基于堆叠智能天线板的细胞无穀 massive MIMO 中的 SWIPT
信号处理
2025-03-19 v1 信息论
math.IT
摘要
我们研究了将堆叠智能天线板(SIM)集成到细胞无穀 massive 多输入多输出(CF-mMIMO)系统中以提高同时无线信息和能量传输(SWIPT)性能。推导了信息解码接收机(IR)的谱率(spectral efficiency, SE)和能量采集接收机(ER)平均总能量(平均总 harvested energy, sum-HE)的闭式表达式，以随后构建最大总平均 sum-HE 问题，在每个 IR 的最小 SE 阈值下进行优化。该问题联合优化 SIM 相位移(PS)配置和接入点的(AP)功率分配，依赖于长期统计信道状态信息(CSI)。该非凸问题随后被转化为更易处理的形式。随后提出了高效算法，包括针对 SIMs PS 配置的逐层启发式方法，优先考虑 ER 的 sum-HE；以及基于 successive 凸近似(SCA)的功率分配方案以提高 IR 可实现的 SE。数值结果表明，我们提出的算法在增加 SIM 层数后可实现接近 7 倍的 sum-HE 提升，而提出的功率分配(PPA)方案相对于等功率分配可在可实现最小 SE 方面获得最高 40\% 的提升。
引用
@article{arxiv.2503.14032,
title = {SWIPT in Cell-Free Massive MIMO Using Stacked Intelligent Metasurfaces},
author = {Thien Duc Hua and Mohammadali Mohammadi and Hien Quoc Ngo and Michail Matthaiou},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.14032},
year = {2025}
}