Superficies Inteligentes Reconfigurables Asistidas por NOMA mmWave: Optimización Conjunta de Asignación de Potencia, Desfasajes de Fase y Formación de Haz Híbrida

En este artículo, se analiza un sistema de acceso múltiple no ortogonal (NOMA) de ondas milimétricas (mmWave) asistido por una superficie inteligente reconfigurable (RIS). En particular, consideramos un sistema NOMA mmWave de enlace descendente asistido por RIS con una estructura de formación de haz híbrida. Para maximizar la tasa de suma alcanzable bajo una restricción de tasa mínima para los usuarios y una restricción de potencia de transmisión máxima, se formula un problema conjunto de desfasajes de fase de RIS, formación de haz híbrida y asignación de potencia. Para resolver este problema de optimización no convexo, desarrollamos un algoritmo de optimización alternante (AO). Específicamente, primero, el problema no convexo se transforma en tres subproblemas, es decir, asignación de potencia, optimización conjunta de desfasajes de fase y formación de haz analógica, y diseño de formación de haz digital. Luego, resolvemos el problema de asignación de potencia manteniendo fijos los desfasajes de fase del RIS y la formación de haz híbrida. Finalmente, dado el matriz de asignación de potencia, se utilizan un método basado en optimización de variedades alternantes (AMO) y un método basado en aproximación convexa sucesiva (SCA) para diseñar los desfasajes de fase, la formación de haz analógica y la formación de haz de transmisión, respectivamente. Los resultados numéricos revelan que el algoritmo AO propuesto supera a los esquemas existentes en términos de tasa de suma. Además, en comparación con un sistema NOMA mmWave convencional sin RIS, el sistema NOMA mmWave asistido por RIS es capaz de mejorar la tasa de suma alcanzable.