RIS 辅助移动毫米波 MIMO 系统中的阻塞感知鲁棒波束成形
信号处理
2025-05-30 v1
摘要
毫米波（mmWave）通信对无线电传播路径上的阻塞非常敏感。新兴的可重构智能表面（RIS）范式具有通过任意反射入射信号至期望方向来克服这一问题的潜力。本文提出了一种基于奈曼 - 皮尔逊（NP）准则的阻塞感知算法，以提高移动毫米波多输入多输出（MIMO）系统对抗阻塞的通信弹性。凭借这种实用的阻塞感知技术，我们进一步提出了一种 outage 约束的下行链路毫米波 MIMO 传输波束成形设计，以实现中断概率最小化和可达速率最大化。为了最小化中断概率，设计了一种具有可变波束宽度的鲁棒 RIS 波束成形器，以对抗不确定的信道状态信息（CSI）。针对速率最大化问题，开发了一种加速投影梯度下降（PGD）算法，以解决高维 RIS 相移矩阵（PSM）优化的计算挑战。特别地，我们利用子空间约束来缩小投影操作的范围，并制定了一种新的 Nesterov 动量加速方案以加快 PGD 的收敛过程。大量实验证实了所提出的阻塞感知方法的有效性，且所提出的加速 PGD 算法在可达速率方面优于多种代表性基线算法。
引用
@article{arxiv.2403.01249,
title = {Blockage-Aware Robust Beamforming in RIS-Aided Mobile Millimeter Wave MIMO Systems},
author = {Yan Yang and Shuping Dang and Miaowen Wen and Bo Ai and Rose Qingyang Hu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2403.01249},
year = {2025}
}