In this paper, the problem of sum-rate maximization for an active reconfigurable intelligent surface (RIS) assisted downlink rate-splitting multiple access (RSMA) transmission system is studied. In the considered model, the active RIS is deployed to overcome severe power attenuation, which is caused by the cumulative product of RIS incidence path loss and the reflection path loss. Since the active RIS can adjust both the phase and the amplitude of the incident signal simultaneously, the RIS control scheme requires delicate design to improve RSMA communication performance. To address this issue, a sum-rate maximization problem is formulated to jointly optimize the beamforming vectors, rate allocation vector, and RIS precoding matrix. To solve this non-convex sum-rate maximization problem, an iterative algorithm based on fractional programming (FP) and quadratic constraint quadratic programming (QCQP) is proposed. In particular, the proposed algorithm firstly decomposes the original problem into two subproblems, namely, 1) beamforming and rate allocation optimization and 2) active RIS precoding optimization. The corresponding variables of the two subproblems are optimized through sequential convex approximation (SCA) and block coordinate descent (BCD), respectively. Numerical results show that the proposed active RIS-aided RSMA system could increase the sum-rate by up to 45% over the conventional passive RIS-aided RSMA system with the same energy consumption.


翻译:本文研究了一种有源可重构智能表面辅助的下行速率分裂多址传输系统中总速率最大化问题。在所考虑模型中,部署有源可重构智能表面旨在克服由可重构智能表面入射路径损耗与反射路径损耗累乘效应导致的严重功率衰减。由于有源可重构智能表面可同时调控入射信号的相位与幅度,其控制方案需精密设计以提升速率分裂多址通信性能。针对该问题,本文建立了一个总速率最大化优化模型,需联合优化波束成形矢量、速率分配矢量及可重构智能表面预编码矩阵。为求解此非凸的总速率最大化问题,提出了一种基于分数规划与二次约束二次规划的迭代算法。该算法首先将原始问题分解为两个子问题:1)波束成形与速率分配联合优化;2)有源可重构智能表面预编码优化。两个子问题的变量分别通过序列凸近似与块坐标下降法进行优化。数值结果表明,在相同能耗条件下,所提有源可重构智能表面辅助的速率分裂多址系统相较于传统无源可重构智能表面辅助的速率分裂多址系统,总速率可提升高达45%。

0
下载
关闭预览

相关内容

【硬核书】树与网络上的概率,716页pdf
专知会员服务
77+阅读 · 2021年12月8日
专知会员服务
52+阅读 · 2020年12月14日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
78+阅读 · 2019年10月10日
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
IEEE ICKG 2022: Call for Papers
机器学习与推荐算法
3+阅读 · 2022年3月30日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
IEEE TII Call For Papers
CCF多媒体专委会
3+阅读 · 2022年3月24日
ACM TOMM Call for Papers
CCF多媒体专委会
2+阅读 · 2022年3月23日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13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
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 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年3月20日
Arxiv
19+阅读 · 2018年5月17日
VIP会员
最新内容
《无人机对海面作战影响评估》
专知会员服务
11+阅读 · 7月21日
印度精确打击与指挥架构的断层
专知会员服务
6+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
8+阅读 · 7月19日
相关VIP内容
【硬核书】树与网络上的概率,716页pdf
专知会员服务
77+阅读 · 2021年12月8日
专知会员服务
52+阅读 · 2020年12月14日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
78+阅读 · 2019年10月10日
相关资讯
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
IEEE ICKG 2022: Call for Papers
机器学习与推荐算法
3+阅读 · 2022年3月30日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
IEEE TII Call For Papers
CCF多媒体专委会
3+阅读 · 2022年3月24日
ACM TOMM Call for Papers
CCF多媒体专委会
2+阅读 · 2022年3月23日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13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
相关基金
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 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员