The joint uplink/downlink (JUD) design of simultaneously transmitting and reflecting reconfigurable intelligent surfaces (STAR-RIS) is conceived in support of both uplink (UL) and downlink (DL) users. Furthermore, the dual STAR-RISs (D-STAR) concept is conceived as a promising architecture for 360-degree full-plane service coverage including users located between the base station (BS) and the D-STAR and beyond. The corresponding regions are termed as primary (P) and secondary (S) regions. The primary STAR-RIS (STAR-P) plays an important role in terms of tackling the P-region inter-user interference, the self-interference (SI) from the BS and from the reflective as well as refractive UL users imposed on the DL receiver. By contrast, the secondary STAR-RIS (STAR-S) aims for mitigating the S-region interferences. The non-linear and non-convex rate-maximization problem formulated is solved by alternating optimization amongst the decomposed convex sub-problems of the BS beamformer, and the D-STAR amplitude as well as phase shift configurations. We also propose a D-STAR based active beamforming and passive STAR-RIS amplitude/phase (DBAP) optimization scheme to solve the respective sub-problems by Lagrange dual with Dinkelbach transformation, alternating direction method of multipliers (ADMM) with successive convex approximation (SCA), and penalty convex-concave procedure (PCCP). Our simulation results reveal that the proposed D-STAR architecture outperforms the conventional single RIS, single STAR-RIS, and half-duplex networks. The proposed DBAP in D-STAR outperforms the state-of-the-art solutions in the open literature.


翻译:针对同时透射与反射可重构智能表面(STAR-RIS)提出了联合上下行(JUD)设计方案,以支持上行(UL)和下行(DL)用户。进一步提出了双STAR-RIS(D-STAR)概念,作为一种有前景的架构,能够实现360度全平面服务覆盖,包括位于基站(BS)与D-STAR之间及其后方的用户。相应区域分别称为主区域(P)和次区域(S)。主STAR-RIS(STAR-P)在解决P区域用户间干扰、来自BS的自干扰(SI)以及反射/折射型上行用户对下行接收机产生的干扰方面发挥关键作用。相比之下,次STAR-RIS(STAR-S)旨在减轻S区域干扰。针对所构建的非线性非凸速率最大化问题,采用交替优化方法求解,将问题分解为BS波束成形、D-STAR幅度及相位配置的凸子问题。我们还提出了基于D-STAR的有源波束成形与无源STAR-RIS幅度/相位(DBAP)联合优化方案,通过结合Dinkelbach变换的拉格朗日对偶法、基于逐次凸近似(SCA)的交替方向乘子法(ADMM)以及惩罚凸凹过程(PCCP)分别求解各子问题。仿真结果表明,所提出的D-STAR架构优于传统单RIS、单STAR-RIS及半双工网络。D-STAR中的DBAP方案亦优于现有文献中的先进解决方案。

0
下载
关闭预览

相关内容

Surface 是微软公司( Microsoft)旗下一系列使用 Windows 10(早期为 Windows 8.X)操作系统的电脑产品,目前有 Surface、Surface Pro 和 Surface Book 三个系列。 2012 年 6 月 18 日,初代 Surface Pro/RT 由时任微软 CEO 史蒂夫·鲍尔默发布于在洛杉矶举行的记者会,2012 年 10 月 26 日上市销售。
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
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
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
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26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
3+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
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 · 2014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
VIP会员
最新内容
印度精确打击与指挥架构的断层
专知会员服务
4+阅读 · 7月20日
美空军AI完成F-16战斗机自主空战历史性试飞
专知会员服务
6+阅读 · 7月20日
深入Project Maven:为何人工智能在战场上依然失灵
锻造未来士兵:外骨骼、基因工程与赛博格
专知会员服务
7+阅读 · 7月19日
《无人机蜂群通信技术研究》50页
专知会员服务
11+阅读 · 7月19日
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
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
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26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
3+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
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 · 2014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