最佳的无线中继

无线中继技术是无线通信中的一个重要技术，它通过在发送器和接收器之间增加一个或多个中继节点来提高无线信号的覆盖范围和传输质量。中继技术可以分为两种基本类型：放大转发（AF）和解码转发（DF）。在放大转发中继系统中，接收到的信号被简单地放大后转发到目的地；而在解码转发中继系统中，接收到的信号被解码，然后再重新编码并发送到目的地。 在本文中，研究者们关注了无线中继辅助的无线电源通信系统，其中能量受限的源节点借助一个能量受限的中继节点进行通信，两者均通过一个专用的功率信标（PB）供电。文章的目标是最大化这种中继辅助无线电源通信系统的可达吞吐量。研究考虑了时分割法，源节点和中继节点首先从配备多天线的PB中收集能量，然后将信息传输到目的地。文章提出了简单的封闭形式的表达式，用于计算最优的PB能量波束成形向量和能量收集与信息传输的时间分割。数值结果和模拟表明，相较于一些直观的基准波束成形方案，该方案的性能优越。研究还发现，将中继放置在源-目的地路径的中间不再是最佳选择。 研究中提及的关键技术包括波束成形、双跳中继、无线电源通信（WPC）。波束成形技术是一种可以提高无线信号传输质量的技术，它通过调整天线阵列的相位和幅度来定向发送和接收信号。双跳中继则是指信号通过两个跳段传输，第一个跳段是源节点到中继节点，第二个跳段是中继节点到目的地节点。无线电源通信是指通过无线方式传输电力的通信方式。 文章中还提到了第五代（5G）无线系统的几个关键突破，例如大规模多输入多输出（MIMO）、全双工通信和小基站架构，这些都是5G无线系统的关键技术。大规模MIMO能够显著提高频谱效率和能量效率；全双工通信允许在同一频率上同时进行发送和接收，这对于提高频谱效率具有重大意义；小基站架构可以提高网络容量，支持更高的用户密度，并减少网络延迟。 本文还探讨了智能手机和平板电脑的普及导致的移动设备电池寿命有限问题，这是影响用户体验的一个关键问题。由于RF能量收集技术在近年来受到了广泛的关注，文章中提出了基于无线电频率(RF)的能量收集技术，即允许无线设备通过收集射频信号的能量来补充或替代电池供电。这项技术可能为移动设备的虚拟能源供应提供新的可能性。 文章提到的研究成果得到了中国国家基础研究计划、中国自然科学基金以及浙江省科学和技术基金的支持。这些资助显示出该研究在理论和应用层面的潜在价值和重要性。