Due to their ability to create favorable line-of-sight (LoS) propagation environments, intelligent reflecting surfaces (IRSs) are regarded as promising enablers for future millimeter-wave (mm-wave) wireless communication. In this paper, we investigate channel estimation for IRS-assisted mm-wave multiple-input multiple-output (MIMO) {\color{black}wireles}s systems. By leveraging the sparsity of mm-wave channels in the angular domain, we formulate the channel estimation problem as an $\ell_1$-norm regularized optimization problem with fixed-rank constraints. To tackle the non-convexity of the formulated problem, an efficient algorithm is proposed by capitalizing on alternating minimization and manifold optimization (MO), which yields a locally optimal solution. To further reduce the computational complexity of the estimation algorithm, we propose a compressive sensing- (CS-) based channel estimation approach. In particular, a three-stage estimation protocol is put forward where the subproblem in each stage can be solved via low-complexity CS methods. Furthermore, based on the acquired channel state information (CSI) of the cascaded channel, we design a passive beamforming algorithm for maximization of the spectral efficiency. Simulation results reveal that the proposed MO-based estimation (MO-EST) and beamforming algorithms significantly outperform two benchmark schemes while the CS-based estimation (CS-EST) algorithm strikes a balance between performance and complexity. In addition, we demonstrate the robustness of the MO-EST algorithm with respect to imperfect knowledge of the sparsity level of the channels, which is crucial for practical implementations.


翻译:由于智能反射表面(IRS)能够创造出有利的观测线传播环境,智能反射表面(IRS)被视为未来毫米波(毫米波)无线通信的有希望的推进器。 在本文中,我们调查IRS辅助的毫米波多输出多输出输出(MIMO)系统的频道估计值。通过在角域内利用毫米波频道的广度,我们将频道估计问题设计成以固定级别限制的1美元/美元/美元/摄氏度常规化优化问题。为了解决所提出的问题的不兼容性,我们建议一种高效的算法,办法是将最小化和多重优化(MO)作为本地最佳解决方案。为了进一步降低估算算法的计算复杂性,我们提议采用基于压缩的感测(CS)频道估算法。特别是,在每一个阶段的次精确度估算法中,可以通过低度CSS级的低度标准度标准显示亚值的亚值优化度。此外,根据已获得的轨道优化和多重优化(C级算法) 系统设计结果,我们所获取的Sloverial-S-slational-al 的进度分析结果是Silal-sal-deal-deal-slation 。

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