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Energy Efficiency Optimization for Hybrid Active-Passive RIS Aided Communications: A Novel Dynamic Subarray-Based Architecture
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DOI：10.1109/TWC.2025.3636588.png)
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摘要
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可重构智能表面（RIS）作为一种有望显著提升未来无线网络通信性能的先进技术已崭露头角。为克服被动式RIS的乘性衰落效应和主动式RIS的高能耗问题，我们提出了一种新颖的基于动态子阵列的混合主动-被动RIS（HRIS）架构，其通过将所有反射单元划分为多个子RIS，每个子RIS均可灵活切换主动和被动模式。因此，所提出的基于子阵列的HRIS有望以最低成本和能耗实现最优系统性能。本文旨在最大化基于子阵列的HRIS辅助多用户多输入单输出（MISO）系统的能量效率（EE），其中基站（BS）的发射波束成形向量、模式切换矩阵以及主动和被动子RIS的反射矩阵需在满足各用户速率约束的条件下联合优化。为解决这一复杂问题，我们首先探索了所有用户中最小速率阈值下的可行域，进而开发了一种高效的两层基于连续凸近似（SCA）的迭代算法。在简化单用户场景下，我们还推导出关于最大化EE的最优主动-被动子RIS分配的一些有趣见解。研究表明，在基站发射功率较小时，采用更多主动子RIS部署于基于子阵列的HRIS有助于实现最大EE；相反，在基站发射功率高且HRIS反射功率较小时，应将更多子RIS切换至被动模式。数值仿真结果验证了所提出的动态子阵列HRIS相较于传统主动式和被动式RIS在EE性能上的显著优势。
Keyword:
Reconfigurable intelligent surface
dynamic active-passive sub-RISs allocation
energy efficiency maximization
beamforming design
期刊
IF:
10.7
论文数:
1.3W
被引数:
5.3W
机构
引用论文
Active Reconfigurable Intelligent Surfaces: Expanding the Frontiers of Wireless Communication-A Survey主动可重构智能表面: 扩展无线通信的前沿-一项调查
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