IRS辅助全双工WPCN中的联合动态被动波束赋形与资源分配
信息论
2021-08-17 v1 信号处理
math.IT
摘要
本文研究智能反射面(IRS)辅助的全双工(FD)无线携能通信网络(WPCN)，其中混合接入点(HAP)在下行链路(DL)向多个设备广播能量信号以供其能量收集，同时在上行链路(UL)借助IRS接收信息信号。特别地，我们提出三种IRS波束赋形配置，以在系统性能、信令开销与实现复杂度之间取得平衡。我们首先提出全动态IRS波束赋形，其中IRS相移矢量随每个时隙变化，分别用于DL无线能量传输(WET)与UL无线信息传输(WIT)。为进一步降低信令开销与实现复杂度，我们随后研究两种特例，即部分动态IRS波束赋形与静态IRS波束赋形。对于前者，可分别利用两个不同的相移矢量用于DL WET与UL WIT；而对于后者，需对DL与UL传输应用相同的相移矢量。我们旨在通过联合优化上述三种情况下的时间分配、HAP发射功率与IRS相移来最大化系统吞吐量。针对完美自干扰消除(SIC)与不完美SIC两种情况，分别基于交替优化与基于罚函数的方法，应用连续凸近似与凸差优化技术，提出了两种高效算法。仿真结果证明了IRS在增强FD-WPCN性能方面的益处，并表明当自干扰(SI)被适当抑制时，IRS辅助的FD-WPCN相比半双工对应方案能够实现显著的性能增益。
引用
@article{arxiv.2108.06660,
title = {Joint Dynamic Passive Beamforming and Resource Allocation for IRS-Aided Full-Duplex WPCN},
author = {Meng Hua and Qingqing Wu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2108.06660},
year = {2021}
}
备注
This paper submitted to the IEEE journal is under minor revsions for possible publication