23037

كمينه‌سازي توان ارسالي ايستگاه پايه در سيستم IRS-SWIPT

كارشناسي ارشد

مخابرات - سيستم

1397

1399/9/26

دكتر بهمن ابوالحسني

دكتر شاهرخ فرهمند

برق

اگرچه فناوري هاي لايه فيزيكي 5G به طور كلي قادر به سازگاري با فضاي بيسيم متغير با زمان هستند، اما انتشار سيگنال اساساً تصادفي و تا حد زيادي غيرقابل كنترل است. اخيراً سطح بازتابنده هوشمند IRS به عنوان يك فناوري جديد اميدوار كننده براي پيكربندي مجدد محيط انتشار بيسيم از طريق بازتاب كنترل شده توسط نرم افزار پيشنهاد شده است. به طور خاص، IRS يك سطح بازتابي است كه از تعداد زيادي از عناصر منفعل كم هزينه تشكيل شده است. هر يك از اين عناصر قادر به تغيير دامنه و يا فاز به سيگنال به طور مستقل ميباشند؛ بنابراين، IRS با ايجاد يك محيط هوشمند و قابل برنامه ريزي يك درجه آزادي (DoF) جديدي را براي بهبود عملكرد لينك بيسيم ايجاد ميكند. در فصل چهارم، يك ايستگاه پايه (BS) مجهز به چند آنتن با سكو سطح بازتابنده هوشمند و چندين كاربر با فرض اطلاعات وضعيت كانال (CSI) كامل در نظر گرفته شده اند. تكنيك ارسال همزمان اطلاعات و توان (SWIPT) توسط BS استفاده شده است. هر دستگاه تقسيم نيرو (PS) را براي اختصاص بخش هاي جداگانه به رمزگشايي اطلاعات و برداشت انرژي اعمال ميكند. مسئله به حداقل رساندن توان ارسالي با طراحي مشترك بردارهاي شكل دهنده پرتوي BS، تغيير فاز IRS، و نسبت PS در گيرنده تحت حداقل نرخ و انرژي برداشت شده در همه گيرنده ها، فرموله شده است. ابتدا، الگوريتم مختصات بلوكي پيشنهاد شده است كه ميتواند تابع هدف را با هر تكرار با همگرايي تضمين شده كاهش دهد. پس از آن، دو الگوريتم زير بهينه با پيچيدگي كم معرفي شده اند. در فصل پنجم، سيستم مورد نظر تحت CSI ناقص به همراه مدل برداشت انرژي غير خطي بررسي شده است. براي حل اين مسئله به صورت تكراري و با استفاده از الگوريتم مختصات بلوكي، چندين تكنيك مطرح براي تبديل مسائل غير محدب به محدب معرفي و استفاده شده است.

1399/10/27

Minimizing Base Station Transmission Power for IRS-SWIPT systems

12/16/2020 12:00:00 AM

Although 5G physical layer technologies are generally capable of adapting to the time variable wireless environment, signal propagation is essentially random and largely uncontrollable. The Intelligent Reflector Surface (IRS) has recently been proposed as a promising new technology for reconfiguring a wireless broadcast environment through software-controlled reflection. In particular, the IRS is a flat surface composed of a large number of low-cost passive elements. Each of these elements can change the amplitude or phase of the signal independently; Thus, the IRS creates a new degree of freedom (DoF) to further enhance wireless link performance by creating an intelligent and programmable environment. In chapter four, a base station (BS) equipped with several antennas with an intelligent reflector platform, and several users by assumed perfect channel status information (CSI) is investigated. The technique of simultaneous transmission of information and power (SWIPT) is used by BS. Each device applies power distribution (PS) to separate sections for data decoding and energy harvesting. The problem of minimizing the transmitted power is formulated by the joint design of the BS's beamforming vectors, the IRS's phase shifts, and the PS ratio at each receiver under the minimum requirements of da rate and energy harvesting in all receivers. First, a block coordinate algorithm is proposed that can reduce the objective function within each iteration and guaranteed convergence. Then, two sub-optimal algorithms with low complexity are introduced. In the fifth chapter, the system under the incomplete CSI is examined along with the nonlinear energy harvesting model. To solve this problem iteratively and using the block coordinate algorithm, several techniques have been introduced and used to convert non-convex problems to convex ones.

سطح بازتابنده هوشمند , ارسال همزمان اطلاعات و توان بي‌سيم , مقسم توان , ريلكس نميه معين

intelligent reflecting surface , simultaneous wireless information and power transfer , power splitting , semidefinite relaxation