面向非理想 CSI 下 RIS 辅助无蜂窝大规模 MIMO 系统的双时间尺度设计
信号处理
2023-04-06 v1
摘要
本文的目的是在非理想信道状态信息（CSI）假设下，评估无蜂窝大规模多输入多输出（MIMO）系统中结合可重构智能表面（RIS）的双时间尺度传输设计的有效性。我们考察莱斯信道模型，并基于统计信道状态信息（S-CSI）制定 RIS 的无源波束赋形。为此，我们提出了一种线性最小均方误差（LMMSE）估计器，旨在每个信道相干间隔内估计从用户到接入点（AP）的聚合信道。同时，无线单元（AP）的有源波束赋形使用最大比合并（MRC）方法执行，其利用由 RIS 的直接和反射信道组合产生的瞬时聚合信道。随后，我们推导了可达上行谱效率（SE）的闭式表达式，它是 S-CSI 元素（如距离相关路径损耗、莱斯因子以及 RIS 单元数和 AP 天线数）的函数。然后，我们利用一种深度强化学习（RL）方法——软 actor-critic（SAC），并基于推导的闭式表达式，优化 RIS 的相移以最大化用户的和 SE。数值评估证实，尽管存在非理想 CSI，在无蜂窝系统中部署 RIS 可带来显著的性能提升。
引用
@article{arxiv.2304.02606,
title = {Two-Timescale Design for RIS-aided Cell-free Massive MIMO Systems with Imperfect CSI},
author = {Mahdi Eskandari and Kangda Zhi and Huiling Zhu and Cunhua Pan and Jiangzhou Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2304.02606},
year = {2023}
}