面向 MISO 广播信道的智能反射面随机旋转方案
信息论
2021-03-19 v1 信号处理
math.IT
摘要
当前关于智能反射面(IRS)的文献聚焦于优化 IRS 相移以获得相干波束成形增益,其假设各个 IRS 辅助链路的完美信道状态信息(CSI)可用,而这极不现实。本文则考虑在 IRS 处采用随机旋转方案,其中反射单元仅采用随机相位旋转而无需任何 CSI。此时唯一所需的 CSI 位于基站(BS),用于实现整体信道的波束成形传输方案。在此框架下,我们推导了在用户数众多 regime 下,IRS 辅助多输入单输出(MISO)广播信道的和速率缩放定律,其中 BS 采用最优脏纸编码(DPC)方案以及较低复杂度的随机波束成形(RBF)与确定性波束成形(DBF)方案。随机旋转方案通过利用多用户分集提升了和速率,但也因相关性在一定程度上折损了增益。最后,利用所推导的缩放定律,求解了关于 BS 天线数、IRS 单元数与发射功率的能效最大化问题。仿真结果表明所提方案可提升和速率,且在大量用户下性能接近相干波束成形。
引用
@article{arxiv.2103.09898,
title = {Intelligent Reflecting Surface Enabled Random Rotations Scheme for the MISO Broadcast Channel},
author = {Qurrat-Ul-Ain Nadeem and Alessio Zappone and Anas Chaaban},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.09898},
year = {2021}
}
备注
Accepted in IEEE Transactions on Wireless Communications