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智能反射面:实用的相移模型和波束形成优化
IEEE Transactions on Communications ( IF 7.2 ) Pub Date : 2020-06-12 , DOI: 10.1109/tcomm.2020.3001125 Samith Abeywickrama , Rui Zhang , Qingqing Wu , Chau Yuen
能够控制无线传播环境的智能反射表面(IRS)最近已成为一项有前景的经济高效技术,可提高未来无线通信系统的频谱和能源效率。 IRS 的先前工作主要基于理想相移模型,假设每个元件都进行完全信号反射,而不管相移如何,但这实际上很难实现。相比之下,我们在本文中提出了一种实用的相移模型,该模型可以捕获逐元反射设计中与相位相关的幅度变化。基于所提出的模型,并考虑部署一个 IRS 来协助从多天线接入点 (AP) 到多个单天线用户的下行链路通信的 IRS 辅助多用户系统,我们制定了一个优化问题,以最小化总传输通过联合设计 AP 发射波束成形和 IRS 反射波束成形来调整 AP 处的功率,并受到用户个人信号与干扰加噪声比 (SINR) 的约束。提出了迭代算法,通过利用交替优化(AO)以及基于惩罚的优化技术来有效地找到该问题的次优解决方案。此外,为了获得重要的见解,我们分析了 IRS 辅助系统的渐近性能损失,该系统采用实用的移相器,但假设波束成形优化的理想相移模型,因为 IRS 元件的数量达到无穷大。仿真结果揭示了与传统理想模型相比,基于实际相移模型的波束成形优化所实现的显着性能增益。
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