支持 SWIPT 的节能型 IRS-UAV 网络的用户调度与轨迹优化
信息论
2022-09-14 v1 信号处理
math.IT
摘要
本文研究由安装在无人机（UAV）上的智能反射面（IRS）所支持网络的用户调度与轨迹优化。该 IRS 通过同步无线信息与功率传输（SWIPT）技术供能。IRS 增强用户的上行信号以提升网络寿命与能量效率。其同时利用非线性能量收集电路收集能量，并通过控制反射系数与相移来反射入射信号。UAV 的轨迹影响这些操作的效率。我们通过联合优化用户调度、UAV 轨迹/速度以及 IRS 相移/反射系数，在保障各用户最低所需数据速率与 IRS 收集能量的同时，最小化所有用户的最大能耗。我们首先导出 IRS 相移的闭式解，然后处理该关键问题的非凸性。最后，我们提出一种交替优化（AO）算法来迭代优化其余变量。我们展示了相对于若干基准的增益。例如，在 50 单元 IRS 下，极小极大能耗可低至 0.0404（焦耳），较无 IRS 情形（达 0.0435（焦耳））提升 7.13%。我们还表明，无能量收集的 IRS-UAV 以 IRS 电路功耗为代价表现最佳（较无 IRS 情形提升 20%）。
引用
@article{arxiv.2209.05639,
title = {User Scheduling and Trajectory Optimization for Energy-Efficient IRS-UAV Networks with SWIPT},
author = {S. Zargari and A. Hakimi and C. Tellambura and S. Herath},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.05639},
year = {2022}
}
备注
Accepted for publication in the IEEE Transactions on Vehicular Technology