在可重新配置的智能表面辅助通信系统中,低复杂度的光束成形设计

科学领域:

• 无线通信系统无线通信系统
• 信号处理 信号处理
• 优化算法 优化算法

背景情况:

• 无线通信质量受到信号阻塞的影响.
• 可重新配置的智能表面 (RIS) 提供了一种改善信号完整性的解决方案.
• 在RIS辅助系统中优化beamforming对于容量至关重要,但在计算上是复杂的.

研究的目的:

• 为RIS辅助的无线通信系统开发一个低复杂度的联合优化束形设计.
• 提高这些系统的容量和性能.
• 为了解决与不断增加的系统规模相关的计算复杂性挑战.

主要方法:

• 提出了基于分数编程 (FP) 的联合束形设计.
• 将非凸的总和率最大化问题分解成三个辅助变量子问题.
• 用于主动和被动光束成型的衍生闭式解决方案.
• 使用伍德伯里和标量变换来降低计算复杂性.
• 扩展了算法来处理道状态信息错误.

主要成果:

• 实现了用于梁成型的最佳封闭式解决方案.
• 与传统方法相比,显著降低了计算复杂性.
• 证明了算法的有效性,即使有道状态信息错误.
• 模拟结果表明性能优势超过现有算法.

结论:

• 拟议的基于分数编程的低复杂度束形设计有效地增强了RIS辅助的无线通信系统.
• 该方法提供了一个实际的解决方案,用于增加系统容量,同时管理计算需求.
• 该算法在各种场景中显示出稳定性和卓越性能,包括那些有不完美的通道信息的场景.