Den senaste tidens avancerade teknik för trådlös energiskörd har gjort det möjligt för trådlös kommunikation att ta emot trådlösa datatjänster på ett självförsörjande sätt. Trådlös kommunikation är dock beroende av aktiva RF-signaler för att kommunicera och resultera i hög strömförbrukning. Å andra sidan har backscatterteknik som passivt speglar befintliga RF-signalkällor i luften för att kommunicera potential att underlätta en implementering med ultralåg strömförbrukning. I detta dokument introducerar vi en hybridenhet till enhet (D2D) kommunikationsparadigm genom att integrera ambient backscattering med trådlös kommunikation. Hybrid D2D-kommunikationen är självförsörjande, eftersom det inte krävs någon särskild extern strömförsörjning. Eftersom radiosignalerna för energiupptagning och backscattering kommer från omgivningen beror emellertid prestandan hos hybrid D2D-kommunikationen till stor del på miljöfaktorer, t.ex. fördelning, rumslig densitet och överföringsbelastning hos omgivande energikällor. Därför utformar vi två urvalsprotokoll för hybrid D2D-sändaren, vilket möjliggör en mer flexibel anpassning till miljön. Därefter introducerar vi analytiska modeller för att karakterisera effekterna av de beaktade miljöfaktorerna på den hybrida D2D-kommunikationsprestandan. Tillsammans med omfattande simuleringar visar vår analys att kommunikationsprestandan drar nytta av större repulsion, överföringsbelastning och densitet hos omgivande energikällor. Dessutom undersöker vi hur olika urvalsmekanismer påverkar kommunikationsprestandan. t.ex. från TV-basstationer [12] eller Wi-Fi-routrar [17]. I motsats till traditionella backscatter-enheter, t.ex. RFID-taggar, som passivt förlitar sig på en dedikerad interrogator för att initiera kommunikation, kan en omgivande backscatter-sändare aktivt initiera kommunikation till sina kamrater. Trots många fördelar, både trådlös-kraft kommunikation och omgivande backscatter kommunikation har nackdelar som begränsar deras tillämplighet för D2D-kommunikation. Specifikt kan en trådlös enhet endast kommunicera intermittent eftersom det kräver särskild tid för energiupptagning. För att utföra aktiv RF-generering, är den nödvändiga energin mycket högre än drift kraften i omgivande backscattering. När det gäller omgivande backscatter kommunikation, den relativt låga datahastigheten, typiskt sträcker sig från flera till tiotals kbps [12], [18], begränsar i stor utsträckning applikationerna. Ett relativt högt signal-till-brusförhållande (SNR) krävs för att åstadkomma tillförlitlig transmission med modulerad backscatter. Dessutom är överföringsavståndet begränsat, typiskt sträcker sig från flera fot till tiotals fot [12], [19]. För att åtgärda dessa brister introducerar vi i detta dokument en ny hybrid D2D-kommunikationsparadigm som skördar energi från omgivande RF-signaler och kan selektivt utföra backscattering eller trådlös kommunikation för förbättrad tillämplighet och funktionalitet. Genom analys kommer vi att visa att dessa två tekniker mycket väl kan komplettera varandra och resultera i bättre prestanda för D2D-kommunikation. På senare tid har trådlös kommunikation [5] rönt stor uppmärksamhet och har använts i D2D-kommunikation för att förbättra energieffektiviteten. I [7], författarna undersöker en kognitiv D2D-sändare som skördar energi från cellulära användare och sänder på en vald cellulär kanal. Studien fokuserar på effekterna av olika system för spektrumtillträde på sannolikheten för avbrott i överföringen. I [8], författarna föreslår ett urval system för cellulära användare att välja mellan trådlös D2D-relä och direkt överföring. Under en K-tier heterogen nätverksmodell, är avbrottsannolikheten för cellulära användare härleds i slutna formuttryck. Både [7] och [8] syftar till att förbättra den självförsörjande D2D-kommunikationen genom effektiv spektrumallokering. Användningen av trådlös överföring är dock beroende av kanaltillgänglighet. I synnerhet är trådlös överföring inte möjlig när alla kanaler är upptagna. Annorlunda från dessa forskningsinsatser, vår hybrid design tillåter överföring genom omgivande backscattering när trådlös överföring är ogenomförbar, vilket inte orsakar märkbar störning för legitima användare [12], [20]. Avvikelse från arbetena [7], [8] som tar hänsyn till RF-energiupptagning i omgivningen, arbetet i [9] studier D2D-kommunikation med dedikerade kraftfyrar för trådlös energiförsörjning. Både energiavbrott och sekretessannolikhet analyseras under olika system för tilldelning av kraftfyrar. Arbetet i [21] introducerar en systemmodell som kallas trådlöst drivna backscatter kommunikationsnät, som använder dedikerade kraftfyrar som sänder Xiao Lu fick B.Eng. Examen i kommunikationsteknik från Beijing University of Posts and Telecommunications, Kina, och M.Eng. Examen i datateknik från Nanyang Technological University, Singapore. Han leder för närvarande doktorsexamen vid universitetet i Alberta i Kanada. Hans nuvarande forskningsintressen är inom området energiskörd för trådlös kommunikation. Hai Jiang (SM'15) tog emot B.Sc. och M.Sc. examina i elektronikteknik från Peking universitet, Peking, Kina, 1995 respektive 1998, respektive Ph.
Författarna till REF använde backscatter-kommunikation för att möjliggöra kommunikation mellan enheter.
Wireless-Powered Device-to-Device Communications With Ambient Backscattering: Performance Modeling and Analysis
{'venue': 'IEEE Transactions on Wireless Communications', 'journal': 'IEEE Transactions on Wireless Communications', 'mag_field_of_study': ['Computer Science', 'Mathematics']}