IRS多分区辅助太赫兹多子阵列波束成形设计

作     者：张祖凡 唐睿 ZHANG Zufan;TANG Rui

作者机构：重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 重庆移通学院通信与信息工程学院重庆401520 

出 版 物：《通信学报》 (Journal on Communications)

年 卷 期：2023年第44卷第8期

页      面：78-88页

核心收录：

学科分类：080904[工学-电磁场与微波技术] 0810[工学-信息与通信工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 0804[工学-仪器科学与技术] 081001[工学-通信与信息系统] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(No.62202077) 重庆市教育委员会科学技术研究计划重大基金资助项目(No.KJZDM201900601) 重庆市教育委员会科学技术研究计划青年基金资助项目(No.KJQN0202200609) 

主　　题：智能反射表面 两级空间多路复用 混合波束成形 黎曼流形优化 

摘      要：在智能反射表面(IRS)辅助太赫兹(THz)通信系统中,为突破信道稀疏性对系统空间多路复用增益的限制,提出收发端采用宽间隔多子阵列混合波束成形架构,设计IRS多分区辅助THz多子阵列的传输方案。首先,基于频谱效率最大化原则,构建一个含有多变量耦合和非凸约束的非凸目标函数;然后,将优化问题解耦成2个易于求解的子问题,即IRS反射系数矩阵设计问题和收发端混合波束成形矩阵设计问题;最后,采用黎曼流形优化算法计算IRS反射系数矩阵,并通过数理推导得到混合波束成形矩阵的闭式解。仿真结果表明,与基准方案相比,所提方案可以获得更好的频谱效率。