Wireless Powered Communication Networks Assisted by Backscatter Communication

In this paper, an economic model is proposed for joint time resource allocation and energy trading between two service providers, i.e., IoT service provider (ISP) and energy service provider (ESP), in a heterogeneous IoT wireless-powered communication network. In particular, IoT devices (with various communication types and energy constraints) are assumed to belong the ISP who collects sensing data from IoT devices for its services. Meanwhile, the ESP utilizes a power beacon to provide energy services for the ISP. A Stackelberg game model is formulated to jointly maximize the revenue of both the ISP and ESP (i.e., network throughput and energy efficiency) through investigating the energy interaction between them. Specially, the ISP leads the game by requesting an optimal energy price and service time that maximize its revenue to the ESP. Following the requested deal from the ISP, the ESP supplies an optimized transmission power which satisfies the energy demand of the ISP while maximizes its utility. To obtain the Stackelberg Equilibrium, we first derive a closed-form solution for the ESP. Then two relaxed schemes (i.e., partial or joint energy price and service time adjustments) based on block coordinate descent (BCD) and convex-concave procedure (CCCP) techniques are proposed to solve the non-convex optimization problem for the ISP. Due to the selfish behavior of both players, we investigate the inefficiency of the proposed approach by proposing two baseline scenarios, i.e., non-negotiated energy trading and social welfare scenarios, and the Price of Anarchy (PoA). Finally, numerical results reveal that our approach can achieve significant improvements in revenues of both providers compared with conventional transmission methods, e.g., bistatic backscatter, and harvest-then-transmit communication methods.

show abstract

“…6. First, we demonstrate this profit as a quadratic function with respect to the transmission power of the PB as shown in (14). Fig.…”

Section: B Revenue Performance Of the Isp And Espmentioning

confidence: 99%

Energy Management and Time Scheduling for Heterogeneous IoT Wireless-Powered Backscatter Networks

Nguyen

Huynh

Hoang

et al. 2019

ICC 2019 - 2019 IEEE International Conference on Communications (ICC)

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Due to this adopted full-duplex architecture involving the decoupler to separate out transmit and receive unit of the reader sharing same antennas, the channel reciprocity holds for the adopted time division duplex (TDD) mode in this paper. It is worth noting that channel-reciprocity is a common assumption in the monostatic multiantenna BSC architectures [5], [32], [33] and there are commercially available readers [34]) based on it. Also, in future we would like to extend our proposed CE and TRX designs methodology to investigate the bi-static and ambient BSC configurations where the forward and backward links are different and thus, are non-reciprocal.…”

Section: A Novelty and Scopementioning

confidence: 99%

Multi-Tag Backscattering to MIMO Reader: Channel Estimation and Throughput Fairness

Mishra

Larsson

2019

IEEE Trans. Wireless Commun.

View full text Add to dashboard Cite

Green low power networking with the least requirement of dedicated radio resources is need of the hour which has led to the upsurge of backscatter communication (BSC) technology. However, this inherent potential of BSC is challenged by hardware constraints of the underlying tags. We address this timely concern by investigating the practical efficacy of multiple-input-multiple-output (MIMO) technology in overcoming the fundamental limitations of BSC. Specifically, we first introduce a novel least-squares based channel estimation (CE) protocol for multi-tag BSC settings that takes care of both the unintended ambient reflections and the inability of tags in performing estimation by themselves. Then using it, a nontrivial low-complexity algorithm is proposed to obtain the optimal transceiver designs for the multiantenna reader to maximize the minimum value of the lower-bounded backscattered throughput among the single-antenna semi-passive tags. Additional analytical insights on both individually and jointlyoptimal precoding vector and detector matrix at the reader are provided by exploring the asymptotically-optimal transceiver designs. Lastly detailed numerical investigation is carried out to validate the theoretical results and quantify the practically realizable throughput fairness. Specifically, more than seven-fold increase in the common-backscattered-throughput among tags as achieved by the proposed designs over the relevant benchmarks corroborates their practical significance.

show abstract

“…The use of the IoT approach is particularly acute in raising the issue of «ae» points. To compensate for the lost flexibility in the composition of RC systems add switches modes [9]. This solution allows to increase the flexibility and modularity of the system due to the rapid switching between the involved parts.…”

Section: Research Of Existing Solutions Of the Problemmentioning

confidence: 99%

Analysis of possibilities to use neural network for remote control of electronic devices

Holikov

Galkin

2018

TAPR

View full text Add to dashboard Cite

Об'єктом дослідження в роботі є системи дистанційного керування електронними апаратами. Існу ють дротові та бездротові засоби реалізації дистанційного каналу зв'язку між підлеглим та керуючим пристроями. Аналіз існуючих засобів створення каналу зв'язку виявив низьке значення співвідношення гнучкості системи та швидкості передачі даних в середині створеної мережі. Однією з причин низького співвідношення є використання у складі системи модулів зі значним значенням мінімального часу роботи. Такими модулями є модулі фільтрації та декодування отриманого сигналу на боці приймача, кодування та модулювання на боці передавача. Заміна цих модулів на один зі значно меншими показниками затраче ного часу суттєво покращить значення співвідношення гнучкості системи та швидкості передачі даних. Можливість для створення модулю, що буде мати необхідні властивості затрачуваного на роботу часу, надає нейрона мережа. Отримана під час проведення дослідження модель системи дистанційного керування має ряд переваг, зокрема, наявність у складі нейронної мережі дозволяє зменшувати затрачуваний час та підвищити точність роботи системи протягом всього часу роботи системи. Це досягається завдяки здатності нейронної мережі до самонавчання без втручання людини та її можливості аналізувати будьякі вхідні сигнали з різним значенням фонового шуму. Ці властивості дозволяють провести заміну елементів, що не дозволяють підвищити швидкість обміну на елементи нейронної мережі, які будуть виконувати ті самі функції з більшою швидкістю, надійністю та точністю. Отримані в ході дослідження данні доводять доцільність інтеграції елементів нейронної мережі до складу систем дистанційного керування електронними апаратами. Також запропоновано можливі місця інтеграції нейронної мережі до складу системи дистанційного керування електронною апаратурою, які дозволять підвищити стабільність, точність та швидкість системи. Ключові слова: дистанційне керування, нейронна мережа, фізичні інтерфейси передачі інформації, бездротова комунікація.

show abstract

Wireless Powered Communication Networks Assisted by Backscatter Communication

Cited by 79 publications

References 25 publications

Energy Management and Time Scheduling for Heterogeneous IoT Wireless-Powered Backscatter Networks

Energy Management and Time Scheduling for Heterogeneous IoT Wireless-Powered Backscatter Networks

Multi-Tag Backscattering to MIMO Reader: Channel Estimation and Throughput Fairness

Analysis of possibilities to use neural network for remote control of electronic devices

Contact Info

Product

Resources

About