It is challenging to precisely configure the phase shifts of the reflecting elements at the reconfigurable intelligent surface (RIS) due to inherent hardware impairments (HIs). In this paper, the mean square error (MSE) performance is investigated in an RIS-aided single-user multiple-input multipleoutput (MIMO) communication system with transceiver HIs and RIS phase noise. We aim to jointly optimize the transmit precoder, linear received equalizer, and RIS reflecting matrices to minimize the MSE. To tackle this problem, an iterative algorithm is proposed, wherein the beamforming matrices are alternately optimized. Specifically, for the beamforming optimization subproblem, we derive the closed-form expression of the optimal precoder and equalizer matrices. Then, for the phase shift optimization subproblem, an efficient algorithm based on the majorization-minimization (MM) method is proposed. Simulation results show that the proposed MSE-based RIS-aided transceiver scheme dramatically outperforms the conventional system algorithms that do not consider HIs at both the transceiver and the RIS.


翻译:由于固有的硬件缺陷(HIS),精确地配置可重新配置智能表面(RIS)的反射元素的相位移具有挑战性。在本文中,平均方差(MSE)的性能通过一个有收发器HI和RIS阶段噪音的TRIM(MIMO)通信系统来调查。我们的目标是共同优化传输预编码器、线性接收平衡器和RIS反映矩阵,以最大限度地减少 MSE。为了解决这个问题,提出了一种迭代算法,其中波形成型矩阵可以替代优化。具体地说,对于波形优化优化的子问题,我们得出了最佳预编码器和平衡器矩阵的封闭式表达方式。然后,为分阶段转移优化子问题,提出了基于主要-最小化(MMM)方法的有效算法。模拟结果表明,拟议的基于MSE(ISE)辅助转录器的转录器系统算法大大超出常规系统算法的完美度,而在转盘和转录器中不考虑HIS。

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