Control conjunto de la potencia de formación y transmisión para maximizar la velocidad de comunicación de enlace...

Área de la Ciencia:

• Sistemas de comunicación inalámbrica
• Procesamiento de señales
• Teoría de la información

Sus antecedentes:

• La investigación existente sobre la detección y comunicación integradas asistidas por una superficie reflectante inteligente activa (IRS, por sus siglas en inglés) se centra principalmente en la optimización de la detección del enlace descendente.
• Existe una brecha de investigación en la mejora del rendimiento de la comunicación de enlace ascendente bajo restricciones de detección utilizando el IRS activo en escenarios complejos.

Objetivo del estudio:

• Construir y resolver el problema de maximización de la velocidad de comunicación de enlace ascendente para los sistemas ISAC de enlace ascendente asistidos por IRS activos.
• Desarrollar una estrategia conjunta de control de la potencia de formación y transmisión para problemas de optimización altamente no convexos.
• Investigar el impacto de la potencia de transmisión de la estación base en el rendimiento de las comunicaciones.

Principales métodos:

• Formulación del problema de maximización de la velocidad de comunicación de enlace ascendente.
• Aplicación de la doble transformación de Lagrange y la programación fraccionaria para la simplificación de la función objetiva.
• Optimización iterativa mediante optimización alterna, maximización-minimización y algoritmos de relajación semidefinidos.

Principales resultados:

• La estrategia conjunta de formación de haz y control de potencia de transmisión propuesta mejora significativamente las tasas de comunicación de enlace ascendente de los usuarios.
• Se han logrado ratios de mejora del 27,3% (frente al IRS pasivo), del 9,5% (frente a la estrategia aleatoria 1) y del 11,4% (frente a la estrategia aleatoria 2).
• El análisis indica que el aumento de la potencia máxima de transmisión de la estación base puede tener un impacto negativo en el rendimiento de la comunicación con un presupuesto de potencia fijo.

Conclusiones:

• La estrategia propuesta aumenta efectivamente las tasas de comunicación de enlace ascendente en los sistemas ISAC activos asistidos por el IRS.
• Las técnicas de optimización desarrolladas abordan con éxito los problemas de no convexidad y acoplamiento en el problema.
• La consideración cuidadosa de la potencia de transmisión de la estación base es crucial para optimizar el rendimiento de la comunicación en tales sistemas.