智能反射面部署与无源波束赋形的联合优化以增强接收功率
信息论
2023-08-22 v1 math.IT
摘要
智能反射面（IRS）近来作为一种有前景的技术崭露头角，面向超越第五代（B5G）和 6G 网络，源自超材料，通过大量低成本无源反射单元智能调节信号反射。然而，IRS 辅助通信模型及可用资源的优化仍需进一步改进以实现更高效通信。本文通过联合优化 IRS 单元的相移及其位置，研究 IRS 辅助无线通信中用户端接收功率的增强。采用传统 Friss 传输模型，建立发射功率与反射功率间的关系。接收功率表达式纳入了自由空间损耗、反射损耗因子、IRS 面板物理尺寸以及发射信号辐射方向图。同时，利用现有雷达通信数据得到 IRS 面板反射系数表达式。最初在双射线反射模型中探索单个 IRS 单元，我们将其扩展至三维笛卡尔空间中具有多个 IRS 单元的更复杂多射线反射模型。推导得到更易处理的接收功率表达式，随后通过联合优化底层变量（IRS 位置与相移）使其最大化。为实现底层变量的联合优化，首先优化 IRS 单元相移以在用户处实现接收信号分量的相长干涉。随后，在所得最优相移下优化 IRS 位置。数值分析与性能比较表明，相较于最接近的竞争性基准方案，联合优化使接收功率显著提升 37%。
引用
@article{arxiv.2308.09788,
title = {Joint Optimization of IRS Deployment and Passive Beamforming to Enhance the Received Power},
author = {Jyotsna Rani and Deepak Mishra and Ganesh Prasad and Ashraf Hossain and Swades De and Kuntal Deka},
journal= {arXiv preprint arXiv:2308.09788},
year = {2023}
}