Compute-and-forward is a promising strategy to tackle interference and obtain high rates between the transmitting users in a wireless network. However, the quality of the wireless channels between the users substantially limits the achievable computation rate in such systems. In this paper, we introduce the idea of using intelligent reflecting surfaces (IRSs) to enhance the computing capability of the compute-and-forward systems. For this purpose, we consider a multiple access channel(MAC) where a number of users aim to send data to a base station (BS) in a wireless network, where the BS is interested in decoding a linear combination of the data from different users in the corresponding finite field. Considering the compute-and-forward framework, we show that through carefully designing the IRS parameters, such a scenario's computation rate can be significantly improved. More specifically, we formulate an optimization problem which aims to maximize the computation rate of the system through optimizing the IRS phase shift parameters. We then propose an alternating optimization (AO) approach to solve the formulated problem with low complexity. Finally, via various numerical results, we demonstrate the effectiveness of the IRS technology for enhancing the performance of the compute-and-forward systems, which indicates its great potential for future wireless networks with massive computation requirements, such as 6G.


翻译:在无线网络中,用户之间的无线频道质量大大限制了这些系统中可实现的计算率。在本文中,我们提出了使用智能反射表面(IRS)来提高计算和前向系统计算能力的构想。为此,我们考虑一个多存取通道(MAC),一些用户打算将数据发送到无线网络中的基站(BS),而BS有兴趣将不同用户的数据进行线性组合,从而在相应的有限域中,解码。考虑到计算和前向框架,我们表明,通过仔细设计IRS参数,这种假设的计算率可以大大改进。更具体地说,我们提出一个优化问题,目的是通过优化IRS阶段转换参数,使系统计算率最大化。我们然后提议一种交替优化(AO)办法,以低复杂度的方式解决开发的问题。最后,我们通过各种数字结果,展示IRS技术对于提高IRS参数的效益,从而提高IRS参数的性能,从而显示其未来的大规模计算和无线化系统的潜力。

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Explanation:无线网。 Publisher:Springer。 SIT: http://dblp.uni-trier.de/db/journals/winet/
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