用于多径波束路由的智能反射面：主动/被动波束分裂与合并
摘要
智能反射面（IRS）可密集部署于无线网络中，以显著增强通信信道。在本文中，我们考虑从多天线基站（BS）到单天线用户的下行传输，利用多 IRS 信号反射的协作被动波束成形（CPB）和视距（LoS）路径分集增益。与现有仅选择从 BS 到用户的单一多 IRS 反射路径的工作不同，我们提出了一种更新的且更通用的多径波束路由方案。具体而言，BS 通过多个正交主动波束（称为主动波束分裂）发送用户信息信号，这些波束指向不同 IRS。随后，这些波束信号经由所选 IRS 的 CPB 在不同路径上反射，最终在用户接收机处相干合并（因此命名为被动波束合并）。对于该方案，我们构建了一个新的多径波束路由设计问题，以联合优化 IRS 反射路径数量、各反射路径所选 IRS、BS/各所选 IRS 处的主动/被动波束成形，以及 BS 在不同主动波束上的功率分配，从而最大化用户处接收信号功率。为解决这一难题，我们首先推导给定反射路径集合下的最优 BS/IRS 波束成形与 BS 功率分配。然后应用图论中基于团的方法高效求解剩余的多径选择问题。仿真结果表明，我们所提多径波束路由方案显著优于其传统单径波束路由特例。
引用
@article{arxiv.2110.11104,
title = {Intelligent Reflecting Surface for Multi-Path Beam Routing with Active/Passive Beam Splitting and Combining},
author = {Weidong Mei and Rui Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2110.11104},
year = {2022}
}
备注
6 pages, 4 figures. Accepted for publication by IEEE Communications Letters. Our other works on multi-IRS aided wireless network: IRS-user associations (arXiv:2009.02551), single-beam multi-hop routing (arXiv:2010.13589), multi-beam multi-hop routing (arXiv:2101.00217), distributed beam training (arXiv:2106.11896), and a tutorial paper (arXiv:2109.13641)