广义无线供能通信：何时激活无线能量传输？
信息论
2020-03-27 v1 信号处理
math.IT
摘要
无线供能通信网络(WPCN)是为物联网(IoT)应用中能量受限的大规模设备（如自动驾驶车辆上的车载无线传感器）供能的一项关键技术。传统WPCN仅依赖专用的下行无线能量传输(WPT)，由于无线信号传播中的显著能量损耗，其实际效率低下。同时，环境能量收集极具吸引力，因为设备可从各种现有能源（如太阳能和蜂窝信号）中搜集能量。遗憾的是，这些能源可用性的随机性无法保证稳定的通信服务。受上述动机驱动，我们考虑一种广义WPCN，其中设备不仅可从专用的多天线供电站(PS)收集能量，还可利用源自环境能量收集的存储能量。由于专用WPT消耗系统资源，若存储能量充足，为最大化加权总和速率(WSR)可能无需WPT。为解析刻画这一现象，我们推导了WPT激活的条件，并揭示了其如何受不同系统参数的影响。随后，我们进一步分别推导了WPT激活与未激活情形下的最优资源分配策略。特别地，研究发现当WPT激活时，PS处的最优能量波束赋形不依赖于设备的存储能量，这被证明会导致一种新的不公平问题。仿真结果验证了我们的理论发现，并证明了所提最优资源分配的有效性。
引用
@article{arxiv.2003.11720,
title = {Generalized Wireless-Powered Communications: When to Activate Wireless Power Transfer?},
author = {Qingqing Wu and Guangchi Zhang and Derrick Wing Kwan Ng and Wen Chen and Robert Schober},
journal= {arXiv preprint arXiv:2003.11720},
year = {2020}
}
备注
TVT