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KESIS 关于 RIS 辅助的 MIMO 系统中,信道估计误差导致预编码增益坍塌的问题

关于 RIS 辅助的 MIMO 系统中,信道估计误差导致预编码增益坍塌的问题

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通信搬砖人们好!

论文方向是智能超表面(RIS)辅助的下行多用户 MIMO 系统。目前在做 MATLAB 链路仿真,遇到了一个非常头秃的问题:

  1. 系统模型: 基站端 64 天线,RIS 128 单元,服务 4 个单天线用户。采用级联信道模型,预编码用的是经典的 WMMSE 算法。

  2. 遇到的坑: 在完美信道状态信息(Perfect CSI)下,我的和速率(Sum Rate)曲线非常漂亮,随着 SNR 增加呈线性增长。

    • 但是,当我引入 0.05 – 0.1 比例的信道估计误差(CSI Error)时,整个系统的性能出现了断崖式下跌。尤其在高 SNR 区域,Rate 曲线直接走平(Satuation),完全没有预期的增益。

  3. 已做尝试:

    • 检查了 RIS 的相位平移矩阵(Phase Shift Matrix),用了流形优化算法,初值也没问题。

    • 尝试加了稳健性(Robust)设计,引入了随机搜索,但复杂度太高,跑一组 BER 曲线要一个通宵,效率感人。

  4. 求助点:

    • 这种情况是不是因为 WMMSE 对信道极度敏感?有没有更抗噪的预编码算法(比如改进的 ZF 或者正交投影类算法)推荐?

    • 大家的 RIS 级联信道估计是怎么做的?我现在用的是 LS 估计,是不是必须要上压缩感知(CS)或者深度学习才能把误差压下来?

老板每天催我交最终数据,现在这个曲线根本没法写进论文里,求各位前辈捞一把!

刘亦轲 已回答的问题
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这太正常了。RIS 的级联信道(Cascaded Channel)维度太高,你用 LS(最小二乘) 估计的误差会被基站端和 RIS 端的双重噪声放大。 在高 SNR 下曲线走平,说明你的系统已经从噪声受限(Noise-limited)变成了干扰受限(Interference-limited)。 建议:

在 WMMSE 迭代里加入一个正则化项(Regularization),考虑进估计误差的协方差矩阵。

看看你的 RIS 单元是不是设成了连续相位?如果是离散相位(比如 1-bit 或 2-bit 量化),量化误差本身就是一种噪声源。

刘亦轲 已回答的问题