双 RIS 辅助双向方向调制网络的波束成形与功率分配
信息论
2022-01-25 v1 math.IT
摘要
为提高传统双向方向调制（TWDM）网络中 Alice 与 Bob 间的信息交换速率，提出一种新型双可重构智能表面（RIS）辅助 TWDM 网络。为实现低复杂度发射机设计，提出了两种解析预编码器、一种调整 RIS 相移矩阵的闭式方法，以及最大化保密和速率（SSR）的半迭代功率分配（PA）策略。首先，采用几何平行四边形（GPG）准则给出 RIS 的相移矩阵。随后，提出两种称为最大化奇异值（Max-SV）与最大化信漏噪比（Max-SLNR）的预编码器以增强 SSR。进而，进一步提出最大化 SSR 的混合迭代闭式（HICF）功率分配以改进 SSR，并推导其为六次多项式的一个根，计算方式为：（1）重复两次 Newton-Raphson 算法将多项式阶数由六降为四；（2）剩余四个可行解可由 Ferrari 方法直接获得。仿真结果表明，采用所提 Max-SV 与 Max-SLNR 时，所提 GPG 相较随机相位与无 RIS 显著提升了 SSR。在给定 GPG 下，所提 Max-SV 在小规模或中等规模 RIS 下优于所提泄漏方法。特别地，所提 HICF PA 策略相较等功率分配显示出约百分之十的性能增益。
引用
@article{arxiv.2201.09063,
title = {Beamforming and Power Allocation for Double-RIS-aided Two-way Directional Modulation Network},
author = {Rongen Dong and Feng Shu and Ri-Qing Chen and Yongpeng Wu and Cunhua Pan and Jiangzhou Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2201.09063},
year = {2022}
}