基于 ZF 检测器的可重构智能表面辅助大规模 MIMO 系统的遍历速率分析

本文研究了采用双时间尺度设计的可重构智能表面（RIS）辅助大规模多输入多输出（MIMO）系统。首先，基站（BS）基于瞬时聚合信道状态信息（CSI）应用迫零（ZF）检测器，该瞬时聚合 CSI 是直接信道与级联用户-RIS-BS 信道的叠加。然后，利用信道统计特性，我们推导了闭式遍历可达速率表达式。使用梯度上升方法，我们仅依靠长期统计 CSI 设计 RIS 无源波束成形。我们证明了遍历速率可获得 $\mathcal{O}\left(\log_{2}\left(MN\right)\right)$ 量级的增益，其中 $M$ 和 $N$ 分别表示 BS 天线数和 RIS 单元数。我们还证明了所考虑的带 ZF 检测器的 RIS 辅助系统相对于无 RIS 系统以及采用最大比合并（MRC）的 RIS 辅助系统具有显著优越性。