智能反射面辅助全双工通信：无源波束成形与部署设计
信息论
2022-10-17 v1 信号处理
math.IT
摘要
本文研究智能反射面(IRS)辅助的全双工(FD)无线系统的无源波束成形与部署设计，其中 FD 接入点(AP)在 IRS 的帮助下，于相同时频维度同时与上行(UL)用户和下行(DL)用户通信。在此设置下，我们考虑三种部署情形：1) 两个分布式 IRS 分别放置于 UL 用户和 DL 用户附近；2) 一个集中式 IRS 放置于 DL 用户附近；3) 一个集中式 IRS 放置于 UL 用户附近。在每种情形下，我们旨在通过联合优化 AP 和 UL 用户的发射功率以及 IRS(或各 IRS)的无源反射系数，最小化 AP 和 UL 用户的加权和发射功耗，并满足 UL 和 DL 用户的速率约束以及 IRS 反射系数的单位模约束。首先，我们分析了每种部署方案下 IRS 辅助 FD 系统所需的最小发射功率，并将其与相应的半双工(HD)系统进行比较。我们表明，对于所有 IRS 部署方案，FD 系统均优于其 HD 对应系统，而分布式部署进一步优于其他两种集中式部署方案。接下来，我们将具有挑战性的功率最小化问题转化为等价但更易处理的形式，并基于块坐标下降(BCD)方法提出一种高效算法来求解。最后，给出数值结果以验证我们的分析以及所提无源波束成形设计的有效性。
引用
@article{arxiv.2012.07218,
title = {Intelligent Reflecting Surface Aided Full-Duplex Communication: Passive Beamforming and Deployment Design},
author = {Yunlong Cai and Ming-Min Zhao and Kaidi Xu and Rui Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2012.07218},
year = {2022}
}
备注
30 pages, 9 figures, submitted for possible journal publication