This paper studies an intelligent reflecting surface (IRS)-aided multi-antenna simultaneous wireless information and power transfer (SWIPT) system where an $M$-antenna access point (AP) serves $K$ single-antenna information users (IUs) and $J$ single-antenna energy users (EUs) with the aid of an IRS with phase errors. We explicitly concentrate on overloaded scenarios where $K + J > M$ and $K \geq M$. Our goal is to maximize the minimum throughput among all the IUs by optimizing the allocation of resources (including time, transmit beamforming at the AP, and reflect beamforming at the IRS), while guaranteeing the minimum amount of harvested energy at each EU. Towards this goal, we propose two user grouping (UG) schemes, namely, the non-overlapping UG scheme and the overlapping UG scheme, where the difference lies in whether identical IUs can exist in multiple groups. Different IU groups are served in orthogonal time dimensions, while the IUs in the same group are served simultaneously with all the EUs via spatial multiplexing. The two problems corresponding to the two UG schemes are mixed-integer non-convex optimization problems and difficult to solve optimally. We propose efficient algorithms for these two problems based on the big-M formulation, the penalty method, the block coordinate descent, and the successive convex approximation. Simulation results show that: 1) the non-robust counterparts of the proposed robust designs are unsuitable for practical IRS-aided SWIPT systems with phase errors since the energy harvesting constraints cannot be satisfied; 2) the proposed UG strategies can significantly improve the max-min throughput over the benchmark schemes without UG or adopting random UG; 3) the overlapping UG scheme performs much better than its non-overlapping counterpart when the absolute difference between $K$ and $M$ is small and the EH constraints are not stringent.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
163+阅读 · 2019年10月12日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
43+阅读 · 2019年1月3日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+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
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
相关资讯
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
43+阅读 · 2019年1月3日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+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
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员