混合近远场信道中的SWIPT：波束调度与功率分配联合设计
摘要
极大规模阵列（XL-array）已成为一种有前景的技术，通过利用大量天线生成铅笔状波束成形来提升未来无线网络的频谱效率与空间分辨率。这也导致了从传统远场通信向新近场通信的根本范式转变。与现有大多考虑远场中同时无线信息与功率传输（SWIPT）的工作不同，我们在本文中考虑一种新颖且实际的场景，称为混合近远场SWIPT，其中能量收集（EH）与信息解码（ID）接收机分别位于XL-array基站（BS）的近场与远场区域。具体而言，我们在最大和速率与BS发射功率约束下，通过联合设计BS波束调度与功率分配， formulate 一个优化问题以最大化所有EH接收机处的加权和收集功率。首先，针对具有多个EH与ID接收机的通用情况，我们利用二元变量消除与连续凸近似方法提出一种高效算法以获得次优解。为获取有用见解，我们进而研究特殊情形下的联合设计。特别地，我们表明当存在多个EH接收机与一个ID接收机时，在大多数情况下，最优设计是分配一部分功率给ID接收机以满足速率约束，而剩余功率分配给具有最高EH能力的某一个EH接收机。这与传统远场SWIPT情形形成鲜明对比，后者所有功率应分配给ID接收机。数值结果表明，我们提出的联合设计显著优于未优化波束调度和/或功率分配的其他基准方案。
引用
@article{arxiv.2310.20186,
title = {SWIPT in Mixed Near- and Far-Field Channels: Joint Beam Scheduling and Power Allocation},
author = {Yunpu Zhang and Changsheng You},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.20186},
year = {2023}
}
备注
In this paper, we consider a new scenario of mixed-field SWIPT, and studied efficient beam scheduling and power allocation. The paper is accepted to JSAC. arXiv admin note: substantial text overlap with arXiv:2304.07945