底层蜂窝网络下可重构智能表面赋能的设备到设备通信
信息论
2020-07-21 v2 信号处理
math.IT
摘要
可重构智能表面（RIS）是一种实现频谱、能量和成本高效无线网络的新型革命性技术。本文研究底层蜂窝网络下 RIS 赋能的设备到设备（D2D）通信的资源分配，其中利用 RIS 增强期望信号并抑制配对 D2D 与蜂窝链路间的干扰。我们在信干噪比约束及其他实际约束下，通过联合优化资源复用指示、发射功率和 RIS 无源波束成形，分别最大化整体网络的频谱效率（SE）（即 D2D 用户与蜂窝用户的和速率）与能量效率（EE）。为求解非凸问题，我们首先提出一种基于相对信道强度的有效用户配对方案以确定资源复用指示。然后，基于交替优化、连续凸近似、拉格朗日对偶变换和二次变换技术，通过所提迭代算法联合优化发射功率与 RIS 无源波束成形以最大化 SE。此外，EE 最大化问题由集成 Dinkelbach 方法的交替算法求解。同时分析了两种算法的收敛性与复杂度。数值结果表明，相比无 RIS 的传统底层 D2D 网络及其他基准，所提设计实现了显著的 SE 与 EE 提升。
引用
@article{arxiv.2006.02103,
title = {Reconfigurable Intelligent Surface Empowered Device-to-Device Communication Underlaying Cellular Networks},
author = {Gang Yang and Yating Liao and Ying-Chang Liang and Olav Tirkkonen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.02103},
year = {2020}
}
备注
30 pages, 11 figures, submitted for posssible IEEE publication