一种智能反射面辅助无线供能传感器网络的新型传输策略
信号处理
2021-04-30 v1 新兴技术
摘要
本文提出了一种智能反射面(IRS)辅助无线供能传感器网络(WPSN)的新型传输策略。部署IRS通过智能调整每个反射单元的相移来增强无线能量传输(WET)与无线信息传输(WIT)的性能。为实现自持续性，IRS需要从能量站收集能量以支持其控制电路运行。我们所提的针对该WPSN的策略称为IRS辅助先收集后传输时间切换，其能够通过能量收集与能量反射模式之间的切换来调度传输时隙。我们研究了所提传输策略的可实现和吞吐量，并探讨了WET与WIT的传输时隙、功率分配以及离散相移的联合设计。这将问题表述为一个混合整数非线性规划，其为NP难且非凸。我们首先将其松弛为具有连续相移的问题，然后提出一种两步方法并将原问题分解为两个子问题。我们以闭式表达式求解关于WIT相移的第一个子问题。对于第二个子问题，我们考虑无各传感器节点电路功率的特殊情况，应用拉格朗日对偶方法与KKT条件推导最优闭式传输时隙、功率分配及WET相移。随后我们推广至含各传感器节点电路功率的情况，可通过采用半定规划松弛求解。最优离散相移可通过量化连续值获得。数值结果证明了所提策略的有效性，并验证了相较于基准方案IRS的有益作用。
引用
@article{arxiv.2104.14000,
title = {A Novel Transmission Policy for Intelligent Reflecting Surface Assisted Wireless Powered Sensor Networks},
author = {Zheng Chu and Pei Xiao and De Mi and Wanming Hao and Mohsen Khalily and Lie-Liang Yang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2104.14000},
year = {2021}
}
备注
16 pages, 13 figures