具有二进制卸载的 IRS 辅助 MEC 系统：动态 IRS 波束赋形统一框架
信息论
2022-06-01 v1 信号处理
math.IT
摘要
在本文中，我们开发了一个统一的动态智能反射面（IRS）波束赋形框架，以提升 IRS 辅助移动边缘计算（MEC）系统的总计算速率，其中每个设备遵循二进制卸载策略。具体而言，每个设备的任务必须在本地执行或整体卸载到 MEC 服务器，并借助给定数量的可用 IRS 波束赋形向量。通过灵活控制 IRS 重配置次数，系统可以在性能与相关信令开销之间实现平衡。我们的目标是通过联合优化每个设备的计算模式选择、卸载时间分配以及跨时间的 IRS 波束赋形向量来最大化总计算速率。由于由此产生的优化问题是非凸且 NP-hard 的，通常没有标准方法能求得最优解。为解决该问题，我们首先提出一种基于罚函数的连续凸近似算法，其中内层迭代中的所有相关变量被同时优化，且所得解保证为局部最优。然后，我们通过深入挖掘原优化问题的内在结构，进一步推导出每个设备的卸载激活条件。根据该卸载激活条件，提出了一种基于连续细化方法的低复杂度算法以获得高质量解，这对于具有大量设备和 IRS 单元的实际系统更具吸引力。此外，揭示了所提低复杂度算法的最优条件。数值结果证明了我们所提算法的有效性，并揭示了所提动态 IRS 波束赋形框架的基本性能-开销权衡。
引用
@article{arxiv.2205.14661,
title = {IRS Aided MEC Systems with Binary Offloading: A Unified Framework for Dynamic IRS Beamforming},
author = {Guangji Chen and Qingqing Wu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.14661},
year = {2022}
}