In this letter, we investigate a novel pinching antenna (PA)-aided wireless powered communication network (WPCN), in which multiple PAs are activated along a waveguide to establish robust line-of-sight links with multiple devices. Both time division multiple access (TDMA) and non-orthogonal multiple access (NOMA) protocols are considered in the PA-WPCN. Moreover, some practical considerations, including a proportional power model for the PAs, a waveguide transmission loss model, and a nonlinear energy harvesting model, are incorporated into the PA-WPCN. Furthermore, we formulate a sum-rate maximization problem by jointly optimizing resource allocation and PAs position. To address the challenging problem of the PAs position optimization, we propose a high-performance element-wise (EW) algorithm and a low-complexity stochastic parameter differential evolution (SPDE) algorithm. Numerical results validate the remarkable performance of the proposed PA-WPCN and the effectiveness of our algorithms, indicating that optimal performance is attained when the PA power distribution ratio of approximately 0.55-0.6.


翻译:本文研究一种新型的夹持天线辅助无线供能通信网络,其中沿波导激活多个夹持天线以建立与多设备的鲁棒视距链路。在PA-WPCN中同时考虑了时分多址与非正交多址协议。此外,本研究将若干实际因素纳入PA-WPCN系统模型,包括夹持天线的比例功率模型、波导传输损耗模型以及非线性能量收集模型。进一步地,我们通过联合优化资源分配与夹持天线布局,构建了系统总速率最大化问题。针对夹持天线位置优化这一挑战性问题,提出了高性能的逐元素优化算法与低复杂度的随机参数差分进化算法。数值仿真结果验证了所提PA-WPCN方案的卓越性能及算法的有效性,表明当夹持天线功率分配比约为0.55-0.6时可获得最优性能。

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