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:在这篇论文中,我们研究了一种智能反射表面(IRS)协助下的下行超可靠低延迟通信(URLLC)系统,其中接入点(AP)在IRS的帮助下向多个设备发送短数据包。具体而言,在平均信息时延(AoI)的角度比较了频分多址(FDMA)和时分多址(TDMA)。我们旨在通过联合优化资源分配和被动波束成形,将所有设备的最大平均AoI最小化。然而,由于目标函数非凸且存在耦合变量,因此难以求解原问题。因此,我们提出了一种基于交替优化的算法,将原问题分解为两个子问题,可以有效地解决。仿真结果表明,TDMA可以通过连续地最大化IRS的信噪比(SNR)来利用时域选择性被动波束成形,从而实现更低的AoI。此外,当信息位数相对于可用带宽足够大时,由于更有效地利用了带宽,所提出的FDMA传输方案成为更有利的选择。

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