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RIS辅助蜂窝网络的基站-RIS-用户联合关联与波束成形设计

信息论 2022-11-01 v1 信号处理 math.IT

摘要

可重构智能表面(RIS)因其操控无线环境的能力而成为第六代(6G)网络的革命性技术。作为一种频率选择性器件,RIS 仅能有效整形特定频带内的信号传播。由于该频率选择性特性,RIS 在蜂窝网络中的部署将引入复杂的基站(BS)-RIS-用户关联问题,因为相邻 BS 工作在不同频带。本文在考虑 RIS 频率选择性特征的前提下,旨在联合优化 BS-RIS-用户关联、BS 处主动波束成形以及 RIS 被动波束成形,以最大化 RIS 辅助蜂窝网络的和速率。我们首先利用 l0l_0-范数高效地将 BS-RIS-用户关联与主动及被动波束成形相整合。随后,采用分数规划(FP)与块坐标下降(BCD)方法处理对数与分式部分,并将该联合关联与波束成形设计问题解耦为若干子问题。我们开发了结合 l0l_0-范数近似、极大极小化(MM)和交替方向乘子法(ADMM)的高效算法来交替求解这些子问题。大量仿真结果阐明了 BS-RIS-用户关联优化在 RIS 辅助蜂窝网络中的重要性,并验证了所提联合关联与波束成形设计算法的有效性。

关键词

引用

@article{arxiv.2210.17260,
  title  = {Joint BS-RIS-User Association and Beamforming Design for RIS-assisted Cellular Networks},
  author = {Sifan Liu and Rang Liu and Ming Li and Yang Liu and Qian Liu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2210.17260},
  year   = {2022}
}

备注

Submitted to IEEE Journal