基于双层真时延的分布式RIS辅助太赫兹通信波束成形设计
信息论
2023-10-24 v1 信号处理
math.IT
摘要
本文研究了基站采用稀疏射频链天线结构的可重构智能表面(RIS)辅助太赫兹(THz)通信系统。为克服基站的波束分裂,不同于传统的单层真时延(TTD)方案,我们提出了一种双层TTD方案,该方案能有效减少大范围延迟器件的数量,这类器件会带来额外的插入损耗和放大电路。接下来,我们分析了所提双层TTD方案下的系统性能。为缓解RIS的波束分裂,我们考虑使用多个分布式RIS来替代超大尺寸RIS。在此基础上,我们通过联合优化混合模拟/数字波束成形、双层TTD网络的时间延迟以及RIS的反射系数,构建了分布式RIS辅助太赫兹通信的可达速率最大化问题。考虑到实际硬件限制,有限分辨率相移、时间延迟和反射相位均受约束。为求解所构建的问题,我们首先设计了一种基于RIS位置优化相移和时间延迟的模拟波束成形方案。然后,提出一种基于最小均方误差和坐标更新技术的交替优化算法来获取数字波束成形和反射系数。最后,仿真结果证明了所提方案的有效性。
引用
@article{arxiv.2310.13917,
title = {Beamforming Design for the Distributed RISs-aided THz Communications with Double-Layer True Time Delays},
author = {Gangcan Sun and Wencai Yan and Wanming Hao and Chongwen Huang and Chau Yuen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.13917},
year = {2023}
}