智能反射面辅助无线供电通信网络中继的资源分配

来源：计算机应用杂志2025年第5期北京时间：

作者：范红卫, 徐涴砯

单位：上海海事大学 信息工程学院，上海 200136

摘要：针对无线供电通信网络（WPCN）覆盖范围小、易受障碍物阻挡的问题，研究在通信阻塞条件下智能反射面（IRS）辅助WPCN中继系统的资源分配。具体来说，在下行链路中，利用IRS辅助用户从混合接入点（HAP）处收集能量；在上行链路中，利用IRS辅助用户发送信息给HAP。考虑到系统中包含能量传输和信息传输，采用时分多址（TDMA）对能量采集、数据通信以及数据中继传输进行划分。根据所构建的系统模型和传输策略，以用户服务质量和用户发送信息消耗的能量为约束，提出一个能量效率优化问题，并通过联合优化发送功率、IRS相移矩阵和时间调度，实现系统总能量效率的最大化。由于所提出的问题的非凸性，先采用Dinkelbach方法将目标函数的分数形式转换成非分数形式，然后采用变量代换和半正定规划（SDP）将非凸问题转换成凸问题，最后用CVX得到该优化问题的次优解。仿真结果表明，所提方案不仅扩大了系统的覆盖范围，还有效提升了系统的能效，而与平均分配时间的方案和采用混合中继节点的优化时间方案相比，所提方案使系统能效分别平均提升了11.0%和26.9%。

关键词：无线供电通信网络,智能反射面,资源分配,时分多址,能量效率,Dinkelbach方法,半正定规划

基金资助：上海市青年科技英才扬帆计划项目(20YF1416700)