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双 IRS 辅助多用户 MIMO:协作无源波束成形设计

信息论 2021-03-12 v5 新兴技术 math.IT

摘要

智能反射面(IRS)已成为一种以高性价比实现智能且可重构无线通信环境的有前景技术。现有关于 IRS 的工作主要考虑其无源波束成形设计与性能优化而未考虑 IRS 间信号反射,因而未能揭示多 IRS 辅助无线网络的全部潜力。本文研究一种双 IRS 辅助多用户通信系统,其采用捕获来自 IRS 间信道乘性波束成形增益的协作无源波束成形设计。在同时存在双反射与单反射链路的通用信道设置下,我们联合优化基站(BS)处的(有源)接收波束成形与两个分布式 IRS(分别部署于 BS 与用户附近)处的协作(无源)反射波束成形,以最大化所有用户的最小信号干扰加噪声比(SINR)。此外,针对单用户与多用户设置,我们解析地展示了双 IRS 协作系统在最大信噪比(SNR)与多用户有效信道秩方面相对于传统单 IRS 系统的优越性能。仿真结果验证了我们的解析结果,并展示了所提具有协作无源波束成形设计的双 IRS 系统的实际优势。

关键词

引用

@article{arxiv.2008.13701,
  title  = {Double-IRS Assisted Multi-User MIMO: Cooperative Passive Beamforming Design},
  author = {Beixiong Zheng and Changsheng You and Rui Zhang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2008.13701},
  year   = {2021}
}

备注

Early access in IEEE TWC (https://ieeexplore.ieee.org/document/9362274). Consider the following fundamental question: whether partitioning the IRS elements/subsurfaces into distributed but cooperative IRSs is superior to combining them as one single IRS or not. Efficient channel estimation (https://ieeexplore.ieee.org/document/9373363) and (arXiv:2011.00738)