Reading之Two

2023-06-24 18:56| 来源: 网络整理| 查看: 265

Reading之Two-Timescale Transmission Design for RIS-Aided Cell-Free Massive MIMO Systems

文章目录 Reading之Two-Timescale Transmission Design for RIS-Aided Cell-Free Massive MIMO Systems一、背景？1. 双时间尺度优点2. 创新点二、系统建模三、某个用户上行速率闭式解性能分析的几个重要结论1. cell-free系统无RIS时2.RIS辅助 cell-free 反射信道只有NLoS信道3. 反射信道只有LoSRIS相移随机设置且元素数为无穷四、相移设计

一、背景？ 1. 双时间尺度优点第一个是瞬时CSI知识的导频开销，它与的个数成正比现有信道估计方案中的RIS元素。但是，反射元素的数量应该足够大，以服务于过多的用户，这就会导致非常大。基于瞬时csi的方案需要在每个信道相干区间进行波束形成计算和信息反馈，计算复杂度高，功耗大，反馈开销大

该文章设计了基于双时间尺度的RIS相移设计方案，仅利用长时的统计CSI，比如说变化较慢的位置、角度。可以显著降低RIS所需的功耗和计算复杂度，降低RIS所需的反馈开销。

2. 创新点

研究了RIS-cell-free MIMO with反射信道为莱斯、直接信道为瑞利的信道中的上行双时间尺度设计。采用基于瞬时整体CSI的低复杂度最大比组合(MRC)接收机进行BSs主动波束形成，利用统计CSI设计RISs的相移。

推导上行 R k \mathcal R_k Rk的闭式解with 瑞利&莱斯信道基于闭式解，为了保证不同用户之间的公平，提高上行系统的整体速率，利用遗传算法(GA)来实现最大化和速率、最小用户速率。二、系统建模 M M M 个 BS with M b M_b Mb天线； K K K单天线用户； N N N 个 RIS with N r N_r Nr元素MRC实现低复杂度的接收。MRC由整体(直接+反射)信道决定。假设CPU处可以完美估计这些信道，因此BSs可以执行MRC接收。三、某个用户上行速率闭式解性能分析的几个重要结论

对 R k \mathcal R_k Rk进行松弛，松弛为一个不依赖于瞬时CSI而仅依赖于变化缓慢的统计CSI（比如说LoS信道中的AoA和AOD，大尺度衰落因子、莱斯衰落因子）的闭式解。与time-consuming的蒙特卡罗仿真不同，改论文所提方法能更快的评价系统性能。

1. cell-free系统无RIS时

此时仅有直射的瑞利信道。当BS天线数 M b M_b Mb较大时，与期望信号相比，干扰功率可以忽略不计, 且会使得SINR k _k k收敛到一个常数。

2.RIS辅助 cell-free 反射信道只有NLoS信道在只有不相关的瑞利信道情况下，SINR k _k k与相移无关，不需要设计RISs的相移。因此，在丰富的散射环境中，RISs的相移可以自由设计。 R k \mathcal R_k Rk会随着BS天线数和RIS元素数无限增长。因此，即使级联通道中没有LoS路径，也可以通过部署获得显著的性能优势无单元mimo系统中含有大量反射元件的RISs。 3. 反射信道只有LoS 在ris辅助的低复杂度MRC方案的无小区mimo系统中，当BS天线数Mb较大时，由于干扰的存在，SINR k _k k会收敛到一个常数。然而，这种速率退化可以通过适当的设计相移来补偿。例如，当相移对准用户k时，与用户k接收到的期望信号相比，施加在用户k上的干扰变得可以忽略不计。这一观察结果强调了优化的重要性。 RIS相移随机设置且元素数为无穷 BS天线数和RIS的元素数较大时，SINR k _k k有界，因此优化RIS相移是非常重要的。随着BS天线数和RIS的数量增加，SINR k _k k可以有效提高，因此应用cell-free和多RIS结构有收益与2中仅有NLoS的结论不同，LoS分量越多，SINR k _k k越小。这是因为在相干区间内设计随机相移时，倾向于在所有用户中平均分配被动波束形成增益。四、相移设计

遗传算法

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