利用智能反射面增强带SWIPT的干扰信道

本文研究了在多用户多输入单输出（MISO）干扰信道（IFC）中，由智能反射面（IRS）辅助的同时无线信息与功率传输（SWIPT），其中多个发射机（Txs）在IRS的辅助下于共享频谱中服务其对应的接收机（Rxs）。我们的目标是在满足Rxs各自能量收集（EH）约束的前提下，通过联合优化Txs处的发射协方差矩阵、IRS处的相移以及资源分配，最大化Rxs的和速率。针对该目标，并基于广为人知的功率分割（PS）与时间切换（TS）接收机结构，我们考虑了三种实际传输方案，即IRS辅助的混合TS-PS方案、IRS辅助的时分多址（TDMA）方案以及IRS辅助的TDMA-D方案。后两种方案的区别在于Txs是否采用所有Rxs均已知的确定性能量信号。尽管对应于这三种传输方案的优化问题均为非凸，我们借助交替优化（AO）与连续凸近似（SCA）技术，分别开发了计算高效的次优算法来求解它们。此外，我们构思了针对这些问题的可行性检查方法，并据此构造所提算法的初始点。仿真结果表明，我们所提的IRS辅助方案在和速率以及可满足的最大EH需求方面，于各类设置下均显著优于无IRS的对应方案。此外，所提三种IRS辅助方案中，IRS辅助的混合TS-PS方案通常取得最佳和速率性能；若非如此，增加IRS单元数量总能使其达成。