In this correspondence, we investigate an intelligent reflective surface (IRS) assisted downlink ultra-reliable and low-latency communication (URLLC) system, where an access point (AP) sends short packets to multiple devices with the help of an IRS. Specifically, a performance comparison between the frequency division multiple access (FDMA) and time division multiple access (TDMA) is conducted for the considered system, from the perspective of average age of information (AoI). Aiming to minimize the maximum average AoI among all devices by jointly optimizing the resource allocation and passive beamforming. However, the formulated problem is difficult to solve due to the non-convex objective function and coupled variables. Thus, we propose an alternating optimization based algorithm by dividing the original problem into two sub-problems which can be efficiently solved. Simulation results show that TDMA can achieve lower AoI by exploiting the time-selective passive beamforming of IRS for maximizing the signal to noise ratio (SNR) of each device consecutively. Moreover, it also shows that as the length of information bits becomes sufficiently large as compared to the available bandwidth, the proposed FDMA transmission scheme becomes more favorable instead, due to the more effective utilization of bandwidth.


翻译:在这篇通讯中,我们研究了一种智能反射表面(Intelligent Reflective Surface,IRS)辅助下行超可靠低延迟通信(Ultra-Reliable and Low-Latency Communication,URLLC)系统,其中接入点(Access Point,AP)在IRS的帮助下向多个设备发送短包。具体地,我们从信息平均时延(Age of Information,AoI)的角度比较了考虑系统下的频分多址接入(Frequency Division Multiple Access,FDMA)和时分多址接入(Time Division Multiple Access,TDMA)的性能。为了通过联合优化资源分配和被动波束成形最小化所有设备中的最大平均AoI,我们提出了一种基于交替优化的算法,将原始问题分解为两个子问题进行高效求解。模拟结果表明,TDMA可以通过利用IRS的时间选择性被动波束成形依次最大化每个设备的信噪比(Signal-to-Noise Ratio,SNR)来实现更低的AoI。此外,由于FDMA传输方案更有效地利用了带宽,因此当信息比特的长度足够大时,这种传输方案变得更有利。

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