Weighted Sum-Rate Maximization for Reconfigurable Intelligent Surface Aided Wireless Networks
可重构智能表面（RIS）是通过可重构无源元件以完全可定制的方式操纵入射信号来构建可编程无线环境的一种有前途的解决方案。在本文中，我们考虑了一个RI辅助的多用户多输入单输出（MISO）下行通信系统。我们的目标是最大化加权和速率（WSR）的所有用户的接入点（AP）和RIS元素的相位矢量的联合设计的波束形成，而完美的信道状态信息（CSI）设置和不完美的CSI设置进行了研究。对于理想CSI设置，利用分式规划技术，提出了一种低复杂度的联合设计问题稳态解的求解算法。然后，我们诉诸随机逐次凸逼近技术，并扩展所提出的算法的情况下，CSI是不完美的。数值结果证实了所提出方法的有效性。特别地，当信道不确定性小于10%时，所提出的算法表现得相当好。
2019-12-27 eess.SP
Tracking-Aided Multi-User MIMO Communications with Hybrid Reconfigurable Intelligent Surfaces
本文提出一种基于混合可重构智能表面（HRISs）双重功能的跟踪辅助多用户MIMO通信框架，通过联合设计发射预编码矩阵与HRIS配置，在满足服务质量约束下最大化用户位置估计精度，并验证了其有效性。
2025-04-26 eess.SP
Bayesian User Localization and Tracking for Reconfigurable Intelligent Surface Aided MIMO Systems
研究了可重构智能表面（RIS）辅助的多天线多输入多输出（MIMO）系统中的用户定位与跟踪问题。通过建立一个概率转移模型的用户移动性，我们开发了一个消息传递算法，称为贝叶斯用户定位和跟踪（BASEAN）算法，估计和跟踪用户的位置和到达角（AoAs）在用户在线的方式。我们还推导出贝叶斯CramérRao界（BCRB）来表征所考虑的跟踪问题的基本性能限制。为了提高跟踪性能，我们在BS和RIS处优化波束形成设计以最小化导出的BCRB。仿真结果表明，我们的BCRB算法可以执行接近派生BCRB，并显着优于同行的算法，而不利用用户位置的时间相关性。
2021-12-09 eess.SP
Machine Learning-based Reconfigurable Intelligent Surface-aided MIMO Systems
可重构智能表面（RIS）技术最近已经作为用于无线通信系统的频谱和成本有效的方法出现。然而，现有的用于RIS的无源波束形成设计和优化的手工设计方案（诸如交替优化（AO）方法）需要高计算复杂度，特别是对于多输入多输出（MIMO）系统。为了克服这一挑战，我们提出了一种低复杂度的无监督学习方案，称为学习相移神经网络（LPSNet），有效地找到解决方案的频谱效率最大化问题的RIS辅助MIMO系统。特别是，所提出的LPSNet具有优化的输入结构，并且需要少量的层和节点来为RIS产生有效的相移。仿真结果表明，在40个单元的RIS辅助下，16 × 2 MIMO系统的LPSNet实现了AO对应物提供的97.25%的SE，复杂度降低了95%以上。
2021-05-01 eess.SP
Iterative Optimization of Reconfigurable Intelligent Surface Aided Single-Carrier Spatial Modulation
Institute of Industrial Science, The University of Tokyo（东京大学工业科学研究所）
研究在频率选择性衰落信道中，将可重构智能表面与空间调制结合的传输方案。通过推导DCMC容量及梯度，借助梯度上升算法对方案进行迭代优化，提升了DCMC容量，性能优于传统基准，还分析了算法收敛行为和灵敏度。
2026-07-09 eess.SP
Reconfigurable Intelligent Surface Aided Power Control for Physical-Layer Broadcasting
可重构智能表面（Reconfigurable intelligent surface，RIS）是近年来提出的一种新的无线通信技术，它通过智能地调整基站（BS）和移动设备（ME）之间的传输条件来提高频谱和能量效率。RIS由许多低成本的无源反射元件组成，以改善接收信号的质量。本文研究了RIS辅助物理层广播的基站功率控制问题。我们的目标是通过联合设计BS的发射波束形成和RIS的无源元件的相移来最小化BS的发射功率。此外，为了帮助验证所提出的优化方法，我们推导出下限，以量化BS处的平均发射功率作为ME数量、RIS元件数量和BS处的天线数量的函数。仿真结果表明，BS处的平均发射功率接近RIS辅助系统中的下限，并且显著低于没有RIS的常规方案中的平均发射功率。
2022-03-05 eess.SP
Reconfigurable Intelligent Surface-Aided Grant-Free Access for Uplink URLLC
可重构智能表面（RISs）通过利用其反射元件的调谐能力，最近被认为是未来通信系统的新兴技术之一。在本文中，我们研究了基于RIS的架构在超可靠低延迟通信（URLLC）环境中用于上行链路传感器数据传输的潜力。特别是，我们提出了一个工业控制场景的RIS辅助免授权访问方案，旨在利用多样性，实现更高的可靠性性能。我们考虑用于上行链路传输的两种不同的资源分配方案，即，专用和共享时隙分配，以及三种不同的接收机类型，即迫零、最小均方误差（MMSE）和MMSE连续干扰消除接收机。我们广泛的数值评估的中断概率表明，我们的方法在可靠性，资源效率和容量方面的收益，并为不同的配置的RIS属性。一个RI辅助免授权接入方案结合先进的接收机被证明是一个非常适合的选择上行链路URLLC。
2020-05-26 eess.SP
Uplink Achievable Rate Maximization for Reconfigurable Intelligent Surface Aided Millimeter Wave Systems with Resolution-Adaptive ADCs
在这封信中，我们调查的上行链路的可重构智能表面（RIS）辅助毫米波（mmWave）多用户系统。然而，在所考虑的系统中，当采用与功率要求高的模数转换器（ADC）耦合的大规模天线阵列时，出现硬件成本和功耗的问题。考虑到实际的硬件复杂性，我们认为接入点（AP）配备了分辨率自适应模数转换器（RADC）。我们通过联合优化ADC量化位、RIS相移和波束选择矩阵，在硬件约束下最大化可实现的速率。由于可行集和目标函数的非凸性，该问题是非凸的，难以解决。为了有效地解决这个问题，提出了一种基于块协调下降（BCD）的算法。仿真结果表明，一个RIS可以减轻由于使用RADC的硬件损失，并提出了BCD为基础的算法优于国家的最先进的算法。
2020-11-27 eess.SP
Self-Sustainable Reconfigurable Intelligent Surface Aided Simultaneous Terahertz Information and Power Transfer (STIPT)
提出了一种基于可重构智能表面（RIS）的太赫兹（THz）信息与能量同步传输（STIPT）系统。我们的目标是最大限度地提高信息用户（IU）的数据速率，同时保证能源用户（EU）和RIS的电力收集要求。为了解决非凸问题，采用基于块坐标下降（BCD）的算法交替优化IU的发射预编码，RIS的反射系数，和RIS的坐标。提出了惩罚约束凸逼近算法（PCCA）来解决RIS坐标优化这一难题，通过引入惩罚来保证解的可行性。仿真结果表明，所提出的BCD算法可以显着提高STIPT的性能，通过采用RIS。
2021-02-08 eess.SP
Joint Localization and Information Transfer for Reconfigurable Intelligent Surface Aided Full-Duplex Systems
在这项工作中，我们研究了一个可重构智能表面（RIS）辅助通感一体化的情况下，基站（BS）与多个设备在全双工模式下进行通信，并同时感测这些设备的位置。假设RIS安装在每个设备上以增强反射回波。同时，每个设备的信息经由反射调制被动地传送到BS。我们的目标是解决联合定位和信息检索在BS的问题。构造了一个基于网格的参数模型，并将联合估计问题转化为一个压缩感知问题。我们提出了一种新的消息传递算法来解决所考虑的问题，和一个渐进的近似方法，以减少在消息传递的计算复杂度。此外，期望最大化（EM）算法应用于调整网格参数，以减轻模型失配问题。最后，通过Bayesian Cramér-Rao界分析了该算法的有效性.数值结果表明了该方案的可行性和所提出的基于EM的消息传递算法的优越性能。
2022-08-13 eess.SP
Hybrid 3D Beamforming Relying on Sensor-Based Training and Channel Estimation for Reconfigurable Intelligent Surface Aided TeraHertz MIMO systems
太赫兹（THz）系统具有高带宽的优点，因此能够支持超高数据速率，尽管以高路径损耗为代价。因此，他们倾向于利用高增益波束成形。因此，本文提出了一种基于复杂传感器波束训练和信道估计的新型混合三维波束形成器，用于可重构智能表面（RIS）辅助的THz MIMO系统。提出了一种基于子阵阵列的太赫兹BS结构，并提出了相应的子RIS结构。用户的BS、RIS和接收机天线阵列都是均匀平面阵列（UPA）。超宽带（UWB）传感器集成到RIS中，UWB传感器获得的用户位置信息被用于信道估计和波束形成。此外，提出了精确波束形成算法（PBA）的新概念，通过规避定位误差所带来的性能限制，进一步提高了波束形成的精度。此外，在空间复用的支持下，推导了保持RIS辅助太赫兹信道正交性的条件。导出了近场和远场路径损耗的封闭表达式。仿真结果表明，该方案准确地估计了RIS辅助的THz信道，频谱效率得到了很大的提高，尽管其复杂度低。这使得我们的解决方案非常适合延迟敏感型应用。
2022-02-04 eess.SP
Reconfigurable Holographic Surface Aided Wireless Simultaneous Localization and Mapping
本文针对无线SLAM中相控阵成本高导致天线增益受限的问题，提出可重构全息表面辅助的SLAM系统，设计RHS波束控制方法及相应SLAM算法，在相同成本下实现三倍以上定位精度提升。
2024-01-16 eess.SP
Fingerprint Based mmWave Positioning System Aided by Reconfigurable Intelligent Surface
可重构智能表面（RIS）是毫米波（mmWave）定位系统中一种很有前途的技术。研究了RIS辅助下的多输入多输出（MIMO）时分双工（TDD）毫米波系统中的多移动用户（MU）定位问题。我们推导出空时信道响应向量（STCRV）作为一种新型的指纹的表达式。STCRV由多径信道特性组成，例如，时间延迟和到达角（AOA），其与MU的位置有关。通过使用STCRV作为输入，我们提出了一种新的残差卷积网络回归（RCNR）学习算法来输出MU的估计三维（3D）位置。具体地，RCNR学习算法包括用于处理输入STCRV的数据处理块、用于提取STCRV的特征的正常卷积块、用于进一步提取特征并保护特征的完整性的四个残差卷积块、以及用于估计3D位置的回归块。大量的仿真结果也表明，建议的RCNR学习算法优于传统的卷积神经网络（CNN）。
2022-10-21 eess.SP
MetaRadar: Multi-target Detection for Reconfigurable Intelligent Surface Aided Radar Systems
雷达作为一种广泛应用的定位和感知技术，将在未来的无线网络中发挥重要作用。然而，传统雷达与目标之间的无线信道是被动的，这限制了目标检测的性能。为了解决这个问题，我们建议使用的可重构智能表面（RIS），以提高雷达系统的检测精度，由于其能够自定义信道条件，通过调整其相移，这是被称为MetaRadar。在这样的系统中，为了提高多目标检测性能，联合优化雷达波形和RIS相移是具有挑战性的。为了解决这一问题，本文设计了一种波形和相移优化（WPSO）算法，有效地解决了多目标检测问题，并从理论上分析了MetaRadar方案的性能。仿真结果表明，MetaRadar方案的检测性能明显优于传统雷达方案。
2023-03-24 eess.SP
Joint Localization and Beamforming for Reconfigurable Intelligent Surface Aided 5G mmWave Communication Systems
可重构智能表面（RIS）是提高毫米波（mmWave）通信系统传输速率的一项重要技术。以往对RIS技术的研究主要集中在提高毫米波通信系统的传输速率和保密率上。RIS技术的出现为智能无线电环境的产生创造了条件，在提高毫米波通信系统定位精度方面也具有潜在优势。部署在墙壁和物体上，RISs能够通过控制多径反射来显着改善通信和定位覆盖范围。本文研究了基于RIS的毫米波定位系统，提出了一种联合波束形成和定位问题。然而，由于目标函数取决于未知UE的位置和瞬时信道状态信息（CSI），因此这种基于RIS辅助的波束成形和定位技术具有挑战性。针对这一问题，提出了一种新的联合定位和波束形成优化算法（JLBO），并给出了算法的收敛性证明。仿真结果表明，RIS可以提高系统的用户定位精度，与传统的方案相比，该方案具有显着的性能改善。
2022-10-27 eess.SP
Efficient DOA Estimation Method for Reconfigurable Intelligent Surfaces Aided UAV Swarm
传统的波达方向（DOA）估计方法是在多个接收信道上进行的。在本文中，一个变化的DOA估计问题，解决了在一个不同的情况下，只有一个全功能的接收通道。提出了一种利用多个提升式可重构智能表面（RIS）的无人机群体系统来进行方位估计。无人机的运动会显著降低DOA估计性能，现有的原子范数最小化（ANM）方法不能用于阵列扰动的场景。针对无人机的位置扰动，提出了一种基于原子范数的DOA估计方法，利用位置扰动参数定义原子范数。然后，一个定制的半定规划（SDP）方法来解决原子范数为基础的方法，其中不同于传统的SDP方法，制定了一个额外的转换矩阵。此外，梯度下降法被应用到细化估计的DOA和位置扰动进一步。仿真结果表明，在仅有一个接收通道的无人机群系统中，该方法的DOA估计性能明显优于各种基准方法。
2022-03-19 eess.SP
Reconfigurable Intelligent Surface Aided Constant-Envelope Wireless Power Transfer
可重构智能表面（RISs）通过人工重构电磁波的传播环境，被认为是提高无线网络能量和频谱效率的一种有前途的革命性硬件技术。在本文中，我们研究了RIS辅助多用户多输入多输出（MIMO）无线电能传输（WPT）系统，其中发射机配备了一个恒定包络的模拟波束形成器。首先，我们最大化的总接收功率的用户通过联合优化波束形成器在发射机和RIS的相移，并提出了两个交替优化的次优解分别利用半定松弛（SDR）和连续凸逼近（SCA）技术。然后，考虑到用户的公平性，我们制定了另一个问题，以最大限度地提高总接收功率的用户的个人最小接收功率的限制。提出了一种基于交替方向乘子法（ADMM）和SCA技术的低复杂度迭代算法。在多用户的情况下，我们进一步分析了当RIS单元数趋于无穷大时的渐近性能，并限制了RIS相位量化带来的性能损失。数值结果表明了分析结果的正确性和算法的有效性。
2020-12-07 eess.SP
Reconfigurable Codebook-Based Beamforming for RDARS-Aided mmWave MU-MIMO Systems
本文研究RDARS辅助毫米波系统的波束成形设计，提出可重构码本与分层搜索波束训练方案，为SDMA和TDMA推导最优配置与干扰抑制方案，最大化加权和速率。
2025-04-02 eess.SP
Reconfigurable Intelligent Surface-Aided Dual-Function Radar and Communication Systems With MU-MIMO Communication
本文研究RIS辅助的ISAC系统，通过联合主动和被动波束成形最大化多用户通信可达和速率，采用WMMSE、AO、惩罚算法和MM-SDR方法求解，仿真验证了部署RIS的优势。
2024-02-08 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
Reconfigurable-Metasurface-Aided Multi-State Generalized Polarization-Space Modulation for Next-Generation Wireless Communications
我们提出了一种低成本的可重构元表面发射机，以实现广义极化空间调制（GPSM），已提出了下一代无线通信。与传统的多输入多输出GPSM不同，我们的电磁兼容，使用钡锶钛薄膜的形状因子降低设计产生两个以上的偏振态。全波仿真结果表明，我们的优化设计实现了0.08-0.95的偏振转换比与5%的带宽在28 GHz和误码率相当或优于传统的系统。
2021-03-23 eess.SP physics.app-ph
Design of Reconfigurable Intelligent Surface-Aided Cross-Media Communications
提出了一种新的可重构智能表面（RIS）辅助的混合反射/发射器设计，用于实现跨媒体通信中的信息交换。在追求能源效率和低成本实现之间的平衡，在集成多媒体系统中采用云管理传输协议。具体地，使用异构传播介质的设备的消息首先借助于基于RIS的双跳传输被发送到介质匹配的AP。在中频转换操作之后，接入点（AP）将接收到的信号上传到云端以进行进一步的解调和解码处理。基于时分多址接入（TDMA），云能够区分传输到不同设备的下行数据，并通过专用控制信道将其转换为RIS控制器的输入。因此，RIS可以被动地将入射载波反射回原始接收器，其中在预分配的时隙期间交换信息，遵循基于索引调制的发射器的思想。在时延约束的跨媒体通信模型中，采用迭代优化算法对RIS相位、传输速率和时间分配进行联合优化。我们的仿真结果表明，所提出的基于RIS的方案可以提高端到端的吞吐量比基于AP的传输，平等的时间分配，随机和离散相位调整基准。
2022-11-05 eess.SP
Computer Vision-Aided Reconfigurable Intelligent Surface-Based Beam Tracking: Prototyping and Experimental Results
在本文中，我们提出了一种新的基于计算机视觉的方法来帮助可重构智能表面（RIS）的动态光束跟踪，然后实现相应的原型验证系统。在RIS上安装一个摄像头以获取周围环境的视觉信息，RIS利用该信息识别所需的反射光束方向，然后根据预先设计的码本调整反射系数。与传统的利用信道估计或波束扫描来获得反射系数的方法相比，所提出的方法不仅节省了波束训练开销，而且消除了对额外反馈链路的需求。我们建立了一个运行在5.4 GHz的20 × 20 RIS，并开发了一个高速控制板，以确保反射系数的实时刷新。同时，我们实现了一个独立的对等通信系统来模拟基站和用户设备之间的通信。视觉辅助RIS原型系统在两种移动场景下进行了测试：RIS工作在近场条件下作为基站的无源阵列天线; RIS工作在远场条件下辅助基站与用户设备之间的通信。实验结果表明，RIS能够根据视觉信息快速调整反射系数，实现动态光束跟踪。
2022-07-11 eess.SP
Channel Estimation for Reconfigurable Intelligent Surface Aided Multi-User mmWave MIMO Systems
信道捕获是部署可重构智能表面（RIS）辅助通信系统的主要挑战之一。这是因为RIS具有大量的反射元件，这些反射元件是没有主动发射/接收能力的无源器件。本文研究了RIS辅助多用户毫米波多输入多输出（MIMO）系统的信道估计问题。具体来说，我们提出了一种新的信道估计协议，上述系统估计级联的信道，这是从基站（BS）的信道的产品，从RIS到用户。此外，由于级联信道通常是稀疏的，这允许我们使用压缩感知（CS）技术将信道估计问题公式化为稀疏恢复问题，从而允许以较少的训练开销来估计信道。此外，由于BS和RIS之间的公共信道，所有用户的级联信道的稀疏信道矩阵具有公共块稀疏结构。为了利用共同的稀疏模式，我们提出了一个两步多用户联合信道估计过程。在第一步中，我们利用公共列块稀疏性，将接收信号投影到公共列子空间上。在第二步中，我们利用投影信号的行-块稀疏性，提出了一种多用户联合稀疏矩阵恢复算法，该算法考虑了BS和RIS之间的公共信道。
2023-02-15 eess.SP
Energy Efficiency Optimization in Active Reconfigurable Intelligent Surface-Aided Integrated Sensing and Communication Systems
针对有源可重构智能表面辅助集成感知与通信系统，提出能量效率优化方法，通过交替优化算法结合广义瑞利商、半定松弛和MM框架，显著提升能量效率。
2024-09-20 eess.SP
Environment-Aware Codebook for Reconfigurable Intelligent Surface-Aided MISO Communications
针对 RIS 辅助 MISO 系统，本文利用统计 CSI 和位置信息离线构建环境感知反射系数码本，简化反射优化并分析理论性能，实验证明其在估计误差下以更低开销和复杂度优于现有方案。
2023-04-24 eess.SP
Demo: Reconfigurable Distributed Antennas and Reflecting Surface (RDARS)-aided Integrated Sensing and Communication System
本文设计并实现RDARS辅助的ISAC系统原型，通过可切换反射/连接模式的可编程单元增强上行通信与感知，在不降低通信速率的前提下实现可靠用户定位。
2023-08-15 cs.NI eess.SP
Reconfigurable Holographic Surfaces for Future Wireless Communications
未来的无线通信期望通过具有成本效益的设备来构建具有高数据速率的无处不在的智能信息网。受益于超材料的可调谐性和可编程性，由许多超材料辐射元件组成的可重构全息表面（RHS）被开发为一种有前途的解决方案，以实现这些具有挑战性的愿景。RHS更有可能用作与收发器集成的超薄和轻质表面天线，以通过利用全息原理产生具有期望方向的波束。这与广泛用作无源继电器的可重构智能表面（RISs）由于反射特性而不同。在这篇文章中，我们研究了RHS辅助的无线通信。首先介绍了RHS的硬件结构、全息原理和制作方法，然后提出了一种用于RHS辅助多用户通信系统的混合波束形成方案。联合和速率最大化算法，然后开发的数字波束形成在基站和全息波束形成在RHS进行迭代优化。最后，讨论了在RHS辅助下的无线通信面临的主要挑战。
2021-12-13 eess.SP
Joint Channel Estimation and Beamforming for Reconfigurable Intelligent Surface Aided MIMO Systems: Sparsity-Based Approach
FuriosaAI, Inc.（FuriosaAI公司）；School of Electrical Engineering, Korea Advanced Institute of Science and Technology（韩国科学技术院电气工程学院）
本文提出了一种基于稀疏性的联合信道估计与波束成形优化算法，用于可重构智能表面辅助的MIMO通信系统，通过利用毫米波/太赫兹信道的角稀疏性，提高了系统的频谱效率。
2026-03-04 eess.SP
Active Reconfigurable Intelligent Surface-Aided Terahertz Wireless Communications
本文探索主动可重构智能表面（RIS）辅助的太赫兹（THz）通信，通过制定考虑主动噪声、信号放大、分子吸收和波束失准等因素的遍历速率，解决了THz通信中遮挡敏感和覆盖受限的问题。
2024-07-03 cs.NI eess.SP
Reconfigurable Intelligent Surface-Aided 6G Massive Access: Coupled Tensor Modeling and Sparse Bayesian Learning
研究了一种可重构智能表面（RIS）辅助的无源随机接入（URA）方案，该方案适用于具有大量零星业务设备的第六代（6 G）无线网络。首先，本文提出了一种新的用于RIS辅助URA的主动设备分离（主动设备的消息恢复）和信道估计联合架构。具体地，在成功的器件分离之前优化RIS无源反射。然后，通过将数据序列关联到多个秩1张量并利用RIS-BS信道的角度稀疏性，检测问题被转换为高阶耦合张量分解问题，而不需要利用导频序列。然而，多个稀疏设备RIS通道之间的固有耦合，以及未知数量的有源设备，使检测问题偏离了广泛使用的耦合张量分解格式。为了克服这一挑战，本文明智地设计了一个概率模型，捕获元素的稀疏性从角通道模型和低秩属性，由于零星性质的URA。然后，基于该概率模型，在稀疏变分推理框架下提出了一种迭代检测算法，每次更新迭代以封闭形式获得，并自动估计有源器件的个数，有效地避免了噪声的过拟合。大量的仿真结果证实了所提出的URA算法的优越性，特别是对于大量的反射元件的情况下，以适应显着大量的设备。
2022-06-11 eess.SP
Miniature UAV-Aided Cooperative THz Networks with Reconfigurable Energy Harvesting Holographic Surfaces
本文提出一种微型无人机搭载可重构全息表面进行能量收集的协作太赫兹网络，通过两阶段优化NOMA功率系数和飞行轨迹，显著提升能量效率。
2025-10-06 eess.SP
Reconfigurable Intelligent Surface Aided Spatial Media-Based Modulation
对高数据速率、可靠性、高能量效率、高频谱效率和低延迟通信的需求已经迅速增加。因此，以最佳方式使用有限资源、允许快速数据传输并提高性能的通信模型变得非常重要。在这项工作中，一种新的高能量和频谱效率的可重构智能表面辅助空间媒体为基础的调制系统，称为RIS-SMBM，提出了瑞利衰落信道。除了在M-QAM符号中携带的比特之外，虽然基于媒体的调制（MBM）根据射频（RF）反射镜的开启或关闭来提供要在不同信道的索引中携带的数据比特，但是空间调制（SM）提供要在发射天线的索引中携带的数据比特。通过组合这两种调制方案，频谱效率显著增加，因为在相同时间间隔中发送的信息量显著增加。提出了RIS-SMBM系统的最优最大似然检测器和增强型低复杂度检测器。ELC检测器实现了接近ML的性能，同时降低了所提出的RIS-SMBM系统的最佳ML检测器的复杂性。我们分析了平均误比特率（ABER），吞吐量，复杂度和能源效率的RIS-SMBM计划，并验证了蒙特卡洛模拟的分析结果。已经观察到，所提出的系统提供了更好的误差性能以及提供比基准系统更高的频谱和能量效率。
2022-11-14 eess.SP
Reconfigurable Intelligent Surface-aided $M$-ary FM-DCSK System: a New Design for Noncoherent Chaos-based Communication
本文提出了两种可重构智能表面辅助$M$ -进制调频差分混沌键控（RIS- $M$ -FM-DCSK）方案。在方案I中，RIS被视为源处的发射机，以将$M$元相移键控（$M$ -PSK）符号并入FM混沌信号中，并将所得的$M$元FM混沌信号反射到目的地。信源的信息比特由FM混沌信号的正/负状态和$M$ -PSK符号携带。在方案II中，RIS被视为中继，使得源和中继可以同时将它们的信息比特发送到目的地。源和中继的信息比特分别由FM混沌信号的正/负态和RIS产生的$M$ -PSK符号承载。所提出的RIS- $M$ -FM-DCSK系统具有不需要信道状态信息进行检测的吸引人的优点，从而避免了复杂的信道估计。此外，我们推导了建议的RIS- $M$ -FM-DCSK系统的方案I和方案II在多径瑞利衰落信道下误比特率（BER）的理论表达式。仿真结果不仅验证了理论推导的正确性，而且证明了该系统的优越性。本文提出的RIS- $M$ -FM-DCSK系统是一种低成本、低功耗、高可靠性的无线通信系统。
2022-06-16 eess.SP
Downlink Analysis for Reconfigurable Intelligent Surfaces Aided NOMA Networks
通过激活阻塞用户和改变连续干扰消除（SIC）序列，可重构智能表面（RISs）成为增强非正交多址（NOMA）系统的希望。本文通过随机几何分析研究了RIS辅助NOMA网络的下行链路性能。首先介绍了RIS反射信道的独特路径损耗模型。然后，我们评估的角度分布的基础上的泊松聚类过程（PCP）的框架，从理论上证明，入射角和反射角均匀分布。最后，我们推导出封闭形式的表达式为成对的NOMA用户的覆盖概率。我们的结果表明：1）RIS辅助的NOMA网络比传统的NOMA网络性能更好; 2）由于RIS能够改变NOMA用户的信道增益，因此NOMA系统中的SIC顺序可以改变。
2020-06-23 cs.IT eess.SP math.IT
Reconfigurable Intelligent Surface Aided Wireless Sensing for Scene Depth Estimation
当前的场景深度估计方法主要依赖于光学感测，其带有隐私问题并且遭受对于遥远的、有光泽的和透明的表面/对象的估计模糊性。可重构智能表面（RISs）提供了一种使用低成本和高能效架构来采用大量天线的途径。这具有实现具有高空间分辨率的RIS辅助无线传感的潜力。在本文中，我们建议采用RIS辅助无线传感系统的场景深度估计。我们开发了一个全面的框架，用于使用RIS辅助毫米波传感系统构建准确的深度图。在这个框架中，我们提出了一个新的RIS交互码本能够创建一个感测网格的反射光束，满足高效的场景深度图建设的理想特性。使用所设计的码本，对接收到的信号进行处理以构建高分辨率深度图。仿真结果将所提出的解决方案与基于RGB的方法进行了比较，并突出了在场景深度感知中采用RIS辅助毫米波传感的前景。
2022-11-15 cs.IT eess.SP math.IT
Reconfigurable Intelligent Surface Aided Mobile Edge Computing: From Optimization-Based to Location-Only Learning-Based Solutions
在本文中，我们探索基于优化和数据驱动的解决方案，在可重构智能表面（RIS）辅助多用户移动边缘计算（MEC）系统，其中用户设备（UE）可以部分卸载其计算任务的接入点（AP）。我们的目标是最大限度地提高总完成的任务输入比特（TCTB）的所有UE在一个给定的时隙有限的能量预算，通过联合优化RIS反射系数，AP的接收波束成形向量，和UE的能量分区策略，本地计算和卸载。首先提出了一种三步块坐标下降（BCD）算法，有效地解决了非凸TCTB最大化问题，并保证收敛。为了降低优化算法的计算复杂度和便于轻量级在线实现，我们进一步构建了两种深度学习架构。第一种方法将信道状态信息（CSI）作为输入，而第二种方法仅利用UE的位置进行在线推断。这两种数据驱动的方法是使用BCD算法通过监督学习生成的数据样本进行训练的。我们的仿真结果显示，基于优化的BCD算法和低复杂度的基于学习的架构的性能之间的密切匹配，所有具有优越的性能，现有的计划在这两种情况下，完美和不完美的输入功能。重要的是，仅位置深度学习方法被证明提供了一种特别实用和鲁棒的解决方案，当UE和AP之间存在视距（LoS）直接链路时，可以减轻对CSI估计和反馈的需求。
2021-02-15 eess.SP
Reconfigurable Intelligent Surface Aided Mobile Edge Computing
鉴于无线传感器和智能移动设备的激增，预计数据量将呈爆炸性增长。然而，受限于其有限的物理尺寸和低制造成本，这些无线设备往往具有有限的计算能力和电池寿命。为了克服该限制，无线设备可以在移动边缘计算（MEC）中将其计算任务卸载到网络边缘处的附近计算节点。在撰写本文时，MEC系统的优势尚未得到充分利用，主要是因为计算卸载链路仍远未完善。在这篇文章中，我们建议利用新兴技术的可重构智能表面（RIS），这是能够“重新配置”的无线传播环境，从而提高卸载链路，以增强MEC系统。通过联合优化RIS以及MEC系统的通信和计算资源分配，可以最大限度地发挥RIS的优势。不幸的是，这种联合优化对系统设计提出了新的研究挑战。在此背景下，本文概述了RIS辅助的MEC系统，并重点介绍了它们的四个用例以及它们的设计挑战和解决方案。最后，他们的表现是一个具体的案例研究的帮助下，其次是一系列未来的研究思路。
2021-08-20 eess.SP
Spectrum Learning-Aided Reconfigurable Intelligent Surfaces for 'Green' 6G Networks
在第六代（6 G）时代，新兴的基于大规模计算的应用（例如，在自动驾驶中实时处理大量图像）往往导致最终用户的过度能量消耗，其设备通常是能量受限的。在这种情况下，能源效率成为利用这些有前途的应用实现“绿色”6 G网络的关键挑战。作为补救措施，已经提出了可重构智能表面（RIS），用于通过有益地重构无线传播环境来提高能量效率。然而，在传统的RIS解决方案中，接收的信号与干扰加噪声比（SINR）有时甚至可能变得劣化。这是因为撞击在RIS上的信号通常被干扰信号污染，干扰信号通常是动态的和未知的。为了解决这个问题，“学习”周围频谱环境的属性是一个很有前途的解决方案，激励人工智能和频谱感测的融合，这里称为频谱学习（SL）。受此启发，我们开发了一个SL辅助RIS框架，用于智能地利用绿色6 G网络的射频（RF）频谱的固有特性。给定所提出的框架，RIS控制器变得能够智能地"思考和决定“是否反射入射信号。因此，可以通过动态配置RIS元件的二进制ON-OFF状态来改善接收的SINR。通过一个具体的案例研究，验证了所获得的能源效率效益。最后，我们总结了一系列有前途的未来研究方向。
2021-09-03 eess.SP
Resource allocation for reconfigurable intelligent surface aided broadcast channels
考虑了一个由可重构智能表面辅助的两用户下行链路网络。提出了加权和信干噪比最大化模型和和速率最大化模型，其中预编码向量和RIS矩阵是联合优化的。由于优化问题的非凸性和困难性，提出了新的近似模型。相应的目标函数的上界推导和最大化。提出了两种基于乘子交替方向法的新算法。证明了只要迭代点收敛，所提算法收敛于逼近模型的KKT点。仿真结果表明，所提出的模型相比，最先进的算法具有良好的性能。
2022-02-14 cs.IT eess.SP math.IT
Statistical CSI-Based Transmission Design for Reconfigurable Intelligent Surface-aided Massive MIMO Systems with Hardware Impairments
本文研究了一种可重构智能表面（RIS）辅助的大规模多用户多输入多输出（MIMO）通信系统，该系统具有收发器硬件损伤（HWI）和RIS相位噪声。与现有的研究成果不同，RIS的相移设计是基于长期的角度信息。首先推导了上行链路可达速率的近似解析表达式。然后，我们使用遗传算法（GA），以最大化和率和最小数据率。最后，我们表明，它是至关重要的，以考虑HWI时，设计的RIS相移。
2021-10-13 cs.IT eess.SP math.IT
Reconfigurable Intelligent Surface-Aided Secure Integrated Radar and Communication Systems
针对集成雷达与通信系统的安全风险，提出RIS辅助传输方案，通过联合波束成形优化最大化保密率，并验证其在窃听者不完美CSI下仍有效，且RCCE系统优于DFRC系统。
2024-12-15 eess.SP
Fault-Aware Design for Reconfigurable Holographic Surface-Aided ISAC Systems
Technical University of Darmstadt（达姆施塔特工业大学）；Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学）；Ruhr University Bochum（波鸿鲁尔大学）
针对可重构全息表面(RHS)辅助的集成感知与通信(ISAC)系统中硬件故障问题，提出一种基于块坐标下降的优化方法，通过最小化误指定克拉美-罗界(MCRB)并满足信干噪比(SINR)等约束，实现故障感知的RHS设计，平均性能提升13.7%。
2026-06-02 eess.SP
Statistical CSI-based Design for Reconfigurable Intelligent Surface-aided Massive MIMO Systems with Direct Links
研究了可重构智能表面（RIS）辅助的大规模多输入多输出（MIMO）直联系统的性能，并基于统计信道状态信息（CSI）设计了RIS的相移。我们首先推导出上行链路各态历经数据率的封闭形式表达式。然后，基于推导的表达式，我们使用遗传算法（GA）来解决和数据率最大化问题。通过低复杂度的最大比合并（MRC）和低开销的基于统计CSI的方案，验证了RIS仍然可以给传统的大规模MIMO系统带来显著的性能提升。
2021-02-15 cs.IT eess.SP math.IT
Vertical Beamforming in Reconfigurable Intelligent Surface-aided Cognitive Radio Networks
在这封信中，我们研究联合应用可重构智能表面（RIS）和垂直波束形成的认知无线电网络（CRN）。在对网络进行适当建模之后，形成优化问题以联合设计次级基站（BS）处的波束成形向量和倾斜角以及RIS处的相移，目标是最大化次级网络的频谱效率。该优化问题是非凸的，因此我们提出了一种有效的求解方法，数值结果表明，增加RIS和优化辐射方向，可以显著提高CRN的性能。
2021-03-16 cs.IT eess.SP math.IT
On the Channel Correlation in Reconfigurable Intelligent Surface-Aided System
本研究针对RIS辅助通信系统中多接收机共享链路导致级联信道相关衰落影响性能的问题，推导了级联信道相关性的闭式近似与无穷元件下的收敛结果，仿真验证了分析准确性，为该类信道相关特性研究提供参考。
2023-05-03 cs.IT eess.SP math.IT
Optimization Techniques in Reconfigurable Intelligent Surface Aided Networks
为了提高系统的性能，研究了可重构智能表面（RIS）辅助网络。然而，引入的单位模相移和耦合特性，在RIS辅助网络的优化带来了巨大的挑战。已经做出了许多努力来联合优化相移矢量和其他参数。本文综述了近年来在RIS辅助网络优化方面的最新研究成果。根据优化类型、相移形式和解耦方法对现有文献进行了分类。在交替优化框架下，详细介绍了如何灵活地利用上述技术.众所周知，大多数作品不能保证一个稳定点。为了克服这个问题，我们提出了一个统一的框架的优化问题的RIS辅助网络连续相移找到一个稳定点。最后，主要挑战概述领域的研究人员和设计人员探索更有效的优化框架提供指导方针，然后开放的问题进行了讨论。
2021-08-18 cs.IT eess.SP math.IT
Rate Maximizations for Reconfigurable Intelligent Surface-Aided Wireless Networks: A Unified Framework via Block Minorization-Maximization
可重构智能表面（RIS）由于其在5G及以后无线网络中的应用前景，近年来引起了人们的研究兴趣。在RIS的帮助下，无线传播环境不再是静态的，可以定制以支持不同的服务需求。在本文中，我们将探讨速率最大化的问题，在RI辅助无线网络中，考虑波束成形和反射设计联合。三个代表性的设计问题，从不同的系统设置的基础上提出了统一的算法框架，通过块最小化最大化（BMM）方法。在处理其他一些相关问题的建议框架的扩展和推广。所提出的算法的优点是通过数值模拟与国家的最先进的方法进行比较。
2021-12-26 cs.IT eess.SP math.IT
Radar Target Detection aided by Reconfigurable Intelligent Surfaces
在这项工作中，我们考虑的目标检测问题，在传感架构中，雷达是由一个可重构智能表面（RIS）的帮助下，可以建模为一个阵列的子波长小反射元件能够施加一个可调的相移的冲击波，并最终提供一个额外的目标回波的雷达。理论分析进行了密切和广泛的间隔（相对于目标）雷达和RIS和不同的波束配置，并提供了一些例子来表明，大的增益可以实现所考虑的检测架构。
2021-06-09 cs.IT eess.SP math.IT
On the Ergodic Secrecy Capacity of Reconfigurable Intelligent Surface Aided Wireless Systems Under Mixture Gamma Fading
本文提出了一种量化评估的物理层安全能力的可重构智能表面（RIS）辅助无线系统下窃听。具体来说，我们推导出一个封闭形式的表达式遍历保密容量（ESC），是适应不同类型的衰落和RIS大小。假设发射机（TX）和RIS，RIS和合法接收机以及TX和窃听者之间的信道遵循独立的混合伽马（MG）分布。请注意，MG能够建模各种各样的众所周知的分布，包括高斯分布，瑞利分布，Nakagami-m分布，莱斯分布等。结果表明，随着RIS规模的增加，虽然合法链路的分集阶数增加，ESC增益下降。
2023-01-19 cs.IT eess.SP math.IT
Aerial Reconfigurable Intelligent Surface-Aided Wireless Communication Systems
在本文中，我们提出并研究了一个空中可重构智能表面（aerial-RIS）辅助无线通信系统。具体而言，考虑到实际的复合衰落信道，我们的特点是空到地（A2 G）的Namkagami-m小尺度衰落和逆伽马大尺度阴影的链接。为了研究所提出的系统的延迟限制性能，我们推导出一个紧密的近似封闭形式的表达式的端到端中断概率（OP）。接下来，考虑到移动环境中，性能分析是棘手的，我们依靠机器学习为基础的性能预测来评估的移动空中RIS辅助系统的性能。具体来说，考虑到空中RIS的三维（3D）空间运动，我们建立了一个深度神经网络（DNN）来准确预测OP。（i）衰落和遮蔽条件对OP具有强烈影响，（ii）随着反射元件的数量增加，空中RIS实现更高的能量效率（EE），以及（iii）空中RIS辅助系统优于传统中继系统。
2021-06-09 cs.IT eess.SP math.IT
On the Ergodic Capacity of Reconfigurable Intelligent Surface (RIS)-Aided MIMO Channels
可重构智能表面（RISs）已成为一种很有前途的技术，以提高系统的频谱效率。本文研究了在发射机-接收机、发射机-接收机和发射机-接收机信道中含有确定性视距路径的假设下，基于RIS的多输入多输出信道的各态历经信道容量（ECC）。新的表达式推导出的ECC的上限和下限的特征。为了揭示更多的系统见解，渐近分析的系统ECC在大的信噪比（SNR）和反射元件（RE）的数量的限制。理论分析表明，RIS的部署可以通过影响其高信噪比功率偏移来塑造ECC曲线，并且可以通过增加RE的数量来改善ECC。
2022-08-18 cs.IT eess.SP math.IT
Ergodic Rate Analysis of Reconfigurable Intelligent Surface-Aided Massive MIMO Systems with ZF Detectors
这封信研究了可重构智能表面（RIS）辅助大规模多输入多输出（MIMO）系统的两个时标设计。首先，迫零（ZF）检测器应用在基站（BS）基于瞬时聚合CSI，这是直接信道和级联的用户-RIS-BS信道的叠加。然后，通过利用信道的统计特性，我们推导出封闭形式的遍历可达速率表达式。利用梯度上升法，设计了仅依赖于长期统计CSI的RIS无源波束形成。我们证明了遍历速率可以获得$\mathcal{O}\left(\log_{2}\left(MN\right)\right)$数量级的增益，其中$M$和$N$分别表示BS天线和RIS单元的数量。我们还证明了显着的优越性所考虑的RIS辅助系统与ZF检测器的RIS免费系统和RIS辅助系统与最大比合并（MRC）。
2021-11-17 cs.IT eess.SP math.IT
Multi-User Reconfigurable Intelligent Surface-Aided Communications Under Discrete Phase Shifts
本文主要研究智能反射面辅助系统中的正交和非正交多址接入技术。与大多数先前的作品假设连续相移，我们采用的实际设置，只有有限数量的离散相移。为了最大化和速率，需要联合优化主动波束形成和离散反射。因此，我们提出了一种替代的优化方法，以获得最佳的连续相移迭代，然后将每个相移到其最近的离散值。理论分析和数值计算了不同相位控制比特数下不同方案的和速率最大化。
2023-03-15 cs.IT eess.SP math.IT
