IRS 辅助的 SWIPT：非线性收集器模型下的联合波形、主动与被动波束成形设计
信息论
2021-12-06 v6 信号处理
math.IT
摘要
同步无线信息与功率传输 (SWIPT) 的性能主要受限于接收到的射频 (RF) 信号强度。为解决此问题，我们引入智能反射面 (IRS) 以补偿传播损耗并提升传输效率。本文提出一种新颖的 IRS 辅助 SWIPT 系统，其中多载波多天线接入点 (AP) 在 IRS 辅助下，向采用实际接收方案的单天线用户设备 (UE) 同时传输信息与功率。考虑收集器非线性，我们基于发送端信道状态信息 (CSIT)，通过波形、主动与被动波束成形的联合优化刻画可达的速率-能量 (R-E) 区域。该问题由块坐标下降 (BCD) 方法求解，其中我们以闭式获得主动预编码器，通过连续凸近似 (SCA) 方法获得被动波束成形，以及通过几何规划 (GP) 技术获得波形幅度。为促进实际实现，我们还提出基于闭式自适应波形方案的低复杂度设计。仿真结果表明，所提算法带来了可观的 R-E 增益，对 CSIT 不准确与有限 IRS 状态具有鲁棒性，并强调了在 IRS 辅助 SWIPT 设计中建模收集器非线性的重要性。
引用
@article{arxiv.2012.05646,
title = {IRS-Aided SWIPT: Joint Waveform, Active and Passive Beamforming Design Under Nonlinear Harvester Model},
author = {Yang Zhao and Bruno Clerckx and Zhenyuan Feng},
journal= {arXiv preprint arXiv:2012.05646},
year = {2021}
}
备注
Source code available at https://github.com/SnowzTail/irs-aided-swipt-joint-waveform-active-and-passive-beamforming-design-under-nonlinear-harvester-model