利用无线能量收集发挥反向散射辅助混合中继通信的优势

在这项工作中，我们采用多个能量收集中继来辅助信息从多天线混合接入点（HAP）到接收机的传输。所有中继均通过功率分割（PS）协议由 HAP 无线供电。我们引入了混合中继通信这一新概念，它允许每个中继根据其信道和能量条件在两种无线电模式之间切换，即主动射频通信与被动反向散射通信。我们设想可利用两种无线电模式下的互补传输来提升整体中继性能。为此，我们旨在联合优化 HAP 的波束成形、各中继的无线电模式、PS 比例以及中继的协作波束成形，以增强接收机处的吞吐量性能。由此形成的表述成为一个组合且非凸的问题。因此，我们首先提出原问题的一个凸近似，作为中继性能的下界。然后，我们设计了一种迭代算法，将二元中继模式优化与其他运行参数解耦。在算法内循环中，我们利用结构特性，在交替优化框架下以固定中继模式优化中继性能。在外循环中，推导出不同的性能度量以指导搜索一组被动中继，从而进一步提升中继性能。仿真结果验证，与全部为主动中继的传统中继通信相比，混合中继通信可实现 20% 的性能提升。