基于分布式多无人机辅助多主动 IRS 的方向调制网络多流传输
信号处理
2024-04-30 v2 信息论
机器学习
math.IT
摘要
主动智能反射面(IRS)是未来 6G 网络的一项革命性技术。传统的远场单 IRS 辅助方向调制(DM)网络仅具有一个(无直射路径)或两个(存在直射路径)自由度。这意味着从基站到用户同时传输的流仅有一个或两个,将严重限制 IRS 所实现的速率增益。如何为 DM 创造多于两个的自由度?在本文中,将单个大规模 IRS 划分为多个小型 IRS,并提出了一种新颖的多 IRS 辅助多流 DM 网络,通过创建 () 个自由度来实现点对点多流传输,其中多个小型 IRS 通过多架无人机(UAV)分布式放置。分别采用零空间投影、迫零(ZF)和相位对齐来设计发射波束成形向量、接收波束成形向量和相移矩阵(PSM),称为 NSP-ZF-PA。在此, 个 PSM 及其对应的波束成形向量被独立优化。通过在 IRS 上引入功率约束,采用加权最小均方误差(WMMSE)算法对优化变量进行交替迭代,命名为 WMMSE-PC,其中使用极大极小(MM)算法来求解总 PSM。为了实现更低的计算复杂度,提出了一种通过优化所有 IRS 的 PSM 的最大迹方法,称为 Max-TR-SVD。数值仿真结果表明,所提出的 NSP-ZF-PA 在速率方面远优于 Max-TR-SVD。特别是,具有十六个小型 IRS 的 NSP-ZF-PA 的速率约为将所有小型 IRS 合并为单个大型 IRS 的 NSP-ZF-PA 速率的五倍。因此,通过多个分布式 IRS 可以实现显著的速率提升。
引用
@article{arxiv.2404.15297,
title = {Multi-stream Transmission for Directional Modulation Network via Distributed Multi-UAV-aided Multi-active-IRS},
author = {Ke Yang and Rongen Dong and Wei Gao and Feng Shu and Weiping Shi and Yan Wang and Xuehui Wang and Jiangzhou Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2404.15297},
year = {2024}
}