Design de Beamforming Parcialmente Distribuído para Redes Sem Células Auxiliadas por Superfícies Inteligentes Reconfiguráveis (RIS)

Redes sem células são consideradas uma tecnologia promissora para atender às demandas de taxas mais altas para comunicações além da quinta geração (5G). A maioria dos trabalhos sobre redes sem células foca em beamforming totalmente centralizado para maximizar o desempenho do sistema, ou beamforming totalmente distribuído para evitar uma extensa troca de informações de estado do canal (CSI) entre os pontos de acesso (APs). Para alcançar tanto a melhoria da capacidade da rede quanto a redução da troca de CSI, propomos um algoritmo de design de beamforming parcialmente distribuído para redes sem células auxiliadas por superfícies inteligentes reconfiguráveis (RIS). Nosso objetivo é maximizar a taxa de soma ponderada de todos os usuários, projetando beamforming ativo e passivo sujeito a restrições de potência de transmissão dos APs e restrições de módulo unitário dos elementos RIS. O problema de maximização da taxa de soma ponderada é primeiro transformado em um problema equivalente de minimização do erro quadrático médio ponderado (sum-MSE), e então uma abordagem de otimização alternada (AO) é adotada para projetar iterativamente o beamformer ativo e passivo. Especificamente, os vetores de beamforming ativo são obtidos pelos APs locais e o vetor de beamforming passivo é otimizado pela unidade central de processamento (CPU). Resultados numéricos não apenas ilustram que o algoritmo parcialmente distribuído proposto alcança uma notável melhoria de desempenho em comparação com métodos convencionais de beamforming local, mas também mostram o considerável potencial de implantar RIS em redes sem células.