Weighted Sum-Rate Maximization for Reconfigurable Intelligent Surface Aided Wireless Networks

计算机科学 波束赋形 电信线路 信道状态信息 无线 频道(广播) 无线网络 计算复杂性理论 接头(建筑物) 最大化 算法 数学优化 电信 数学 建筑工程 工程类
作者
Huayan Guo,Ying‐Chang Liang,Jie Chen,Erik G. Larsson
出处
期刊:IEEE Transactions on Wireless Communications [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:19 (5): 3064-3076 被引量:673
标识
DOI:10.1109/twc.2020.2970061
摘要

Reconfigurable intelligent surfaces (RIS) is a promising solution to build a programmable wireless environment via steering the incident signal in fully customizable ways with reconfigurable passive elements. In this paper, we consider a RIS-aided multiuser multiple-input single-output (MISO) downlink communication system. Our objective is to maximize the weighted sum-rate (WSR) of all users by joint designing the beamforming at the access point (AP) and the phase vector of the RIS elements, while both the perfect channel state information (CSI) setup and the imperfect CSI setup are investigated. For perfect CSI setup, a low-complexity algorithm is proposed to obtain the stationary solution for the joint design problem by utilizing the fractional programming technique. Then, we resort to the stochastic successive convex approximation technique and extend the proposed algorithm to the scenario wherein the CSI is imperfect. The validity of the proposed methods is confirmed by numerical results. In particular, the proposed algorithm performs quite well when the channel uncertainty is smaller than 10%.
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