基于混合可重构智能超表面的信道估计
信息论
2022-08-12 v2 信号处理
math.IT
摘要
可重构智能表面（RISs）被设想在未来无线通信中发挥关键作用，实现可编程的无线电传播环境。它们通常被视为几乎无源的平面结构，用作可调反射体，这带来了诸多实现挑战，包括估计底层无线信道的内在困难。本文关注近期提出的混合可重构智能表面（HRISs）概念，其不仅以可控方式反射入射波形，还能感知并处理其中可调的一部分。我们首先给出该超表面架构的实现细节，并提出一个便捷的数学模型来描述其双重操作。作为 HRISs 在无线通信中的示例应用，我们构建了配备 HRISs 的多用户通信系统上行链路中的独立信道估计问题。首先考虑无噪声设置，我们从理论上量化了与纯反射 RISs 相比，HRISs 在显著减少信道估计所需导频数量上的优势。随后，我们给出了在有噪模型下 HRISs 和基站处估计独立信道的 MSE 性能的闭式表达式。基于这些推导，我们提出一种基于自动微分的一阶优化方法，以高效确定 HRIS 的相位与功率分配配置，从而最小化加权求和 MSE 性能。数值评估表明，与现有使用无源反射 RISs 的方法相比，HRISs 不仅能实现配备 HRISs 通信系统中独立信道的估计，还提升了恢复级联信道的能力。
引用
@article{arxiv.2206.03913,
title = {Channel Estimation with Hybrid Reconfigurable Intelligent Metasurfaces},
author = {Haiyang Zhang and Nir Shlezinger and George C Alexandropoulos and Idban Alamzadeh and Mohammadreza F Imani and Yonina C Eldar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2206.03913},
year = {2022}
}
备注
This work has been submitted to the IEEE for possible publication. arXiv admin note: text overlap with arXiv:2202.05673