面向能量回收的主动IRS辅助无线供电通信波束成形算法

来源：电讯技术杂志2025年第9期北京时间：

作者：向翠玲,周杰,邓玲玲,钟育秀,谢豪,徐勇军

单位：(1.重庆对外经贸学院 大数据与智能工程学院,重庆 401520;2.澳门科技大学 计算机科学与工程学院,澳门 999078;3.重庆邮电大学 通信与信息工程学院,重庆 400065)

摘要：无线供电通信网络（Wireless-powered Communication Network,WPCN）不仅可以实现远程无线充电而且能够提供无线通信服务，因此受到了学术界和工业界的广泛关注。然而，低效率的能量收集和信息传输会限制WPCN的性能，并且在WPCN中的双重远近效应会导致物联网设备收集的能量与消耗的能量之间的不平衡。为了解决这些问题，提出基于能量回收的主动智能反射面（Intelligent Reflecting Surface,IRS）辅助WPCN波束成形算法，其中物联网设备既能从功率站端收集能量，还能从其他物联网设备的上行信息传输中回收能量。考虑能量收集、吞吐量、时间分配，以及功率站和主动IRS的最大功率等约束，基于能量回收机制，建立了系统总吞吐量最大化的资源分配模型；然后，提出一种基于内层近似和双线性变换的交替优化算法进行求解。仿真结果表明，在相应的参数配置下，能量回收机制的应用能够提升约8.13%的吞吐量，而主动IRS的应用能够提升约61.1%的吞吐量。

关键词：无线供电通信网络（WPCN）；主动智能反射面（IRS）；能量回收；波束成形；

基金资助：2023—2024年重庆对外经贸学院科研项目（KYZK202307）