Robust Design of AC Computing-Enabled Receiver Architecture for SWIPT Networks
受直接使用交流电（AC）进行计算的启发，我们提出了一种新型的集成信息和能量接收器架构，用于同时无线信息和功率传输（SWIPT）网络。在这种情况下，AC计算方法，其中无线收集的AC能量被直接用于供应接收器的计算块，不仅增强了计算能力，而且比传统的直流（DC）方法提高了能量效率。此外，我们的目标是管理信息解码（ID）和能量收集（EH）之间的权衡，同时考虑到不完美的信道估计。这导致在EH要求、供应AC计算逻辑所需的能量和发射功率预算的约束下最大化数据率的最坏情况优化问题。然后，我们提出了一种方法来获得封闭形式的最优解。数值结果表明，所提出的架构与AC计算显着改善率能量区域。
2019-01-17 cs.IT math.IT
Near-optimal Detector for SWIPT-enabled Differential DF Relay Networks with SER Analysis
在本文中，我们分析的符号出错率（SER）性能的同时无线信息和功率传输（SWIPT）使能的三节点差分解码转发（DDF）中继网络，采用功率分裂（PS）协议在中继。非相干差分调制的使用消除了发送训练符号来估计所有网络节点处的瞬时信道状态信息（CSI）的需要，因此与相干调制相比提高了功率效率。然而，性能分析结果尚未提供的国家的最先进的检测器，如近似最大似然检测器。现有的工作依赖于蒙特卡洛模拟表明，存在一个最佳的PS比，最大限度地减少整体SER。在这项工作中，我们提出了一个接近最佳的检测器与线性复杂度的调制大小。我们推导出一个精确的近似SER表达式，基于此可以准确地估计最佳PS比，而不需要任何蒙特卡洛模拟。
2020-03-17 cs.IT cs.PF math.IT
Polarforming-Enabled Power-Splitting SWIPT: A GNN-Based Optimization Approach
Sharif University of Technology（谢里夫理工大学）；Amirkabir University of Technology（阿米尔卡比尔理工大学）；Pasargad Institute for Advanced Innovative Solutions (PIAIS)（帕斯卡德先进创新解决方案研究所）；Interdisciplinary Centre for Security, Reliability and Trust (SnT), University of Luxembourg（卢森堡大学跨学科安全、可靠性和信任中心）；Department of Electrical and Computer Engineering, University of Cyprus（塞浦路斯大学电气与计算机工程系）
本文提出利用动态极化控制作为额外自由度，结合图神经网络优化SWIPT系统中的波束成形、极化和功率分割，显著提升不完美CSI下的性能。
2026-09-15 cs.IT math.IT
UAV-Enabled Cooperative Jamming for Covert Communications
这项工作采用了无人机（UAV）作为干扰机，以帮助从发射机爱丽丝到接收机鲍勃的隐蔽通信，其中无人机发送具有随机功率的人工噪声（AN），以故意对管理员威利造成干扰。在所考虑的系统中，无人机的轨迹对隐蔽通信性能至关重要，因为无人机发送的AN也会对Bob产生干扰。为了最大限度地提高系统性能，我们制定了一个优化问题，联合设计无人机的轨迹和爱丽丝的发射功率。公式化的优化问题是非凸的，并且通常通过传统的迭代（CI）方法来求解，该方法需要基于泰勒展开式的多次近似和对UAV的轨迹的初始化。为了消除这些要求，这项工作，第一次，开发了一个几何（GM）的方法来解决优化问题。通过对隐蔽性约束的分析，将联合优化问题转化为对无人机航迹和发射功率的单独优化。我们的测试表明，GM方法可以显着优于CI方法，在实现更高的平均隐蔽率和GM方法的复杂性低于CI方法。
2022-02-25 cs.IT eess.SP math.IT
Optimal Precoder Designs for Sum-utility Maximization in SWIPT-enabled Multi-user MIMO Cognitive Radio Networks
在本文中，我们提出了一个广义的框架，结合认知无线电（CR）技术的频谱共享和同步无线信息和功率传输（SWIPT）的能量收集（EH）在传统的多用户MIMO（MuMIMO）信道，这导致了MuMIMO-CR-SWIPT网络。在这个系统中，我们有一个辅助基站（S-BS），支持多个辅助信息解码（S-ID）和辅助EH（S-EH）用户同时在影响主ID（P-ID）接收机的干扰功率应保持在一定的阈值以下的条件下。本文的目标是开发一种广义预编码器设计，其在S-BS处的发射功率约束、每个S-EH用户处的EH约束以及每个P-ID用户处的干扰功率约束下最大化和效用成本函数。因此，以前的研究CR和SWIPT系统被铸造作为特定的解决方案的建议框架。该问题本质上是非凸的，甚至加权最小均方误差（WMMSE）变换也不能解决原问题的非凸性。为了解决这个问题，我们找到了一个解决方案，从对偶优化通过次梯度椭球方法的基础上观察到的WMMSE变换提出的原始和对偶问题之间的零对偶差距。我们还提出了一个简化的算法的情况下，一个单一的S-ID用户，这是实现全局最优。最后，我们通过数值模拟结果证明了所提出的算法的最优性和效率。
2018-08-23 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
IRS-Enabled Covert and Reliable Communications: How Many Reflection Elements are Required?
针对IRS传输隐蔽性与可靠性强耦合导致反射元素数量难以确定的问题，推导了检测与解码错误概率，并通过渐近分析与Monte-Carlo模拟给出了满足隐蔽性要求下实现高可靠通信所需的IRS反射元素数量理论预测。
2023-09-09 cs.IT eess.SP math.IT
System Outage Probability of PS-SWIPT Enabled Two-Way AF Relaying with Hardware Impairments
在本文中，我们研究了系统中断概率的同时无线信息和功率传输（SWIPT）为基础的双向放大转发（AF）中继网络考虑收发器硬件损伤（HI），其中，能量受限中继节点基于功率分割协议来处理接收到的信号，并且两个终端采用选择组合（SC），利用来自直接链路和中继链路的信号的方案。假设独立但非相同分布的Nakagami-m衰落信道，我们推导出封闭形式的系统中断概率，这使我们能够识别高数据率区域中由HI引起的系统中断概率的两个关键天花板效应，即，中继协作上限（RCC）和整体系统上限（OSC）。具体来说，RCC阻止中继链路参与协作通信，而OSC使整个系统处于中断状态。此外，我们推导出所考虑的网络的可实现的分集增益，这表明分集增益等于直接链路的形状参数或零。通过计算机模拟验证了分析结果的正确性，并研究了系统参数对系统中断性能、最优功率分配比以及能量效率的影响。
2020-09-30 cs.IT 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
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
Rotatable Antenna Enabled Covert Communication
South China University of Technology（华南理工大学）；University of Electronic Science and Technology of China（电子科技大学）；Beijing Institute of Technology（北京理工大学）
本文提出了一种利用可旋转天线实现隐秘通信的系统，通过优化波束成形和旋转角度提升隐秘性能。
2026-03-12 cs.IT cs.SY eess.SY
PASS-Enabled Covert Communications With Distributed Cooperative Wardens
School of Computer Science and Technology, Xidian University（西安电子科技大学计算机科学与技术学院）
本文提出了一种基于PASS功能的隐秘通信方法，通过分布式协作守卫和双波导架构，在非独立同分布多数投票融合下优化隐秘性与速率的权衡。
2026-01-12 cs.CR cs.IT math.IT
RSMA-Enabled Covert Communications Against Multiple Spatially Random Wardens
本文研究监测者位置服从泊松点过程的RSMA多用户MISO隐蔽通信，推导隐蔽性约束、中断概率和有效隐蔽吞吐量的闭式表达式，并提出交替优化辅助遗传算法最大化有效隐蔽吞吐量，仿真验证了RSMA的优越性和算法有效性。
2025-06-06 cs.IT cs.SY eess.SY
Secure Full-Duplex Two-Way Relaying for SWIPT
这封信研究双向安全信息交换的同时无线信息和电力传输（SWIPT）系统，使全双工（FD）多输入多输出（MIMO）放大转发（AF）继电器。AF中继器注入人工噪声（AN）以迷惑窃听者。具体来说，我们假设一个迫零（ZF）的解决方案的约束，以消除残留的自干扰（RSI）。因此，我们解决的ZF矩阵和AN协方差矩阵在中继节点以及在源的发射功率的最佳联合设计。我们提出了一个交替算法，利用半定规划（SDP）技术和一维搜索，以实现最优解。仿真结果证明了该算法的有效性。
2017-09-24 cs.IT math.IT
Aerial Intelligent Reflecting Surface Enabled Terahertz Covert Communications in Beyond-5G Internet of Things
无人驾驶飞行器（UAV）被设想广泛用于辅助物联网（IoT）应用中的无线通信。另一方面，太赫兹（THz）智能反射表面（IRS）预计将成为未来5G无线通信的核心技术之一，这些技术有望满足广泛的数据需求应用。在本文中，我们提出了一个无人机安装IRS（UIRS）通信系统在太赫兹波段的机密数据传播从接入点（AP）到多个地面用户设备（UE）在物联网网络。具体地，AP意图向调度的UE发送数据，而未调度的UE可能构成潜在的对手。为了保护信息消息和调度UE的隐私，我们的目标是设计一个节能的多无人机隐蔽通信方案，其中UIRS是可靠的数据传输，和一个额外的无人机被用作一个合作的干扰机产生的人工噪声（AN），以降低非调度UE检测。然后，我们制定了一个新的最小平均能量效率（mAEE）优化问题，目标是提高隐蔽吞吐量和减少无人机的推进能量消耗的隐蔽性要求，这是确定的解析。由于优化问题是非凸的，我们解决它通过块逐次凸近似（BSCA）的方法来迭代求解一系列近似凸子问题，设计二进制用户调度，AP的功率分配，最大AN干扰功率，IRS波束形成，和两个无人机的轨迹规划。最后，我们提出了一个低复杂度的整体算法的系统性能增强的复杂性和收敛性分析。数值结果验证了我们的分析，并证明我们的设计显着优于其他现有的基准计划。
2022-01-28 cs.ET cs.IT cs.NI
Simultaneous Wireless Information and Power Transfer in Cooperative Relay Networks with Rateless Codes
研究了协作中继网络中的无线信息和功率同步传输（SWIPT）问题，其中中继从源发送的射频（RF）信号中获取能量，然后使用所获取的能量来辅助从源到目的地的信息传输。源和中继传输都使用无比率编码，这允许目的地采用两种信息接收策略中的任何一种，即，互信息累积（IA）和能量累积（EA）。支持SWIPT的中继采用三种不同的SWIPT接收器架构，理想接收器和两种实际接收器（即，功率分配（PS）和时间开关（TS）接收机）。相应地，提出了三种中继协议，即理想协议、PS协议和TS协议。为了探索这三种协议的系统性能限制，制定优化问题，以最大限度地提高其可实现的信息速率。对于理想的协议，最优解的显式表达式。对于PS协议，设计了一种线性搜索算法来解决非凸问题。针对TS协议，提出了两种解决方法。数值实验表明，在相同的SWIPT接收机条件下，基于IA的系统性能优于基于EA的系统，而在相同的信息接收策略下，PS协议性能优于TS协议。此外，与传统的非SWIPT和非无速率编码系统相比，所提出的协议表现出相当大的性能增益，特别是在相对较低的信噪比（SNR）制度。此外，还讨论了源-目的直接链路和中继位置对系统性能的影响，为SWIPT中继系统提供了参考。
2015-11-24 cs.IT math.IT
On the effect of blockage objects in dense MIMO SWIPT networks
同时信息和功率传输（SWIPT）的特征在于多用户干扰的模糊作用。简而言之，多用户干扰对RF能量收集的有益效果是以降低链路容量为代价获得的，因此在可实现的信息速率和可收集的能量之间产生了重要的权衡。可以说，在室内环境中，这种权衡可能会受到墙壁等阻挡物体造成的传播损耗的影响。因此，出现了几个基本问题。网络元件必须密集到什么程度才能抵消阻塞衰减？阻塞总是对可实现的速率-能量权衡有害吗？在本文中，我们分析了室内多输入多输出（MIMO）SWIPT使能网络的性能，试图阐明这些问题。的障碍物的影响进行检查的帮助下，一个随机的方法，其中能量发射器（也称为动力头）位于通过使用泊松点过程和墙壁是通过曼哈顿泊松线过程产生的。研究了信号衰减和多用户干扰的随机特性，得到了信息速率和收获功率的联合互补累积分布函数（J-CCDF）。通过蒙特卡罗模拟验证了理论结果。最后，率-能量权衡作为墙壁频率的函数，以强调网络元件的部署和场地的拓扑结构之间的交叉依赖性。
2018-01-14 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
Trajectory and Power Design for Aerial Multi-User Covert Communications
本文研究双无人机使能的多用户下行隐蔽通信系统，通过联合优化功率分配与轨迹以最大化平均隐蔽速率，并提出了基于逐次凸逼近的算法解决单/多天线监听者场景下的鲁棒优化问题。
2023-10-21 cs.IT eess.SP math.IT
Energy Harvesting Enabled MIMO Relaying through Time Switching
这封信认为同时无线信息和功率传输（SWIPT）的多输入多输出（MIMO）中继系统。继电器通过经由时间切换（TS）从源收集能量来供电，并且利用所收集的能量来转发信息信号。我们的目标是在源节点和中继节点的功率约束下最大化系统的速率。在第一种情况下，其中的源协方差矩阵是一个单位矩阵，我们提出了联合最佳的解决方案，中继和TS比的封闭形式。然后提出了一种迭代方案，用于联合优化源和中继矩阵和TS比。
2017-04-10 cs.IT math.IT
Improving PHY-Security of UAV-Enabled Transmission with Wireless Energy Harvesting: Robust Trajectory Design and Communications Resource Allocation
在本文中，我们考虑一个无人机（UAV）辅助通信系统，包括两个合作的无人机，一个无线供电的地面目的地节点，利用同步无线信息和功率传输（SWIPT）技术，和地面被动窃听。一架无人机向目的地提供机密信息，另一架无人机发送干扰信号以防止窃听并协助目的地进行能量收集。假设无人机具有窃听者位置的部分信息，分别针对干扰信号在目的地先验已知和未知的情况，提出了两种传输方案：友好无人机干扰（FUJ）和高斯干扰传输（GJT）。然后，我们制定了一个平均保密率最大化问题，以联合优化无人机的发射功率和轨迹，以及目的地的功率分配比。由于非凸，因此难以解决制定的问题，我们提出了一个计算效率高的迭代算法的基础上块坐标下降和逐次凸逼近，以获得一个次优解。最后，数值结果证实了我们提出的多无人机计划的有效性，与其他现有的基准。具体来说，我们发现，FUJ表现出显着的保密性能改善的最佳瞬时和平均保密率相比，GJT和传统的单无人机对应。
2020-04-13 cs.IT eess.SP math.IT
Age of Information Minimization in UAV-Assisted Covert Communication: Trajectory and Beamforming Design
本文首次研究存在空中窃听者时无人机辅助隐蔽通信的AoI最小化问题，提出基于PD-NOMA的波束成形与轨迹联合交替优化方法，并通过数值结果验证系统性能。
2024-11-19 cs.IT cs.SY eess.SY
Network-Centric Countermeasures Against Integrated Sensing Enabled Jamming Adversaries
针对集成感知与干扰（ISAJ）对手，本文提出一种网络中心化对抗措施，利用多用户协助实现隐蔽可靠通信，并通过熵分析和优化问题在可靠性与隐蔽性之间取得平衡。
2025-04-16 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
