由可重构智能表面赋能的下一代全双工网络系统
信息论
2023-05-03 v1 信号处理
math.IT
摘要
全双工（FD）无线电因其共时共频收发能力而受到广泛关注。然而，FD 无线电所带来的潜在增益与自干扰（SI）的管理密切相关，这对 SI 消除（SIC）技术提出了高甚至严苛的要求。当 FD 部署演进至下一代移动网络时，SI 问题变得更加复杂，显著限制了其潜在增益。在本文中，我们通过在小区边界部署可重构智能表面（RIS）来主动配置无线环境，从而构想了一种多小区 FD 网络方案。为充分发挥系统潜力，我们通过联合优化 FD 基站（BSs）与用户处的发射预编码（TPC）矩阵以及 RIS 处的相移矩阵，旨在最大化多小区的总和速率（SR）。由于原问题非凸，我们利用 SR 与最小均方误差（MMSE）之间的关系将其重构并解耦为一对子问题。TPC 矩阵的最优解以闭式给出，同时开发了基于复圆流形（CCM）和连续凸近似（SCA）的算法来次优求解相移矩阵。我们的仿真结果表明，在 FD 网络系统中引入 RIS 不仅显著提升整体 SR，还明显增强小区边缘性能。更重要的是，我们验证了具有优化相移的 RIS 部署能够降低对 SIC 以及 BS 天线数量的要求，从而进一步减少硬件成本和功耗，尤其在具有充足数量反射单元时。因此，RIS 的利用使原本笨重的 FD 网络系统变得高效且实用。
引用
@article{arxiv.2305.01341,
title = {Next-Generation Full Duplex Networking System Empowered by Reconfigurable Intelligent Surfaces},
author = {Yingyang Chen and Yuncong Li and Miaowen Wen and Duoying Zhang and Bingli Jiao and Zhiguo Ding and Theodoros A. Tsiftsis and H. Vincent Poor},
journal= {arXiv preprint arXiv:2305.01341},
year = {2023}
}
备注
15 pages, 14 figures