Over-the-air computation (AirComp) is a disruptive technique for fast wireless data aggregation in Internet of Things (IoT) networks via exploiting the waveform superposition property of multiple-access channels. However, the performance of AirComp is bottlenecked by the worst channel condition among all links between the IoT devices and the access point. In this paper, a reconfigurable intelligent surface (RIS) assisted AirComp system is proposed to boost the received signal power and thus mitigate the performance bottleneck by reconfiguring the propagation channels. With an objective to minimize the AirComp distortion, we propose a joint design of AirComp transceivers and RIS phase-shifts, which however turns out to be a highly intractable non-convex programming problem. To this end, we develop a novel alternating minimization framework in conjunction with the successive convex approximation technique, which is proved to converge monotonically. To reduce the computational complexity, we transform the subproblem in each alternation as a smooth convex-concave saddle point problem, which is then tackled by proposing a Mirror-Prox method that only involves a sequence of closed-form updates. Simulations show that the computation time of the proposed algorithm can be two orders of magnitude smaller than that of the state-of-the-art algorithms, while achieving a similar distortion performance.


翻译:超天计算( AirComp) 是一种干扰技术,通过利用多个接入频道的波形叠加特性,在Things(IoT) 互联网网络中快速无线数据汇总技术(AirComp) 。 然而, AirComp 的性能受到IoT 设备与接入点之间所有连接中最坏的频道条件的阻碍。 在本文中, 推荐一个可重新配置的智能表面(RIS) 辅助 AirComp 系统, 以提升接收信号能量, 从而通过重新配置传播频道来减轻性能瓶颈。 为了尽量减少AirComp 扭曲, 我们提议联合设计一个 AirComp Transic 传输器和 RIS 相位转换器, 但结果显示这是一个非常棘手的非convex 程序配置问题。 为此, 我们开发了一个新颖的最小化框架, 与连续的 convex 逼近技术一起, 被证明是单调的。 为了降低计算的复杂性, 我们将每个变换的子标的节点转换为平滑的连接点,, 然后通过提出一个镜序-Prox 系统的变换算方法来解决, 来解决这个问题, 。

0
下载
关闭预览

相关内容

【斯坦福】凸优化圣经- Convex Optimization (附730pdf下载)
专知会员服务
211+阅读 · 2020年6月5日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10日
IEEE | 顶级期刊IoTJ物联网专刊诚邀稿件
Call4Papers
7+阅读 · 2019年5月20日
计算机 | 中低难度国际会议信息6条
Call4Papers
7+阅读 · 2019年5月16日
人工智能 | NIPS 2019等国际会议信息8条
Call4Papers
7+阅读 · 2019年3月21日
人工智能 | SCI期刊专刊/国际会议信息7条
Call4Papers
7+阅读 · 2019年3月12日
人工智能 | UAI 2019等国际会议信息4条
Call4Papers
6+阅读 · 2019年1月14日
人工智能 | 国际会议信息6条
Call4Papers
4+阅读 · 2019年1月4日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
人工智能 | AAAI 2019等国际会议信息7条
Call4Papers
4+阅读 · 2018年9月3日
人工智能 | 国际会议截稿信息9条
Call4Papers
4+阅读 · 2018年3月13日
【今日新增】IEEE Trans.专刊截稿信息8条
Call4Papers
7+阅读 · 2017年6月29日
VIP会员
相关VIP内容
【斯坦福】凸优化圣经- Convex Optimization (附730pdf下载)
专知会员服务
211+阅读 · 2020年6月5日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10日
相关资讯
IEEE | 顶级期刊IoTJ物联网专刊诚邀稿件
Call4Papers
7+阅读 · 2019年5月20日
计算机 | 中低难度国际会议信息6条
Call4Papers
7+阅读 · 2019年5月16日
人工智能 | NIPS 2019等国际会议信息8条
Call4Papers
7+阅读 · 2019年3月21日
人工智能 | SCI期刊专刊/国际会议信息7条
Call4Papers
7+阅读 · 2019年3月12日
人工智能 | UAI 2019等国际会议信息4条
Call4Papers
6+阅读 · 2019年1月14日
人工智能 | 国际会议信息6条
Call4Papers
4+阅读 · 2019年1月4日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
人工智能 | AAAI 2019等国际会议信息7条
Call4Papers
4+阅读 · 2018年9月3日
人工智能 | 国际会议截稿信息9条
Call4Papers
4+阅读 · 2018年3月13日
【今日新增】IEEE Trans.专刊截稿信息8条
Call4Papers
7+阅读 · 2017年6月29日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员