To make a good balance between performance, cost, and power consumption, a hybrid intelligent reflecting surface (IRS)-aided directional modulation (DM) network is investigated in this paper, where the hybrid IRS consists of passive and active reflecting elements. To maximize the achievable rate, two optimization algorithms, called maximum signal-to-noise ratio (SNR)-fractional programming (FP) (Max-SNR-FP) and maximum SNR-equal amplitude reflecting (EAR) (Max-SNR-EAR), are proposed to jointly design the beamforming vector and IRS phase shift matrix by alternately optimizing one and fixing another. The former employs the successive convex approximation and FP methods to solve the beamforming vector and hybrid IRS phase shift matrix, while the latter uses the maximum signal-to-leakage-noise ratio method and the criteria of phase alignment and EAR to design them. Simulation results show that the rates harvested by the proposed two methods are slightly lower than that of active IRS with higher power consumption, which are 35 percent higher than those of no IRS and random phase IRS, while passive IRS achieves only about 17 percent rate gain over the latter. Moreover, compared to Max-SNR-FP, the proposed Max-SNR-EAR method makes an obvious complexity reduction at the cost of a slight rate performance loss.


翻译:为了在性能、成本和电力消耗之间取得良好的平衡,本文件对混合智能反映表面(IRS)辅助方向调制(DM)网络进行了调查,混合IRS由被动和主动反射元素组成。为了最大限度地提高可实现的速率,两个优化算法,称为最大信号对噪音比率(SNR)-不规则编程(FP)(Max-SNR-FP)和最高SNR均匀反射(EAR)(Max-SNR-EAR),提议通过交替优化一个和调整另一个来联合设计波形成形矢量和IRS阶段转换矩阵。前者使用连续的凝固近似法和FP方法来解决波形矢量和混合的IRS阶段变换矩阵,后者使用最大信号对泄漏对噪音比率(SNRIS)的最大信号对射线比率和阶段对等振动标准来设计。模拟结果显示,拟议的两种方法所获取的速率略低于主动的IRS电量消耗率,后者比IRS中IRS和IRS的低度率高出IRS的35%,而MARS的中度则仅次为MAS的中度,而使MARS-R-R的中度下降的低率仅的低。

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