15、无线信息与能量同时传输技术解析

无线信息与能量同时传输技术解析

在无线通信领域，无线信息与能量同时传输（SWIPT）技术是一个备受关注的研究方向。它旨在实现无线设备在接收信息的同时，还能从无线信号中获取能量，为解决无线设备的能量供应问题提供了新的思路。本文将深入探讨SWIPT技术在不同场景下的应用，包括分离式能量收集（EH）和信息检测（ID）接收器以及共址式EH和ID接收器，并对相关的优化问题和性能进行分析。

1. 分离式EH和ID接收器

在分离式EH和ID接收器的场景中，我们关注的是在满足各个设备的能量收集要求和信干噪比（SINR）约束的前提下，最小化高海拔平台（HAP）的发射功率。

1.1 问题表述

问题P10的目标是最小化以下函数：
[
\begin{align }
&\min_{v_i, w_j \in \mathbb{C}^{M\times1}, \forall i, j} \sum_{\forall i} |v_i|^2 + \sum_{\forall j} |w_j|^2\
&\text{s.t. } E_{h_j} \geq \xi_j, \forall j\
&\gamma_i \geq \gamma_i^{\circ}, \forall i
\end{align }
]
其中，(E_{h_j})表示第(j)个能量收集设备的能量收集量，(\xi_j)是其能量收集要求，(\gamma_i)是第(i)个信息检测设备的SINR，(\gamma_i^{\circ})是其SINR约束。虽然优化函数是二次凸函数，但约束条件是非凸的，因此P10是一个非凸优化问