非局部可重构智能表面辅助多用户MIMO通信系统的物理一致性建模与优化
信息论
2024-06-11 v1 新兴技术
math.IT
摘要
互耦（MC）是可重构智能表面（RIS）的一个固有特性，特别是当它们以亚波长单元间距制造时。因此，任何物理一致的RIS操作模型都需要准确描述MC引起的影响。此外，电磁（EM）发射/接收辐射方向图的设计是高效RIS操作的另一个关键因素。后两个因素自然导致了非局部RIS结构的出现，其操作可以通过非对角相移矩阵有效描述。在本文中，我们专注于联合优化由非局部RIS辅助的多用户MIMO通信系统中的MC和辐射方向图，这些系统通过散射参数建模。我们特别提出了一种新颖的问题公式，以物理一致的方式联合优化MC、辐射方向图以及有源和无源波束赋形，同时考虑反射或透射RIS设置。与当前动态设计前两个参数的方法不同，我们提出了一种离线优化方法，该方法针对所考虑的两种RIS功能进行求解。我们使用参数化和几何信道模型进行了广泛的仿真，结果展示了所提优化框架相对于基准方案的有效性，表明无需动态优化MC和RIS的辐射方向图即可实现改进的性能，而动态优化可能相当繁琐。
引用
@article{arxiv.2406.05617,
title = {Physically-Consistent Modeling and Optimization of Non-local RIS-Assisted Multi-User MIMO Communication Systems},
author = {Dilki Wijekoon and Amine Mezghani and George C. Alexandropoulos and Ekram Hossain},
journal= {arXiv preprint arXiv:2406.05617},
year = {2024}
}
备注
13 pages, 12 figures, submitted to an IEEE Transactions. arXiv admin note: substantial text overlap with arXiv:2404.04539