基于准静态相移设计的双智能反射面协作辅助系统分析与优化
信息论
2022-06-07 v3 信号处理
math.IT
摘要
单智能反射面(IRS)辅助系统的分析与优化已被广泛研究，而关于多IRS辅助系统的认识却很少。本文研究了一种双IRS协作辅助下行链路系统的分析与优化，其中多天线基站(BS)在两个多元素IRS的协助下为单天线用户服务，这两个IRS通过IRS间信道相连。任意两个节点之间的信道均采用莱斯衰落建模。基站采用瞬时CSI自适应最大比传输(MRT)波束成形器，两个IRS采用协作准静态相移设计。目标是以较低的相位调整成本和计算复杂度，最大化平均可达速率，该速率可由基站与用户之间等效信道的平均信道功率反映。首先，我们分别得到了一般莱斯因子、纯视距(LoS)和纯非视距(NLoS)三种情形下等效信道平均信道功率的易处理表达式。然后，我们在这些情形下联合优化两个IRS的相移以最大化等效信道的平均信道功率。这些优化问题均为具有挑战性的非凸问题。我们对部分情形获得了全局最优闭式解，并提出了计算高效的迭代算法以对其他情形求得驻点。接下来，我们在三种情形下，针对大量反射元素，将双IRS协作辅助系统优化相移的计算复杂度与最优平均信道功率，同对应的单IRS辅助系统进行比较。最后，我们通过数值实验证明了所提方案在不同系统参数下相对于现有方案的显著增益。
引用
@article{arxiv.2203.16894,
title = {Analysis and Optimization of A Double-IRS Cooperatively Assisted System with A Quasi-Static Phase Shift Design},
author = {Gengfa Ding and Feng Yang and Lianghui Ding and Ying Cui},
journal= {arXiv preprint arXiv:2203.16894},
year = {2022}
}
备注
44 pages, 10 figures. To appear in SPAWC 2022;This work is submitted to IEEE Trans.Wireless Commun. (under major revision)