IRS 辅助毫米波通信的用户跟踪与方向估计码本设计
信号处理
2024-09-17 v2
摘要
未来的通信系统预计将采用智能反射面（IRS）和毫米波（mmWave）频段，以提供可靠的高速服务。对于移动用户，时变的信道状态信息（CSI）需要对 IRS 的反射模式进行充分调整。我们提出了一种用于 IRS 辅助毫米波通信的新型基于码本的用户跟踪（UT）算法，允许合适地重构 IRS 单元相位偏移，从而获得高反射增益。所提出的算法基于峰值似然的方向估计获取用户的方向信息。利用该方向信息，外推用户轨迹以主动更新所采用的码字，并相应地调整 IRS 相位偏移配置。此外，我们对方向估计误差进行了理论分析，并利用获得的见解设计了专门针对方向估计优化的码本。我们的数值结果表明，与文献中的码本相比，采用我们设计的码本时，所提出的 UT 算法具有更低的方向估计误差。此外，还分析了所提出 UT 算法的平均信噪比（SNR）以及平均有效速率。所提出的 UT 算法仅需较低的方向和信道估计开销，并避免了过时的 IRS 相位偏移。此外，计算机仿真表明，该算法优于分别基于直接相位偏移优化和分层码本搜索的两种基准方案。
引用
@article{arxiv.2403.06818,
title = {User Tracking and Direction Estimation Codebook Design for IRS-Assisted mmWave Communication},
author = {Moritz Garkisch and Sebastian Lotter and Gui Zhou and Vahid Jamali and Robert Schober},
journal= {arXiv preprint arXiv:2403.06818},
year = {2024}
}