双极化智能反射面辅助的 MIMO 网络

本研究考虑一个双极化智能反射面(DP-IRS)辅助的多输入多输出(MIMO)单用户无线通信系统。发射机与接收机配备 DP 天线,且每个天线对每个极化方向具有独立的移相器。我们试图通过优化 DP-IRS 处反射单元的操作、发射机/接收机处的预编码器/合并器,以及 DP 天线处的垂直/水平移相器,来最大化系统的频谱效率(SE)。为解决该问题,我们提出一种基于半定松弛法的三步交替优化(AO)算法。接下来,我们考虑渐近低/高信噪比(SNR)区间并提出低复杂度算法。特别地,对于低 SNR 区间,我们推导了计算代价低的闭式解。根据所得数值结果,所提算法优于各种基准方案。具体而言,我们的主算法相比随机操作在 SE 性能上展现出 65.6% 的提升。此外,我们将 DP-IRS 的 SE 性能与简单 IRS(S-IRS)进行比较。对于 $N = 50$,相比 S-IRS,DP-IRS 在 ${4} \times {4}$、${8} \times {8}$ 和 ${16} \times {16}$ MIMO 下分别实现 SE 提升 24.8%、28.2% 和 30.3%。