Robust Beamforming -- OverView

Bounded model

有界模型,一般是通过S-Procedure将问题转化为矩阵正定的问题:

然后通过限定误差项的界,得到:

由General S-procedure,对于形如,其中是Hermit的。对于任意使得的可行,有当且仅当存在一个满足:

时,可以得到:

通过CVX求解得到。然后固定,求解。因为对于求解,该问题变为一个可行性检查问题,引入一个功率残差,将变为,则新问题表示为:

最后,进行高斯随机化由得到

Wang Jun & Liang Ying Chang

Robust Beamforming and Phase Shift Design for IRS-Enhanced Multi-User MISO Downlink Communication. Jun Wang et.al. ICC 2020 - 2020 IEEE International Conference on Communications (ICC), June 2020 (pdf) (Citations 17)

他们的文章结构就如同上述Bounded model。

Zhou Gui & Pan Cun Hua

A Framework of Robust Transmission Design for IRS-Aided MISO Communications With Imperfect Cascaded Channels. Gui Zhou et.al. IEEE Transactions on Signal Processing, 2020 (pdf) (Citations 135)


Robust Beamforming Design for Intelligent Reflecting Surface Aided MISO Communication Systems. Gui Zhou et.al. IEEE Wireless Communications Letters, October 2020 (pdf) (Citations 108)

不同之处有:

  • 他们的WCL文章中,只是对信道建模误差,没有对级联信道进行建模。

该模型的收敛速度很快。

  • 他们的建模方式不太一样,Pan Cun Hua 他们经常使用Tayler Expression
  • 他们的模型中SINR分母还会进行一个约束处理,这部分我一般可以省略,因为我做单用户,分母只有Noise

Statistical model

这个模型与上述的Bounded Model完全不同,是通过如下的Bernstein-Type Inequality转换概率为不等式:

image-20221230112411923

然后再进行求解。可以写为:

其中。然后再进行求解:

并且类似的,可行性检查求解:

Zhou Gui & Pan Cun Hua

A Framework of Robust Transmission Design for IRS-Aided MISO Communications With Imperfect Cascaded Channels. Gui Zhou et.al. IEEE Transactions on Signal Processing, 2020 (pdf) (Citations 135)

发的TSP,包含了直射信道和级联信道都不准确的情况和仅级联信道不全的情况。

Kun-Yu Wang

Outage Constrained Robust Transmit Optimization for Multiuser MISO Downlinks: Tractable Approximations by Conic Optimization. Kun-Yu Wang et.al. IEEE Transactions on Signal Processing, November 2014 (pdf) (Citations 392)

最早做Robust Beamforming,但是没有IRS

Hu Xiao Ling

垃圾文章,耽误我时间。巨多错误,巨多问题,甚至复现不出来,我怀疑其真实性和学术态度。

Robust Design for IRS-Aided Communication Systems With User Location Uncertainty. Xiaoling Hu et.al. IEEE Wireless Communications Letters, January 2021 (pdf) (Citations 7)