多臂赌博机赋能的IRS辅助MISO系统传输方案设计

作     者：宋云超 李浩 梁汇彬 汪革 

作者机构：南京邮电大学电子与光学工程学院柔性电子(未来技术)学院 

出 版 物：《物联网学报》 (Chinese Journal on Internet of Things)

年 卷 期：2024年

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：面向全维MIMO系统的空间域选择预编码方法研究(62101282) 

主　　题：毫米波 智能反射面 多输入单输出 上下文MAB 

摘      要：智能反射面（IRS， intelligent reflecting surface）是一种有效的技术，能够提升毫米波通信性能并应对传输挑战。然而，传统方法在联合优化预编码和IRS相移时需要准确的信道状态信息，导频消耗会随着基站天线数和IRS元件数的增加而增大。为了降低导频，提出了一种基于多臂赌博机（MAB， multi-armed bandit）的传输设计方案。具体而言，在IRS辅助单天线用户下行通信系统中，通过双时间尺度的方法，将IRS相移和预编码波束赋形问题解耦。利用强化学习中的上下文MAB算法，在每个相干时间块内根据上下文信息和奖励反馈来设计IRS相移矩阵。接着，采用迫零方法设计预编码，并引入贪婪法来选择每一时刻的动作，以避免陷入局部最优。仿真结果表明，与现有的算法相比，所提出的算法能够实现更高的有效频谱效率。