智能超表面辅助放大转发中继网络的波束成形设计(英文) |
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引用本文: | 王雪辉,束锋,陈日清,张鹏,张旗,夏桂阳,石伟萍,王江舟.智能超表面辅助放大转发中继网络的波束成形设计(英文)[J].信息与电子工程前沿(英文版),2023(12):1728-1739. |
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作者姓名: | 王雪辉 束锋 陈日清 张鹏 张旗 夏桂阳 石伟萍 王江舟 |
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作者单位: | 1. 海南大学信息与通信工程学院;2. 南京理工大学电子工程与光电技术学院;3. 福建农林大学数字福建农业大数据研究院;4. 安徽农业大学智慧农业研究院;5. 肯特大学工程学院 |
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基金项目: | Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Nos. U22A2002 and 62071234);;the Scientific Research Fund Project of Hainan University,China (No. KYQD(ZR)-21008); |
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摘 要: | 使用可重构智能表面(RIS)增强速率性能涉及到RIS作为无源反射器的局限性。为解决这一问题,本文提出RIS辅助放大转发(AF)中继网络。为使信噪比最大化,提出两种方法联合优化AF中继的波束成形矩阵和RIS的相移矩阵。首先,为获得高速率,提出一种基于Charnes-Cooper变换和半定规划(CCT-SDP)的高性能交替优化(AO)方法。其中,将优化问题分解为3个子问题,并通过CCT-SDP和高斯随机化方法分别求解子问题和恢复秩一解。然而,CCT-SDP方法中优化矩阵变量会带来极高复杂度。为降低复杂度,提出一种基于Dinkelbachs变换和连续凸近似(DT-SCA)的低复杂度AO方法。其中,优化变量是向量,并通过DT-SCA方法求解3个解耦的子问题。仿真结果表明,与3个基准(即具有随机相位的RIS辅助的AF中继网络、没有RIS的AF中继网络和没有AF中继的RIS辅助的网络)相比,所提CCT-SDP和DT-SCA方法可以获得更好的速率性能。此外,低复杂度的DT-SCA方法与CCT-SDP方法速率接近。
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关 键 词: | 可重构智能表面 放大转发(AF)中继 波束成形 相移 半定规划 连续凸近似 |
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