基于IRS辅助通信的无线供能传感器网络信息年龄优化

作者：杨荐焜; 王茜竹; 冉泳屹; 陈丰

来源：计算机工程, 2023, 49(08): 146-162.

DOI：10.19678/j.issn.1000-3428.0066149

• 信息年龄
• 无线供能传感器网络
• 能量收集
• 智能反射面
• 传感器调度

无线传感器与基站之间容易因障碍物阻挡，影响信息交付的及时性，传感器能量供应不足也会引起信息年龄(AoI)性能下降。构建一种基于智能反射面(IRS)辅助通信的无线供能传感器网络系统模型，提出一个联合优化能量发射矩阵、IRS相移和传感器调度的多变量系统总信息年龄最小化优化问题。由于调度变量的二进制性质和IRS相移约束的非凸性质，导致该优化问题无法被直接求解，因此利用变量松弛和半正定凸松弛方法将原非凸问题转化为凸问题，并设计一种基于半正定凸松弛的信息年龄调度优化算法。实验结果表明，当能量站最大发射功率为45 dBm及IRS反射单元数为30时，所提算法相比循环调度算法、非能量收集算法，能将系统总AoI最大分别降低38%、46%，不仅可以为无线传感器持续供能，而且能提高系统的AoI性能。

• 单位
  重庆邮电大学; 通信与信息工程学院