载波索引差分混沌移位键控调制的无线携能通信方案：对空闲载波的新视角

摘要： 本文提出了两种结合载波索引差分混沌移位键控（CI-DCSK）调制与无线能量传输的载波索引差分混沌移位键控同时无线信息与能量传输（CI-DCSK SWIPT）方案。基于索引调制（IM）的传输特性，所提方案利用CI-DCSK的非活跃载波通过发送服从正态分布的类随机噪声信号来传输能量。接收端采用时间切换（TS）技术，将每帧时间划分为两个区间。与常规TS系统不同，本方案的这两个区间存在关联——能量收集与调制比特解码均在第二区间完成。推导了这两种方案在加性高斯白噪声（AWGN）和多径瑞利衰落信道下的误码率（BER）解析表达式，以及衡量方案自给自足概率的参数ξ表达式。分析了两个区间划分点对系统误码率性能的影响并进行了优化。由于非活跃载波上的能量可调，这些方案始终能实现能源自给。为获得最佳性能，优化了非活跃载波与活跃载波的能量分配比例。仿真结果表明，尽管所提方案在相同频谱效率（SE）下性能略逊于CI-DCSK，但均具备能源自持续性。