基于蜂窝网络的射频供能物联网联合上下行覆盖分析
信息论
2017-05-22 v1 math.IT
摘要
环境射频 (RF) 能量采集因其无处不在和成本效益，已成为为大规模物联网 (IoT) 生态系统中的小型设备和传感器供电的一种有前景的解决方案。本文研究了基于蜂窝网络的环境射频能量采集物联网的联合上下行覆盖，其中假设蜂窝网络是射频能量的唯一来源。我们考虑一种基于时分方式的能量与信息传输方法，每个时隙被划分为三个子时隙：(i) 充电子时隙，在此期间蜂窝基站 (BS) 充当物联网设备的射频充电器，设备随后利用此子时隙采集的能量在剩余两个子时隙进行信息传输和/或接收；(ii) 下行子时隙，在此期间物联网设备从关联基站接收信息；(iii) 上行子时隙，在此期间物联网设备向关联基站发送信息。针对此设置，我们刻画了联合覆盖概率，即典型设备在给定时隙内采集到足够能量，并且相对于其关联基站同时处于上行和下行信干噪比 (SINR) 覆盖下的联合概率。该度量显著推广了先前通常分别关注下行或上行覆盖的能量采集通信研究。关键的技术挑战在于处理充电子时隙采集的能量与下行和上行子时隙中信息信号质量 (SINR) 之间的相关性。我们开发了基于主基站的方法来推导该联合覆盖概率的紧致近似。还提供了若干系统设计见解，包括与常规供能物联网网络的比较以及吞吐量最优的时隙划分。
引用
@article{arxiv.1705.06799,
title = {Joint Uplink and Downlink Coverage Analysis of Cellular-based RF-powered IoT Network},
author = {Mustafa A. Kishk and Harpreet S. Dhillon},
journal= {arXiv preprint arXiv:1705.06799},
year = {2017}
}