基于可移动天线系统的 IRS 辅助多用户波束赋形与天线位置联合优化

智能反射面（IRS）和可移动天线（MA）技术被提出用于通过创建有利的信道条件来增强无线通信。本文针对 MA-IRS 辅助的多用户多输入单输出（MU-MISO）通信系统进行联合波束赋形与天线位置优化研究。其中，MA-IRS 被部署在助力 MA 启用基站（BS）与用户设备（UE）之间的通信。与传统固定位置天线（FPA）启用 IRS（FPA-IRS）相比，MA-IRS 上反射元件的位置可以被控制以增强无线信道。为验证系统效能并优化其性能，我们构建了一个受最小速率阈值约束的 MU-MISO 通信的速率最大化问题。为克服非凸问题，本文提出了一种产品黎曼流形优化（PRMO）方法，用于联合优化波束赋形和 MA 位置。具体而言，构建了产品黎曼流形空间（PRMS），推导了相应的黎曼梯度用于更新变量，采用黎曼精确惩罚（REP）方法和黎曼 Broyden-Fletcher-Goldfarb-Shanno（RBFGS）算法在 PRMS 上获取可行解。仿真结果表明，与传统 FPA-IRS 辅助通信相比，MA-IRS 的反射元件可移动至信道增益更高的位置，从而增强了系统性能。进一步地，优化反射元件的位置比控制 IRS 的相位移量带来更大的性能提升，集成 MA 与 IRS 的性能提升也高于集成 MA 与 BS。