无线信息与能量传输：架构设计与速率 - 能量权衡
信息论
2013-09-09 v3 math.IT
摘要
通过无线信道同时进行信息和能量传输 potentially 为移动用户提供了极大的便利。然而，实际的接收机设计对其硬件实现施加了技术约束，因为从无线电信号中收集能量的实际电路尚不能直接解码所携带的信息。为了取得理论进展，我们提出了一种通用的接收机操作，即动态功率分割（DPS），它将接收到的信号以可调的功率比分别分割用于能量收集和信息解码。研究了 DPS 的三种特例，即时间切换（TS）、静态功率分割（SPS）和开关功率分割（OPS）。TS 和 SPS 方案可视为 OPS 的特例。此外，我们提出了两种类型的实际接收机架构，即分离式与集成式信息和能量接收机。集成式接收机集成了分离式接收机的前端组件，从而实现了更小的外形尺寸。两种架构的速率 - 能量权衡由所谓的速率 - 能量（R-E）区域表征。推导了最优传输策略以实现不同的速率 - 能量权衡。考虑到接收机电路功耗，结果表明 OPS 方案对两种接收机均是最优的。对于接收机电路不消耗功率的理想情况，SPS 方案对两种接收机均是最优的。此外，我们在采用实际调制的现实系统设置下研究了两种类型接收机的性能。我们的结果为同时无线信息与能量传输（SWIPT）的最优实际接收机设计提供了有用的见解。
引用
@article{arxiv.1205.0618,
title = {Wireless Information and Power Transfer: Architecture Design and Rate-Energy Tradeoff},
author = {Xun Zhou and Rui Zhang and Chin Keong Ho},
journal= {arXiv preprint arXiv:1205.0618},
year = {2013}
}
备注
to appear in IEEE Transactions on Communications