Fluid antenna multiple access (FAMA) exploits the spatial opportunities in wireless channels to overcome multiuser interference by position (a.k.a.~port) switching, which can achieve better performance compared to traditional fixed multiple-input multiple-output (MIMO) systems. Additionally, integrated data and energy transfer (IDET) is capable of providing both wireless data transfer (WDT) and wireless energy transfer (WET) services towards low-power devices. In this paper, a FAMA-assisted IDET system is investigated, where a base station (BS) equipped with $N$ fixed antennas provides dedicated IDET services towards $N$ user equipments (UEs). Each UE is equipped with a single fluid antenna, while the power splitting (PS) approach is conceived for coordinating WDT and WET. The outage probabilities of both WDT and WET are derived and approximated into closed-forms, where the fluid antenna (FA) at each UE selects the optimal port to achieve the maximum signal-to-interference-plus-noise ratio (SINR) or the energy harvesting power (EHP). The IDET outage probabilities are defined and subsequently derived and approximated into closed-forms. Further, multiplexing gains of the proposed system are defined and analyzed to evaluate the performace. Numerical results validate the theoretical analysis, while also illustrate that the trade-off is achieved between WDT and WET performance by exploiting different port selection strategies. Furthermore, the number of UEs should be optimized to achieve better IDET performance of the system.


翻译:流体天线多址(FAMA)通过位置(亦称端口)切换利用无线信道中的空间机会来克服多用户干扰,相较于传统的固定多输入多输出(MIMO)系统能够实现更优性能。此外,集成数据与能量传输(IDET)能够为低功耗设备同时提供无线数据传输(WDT)和无线能量传输(WET)服务。本文研究了一种FAMA辅助的IDET系统,其中配备$N$根固定天线的基站(BS)为$N$个用户设备(UE)提供专用IDET服务。每个UE配备单根流体天线,并采用功率分流(PS)方案协调WDT与WET。本文推导并近似得到了WDT与WET中断概率的闭式表达式,其中各UE的流体天线(FA)通过选择最优端口以实现最大信号干扰噪声比(SINR)或能量收集功率(EHP)。进一步定义IDET中断概率,并推导其闭式近似表达式。此外,定义并分析了所提系统的复用增益以评估性能。数值结果验证了理论分析,同时表明通过采用不同的端口选择策略可在WDT与WET性能间实现权衡。此外,需优化UE数量以使系统获得更优的IDET性能。

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