无信道信息下的多智能反射面协同
信息论
2024-01-10 v3 信号处理
math.IT
摘要
智能反射面（IRSs）或可重构智能表面（RISs）的传统波束成形方法通常需要完整的信道状态信息（CSI）。然而，信道获取的计算成本随 IRS 数量呈指数增长。为规避此困难，我们提出一种称为盲波束成形的新策略，其在不知晓 CSI 的情况下利用统计量协同多个 IRS。盲波束成形仅需在用户终端测量由所有 IRS 上随机生成相移序列对应的接收信号功率。其核心思想是通过仅探索相移整个解空间的一小部分，提取用于波束成形的关键统计量。我们证明，在特定条件下盲波束成形可保证信噪比（SNR）提升 Theta(N^{2L})，其中 L 为 IRS 数量，N 为每个 IRS 的反射单元数。针对双 IRS 系统实现 Theta(N^{4}) 最优 SNR 提升的所提条件远比现有文献容易满足。最重要的是，所提条件可推广至完全通用的 L-IRS 系统。上述结果显著改进了多 IRS 辅助通信领域的现有最优水平。此外，盲波束成形通过现场测试与仿真得到验证。特别地，如我们在 2.6 GHz 的现场测试所示，该方法带来高达 17 dB 的 SNR 提升；据我们所知，这是多个 IRS 的实用首次在现实世界中获验证。
引用
@article{arxiv.2302.09717,
title = {Coordinating Multiple Intelligent Reflecting Surfaces without Channel Information},
author = {Fan Xu and Jiawei Yao and Wenhai Lai and Kaiming Shen and Xin Li and Xin Chen and Zhi-Quan Luo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2302.09717},
year = {2024}
}
备注
16 pages