Cache-Aided Massive MIMO: Linear Precoding Design and Performance Analysis
在本文中，我们提出了一种新的联合缓存和大规模多输入多输出（MIMO）传输方案，称为缓存辅助大规模多输入多输出，先进的下行链路蜂窝通信。除了获得高速缓存和大规模多输入多输出的传统优点之外，所提出的方案还利用由高速缓存的文件提供的边信息用于接收机处的干扰消除。这种干扰消除增加了可用于预编码设计的自由度。此外，由启用高速缓存的卸载释放的功率可以有益于向请求非高速缓存文件的用户的传输。如果缓存和大规模多输入多输出被分开设计，则所得到的性能增益是不可能的。我们分析了缓存辅助的大规模多输入多输出的缓存相关的最大比传输（MRT），迫零（ZF）预编码和正则化迫零（RZF）预编码的性能。对于MRT和ZF预编码，以封闭形式推导出遍历可达速率的下界。当发射天线数和用户数都很大，但它们的比例固定时，得到了RZF预编码的遍历可达速率。与传统的大规模多输入多输出相比，提出的缓存辅助的大规模多输入多输出方案实现了显著更高的遍历速率，特别是当用户数接近发射天线数时。
2019-03-22 eess.SP
Nonlinear Precoding in the RIS-Aided MIMO Broadcast Channel
本文提出在RIS辅助MIMO广播信道中使用THP非线性预编码，证明其在非正交信道、相移优化和离散相移场景下相比线性预编码具有更强鲁棒性和更简单的优化优势。
2024-09-04 eess.SP
Data-Driven Two-Stage IRS-Aided Sumrate Maximization with Inexact Precoding
本文提出数据驱动算法iZoSGA，通过零阶随机拟梯度上升联合优化IRS被动波束成形与短期预编码，在不精确预编码条件下实现两阶段非凸随机规划求解，并证明其非渐近收敛性。
2025-09-20 eess.SP math.OC
An Analysis on Rate-Splitting Multiple Access for IRS Aided 6G Communication
将智能反射面（IRS）和速率分离多址接入（RSMA）相结合是提高下一代（超5G（B5 G）和6 G）无线网络频谱/能量效率的有效解决方案。在本文中，我们研究了一种基于速率分裂（RS）的传输技术的IRS辅助通信网络，涉及附近和小区边缘用户。特别是，我们得到了一个新的架构称为IRS-RS，利用RS和IRS之间的相互作用，以最大限度地提高加权和速率（WSR）的用户通过选择在IRS的反射系数和设计波束形成器在基站（BS）的功率约束下，在每个用户的服务质量（QoS）和有限的分辨率在IRS。为了解决非凸WSR最大化问题，我们提出了一个交替的算法，并比较其性能与基线非正交多址接入（NOMA）为基础的传输的IRS辅助通信网络的完美和不完美的CSIT的情况下。通过数值结果，它表明，建议的IRS-RS架构产生更好的QoS相对于小区边缘的用户相比，IRS-NOMA传输方案。
2021-06-05 eess.SP
Precoding and Beamforming Design for Intelligent Reconfigurable Surface-Aided Hybrid Secure Spatial Modulation
智能反射面（IRS）是一种由大量低成本、参数可重构的无源器件组成的无线通信新兴技术，能够反射具有一定相移的信号，能够构建可编程的通信环境。为了避免空间调制（SM）中的高硬件开销和能量消耗，提出了一种基于混合预编码器的IRS辅助混合安全SM（SSM）系统。为了提高安全性能，我们制定了一个优化问题，以最大限度地提高保密率（SR），通过联合优化IRS和混合预编码在发射机的波束成形。考虑到SR没有封闭形式的表达，近似SR（ASR）的表达式推导出的目标函数。为了提高超分辨率性能，提出了三种IRS波束形成方法：IRS交替方向乘法器法（IRS-ADMM）、IRS块坐标上升法（IRS-BCA）和IRS半定松弛法（IRS-SDR）。对于混合预编码设计，提出了近似保密率逐次凸近似（ASR-SCA）方法和截止率梯度上升（COR-GA）方法。仿真结果表明，所提出的IRS-SDR和IRS-ADMM波束形成器收获了实质性的SR性能增益IRS-BCA。特别是，IRS-ADMM和IRS-BCA与IRS-SDR相比，在性能损失较小的情况下，具有较低的复杂度。对于混合预编码，所提出的ASR-SCA在高发射功率区域的性能优于COR-GA。
2023-02-15 cs.IT eess.SP math.IT
Symbol-Level Precoding Design for Intelligent Reflecting Surface Assisted Multi-user MIMO Systems
智能反射面（IRS）通过自适应地控制传播环境来增强无线信息传输是一种很有前途的解决方案。近年来，利用IRS实现无源发射机的全新概念吸引了研究人员的注意，因为它可能实现多输入单/多输出（MISO/MIMO）系统的低复杂度和硬件高效的发射机。在本文中，我们研究的问题，预编码器设计的低分辨率IRS的发射机实现多用户MISO/MIMO无线通信。特别地，IRS通过改变其反射元件的相位来调制信息符号，并将它们发送到$K$单天线或多天线用户。本文首先设计了用于IRS的符号级预编码器，以实现调制并最小化单天线接收机的最大误符号率（SER）。为了解决这个NP难问题，我们首先放松低分辨率相移约束，并解决这个问题的黎曼共轭梯度（RCG）算法。然后，通过直接量化获得低分辨率符号级预编码矢量。考虑到1比特分辨率情况下量化误差较大，采用分支定界法求解1比特分辨率符号级预编码矢量。对于多天线接收机，我们提出迭代设计的符号级预编码器和组合器分解成几个子问题的原始大规模优化问题。仿真结果验证了所提算法的有效性。
2021-03-20 eess.SP
Minorization-based Low-Complexity Design for IRS-Aided ISAC Systems
提出了一种基于智能反射面的通感一体化（ISAC）系统的低复杂度设计。雷达预编码器和IRS参数交替计算，以最大化雷达和通信接收机处的加权和信噪比（SNR）。IRS的设计问题有一个目标函数的IRS参数矩阵的四阶，并受到高度非凸单位模约束。为了解决这个具有挑战性的问题，并获得一个低复杂度的解决方案，我们采用了minorization技术两次，原来的四阶目标是第一次替代与二次通过minorization，然后minorization再次到一个线性。这导致在每次迭代中IRS参数的封闭形式解，从而降低IRS设计复杂性。数值结果表明了该方法的有效性。
2023-02-22 eess.SP
Enhanced Secure Wireless Transmission Using IRS-aided Directional Modulation
智能反射面（IRS）作为一种优秀的辅助通信工具，可以显著提高通信速率，扩大覆盖范围。在本文中，我们提出了一个IRS辅助定向调制（DM）网络中的波束形成的研究。为了充分发挥IRS的优势，提出了两种提高保密率（SR）性能的波束形成方法。第一种最大保密率方法（Max-SR）交替优化保密消息（CM）波束形成向量、人工噪声（AN）波束形成向量和相移矩阵。第一个优化向量直接计算的瑞利比和最后两个求解广义幂迭代（GPI）。这种方法被称为Max-SR-GPI。为了降低计算复杂度，提出了一种新的具有迫零约束的最大化接收功率的方法（Max-RP-ZFC），该方法只考虑反射CM而不考虑AN。仿真结果表明，在随机相位IRS和无IRS的情况下，这两种方法都能获得约30%的速率增益，并且Max-SR-GPI在SR方面的性能略优于Max-RP-ZFC，特别是在小-大IRS情况下。
2022-09-29 eess.SP
DoF Analysis and Beamforming Design for Active IRS-aided Multi-user MIMO Wireless Communication in Rank-deficient Channels
本文针对秩亏信道下有源IRS辅助多用户MIMO系统，推导了DoF上界，提出三种闭式波束赋形方法实现最大DoF，仿真验证其可使严重秩亏信道和速率翻倍，显著提升DoF与传输速率。
2025-08-01 eess.SP
Wideband Coverage Enhancement for IRS-Aided Wireless Networks Based on Power Measurement
针对IRS辅助宽带OFDM系统中传统信道估计开销过大问题，提出基于功率测量的信道自相关矩阵估计与覆盖增强方法，通过优化IRS反射向量提升平均覆盖性能。
2025-06-30 eess.SP
Practical Modeling and Beamforming for Intelligent Reflecting Surface Aided Wideband Systems
智能反射面（IRS）通过智能地改变传播环境来增强无线通信，已经成为一种革命性的解决方案。以前的IRS研究都是基于一个理想的反射模型，具有恒定的振幅和可变的相移。然而，在实际应用中，实现满足这种理想反射模型的IRS是困难和不现实的。在这封信中，我们的目标是调查的反射信号的相位-幅度-频率的关系，并提出了一个实用的模型的反射系数的红外辅助宽带系统。然后，基于该实用模型，针对IRS辅助的宽带正交频分复用（OFDM）系统，研究了各子载波的联合发射功率分配和IRS波束成形优化问题。仿真结果说明了实用模型在IRS设计中的重要性，验证了所提模型的有效性。
2020-06-02 eess.SP
Synesthesia of Machines (SoM)-Aided FDD Precoding with Sensing Heterogeneity: A Vertical Federated Learning Approach
本文提出一种机器联觉辅助的纵向联邦学习预编码方案，利用多模态感知和在线训练策略，在缩短导频序列的同时逼近完美信道状态信息下的传统优化性能。
2025-03-13 eess.SP
Wideband Channel Estimation for IRS-Aided Systems in the Face of Beam Squint
智能反射表面（IRSs）通过使用低成本的无源元件来反射具有可调相移的撞击信号，从而提高宽带通信系统的带宽和能量效率。为了实现IRS辅助系统的全部潜力，具有准确的信道状态信息（CSI）是必不可少的，但是获取它是具有挑战性的，因为这些无源设备不能执行发送/接收信号处理。针对宽带IRS辅助通信系统，现有的信道估计方法只考虑了信道的频率选择性，而忽略了波束斜视角的影响，尽管波束斜视角会严重降低系统的性能。因此，我们填补了这一空白，并设想宽带信道估计的IRS辅助通信系统明确考虑波束斜的影响。我们证明了空间导向矢量和IRS反射的级联两跳信道之间的互相关函数有两个峰值，这导致了一对估计的角度为一个单一的传播路径，由于光束斜视的影响。这两个估计角度之一是频率无关的“实际角度”，而另一个是频率相关的“假角度”。为了减小伪角对信道估计的影响，提出了一种两级正交匹配追踪（TS-OMP）算法。
2021-06-05 eess.SP
Intelligent Reflecting Surface-Aided Multiuser Communication: Co-design of Transmit Diversity and Active/Passive Precoding
本文研究IRS辅助多用户通信系统，利用IRS公共相移实现发射分集服务高移动性用户且无需CSI，同时联合优化主动/被动预编码服务低移动性用户，以最小化基站总发射功率。
2024-09-21 cs.IT eess.SP math.IT
Multiple Antenna Selection and Successive Signal Detection for SM-based IRS-aided Communication
智能反射面（IRS）由于能够通过控制传播环境来显著提高覆盖范围和频谱效率，被认为是下一代无线通信的潜在候选者。IRS提高频谱效率的方式之一是通过调整相移来执行无源波束成形。在这封信中，我们集成了IRS辅助通信的概念域的多方向波束成形，从而选择多个接收天线，以传达更多的信息比特比现有的空间调制（SM）技术在任何特定的时间。为了补充这个系统，我们还提出了一个连续的信号检测（SSD）技术在接收机。数值结果表明，所提出的设计能够提高系统传输的平均成功比特数（ASBT），优于文献中提出的其他最先进的方法。
2021-04-28 eess.SP
User Association Optimization for IRS-aided Terahertz Networks: A Matching Theory Approach
针对太赫兹通信传输距离受限的问题，本文提出采用IRS增强太赫兹系统，构建源-IRS-目的节点匹配的MINLP问题，并基于Gale-Shapley算法求解以实现稳定匹配、最大化系统和速率。
2024-01-26 eess.SP
Uplink Achievable Rate of Intelligent Reflecting Surface-Aided Millimeter-Wave Communications with Low-Resolution ADC and Phase Noise
在本文中，我们推导出智能反射面（IRS）辅助毫米波（mmWave）系统的上行链路可达速率的表达式，考虑到相位噪声在IRS和量化误差在基站（BS）。我们表明，性能是有限的，只有在BS的模拟数字转换器（ADC）的分辨率时，IRS反射器的数量增长没有约束。另一方面，如果BS具有理想的ADC，则由IRS相位噪声引起的性能损失是恒定的。最后，我们的研究结果验证了在IRS中使用低精度硬件的可行性，当BS配备低分辨率ADC时。
2020-12-13 eess.SP
Two Power Allocation and Beamforming Strategies for Active IRS-aided Wireless Network via Machine Learning
本文针对有源IRS辅助无线网络，提出两种基于机器学习的功率分配与波束赋形联合优化策略，以最大化用户信噪比和可达速率，仿真验证其性能优于固定功率分配、无源IRS及无IRS方案。
2024-06-09 eess.SP
Minimum Symbol-Error Probability Symbol-Level Precoding with Intelligent Reflecting Surface
近年来，智能反射面（IRS）的应用在无线通信中得到了广泛的关注。通过智能调整被动反射角，IRS能够辅助基站（BS）扩展覆盖范围并提高频谱效率。本文提出了一种联合符号级预编码（SLP）和IRS反射设计，以最小化IRS辅助多用户MISO下行链路中预期用户的符号错误概率（SEP）。我们制定SEP最小化问题，以追求所有用户的QAM和PSK星座的一致良好的性能。由此产生的问题是非凸的，我们采取交替最小化，以获得一个固定的解决方案。仿真结果表明，在IRS的帮助下，我们提出的设计确实提高了误比特率性能。特别是，当IRS元素的数量很大时，性能改善是显著的。
2020-05-30 cs.IT eess.SP math.IT
High-SNR Comparison of Linear Precoding and DPC in RIS-Aided MIMO Broadcast Channels
本文在高信噪比RIS辅助MIMO广播信道中解析比较DPC与线性预编码，揭示线性方法特有的信道缓解项导致的性能限制，并给出两者性能相同的条件。
2024-08-06 eess.SP
Tensor-Based Channel Estimation and Data-Aided Tracking in IRS-Assisted MIMO Systems
针对信道老化问题，提出一种基于张量建模的两阶段方法，通过张量分解实现信道估计、IRS配置及数据符号跟踪，在误码率和均方误差上优于现有方案。
2023-05-17 eess.SP
IRS-Aided Radar: Enhanced Target Parameter Estimation via Intelligent Reflecting Surfaces
智能反射面（IRS）技术是近年来无线通信领域的研究热点。IRS由能够调谐撞击波形的相位、振幅、频率和偏振的被动反射元件组成。鉴于这样的理想属性，无线信道特性可以控制和优化特定的信号设计和处理的需要-从而在雷达应用中的前景显着的潜力。在本文中，我们建立了理论基础，将IRS引入雷达系统，并研究了潜在的改善目标参数估计。更具体地说，我们将研究在视线（LOS）链路较弱或被障碍物阻挡的情况下部署IRS。我们证明，IRS可以提供一个虚拟的或非视线（NLOS）的雷达和目标之间的链接，从而提高雷达性能。在优化和非优化IRS场景下，说明了这种IRS提供的虚拟链路在估计移动目标参数方面的有效性。仿真结果表明，当视距链路相对于非视距链路的相对强度弱于$\sim 10^{-1}$时，IRS可以增强目标参数估计。
2022-06-02 eess.SP
Low-Complexity Robust Beamforming Design for IRS-Aided MISO Systems with Imperfect Channels
本文研究了信道不确定性条件下智能反射面辅助的多输入单输出大系统。为了在满足功率约束的前提下，通过联合优化基站处的有源波束形成和IRS处的无源相移，最大化系统的平均和速率，提出了一种基于罚对偶分解（PDD）算法的鲁棒波束形成设计方法。通过应用上界最大化/最小化（BSUM）方法，在算法的每次迭代中，每个变量的最优解都可以得到封闭形式的表达式。仿真结果表明，该方案具有很低的计算复杂度，实现了高性能。
2021-03-18 eess.SP
Probabilistically Robust Optimization of IRS-aided SWIPT Under Coordinated Spectrum Underlay
本研究考虑了联合发射/反射波束形成和功率分配（JTRBPS）优化问题，使得智能反射表面（IRS）辅助的次级发射器（ST）的发射总能量最小化，服从PS同步无线信息和功率传输（SWIPT）次级接收器的服务质量要求和初级接收器的干扰约束（PR）。在PR处由接收由主发射机发送的IRS反射信号引起的干扰被考虑在内。提出了一种协作式信道状态信息（CSI）获取协议。接下来，假设在ST的所有直接和IRS级联的发射机-接收机通道的完美CSI的可用性，开发两个基于惩罚的迭代算法：一个交替的最小化算法，涉及半定松弛JTBPS设计和连续凸逼近RB优化，和块坐标下降算法，采用黎曼共轭梯度算法在RB更新。最后，设计了一种不完美CSI下的故障约束鲁棒设计。数值模拟突出了所提出的策略在基准上的性能增益，证实了使用IRS的好处，并提供了有价值的见解。
2022-01-31 eess.SP
Dual-IRS Aided Near-/Hybrid-Field SWIPT: Passive Beamforming and Independent Antenna Power Splitting Design
本文提出双智能反射面辅助的近/混合场同时无线信息与能量传输系统，通过优化相移、功率分割和波束成形实现能量与信息的高效传输。
2025-12-31 eess.SP
Intelligent Reflecting Surface Aided Vehicular Communications
我们调查使用的智能反射表面（IRS）在毫米波（mmWave）车载通信网络。智能反射表面由无源元件组成，可以反射具有可调相移的输入信号。通过适当调整相移，我们可以提高链路性能。这被称为相位优化或无源波束成形。我们考虑在上行链路中的速率最大化的问题，它利用IRS。然而，使用IRS在信道估计方面带来更多挑战。我们提出了两种方案，以减少与利用IRS相关联的信道估计开销。一种方法使用反射元件的分组，另一种方法基于设备的位置执行被动波束成形。数值结果表明，IRS可以带来显着的改善现有的通信。此外，得到一个实际的洞察车载通信辅助IRS，我们使用商业射线跟踪工具来评估性能。
2020-11-05 eess.SP
PARAFAC-Based Time-Varying Channel Estimation for IRS-Aided Communications
提出一种基于PARAFAC张量模型的时变信道估计方法，通过ALS算法求解，在不增加计算复杂度的情况下提升级联信道NMSE性能。
2026-05-27 eess.SP
Sum-Rate Maximization in Distributed Intelligent Reflecting Surfaces-Aided mmWave Communications
在本文中，我们专注于多用户毫米波（mmWave）系统中的分布式智能反射面（D-IRS），其中基站（BS）通过多个IRS与用户通信的和速率优化。BS发射波束成形、IRS开关矢量和IRS的相移被联合优化，以在最小用户速率、单位模数和发射功率约束下最大化和速率。为了解决由此产生的非凸优化问题，我们开发了一个有效的交替优化（AO）算法。具体地说，非凸问题转化为三个子问题，这是交替解决。采用基于连续凸近似（SCA）的算法，推导出基站发射波束形成和IRS相移的解，并提出一种贪婪算法设计IRS开关矢量。从理论上分析了该算法的复杂度。数值结果表明，D-IRSs辅助方案可以显着提高和速率和能量效率的性能。
2021-01-21 eess.SP
Reducing Channel Estimation and Feedback Overhead in IRS-Aided Downlink System: A Quantize-then-Estimate Approach
针对IRS辅助下行系统中用户无法利用信道相关性的问题，提出“量化后估计”协议，让用户反馈量化导频信号而非估计信道，基站解量化后利用相关性估计级联信道，降低导频与反馈开销且性能优于传统方案。
2024-11-28 eess.SP
Joint Beamforming and Antenna Position Optimization for IRS-Aided Multi-User Movable Antenna Systems
本文研究MA-IRS辅助MU-MISO系统中波束赋形与天线位置的联合优化，提出乘积黎曼流形优化方法，证明优化反射单元位置比控制IRS相移和将MA集成到BS带来更高性能增益。
2025-08-28 eess.SP
Secure Beamforming for Multiple Intelligent Reflecting Surfaces Aided mmWave Systems
本文研究了多智能反射面辅助毫米波系统中的安全波束形成问题。在该系统中，通过控制每个IRS的开关状态以及优化IRS的相移矩阵来最大化保密率。该问题是一个发射波束形成和IRS控制的联合优化问题，其目标是在总发射功率和单位模约束下最大化保密率。由于约束条件和耦合变量的非凸性，使得该问题难以得到最优解。为了解决这个问题，我们提出了一个交替优化（AO）的基础上连续凸近似（SCA）和流形优化（MO）技术的算法。仿真结果表明，该算法能有效提高保密率，且性能优于传统的单IRS辅助方案。
2020-12-25 eess.SP
Non-Cooperative Resource Management for Intelligent Reflecting Surface Aided Networks
智能反射表面（IRS）已成为未来无线网络的一种有前途的革命性技术。大多数现有的IRS研究集中在通常具有单个频段的简单协作系统。然而，在现实的非合作多频带网络中，现有的IRS设计可能不适用或具有严重的性能下降。因此，在复杂的网络环境中，将IRS视为公共资源动态分配给合适的用户更为合理。在本文中，我们首先引入拍卖理论来解决多IRS辅助的非合作网络的资源管理问题。一个有效的拍卖算法框架引入到次优解决这个非凸问题。仿真结果表明，在复杂的多IRS辅助非合作网络中，采用拍卖算法可以获得显著的性能改善。
2022-09-01 eess.SP
Multi-IRS-aided Terahertz Networks: Channel Modelling and User Association With Imperfect CSI
针对太赫兹通信高路径损耗问题，本文提出非完美CSI下多IRS辅助太赫兹网络方案，构建角度三角信道模型，用Gale-Shapley算法求解NP-hard的收发机-IRS匹配问题，性能优于多种基线且复杂度更低。
2024-02-05 eess.SP
Coverage Probability Analysis of IRS-Aided Communication Systems
智能反射表面（IRS）技术由于其在未来无线通信中的潜在用途而近年来受到了许多关注，其中有希望的用例之一是扩大覆盖范围，特别是在视线受阻的情况下。因此，分析IRS辅助通信系统的覆盖概率就显得尤为重要。然而，据我们所知，以前的作品集中在这个问题上是非常有限的。在本文中，我们分析了覆盖概率在瑞利衰落信道下，考虑到阵列的数量和大小。我们首先推导出单位元覆盖概率的精确封闭形式。然后，利用矩匹配的方法，将覆盖概率近似表示为上不完全Gamma函数与Gamma函数的比值，允许任意数目的元素。最后，综合考虑了衰落信道系数、阵元数目和大小以及入射角等因素对覆盖概率的影响。总体而言，本文提供了一个简洁和通用的表达覆盖概率，这将有助于性能评估和实际实施的IRS。
2020-12-06 eess.SP
Asymptotically Near-Optimal Hybrid Beamforming for mmWave IRS-Aided MIMO Systems
针对IRS辅助毫米波MIMO系统，首次仅利用有效信道推导出反射向量与混合波束成形矩阵的联合优化近最优解，仿真证明其性能超越SOTA且对信道估计误差具有稳健性。
2024-04-25 eess.SP
Efficient Joint Precoding Design for Wideband Intelligent Reflecting Surface-Assisted Cell-Free Network
针对宽带IRS辅助无蜂窝网络，提出结合分式规划、CADMM、APG与FRCG的联合主动/被动波束赋形方法，显著提升加权和速率并降低复杂度。
2024-12-07 eess.SP
A Precoding Aided Space Domain Index Modulation Scheme for Downlink Multiuser MIMO Systems
本文提出了一种适用于多用户多输入多输出（MU-MIMO）系统下行链路的空间域索引调制（IM）方案。代替最常见的方法，其中空间比特选择活动的接收机天线，在所提出的方案中，空间信息被映射到发射机侧。这允许IM更好地利用通常更容易在基站处部署的大维度天线设置。为了减轻用户间干扰并允许单用户检测，在BS处采用预编码器。此外，提出了两种替代的增强信号构造方法，用于最小化发射功率或实现具有减少数量的RF链的实现。针对不同场景的仿真结果表明，所提出的方法可以是传统预编码MU-MIMO的一个有吸引力的替代方案。
2020-07-22 eess.SP
Synesthesia of Machines (SoM)-Aided Online FDD Precoding via Heterogeneous Multi-Modal Sensing: A Vertical Federated Learning Approach
Peking University（北京大学）；The Hong Kong University of Science and Technology (Guangzhou)（香港科技大学（广州））；The Chinese University of Hong Kong, Shenzhen（香港中文大学（深圳））
本文提出一种基于垂直联邦学习的异构多模态感知辅助在线FDD预编码方法，通过优化导频序列长度降低时延，提升频分双工系统性能。
2026-01-19 eess.SP
Machine Learning-Based Secret Key Generation for IRS-assisted Multi-antenna Systems
基于无线信道的物理层密钥生成（PKG）是一种轻量级的技术，用于在合法的通信节点之间建立安全的密钥。最近，智能反射表面（IRSs）已被用来提高PKG的性能方面的密钥速率（SKR），因为它可以重新配置无线传播环境，并引入更多的信道随机性。在本文中，我们研究了一个IRS辅助PKG系统，考虑到在基站（BS）和IRS的信道空间相关性。基于所考虑的系统模型，SKR的封闭形式的表达式推导解析。以最大化SKR为目标，建立了BS预编码矩阵和IRS反射系数向量的联合设计问题。为了解决这个高维非凸优化问题，我们提出了一种新的无监督深度神经网络（DNN）算法，具有简单的结构。与以往大多数采用迭代优化方法求解问题不同，本文提出的基于DNN的算法直接获得BS预编码和IRS相移作为DNN的输出。仿真结果表明，所提出的基于DNN的算法优于基准方法的SKR。
2023-01-19 eess.SP
Two Efficient Beamforming Methods for Hybrid IRS-aided AF Relay Wireless Networks
针对传统无源IRS双重衰落问题，提出混合IRS辅助的AF中继无线网络，并设计了基于半定松弛和分数规划的高性能方法与基于白化滤波器等技术的低复杂度方法，显著提升了系统速率性能。
2023-11-23 eess.SP
Channel Tracking and Prediction for IRS-aided Wireless Communications
对于智能反射面（IRS）辅助的无线通信，信道估计是必不可少的，并且当IRS反射元件的数量很大时通常需要过多的信道训练开销。当信道由于发射机和/或接收机的移动性而不是准静态时，准确的信道状态信息（CSI）的获取变得更具挑战性。在这项工作中，我们研究了IRS辅助的无线通信系统与时变信道模型，并提出了一个创新的两阶段传输协议。在第一阶段，我们发送导频符号和跟踪的基础上接收到的信号的直接/反射信道，然后发送数据信号。在第二阶段中，不是首先发送导频符号，而是直接预测直接/反射信道，并且所有时隙用于数据传输。基于所提出的传输协议，我们提出了一个两阶段的信道跟踪和预测（2SCTP）计划，以获得直接和反射信道与低信道训练开销，这是通过利用时间相关的时变信道。具体来说，我们首先考虑一个特殊的情况下，IRS接入点（AP）信道被假定为静态的，其中一个卡尔曼滤波器（KF）为基础的算法和长短期记忆（LSTM）为基础的神经网络，分别提出了信道跟踪和预测。然后，对于更一般的情况下，IRS-AP，用户IRS和用户AP信道都被假定为是时变的，我们提出了一个广义KF（GKF）为基础的信道跟踪算法，其中适当的近似处理底层的非高斯随机变量。数值仿真结果验证了我们提出的传输协议和信道跟踪/预测算法的有效性相比，现有的。
2022-03-11 eess.SP
Energy-Efficient IRS-Aided NOMA Beamforming for 6G Wireless Communications
本文提出了一种基于智能反射面（IRS）辅助的非正交多址接入波束形成（NOMA-BF）系统的节能交替优化框架，用于6 G无线通信。具体而言，这项工作提出了一个集中的IRS启用设计的NOMA-BF系统，以优化主动波束成形和功率分配系数（PAC）的用户在发射机在第一阶段和被动波束成形在IRS在第二阶段，以最大限度地提高网络的能量效率（EE）。然而，NOMA-BF系统可支持用户数的增加将导致NOMA用户干扰和簇间干扰（ICI）。为了减轻ICI的影响，首先采用迫零波束形成以及高效的用户聚类算法，然后通过提出的迭代算法有效地处理NOMA用户干扰，该算法通过简化的封闭形式的表达式计算NOMA用户的PAC在所需的系统约束下。在第二阶段中，被动波束形成的问题是通过基于凸差分（DC）规划和连续凸逼近（SCA）的技术解决。仿真结果表明，所提出的交替框架的能量有效的IRS辅助NOMA-BF系统可以实现收敛在几个迭代，并提供有效的性能方面的EE的系统具有低复杂度。
2022-03-30 eess.SP
Channel Autocorrelation Estimation for IRS-Aided Wireless Communications Based on Power Measurements
本文提出一种基于用户接收功率测量的 IRS 辅助通信信道估计方案，通过矩阵秩最小化估计级联信道自相关矩阵，兼容现有协议并验证其有效性。
2023-10-17 eess.SP
Joint Hybrid Precoding and Multi-IRS Optimization for mmWave MU-MISO Communication Network
针对多IRS辅助毫米波通信网络，提出联合优化混合预编码与IRS波束成形的迭代算法，结合IA、MM及MBCD方法求解非凸问题，仿真验证其可达速率优于多种基准方案。
2025-03-19 eess.SP math.PR stat.CO
Intelligent Reflecting Surface Aided Multi-User Millimeter-Wave Communications for Coverage Enhancement
智能反射表面（IRS）被认为是未来无线系统中控制无线电传播环境的一种有前途的解决方案。在本文中，我们提出了一种分布式智能反射面（IRS）辅助多用户毫米波（mmWave）系统，其中IRS被利用来增强毫米波信号的覆盖范围时，基站和用户之间的直接链路不可用。首先，建立了一个主被动联合波束形成问题的加权和速率最大化。然后，提出了一种具有封闭形式表达式的交替迭代算法来解决具有挑战性的非凸问题，从而解耦有源和无源波束形成变量。此外，我们设计了一个约束松弛技术，以解决单位模量的限制有关的IRS。数值结果表明，分布式IRS可以潜在地提高现有无线系统的通信性能。
2020-10-30 eess.SP
Asymptotic Performance Analysis of Large-Scale Active IRS-Aided Wireless Network
本文分析大规模有源IRS辅助无线网络的渐近性能，推导SNR、最优功率分配及相位量化误差下的闭式性能损失，证明3 bit移相器即可使损失可忽略。
2023-06-05 eess.SP
Hybrid Precoding Design for Reconfigurable Intelligent Surface aided mmWave Communication Systems
在这封信中，我们专注于混合预编码（HP）设计的可重构智能表面（RIS）辅助多用户（MU）毫米波（mmWave）通信系统。具体而言，我们的目标是最小化的接收符号和发送符号之间的均方误差（MSE），通过联合优化的模拟-数字HP在基站（BS）和在RIS的相移（PS），其中的非凸元素明智的恒定模约束的模拟预编码和PS的处理，通过诉诸梯度投影（GP）方法。我们分析证明了所提出的算法的收敛性，并通过数值结果表明所提出的设计所需的性能增益。
2019-11-29 cs.NI eess.SP
Joint Size and Placement Optimization for IRS-Aided Communications with Active and Passive Elements
本文针对IRS辅助通信系统，联合优化有源与无源元素的数量和位置以最大化速率，提出了三种部署方案，推导了最优元素分配和低复杂度放置策略，并刻画了容量缩放规律。
2025-02-24 eess.SP
Intelligent Reflecting Surface Aided MIMO Broadcasting for Simultaneous Wireless Information and Power Transfer
智能反射表面（IRS）被调用用于增强同时无线信息和功率传输（SWIPT）辅助系统的能量收集性能。具体而言，IRS辅助SWIPT系统被认为是，其中多天线辅助基站（BS）与多个多天线辅助信息接收器（IR）进行通信，同时保证能量接收器（ER）的能量收集要求。为了最大化IRS的加权和速率（WSR），BS的发射预编码（TPC）矩阵和IRS的无源相移矩阵应该被联合优化。为了解决这个具有挑战性的优化问题，我们首先采用经典的块坐标下降（BCD）算法解耦成几个子问题，并交替优化TPC矩阵和相移矩阵的原始优化问题。对于每个子问题，我们提供了一个低复杂度的迭代算法，这是保证收敛到Karush-Kuhn-Tucker（KKT）点的每个子问题。严格证明了BCD算法收敛于原问题的KKT点。并设想了一种可行性检验方法来研究其可行性。大量的仿真结果表明，在SWIPT中使用IRS有利于提高系统性能，并且所提出的BCD算法收敛速度快，这对实际应用有吸引力。
2020-02-18 eess.SP
Downlink and Uplink Intelligent Reflecting Surface Aided Networks: NOMA and OMA
智能反射面（IRS）被设想为未来通信网络提供可重构的无线环境。在本文中，下行链路和上行链路IRS辅助非正交多址接入（NOMA）和正交多址接入（OMA）网络进行了研究，其中IRS部署通过协助小区边缘用户设备（UD）与基站（BS）进行通信来增强覆盖。为了表征系统性能，研究了具有Nakagami- $m$衰落的BS-IRS-UD链路的新的信道统计。对于每种情况下，中断概率和遍历率的封闭形式的表达式推导。为了获得进一步的了解，分集阶数和高信噪比（SNR）的斜率为每种情况下获得根据渐近近似在高SNR政权。结果表明，分集阶数受IRS反射单元数和Nakagami衰落参数的影响，但高信噪比斜率与这些参数无关。仿真结果验证了我们的分析，并揭示了优越性的IRS全双工解码和转发中继。
2021-02-04 eess.SP
IRS-Aided Multi-Antenna Wireless Powered Communications in Interference Channels
本文研究了干扰信道中IRS辅助的多天线无线供电通信，提出三种传输方案及通用算法框架以最大化系统总吞吐量，数值结果表明IRS辅助方案在吞吐量和能耗上均优于无IRS方案。
2024-07-30 cs.IT eess.SP math.IT
Cramer-Rao Lower Bound Optimization for Hidden Moving Target Sensing via Multi-IRS-Aided Radar
智能反射表面（IRS）是一种快速发展的非视距（NLoS）无线传输模式。在本文中，我们专注于红外辅助雷达估计性能的运动隐藏或NLoS目标。与以前的作品，采用一个单一的IRS，我们调查这个问题，使用多个IRS平台，并通过推导相关的Cramer-Rao下界（CRLB）评估的估计性能。然后，我们通过最小化联合参数CRLB矩阵的标量A-最优性度量来设计多普勒感知IRS相移。由此产生的优化问题是非凸的，因此通过交替优化框架来解决。数值结果表明，部署多个IRS平台与我们提出的优化相移导致更高的估计精度相比，非IRS和单IRS的替代品。
2022-11-27 eess.SP math.OC
Robust Symbol-Level Precoding and Passive Beamforming for IRS-Aided Communications
研究了多用户多输入单输出（MISO）通信网络中基于智能反射面（IRS）面板的联合波束形成设计。符号级预编码（SLP）被用来提高系统性能，利用多用户干扰（MUI）与有限的信道不确定性的考虑。联合波束形成设计被配制成一个非凸的最坏情况下的鲁棒规划，以最小化发射功率的信噪比（SNR）的要求。为了解决由于恒模和波束形成器的耦合的挑战，我们首先研究了单用户的情况。具体来说，我们提出并比较两种算法的基础上半定松弛（SDR）和交替优化（AO）的方法，分别。结果表明，基于AO的算法具有低得多的计算复杂性，但具有与基于SDR的算法几乎相同的功率。然后，我们应用AO技术的多用户的情况下，从而开发了一个算法的基础上的近端梯度下降（PGD）方法。该算法可以推广到有限分辨率IRS的情况下，从发射机到用户的直接链路的场景。数值结果表明，SLP可以显着提高系统的性能。同时，3位移相器可以实现接近最佳的功率性能。
2021-08-31 cs.IT eess.SP math.IT
IRS-Enhanced Anti-Jamming Precoding Against DISCO Physical Layer Jamming Attacks
本文针对基于DISCO IRS的全无源干扰攻击，提出一种仅需统计CSI的IRS增强抗干扰预编码方案，通过合法IRS抑制干扰并优化接入点波束成形以最大化信干噪比，提升MU-MISO系统抗干扰能力。
2024-01-17 cs.IT eess.SP math.IT
