全双工无线供电中继系统：和速率最大化的波束成形设计

"全双工双向无线供电中继系统最大化-论文" 这篇论文探讨了全双工双向无线供电中继系统的设计，旨在最大化系统的和速率。全双工通信允许设备同时进行发送和接收，而双向无线供电则允许系统在传输数据的同时为自身或中继节点供电，这为无线通信带来了更高的效率和更长的工作时间。 在传统的无线通信系统中，设备通常只能进行单向通信，即要么发送要么接收，这限制了系统的整体效率。全双工模式克服了这一限制，使通信双方可以同时收发数据，从而提高了带宽利用率和系统性能。然而，全双工通信也面临挑战，如自干扰管理，尤其是在无线供电的环境中。 论文提出了一种基于“储能-发送”模式的波束成形设计方案，旨在优化中继节点的能量管理和信号传输。这种方案考虑了中继节点需要收集能量以供其自身操作，并且其发射功率需要在允许的最大阈值内。通过联合优化中继的波束成形向量和时间切换系数，论文的目标是最大化系统的和速率，即所有链路的数据传输速率之和。 为了解决这个问题，论文首先将非凸优化问题分解为对中继波束成形向量和时间切换系数的单独优化。然后，通过变量等效代换和半定松弛技术，将原问题转换为一个可解的凸优化问题，这使得可以通过迭代算法找到最优解。这种方法相比传统的半双工两时隙方案和简单的全双工策略，能够显著提高系统性能，仿真结果显示性能提升了2到3倍。 关键词涉及的能量收集是指从无线信号中捕获能量，用于供电，而储能发送则是指中继节点存储接收到的能量并用于后续的发送过程。波束成形是无线通信中的关键技术，通过调整天线阵列的相位来集中能量到特定方向，以增强信号传输或接收。和速率是评估通信系统整体效率的关键指标，而全双工通信则提供了比传统半双工更高的带宽效率和系统容量。 这篇论文的研究成果对于开发高效、自给自足的无线通信网络具有重要意义，特别是在远程和能源受限的环境，例如物联网(IoT)设备和无人区通信系统。通过优化全双工双向无线供电中继系统的设计，可以实现更可靠、更节能的通信，推动未来无线通信技术的发展。