IRS辅助SIMO-MAC认知无线电系统频谱感知优化策略

摘要：

认知无线电(Cognitive Radio,CR)通过允许次用户与主用户共享频谱,在提高无线通信的频谱效率方面具有重要意义.最近,智能反射表面(Intelligent Reflecting Surface,IRS)的提出,使我们可以通过IRS反射元件重构信道环境来提高无线通信系统的通信质量.本文提出了一个IRS辅助的单输入多输出多址接入信道(Single Input Multiple Output Multiple Access Channels,SIMO-MAC)CR网络,并结合一种新型的IRS辅助多用户协作频谱感知方案来增强感知性能.目标是在次用户的功率约束以及对主用户的干扰约束下,通过联合优化次用户发射功率分配和IRS相位,最大化次用户的和速率.为了解决所建立的变量耦合的非凸问题,我们采用基于块坐标下降的高效交替优化算法,首先通过拉格朗日乘子法和注水功率分配算法以及Karush-Kuhn-Tucker(KKT)算法求解得到最优的功率分配,然后构造多目标优化问题,利用连续凸逼近、半定松弛方法将非凸问题转化为一个半正定规划的凸问题,从而求解出IRS相移矩阵的近似最优解.仿真结果表明,本文所提方案可以极大地提高认知无线电网络的频谱感知性能以及频谱效率.

关键词：单输入多输出、多址接入信道、认知无线电、智能反射面、多用户协作频谱感知

所属期刊栏目：39

分类号：TN925

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金

在线出版日期：2023-07-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：1262-1272