具有CSI不确定性与容量受限回程的RIS辅助无蜂窝系统鲁棒波束成形设计
信息论
2023-05-10 v1 信号处理
math.IT
摘要
本文考虑可重构智能表面(RIS)辅助无蜂窝(CF)系统中的鲁棒波束成形设计，其中发射端具有直接信道与级联信道的信道状态信息(CSI)不确定性且回程容量受限。我们联合优化接入点(APs)的预编码与多个RIS的相移，以最大化CF系统的最坏情况求和速率，约束包括AP最大发射功率、单位模相移、有限回程容量和有界CSI误差。通过一系列变换，以低复杂度方式处理非光滑与半无限约束，便于设计基于交替优化(AO)的迭代算法。所提算法将所考虑问题分为两个子问题。对于RIS相移优化子问题，我们利用惩罚凸凹过程(P-CCP)获得驻点解并实现有效初始化。对于预编码优化子问题，采用连续凸近似(SCA)并保证收敛至Karush-Kuhn-Tucker (KKT)解。数值结果证明了所提鲁棒波束成形设计的有效性，其以低复杂度实现优越性能。此外，进一步凸显了RIS相移优化对鲁棒性的重要性以及分布式RIS在CF系统中的优势。
引用
@article{arxiv.2305.05348,
title = {Robust Beamforming Design for RIS-aided Cell-free Systems with CSI Uncertainties and Capacity-limited Backhaul},
author = {Jiacheng Yao and Jindan Xu and Wei Xu and Derrick Wing Kwan Ng and Chau Yuen and Xiaohu You},
journal= {arXiv preprint arXiv:2305.05348},
year = {2023}
}
备注
Accepted by IEEE TCOM