关于大规模无线供能地下传感器网络的无CSI多天线方案
信息论
2023-05-17 v1 网络与互联网体系结构
math.IT
摘要
射频无线能量传输（WET）是实现无线供能地下传感器网络（WPUSNs）并支持可持续地下监测的一项前景广阔的技术。然而，由于恶劣地下土壤中严重的衰减以及地下传感器严苛的能量预算，依赖信道状态信息（CSI）的传统WPUSNs效率极低，尤其在大规模WET场景中。为应对该挑战，我们在给定功率预算下，比较评估了若干最先进的无CSI多天线WET方案用于WPUSNs的可行性。此外，为克服地下信道中极低的WET效率，我们提出了一种分布式无CSI系统，其中多个功率信标（PBs）在没有任何CSI的情况下同时为一大批地下传感器充电。我们考虑位置感知的K-Means与位置不可知的等距中心（EFFC）方法以实现PBs的最优部署。我们的结果表明，所提分布式无CSI系统的性能可接近甚至超越传统全CSI WET策略，尤其是在采用合适的无CSI方案、应用恰当的PBs部署方法并为PBs配备适当数量天线时。最后，我们讨论了地下参数（即设备埋深与土壤体积含水量）对系统性能的影响，并指出了实际分布式无CSI WPUSNs部署的潜在挑战与研究机遇。
引用
@article{arxiv.2305.09296,
title = {On CSI-Free Multi-Antenna Schemes for Massive Wireless-Powered Underground Sensor Networks},
author = {Kaiqiang Lin and Onel Luis Alcaraz López and Hirley Alves and Tong Hao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2305.09296},
year = {2023}
}
备注
13 pages, 10 figures, paper accepted for publication in IEEE Internet of Things Journal