再構成可能なインテリジェントサーフェス支援mmWave NOMA：共同パワー割り当て、位相シフト、およびハイブリッドビームフォーミング最適化

本論文では、再構成可能なインテリジェントサーフェス（RIS）支援のミリ波（mmWave）非直交多重接続（NOMA）システムについて分析します。特に、ハイブリッドビームフォーミング構造を持つRIS支援のmmWave-NOMAダウンリンクシステムを考慮します。ユーザーに対する最小レート制約と最大送信電力制約の下で達成可能な合計レートを最大化するために、RISの位相シフト、ハイブリッドビームフォーミング、パワー割り当ての問題を共同で定式化します。この非凸最適化問題を解決するために、交互最適化（AO）アルゴリズムを開発します。具体的には、最初に非凸問題を3つの副問題、すなわちパワー割り当て、共同位相シフトおよびアナログビームフォーミング最適化、およびデジタルビームフォーミング設計に変換します。次に、RISの位相シフトとハイブリッドビームフォーミングを固定したままパワー割り当ての問題を解決します。最後に、パワー割り当て行列が与えられた上で、交互多様体最適化（AMO）に基づく手法と連続凸近似（SCA）に基づく手法を用いて、それぞれ位相シフト、アナログビームフォーミング、および送信ビームフォーミングを設計します。数値結果は、提案されたAOアルゴリズムが合計レートの点で既存のスキームよりも優れていることを示しています。さらに、RISなしの従来のmmWave-NOMAシステムと比較して、提案されたRIS支援mmWave-NOMAシステムは達成可能な合計レートを改善する能力を持っています。