面向多IRS辅助的NOMA-SWIPT协作传输模型的联合波束成形与功率分配

来源：计算机应用杂志2025年第11期北京时间：

作者：葛孟佳, 戴景, 李昱辰, 潘莉丽, 景小荣

单位：1.航空工业成都飞机工业（集团）有限责任公司，成都 610092；2.重庆邮电大学 通信与信息工程学院，重庆 400065

摘要：面对第五代（5G）移动物联网（IoT）快速发展所引起的频谱资源短缺、盲区覆盖及供能不足等挑战，融合智能反射表面（IRS）、无线携能通信（SWIPT）及非正交多址接入（NOMA）技术，提出一种多IRS辅助NOMA-SWIPT协作传输模型；并以此模型为基础，以最大化系统和速率为目标，构建一非凸优化问题，进而提出一种基于两阶段的联合波束成形（包括基站主动波束成形和IRS被动波束成形）和功率分配优化算法对此问题进行求解。在求解过程中，为了对待优化变量进行解耦，首先利用流行的优化方法对协作传输阶段的被动波束成形进行求解，其次利用块坐标下降（BCD）算法通过交替迭代将非凸问题拆解为4个子问题，进而利用二次变化、连续凸逼近（SCA）等方法求解这些子问题。仿真结果表明，与无SWIPT的方案和正交频分复用（OMA）等方案相比，所提协作传输模型及其优化算法的系统和速率分别提升约0.5 bit·s-1·Hz-1和1.5 bit·s-1·Hz-1，而且具有更稳健的收敛特性。

关键词：智能反射表面,非正交多址,无线携能通信,块坐标下降,连续凸逼近

基金资助：国家自然科学基金资助项目(U23A20279)