智能反射面辅助无线能量传输的波形与波束成形设计：单用户与多用户方案
信息论
2021-07-12 v2 信号处理
math.IT
摘要
本文研究智能反射面(IRS)辅助无线能量传输(WPT)的波形与无源波束成形设计。基于交替优化(AO)框架，推导了广义多用户与低复杂度单用户算法，以在发射功率约束与无源波束成形相位单位模约束下最大化加权输出直流电流。输入信号波形与IRS无源波束成形相移被联合设计为各用户频率选择性信道状态信息(CSI)的函数。探讨了能量收集器的非线性，并建立与分析了两種IRS部署方案，即频率选择性IRS(FS-IRS)与频率平坦IRS(FF-IRS)。本文强调，IRS相较传统WPT设计可在输出直流功率上提供额外的无源波束成形增益，并通过利用无源波束成形、频率分集与能量收集器非线性的优势显著影响波形设计。尽管FF-IRS展现出的输出直流电流低于FS-IRS，其仍相较传统WPT设计实现了直流功率的显著提升。性能评估证实了考虑能量收集器非线性的联合波形与无源波束成形设计对提升单用户与多用户WPT系统性能的显著益处。
引用
@article{arxiv.2101.02674,
title = {Waveform and Beamforming Design for Intelligent Reflecting Surface Aided Wireless Power Transfer: Single-User and Multi-User Solutions},
author = {Zhenyuan Feng and Bruno Clerckx and Yang Zhao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2101.02674},
year = {2021}
}
备注
32 pages, 19 figures, submitted for publication