下行蜂窝多用户MISO中发射波束成形、IRS平台与功率分割SWIPT接收机的联合设计
信号处理
2021-11-30 v1 系统与控制
系统与控制
摘要
考虑一个具有智能反射面（IRS）平台的多天线基站（BS）和多个单天线用户的下行链路模式。基站利用发射波束成形实现同时无线信息和功率传输（SWIPT），向所有设备传递信息和能量。每个设备应用功率分割（PS）技术，将接收功率的独立部分分别用于信息解码和能量收集。我们构建了一个总发射功率最小化问题，以在满足所有接收机的最小速率和收集能量服务质量（QoS）约束下，联合设计基站波束成形向量、IRS相移和接收机处的PS比率。首先，我们开发了一种块坐标下降算法，也称为交替优化，该算法每次迭代都能降低目标函数值并保证收敛。随后，引入了两种低复杂度的次优算法，它们依赖于众所周知的最大比传输和迫零波束成形技术。当基站天线数量和/或用户数量很大，或信道相干时间较小时，这些算法非常有用。仿真结果证实了预期，即通过部署无源IRS，基站功率可以降低10-20 dBw，同时保持类似的保证QoS。此外，即使对于中等数量的IRS元件，所提出的次优算法也优于没有IRS的全局最优SWIPT解决方案。
引用
@article{arxiv.2007.12894,
title = {Joint Design of Transmit Beamforming, IRS Platform, and Power Splitting SWIPT Receivers for Downlink Cellular Multiuser MISO},
author = {Shayan Zargari and Shahrokh Farahmand and Bahman Abolhassani},
journal= {arXiv preprint arXiv:2007.12894},
year = {2021}
}