智能反射面辅助无线能量传输中实现多波束增益
信息论
2022-05-19 v1 信号处理
math.IT
摘要
智能反射面(IRS)是一项有望提升无线能量传输(WET)系统效率的技术。然而，对于多用户WET系统，通常需要同时的多波束能量传输以实现最大性能，而仅具有单组系数的IRS可能无法实现这一点。因此，如何利用IRS逼近该性能上界仍是未知。为回答此问题，我们以用户公平性约束和非线性能量收集模型为条件，旨在最大化多用户WET系统的总收集能量。我们首先考虑静态IRS波束成形方案，表明通过半定松弛获得的最优IRS反射矩阵随着能量接收机(ERs)数量增加一般确为高秩，由此通过高斯随机化得到的秩一解可能导致显著损失。为实现多波束增益，我们随后利用IRS的动态无源波束成形提出一种基于通用时分的新框架。此外，它通过控制IRS移相模式的数量能够在系统性能与复杂度之间取得良好平衡。最后，我们还提出一种基于时分多址(TDMA)的无源波束成形设计用于性能比较。仿真结果证明了多波束传输的必要性以及所提动态IRS波束成形方案相对于现有方案的优越性。
引用
@article{arxiv.2205.08893,
title = {Achieving Multi-beam Gain in Intelligent Reflecting Surface Assisted Wireless Energy Transfer},
author = {Chi Qiu and Qingqing Wu and Meng Hua and Xinrong guan and Yuan Wu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.08893},
year = {2022}
}