In this paper, we propose a reconfigurable intelligent surface (RIS)-assisted frequency-modulated (FM) differential chaos shift keying (DCSK) scheme with simultaneous wireless information and power transfer (SWIPT), called RIS-FM-DCSK-SWIPT scheme, for low-power, low-cost, and high-reliability wireless communication networks. In particular, the proposed scheme is developed under a non-linear energy-harvesting (EH) model which can accurately characterize the practical situation. The proposed RIS-FM-DCSK-SWIPT scheme has an appealing feature that it does not require channel state information, thus avoiding the complex channel estimation. We further derive the closed-form theoretical expressions for the energy shortage probability and bit error rate (BER) of the proposed scheme over the multipath Rayleigh fading channel. In addition, we investigate the influence of key parameters on the performance of the proposed transmission scheme in two different scenarios, i.e., RIS-assisted access point (RIS-AP) and dual-hop communication (RIS-DH). Finally, we carry out various Monte-Carlo experiments to verify the accuracy of the theoretical derivation, illustrate the performance advantage of the proposed scheme, and give some design insights for future study.


翻译:本文针对低功耗、低成本、高可靠性的无线通信网络,提出了一种可重构智能表面(RIS)辅助的调频差分混沌移位键控(FM-DCSK)与无线携能通信(SWIPT)联合方案,称为RIS-FM-DCSK-SWIPT方案。特别地,该方案在非线性能量收集(EH)模型下构建,该模型能够准确刻画实际场景。所提出的RIS-FM-DCSK-SWIPT方案具有无需信道状态信息的显著特性,从而避免了复杂的信道估计。我们进一步推导了该方案在多径瑞利衰落信道下能量短缺概率和误比特率(BER)的闭式理论表达式。此外,我们研究了两种不同场景(即RIS辅助接入点RIS-AP与双跳通信RIS-DH)下关键参数对传输方案性能的影响。最后,我们进行了大量蒙特卡洛实验来验证理论推导的准确性,展示了所提方案的性能优势,并为未来研究提供了设计思路。

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