包含主动与被动元素的智能反射表面辅助通信的联合尺寸与部署优化
信号处理
2025-02-25 v1
摘要
不同类型的智能反射表面 (IRS) 被用于辅助无线通信。由于被动 IRS (PIRS) 和主动 IRS (AIRS) 的互补优势，两者的联合使用成为一种极具前景的解决方案。它们可以集成到单个混合主被动 IRS (HIRS) 中，或以分布式方式部署，这在确定用于速率最大化的 IRS 元素分配和部署方面带来了挑战。在本文中，我们研究了包含主动和被动元素的 IRS 辅助无线通信系统的容量。具体而言，我们考虑了三种部署方案：1) 基站 (BS)-HIRS-用户 (BHU)；2) BS-AIRS-PIRS-用户 (BAPU)；3) BS-PIRS-AIRS-用户 (BPAU)。在视距信道模型下，我们通过联合优化 IRS 元素分配和部署来构建一个速率最大化问题。我们首先分别推导了 BHU、BAPU 和 BPAU 方案中主动和被动元素的优化数量。然后，提供了低复杂度的 HIRS/AIRS 部署策略。为了获得更多见解，我们刻画了这三种方案在总 IRS 元素数量较大、放大功率预算和基站发射功率方面的系统容量缩放阶数。最后，给出了仿真结果以验证我们的理论发现，并展示了在各种系统设置下采用所提联合设计的 BHU、BAPU 和 BPAU 方案之间的性能差异。
引用
@article{arxiv.2502.16864,
title = {Joint Size and Placement Optimization for IRS-Aided Communications with Active and Passive Elements},
author = {Qiaoyan Peng and Qingqing Wu and Wen Chen and Chaoying Huang and Beixiong Zheng and Shaodan Ma and Mengnan Jian and Yijian Chen and Jun Yang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.16864},
year = {2025}
}