Throughput Maximization in Bidirectional WPCN with Relay

Abstract

무선 전력 전달 네트워크는 하향회선으로 전력 전달 신호를 전송하고 이를 전달받은 노드가 받은 신호를 통하여 하베스트한 에너지를 기반으로 정보 신호를 상향회선으로 전송하는 네트워크 모델이다. 본 논문에서는 하나의 하이브리드 릴레이와 릴레이를 기준으로 양 측에 K개의 멀티유저 쌍이 존재하는 무선 전력 전달 네트워크를 가정하고 해당 네트워크에서 유저들의 총 전송률 합을 최대화 한다. 기존 무선 전력 전달 네트워크에서 주로 사용되는 시 분할 방식의 하베스트-및-전송 프로토콜(harvest then transmit protocol)을 적용하였으며 유저들이 달성하는 전송률을 계산 하고 이를 최대화하기 위한 시간 자원 할당 문제를 제안한다. 컨벡스 최적화(convex optimization)을 통하여 제안된 문제의 해를 구할 수 있음을 증명한다. 시뮬레이션 결과를 통하여 해당 네트워크에서의 전송률이 기존의 균등 자원 할당 기법 대비 높은 성능을 달성함을 보인다.