Pré-codificação Conjunta para Sistemas Massivos MIMO Sem Célula com RIS Assistido em Largura de Banda THz

As redes massivas múltiplas entradas-múltiplas saídas (mMIMO) livres de células de terahertz (THz) foram projetadas como uma tecnologia promissora para alcançar maior capacidade de sistema, melhor desempenho e ultra-alta confiabilidade em redes 6G. No entanto, devido à atenuação severa e à dispersão limitada na transmissão THz, bem como ao alto consumo de energia para o aumento do número de pontos de acesso (APs), a melhoria adicional da capacidade da rede se torna um desafio. Superfícies inteligentes reconfiguráveis (RIS) foram introduzidas como uma solução de baixo custo para reduzir a implantação de APs e auxiliar na transmissão de dados. No entanto, devido à ultra-largura de banda e às características dependentes da frequência dos RISs, o efeito de divisão de feixe se tornou um obstáculo inevitável. Para compensar a degradação severa de desempenho causada pelo efeito de divisão de feixe, introduzimos camadas adicionais de atraso de tempo (TD) tanto nos pontos de acesso (APs) quanto nos RISs. Assim, propomos um quadro de pré-codificação conjunta nos APs e RISs para liberar totalmente o potencial da rede considerada. Especificamente, primeiro formulamos a pré-codificação conjunta como um problema de otimização não convexo. Em seguida, dada a localização dos RISs inalterados, ajustamos os atrasos de tempo (TDs) dos APs para alinhar os feixes gerados em direção aos RISs. Depois disso, com o conhecimento dos TDs ótimos dos APs, desconstruímos o problema de otimização em três subproblemas de otimização dos formadores de feixe em banda base, RISs e TDs dos RISs, respectivamente. Aproveitando a transformação quadrática complexa multidimensional, transformamos os subproblemas em formas convexas e os resolvemos em um quadro de otimização alternada. Resultados numéricos verificam que o método proposto pode mitigar efetivamente o efeito de divisão de feixe e melhorar significativamente a taxa alcançável em comparação com redes mMIMO convencionais sem célula.