基于 STAR-RIS 的无线供电通信网络用户公平性提升
信息论
2024-10-03 v1 信号处理
math.IT
摘要
提出一种受支持的同时传输与反射可重构智能表面 (STAR-RIS) 无线供电通信网络 (WPCN)，其中两个能量受限设备首先从混合接入点 (HAP) harvesting 能量，然后利用该能量进行信息传输。为充分消除 WPCN 中的双重近端-远端效应，提出两种基于 STAR-RIS 工作协议的传输策略，即能量分切非正交多址接入 (ES-NOMA) 和时隙切换时分多址接入 (TS-TDMA)。针对每种策略，构建了以最大化最小吞吐量为目标的优化问题，联合优化时隙分配、用户发射功率、主动 HAP 波束赋形以及被动 STAR-RIS 波束赋形。对于 ES-NOMA，采用两层算法求解原本难以求解的问题，分别利用一维搜索和分块坐标下降方法迭代求解。对于 TS-TDMA，首先根据最大比传输波束赋形确定最优主动波束和被动波束，然后通过求解标准凸问题获得时隙分配变量的最优解。数值结果表明：1) 与传统 RIS 相比，STAR-RIS 可为两种策略显著提升性能；2) 在单天线场景中更倾向于 TS-TDMA，而 ES-NOMA 更适合多天线场景；3) 随着 STAR-RIS 单元数量增加，ES-NOMA 相对于 TS-TDMA 的优势也随之提升。
引用
@article{arxiv.2410.01330,
title = {Enhancing User Fairness in Wireless Powered Communication Networks with STAR-RIS},
author = {Guangyu Zhu and Xidong Mu and Li Guo and Ao Huang and Shibiao Xu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2410.01330},
year = {2024}
}