用于大规模 MIMO 中 RIS 离散相位优化的信息论分支剪枝算法
信号处理
2023-01-18 v1 信息论
math.IT
摘要
在本文中，我们考虑无线节点间被动 RIS 辅助的多用户通信，以改善受阻视距（LOS）链路性能。假设无线节点配备大规模多输入多输出天线、混合预编码器、组合器和低分辨率模数转换器（ADC）。我们首先推导了在干扰条件下，预期接收端接收并组合的信号的均方误差（MSE）的 Cramer-Rao 下界（CRLB）表达式。通过适当设计混合预编码器、组合器和 RIS 相位设置，可以证明 MSE 达到了 CRLB。我们进一步证明，最小化相对于 RIS 相位设置的 MSE 等价于最大化系统的吞吐量和能效。随后，我们提出了一种新颖的信息导向分支剪枝（IDBP）算法来推导 RIS 的相位设置。我们在文献中首次使用信息论度量来决定树搜索算法中的剪枝规则，以得出 RIS 相位设置解，这与使用代价函数边界来定义剪枝规则的传统分支定界算法截然不同。此外，我们利用渐近均分性质提供了由此获得的 RIS 相位设置解接近最优性的理论保证。这也确保了接近最优的吞吐量和 MSE 性能。
引用
@article{arxiv.2301.06228,
title = {An information-theoretic branch-and-prune algorithm for discrete phase optimization of RIS in massive MIMO},
author = {I. Zakir Ahmed and Hamid R. Sadjadpour and Shahram Yousefi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2301.06228},
year = {2023}
}
备注
Accepted for publication in "IEEE Transactions on Vehicular Technology"