Simultaneous Information and Energy Transmission with Finite Constellations
Transmission simultanée d’information et d’énergie avec des constellations finies
Résumé
In this report, the fundamental limits on the rates at which information and energy can be simultaneously transmitted over an additive white Gaussian noise channel are studied under the following assumptions: (a) the channel is memoryless; (b) the number of channel input symbols (constellation size) and block length are finite; and (c) the decoding error probability (DEP) and the energy outage probability (EOP) are bounded away from zero. In particular, it is shown that the limits on the maximum information and energy transmission rates; and the minimum DEP and EOP, are essentially set by the type induced by the code used to perform the transmission. That is, the empirical frequency with which each channel input symbol appears in the codewords. Using this observation, guidelines for optimal constellation design for simultaneous energy and information transmission are presented.
Dans ce rapport, les limites fondamentales des débits auxquelles l’information et l’énergie peuvent être transmises simultanément sur un canal de bruit gaussien blanc additif sont étudiées sous les hypothèses suivantes : (a) le canal est sans mémoire; (b) le nombre de symboles d’entrée du canal (taille de la constellation) et la durée de la transmission sont finis ; et (c) la probabilité d’erreur de décodage (DEP) et la probabilité de coupure d’énergie (EOP) sont limitées par des bornes inférieures strictement positives. En particulier, il est montré que les limites sur les débits maximaux de transmission d’information et d’énergie et les DEP et EOP minimaux, sont essentiellement fixés par le type induit par le code utilisé pour effectuer la transmission. C’est-à-dire la fréquence empirique à laquelle chaque symbole d’entrée de canal apparaît dans les mots de code. En utilisant cette observation, des recommandations pour la conception optimale des constellations pour la transmission simultanée dinformation et d’énergie sont présentées.
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