19、物联网中同时无线信息和功率传输（SWIPT）技术解析

物联网中同时无线信息和功率传输（SWIPT）技术解析

1. SWIPT 架构概述

在物联网（IoT）网络中，同时无线信息和功率传输（SWIPT）技术具有重要意义。为实现高效的 SWIPT，需要在信息传输和能量收集（EH）之间进行适当的权衡，因此，波束成形和预编码的概念在支持 SWIPT 的物联网中受到了更多关注。SWIPT 架构主要分为以下七类：
- 周期性切换架构（Periodically Switching Architecture，PSA）
- 功率分割架构（Power Splitting Architecture，PSpA）
- 分离接收器架构（Separate Receiver Architecture，SRA）
- 天线切换架构（Antenna Switching Architecture，ASA）
- 中继启用架构（Relay - Enabled Architecture，RA）
- 干扰优化架构（Interference Optimization Architecture，IOA）
- 无人机启用架构（UAV - Enabled Architecture，UA）

1.1 干扰优化架构（IOA）

在 IOA 中，为了实现高效的干扰管理，网络中的节点能够对干扰进行解码，即接收所有信号并处理其是否与该节点相关。对于 SWIPT 干扰，解码允许每个发射机的波束相互交叉（干扰），以在不损失信息的情况下增加功率传输。例如，在蜂窝物联网网络中，信息信号和干扰信号都可用于能量收集，中继节点根据从信号中收集到的最大能量进行选择，支持 EH 的中继节点使用非正交多址（NOMA）在同一信道上转发其自身信息和源信息。