无线供电协作通信：带能量累积的功率分割中继

本文针对无线供电多中继协作网络，提出了一种带分布式波束成形的采集-使用-存储功率分割(PS)中继策略。与传统的无电池 PS 中继策略不同，在所提策略中，采集的能量优先用于信息中继供电，其余部分借助电池累积存储以供未来使用，从而支持对采集能量的高效利用。然而，由于电池的充放电等操作，PS 会影响后续时隙的吞吐量。为此，PS 与电池操作同分布式波束成形相耦合。我们构建了一个包含这些耦合操作的吞吐量优化问题，尽管该问题难以处理。为解决该优化问题的难解性，提出了一种分层优化方法，在非因果信道状态信息(CSI)下实现最优的 PS 与电池操作联合设计，其中 PS 与电池操作可以分解方式分析。随后，考虑具有因果 CSI 的一般情况，利用 CSI 的统计特性扩展了所提分层优化方法。为了在性能与复杂度间取得更好折衷，提出了一种不需要后续时隙信息的贪婪方法。仿真结果揭示了所提策略性能的上界和下界，分别由带非因果 CSI 的分层优化方法和贪婪方法达到。此外，该策略优于传统的无能量累积的基于 PS 的中继以及基于时间切换的中继策略。