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有源可重构网络中的联合波束优化与功率控制

Beamforming and power control for active ris-enabled networks
雷芳
陈传阳
胡鑫
重庆邮电大学 通信与信息工程学院, 重庆 400065

摘要

针对无源可重构智能表面(Reconfigurable Intelligent Surfaces,RIS)系统中由“乘性衰落”效应引入的高路径损耗问题,提出一种面向多用户通信场景的低复杂度、高能效有源RIS联合优化方案。该方案以加权和速率(Weighted Sum Rate,WSR)最大化为目标,在基站与RIS功率约束下,通过闭式分数规划(Fractional Programming,FP)方法将原始非凸问题转化为等价的可分解子问题,并在块坐标下降(Block Coordinate Descent,BCD)框架下,交替优化基站发射波束与RIS反射预编码矩阵,实现高效的系统性能提升。在RIS反射矩阵优化过程中,采用主化最小化(Majorization-Minimization,MM)策略,构造封闭形式的下界函数,将求解过程简化为矩阵-向量乘法与投影操作,相较CVX方法可降低约O(N1.5)的复杂度;相比基于二分搜索的近似解法,所提算法在相似计算复杂度下表现出更优的收敛性与性能。仿真结果表明:所提方案在15dBm功率预算下,WSR较CVX方案提升了27.67%。同时,仅需约5dBm的功率预算即可达到相同性能,能量开销降低约10dB,显著提升了系统能效,适用于大规模RIS系统的快速部署。

基金项目

重庆市自然科学基金创新发展联合基金(中国星网)资助项目(CSTB2023NSCQ-LZX0114)

出版信息

DOI: 10.19734/j.issn.1001-3695.2025.05.0164
出版期卷: 《计算机应用研究》 优先出版, 2025年第42卷 第12期

发布历史

[2025-08-21] 优先出版

引用本文

雷芳, 陈传阳, 胡鑫. 有源可重构网络中的联合波束优化与功率控制 [J]. 计算机应用研究, 2025, 42 (12). (2025-08-21). https://doi.org/10.19734/j.issn.1001-3695.2025.05.0164. (Lei Fang, Chen Chuanyang, Hu Xin. Beamforming and power control for active ris-enabled networks [J]. Application Research of Computers, 2025, 42 (12). (2025-08-21). https://doi.org/10.19734/j.issn.1001-3695.2025.05.0164. )

关于期刊

  • 计算机应用研究 月刊
  • Application Research of Computers
  • 刊号 ISSN 1001-3695
    CN  51-1196/TP

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