IRS 辅助 MIMO 认知无线电系统的联合发射预编码与反射波束成形设计
信息论
2021-03-12 v2 信号处理
math.IT
摘要
认知无线电（CR）通过允许次级用户（SU）与初级用户（PU）共享频谱，是提高无线通信频谱效率（SE）的有效方案。同时，智能反射面（IRS）近期被提出作为一种有前景的方法，通过智能重构信道环境来提升无线通信系统的 SE 与能量效率（EE）。在本文中，我们考虑一个 IRS 辅助的下行 CR 系统，其中次级接入点（SAP）与多个 SU 通信而不影响主网络中的多个 PU，且所有节点均配备多根天线。我们的设计目标是在 SAP 总发射功率约束和 PU 处干扰约束下，通过联合优化 SAP 的发射预编码与 IRS 的反射系数，最大化 SU 的可达加权和速率（WSR）。为处理复杂的objective函数，采用著名的加权最小均方误差（WMMSE）方法对问题进行重构，并提出一种基于交替优化（AO）的算法。此外，考虑仅有一个 PU 的特殊场景并再次采用 AO 算法。值得注意的是，所提算法在不损失性能的前提下，计算复杂度远低于上述算法。最后，通过数值仿真证明了所提算法优于其他基准方案。
引用
@article{arxiv.2102.01414,
title = {Joint Transmit Precoding and Reflect Beamforming Design for IRS-Assisted MIMO Cognitive Radio Systems},
author = {Weiheng Jiang and Yu Zhang and Jun Zhao and Zehui Xiong and Zhiguo Ding},
journal= {arXiv preprint arXiv:2102.01414},
year = {2021}
}