同时无线信息与能量传输的 MISO 广播信道容量域
信息论
2015-07-23 v5 math.IT
摘要
本文研究了一种具有同时无线信息与能量传输 (SWIPT) 功能的多输入单输出 (MISO) 广播信道 (BC)，其中多天线接入点 (AP) 通过无线电信号同时向多个单天线接收机传输信息和能量，且每个接收机执行信息解码 (ID) 或能量收集 (EH)。具体而言，使用先验已知因此可在每个 ID 接收机处被抵消的伪随机序列作为能量信号，并采用信息论最优的脏纸编码 (DPC) 进行信息传输。通过求解一系列加权 sum-rate (WSR) 最大化 (WSRMax) 问题，我们在给定 EH 接收机能量需求的条件下刻画了 ID 接收机的容量域，这些问题受限于 AP 的最大总功率约束和各个 EH 接收机的最小收集功率约束。该问题对应于 MISO-BC 中一种新形式的 WSRMax 问题，其结合了最大和最小线性发射协方差约束（MaxLTCCs 和 MinLTCCs），这与仅在 MaxLTCCs 下著名的 MISO-BC 容量域刻画问题不同，且求解具有挑战性。通过扩展仅适用于具有 MaxLTCCs 的 WSRMax 问题的一般 BC-多址信道 (MAC) 对偶性，并应用椭球法，我们提出了一种高效算法以全局最优地解决此问题。此外，通过假设信息和能量信号分别设计，我们还提出了两种复杂度较低的次优算法。最后，提供了数值结果以验证我们提出的算法。
引用
@article{arxiv.1409.8104,
title = {Capacity Region of MISO Broadcast Channel for Simultaneous Wireless Information and Power Transfer},
author = {Shixin Luo and Jie Xu and Teng Joon Lim and Rui Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1409.8104},
year = {2015}
}
备注
32 pages, 5 figures, submitted for possible journal publication