Artigo em revista científica Q1
Massive wireless energy transfer with statistical CSI beamforming
Francisco A. Monteiro (Monteiro, F. A.); Onel L. Alcaraz Lopez (Lopez, O. L. A.); Alves, Hirley (Alves, H.);
Título Revista
IEEE Journal of Selected Topics in Signal Processing
Ano
2021
Língua
Inglês
País
Estados Unidos da América
Mais Informação
Web of Science®

N.º de citações: 1

(Última verificação: 2022-05-16 17:07)

Ver o registo na Web of Science®


: 0.1
Scopus

N.º de citações: 1

(Última verificação: 2022-05-13 12:31)

Ver o registo na Scopus


: 0.1
Google Scholar

N.º de citações: 1

(Última verificação: 2022-05-13 08:30)

Ver o registo no Google Scholar

Abstract/Resumo
Wireless energy transfer (WET) is a promising solution to enable massive machine-type communications (mMTC) with low-complexity and low-powered wireless devices. Given the energy restrictions of the devices, instant channel state information at the transmitter (CSIT) is not expected to be available in practical WET-enabled mMTC. However, because it is common that the terminals appear spatially clustered, some degree of spatial correlation between their channels to the base station (BS) is expected to occur. The paper considers a massive antenna array at the BS for WET that only has access to i) the first and second order statistics of the Rician channel component of the multiple-input multiple-output (MIMO) channel and also to ii) the line-of-sight MIMO component. The optimal precoding scheme that maximizes the total energy available to the single-antenna devices is derived considering a continuous alphabet for the precoders, permitting any modulated or deterministic waveform. This may lead to some devices in the clusters being assigned a low fraction of the total available power in the cluster, creating a rather uneven situation among them. Consequently, a fairness criterion is introduced, imposing a minimum amount of power allocated to the terminals. A piece-wise linear harvesting circuit is considered at the terminals, with both saturation and a minimum sensitivity, and a constrained version of the precoder is also proposed by solving a non-linear programming problem. A paramount benefit of the constrained precoder is the encompassment of fairness in the power allocation to the different clusters. Moreover, given the polynomial complexity increase of the proposed unconstrained precoder, and the observed linear gain of the system's available sum-power with an increasing number of antennas at the ULA, the use of massive antenna arrays is desirable.
Agradecimentos/Acknowledgements
--
Palavras-chave
WET,mMTC,Massive MIMO,Beamforming,Clustering,Statistical CSI
  • Ciências da Computação e da Informação - Ciências Naturais
  • Engenharia Eletrotécnica, Eletrónica e Informática - Engenharia e Tecnologia
Registos de financiamentos
Referência de financiamento Entidade Financiadora
6G Flagship Academy of Finland
UIDB/50008/2020 Fundação para a Ciência e a Tecnologia
319008 EE-IoT

Com o objetivo de aumentar a investigação direcionada para o cumprimento dos Objetivos do Desenvolvimento Sustentável para 2030 das Nações Unidas, é disponibilizada no Ciência-IUL a possibilidade de associação, quando aplicável, dos artigos científicos aos Objetivos do Desenvolvimento Sustentável. Estes são os Objetivos do Desenvolvimento Sustentável identificados pelo(s) autor(es) para esta publicação. Para uma informação detalhada dos Objetivos do Desenvolvimento Sustentável, clique aqui.