面向可重构智能表面辅助空中计算的自适应随机波束成形
信息论
2020-09-17 v2 信号处理
math.IT
摘要
空中计算（AirComp）是一项有前景的技术，能够在物联网（IoT）网络中实现快速数据聚合。AirComp 的均方误差（MSE）性能受不利信道条件的制约。该限制可通过部署可重构智能表面（RIS）来缓解，其重构传播环境以促进接收功率均衡。RIS 的可达性能依赖于准确信道状态信息（CSI）的可用性，然而这通常难以获取。本文考虑一个 RIS 辅助的 AirComp 物联网网络，其中接入点（AP）从分布式设备聚合感知数据。在不假设底层信道分布任何先验知识的情况下，我们构建一个随机优化问题以最大化 MSE 低于某阈值的概率。所构建的问题是非凸且极难处理的。为此，我们提出一种数据驱动方法，基于历史信道实现联合优化 AP 处的接收波束成形向量与 RIS 处的相移向量。通过采用 sigmoid 函数平滑目标函数后，我们开发了具有快速收敛率的交替随机方差缩减梯度（SVRG）算法来求解该问题。仿真结果证明了所提算法的有效性以及部署 RIS 在降低 MSE 中断概率方面的重要性。
引用
@article{arxiv.2005.10625,
title = {Stochastic Beamforming for Reconfigurable Intelligent Surface Aided Over-the-Air Computation},
author = {Wenzhi Fang and Min Fu and Kunlun Wang and Yuanming Shi and Yong Zhou},
journal= {arXiv preprint arXiv:2005.10625},
year = {2020}
}
备注
6pages, 3 figures