H-CRAN中IRS辅助的D2D系统资源分配与RCG波束成形优化

• Published in: Dianxin Kexue Vol. 40; no. 7; pp. 76 - 87
• Main Authors: 许晓荣, 薛纪守, 吴俊, 包建荣
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 中国通信学会 20.07.2024; 人民邮电出版社有限公司; 杭州电子科技大学通信工程学院,浙江 杭州 310018; Beijing Xintong Media Co., Ltd
• Subjects: d2d通信; 异构云无线电接入网; 智能反射面; 逐次凸逼近; 黎曼共轭梯度; 黎曼共轭梯度; D2D通信; 异构云无线电接入网; 智能反射面; 逐次凸逼近; intelligent reflecting surface; Riemannian conjugate gradient; successive convex approximation; heterogeneous cloud radio access network; device-to-device communica-tions
• ISSN: 1000-0801
• DOI: 10.11959/j.issn.1000-0801.2024191

以异构云无线电接入网（heterogeneous cloud radio access network, H-CRAN）中智能反射面（intelligent reflecting surface, IRS）辅助的端到端（device-to-device, D2D）通信系统为背景，研究了该系统中以和速率最大化为目标的资源分配与黎曼共轭梯度（Riemannian conjugate gradient, RCG）波束成形优化方法。以最大化系统和速率为优化目标，构造子信道复用系数、发射功率门限以及IRS反射系数模约束等多约束优化问题。对于该非线性混合整数规划问题，提出了一种基于相对信道强度的延迟接受算法，以获得信道复用系数。随后将目标优化问题分解为两个子问题进行交替优化。对于发射功率优化子问题，使用逐次凸逼近（successive convex approximation, SCA）方法进行求解。对于IRS波束成形子问题，将IRS相移约束转化为复圆流形后，采用RCG算法进行求解。仿真结果表明，当IRS反射阵源数为50、基站最大发射功率为46 dBm时，与现有信道分配方案和随机信道分配方案相比，所提信道分配方案的和速率性能分别提高了5.2 bit/（s·Hz）和14.6 bit/（s·Hz）。与无IRS通信场景相比，部署IRS的和速率性能显著提高约31.2 bit/（s·Hz）。