利用有限相位范围RIS的非均匀离散相移实现接收功率最大化
系统与控制
2025-05-13 v2 新兴技术
系统与控制
摘要
为了最大化用户设备处的接收功率，本文研究了在有限相位范围R < 2π且具有可调增益的非均匀离散相移条件下，优化可重构智能表面（RIS）的问题。给出了实现该最大化的充要条件。这些条件被用于两种算法中，以在R ≥ π和R < π（其中R是有限的RIS相位范围）的情况下在线性时间内达到全局最优。通过总共N(2K+1)次复向量加法，证明了对于R ≥ π和R < π，全局最优性分别在NK步或更少步以及N(K+1)步或更少步内实现，其中N是RIS单元数，K是离散相移数，这些相移可以非均匀地放置在有限的相位范围R内。此外，我们定义了两种量化算法，称为非均匀极坐标量化（NPQ）算法和扩展非均匀极坐标量化（ENPQ）算法，其中后者是一种针对具有显著相位范围限制（即R < π）的RIS的新型量化算法。利用NPQ，我们给出了一个闭式解，用于近似比，该比值衡量任意一组非均匀离散相移逼近连续解的程度。我们还表明，在相位范围限制下，非均匀离散相移之间的等间距最大化归一化性能。此外，我们证明，当R < π/2时使用K ≥ 3，以及当R < π时使用K ≥ 4，其增益仅微乎其微。最后，我们证明，当R < 2π/3时，与RIS单元严格开启的情况相比，RIS单元的ON/OFF选择带来了显著的性能提升。
引用
@article{arxiv.2406.16210,
title = {Received Power Maximization Using Nonuniform Discrete Phase Shifts for RISs With a Limited Phase Range},
author = {Dogan Kutay Pekcan and Hongyi Liao and Ender Ayanoglu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2406.16210},
year = {2025}
}
备注
28 pages, 19 figures