面向 RIS 辅助多用户 MISO 通信的环境感知码book设计：实现与性能分析
信息论
2024-06-14 v1 信号处理
math.IT
摘要
可重构智能表面（RIS）提供了一种新的电磁响应控制解决方案，能够主动重塑无线信道环境的特性。在 RIS 辅助通信系统中，信道状态信息（CSI）的获取和反射系数的优化构成了主要设计挑战。为此，近期开发了基于码book 的解决方案，但这些方案大多为环境不可感知。本文提出了一种 novel 的环境感知码book 方案，显著降低了 pilot 开销和计算复杂度，同时保持预期的通信性能。具体而言，首先引入信道训练框架，将训练阶段划分为多个 block。在每个 block 中，直接估计端到端复合信道，仅聚焦于发射波束赋形。其次，提出环境感知码book 生成方案，该方案首先基于统计 CSI 生成一组信道，然后利用交替优化（AO）方法在离线方式获取其对应的 RIS 配置。在每个在线训练 block 中，根据对应的码book 中的 codeword 配置 RIS，并采用实现最大总速率的 optimal codeword 辅助下行数据传输。最后，考虑信道估计误差，对环境感知码book 方案进行理论性能分析。最后提供数值仿真结果，验证了理论分析并评估了所提方案的性能。特别地，仿真结果表明，该方案优于传统环境不可感知码book。
引用
@article{arxiv.2406.09058,
title = {Environment-Aware Codebook Design for RIS-Assisted MU-MISO Communications: Implementation and Performance Analysis},
author = {Zhiheng Yu and Jiancheng An and Ertugrul Basar and Lu Gan and Chau Yuen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2406.09058},
year = {2024}
}
备注
36 pages, 12 figures, 2 tables, accepted by IEEE TCOM. arXiv admin note: text overlap with arXiv:2404.00265