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无线电通信技术2025年第06期:收发天线硬件损伤下的IRS辅助车联网SWIPT波束赋形设计

来源:期刊VIP网 时间:


作者:顾园园;张雷;王玉;尚玉龙;

单位:江苏理工学院电气信息工程学院;

摘要:在智能反射面(Intelligent Reflective Surface, IRS)辅助的多天线车联网中,性能增益通常是在天线硬件完善的情况下实现,但实际的天线硬件缺陷可能会降低这些增益。在考虑天线硬件损伤的情况下,针对IRS辅助的多输入单输出(Multiple-Input Single-Output, MISO)下行车联网无线携能通信(Simultaneous Wireless Information and Power Transfer, SWIPT)系统,提出了一种主动式和被动式联合的波束赋形设计方法。在信干噪比、最小接收能量阈值、IRS相移等约束条件下,以最小化基站发射总功率为目标,运用半定松弛(Semidefinite Relaxation, SDR)、矩阵分析理论等方法,将具有耦合变量的非凸优化问题转化成解耦后的凸优化问题,并用交替迭代优化算法来求得原问题的解。仿真结果表明,在车联网SWIPT系统中考虑硬件损伤的必要性和IRS辅助的有效性,并给出了算法的收敛性和车速、IRS反射单元数等系统参数对系统性能的影响。

关键词:智能反射面;;无线携能通信;;硬件损伤;;波束赋形;;车联网

基金资助:常州市科技计划(CJ20210070);; 常州市5G+工业互联网融合应用重点实验室项目(CM20223015)~~