可旋转天线与IRS的多用户MIMO：联合天线俯仰角与IRS方向设计
信息论
2026-05-25 v1 math.IT
摘要
本文研究了以智能反射面(IRS)辅助的多用户系统，其中基站(BS)采用可旋转天线(RAs)，IRS可调整面板方向。为缓解叠加信道中严重的乘法路径损耗，IRS部署在BS附近，而用户-BS和用户-IRS链路保持在远场。我们形式化求和速率最大化问题，联合优化接收波束、IRS相位 shifts、BS天线俯仰角和IRS面板方向。为解决该高度耦合且非凸问题，首先研究单用户情况，揭示双旋转增益的结构，表明在远场情况下该增益是乘法可分离的，但在近场情况下具有耦合性。对于一般多用户情况，我们发展一种交替优化算法，其中接收波束以闭式形式更新，IRS相位 shifts通过FP辅助的Riemannian共轭梯度法优化，BS天线俯仰角和IRS面板方向通过投影梯度法更新。仿真结果表明，所提协调旋转设计相较于固定方向和单旋转基准方案实现显著的求和速率提升，并提供近场双旋转设计的有用见解。
引用
@article{arxiv.2605.23683,
title = {Multi-User MIMO with Rotatable Antennas and IRS: Joint Antenna Boresight and IRS Orientation Design},
author = {Guoying Zhang and Qingqing Wu and Ziyuan Zheng and Qiaoyan Peng and Ailing Zheng and Yanze Zhu and Ying Gao and Wen Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.23683},
year = {2026}
}