智能超表面辅助多用户系统的通用低复杂度波束成形设计

来源：电子与信息学报杂志2025年第1期北京时间：

作者：陈晓, 施建锋, 朱建月, 潘存华

单位：1.南京信息工程大学人工智能学院(未来技术学院) 南京 2100442.南京信息工程大学电子与信息工程学院 南京 2100443.东南大学移动通信国家重点实验室 南京 210096

摘要：针对可重构智能超表面(RIS)辅助多用户系统中基站和RIS联合波束成形设计问题，该文提出通用低复杂度联合波束成形设计方案。首先，分析RIS辅助多用户系统以最大化和数据速率为目标的联合波束成形非凸优化问题。其次，利用波束导向矢量近似正交性设计RIS反射矩阵，进一步利用迫零方法设计基站发射波束成形，并对多用户进行功率分配优化。最后，讨论该方案适用性并对比该方案的计算复杂度相比现有方案降低了一个数量级。仿真结果表明，所提通用低复杂度波束成形设计可以获得较高和数据速率，并且采用最优功率分配可以进一步提高和数据速率。此外，仿真结果和理论分析都表明系统和数据速率随RIS位置的变化而变化，该结论为RIS位置的选择提供参考依据。

关键词：智能超表面, 波束成形, 和数据速率, 低复杂度

基金资助：国家自然科学基金(62101273, 62201274)，江苏省自然科学基金(BK20210641, BK20220439)