基于低分辨率DAC的IRS辅助去蜂窝大规模MIMO系统联合预编码设计

作者：李飞; 耿晨雨; 李汀; 季薇; 梁彦; 闫志伟

来源：信号处理, 2023, 39(06): 1070-1078.

DOI：10.16798/j.issn.1003-0530.2023.06.012

• 去蜂窝大规模MIMO
• 智能反射面
• 低分辨率DAC
• 联合预编码

本文研究了下行链路智能反射面（Intelligent Reflective Surface, IRS）辅助去蜂窝大规模MIMO(Cell-Free Massive Multiple-Input Multiple-Output)系统，其中每个接入点（Access Point, AP）都采用了低分辨率的数模转换器（Digital-to-Analog Converters,DAC）。本文将IRS应用于去蜂窝系统并在AP处配备低分辨率DAC，进一步降低了硬件成本和功耗。采用加性量化噪声模型对低分辨率DAC进行数学建模，进而建立了下行链路用户和速率的表达式。由于公式具有非凸性和高复杂性，本文提出了一个交替优化框架来解决此问题，从而提高用户和速率。特别地，我们通过分数规划解耦这个问题，并采用拉格朗日乘子法和半定规划（Semi-Definite Programming,SDP）方法求得预编码矩阵和相移矩阵的表达式。最后，仿真结果表明，与传统的去蜂窝网络相比，该方案下的网络容量可以显著提高。

• 单位
  通信与信息工程学院; 南京邮电大学