面向物联网的无线信息与功率传输：脉冲位置调制、集成接收机与实验验证
信息论
2021-04-20 v1 math.IT
摘要
同步无线信息与功率传输（SWIPT）已成为一种为低功耗自主设备供能并连接设备、赋能未来物联网（IoT）的可行技术。SWIPT 的一个主要挑战是此类低功耗设备的接收机能耗。一种有吸引力的低功耗方案由用于 SWIPT 接收机（IntRx）的集成信息解码器（ID）与能量收集器（EH）架构构成，其中接收的射频信号先被整流再用于信息解码。该架构省去了本地振荡器和混频器等耗能的射频组件。本文针对 IntRx SWIPT 架构提出一种基于脉冲位置调制（PPM）的新型调制与解调方法，其中信息编码于脉冲的位置。新方法发送高幅度脉冲以提高发射信号的峰均功率比（PAPR），并利用 EH 的非线性以提升收集到的直流功率。同时，信息可通过在某一符号时长内简单寻找脉冲位置而从整流信号中解码。我们从理论、数值和实验三方面分析了所提用于 IntRx SWIPT 的 PPM 的信息与功率传输性能。为此，我们搭建了室内环境下的 SWIPT 系统测试平台，原型化了一个传输信息-功率信号的基础站，以及包含 ID 和 EH 模块的 IntRx SWIPT 接收机。PPM 的性能评估在多种条件下进行，结果与传统信号进行了对比。理论、数值与实验结果均凸显了所提 PPM 方案在增强功率传输性能并以低功耗进行信息解码方面的显著优势。
引用
@article{arxiv.2104.08404,
title = {Wireless Information and Power Transfer for IoT: Pulse Position Modulation, Integrated Receiver, and Experimental Validation},
author = {Junghoon Kim and Bruno Clerckx},
journal= {arXiv preprint arXiv:2104.08404},
year = {2021}
}
备注
submitted for publication