In this paper, a wideband cell-free multi-stream multi-user Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) system is considered operating within a smart wireless environment enabled by multiple Beyond Diagonal Reconfigurable Intelligent Surfaces (BDRISs). A novel decentralized active and passive beamforming framework, robust to imperfect channel state availability and with minimal cooperation among the system's multiple Base Stations (BSs) for deciding the final configurations of the shared BDRISs, is proposed, which aims to substantially reduce the overhead inherent in centralized solutions necessitating a central processing unit of high computational power. By considering a Dynamic Group-Connected (DGC) BDRIS architecture with frequency-selective responses per unit element, we formulate the system's sum-rate maximization problem with respect to the tunable capacitances and permutation matrices of the BDRISs as well as the precoding matrices of the BSs, which is solved via successive concave approximation and alternating projections as well as consensus-based updates for the BDRISs' design. Through extensive simulation results, it is showcased that the proposed robust decentralized cooperative approach with diverse BDRIS architectures outperforms non-cooperation benchmarks. It is also demonstrated that the considered DGC BDRIS architecture is able to provide sum-rate performance gains sufficiently close to the more complex fully-connected BDRIS structure.


翻译:本文研究了一种在由多个超对角可重构智能表面(BDRIS)赋能的智能无线环境中运行的宽带无蜂窝多流多用户多输入多输出(MIMO)正交频分复用(OFDM)系统。我们提出了一种新颖的去中心化主动与被动波束成形框架,该框架对不完善的信道状态信息具有鲁棒性,且系统内多个基站(BS)在确定共享BDRIS最终配置时仅需最小程度的协作,旨在显著降低集中式解决方案中因需要高计算能力中央处理单元而产生的固有开销。通过考虑一种具有单元频率选择性响应的动态组连接(DGC)BDRIS架构,我们以BDRIS的可调电容与置换矩阵以及基站的预编码矩阵为变量,构建了系统总速率最大化问题,并通过逐次凹逼近、交替投影以及基于共识的BDRIS设计更新算法进行求解。大量仿真结果表明,所提出的鲁棒去中心化协作方法结合多种BDRIS架构,其性能优于非协作基准方案。同时证明,所考虑的DGC BDRIS架构能够提供与更复杂的全连接BDRIS结构足够接近的总速率性能增益。

0
下载
关闭预览

相关内容

多智能体强化学习(MARL)近年研究概览
PaperWeekly
38+阅读 · 2020年3月15日
CVPR2019教程《胶囊网络(Capsule Networks)综述》,附93页PPT
GAN生成式对抗网络
29+阅读 · 2019年6月21日
新年快乐!无人机测控通信自组网技术综述
无人机
31+阅读 · 2019年2月5日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2017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 · 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 · 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
VIP会员
最新内容
人工智能赋能无人机:俄乌战争(万字长文)
专知会员服务
5+阅读 · 今天6:56
国外海军作战管理系统与作战训练系统
专知会员服务
2+阅读 · 今天4:16
美军条令《海军陆战队规划流程(2026版)》
专知会员服务
10+阅读 · 今天3:36
《压缩式分布式交互仿真标准》120页
专知会员服务
4+阅读 · 今天3:21
《电子战数据交换模型研究报告》
专知会员服务
6+阅读 · 今天3:13
《基于Transformer的异常舰船导航识别与跟踪》80页
《低数据领域军事目标检测模型研究》
专知会员服务
6+阅读 · 今天2:37
【CMU博士论文】物理世界的视觉感知与深度理解
专知会员服务
10+阅读 · 4月22日
相关VIP内容
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2017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 · 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 · 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
Top
微信扫码咨询专知VIP会员