Intelligent reflecting surface (IRS) is a promising technology that enables the precise control of the electromagnetic environment in future wireless communication networks. To leverage the IRS effectively, the acquisition of channel state information (CSI) is crucial in IRS-assisted communication systems, which, however, is challenging. In this paper, we propose the optimal pilot power allocation strategy for the channel estimation of IRS-assisted communication systems, which is capable of further improving the achievable rate performance with imperfect CSI. More specifically, first of all, we introduce a multi-IRS-assisted communication system in the face of practical channel estimation errors. Furthermore, the ergodic capacity with imperfect CSI is derived in an explicit closed-form expression under the single-input single-output (SISO) consideration. Secondly, we formulate the optimization problem of maximizing the ergodic capacity with imperfect CSI, subject to the constraint of the average uplink pilot power. Thirdly, the method of Lagrange multipliers is invoked to solve the ergodic rate maximizing problem and thus to obtain the optimal pilot power allocation strategy. The resultant pilot power allocation solution suggests allocating more amount of power to the pilots for estimating the weak reflection channels. Besides, we also elaborate on the expense of the proposed pilot power allocation strategy upon analyzing the peak-to-average-power ratio (PAPR) increase quantitatively. Finally, the extensive simulation results verify our analysis and reveal some interesting results. For example, for the user in the vicinity of a large IRS, it is suggested to switch off other IRSs and only switch on the IRS nearest the user; For the user near a small IRS, it is better to switch on all IRSs and perform the optimal pilot power allocation for enhancing the achievable rate performance.


翻译:智能反射表面(IRS)是一种很有希望的技术,能够在未来无线通信网络中准确控制电磁环境。为了有效地利用IRS,获取频道状态信息(CSI)在IRS协助的通信系统中至关重要,然而,这具有挑战性。在本文件中,我们提出了对IRS协助的通信系统进行频道估计的最佳试点权力分配战略,这能够进一步提高可实现的速率性能,而CSI则不完善。更具体地说,我们面对实际的频道估算错误,引入一个多IRS协助的通信系统。此外,在IRS有效运用电磁环境时,使用不完善的CSI来获取频道状态信息。此外,在单输入单输入单输出(SISO)的通信系统中,获取频道状态状态信息状态信息状态信息状态信息状态信息状态信息状态信息状态信息状态信息状态信息(CSI)的获取能力(CSI)是明确的封闭式表达式表达方式表达方式。 在平均上连接试验力的制约下,我们使用IGrange 方法来解决可实现最大电流电流电流率率最大化问题,从而获得最佳的试算配置战略。,在最短的用户配置中,我们将最接近的动力配置中,在最高级的动力状态分析中,在演示中可以提高所有驱动力力度上,在演示中,在演示中可以提高所有最强力力力力力力力度上,在进行。

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