As a new technology to reconfigure wireless communication environment by signal reflection controlled by software, intelligent reflecting surface (IRS) has attracted lots of attention in recent years. Compared with conventional relay system, the relay system aided by IRS can effectively reduce the cost and energy consumption, and significantly enhance the system performance. However, the phase quantization error generated by IRS with discrete phase shifter may degrade the receiving performance of the receiver. To analyze the performance loss caused by IRS phase quantization error, based on the law of large numbers and Rayleigh distribution, the closed-form expressions for the signal-to-noise ratio (SNR) performance loss and achievable rate of the IRS-aided amplify-and-forward (AF) relay network, which are related to the number of phase shifter quantization bits, are derived under the line-of-sight (LoS) channels and Rayleigh channels, respectively. Moreover, their approximate performance loss closed-form expressions are also derived based on the Taylor series expansion. Simulation results show that the performance losses of SNR and achievable rate decrease with the number of quantization bits increases gradually. When the number of quantization bits is larger than or equal to 3, the SNR performance loss of the system is smaller than 0.23dB, and the achievable rate loss is less than 0.04bits/s/Hz, regardless of the LoS channels or Rayleigh channels.


翻译:作为一种通过软件控制信号反射来重构无线通信环境的新技术,智能反射表面(IRS)近年来引起了广泛关注。与传统中继系统相比,IRS辅助的中继系统能有效降低成本和能耗,并显著提升系统性能。然而,采用离散相位偏置器的IRS产生的相位量化误差可能降低接收端的接收性能。为分析IRS相位量化误差导致的性能损失,基于大数定律和瑞利分布,分别在视距(LoS)信道和瑞利信道下推导了与相位偏置器量化比特数相关的IRS辅助放大转发(AF)中继网络信噪比(SNR)性能损失和可达速率的闭式表达式。此外,基于泰勒级数展开还推导了其近似性能损失闭式表达式。仿真结果表明,SNR和可达速率的性能损失随量化比特数增加逐渐减小。当量化比特数大于或等于3时,无论是在LoS信道还是瑞利信道下,系统的SNR性能损失均小于0.23dB,可达速率损失小于0.04bits/s/Hz。

0
下载
关闭预览

相关内容

Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
35+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
37+阅读 · 2019年11月7日
VIP会员
最新内容
博士论文 | 面向大模型推理的内存高效算法
专知会员服务
0+阅读 · 7月27日
美空军新型反无人机部队初探
专知会员服务
4+阅读 · 7月27日
《防空交战流程的概率建模研究》
专知会员服务
6+阅读 · 7月27日
ICML 2026 教程 | 数值优化理论还重要吗?
专知会员服务
5+阅读 · 7月26日
ICM 2026 | 陶哲轩:人工智能时代的数学
专知会员服务
9+阅读 · 7月26日
《反无人机交战场景下的战斗归零研究》
专知会员服务
7+阅读 · 7月26日
博士论文 | 用代码结构感知方法推进代码大模型
相关VIP内容
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员