无线能量传输的优化训练设计

射频（RF）赋能的无线能量传输（WET）作为为能量受限无线网络提供具有成本效益且可靠电源的一种有前景的解决方案，最近引起了越来越多的关注。为了克服距离带来的显著传播损耗，在能量发射端（ET）采用多天线以更有效地将无线能量定向传输至目标能量接收端（ER），即所谓的\emph{能量波束成形}，是实现 WET 的一项关键技术。然而，能量波束成形所能实现的增益关键取决于 ET 处可用的信道状态信息（CSI），而这需要在实际中获取。在本文中，我们通过利用信道互易性，研究了一种点对点多输入多输出（MIMO）WET 系统的高效信道获取方法设计，即 ET 通过来自 ER 的专用反向链路训练来估计 CSI。考虑到 ER 处有限的能量可用性，必须精心设计训练策略，以便在不过度消耗 ER 能量的情况下，以足够的精度估计信道。为此，我们提出最大化 ER 处的\emph{净}收集能量，即平均收集能量减去用于信道训练的能量。针对 MIMO Rician 衰落信道下的训练设计 formulated 了一个优化问题，包括待训练的 ER 天线子集以及分配的训练时间和功率。针对某些特殊场景获得了闭式解，并据此得出了关于何时应采用训练以提高 MIMO WET 系统中净传输能量的有益见解。