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智能反射面辅助的随机无源波束成形多播系统

信号处理 2020-09-02 v1

摘要

在本文中,我们考虑一个多播系统,其中单天线发射机借助配备 NN 个无源反射单元的智能反射面(IRS)向多个单天线用户发送公共消息。现有关于 IRS 的工作大多假设可获得信道状态信息(CSI)以设计其无源波束成形。然而,CSI 的获取需要随 NN 增加的大量训练开销。相比之下,我们在本文中提出一种新颖的随机无源波束成形方案,其中 IRS 在每个信道相干区间内无需获取 CSI 即可独立随机反射 Q1Q\geq 1 次。对于所提方案,我们首先推导中断概率的闭式近似,并据此高效获得具有最佳中断性能的最优 QQ。然后,为便于比较,我们推导了基于传统 CSI 的无源波束成形中断概率的下界。数值结果表明,在高中断区域(或高速率目标下)偏好较小的 QQ,且随着中断概率降低(或速率目标降低)最优 QQ 变大。此外,当 NN 和/或用户数较大时,在考虑训练开销的情况下,所提方案显著优于基于 CSI 的无源波束成形方案,从而为现有基于 CSI 的方案提供了一种有前景的无 CSI 替代方案。

关键词

引用

@article{arxiv.2009.00274,
  title  = {Intelligent Reflecting Surface Aided Multicasting with Random Passive Beamforming},
  author = {Qin Tao and Shuowen Zhang and Caijun Zhong and Rui Zhang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2009.00274},
  year   = {2020}
}

备注

To appear in IEEE Wireless Communications Letter