Intelligent reflecting surface (IRS) can be densely deployed in wireless networks to significantly enhance the communication channels. In this letter, we consider the downlink transmission from a multi-antenna base station (BS) to a single-antenna user, by exploiting the cooperative passive beamforming (CPB) and line-of-sight (LoS) path diversity gains of multi-IRS signal reflection. Unlike existing works where only one single multi-IRS reflection path from the BS to user is selected, we propose a new and more general {\it \textbf{multi-path beam routing}} scheme. Specifically, the BS sends the user's information signal via multiple orthogonal active beams (termed as {\it \textbf{active beam splitting}}), which point towards different IRSs. Then, these beamed signals are subsequently reflected by selected IRSs via their CPB in different paths, and finally coherently combined at the user's receiver (thus named {\it \textbf{passive beam combining}}). For this scheme, we formulate a new multi-path beam routing design problem to jointly optimize the number of IRS reflection paths, the selected IRSs for each of the reflection paths, the active/passive beamforming at the BS/each selected IRS, as well as the BS's power allocation over different active beams, so as to maximize the received signal power at the user. To solve this challenging problem, we first derive the optimal BS/IRS beamforming and BS power allocation for a given set of reflection paths. The clique-based approach in graph theory is then applied to solve the remaining multi-path selection problem efficiently. Simulation results show that our proposed multi-path beam routing scheme significantly outperforms its conventional single-path beam routing special case.


翻译:智能反射表面( IRS) 可以在无线网络中密集部署, 以大大增强通信频道。 这封信中, 我们考虑从多电脉冲基站( BS) 向单一电脉冲用户的下行传输, 利用多IRS信号反射的合作性被动波束成形( CPB) 和直观( LOS) 路径多样性增益 。 与现有的工程不同, 在现有工程中, 从 BS 到用户只选择一个单一的多个IRS 反射路径, 我们提议一个新的和更多的通用的 propletbf{ 多路程。 具体来说, BS 通过多电流向用户发送信息信号信号信号信号信号信号, S 以多个或多线流的方式发送信息信号信号信号信号, 然后, 这些光线信号随后被选中的IRs 以不同路径通过 CPBPO 向用户选择, 最后在用户的直径流/ 的直径反射中, 我们将一个新的直径- 直径- 直线反射/ 将S 快速的直径对每个路路路路进行演示。

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