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空中智能反射面辅助的无线供能通信网络轨迹优化研究 被引量：5
1
作者 周毅 晋占齐 +3 位作者 石华光 田玉香 石磊 张延宇 《电子与信息学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2812-2820,共9页
由于无人机(UAV)良好的机动性、可靠性和快速部署等特性,无人机搭载智能反射面(IRS)可以有效解决复杂无线场景中混合接入点和节点之间由于障碍物遮挡导致信息传输和能量传输效率低的问题。该文提出一种基于时间划分的空中智能反射面辅... 由于无人机(UAV)良好的机动性、可靠性和快速部署等特性,无人机搭载智能反射面(IRS)可以有效解决复杂无线场景中混合接入点和节点之间由于障碍物遮挡导致信息传输和能量传输效率低的问题。该文提出一种基于时间划分的空中智能反射面辅助无线供能通信网络架构,充分利用空中智能反射面的灵活性提高网络性能。该架构针对每一个时隙,采用先收集能量后传输信息方案实现能量和数据的分时传输。在满足节点能量收集阈值的前提下,建立一个联合空中智能反射面飞行轨迹、节点选择关联变量、时隙分配比率和智能反射面相位的多变量耦合优化问题。采用块坐标下降算法把原始优化问题分解为4个子问题分别进行求解。首先根据波束对齐原理求解出智能反射面最优相位的闭式解,然后通过引入辅助变量并采用连续凸近似方法使非凸问题转变为凸问题,最后利用交替优化算法迭代求解。仿真结果表明,该文提出的联合优化方案具有很好的收敛性能并可以显著提高系统平均吞吐量。 展开更多
关键词 无线供能通信网络 智能反射面 无人机 轨迹优化
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无线供能通信网络的边缘节点可实现速率最大化
2
作者 苏资洋 仲元昌 +1 位作者 赵雪辉 李大林 《电讯技术》 北大核心 2024年第11期1803-1809,共7页
为了解决无线供能通信网络(Wireless Power Communication Network,WPCN)中因“双远近”效应导致的边缘节点可实现速率差的问题,引入智能反射面(Intelligent Reflective Surface,IRS)以增加通信路径,同时借助无人机(Unmanned Aerial Veh... 为了解决无线供能通信网络(Wireless Power Communication Network,WPCN)中因“双远近”效应导致的边缘节点可实现速率差的问题,引入智能反射面(Intelligent Reflective Surface,IRS)以增加通信路径,同时借助无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)作为能量站为地面节点供能。具体而言,在满足IRS恒定模量约束、UAV最大步长约束和无线设备发射功率等约束条件下,建立了一个联合优化IRS相移、UAV轨迹、传输功率和传输时间等优化变量的优化模型。为了解决这个复杂非凸的多变量耦合优化模型,基于块坐标下降法(Block Coordinate Descent,BCD)的思想,分别利用半正定松弛法(Semi-positive Definite Relaxation,SDR)、逐次凸近似(Successive Convex Approximation,SCA)和引入松弛因子等方法,求解出IRS端变量、UAV路径变量和发射端资源变量。仿真表明,所提方案相较传统方案的边缘节点可实现速率提升了11.02%,能够有效减小“双远近”效应带来的影响。 展开更多
关键词 无线供能通信网络(WPCN) 边缘节点 可实现速率 无人机(UAV) 智能反射面(IRS)
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反向散射辅助的无线供能通信网络中用户能效公平性研究 被引量：12
3
作者 叶迎晖 施丽琴 卢光跃 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第7期84-94,共11页
针对反向散射辅助的无线供能通信网络中由于信道质量差异导致的用户能效不公平问题,提出了一种基于最大最小准则的资源分配方法。首先,考虑用户服务质量与能量因果约束,并以最大最小化用户能效为目标,将优化问题建模为混合整数非凸分式... 针对反向散射辅助的无线供能通信网络中由于信道质量差异导致的用户能效不公平问题,提出了一种基于最大最小准则的资源分配方法。首先,考虑用户服务质量与能量因果约束,并以最大最小化用户能效为目标,将优化问题建模为混合整数非凸分式规划问题。其次,利用广义分式规划理论将其转化为一个混合整数非凸减式优化问题,并通过引入松弛变量、反证法和辅助变量将非凸减式问题进一步转化为一个等价的凸问题。最后,提出一种迭代算法来获取原优化问题的最优解。实验仿真验证了所提迭代算法的快速收敛性,并证明了所提资源分配方法能够有效地保障用户能效公平性。 展开更多
关键词 反向散射 无线供能通信网络 用户能效 公平性
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反向散射辅助的无线供能通信网络的节点间通信 被引量：1
4
作者 陶杰 葛海江 +2 位作者 吴旻媛 邵奇可 池凯凯 《电信科学》 2021年第6期115-124,共10页
目前几乎没有无线供能通信网络节点间的信息传输方案设计,研究了反向散射辅助无线供能通信网络节点间的高传输速率信息传输,节点有储能容量且可工作于反向散射通信和主动通信。提出了由节点反向散射/能量传输阶段和节点主动通信阶段构... 目前几乎没有无线供能通信网络节点间的信息传输方案设计,研究了反向散射辅助无线供能通信网络节点间的高传输速率信息传输,节点有储能容量且可工作于反向散射通信和主动通信。提出了由节点反向散射/能量传输阶段和节点主动通信阶段构成的方案,并将总传输速率最大化建模为凸优化问题。然后基于反向散射总时长与节点能量捕获时长阈值的关系,将该问题分解为多个仅需优化两个反向散射时长的子问题,并设计高效的两层黄金分割搜索算法求解子问题,从子问题最优解得到原问题最优解。仿真结果表明,与纯主动通信方案和纯反向散射通信方案相比,所提出的方案能有效地提高传输速率。 展开更多
关键词 无线供能通信网络 节点间通信 反向散射通信 传输速率最大化
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后向散射辅助无线供能网络中的节点间高吞吐量通信方案 被引量：3
5
作者 毛科技 吴旻媛 +2 位作者 黄亮 张书彬 池凯凯 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第12期1787-1794,共8页
本文研究后向散射辅助无线供能网络中两个边缘节点到一个中继节点的信息传输,节点可工作于后向散射模式和主动通信模式。引入后向散射该辅助功能有助于节点吞吐量提高,但也使通信方案设计更加复杂。提出了由节点后向散射/能量传输阶段... 本文研究后向散射辅助无线供能网络中两个边缘节点到一个中继节点的信息传输,节点可工作于后向散射模式和主动通信模式。引入后向散射该辅助功能有助于节点吞吐量提高,但也使通信方案设计更加复杂。提出了由节点后向散射/能量传输阶段和节点主动通信阶段构成的方案。接着,将最大化总吞吐量问题建模为非线性优化问题,并证明其凸特性。最后,基于后向散射时长与节点能量捕获时长阈值的关系,将该问题分解为多个仅需优化后向散射时长的子问题,并设计高效的两层黄金分割搜索算法来求解子问题。基于子问题的最优解来得到原问题的最优解。仿真结果表明,与纯主动通信方案和纯后向散射通信方案比,所提出的方案能有效地提高吞吐量。 展开更多
关键词 无线供能通信网络 后向散射通信 凸优化 节点间通信 吞吐量
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无线供能网络中的节点间高吞吐量通信方案 被引量：2
6
作者 毛科技 吴旻媛 池凯凯 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期564-570,共7页
目前针对无线供能通信网络的研究主要考虑节点发送数据到网关的场景,很少考虑节点间通信的场景。本文研究邻近节点对之间的高吞吐量通信问题,通过最优化能量供给时长与数据发送时长来达到较优的吞吐量。具体来说,研究节点对的总吞吐量... 目前针对无线供能通信网络的研究主要考虑节点发送数据到网关的场景,很少考虑节点间通信的场景。本文研究邻近节点对之间的高吞吐量通信问题,通过最优化能量供给时长与数据发送时长来达到较优的吞吐量。具体来说,研究节点对的总吞吐量最大化问题,首先将其建模为非线性优化问题,接着证明其凸特性,最后设计了一个结合黄金分割搜索和二分搜索的高效算法来获得最佳时间分配。另外,研究较差节点吞吐量最大化问题,同样证明其凸特性并且设计一个基于黄金分割搜索的高效算法来获得最佳时间分配。仿真结果表明,最大化较差节点吞吐量要比最大化总吞吐量更具公平性,但以降低总吞吐量为代价。 展开更多
关键词 无线供能通信网络 节点间通信 凸优化 吞吐量最大化
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STAR-RIS辅助无线供能通信的吞吐量优化研究
7
作者 谢文武 袁曾家 +3 位作者 李桂林 李一鸣 黄杰 周振威 《无线电通信技术》 2025年第5期891-898,共8页
提出一种基于可同时透射和反射的有源可重构智能表面(Active Simultaneously Transmitting and Reflecting Reconfigurable Intelligent Surface,ASTAR-RIS)辅助的无线供能通信网络(Wireless Powered Communication Network,WPCN)。通... 提出一种基于可同时透射和反射的有源可重构智能表面(Active Simultaneously Transmitting and Reflecting Reconfigurable Intelligent Surface,ASTAR-RIS)辅助的无线供能通信网络(Wireless Powered Communication Network,WPCN)。通信网络主要由采集供电站(Power Station,PS)、传感器节点组(Sensor Node Groups,SNGs)、ASTAR-RIS和接入点(Access Point,AP)4个部分组成。通信系统的运行流程主要分为无线能量传输(Wireless Energy Transfer,WET)和无线信息传输(Wireless Information Transfer,WIT)2个阶段,在无线能量传输阶段采用能量分裂(Energy Splitting,ES)工作模式,在无线信息传输阶段采用分时(Time Switching,TS)工作模式。在联合优化ASTAR-RIS的相移参数和通信资源分配以及放大功率约束的情况下,最大化系统的信噪比,即系统的通信性能达到最佳。由于优化问题是非凸的,采用交替优化算法对问题进行求解,根据耦合的变量将问题分为2个部分,在交替优化算法的基础之上,利用半定松弛(Semidefinite Relaxation,SDR)和分式规划(Fractional Programming,FP)分别求解2个部分的变量的最优解。实验结果表明,提出的通信方案可以为系统提供更高的性能增益。 展开更多
关键词 无线供能通信网络 同时透射和反射的有源可重构智能表面 凸优化
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无人机辅助反向散射通信计算任务卸载与资源分配 被引量：6
8
作者 李斌 杨蓉蓉 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第7期2334-2341,共8页
针对边缘计算网络中用户能量短缺问题,该文提出一种无人机(UAV)辅助的反向散射通信网络计算任务卸载和资源分配方案。首先,通过联合考虑飞行轨迹、用户的计算频率、任务卸载比例、无人机及用户的发射功率、反向散射时间分配以及主动通... 针对边缘计算网络中用户能量短缺问题,该文提出一种无人机(UAV)辅助的反向散射通信网络计算任务卸载和资源分配方案。首先,通过联合考虑飞行轨迹、用户的计算频率、任务卸载比例、无人机及用户的发射功率、反向散射时间分配以及主动通信时间分配,构建最小化无人机总能耗优化问题。其次,利用交替优化算法,将原非凸问题分解为两个子问题,并通过连续凸逼近方法将原问题转化为凸问题进行求解。仿真结果表明,所提算法使得无人机能耗显著减少,且具有良好的收敛性。 展开更多
关键词 反向散射通信 无人机 移动边缘计算 无线供能通信网络 计算卸载
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