通过鲁棒 IRS 单元激活在 IRS 辅助通信系统中全局优化能效

在本文中，我们研究了一种由智能反射面（IRS）辅助的通信系统，其配备单天线发射机与接收机，且处于不完美信道状态信息（CSI）下。更具体地，我们处理 IRS 单元的二进制（开/关）状态的鲁棒选择问题，以在给定有界 CSI 不确定性和满足最小信噪比（SNR）约束的条件下，最大化最坏情况能效（EE）。IRS 相移仅基于估计信道进行调整，以最大化理想 SNR（即无 CSI 误差时）。首先，我们推导了最坏情况 SNR 的闭式表达式，随后建立了鲁棒（离散）优化问题。此外，我们设计并分析了一种动态规划（DP）算法，该算法在理论上以保证多项式复杂度 $O(L \log L)$ 实现全局最大值，其中 $L$ 为 IRS 单元数。最后，数值仿真证实了理论结果。特别地，所提算法展现出与穷举搜索一致的性能，并显著优于一种基线方案，即激活所有 IRS 单元。