干扰信道中的协作无线能量与信息传输
信息论
2016-11-18 v2 math.IT
摘要
本文研究了多用户无线系统中的同步无线信息与功率传输 (SWIPT)，其中分布式发射机向其各自的接收机发送独立消息，同时通过能量波束成形协作地向接收机传输无线功率。因此，从无线信息传输 (WIT) 的角度来看，所关注的系统可以建模为经典的干扰信道，而对于协作无线能量传输 (WET)，它也可以被视为分布式多输入多输出 (MIMO) 系统。为了在 SWIPT 中实现信息解码 (ID) 和能量收集 (EH)，我们在每个接收机处采用低复杂度的时间切换操作，以便在调度的时间内在 ID 和 EH 模式之间切换。基于这种混合模型，我们的目标是刻画多用户 SWIPT 系统在各种发射端协作方案下可实现的速率 - 能量 (R-E) 权衡。具体而言，为了促进协作能量波束成形，我们在发射机处提出了一种新的信号分割方案，其中每个发射信号通常由分别用于 WIT 和 WET 的信息信号分量和能量信号分量组成。利用这一新方案，首先，我们研究了双用户 SWIPT 系统，推导了接收机处的最优模式切换规则以及相应的发射信号优化，以在衰落信道上实现各种 R-E 权衡。我们还比较了所提出的具有发射能量波束成形和信号分割的方案与两种现有部分或无发射机协作方案的 R-E 性能，并显示出相对于这些基准方案的显著增益。最后，研究了具有两个以上用户的 SWIPT 系统的一般情况，为此我们提出并比较了两种实用的发射协作方案。
引用
@article{arxiv.1402.6441,
title = {Collaborative Wireless Energy and Information Transfer in Interference Channel},
author = {Seunghyun Lee and Liang Liu and Rui Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1402.6441},
year = {2016}
}
备注
To appear in IEEE Transactions on Wireless Communications