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面向 URLLC 数据包投递的 RIS 辅助 D2D 通信设计

信息论 2021-11-29 v1 信号处理 math.IT

摘要

在本文中,我们考虑一个智能工厂场景,其中一组执行器从接入点 (AP) 接收关键控制信号,并具有可靠性和低延迟要求。我们研究在 AP 处的主动波束成形与可重构智能表面 (RIS) 处的无源相移的联合设计,以在要求的时间段内成功将控制信号从 AP 传递给执行器。传输遵循两阶段设计。在第一阶段,每个执行器既可以接收来自 AP 的直射信号,也可以接收来自 RIS 的反射信号。在第二阶段,在第一阶段成功接收的执行器通过 D2D 网络将消息中继给接收失败的执行器。我们构建了一个非凸优化问题,首先通过处理离散指示函数问题获得了一个等价但更易处理的形式。然后,应用基于 Frobenius 内积的等式来解耦优化变量。此外,我们采用基于惩罚的方法来解决秩一约束。最后,我们通过 1\ell_1-范数近似处理 0\ell_0-范数,并添加一个额外的 12\ell_1-\ell_2 项以促进稀疏性。数值结果表明,所提出的两阶段 RIS 辅助 D2D 通信协议能够有效实现满足延迟要求的可靠通信。

关键词

引用

@article{arxiv.2111.13421,
  title  = {RIS-aided D2D Communication Design for URLLC Packet Delivery},
  author = {Jing Cheng and Chao Shen and Zheng Chen and Nikolaos Pappas},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2111.13421},
  year   = {2021}
}