中继技术进行了研究。针对用户对之间的能量效率（EE）公平性，构建了一个包含速率相关信号处理功率、功率放大器效率对输出功率水平的依赖性以及非线性能量收集（EH）电路的能量消耗模型。然后，在服务质量和用户最大发射功率约束下，对数据率、用户发射功率、中继处理系数和EH时间进行联合优化，建立了最大-最小EE公平性问题。为了实现有效的次优解，这些非凸问题，我们设计单调下降算法的基础上的内部近似（IA）的框架，解决了二阶锥计划在每次迭代。为了进一步简化设计，我们提出了一种结合IA和迫零波束形成的方法，该方法消除了对间干扰，减少了变量和所需迭代的数量。最后，大量的数值结果来验证所提出的方法。更具体地说，结果表明，忽略功耗的现实方面可能会显着降低性能，联合设计所涉及的参数可以显着提高能源效率。
2018-10-15 cs.IT math.IT
Outage Analysis in SWIPT Enabled Cooperative AF/DF Relay Assisted Two-Way Spectrum Sharing Communication
研究了蜂窝网络中支持设备到设备（D2D）通信的多天线协作认知无线电网络（CCRN）中解码转发（DF）和放大转发（AF）中继的相对性能。在这项工作中，蜂窝系统被认为是主要的和物联网设备（IoD），从事D2D通信，被认为是次要的系统。设备通过双向主通信中的协作来接入许可频谱。此外，IoD通过使用同步无线信息和功率传输（SWIPT）协议从射频（RF）信号收集能量来供电。推导了蜂窝和D2D通信的中断概率的封闭形式表达式，并研究了AF和DF中继技术的各种设计参数的影响。基于仿真结果，它被发现，建议的频谱共享协议，DF中继和AF中继方案，优于另一个类似的网络架构的频谱效率。它也被观察到，所提出的系统使用DF中继的性能优于AF中继方案在相同的发射功率的能量效率方面。
2020-07-16 cs.IT cs.NI 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
Optimization of Rate Fairness in Multi-Pair Wireless-Powered Relaying Systems
这封信考虑了多对解码和转发中继网络，其中在能量受限中继处采用功率分配（PS）协议以提供同时的无线信息和能量收集（EH）。为了实现更高的效率的EH，我们提出了一种新的基于PS的EH架构在继电器通过纳入交流（AC）计算逻辑，这是用来直接使用无线收集的AC能量的计算块。在非线性EH电路下，我们的目标是在功率约束下最大化用户对之间的端到端速率的公平性，从而导致一个非凸问题。我们提出了一个迭代算法，以实现一个次优和有效的解决方案，这个具有挑战性的问题，利用内部近似框架。数值结果表明，该算法优于传统的直流计算和其他基线方案。
2020-03-18 cs.IT eess.SP math.IT
Optimal Scheduling and Power Allocation for Two-Hop Energy Harvesting Communication Systems
能量收集（EH）是近年来新兴的绿色通信技术。为了实现其潜力，需要重新设计通信协议，以对抗收集能量的随机性。在本文中，我们研究如何应用中继，以改善短期性能的EH通信系统。对于EH源和非EH半双工中继，我们考虑两个不同的设计目标：1）短期吞吐量最大化;和2）传输完成时间最小化。这两个问题都是联合调度和功率分配问题，在中继的半双工约束，提出了相当具有挑战性的。一个关键的发现是，定向注水（RDD），这是单跳EH系统的最佳功率分配算法，可以作为指导两跳通信系统的设计，因为它不仅决定了最佳性能的值，但也形成了基础，以获得最佳的解决方案，为两个设计问题。基于一个放松的能量配置文件，以及与ESTA算法，我们推导出这两个问题的最佳解决方案的关键属性，然后提出有效的算法。仿真结果表明，调度和功率分配优化是必要的两跳EH通信系统。
2012-12-21 cs.IT math.IT
Optimized Energy and Information Relaying in Self-Sustainable IRS-Empowered WPCN
提出了一种在无线供电通信网络（WPCN）中利用自维持智能反射面（IRS）实现的混合中继方案，以同时提高混合接入点（HAP）到多个用户的下行能量传输（ET）和用户到HAP的上行信息传输（IT）的性能。我们提出了时间切换（TS）和功率分配（PS）计划的IRS，其中IRS可以收获能量从HAP的信号之间切换能量收集和信号反射的TS计划或调整其反射幅度在PS计划。对于TS和PS方案，我们制定的总和速率最大化问题，通过联合优化IRS的相移ET和IT和网络资源分配。为了解决每个问题的非凸性，我们提出了一个两步算法，以获得高精度的近最优解。为了显示资源分配的结构，我们还研究了随机相移方案的最优解。通过数值结果，我们表明，我们提出的计划可以实现显着的系统和速率增益相比，基线计划没有IRS。
2020-09-30 cs.IT eess.SP math.IT
On Information and Energy Cooperation in Energy Harvesting Cognitive Radio
本文考虑了主用户和次用户都是能量收集节点时，主用户和次用户在信息和能量两个层面上的合作。特别地，辅助发射机帮助中继主消息，并且进而获得频谱接入作为奖励。此外，如果次级发射器是能量受限的，则初级发射器向次级发射器供应能量，这促进了不间断的协作。我们解决这个两级合作在一个有限的地平线与有限的电池约束在二次发射机。在保证主用户和次用户速率保证的同时，我们的目标是最大化主用户速率。我们开发了一个迭代算法，获得最佳的离线电源政策的主要和次要用户。为了深入了解最优解的结构，我们研究了特定的场景。此外，我们还研究了二次速率约束和有限电池对一次速率和合作概率的影响。我们表明，联合信息和能源合作增加了合作的机会，并实现了显着的收益率只有信息合作。
2015-07-16 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
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
