无线供电通信网络(Wireless-powered Communication Network,WPCN)不仅可以实现远程无线充电而且能够提供无线通信服务,因此受到了学术界和工业界的广泛关注。然而,低效率的能量收集和信息传输会限制WPCN的性能,并且在WPCN中的双重远近...无线供电通信网络(Wireless-powered Communication Network,WPCN)不仅可以实现远程无线充电而且能够提供无线通信服务,因此受到了学术界和工业界的广泛关注。然而,低效率的能量收集和信息传输会限制WPCN的性能,并且在WPCN中的双重远近效应会导致物联网设备收集的能量与消耗的能量之间的不平衡。为了解决这些问题,提出基于能量回收的主动智能反射面(Intelligent Reflecting Surface,IRS)辅助WPCN波束成形算法,其中物联网设备既能从功率站端收集能量,还能从其他物联网设备的上行信息传输中回收能量。考虑能量收集、吞吐量、时间分配,以及功率站和主动IRS的最大功率等约束,基于能量回收机制,建立了系统总吞吐量最大化的资源分配模型;然后,提出一种基于内层近似和双线性变换的交替优化算法进行求解。仿真结果表明,在相应的参数配置下,能量回收机制的应用能够提升约8.13%的吞吐量,而主动IRS的应用能够提升约61.1%的吞吐量。展开更多
为了解决全双工(Full Duplex,FD)异构无线携能通信(Simultaneous Wireless Information and Power Transfer,SWIPT)网络中的传输安全问题,针对存在多个窃听者的通信场景,提出基于人工噪声(Artificial Noise,AN)辅助的FD异构SWIPT网络安...为了解决全双工(Full Duplex,FD)异构无线携能通信(Simultaneous Wireless Information and Power Transfer,SWIPT)网络中的传输安全问题,针对存在多个窃听者的通信场景,提出基于人工噪声(Artificial Noise,AN)辅助的FD异构SWIPT网络安全波束成形设计方案。该方案在满足安全发射功率阈值、最低安全速率以及收集能量等约束条件下,通过联合优化AN、信息信号波束成形矢量以及上行发射功率最大化安全能量效率(Secrecy Energy Efficiency,SEE)。针对安全能量效率优化问题的非凸性,提出一种基于Dinkelbach和连续凸近似的双层优化算法,通过半定松弛技术、泰勒级数展开、连续凸近似法将难以求解的非凸问题转化为凸问题,最后利用MATLAB软件中的凸优化工具箱CVX进行求解。仿真实验验证了波束成形设计方案能够实现安全传输,且对系统能效也有一定程度的提升。展开更多
无线传感器节点通常依靠电池供能,为了满足无线传感器网络的往往长达数年的生命周期要求,应当努力提高其能量有效性,特别是消耗大部分能量的通信模块的能量有效性。首先系统讨论了无线传感器网络的通信的能量有效性的研究现状,然后基于...无线传感器节点通常依靠电池供能,为了满足无线传感器网络的往往长达数年的生命周期要求,应当努力提高其能量有效性,特别是消耗大部分能量的通信模块的能量有效性。首先系统讨论了无线传感器网络的通信的能量有效性的研究现状,然后基于传感器节点的通信模块的功耗特性,运用应用驱动和跨层优化的方法,设计了一种无线传感器网络通信架构——ADCOCA(Application-Driven and Cross-layer Opti mized Communication Architecture)。理论分析表明,ADCOCA改善了无线传感器网络通信的能量有效性,延长了网络的生命周期,推动了无线传感器网络应用的普及。展开更多
针对一对主用户和M对次用户构成的认知无线电网络(cognitive radio network,CRN),研究了非线性能量收集的认知无线电网络的次用户吞吐量最大化问题。具体来说,对于考虑次用户发射器(secondary transmitter,ST)电路功率的情况,首先将主...针对一对主用户和M对次用户构成的认知无线电网络(cognitive radio network,CRN),研究了非线性能量收集的认知无线电网络的次用户吞吐量最大化问题。具体来说,对于考虑次用户发射器(secondary transmitter,ST)电路功率的情况,首先将主用户吞吐量需求下的次用户吞吐量最大化(secondary throughput maximization,STM)问题建模为一个非线性优化问题,然后将它转化成凸优化问题,最后提出一种联合使用黄金分割和二分法的低复杂度算法,获得主用户发射器(primary transmitter,PT)能量传输和次用户信息传输的最优时间分配以及主用户发射器的最优发射功率。对于忽略次用户发射器电路功率的情况,首先证明次用户吞吐量最大化问题的凸特性,然后设计了一个更高效的算法来求解。仿真结果表明,相比等时间分配方案和链路增益优先级方案,提出的设计算法能显著提升次用户吞吐量。展开更多
文摘无线供电通信网络(Wireless-powered Communication Network,WPCN)不仅可以实现远程无线充电而且能够提供无线通信服务,因此受到了学术界和工业界的广泛关注。然而,低效率的能量收集和信息传输会限制WPCN的性能,并且在WPCN中的双重远近效应会导致物联网设备收集的能量与消耗的能量之间的不平衡。为了解决这些问题,提出基于能量回收的主动智能反射面(Intelligent Reflecting Surface,IRS)辅助WPCN波束成形算法,其中物联网设备既能从功率站端收集能量,还能从其他物联网设备的上行信息传输中回收能量。考虑能量收集、吞吐量、时间分配,以及功率站和主动IRS的最大功率等约束,基于能量回收机制,建立了系统总吞吐量最大化的资源分配模型;然后,提出一种基于内层近似和双线性变换的交替优化算法进行求解。仿真结果表明,在相应的参数配置下,能量回收机制的应用能够提升约8.13%的吞吐量,而主动IRS的应用能够提升约61.1%的吞吐量。
文摘为了解决全双工(Full Duplex,FD)异构无线携能通信(Simultaneous Wireless Information and Power Transfer,SWIPT)网络中的传输安全问题,针对存在多个窃听者的通信场景,提出基于人工噪声(Artificial Noise,AN)辅助的FD异构SWIPT网络安全波束成形设计方案。该方案在满足安全发射功率阈值、最低安全速率以及收集能量等约束条件下,通过联合优化AN、信息信号波束成形矢量以及上行发射功率最大化安全能量效率(Secrecy Energy Efficiency,SEE)。针对安全能量效率优化问题的非凸性,提出一种基于Dinkelbach和连续凸近似的双层优化算法,通过半定松弛技术、泰勒级数展开、连续凸近似法将难以求解的非凸问题转化为凸问题,最后利用MATLAB软件中的凸优化工具箱CVX进行求解。仿真实验验证了波束成形设计方案能够实现安全传输,且对系统能效也有一定程度的提升。
文摘无线传感器节点通常依靠电池供能,为了满足无线传感器网络的往往长达数年的生命周期要求,应当努力提高其能量有效性,特别是消耗大部分能量的通信模块的能量有效性。首先系统讨论了无线传感器网络的通信的能量有效性的研究现状,然后基于传感器节点的通信模块的功耗特性,运用应用驱动和跨层优化的方法,设计了一种无线传感器网络通信架构——ADCOCA(Application-Driven and Cross-layer Opti mized Communication Architecture)。理论分析表明,ADCOCA改善了无线传感器网络通信的能量有效性,延长了网络的生命周期,推动了无线传感器网络应用的普及。
