多天线干扰信道中的无线信息与能量传输
信息论
2015-06-16 v1 math.IT
摘要
本文考虑多输入单输出 (MISO) 干扰信道 (IFC) 中无线信息与能量传输 (WIET) 的发射机设计。设计问题是在满足个体能量收集约束和功率约束的前提下最大化系统吞吐量（即加权和速率）。与没有能量收集的传统 IFC 不同，在所考虑的场景中，跨链路信号在信息检测 (ID) 和能量收集 (EH) 中起着两个相反的作用。观察到，接收机能够同时从接收信号执行 ID 和 EH 的理想方案，未必总能实现信息传输与能量收集之间的最佳权衡，而基于时间分割的简单实用方案可能表现更好。因此，除了将接收信号分为两部分分别用于 ID 和 EH 的功率分割 (PS) 方案外，我们还提出了两种实用的时间分割方案，即时分模式切换 (TDMS) 和时分多址 (TDMA)。在两用户场景中，我们证明了波束成形对所有方案都是最优的。此外，与 TDMS 和 TDMA 方案相关的设计问题具有半解析解。在一般的 用户场景中，提出了一种逐次凸近似方法来处理与理想方案和 PS 方案相关的 WIET 问题，这些问题通常被认为是 NP 难的。证明了 用户 TDMS 和 TDMA 方案可作为凸问题高效求解。仿真结果表明，更强的跨链路信道功率实际上提高了能量收集约束下的信息和速率。此外，在所考虑的方案中，没有任何一种方案在和速率性能上能主导另一种方案。
引用
@article{arxiv.1308.2838,
title = {Wireless Information and Energy Transfer in Multi-Antenna Interference Channel},
author = {Chao Shen and Wei-Chiang Li and Tsung-Hui Chang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1308.2838},
year = {2015}
}
备注
13 pages, 10 pt, two columns, 11 figures, submitted to IEEE Trans. Signal Processing