有源 IRS 辅助无线网络的两种增强速率功率分配策略
信号处理
2024-01-24 v4
摘要
由于其克服双衰落效应影响的能力，有源智能反射面（IRS）引起了大量关注。与无源 IRS 不同，有源 IRS 需供电，因此在基站（BS）与 IRS 之间调整功率对系统速率性能有直接影响。本文在总功率约束下建模了可在 BS 与 IRS 间调整功率的有源 IRS 辅助网络。给定 BS 处发射波束成形与 IRS 处反射波束成形，推导了 SNR 表达式作为功率分配（PA）因子的函数，并给出了最大化 SNR 的优化方案。随后，提出两种高性能 PA 策略：增强型多重随机初始化牛顿法（EMRIN）与泰勒多项式近似（TPA）。前者通过多重随机初始化改进经典牛顿法的速率性能以避免陷入局部最优点。为降低其高计算复杂度，后者利用对原 SNR 函数的一阶泰勒多项式近似给出闭式解。实际上，使用 TPA 将原优化问题转化为求三次多项式根的问题。仿真结果如下：SNR 的一阶 TPA 与其精确表达式吻合良好；所提两种 PA 方法在速率上远优于固定 PA，且随 IRS 反射单元数趋向大规模而逼近穷举搜索。
引用
@article{arxiv.2310.09721,
title = {Two Enhanced-rate Power Allocation Strategies for Active IRS-assisted Wireless Network},
author = {Qiankun Cheng and Rongen Dong and Wenlong Cai and Ruiqi Liu and Feng Shu and Jiangzhou Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.09721},
year = {2024}
}