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基于智能反射面辅助的无线供电通信网络鲁棒能效最大化算法 被引量:21
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作者 徐勇军 高正念 +2 位作者 王茜竹 周继华 黄东 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第7期2317-2324,共8页
为了解决能量收集效率易受到障碍物阻挡和信道不确定性影响的问题,该文提出一种基于智能反射面(IRS)辅助的无线供电通信网络鲁棒能效(EE)最大化算法。首先,考虑最小收集能量、IRS相移、最小吞吐量等约束,基于有界信道不确定性,建立一个... 为了解决能量收集效率易受到障碍物阻挡和信道不确定性影响的问题,该文提出一种基于智能反射面(IRS)辅助的无线供电通信网络鲁棒能效(EE)最大化算法。首先,考虑最小收集能量、IRS相移、最小吞吐量等约束,基于有界信道不确定性,建立一个联合优化能量波束、相移、传输时间的多变量耦合非线性资源分配模型。然后,利用最坏准则、变量替换和S-Procedure等方法,将原非凸问题转换为确定性凸优化问题,同时,提出一种基于迭代的鲁棒能效最大化算法进行求解。仿真结果表明,与现有算法比较,该文算法具有较好的能效和鲁棒性。 展开更多
关键词 无线供电通信网络 智能反射面 能效最大化 鲁棒性
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智能反射面辅助的两跳中继无线供电通信网络吞吐量最大化研究 被引量:2
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作者 杨震 冯璇 吕斌 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第9期90-99,共10页
为了提高基于中继的无线供电通信网络(WPCN)的能量和信息传输效率,提出了双智能反射面(IRS)辅助的两跳中继无线传输方案。其中,IRS1和IRS2分别放置在混合中继节点(HRN)与用户、HRN和基站(BS)之间,使BS和HRN、HRN和用户之间构成反射链路... 为了提高基于中继的无线供电通信网络(WPCN)的能量和信息传输效率,提出了双智能反射面(IRS)辅助的两跳中继无线传输方案。其中,IRS1和IRS2分别放置在混合中继节点(HRN)与用户、HRN和基站(BS)之间,使BS和HRN、HRN和用户之间构成反射链路,从而提高HRN到用户的能量传输、用户到HRN的数据传输和HRN到BS的数据转发效率。为了最大化系统吞吐量,考虑了能量、数据传输和数据转发的时间调度、IRS的相位和用户的传输功率的联合优化问题。为了解决该非凸优化问题,提出了高效的交替优化算法,从而求得该问题的次优解。此外,分析了所提算法的收敛性和计算复杂度。仿真结果表明,IRS能够有效提升基于中继的WPCN的吞吐量。此外,所提最优传输方案下的系统性能优于其他对照方案。 展开更多
关键词 智能反射面 中继 无线供电通信网络 相移优化 能量传输
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具有非线性能量收集的RIS辅助无线供电通信网络的吞吐量优化 被引量:1
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作者 张振 容琪龙 +3 位作者 张丁才 陈健锋 崔苗 张广驰 《移动通信》 2023年第12期79-86,98,共9页
为了提高无线供电通信网络(WPCN)的信息吞吐量及传能效率并实现系统可持续工作,研究可重构智能表面(RIS)辅助WPCN的吞吐量优化问题。采用非线性能量收集模型,并对RIS进行能量分配,通过联合优化RIS的反射相位和能量分配系数,基站的发射... 为了提高无线供电通信网络(WPCN)的信息吞吐量及传能效率并实现系统可持续工作,研究可重构智能表面(RIS)辅助WPCN的吞吐量优化问题。采用非线性能量收集模型,并对RIS进行能量分配,通过联合优化RIS的反射相位和能量分配系数,基站的发射波束赋形,基站能量传输,下行能量传输和上行信息传输的时间分配,以最大限度提高网络用户信息传输的吞吐量。所考虑的优化问题的优化变量高度耦合,难以直接求解。提出基于分块优化、松弛变量引入和半正定松弛方法的高效算法求解该问题。仿真结果表明,与现有的基准方案对比,所提算法能显著提高系统吞吐量和可靠性。 展开更多
关键词 可重构智能表面 非线性能量收集 无线供电通信网络
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无线供电语义通信网络资源优化方案研究
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作者 谢家豪 吕斌 +2 位作者 周超 郭海燕 田峰 《南京邮电大学学报(自然科学版)》 北大核心 2024年第6期35-43,共9页
为了解决语义通信系统中用户的能量受限问题,构建了一种基于非线性能量收集模型的无线供电语义通信网络(WPSCN)。在所提出的WPSCN中,混合接入点(HAP)首先向所有用户同时发送射频信号以实现远程能量供应,然后用户利用收集的能量以时分多... 为了解决语义通信系统中用户的能量受限问题,构建了一种基于非线性能量收集模型的无线供电语义通信网络(WPSCN)。在所提出的WPSCN中,混合接入点(HAP)首先向所有用户同时发送射频信号以实现远程能量供应,然后用户利用收集的能量以时分多址方式向HAP传输语义信息。基于此,进一步研究了所有用户的有效语义信息量之和的最大化问题。该问题是关于用户处发射功率、HAP处发射波束赋形向量和时隙分配的联合优化问题。该问题由于包含隐性目标函数,很难直接求解。为此,首先利用广义函数近似获得语义相似度的显性函数表达式,然后设计了基于连续凸近似(SCA)和半正定松弛(SDR)的交替优化算法来求解非凸优化问题。仿真结果表明,相较于参考方案,所提出的方案可以显著提高系统的有效语义信息量。 展开更多
关键词 语义通信 无线供电语义通信网络 语义相似度 联合优化
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无线供电混合多址接入网络的资源分配 被引量:6
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作者 张广驰 曾志超 +1 位作者 崔苗 林凡 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第12期3013-3019,共7页
无线供电技术是延长无线网络节点寿命的有效方案。该文研究一个由基站和多个分簇用户组成的无线供电混合多址接入系统。系统的传输分为两个阶段。在第1阶段,基站向用户广播能量;在第2阶段,用户向基站传输信息。用户簇和用户簇之间采用... 无线供电技术是延长无线网络节点寿命的有效方案。该文研究一个由基站和多个分簇用户组成的无线供电混合多址接入系统。系统的传输分为两个阶段。在第1阶段,基站向用户广播能量;在第2阶段,用户向基站传输信息。用户簇和用户簇之间采用时分多址接入,分时传输;同一簇内多个用户采用非正交多址接入,同时传输。该文研究联合优化系统的各阶段的传输时间、基站的发射功率、用户的发射功率等资源,分别以优化网络频谱效率和用户簇之间的公平性为目的,提出最大化网络吞吐量和最大化用户簇的最小吞吐量的联合资源分配算法。研究结果表明所提的两种算法分别能有效提高系统的频谱效率和保证用户簇之间的公平性。 展开更多
关键词 无线供电通信网络 非正交多址接入 用户簇 吞吐量 公平性
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智能反射表面辅助无线能量传输的保密率最大化算法 被引量:3
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作者 张祖凡 张迪 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第7期2366-2373,共8页
为了减少窃听者对合法接收者的信息接收影响和窃听者的有用信息接收量,该文研究利用智能反射表面(IRS)来实现无线供电通信网络(WPCN)中窃听端处的波束抵消。首先在传输能量的同时进行窃听检测,IRS根据合法用户的能量状态选择是否采取防... 为了减少窃听者对合法接收者的信息接收影响和窃听者的有用信息接收量,该文研究利用智能反射表面(IRS)来实现无线供电通信网络(WPCN)中窃听端处的波束抵消。首先在传输能量的同时进行窃听检测,IRS根据合法用户的能量状态选择是否采取防窃听模式,然后在存在窃听的情况下,研究了窃听信道完美和不完美状态下系统的保密率最大化问题。分析表明,这一最大化问题是相移、功率分配、时间分配的多变量耦合非凸问题,可以采用分步优化、变量替换和S-Lemma等方法进行求解。仿真结果表明,与基准算法相比,所提算法提升了保密率,当智能反射表面元件数为80时保密率提升了44%,发射功率为40 dBm时保密率提升了34%。 展开更多
关键词 无线供电通信网络 智能反射表面 保密率
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基于两跳IRS辅助的下行无线能量和上行信息传输WPCN性能优化
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作者 冯璇 吕斌 杨震 《中兴通讯技术》 2023年第1期63-71,共9页
面向无线供电通信网络(WPCN),混合接入点(HAP)和无线设备之间常存在障碍物的遮挡,这导致HAP和无线设备之间无法直接通信。针对该问题,提出了两跳智能反射面(IRS)辅助的传输方案,即在HAP和无线设备附近分别放置IRS,使得HAP、IRS和无线设... 面向无线供电通信网络(WPCN),混合接入点(HAP)和无线设备之间常存在障碍物的遮挡,这导致HAP和无线设备之间无法直接通信。针对该问题,提出了两跳智能反射面(IRS)辅助的传输方案,即在HAP和无线设备附近分别放置IRS,使得HAP、IRS和无线设备之间构成反射链路,从而实现HAP到无线设备的下行能量传输和无线设备到HAP的上行信息传输。为了最大化系统吞吐量,建立了关于能量和信息传输的时隙分配、IRS的相位和无线设备信息传输功率的联合优化问题。为了解决该非凸优化问题,提出了两阶段交替优化算法,以有效求得该问题的局部最优解。仿真结果表明,相较于参照方案,所提出的最优方案可以有效提升系统性能。 展开更多
关键词 两跳智能反射面 无线供电通信网络 相移优化 能量收集
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基于MCR⁃WPT的无人机协助WPCN的资源分配策略 被引量:1
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作者 徐志红 赵宜升 +1 位作者 贺喜梅 陈勇 《南京邮电大学学报(自然科学版)》 北大核心 2022年第6期61-69,共9页
针对无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)协助的无线供电通信网络中采用射频能量收集方式出现的地面终端能量不足的问题,研究基于磁耦合谐振无线能量传输的最小吞吐量最大化资源分配策略。通过引入一个搭载磁耦合谐振装置的能量传输UAV... 针对无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)协助的无线供电通信网络中采用射频能量收集方式出现的地面终端能量不足的问题,研究基于磁耦合谐振无线能量传输的最小吞吐量最大化资源分配策略。通过引入一个搭载磁耦合谐振装置的能量传输UAV,依次为地面终端提供足够的能量。为了使所有地面终端的最小吞吐量最大化,联合优化信息接收UAV轨迹、地面终端发射功率和时隙分配比例。由于该问题是非凸优化问题,难以直接求解。通过引入一些辅助变量,将一些非凸约束条件通过适当的数学推导转换成凸约束条件。对于难以转化的非凸约束条件,采用凹凸过程将非凸函数线性化成两个凸函数相减的形式。最后通过迭代求解原非凸逼近问题的凸逼近问题,得到原始问题的次优解。仿真结果表明,与固定UAV轨迹、固定时隙分配比例、量子行为粒子群优化算法和标准粒子群优化算法相比,所提方法在最小吞吐量方面有一定程度的提高。 展开更多
关键词 磁耦合谐振 无人机 无线供电通信网络 资源分配
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