In this paper, we propose a simultaneous transmitting and reflecting reconfigurable intelligent surface (STAR-RIS) and energy buffer aided multiple-input single-output (MISO) simultaneous wireless information and power transfer (SWIPT) non-orthogonal multiple access (NOMA) system, which consists of a STAR-RIS, an access point (AP), and reflection users and transmission users with energy buffers. In the proposed system, the multi-antenna AP can transmit information and energy to several single-antenna reflection and transmission users simultaneously by the NOMA fashion in the downlink, where the power transfer and information transmission states of the users are modeled using Markov chains. The reflection and transmission users harvest and store the energy in energy buffers as additional power supplies, which are partially utilized for uplink information transmission. The power outage probability, information outage probability, sum throughput, and joint outage probability closed-form expressions of the proposed system are derived over Nakagami-m fading channels, which are validated via simulations. Results demonstrate that the proposed system achieves better performance as compared to the proposed system with discrete phase shifts, the STAR-RIS aided MISO SWIPT-NOMA buffer-less, conventional RIS and energy buffer aided MISO SWIPT-NOMA, and STAR-RIS and energy buffer aided MISO SWIPT-time-division multiple access (TDMA) systems. Furthermore, a particle swarm optimization-based power allocation (PSO-PA) algorithm is designed to maximize the uplink sum throughput with a constraint on the uplink joint outage probability and Jain's fairness index (JFI). Simulation results illustrate that the proposed PSO-PA algorithm can achieve an improved sum throughput performance of the proposed system.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

《计算机信息》杂志发表高质量的论文,扩大了运筹学和计算的范围,寻求有关理论、方法、实验、系统和应用方面的原创研究论文、新颖的调查和教程论文,以及描述新的和有用的软件工具的论文。官网链接:https://pubsonline.informs.org/journal/ijoc
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
163+阅读 · 2019年10月12日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
43+阅读 · 2019年1月3日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
相关资讯
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
43+阅读 · 2019年1月3日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员