Energy Efficiency and Spectral Efficiency Tradeoff in RIS-Aided Multiuser MIMO Uplink Transmission

预编码 电信线路 信道状态信息 波束赋形 计算机科学 光谱效率 多输入多输出 传输(电信) 高效能源利用 架空(工程) 基站 数学优化 无线 电子工程 数学 电信 工程类 电气工程 操作系统
作者
Li You,Jiayuan Xiong,Derrick Wing Kwan Ng,Chau Yuen,Wenjin Wang,Xiqi Gao
出处
期刊:IEEE Transactions on Signal Processing [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:69: 1407-1421 被引量:189
标识
DOI:10.1109/tsp.2020.3047474
摘要

The emergence of reconfigurable intelligent surfaces (RISs) enables us to establish programmable radio wave propagation that caters for wireless communications, via employing low-cost passive reflecting units. This work studies the non-trivial tradeoff between energy efficiency (EE) and spectral efficiency (SE) in multiuser multiple-input multiple-output (MIMO) uplink communications aided by a RIS equipped with discrete phase shifters. For reducing the required signaling overhead and energy consumption, our transmission strategy design is based on the partial channel state information (CSI), including the statistical CSI between the RIS and user terminals (UTs) and the instantaneous CSI between the RIS and the base station. To investigate the EE-SE tradeoff, we develop a framework for the joint optimization of UTs' transmit precoding and RIS reflective beamforming to maximize a performance metric called resource efficiency (RE). For the design of UT's precoding, it is simplified into the design of UTs' transmit powers with the aid of the closed-form solutions of UTs' optimal transmit directions. To avoid the high complexity in computing the nested integrals involved in the expectations, we derive an asymptotic deterministic objective expression. For the design of the RIS phases, an iterative mean-square error minimization approach is proposed via capitalizing on the homotopy, accelerated projected gradient, and majorization-minimization methods. Numerical results illustrate the effectiveness and rapid convergence rate of our proposed optimization framework.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
酷波er应助简单平蓝采纳,获得10
1秒前
疯狂的小肥哥完成签到,获得积分10
1秒前
sherry221完成签到,获得积分10
1秒前
Delili发布了新的文献求助10
2秒前
pcyang完成签到,获得积分10
3秒前
华仔应助安桥采纳,获得10
3秒前
三个哈卡完成签到,获得积分10
3秒前
冷静灵竹发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
Wd完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
cc完成签到,获得积分20
4秒前
安静问梅完成签到,获得积分10
5秒前
Sea_U完成签到,获得积分0
5秒前
Cynthia完成签到 ,获得积分10
5秒前
肉片牛帅帅完成签到,获得积分10
5秒前
petrichor完成签到,获得积分10
6秒前
忐忑的远山完成签到,获得积分10
6秒前
舒心完成签到,获得积分10
6秒前
勤恳的彤完成签到,获得积分10
7秒前
风夏完成签到,获得积分10
7秒前
Orange应助hannahyyt采纳,获得10
7秒前
8秒前
霜二完成签到 ,获得积分10
8秒前
LXX-k完成签到,获得积分10
8秒前
华仔应助zzz采纳,获得10
9秒前
虚幻姒完成签到,获得积分10
9秒前
dou完成签到 ,获得积分10
9秒前
学术学习发布了新的文献求助10
9秒前
甜北枳完成签到,获得积分10
10秒前
byyyy完成签到,获得积分10
11秒前
多情的灵安完成签到,获得积分10
11秒前
华仔应助HappyStarCat采纳,获得10
11秒前
zxzxzxzxzx发布了新的文献求助10
11秒前
战斗暴龙兽完成签到,获得积分10
11秒前
蓝豆子完成签到 ,获得积分10
12秒前
小海豹完成签到,获得积分10
12秒前
江鹿柒柒发布了新的文献求助20
12秒前
自觉的傥完成签到,获得积分10
12秒前
Sandy应助三三来此采纳,获得20
12秒前
高分求助中
The Mother of All Tableaux Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 2400
Ophthalmic Equipment Market by Devices(surgical: vitreorentinal,IOLs,OVDs,contact lens,RGP lens,backflush,diagnostic&monitoring:OCT,actorefractor,keratometer,tonometer,ophthalmoscpe,OVD), End User,Buying Criteria-Global Forecast to2029 2000
Optimal Transport: A Comprehensive Introduction to Modeling, Analysis, Simulation, Applications 800
Official Methods of Analysis of AOAC INTERNATIONAL 600
ACSM’s Guidelines for Exercise Testing and Prescription, 12th edition 588
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 500
T/CIET 1202-2025 可吸收再生氧化纤维素止血材料 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3953597
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3499217
关于积分的说明 11094578
捐赠科研通 3229785
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1785744
邀请新用户注册赠送积分活动 869499
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 801478