用于波域多用户波束赋形的堆叠智能超表面

可重构智能表面近来作为一种通过利用海量低成本可重构单元来塑造无线环境的有前景技术而涌现。先前工作主要关注单层超表面，其缺乏抑制多用户干扰的能力。相比之下，我们提出一种用于多用户多输入单输出下行链路通信的堆叠智能超表面（SIM）使能收发机设计。具体而言，SIM 被赋予多层结构并部署在基站处以直接在电磁波域执行发射波束赋形。因此，SIM 使能收发机克服了对数字波束赋形的需求，并以低分辨率数模转换器和适中数量射频链工作，这显著降低了硬件成本与能耗，同时因在波域处理而大幅降低预编码延迟。为利用 SIM 使能收发机的优势，我们通过联合设计分配给用户的发射功率与波域模拟波束赋形，构建了一个最大化所有用户和速率的优化问题。基于定制交替优化算法的数值结果证实了所提 SIM 使能模拟波束赋形设计相较于各类基准方案的有效性。最值得注意的是，所提模拟波束赋形方案相比数字对应方案能够大幅降低预编码延迟。