アクティブのIRS支援ISACシステムのアップリンク通信速度を最大化するための共同ビーム形成および送信電力制御
1School of Electrical Engineering, Northeast Electric Power University, Jilin, 132012, China. wangjihong@neepu.edu.cn.
Scientific reports
|August 27, 2025
まとめ
この研究は,アクティブインテリジェント反射面 (IRS) 支援の統合センシングおよび通信 (ISAC) システムの新しい戦略を導入し,アップリンク通信速度を最大化します. 提案された方法は,既存の戦略と比較して,ユーザアップリンク通信率を大幅に高めます.
科学分野:
- ワイヤレス通信システム
- シグナル処理
- 情報理論
背景:
- アクティブインテリジェント反射面 (IRS) 支援統合センシングと通信 (ISAC) に関する既存の研究は,主にダウンリンクセンシングの最適化に焦点を当てています.
- 複雑なシナリオでアクティブIRSを使用した検知制約下でアップリンク通信のパフォーマンスを向上させるための研究ギャップがあります.
研究 の 目的:
- アクティブのIRS支援アップリンクISACシステムのアップリンク通信速度最大化問題を構築し,解決する.
- 高度非凸な最適化問題のための共同ビーム形成および送信電力制御戦略を開発する.
- 通信性能に対する基地局の送信力の影響を調査する.
主な方法:
- アップリンク通信速度の最大化問題の策定.
- 客観的な関数簡素化のためのラグランジアン二重変換と分数プログラミングの適用.
- 交互の最適化,最大化-最小化,半定義リラクゼーションアルゴリズムを用いた繰り返し最適化.
主要な成果:
- 提案された共同ビーム形成と送信電力制御戦略は,ユーザーアップリンク通信速度を大幅に向上させる.
- 強化比率は27.3% (パッシブIRSに対して),9.5% (ランダム戦略1) および11.4% (ランダム戦略2) であった.
- 分析によると,ベースステーションの最大送信出力が増加すると,固定電源予算の下での通信性能に悪影響を与える可能性がある.
結論:
- 提案された戦略は,IRSが支援するアクティブなISACシステムにおけるアップリンク通信率を効果的に高めます.
- 開発された最適化技術は,問題の非凸性およびカップリングの問題にうまく対処しています.
- 基地局の送電力を慎重に検討することは,そのようなシステムの通信性能を最適化するために不可欠です.
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