IRS 辅助无线携能通信网络的鲁棒波束成形设计与时间分配
信息论
2021-12-07 v3 信号处理
math.IT
摘要
本文针对功率受限的物联网 (IoT) 智能设备，提出了一种新颖的智能反射面 (IRS) 辅助无线携能通信网络 (WPCN) 架构，其中利用 IRS 在不完美信道状态信息 (CSI) 下改善 WPCN 的性能。我们在不完美 CSI 和非线性能量收集模型下，通过联合优化时间分配、混合接入点 (HAP) 能量波束成形、接收波束成形、用户发射功率分配、IRS 能量反射系数和信息反射系数，构建了 HAP 发射能量最小化问题。由于优化变量高度耦合，所构建的问题是一个难以直接求解的非凸优化问题。为解决上述挑战性问题，采用交替优化 (AO) 技术对优化变量解耦以求解该问题。具体而言，通过 AO，将时间分配、HAP 能量波束成形、接收波束成形、用户发射功率分配、IRS 能量反射系数和信息反射系数划分为三个子问题交替求解。在求解 IRS 能量反射系数和信息反射系数时，采用凸差 (DC) 规划处理非凸秩一约束。数值仿真验证了所提优化算法相较于其他基准方案在降低 HAP 发射能量方面的优越性。
引用
@article{arxiv.2105.06226,
title = {Robust Beamforming Design and Time Allocation for IRS-assisted Wireless Powered Communication Networks},
author = {Zhendong Li and Wen Chen and Qingqing Wu and Huanqing Cao and Kunlun Wang and Jun Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:2105.06226},
year = {2021}
}