空间相关信道下 STAR-RIS 辅助大规模 MIMO 系统的可达速率
信息论
2023-09-18 v1 math.IT
摘要
可重构智能表面(RIS)辅助的大规模多输入多输出(mMIMO)是下一代网络应用的一项有前景的技术。然而,仅反射型 RIS 相比同时透射与反射 RIS(STAR-RIS)提供的覆盖有限。因此,本文关注 STAR-RIS 辅助 mMIMO 系统的下行可达速率及其优化。与先前 STAR-RIS 的工作不同,我们考虑了 mMIMO、相关衰落以及位于 RIS 两侧的多个用户设备(UEs)。特别地,我们引入一种聚合信道估计方法,其主要益处在于以减少的开销链路替代对各独立信道的估计。接下来,利用 mMIMO 中的信道硬化与 use-and-forget 边界技术,我们获得了仅依赖于统计信道状态信息(CSI)的闭式可达速率。为优化 STAR-RIS 的幅度与相移,我们采用投影梯度上升法(PGAM),同时调整能量分割(ES)与模式切换(MS) STAR-RIS 操作协议的幅度与相移。通过考虑大规模衰落,所提优化可每隔若干相干区间执行一次,从而显著降低开销。考虑到 STAR-RIS 相比传统仅反射型 RIS 具有两倍的可控参数数量,这一成果提供了实质性的实际益处。我们进行了仿真以验证解析结果,揭示可达速率与基本参数间的相互作用,并展示 STAR-RIS 在可达速率上相对仅反射型对应物的优越性。
引用
@article{arxiv.2309.08342,
title = {Achievable Rate of a STAR-RIS Assisted Massive MIMO System Under Spatially-Correlated Channels},
author = {Anastasios Papazafeiropoulos and Le-Nam Tran and Zaid Abdullah and Pandelis Kourtessis and Symeon Chatzinotas},
journal= {arXiv preprint arXiv:2309.08342},
year = {2023}
}
备注
accepted in IEEE TWC