IRS辅助的MIMO全双工：不完美CSI下的速率分析与波束成形
摘要：智能反射表面（IRS）已经成为提高无线通信系统性能的一项有前景的技术。通过积极操纵无线传播环境，IRS使得信号的传输和接收更加高效。近年来，IRS与全双工（FD）通信的集成受到了广泛关注，因为它有潜力进一步提高频谱和能量效率。IRS辅助的FD系统结合了IRS和FD技术的优势，为下一代蜂窝系统提供了强大的解决方案。在本文中，我们提出了一种新颖的方法，用于加权和速率最大化的多输入多输出（MIMO）FD系统中同时优化主动和被动波束成形，并借助IRS辅助。考虑到在实际场景中获得完美信道状态信息（CSI）的困难，我们考虑了不完美的CSI，并提出了一种具有统计鲁棒性的波束成形策略，以最大化符号误码率（WSR）。此外，我们通过推导下界和上界，对在不完美CSI条件下，IRS辅助的MIMO FD系统的可实现WSR进行了分析。为了解决符号误码率最大化问题，我们采用了预期加权最小均方误差（EWMMSE）的概念，该概念利用了预期误差协方差矩阵的信息，并确保收敛到局部最优解。通过广泛的模拟评估了我们提出的设计的有效性。结果表明，相比于不考虑CSI误差的简化波束成形方法，我们的鲁棒方法在性能上有显著的改进，并且在性能上也明显优于鲁棒的半双工（HD）系统。
作者：Chandan Kumar Sheemar, Sourabh Solanki, Jorge Querol, Sumit Kumar and Symeon Chatzinotas
论文ID：2308.08579
分类：Signal Processing
分类简称：eess.SP
提交时间：2023-08-21