Anchor-Assisted Intelligent Reflecting Surface Channel Estimation for Multiuser Communications
由于智能反射面（IRS）的无源特性，信道估计是IRS辅助无线网络中的一个基本挑战。特别地，随着IRS反射元件的数量和/或IRS服务用户的数量的增加，信道训练开销变得过高。为了解决这一问题，本文提出了一种新的锚辅助两阶段信道估计方案，其中两个锚节点，即A1和A2，部署在IRS附近，以帮助基站（BS）获取级联的BS-IRS-用户信道。具体地，在第一阶段中，部分信道状态信息（CSI），即，通过分别估计BS-IRS-A1/A2信道和A1-IRS-A2信道来获得BS-IRS链路的逐单元信道增益平方。然后，在第二阶段中，通过利用对所有用户共同的BS-IRS信道的这种部分知识，有效地估计各个级联的BS-IRS用户信道。仿真结果表明，所提出的锚辅助信道估计方案是能够实现可比的均方误差（MSE）的性能相比，传统的计划，但与显着减少的信道训练时间。
2020-08-03 cs.IT eess.SP math.IT
IRS-Aided Multi-Antenna Wireless Powered Communications in Interference Channels
本文研究了干扰信道中IRS辅助的多天线无线供电通信，提出三种传输方案及通用算法框架以最大化系统总吞吐量，数值结果表明IRS辅助方案在吞吐量和能耗上均优于无IRS方案。
2024-07-30 cs.IT eess.SP math.IT
Channel Estimation for Intelligent Reflecting Surface Assisted Multiuser Communications: Framework, Algorithms, and Analysis
在智能反射面（IRS）辅助通信系统中，由于信道估计需要相当大的开销，信道状态信息（CSI）的获取是实现IRS波束形成增益的关键障碍。具体地，在用于IRS辅助通信的当前波束成形设计下，应当估计$KMN+KM$信道系数，其中$K$、$N$和$M$分别表示基站（BS）处的用户、IRS反射元件和天线的数量。为了在短时间内准确估计大量的信道系数，本文提出了一种新的基于导频的三阶段信道估计框架，用于IRS辅助的上行链路多用户通信。在此框架下，我们分析证明，由$K+N+\max(K-1,\lceil (K-1)N/M \rceil)$导频符号组成的持续时间足以使BS完美地恢复所有的$KMN+KM$信道系数的情况下，在BS处没有接收机噪声。在没有IRS的传统上行链路通信的信道估计的最小信道估计时间是独立的接收天线在BS的数量相比，我们的研究结果揭示了大规模MIMO（多输入多输出）在减少信道估计时间IRS辅助通信的关键作用。此外，对于接收机噪声的情况下，用户导频序列，IRS反射系数，和BS线性最小均方误差（LMMSE）信道估计器的特征在于在封闭形式，和相应的估计均方误差（MSE）进行量化。
2020-06-24 cs.IT eess.SP math.IT
Power-Efficient Resource Allocation for Multiuser MISO Systems via Intelligent Reflecting Surfaces
智能反射表面（IRSs）被认为是下一代无线通信的关键使能器，由于它们的定制无线传播环境的能力。在本文中，我们研究了功率有效的资源分配IRS辅助多用户多输入单输出（MISO）系统。为了使发射功率最小化，在接入点（AP）处的波束成形向量和IRS处的相移两者被联合优化，同时考虑用户的最低所需服务质量（QoS）。为了解决非凸性的制定优化问题，内部近似（IA）算法的开发。与现有的设计，不能保证局部最优性，该算法是保证收敛到Karush-Kuhn-Tucker（KKT）的解决方案。我们的仿真结果表明，该算法的有效性相比，基线计划，并揭示部署IRS是更有前途的比利用多个天线在AP的能源效率。
2020-05-14 cs.IT eess.SP math.IT
Sum Rate Maximization for Multiuser MISO Downlink with Intelligent Reflecting Surface
智能反射面（IRS）是一种由大量可重构无源单元组成的平面阵列，通过独立控制各单元的相移，实现接收端反射信号的自对准。由于IRS可以在没有RF链的情况下实现，因此它被视为用于提高未来通信系统的频谱效率的具有成本效益的解决方案。这项工作考虑了IRS辅助的多用户多输入单输出下行链路传输，我们的目标是通过联合优化基站的发射波束形成器和IRS的相移（可以是连续的或离散的）来最大化和速率。这种和速率最大化（SRM）问题是具有挑战性的，特别是对于离散相位的情况下。为了解决这个问题，我们首先推导出一个更容易处理的等效公式的SRM问题的结构化凸约束和光滑的目标。从那里，定制派生块协调加速投影梯度算法的开发。仿真结果表明，所提出的设计优于国家的最先进的设计在和速率性能。
2020-10-21 cs.IT eess.SP math.IT
Intelligent Reflecting Surface-Aided Multiuser Communication: Co-design of Transmit Diversity and Active/Passive Precoding
本文研究IRS辅助多用户通信系统，利用IRS公共相移实现发射分集服务高移动性用户且无需CSI，同时联合优化主动/被动预编码服务低移动性用户，以最小化基站总发射功率。
2024-09-21 cs.IT eess.SP math.IT
IRS-Aided Wireless Relaying: Optimal Deployment and Capacity Scaling
在这封信中，我们考虑一个智能反射面（IRS）辅助无线中继系统，其中解码和转发中继（R）被用来转发数据从源（S）到目的地（D），由M个被动反射元件的辅助。我们考虑两个实际的IRS部署策略，即，单IRS部署，其中所有反射元件安装在一个单一的IRS，部署在S，R，或D附近，和多IRS部署，其中反射元件被分配在三个独立的IRS，分别部署在S，R，和D附近。在视线（LoS）信道模型下，我们描述了具有不同IRS部署策略的IRS辅助中继系统的容量缩放顺序。对于单个IRS部署，我们表明，与S或D附近的IRS相比，在R附近部署IRS可实现最高容量。而对于多IRS部署，我们提出了一种实用的协作IRS无源波束成形设计，分析表明，该设计比单IRS部署实现了更大的容量缩放阶数（即，当M足够大时，R或S/D附近）。数值算例验证了理论结果。
2021-10-28 cs.IT eess.SP math.IT
Anchor-Assisted Channel Estimation for Intelligent Reflecting Surface Aided Multiuser Communication
信道估计是智能反射面（IRS）辅助无线通信的一个实际问题。随着IRS反射元件或IRS辅助用户的数量增加，信道训练开销变得过高，这导致数据传输中的长延迟和低吞吐量。为了解决这一挑战，我们提出了一种新的锚辅助信道估计方法，其中两个锚节点，即A1和A2，部署在IRS附近，以方便其辅助基站（BS）在获取级联的BS-IRS-用户信道所需的数据传输。具体地，在第一种方案中，首先在BS处经由锚辅助训练和反馈来获得关于所有用户的公共BS-IRS链路的逐元素信道增益平方的部分信道状态信息（CSI）。然后，通过利用这样的部分CSI，在BS处利用用户的附加训练来有效地解析级联的BS-IRS用户信道。而在第二种方案中，BS-IRS-A1和A1-IRS-A2信道首先通过A1的训练来估计。然后，通过A2的额外训练，所有用户同时估计它们各自的级联A2-IRS用户信道。基于从A2和所有用户反馈的CSI，BS有效地解析级联的BS-IRS-用户信道。在这两种方案中，固定BS、IRS和两个锚点之间的准静态信道仅被离线估计，这大大减少了实时训练开销。仿真结果表明，我们提出的锚辅助信道估计方案实现优越的性能相比，现有的IRS信道估计方案，在各种实际设置。此外，当BS处的天线的数量足够大时，第一提出的方案优于第二方案，反之亦然。
2021-08-26 cs.IT eess.SP math.IT
Cooperative Double-IRS Aided Communication: Beamforming Design and Power Scaling
智能反射面（IRS）技术是支持高性能无线通信的一种很有前途的技术。通过自适应地配置其上的每个无源反射元件的反射幅度和/或相位，IRS可以重塑有利于信号传输的电磁环境。本文在现有研究的基础上，提出并分析了一种双IRS辅助的无线通信系统。在从IRS 1到IRS 2的反射信道具有秩1（例如，的视线信道），我们提出了一种联合被动波束形成设计的两个IRS。在此基础上，我们表明，部署两个合作的IRS与总共K个元素可以产生一个O（K^4）阶的功率增益，这大大优于部署一个传统的IRS与O（K^2）阶的功率增益的情况下。我们的仿真结果验证了部署两个合作的IRS的性能显着优于部署一个IRS给出了足够的IRS元素的总数。我们还扩展了我们的视线信道模型，以显示不同的信道模型如何影响双IRS辅助无线通信系统的性能。
2020-04-04 cs.IT eess.SP math.IT
Channel Estimation for Intelligent Reflecting Surface Assisted Multiuser Communications
在智能反射面（IRS）辅助通信系统中，由于信道估计需要相当大的开销，信道状态信息（CSI）的获取是实现IRS被动波束形成增益的关键障碍。具体地，在用于IRS辅助通信的当前波束成形设计下，如果无源IRS由于其缺少射频（RF）链而不能估计其与基站（BS）和用户的信道，则应当估计$KMN+KM$信道系数，其中$K$、$N$和$M$分别表示用户、IRS的反射元件和BS处的天线的数量。考虑到大规模MIMO（多输入多输出）的当前趋势，即，大的$M$和大规模连接，即，大的$K$。为了在短时间内准确估计大量的信道系数，本文致力于研究IRS辅助上行链路通信中基于导频的高效信道估计方法。基于IRS将来自所有用户的信号经由相同信道反射到BS的观察，我们分析地验证了由$K+N+\max(K-1,\lceil (K-1)N/M \rceil)$导频符号组成的持续时间足以使BS在没有噪声的情况下完美地恢复所有$KMN+KM$信道系数。在传统的上行链路通信中，没有IRS，其中用于信道估计的最小导频序列长度与接收天线的数量无关，我们的研究揭示了大规模MIMO在减少信道训练时间的IRS辅助通信系统的显着作用。
2020-01-17 cs.IT eess.SP math.IT
Cramér-Rao Bound Minimization for IRS-Enabled Multiuser Integrated Sensing and Communications
本文研究IRS使能的多用户ISAC系统，通过联合优化BS发送和IRS反射波束赋形最小化目标估计的Cramér-Rao下界，提出高效算法求解非凸问题，数值结果表明其优于基准方案且在多用户下感知信号干扰消除有益。
2023-06-30 cs.IT eess.SP math.IT
Beamforming Design for Hybrid IRS-aided AF Relay Wireless Networks
本文提出一种由无源和有源元件组成的混合IRS辅助AF中继无线网络，并设计了基于逐次凸逼近和分数规划的低复杂度方法（LC-SCA-FP）联合优化波束成形与反射系数矩阵，仿真证明其速率优于基准方案。
2023-11-23 cs.IT eess.SP math.IT
Weighted Sum-Rate Maximization for Multi-IRS Aided Cooperative Transmission
研究了多智能反射面（IRSs）辅助无线网络，在多天线基站（BS）和多个单天线小区边缘用户之间部署IRSs协同辅助通信。我们的目标是通过联合优化BS的发射波束成形和IRS的相移，最大限度地提高所有小区边缘用户的加权和速率。特别地，波束形成采用拉格朗日方法进行优化求解，相位偏移采用黎曼流形共轭梯度（RMCG）方法进行求解。数值结果表明，一个显着的吞吐量提高了多个IRS的援助。
2020-02-12 cs.IT eess.SP math.IT
Throughput Maximization for Active Intelligent Reflecting Surface Aided Wireless Powered Communications
本文考虑了一种有源智能反射面（IRS）辅助的无线供电通信网络（WPCN），其中设备首先采集能量，然后将信息传输到混合接入点（HAP）。与现有的被动IRS辅助的WPCN的工作不同，这是第一次在WPCN中引入主动IRS。为了保证公平性，将该问题转化为一个放大的功率受限加权和吞吐量（WST）最大化问题，交替采用逐次凸逼近技术和分式规划求解.为了平衡性能和复杂度的折衷，在活动IRS处考虑三种波束形成设置，即用户自适应IRS波束形成、上行链路自适应IRS波束形成和静态IRS波束形成。数值结果表明，在WPCN中采用有源IRS的显着优势和动态IRS波束形成的好处。具体而言，它被发现，相比于被动IRS，有源IRS不仅大大提高了WST，而且更节能，可以显着扩大传输覆盖范围。此外，与被动IRS的对称部署策略不同，更优选的是将主动IRS部署在设备附近。
2022-01-11 cs.IT eess.SP math.IT
IRS-Aided Non-Orthogonal ISAC Systems: Performance Analysis and Beamforming Design
智能反射面（IRS）在促进正交时分集成传感和通信（TD-ISAC）方面显示出其有效性，其中传感任务和通信任务占用正交的时频资源，而IRS在非正交ISAC（NO-ISAC）系统中的作用迄今为止仍不清楚。在本文中，我们考虑了一个IRS辅助NO-ISAC系统，分布式IRS部署，以协助并发通信和位置感知的盲区用户，占用非正交/重叠的时间-频率资源。首先，我们提出了一个修改的Cramer-Rao下界（CRLB），以统一的方式来表征通信和位置感知的性能。我们进一步推导出封闭形式的表达式修改CRLB在我们考虑的NO-ISAC系统，使我们能够识别的通信和位置传感性能之间的根本权衡。此外，通过利用修改后的CRLB，我们提出了一个联合的主动和被动波束形成的设计算法，实现了良好的通信和位置感知的权衡。通过数值计算，我们证明了IRS辅助NO-ISAC系统比IRS辅助TD-ISAC系统在通信和定位性能方面的优越性。此外，它表明，与使用专用定位参考信号的IRS辅助定位系统相比，使用随机通信信号的IRS辅助NO-ISAC系统可以实现相当的定位性能。此外，我们调查的通信性能和本地化性能之间的权衡，并显示如何的NO-ISAC系统的性能可以显着提高通过增加的IRS元素的数量。
2022-08-10 cs.IT eess.SP math.IT
Low-Complexity Beamforming Design for IRS-Aided NOMA Communication System with Imperfect CSI
智能反射面（IRS）技术是未来通信系统中的一种高吞吐量技术，可以与非正交多址（NOMA）等多种通信技术相兼容。本文研究了非理想信道状态信息（CSI）条件下IRS辅助NOMA通信的下行传输问题。因此，提出了一种鲁棒的IRS辅助NOMA设计，通过解决和速率最大化问题，共同找到最佳的波束形成向量的接入点和IRS的无源反射矩阵，使用惩罚对偶分解（PDD）计划。这个问题可以通过迭代算法来解决，在每一步中的封闭形式的解决方案，它被证明具有非常接近的性能，其上限从完美的CSI的情况下获得。我们还提出了一种基于网格的方法，用于IRS的最佳离散相移选择，其性能优于传统的量化方法。我们的研究结果表明，所提出的算法，连续和离散IRS，具有非常低的计算复杂性相比，在文献中的其他计划。此外，我们进行了性能比较，从可实现的和速率的立场之间的IRS辅助NOMA和IRS辅助的正交多址接入（OMA），这表明NOMA相比OMA的优越性，在容忍的信道不确定性的情况下。
2022-03-16 cs.IT eess.SP math.IT
Active-IRS-Aided Wireless Communication: Fundamentals, Designs and Open Issues
本文概述了新型有源智能反射面（IRS）的基础架构与设计，探讨其反射优化、信道估计等开放问题，并证明其相较无源IRS和传统有源中继的性能增益。
2023-06-25 cs.IT eess.SP math.IT
Beamforming Design with Fast Convergence for IRS-Aided Full-Duplex Communication
本文研究了智能反射面（IRS）辅助全双工（FD）通信系统的波束形成优化问题。具体来说，我们最大限度地提高双向传输的总速率，通过联合优化发射波束成形和IRS反射的波束成形。提出了一种快速收敛的交替算法来解决该问题。在该算法的每次迭代中，发射波束形成和IRS反射波束形成的解分别以半封闭形式和封闭形式获得。与现有的基于Arimoto-Blahut算法的方法相比，该方法具有更快的收敛速度和更低的计算复杂性，但性能几乎相同。
2020-08-02 cs.IT eess.SP math.IT
Long-Term CSI-based Design for RIS-Aided Multiuser MISO Systems Exploiting Deep Reinforcement Learning
本文研究了可重构智能表面辅助多用户通信网络的传输设计问题。不同于现有的大多数贡献，我们考虑长期CSI为基础的传输设计，其中在基站（BS）的波束成形向量和在RIS的相移设计基于长期CSI，这可以显着降低信道估计开销。由于缺乏明确的遍历数据率表达式，我们提出了一种新的深度确定性策略梯度（DDPG）的算法来解决优化问题，这是通过使用离线方式产生的信道向量进行训练。仿真结果表明，可实现的净吞吐量高于传统的瞬时CSI为基础的计划时，考虑到信道估计开销。
2021-11-24 cs.IT eess.SP math.IT
Study of Iterative Detection and Decoding for RIS-Aided Multiuser Multi-Antenna Systems
本研究针对RIS辅助多用户多天线系统，提出一种整合LDPC码、RIS处理与迭代检测译码的新型IDD方案，采用带RIS截断和接收端软干扰消除的最小均方误差接收滤波器，仿真验证其在块衰落信道下可显著提升误码率性能。
2024-11-03 cs.IT eess.SP math.IT
Multi-Active Multi-Passive (MAMP)-IRS Aided Wireless Communication: A Multi-Hop Beam Routing Design
智能反射面（IRS）的研究主要集中在单个无源IRS辅助下的无线通信系统，但其对无线传播环境的控制能力有限，且存在严重的乘积距离路径损耗。为了解决这些问题，我们在本文中提出了一种新的多有源多无源（MAMP）-IRS辅助无线通信系统，其中部署了一些主动和被动的IRS，以协助在复杂环境中的下行链路通信，通过建立一个多跳反射路径跨越主动和被动IRS。一个优化问题，制定一个典型的用户通过设计的主动和被动IRS路由路径，以及联合波束形成的BS和选定的主动/被动IRS的可达到的速率最大化。为了得出有用的见解的最优设计，我们首先考虑一个特殊的情况下，单有源多无源（SAMP）-IRS辅助系统。对于这种情况下，我们提出了一种有效的算法，以获得其最佳的解决方案，首先优化联合波束赋形给定的任何SAMP-IRS路由路径，然后优化路由路径，通过使用一种新的路径分解方法和图论。接下来，对于一般的MAMP-IRS辅助系统，我们证明了其具有挑战性的波束路由优化问题可以有效地解决一个新的两阶段的方法。其核心思想是首先优化每两个有源IRS之间的内部无源IRS波束路由，以最大化有效信道功率增益，然后优化外部有源IRS波束路由，以最大化速率。最后，数值结果证明了所提出的MAMP-IRS波束路由方案的有效性。
2023-01-06 cs.IT eess.SP math.IT
Environment-Aware Beam Selection for IRS-Aided Communication with Channel Knowledge Map
智能反射面（IRS）辅助通信是一种用于超5G（B5 G）系统的有前途的技术，可以主动重新配置无线电环境。然而，在实践中，IRS辅助的通信需要有效的信道估计或被动波束训练，其开销和复杂度随着反射元件/波束方向的数量急剧增加。为了应对这一挑战，本文提出了一种新的环境感知的联合主动和被动波束选择方案的IRS辅助无线通信，信道知识地图（CKM）的新概念的基础上。具体地说，通过利用用户设备（UE）的位置信息（在当代无线系统中随时可用，准确性不断提高）和CKM提供的环境信息，所提出的方案实现了高效的波束选择，无需实时训练（无需训练的波束选择）或仅需要适度的训练开销（轻训练波束选择）。利用商业光线追踪软件对实际信道进行了数值计算，结果表明，该方法优于各种基准方法。
2021-11-22 cs.IT eess.SP math.IT
Robust Symbol-Level Precoding and Passive Beamforming for IRS-Aided Communications
研究了多用户多输入单输出（MISO）通信网络中基于智能反射面（IRS）面板的联合波束形成设计。符号级预编码（SLP）被用来提高系统性能，利用多用户干扰（MUI）与有限的信道不确定性的考虑。联合波束形成设计被配制成一个非凸的最坏情况下的鲁棒规划，以最小化发射功率的信噪比（SNR）的要求。为了解决由于恒模和波束形成器的耦合的挑战，我们首先研究了单用户的情况。具体来说，我们提出并比较两种算法的基础上半定松弛（SDR）和交替优化（AO）的方法，分别。结果表明，基于AO的算法具有低得多的计算复杂性，但具有与基于SDR的算法几乎相同的功率。然后，我们应用AO技术的多用户的情况下，从而开发了一个算法的基础上的近端梯度下降（PGD）方法。该算法可以推广到有限分辨率IRS的情况下，从发射机到用户的直接链路的场景。数值结果表明，SLP可以显着提高系统的性能。同时，3位移相器可以实现接近最佳的功率性能。
2021-08-31 cs.IT eess.SP math.IT
Intelligent Reflecting Surface Aided Wireless Networks: From Single-Reflection to Multi-Reflection Design and Optimization
智能反射面（IRS）是无线通信网络中一种很有前途的技术。通过动态调谐大量无源元件的反射幅度/相移，IRS实现了灵活的无线信道控制和配置，从而显著提高了无线信号传输速率和可靠性。尽管有大量关于设计和优化各种IRS辅助的无线系统的文献，但现有工作主要集中在仅通过一个或多个IRS来增强具有单个信号反射的无线链路，这可能不足以在一些恶劣的传播条件（例如，具有密集堵塞物/障碍物的室内环境）。这个问题可以通过采用两个或更多个IRS来协助每个无线链路并联合利用它们的单个以及多个信号反射来解决。然而，所得到的双/多IRS辅助的无线系统面临更复杂的设计问题，以及新的实际挑战的实现相比，传统的单IRS对应，在IRS反射优化，信道获取，以及IRS部署和关联/选择。因此，一个新的范例，设计多IRS合作被动波束形成和联合主动/被动波束路由要求创新的设计方法和优化方法。在本文中，我们给出了多IRS辅助无线网络的教程概述，重点是解决由于多IRS信号反射和路由的新挑战。并指出了今后值得研究和探索的重要方向。
2022-04-25 cs.IT eess.SP math.IT
Joint Optimization of Active and Passive Beamforming in Multi-IRS Aided mmWave Communications
智能反射面（IRS）被认为是缓解毫米波（mmWave）通信中阻塞效应、提高覆盖率的一种很有前途的技术。为了探索IRS对毫米波通信性能的影响，我们研究了多IRS辅助的毫米波通信网络，并通过联合优化有源和无源波束成形以及用于辅助的IRS集合来制定和速率最大化问题。由于目标函数缺乏凸性和IRS选择变量的二进制性质，优化问题是棘手的。为了解决复杂的非凸问题，提出了一种交替迭代方法。特别地，利用分式规划方法对主、被动波束形成进行了优化，并通过枚举法求解了IRS选择的优化问题。仿真结果表明，我们所提出的方法的性能增益。
2022-10-04 cs.IT eess.SP math.IT
Beamforming Optimization for IRS-Aided Communications with Transceiver Hardware Impairments
在本文中，我们专注于智能反射面（IRS）辅助多天线通信与收发器的硬件损伤，在实践中遇到的。特别是，我们的目标是最大限度地提高接收到的信号噪声比（SNR）考虑到硬件损伤的影响，其中源发射波束成形和IRS反射波束成形联合设计下提出的优化框架。为了规避非凸性的制定的设计问题，我们首先推导出一个封闭形式的最优解的源发射波束成形。然后，针对IRS反射波束形成的优化问题，通过求解一个凸问题，得到了最优目标值的上界。提出了一种低复杂度的最小化-最大化（MM）算法来逼近上界。仿真结果表明，与传统的SNR最大化方案相比，该波束形成方案对硬件损伤具有更强的鲁棒性。此外，与没有部署IRS的情况相比，通过合并硬件损伤带来的性能增益对于IRS辅助通信更加明显。
2020-10-21 cs.IT eess.SP math.IT
Energy Minimization for IRS-aided WPCNs with Non-linear Energy Harvesting Model
本文考虑了一种智能反射面（IRS）辅助的无线供电通信网络（WPCN），其中设备首先在下行链路（DL）中从发电站（PS）获取能量，然后在上行链路（UL）中使用非正交多址（NOMA）将信息传输到数据宿。然而，大多数现有的工作WPCN采用简化的线性能量收集模型，也不能保证严格的用户服务质量的要求。为了解决这些问题，我们的目标是通过联合优化资源分配和IRS相移随着时间的推移，最大限度地减少在PS的总传输能耗，受所有设备的最低吞吐量要求。将问题分解为两个子问题，采用凸函数差分规划、逐次凸逼近和惩罚算法交替迭代求解。数值结果表明，所提出的算法在基准计划取得了显着的性能增益，并揭示了将IRS集成到WPCN的好处。特别地，在UL和DL上采用不同的IRS相移优于静态IRS波束成形的情况。
2021-09-02 cs.IT eess.SP math.IT
Intelligent Reflecting Surface Aided Wireless Sensing: Applications and Design Issues
智能反射面（IRS）是一种新兴技术，它通过巧妙地调节大量无源反射元件的信号反射，能够显著提高无线通信的性能。另一方面，随着无处不在的无线设备和周围的射频信号，无线传感已成为下一代/6 G无线网络的一个有前途的新应用。通过协同低成本的IRS和肥沃的无线传感应用，本文提出了一种新的IRS辅助传感模式，以提高无线传感的性能成本效益。首先，我们提供了一个无线传感应用的概述和利用IRS克服其在实际情况下的性能限制的新机会。接下来，我们讨论了基于三种方法的IRS辅助传感方案，即被动传感、半被动传感和主动传感。我们比较了它们在性能、硬件成本和实现复杂性方面的优缺点，并概述了它们的主要设计问题，包括IRS部署、信道捕获和反射设计以及传感算法。最后，数值结果表明IRS的巨大潜力，提高无线传感精度和优越的性能相比，其他计划的IRS主动传感。
2023-02-12 cs.IT eess.SP math.IT
Roadside IRS-Aided Vehicular Communication: Efficient Channel Estimation and Low-Complexity Beamforming Design
智能反射面（IRS）是一种很有前途的控制无线传播环境的技术，可以有效地提高通信性能。然而，在高移动性的通信场景中，如车辆通信的快速时变的信道使得它具有挑战性，以获得瞬时的信道状态信息（CSI）有效的IRS与大量的反射元件。在本文中，我们提出了一种新的路边IRS辅助车载通信系统来应对这一挑战。具体而言，通过利用道路两侧的IRS的交错等间隔的对称部署和附近的IRS控制器之间的合作，我们提出了一种新的两阶段信道估计方案，离线和在线训练，分别获得所提出的低复杂度的被动波束形成方案所需的静态/时变CSI有效。所提出的IRS波束成形和在线信道估计设计利用无线网络中现有的上行链路导频，并且不需要对现有传输协议进行任何改变。此外，它们可以由每个IRS控制器独立地实现，而不需要来自用户的服务BS的任何实时反馈。仿真结果表明，所提出的设计方案能够有效地获得较高的IRS无源波束形成增益，从而显著提高高速车载通信系统的通信吞吐量。
2023-02-15 cs.IT eess.SP math.IT
Precoding and Beamforming Design for Intelligent Reconfigurable Surface-Aided Hybrid Secure Spatial Modulation
智能反射面（IRS）是一种由大量低成本、参数可重构的无源器件组成的无线通信新兴技术，能够反射具有一定相移的信号，能够构建可编程的通信环境。为了避免空间调制（SM）中的高硬件开销和能量消耗，提出了一种基于混合预编码器的IRS辅助混合安全SM（SSM）系统。为了提高安全性能，我们制定了一个优化问题，以最大限度地提高保密率（SR），通过联合优化IRS和混合预编码在发射机的波束成形。考虑到SR没有封闭形式的表达，近似SR（ASR）的表达式推导出的目标函数。为了提高超分辨率性能，提出了三种IRS波束形成方法：IRS交替方向乘法器法（IRS-ADMM）、IRS块坐标上升法（IRS-BCA）和IRS半定松弛法（IRS-SDR）。对于混合预编码设计，提出了近似保密率逐次凸近似（ASR-SCA）方法和截止率梯度上升（COR-GA）方法。仿真结果表明，所提出的IRS-SDR和IRS-ADMM波束形成器收获了实质性的SR性能增益IRS-BCA。特别是，IRS-ADMM和IRS-BCA与IRS-SDR相比，在性能损失较小的情况下，具有较低的复杂度。对于混合预编码，所提出的ASR-SCA在高发射功率区域的性能优于COR-GA。
2023-02-15 cs.IT eess.SP math.IT
RSRP Measurement Based Channel Autocorrelation Estimation for IRS-Aided Wideband Communication
针对宽带通信中IRS信道估计的挑战，提出一种基于RSRP测量和神经网络的信道自相关矩阵估计框架，无需额外导频即可优化IRS反射并显著提升宽带信道下的平均接收信噪比。
2024-11-14 cs.IT eess.SP math.IT
Joint Beamforming Design for IRS-Aided Communications with Channel Estimation Errors
研究了智能反射面（IRS）辅助多用户（MU）多输入多输出（MIMO）下行传输中波束形成方案的联合设计。信道估计误差与最小均方误差（MMSE）估计假设和加权和速率（WSR）被采用作为性能指标。低分辨率移相器（PS）在实际实现中也被考虑在内。在发射功率和离散移相器（PS）的约束下，最大化所有用户的WSR的优化问题。为了在IRS上获得最优波束形成矩阵，分别提出了基于优化最小化（MM）和逐次凸逼近（SCA）方法的两种解决方案。仿真结果表明，这两种方案都能显著提高WSR。此外，基于SCA的解决方案的优越性进行了论证。总体而言，在具有信道估计误差的IRS辅助MU-MIMO下行链路通信系统中，提供了两种可行的联合波束成形设计解决方案。
2020-07-14 cs.IT eess.SP math.IT
Multi-IRS-Aided Doppler-Tolerant Wideband DFRC System
本文提出多IRS辅助的宽带DFRC系统，联合利用LoS和NLoS多载波信号，通过交替优化框架设计波束成形，在运动目标和杂波环境下显著提升雷达SINR与目标检测性能。
2023-08-10 cs.IT eess.SP math.IT
Double-Active-IRS Aided Wireless Communication: Deployment Optimization and Capacity Scaling
该研究针对双有源IRS辅助无线通信系统，通过交替优化方法联合优化IRS反射、波束成形、单元分配与部署位置以最大化速率，推导了SNR缩放规律并验证了方案的性能优势。
2023-07-23 cs.IT eess.SP math.IT
Resource Allocation for Multi-Cell IRS-Aided NOMA Networks
提出了一种新的多小区智能反射面（IRS）辅助非正交多址接入（NOMA）网络资源分配框架，其中IRS用于增强无线业务。联合用户关联，子信道分配，功率分配，相移设计和解码顺序确定的问题制定最大化可实现的和速率。将具有挑战性的混合整数非线性问题分解为连续变量的优化子问题（P1）和整数变量的匹配子问题（P2）。为了解决非凸优化问题（P1），提出了利用凸上界替换、逐次凸逼近和半定松弛等松弛方法来分配发射功率、设计反射矩阵和确定译码顺序的迭代算法。根据组合问题（P2），提出了基于交换匹配的算法，以实现用户、基站和子信道之间的双边交换稳定状态。数值结果表明：1）IRS可以使多小区NOMA网络的总速率提高35%; 2）所提出的多小区IRS辅助NOMA网络算法的能量效率比传统NOMA算法高22%; 3）通过合理选择IRS的位置，可以在频谱效率和覆盖面积之间进行权衡。
2020-11-13 cs.IT eess.SP math.IT
Joint Dynamic Passive Beamforming and Resource Allocation for IRS-Aided Full-Duplex WPCN
研究了智能反射面（IRS）辅助的全双工无线供电通信网络（WPCN），其中混合接入点（HAP）在下行链路（DL）向多个设备广播能量信号以进行能量收集，同时在上行链路（UL）借助IRS接收信息信号。特别是，我们提出了三种类型的IRS波束成形配置，以达到系统性能和信令开销以及实现复杂度之间的平衡。我们首先提出了全动态IRS波束成形，其中IRS相移矢量随每个时隙而变化，用于DL无线能量传输（WET）和UL无线信息传输（WIT）。为了进一步降低信令开销和实现复杂度，我们研究了两种特殊情况，即部分动态IRS波束形成和静态IRS波束形成。对于前一种情况，两个不同的相移矢量可以分别用于DL WET和UL WIT，而对于后一种情况，相同的相移矢量需要应用于DL和UL传输。我们的目标是最大限度地提高系统的吞吐量，通过联合优化的时间分配，HAP发射功率，和IRS相移为上述三种情况。分别针对理想自干扰抵消和非理想自干扰抵消两种情况，利用逐次凸逼近和凸差优化技术，提出了基于交替优化和惩罚的两种有效算法。仿真结果证明了IRS对FD-WPCN性能的改善，同时也表明，在适当抑制自干扰的情况下，IRS辅助FD-WPCN与半双工FD-WPCN相比能够获得显著的性能增益。
2021-08-15 cs.IT eess.SP math.IT
Multi-Objective Resource Allocation for IRS-Aided SWIPT
在这封信中，我们研究了资源分配的多用户智能反射面（IRS）辅助的同时无线信息和功率传输（SWIPT）系统。具体地，多天线基站（BS）在IRS的辅助下同时向多个能量收集接收器（EHR）和信息解码接收器（IDR）发送能量和信息信号。在这种设置下，我们引入了一个多目标优化（MOOP）框架，通过联合优化BS处的能量/信息波束成形向量和IRS处的相移，来研究数据和速率最大化和总收获能量最大化之间的基本权衡。该MOOP问题首先通过$ε$ -约束方法转化为单目标优化问题（SOOP），然后通过优化最小化（MM）和内逼近（IA）技术求解。仿真结果揭示了所考虑的竞争目标之间的非平凡的权衡，以及所提出的方案相比，各种基线计划的优越性能。
2021-03-10 cs.IT eess.SP math.IT
Spatial Multiplexing Oriented Channel Reconfiguration in Multi-IRS Aided MIMO Systems
本研究针对多IRS辅助MIMO系统，提出正交部署策略与基于SCA的联合优化方法以增强空间复用、提升频谱效率，证明了大单元/高功率下均等分配的渐近最优性，验证了多IRS配置的性能优势。
2024-10-06 cs.IT eess.SP math.IT
IRS-Aided SWIPT: Joint Waveform, Active and Passive Beamforming Design Under Nonlinear Harvester Model
同时无线信息和功率传输（SWIPT）的性能主要受到接收的射频（RF）信号强度的约束。为了解决这个问题，我们引入了智能反射表面（IRS）来补偿传播损耗，提高传输效率。本文提出了一种新的IRS辅助SWIPT系统中，多载波多天线接入点（AP）发送信息和功率同时，与IRS的协助下，一个单天线用户设备（UE）采用实际的接收方案。考虑到采集器的非线性，我们通过联合优化的波形，有源和无源波束形成的基础上的信道状态信息在发送端（CSIT）的可实现的速率-能量（R-E）区域的特征。这个问题是解决了块坐标下降（BCD）的方法，其中我们得到的主动预编码器在封闭的形式，被动波束形成的连续凸逼近（SCA）的方法，和波形幅度的几何规划（GP）技术。为了便于实际实现，我们还提出了一个低复杂度的设计基于封闭形式的自适应波形计划。仿真结果表明，所提算法能带来可观的R-E增益，且对CSIT误差和有限IRS状态具有鲁棒性，同时强调了在IRS辅助SWIPT设计中对采集器非线性建模的重要性。
2021-12-03 cs.IT eess.SP math.IT
Achievable Rate Region of MISO Interference Channel Aided by Intelligent Reflecting Surface
研究了智能反射面辅助下多输入单输出（MISO）干扰信道的可达速率域。我们利用协调IRS提供的额外设计自由度来增强期望信号和抑制干扰，从而扩大干扰信道的可达速率区域。为此，我们联合优化发射机处的主动发射波束成形和IRS处的被动反射波束成形，受到反射波束成形向量的恒模约束。为了解决非凸优化问题，我们提出了一种迭代算法来优化发射波束形成通过二阶锥规划（SOCP）和反射波束形成通过半定松弛（SDR）。数值结果表明，该算法的IRS辅助干扰信道的性能可以显着优于传统的干扰信道没有IRS。
2020-05-19 cs.IT eess.SP math.IT
An efficient algorithm for multiuser sum-rate maximization of large-scale active RIS-aided MIMO system
本文针对大规模主动RIS辅助的多用户MISO下行链路系统，提出了一种具有半闭式更新和低迭代复杂度的块逐次上界最小化（BSUM）高效算法，以解决和速率最大化问题，其计算速度显著优于现有通用优化求解器。
2024-01-11 cs.IT eess.SP math.IT
Cooperative Beam Routing for Multi-IRS Aided Communication
智能反射面（IRS）被认为是实现智能和可重构无线通信环境的变革性技术。本文研究了一种新的IRS辅助通信系统，其中多个IRS通过多跳信号反射辅助多天线基站（BS）和远程单天线用户之间的通信。具体地，通过利用邻近IRS之间的视线（LoS）链路，在BS和用户之间建立多跳级联LoS链路，其中选择一组IRS来连续地反射BS的信号，使得用户处的接收信号功率最大化。为了解决这个新问题，我们首先提出了封闭形式的解决方案，在BS和选定的IRS，分别为一个给定的波束路由的最佳主动和合作被动波束形成。然后，我们推导出端到端的信道功率，这揭示了最佳波束路由设计中最大化乘法无源波束形成增益和最小化多反射路径损耗之间的基本权衡。为了调和这种权衡，我们重铸的IRS选择和波束路由问题作为一个等价的最短简单路径的图论问题，并解决它最佳。数值结果表明，该算法的性能显着增益的基准计划，也提请有益的见解最佳波束路由设计。
2020-10-26 cs.IT eess.SP math.IT
Waveform and Beamforming Design for Intelligent Reflecting Surface Aided Wireless Power Transfer: Single-User and Multi-User Solutions
本文研究了智能反射面辅助无线电能传输的波形和无源波束形成设计。在发射功率约束和无源波束形成相位单位模约束条件下，基于交替优化（AO）框架，以最大化输出直流电流加权和为目标，推导了广义多用户和低复杂度单用户算法。输入信号波形和IRS无源波束形成相移被联合设计为用户的个人频率选择性信道状态信息（CSI）的函数。研究了能量采集器的非线性特性，并对频率选择性IRS（FS-IRS）和频率平坦IRS（FF-IRS）两种IRS部署方案进行了建模和分析。本文强调了这样一个事实，即IRS可以提供一个额外的无源波束成形增益输出直流功率比传统的WPT设计和显着影响的波形设计，利用无源波束成形，频率分集和能量采集器的非线性的好处。尽管FF-IRS的输出直流电流比FS-IRS低，但它仍然比传统WPT设计实现了大幅增加的直流功率。性能评估证实了联合波形和无源波束形成设计的显著优势，考虑到能量采集器的非线性，以提高单用户和多用户WPT系统的性能。
2021-07-09 cs.IT eess.SP math.IT
IRS Aided MEC Systems with Binary Offloading: A Unified Framework for Dynamic IRS Beamforming
在本文中，我们开发了一个统一的动态智能反射面（IRS）波束成形框架，以提高IRS辅助移动边缘计算（MEC）系统的总计算速率，其中每个设备都遵循二进制卸载策略。具体地，每个设备的任务必须在本地执行，或者在给定数量的可用IRS波束成形向量的帮助下整体卸载到MEC服务器。通过灵活地控制IRS重新配置次数，系统可以实现性能和相关信令开销之间的平衡。我们的目标是通过联合优化每个设备的计算模式选择，卸载时间分配和IRS波束成形向量来最大化总计算速率。由于所产生的优化问题是非凸的和NP-难的，通常没有标准的方法来最佳地解决它。为了解决这个问题，我们首先提出了一种基于惩罚的逐次凸近似算法，在该算法中，内层迭代中的所有相关变量同时被优化，并且保证得到的解是局部最优的.然后，我们进一步推导出卸载激活条件，为每个设备通过深入利用原始优化问题的内在结构。根据卸载激活条件，提出了一种基于逐次求精法的低复杂度算法，以获得高质量的解，该算法更适合于具有大量器件和IRS元件的实际系统。此外，所提出的低复杂度算法的最佳条件被揭示。数值结果表明，我们提出的算法的有效性，也揭示了基本的性能和成本的权衡所提出的动态IRS波束形成框架。
2022-05-29 cs.IT eess.SP math.IT
Robust Design for IRS-Aided Communication Systems with User Location Uncertainty
在本文中，我们提出了一个强大的设计框架，在存在用户位置不确定性的IRS辅助通信系统。通过联合设计BS处的发射波束成形向量和IRS处的相移，我们的目标是最小化受到最坏情况的服务质量（QoS）约束的发射功率，即，确保对于所有可能的用户定位误差实现，用户速率高于阈值。对于单位模，这个问题不是凸的。QoS约束中的位置不确定性进一步增加了解决该问题的难度。利用泰勒展开、S-过程和半定松弛（SDP）技术，将该问题转化为一系列半定规划（SDP）子问题。仿真结果表明，所提出的鲁棒算法大大优于文献中提出的非鲁棒算法，在达到所需的QoS目标的概率。
2020-08-27 cs.IT eess.SP math.IT
Relay Aided Intelligent Reconfigurable Surfaces: Achieving the Potential Without So Many Antennas
本文提出了一种新的中继辅助智能可重构表面（IRS）架构，为未来的无线通信系统。所提出的架构，它包括两个并排的智能表面连接通过全双工继电器，有潜力实现有前途的收益的智能表面，同时需要更少的反射元件。因此，所提出的IRS架构需要显著更少的信道估计和波束训练开销，并且与经典IRS方法相比提供更高的鲁棒性。此外，由于在两个表面上划分IRS反射过程，这些表面的位置和取向可以被优化以扩展无线通信覆盖并增强系统性能。在本文中，可实现的速率和所需的元件数量，使用建议的继电器辅助IRS架构的第一个解析的特点，然后使用数值模拟进行评估。结果表明，所提出的架构可以实现数据率的目标，与典型的IRS解决方案相比，更少的元素，这突出了这些智能表面的实际部署的一个有前途的路径。
2020-06-11 cs.IT eess.SP math.IT
Pilot Optimization and Channel Estimation for Two-way Relaying Network Aided by IRS with Finite Discrete Phase Shifters
本文研究了带有限个离散移相器的智能反射面辅助双向中继网络的导频优化和信道估计问题。在TWRN中，存在一个具有挑战性的问题，即从源到IRS-Relay和从目的地到IRS-Relay的两个级联信道相互干扰。通过设计IRS的初始相移和导频图案，利用简单的加减运算将级联的两个信道分离。然后，采用最小二乘估计器估计两个级联信道和两个直接信道从源到中继和目的地到中继。推导了相应的信道估计均方误差。通过最小化均方误差，证明了IRS的最优相移矩阵。然后，两个特殊的矩阵Hadamard和离散傅里叶变换（DFT）矩阵被证明是两个最佳的训练矩阵的IRS。此外，考虑了离散有限移相器的IRS。通过理论推导和数值模拟，我们发现3-4位移相器足以使IRS达到可忽略的MSE性能损失。更重要的是，Hadamard矩阵仅需要一位移相器来实现最佳MSE性能，而DFT矩阵需要至少三位或四位来实现相同的性能。因此，Hadamard矩阵是使用低分辨率相移IRS进行信道估计的理想选择。
2022-02-15 cs.IT eess.SP math.IT
Intelligent Reflecting Surface-Aided Backscatter Communications
我们介绍了一种新的系统设置，其中反向散射设备在智能反射表面（IRS）的存在下工作。特别是，我们研究了由IRS辅助的双基地反向散射通信（BackCom）系统。IRS处的相移与载波发射器的发射波束成形向量联合优化，以最小化载波发射器处的发射功率消耗，同时保证所需的BackCom性能。在IRS处由多次反射引起的独特信道特性使得优化问题高度非凸。因此，我们联合利用最小化最大化算法和半定松弛技术，提出了一个近似的解决方案的最佳IRS相移设计。我们还扩展我们的分析结果的单站BackCom系统。数值结果表明，IRS的引入带来了相当大的降低发射功率，即使与温和的IRS的大小，这可以被翻译为范围增加了非IRS辅助BackCom系统。
2020-09-15 cs.IT eess.SP math.IT
Deep Reinforcement Learning for RIS-aided Multiuser Full-Duplex Secure Communications with Hardware Impairments
在本文中，我们研究了一个可重构智能表面（RIS）辅助的多用户全双工安全通信系统的收发器和RIS的硬件损伤，其中多个窃听者偷听的双向传输信号同时，和RIS应用，以提高保密性能。以最大化和保密率（SSR）为目标，在基站发射功率约束和移相器单位模约束下，建立了基站发射波束形成和反射波束形成的联合优化问题。由于环境是时变的，系统是高维的，这种非凸优化问题在数学上是难以解决的。探索了一种基于深度强化学习（DRL）的算法，通过与动态环境的反复交互和学习来获得满意的解。大量的仿真结果表明，基于DRL的安全波束形成算法被证明是显着有效的改善SSR。研究还发现，通过选择合适的神经网络参数，可以大大提高DRL方法的性能，加快神经网络的收敛速度。
2022-08-16 cs.IT eess.SP math.IT
Throughput Maximization for IRS-Aided MIMO FD-WPCN with Non-Linear EH Model
研究了一种智能反射面（IRS）辅助的多输入多输出（MIMO）全双工（FD）无线供电通信网络（WPCN），其中工作在FD中的混合接入点（HAP）在下行链路（DL）中向多个设备广播能量信号以进行能量收集（EH），同时在IRS的帮助下在上行链路（UL）中接收来自设备的信息信号。考虑到实际的有限自干扰（SI）和非线性EH模型，我们通过联合优化DL/UL时间分配、设备处的预编码矩阵、HAP处的发送协方差矩阵和IRS处的相移来制定加权和吞吐量最大化优化问题。由于所得到的优化问题是非凸的，因此通常没有标准的方法来最优地解决它。为了解决这一挑战，我们首先提出了一种基于元素（EW）的算法，其中每个IRS相移以迭代方式交替优化。为了降低计算复杂性，提出了一种基于最小均方误差（MMSE）的算法，将原问题转化为基于MMSE方法的等价形式，便于设计高效的迭代算法。特别是，IRS相移优化问题被改写为二阶锥规划（SOCP），其中所有的IRS相移同时优化。为了比较，我们还研究了两个次优的IRS波束形成配置在仿真中，即部分动态IRS波束形成（PDBF）和静态IRS波束形成（SBF），这在系统性能和实际复杂度之间取得了平衡。
2021-12-17 cs.IT eess.SP math.IT
Active and Passive IRS Jointly Aided Communication: Deployment Design and Achievable Rate
在这封信中，我们研究了从发射机（Tx）到接收机（Rx）的无线点对点通信，这是由一个有源智能反射表面（AIRS）和一个无源IRS（PIRS）的联合援助。我们通过以不同顺序部署两个IRS来考虑两种实用的传输方案，即Tx $\rightarrow$ PIRS $\rightarrow$ AIRS $\rightarrow$ Rx（TPAR）和Tx $\rightarrow$ AIRS $\rightarrow$ PIRS $\rightarrow$ Rx（TARP）。假设视线信道，我们推导出可实现的速率为两个方案，通过优化的AIRS的位置与PIRS的位置固定。我们的分析表明，当PIRS元件的数量和/或AIRS放大功率小时，AIRS应部署在更靠近Rx的两种方案中，TAPR优于TPAR与各自的优化AIRS/PIRS的位置。仿真结果验证了我们的分析，并显示了相当大的性能增益实现的联合优化的AIRS/PIRS部署在基线双PIRS系统在相同的功率和IRS元素的预算。
2022-12-29 cs.IT eess.SP math.IT
Dual-Function Radar-Communication System Aided by Intelligent Reflecting Surfaces
提出了一种基于智能反射面的双功能雷达通信系统的设计方案。我们考虑一个场景与一个目标和多个通信接收器，在那里没有视线之间的雷达和目标。雷达预编码矩阵和IRS权重被优化设计为最大化雷达接收机处的信噪比（SNR）和通信接收机处的SNR的加权和，其受到IRS权重的功率约束和恒模约束。该问题被解耦为两个子问题，即波形设计和IRS权重设计，并通过交替优化来解决。前一个子问题通过线性规划求解，后一个子问题通过四次多项式目标的流形优化求解。本文的主要贡献在于解决了基于四次目标函数优化的IRS权重设计子问题，并对IRS权重进行了单位模约束。仿真结果表明了该算法在不同系统配置下的收敛特性，以及利用IRS提高雷达和通信性能的有效性。
2022-04-10 cs.IT eess.SP math.IT
Intelligent Reflecting Surface (IRS)-Aided Covert Wireless Communications with Delay Constraint
这项工作探讨了在隐蔽通信中部署智能反射面（IRS）所取得的性能增益。为此，我们制定了联合设计的发射功率和IRS反射系数，考虑到全球信道状态信息（CSI）的情况下，没有一个看守的瞬时CSI的通信隐蔽性。对于全球CSI的情况下，我们首先证明，完美的隐蔽性是可以实现的IRS的帮助下，即使是单天线发射机，这是不可能的，没有IRS。然后，我们开发了一个惩罚逐次凸逼近（PSCA）算法来解决设计问题。考虑到PSCA算法的高复杂度，我们进一步提出了一种低复杂度的两阶段算法，其中发射功率和IRS的反射系数的解析表达式推导。对于没有典狱长的瞬时CSI的情况下，我们首先推导出的隐蔽性约束分析促进最佳相移设计。然后，我们考虑三个硬件相关的约束IRS的反射幅度，并确定其最佳设计连同最佳发射功率。我们的研究表明，显着的性能增益可以通过部署到隐蔽通信的IRS。
2022-01-11 cs.IT eess.SP math.IT
Power Allocation for IRS-aided Two-way Decode-and-Forward Relay Wireless Network
本文研究了一种智能反射面（IRS）辅助的双向解码转发（DF）中继无线网络，其中两个用户通过IRS和DF中继进行信息交换。为了提高和速率性能，提出了三种功率分配（PA）策略。首先，提出了一种最大化和速率（Max-SR）的方法来联合优化用户U1、用户U2和中继站（RS）的PA因子。为了进一步提高和速率性能，提出了两种高性能的方案：最大化最小和速率方案（Max-Min-SR）和带速率约束的最大化和速率方案（Max-SR-RC）。仿真结果表明，所提出的三种方法优于等功率分配（EPA）方法的和速率性能。特别是，Max-SR-RC方法实现的最高性能增益比EPA高达45.2%。此外，还验证了总功率和随机阴影变量Xσ对和速率性能的影响。
2022-03-26 cs.IT eess.SP math.IT
