This paper considers an intelligent reflecting sur-face (IRS)-aided simultaneous wireless information and power transfer (SWIPT) network, where multiple users decode data and harvest energy from the transmitted signal of a transmit-ter. The proposed design framework exploits the cost-effective IRS to establish favorable communication environment to improve the fair energy efficient. In particular, we study the max-min energy efficiency (EE) of the system by jointly designing the transmit information and energy beamforming at the base station (BS), phase shifts at the IRS, as well as the power splitting (PS) ratio at all users subject to the minimum rate, minimum harvested energy, and transmit power constraints. The formulated problem is non-convex and thus challenging to be solved. We propose two algorithms namely penalty-based and inner approximation (IA)-based to handle the non-convexity of the optimization problem. As such, we divide the original problem into two sub-problems and apply the alternating optimization (AO) algorithm for both proposed algorithms to handle it iteratively. In particular, in the penalty-based algorithm for the first sub-problem, the semi-definite relaxation (SDR) technique, difference of convex functions (DC) programming, majorization-minimization (MM) approach, and fractional programming theory are exploited to transform the non-convex optimization problem into a convex form that can be addressed efficiently. For the second sub-problem, a penalty-based approach is proposed to handle the optimization on the phase shifts introduced by the IRS with the proposed algorithms. For the IA-based method, we optimize jointly beamforming vectors and phase shifts while the PS ratio is solved optimally in the first sub-problem...


翻译:本文认为这是一个智能的反映表面(IRS)辅助的同步无线信息和电力传输(SWIPT)网络,在此网络中,多个用户解码数据,并从传输方信号传输信号中获取能量。拟议设计框架利用成本效益高的IRS建立有利的通信环境,以提高公平能效。特别是,我们通过联合设计基站传输信息和能量波状(IRS),IRS的阶段转换,以及所有用户的分电比率(PS),但须遵守最低速率、最低耗能和传输电源限制。所提出的问题为非连接,因此难以解决。我们提议两种基于基于罚款和内部近似(IA)的算法,即处理最不稳定的信息和能量波状(AO),同时对拟议采用以双向优化法(IO)方法进行处理,特别是,在基于罚款的S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-Slal-S-S-S-imlistal-Silal-Silstal-mamamama-sl化的系统、S-S-S-S-S-sl化、S-S-S-S-S-S-S-lal-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-in-S-S-S-l化的系统化、、、、、和-l化、S-S-S-S-S-l-S-S-S-S-S-S-S-S-l-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-l-S-l-l-l-l-l-l-l-S-S-l-l-l-l-l-l-l-l-l-l-l-l-l-l-l-l-l-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-S-l-S-S-S-l

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