This paper investigates user scheduling and trajectory optimization for a network supported by an intelligent reflecting surface (IRS) mounted on an unmanned aerial vehicle (UAV). The IRS is powered via the simultaneous wireless information and power transfer (SWIPT) technique. The IRS boosts users' uplink signals to improve the network's longevity and energy efficiency. It simultaneously harvests energy with a non-linear energy harvesting circuit and reflects the incident signals by controlling its reflection coefficients and phase shifts. The trajectory of the UAV impacts the efficiency of these operations. We minimize the maximum energy consumption of all users by joint optimization of user scheduling, UAV trajectory/velocity, and IRS phase shifts/reflection coefficients while guaranteeing each user's minimum required data rate and harvested energy of the IRS. We first derive a closed-form solution for the IRS phase shifts and then address the non-convexity of the critical problem. Finally, we propose an alternating optimization (AO) algorithm to optimize the remaining variables iteratively. We demonstrate the gains over several benchmarks. For instance, with a 50-element IRS, min-max energy consumption can be as low as 0.0404 (Joule), a 7.13% improvement over the No IRS case (achieving 0.0435 (Joule)). We also show that IRS-UAV without EH performs best at the cost of circuit power consumption of the IRS (a 20% improvement over the No IRS case).


翻译:本文调查由无人驾驶飞行器(无人驾驶飞行器)上安装的智能反射表面(IRS)所支持的网络的用户时间安排和轨迹优化。IRS通过同步无线信息和电源传输技术提供动力。IRS提高用户的上链信号,以改善网络的寿命和能源效率。同时用非线性能源收获电路获取能源,并通过控制其反射系数和阶段转移来反映事件信号。无人驾驶飞行器的轨迹影响这些行动的效率。我们通过联合优化用户的时间安排、无人驾驶飞行器轨迹/速度和IRS阶段转移/移动系数,最大限度地减少所有用户的最大能源消耗量,同时保证每个用户的最低所需数据率和IRS的收获能量。我们首先为IRS阶段的转变找到封闭式解决方案,然后通过控制其反射系数和阶段转移来反映突发事件信号。最后,我们提议采用交替优化(AO)算法,以优化剩余变量的迭代位性。我们展示了多项基准的增益。例如,50分点IRS轨、微轴能量消耗量度(IOS-25)的耗耗能状况表现为最低。

0
下载
关闭预览

相关内容

不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
71+阅读 · 2022年6月28日
Meta最新WWW2022《联邦计算导论》教程,附77页ppt
专知会员服务
59+阅读 · 2022年5月5日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
171+阅读 · 2019年10月11日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
ACM TOMM Call for Papers
CCF多媒体专委会
2+阅读 · 2022年3月23日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium9
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月17日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium3
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月9日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月29日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月18日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年10月24日
Arxiv
0+阅读 · 2022年10月23日
VIP会员
相关资讯
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
ACM TOMM Call for Papers
CCF多媒体专委会
2+阅读 · 2022年3月23日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium9
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月17日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium3
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月9日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月29日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月18日
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员