智能反射面辅助 SWIPT 的加权和功率最大化
信息论
2020-01-03 v4 math.IT
摘要
远场无线能量传输（WPT）的低效率限制了同时无线信息与能量传输（SWIPT）系统的基本速率–能量（R-E）性能权衡。为应对该挑战，我们在本信中提出了一种由新兴智能反射面（IRS）技术辅助的新型 SWIPT 系统。通过利用大量能够反射信号且相位偏移可调的低成本的被动元件，IRS 实现了高被动波束成形增益，这对于大幅提升 WPT 效率进而改善 SWIPT 系统的 R-E 权衡颇具吸引力。我们考虑部署一个 IRS 来辅助多天线接入点（AP）服务多个信息解码接收机（IDRs）和能量收集接收机（EHRs）。我们的目标是在满足 IDRs 各自信干噪比（SINR）约束的前提下，通过联合优化 AP 的发射预编码器和 IRS 的反射相位偏移，最大化 EHRs 接收到的加权和功率。由于该问题非凸，我们提出高效算法以获得次优解。特别地，我们证明无论信道实现如何，AP 仅发送信息信号即可服务 IDRs 和 EHRs。此外，仿真结果表明我们所提设计相较基准方案取得了显著的性能增益。
引用
@article{arxiv.1907.05558,
title = {Weighted Sum Power Maximization for Intelligent Reflecting Surface Aided SWIPT},
author = {Qingqing Wu and Rui Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1907.05558},
year = {2020}
}
备注
Published in IEEE Wireless Communications Letter. We exploit the IRS to improve the fundamental rate-energy trade-off in SWIPT networks. Another contribution is that we solve an open problem remaining in [2]. Specifically, we show that energy beam is not needed for arbitrary user channels