This work investigates the effect of double intelligent reflecting surface (IRS) in improving the spectrum efficient of multi-user multiple-input multiple-output (MIMO) network operating in the millimeter wave (mmWave) band. Specifically, we aim to solve a weighted sum rate maximization problem by jointly optimizing the digital precoding at the transmitter and the analog phase shifters at the IRS, subject to the minimum achievable rate constraint. To facilitate the design of an efficient solution, we first reformulate the original problem into a tractable one by exploiting the majorization-minimization (MM) method. Then, a block coordinate descent (BCD) method is proposed to obtain a suboptimal solution, where the precoding matrices and the phase shifters are alternately optimized. Specifically, the digital precoding matrix design problem is solved by the quadratically constrained quadratic programming (QCQP), while the analog phase shift optimization is solved by the Riemannian manifold optimization (RMO). The convergence and computational complexity are analyzed. Finally, simulation results are provided to verify the performance of the proposed design, as well as the effectiveness of double-IRS in improving the spectral efficiency.


翻译:这项工作调查了双智能反射表面(IRS)在提高在毫米波(mmWave)波段运行的多用户多投入多输出输出(MIMO)网络的频谱效率方面的影响。具体地说,我们的目标是通过在最低可实现速率限制条件下,联合优化发射机的数字预编码和IRS的模拟相位转换器,解决加权总和最大化问题。为了便于设计高效的解决方案,我们首先利用主要化-最小化(MMM)方法将最初的问题改写为可移动的问题。然后,建议采用块协调下沉法(BCD),以获得亚最佳的解决方案,即预编码矩阵和相位转换器交替优化。具体地说,数字预编码矩阵设计问题由四进制受限的四进制程序(QQQP)解决,而模拟阶段调整优化则由Riemannian 多重优化(RMO)解决。最后,对合并和计算的复杂性进行了分析,以模拟结果核实拟议的设计绩效,同时提高光谱系统的效率。

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