智能反射面辅助的毫米波通信：主动与被动预编码联合设计
信号处理
2020-10-20 v2
摘要
毫米波（MmWave）通信凭借其丰富的频谱资源，能够支持多千兆比特的无线接入。然而，严重的路径损耗和高方向性使其易受阻塞事件影响，这在室内和密集城市环境中可能频繁发生。为解决此问题，本文引入智能反射面（IRS）作为一项新技术，以提供有效的反射路径来增强毫米波信号的覆盖。在该框架下，我们研究 IRS 辅助毫米波系统的主动与被动预编码联合设计，其中部署多个 IRS 来辅助从基站（BS）到单天线接收机的数据传输。我们的目标是通过联合优化 BS 处的发射预编码向量和 IRS 用于被动波束成形的相移参数，最大化接收信号功率。尽管此类优化问题通常是非凸的，我们证明，通过利用毫米波信道的一些重要特性，对于单 IRS 情形可导出最优闭式解，而对于多 IRS 情形可获得近最优解析解。我们的分析表明，对于单 IRS 和多 IRS 情形，接收信号功率均随反射单元数量呈二次增长。仿真结果用于验证我们所提解的最优性和近最优性。结果还表明，IRS 可帮助创建有效的虚拟视距路径，从而大幅提高毫米波通信抗阻塞的鲁棒性。
引用
@article{arxiv.1908.10734,
title = {Intelligent Reflecting Surface-Assisted Millimeter Wave Communications: Joint Active and Passive Precoding Design},
author = {Peilan Wang and Jun Fang and Xiaojun Yuan and Zhi Chen and Huiping Duan and Hongbin Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:1908.10734},
year = {2020}
}
备注
This article has been accepted for publication in a future issue of this journal, but has not been fully edited. Content may change prior to final publication. Citation information: DOI 10.1109/TVT.2020.3031657,IEEE Transactions on Vehicular Technology