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
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
刚刚
一声空完成签到,获得积分10
刚刚
Amao发布了新的文献求助10
1秒前
xianglinnnn完成签到,获得积分10
3秒前
ZHOU完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
555完成签到 ,获得积分10
4秒前
Selonfer发布了新的文献求助30
4秒前
luqianling发布了新的文献求助80
5秒前
陈皮完成签到 ,获得积分10
5秒前
慕青应助藤大阳采纳,获得10
5秒前
孔明不在空城完成签到 ,获得积分10
7秒前
万岁完成签到 ,获得积分10
8秒前
雨林发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
9秒前
vina发布了新的文献求助10
10秒前
xingxing发布了新的文献求助10
11秒前
cocolu给PangSir的求助进行了留言
12秒前
14秒前
山月应助袁悠悠采纳,获得10
14秒前
14秒前
15秒前
Www发布了新的文献求助10
15秒前
cocolu应助kk采纳,获得30
15秒前
明明勇勇乐完成签到 ,获得积分10
15秒前
操所有人完成签到 ,获得积分10
18秒前
薄荷完成签到 ,获得积分10
18秒前
打打应助科研通管家采纳,获得10
19秒前
CucRuotThua完成签到,获得积分10
19秒前
19秒前
20秒前
see关闭了see文献求助
21秒前
归尘发布了新的文献求助10
22秒前
22秒前
cocolu应助zc32q采纳,获得10
22秒前
kingwill应助幽默的寻雪采纳,获得20
24秒前
24秒前
123完成签到,获得积分10
26秒前
fuueer完成签到 ,获得积分10
27秒前
高分求助中
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2500
Востребованный временем 2500
Hopemont Capacity Assessment Interview manual and scoring guide 1000
Classics in Total Synthesis IV: New Targets, Strategies, Methods 1000
Neuromuscular and Electrodiagnostic Medicine Board Review 700
Mantids of the euro-mediterranean area 600
Mantodea of the World: Species Catalog Andrew M 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 材料科学 生物 工程类 有机化学 生物化学 纳米技术 内科学 物理 化学工程 计算机科学 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 细胞生物学 免疫学 电极
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3441499
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3038123
关于积分的说明 8970625
捐赠科研通 2726409
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1495471
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 691208
邀请新用户注册赠送积分活动 688212