SimRIS Channel Simulator for Reconfigurable Intelligent Surface-Empowered Communication Systems
可重构智能表面（RIS）辅助通信通过提供优化通信系统性能的新方式而成为第六代（6G）无线网络的潜在使能器之一。本文旨在填补一个重要的空白，在公开文献中提供一个准确的，源，广泛适用的RIS信道模型毫米波频率。我们的模型不仅适用于各种室内和室外环境，还包括存在RIS时无线传播的物理方面以及各种实际的5G信道建模问题。本文还介绍了开放源代码的SimRIS信道模拟器，用于RIS辅助通信系统的计算机仿真。
2020-08-30 cs.IT eess.SP math.IT
On the physical layer security capabilities of reconfigurable intelligent surface empowered wireless systems
针对RIS赋能无线系统，将各链路建模为MG随机变量，推导零保密容量概率、信息泄露概率及完整/部分CSI下的平均保密速率。
2023-08-19 cs.IT eess.SP math.IT
Present and Future of Reconfigurable Intelligent Surface-Empowered Communications
近年来，信号处理和通信社区见证了许多令人兴奋的通信技术的兴起。值得注意的示例包括替代波形、大规模多输入多输出（MIMO）信令、非正交多址（NOMA）、联合通信和感测、稀疏向量编码、索引调制等。6G无线网络将不可避免地需要重新思考无线通信系统和技术，特别是在物理层（PHY），考虑到随着具有不同应用的5G无线网络的发展，蜂窝行业达到了另一个重要的里程碑。在这个角度来看，本文旨在阐明新兴的概念，可重构智能表面（RIS）授权的通信到6G无线网络。软件定义的RIS可以有效地操纵它们的冲击信号，以提高某些关键性能指标。我们讨论了该领域的最新发展，并提出了有前途的候选人为未来的研究和发展。具体来说，我们把重点放在主动，发射器型，透射反射，和独立的RIS，通过讨论他们的优点和缺点相比，反射RIS设计。最后，我们还设想了一个最终的RIS架构，它能够动态地调整其操作模式，并引入了面向6G无线网络的RIS上的PHY切片的新概念。
2021-08-17 cs.IT eess.SP math.IT
Reconfigurable Intelligent Surface Empowered Full Duplex Systems: Opportunities and Challenges
本文提出利用STAR-RIS的透射与反射功能分别增强FD系统传输容量和消除自干扰，通过仿真比较两种类型性能，并验证深度学习优化算法的优越性，为6G无线通信提供新方案。
2024-07-22 cs.IT eess.SP math.IT
Reconfigurable Intelligent Surfaces Empowered Cooperative Rate Splitting with User Relaying
协作速率分割（CRS）是建立在速率分割多址接入（RSMA）和机会用户中继基础上的一种传输策略，可以提高多天线广播信道的用户公平性和频谱效率。为了进一步提高其性能，CRS和可重构智能表面（RIS）的相互作用进行了研究。提出了一种新的基于RIS的CRS传输框架，并研究了相应的资源分配问题，以最大化用户间的最小速率。然后，提出了一种替代的优化算法来迭代地优化发射波束成形、公共速率分配和RIS阶段。数值结果表明，所提出的RIS辅助CRS传输框架显着提高频谱效率相比，其非合作的同行和其他计划没有RIS。
2022-08-08 cs.IT math.IT
Unified Performance Analysis of Reconfigurable Intelligent Surface Empowered Free Space Optical Communications
可重构智能表面（RIS）是基于视线（LOS）的技术（如自由空间光学（FSO）通信）的绝佳用例。在本文中，我们分析了RIS-empowered FSO（RISE-FSO）系统的性能，通过统一的Fisher-Snedecor（F），Gamma-Gamma（GG），和Malaga（M）分布的大气湍流与零波束指向误差超过确定性和随机路径损耗在雾条件下与外差检测（HD）和强度调制/直接检测（IM/DD）的方法。通过推导直接链路（DL）的概率密度函数（PDF）和累积分布函数（CDF），并考虑大气湍流、指向误差和随机雾的统计效应，得到了RISE-FSO系统合成信道的概率密度函数（PDF）和累积分布函数（CDF）的精确表达式。使用导出的统计结果，我们提出了准确的表达式的中断概率，平均误码率（BER），遍历容量，和时刻的信号噪声比（SNR）的DL-FSO和RISE-FSO系统。我们还开发了一个渐近分析的中断概率和平均误码率，并推导出所考虑的系统的分集阶。我们使用蒙特卡罗模拟验证的解析表达式，并展示了性能缩放的FSO系统的RIS元素的数量为各种湍流通道，检测技术和天气条件。
2021-12-24 cs.IT eess.SP math.IT
Reconfigurable Intelligent Surfaces Empowered THz Communication in LEO Satellite Networks
低地球轨道（LEO）卫星网络的革命将带来其通信模式的变化，并从经典的双通道架构转向更复杂的网络平台。由于微电子学和微系统的技术进步，太赫兹（THz）波段由于其高数据率的前景而成为卫星间链路（ISL）的强有力的候选者。然而，THz波段的传播条件需要通过利用可重构智能表面（RIS）来正确建模和控制，以充分发挥其潜力。在这项工作中，我们首先提供了一个评估的太赫兹波段的ISL的使用，并量化的误差性能的失调衰落的影响。然后，为了补偿与高载波频率相关的高路径损耗，并进一步提高信噪比（SNR），我们建议使用安装在相邻卫星上的RIS来实现信号传播。基于数学分析的问题，我们提出了出错率表达式的RIS辅助ISL失调衰落。此外，数值结果表明，RIS可以利用太赫兹ISL的出错率性能和可实现的容量。
2022-11-19 cs.IT eess.SP math.IT
Reconfigurable Intelligent Surface-Empowered MIMO Systems
可重构智能表面（RIS）辅助通信由于其在实现成本和端到端系统性能方面的诱人优势而成为未来无线通信系统的一个有希望的候选者。本文提出了两种新的基于RISs的多输入多输出（MIMO）系统设计，以提高现有MIMO通信系统的性能和频谱效率。垂直贝尔实验室分层空时（VBLAST）和Alamandro的计划已被认为是在这项研究中，并提出了基于RIS的简单收发器架构。对于基于VBLAST的新系统，RIS用于增强基于零和消除的次优检测过程的性能，以及通过调整RIS元素的相位来传送额外的比特，从而显著地提高频谱效率。此外，RIS元件已被利用，以便重新设计在发射机侧具有单个射频（RF）信号发生器的Alamanti方案，并增强其误比特率（BER）性能。蒙特卡洛模拟显示我们的系统设计的有效性，它已被证明，他们优于参考方案的BER性能和频谱效率。
2020-08-10 cs.IT eess.SP math.IT
Rate-Splitting Multiple Access for Transmissive Reconfigurable Intelligent Surface Transceiver Empowered ISAC System
提出TRIS收发机赋能的ISAC系统，采用RSMA独立设计感知公共流，通过AO、SCA和DC规划求解非凸优化问题，有效提升了通信与感知QoS。
2024-02-19 cs.IT eess.SP math.IT
Reconfigurable Intelligent Surface Empowered Over-the-Air Federated Edge Learning
The Chinese University of Hong Kong（香港中文大学）；University of Electronic Science and Technology of China（电子科技大学）
本文针对空中联邦边缘学习面临的掉队者、通信开销和隐私泄露问题，综述并探讨利用可重构智能表面提升其性能的方案与研究方向。
2022-07-20 cs.IT cs.LG cs.NI
Reconfigurable Intelligent Surfaces for Future Wireless Networks: A Channel Modeling Perspective
虽然研究人员已经将目光投向了2030年的未来无线网络，但通过可重构智能表面（RIS）进行通信似乎是6G无线网络的潜在支持技术之一。本文旨在通过一种新的信道建模方法以及一种用于RIS授权毫米波通信系统的新软件工具，阐明RIS在未来无线系统中的潜在用例。本文提出并上线的开源、用户友好、应用广泛的SimRIS信道模拟器2.0版本表明，RIS将在特定的用例和通信环境下工作。还讨论了未来潜在的研究方向，以弥合理论和实践之间的差距，为6G无线网络标准化的RIS授权系统。
2021-03-03 cs.IT eess.SP math.IT
Reconfigurable Intelligent Surface Empowered Downlink Non-Orthogonal Multiple Access
功率域非正交多址接入（NOMA）技术是一种利用功率域的新维度来提高无线网络频谱效率的技术。然而，大多数现有的NOMA方案依赖于用户的信道增益相差很大的强假设，这在实际中可能是无效的。为了释放功率域NOMA的潜力，我们将提出一个可重构智能表面（RIS）授权的NOMA网络，通过调整RIS的相移，在用户之间引入理想的信道增益差异。我们的目标是通过联合优化基站处的波束成形向量和RIS处的相移矩阵来最小化总发射功率。为了解决高度耦合的优化变量，我们提出了一个交替优化框架，通过矩阵提升将非凸双二次约束二次问题分解为两个秩为1的约束矩阵优化问题。同时，为了准确检测非凸秩一约束的可行性，避免交替优化过程中的过早停止，将秩一约束等价表示为核范数与谱范数之差，从而提高算法性能.一个差分凸（DC）算法进一步发展，以解决所产生的DC程序通过连续凸松弛，其次是建立所提出的基于DC的交替优化方法的收敛性。我们进一步提出了一个有效的用户排序方案与封闭形式的表达式，同时考虑信道条件和用户的目标数据速率。仿真结果将验证部署RIS的有效性和所提出的基于DC的交替优化方法在降低总发射功率方面的优越性。
2020-03-22 cs.IT cs.NI eess.SP
Simultaneously Transmitting and Reflecting Reconfigurable Intelligent Surfaces Empowered Cooperative Rate Splitting with User Relaying
本研究提出STAR RIS辅助的协作速率分裂传输框架，设计六种传输模式与联合优化算法及低复杂度方案，显著提升用户公平性且低复杂度算法性能接近最优。
2024-04-13 cs.IT math.IT
Reconfigurable Intelligent Surface-Empowered Self-Interference Cancellation for 6G Full-Duplex MIMO Communication Systems
针对6G全双工MIMO系统的自干扰问题，提出RIS赋能的RFIC方案，通过推导RIS相移闭式解最小化干扰并保障QoS，和速率较基准提升超50%。
2023-03-29 cs.IT cs.NI math.IT
Reconfigurable Intelligent Surfaces Empowered Green Wireless Networks with User Admission Control
本文研究多RIS绿色蜂窝网络的功耗最小化与用户准入问题，提出基于矩阵提升、DC算法和AO框架的联合优化方法，并给出低复杂度ZF方案。
2023-04-25 cs.IT eess.SP math.IT
Smart Radio Environments Empowered by AI Reconfigurable Meta-Surfaces: An Idea Whose Time Has Come
未来的无线网络预计将构成分布式智能无线通信，传感和计算平台，这将具有以无缝和可持续的方式互连物理和数字世界的挑战性要求。目前，两个主要因素阻止无线网络运营商构建这样的网络：1）缺乏对无线环境的控制，其对无线电波的影响无法定制，以及2）无线电的当前操作，其消耗大量功率，因为每当必须传输数据时都会生成新信号。在本文中，我们挑战了通常的“更多数据需要更多功率和无线电波发射”的现状，并激励未来的无线网络需要智能无线电环境：一个变革性的无线概念，其中环境对象被涂上电磁和可重构材料的人造薄膜（被称为智能可重构元表面），其能够感测环境并将定制的变换应用于无线电波。智能无线电环境有可能为未来的无线网络提供不间断的无线连接，并能够在不产生新信号的情况下传输数据，但回收现有的无线电波。本文概述了目前的研究工作，智能无线电环境，使技术，以实现它们在实践中，需要新的通信理论模型，其分析和设计，以及长期和开放的研究问题，以解决其大规模部署。简而言之，本文的重点是讨论如何智能可重构元表面的可用性将允许无线网络运营商重新设计常见的和众所周知的网络通信范式。
2019-03-21 cs.IT math.IT
Reconfigurable Intelligent Surfaces for Wireless Communications: Overview of Hardware Designs, Channel Models, and Estimation Techniques
未来第六代（6G）无线通信网络的苛刻目标已经刺激了最近对用于无线连接的新型材料和射频前端架构以及革命性通信和计算范例的研究工作。在6G的先驱候选技术中，有一种是可重构智能表面（RISs），它是一种人工平面结构，具有集成电子电路，可以通过编程来操纵各种功能的入射电磁场。在无线网络中部署RISs最近被提倡为将任何无线信号传播环境转换为动态可编程环境的革命性手段，旨在用于各种联网目标，例如覆盖范围扩展和容量提升，具有能量效率和保密性的时空聚焦以及低电磁场暴露。出于最近在该领域的RIS和随之而来的开创性的概念，RIS使智能无线环境的兴趣越来越大，在本文中，我们概述和分类的RIS硬件架构的最新进展，以及最新的发展在建模的RIS单元元素和RIS授权的无线信号传播。我们还提出了一个全面的概述的信道估计方法的RIS授权的通信系统，这构成了一个先决条件的一步，在未来的无线网络中的RIS的优化纳入。最后，我们讨论了RIS技术在最新无线通信标准中的相关性，并强调了RIS技术的当前和未来标准化活动以及随之而来的RIS授权无线网络方法。
2022-03-07 cs.IT eess.SP math.IT
Channel Modeling in RIS-Empowered Wireless Communications
实现下一代无线技术的最关键方面之一是开发准确一致的信道模型，以便在实际测量的帮助下进行有效验证。从这个观点出发，最近已经进行了显著的研究，以通过包括可重构智能表面（RIS）来对涉及无线传播环境的修改的传播信道进行建模。本研究的主要目的是提出一个愿景的信道建模策略的RIS授权的通信系统考虑到国家的最先进的信道和传播建模的努力在文献中。此外，还期望引起对开源和符合标准的物理信道建模工作的关注，以提供关于未来无线网络中的RIS的实际用例的全面见解。
2022-01-17 cs.IT eess.SP math.IT
Next-Generation Full Duplex Networking System Empowered by Reconfigurable Intelligent Surfaces
针对下一代全双工组网中自干扰复杂限制系统增益的问题，提出在小区边界部署RIS的多小区全双工方案，通过联合优化预编码和相移矩阵最大化和速率，仿真验证其能提升性能、降低硬件成本与功耗。
2023-05-02 cs.IT eess.SP math.IT
Physical Channel Modeling for RIS-Empowered Wireless Networks in Sub-6 GHz Bands
可重构智能表面（RIS）辅助通信通过动态控制传播环境，是下一代无线网络的有前途的候选方案之一。在这项研究中，信道建模策略的RIS辅助的无线网络中介绍了在子6 GHz频段，同时考虑远场和近场的传输行为。我们还提出了一个开源的物理信道模拟器的子6 GHz频段的工作频率，传播环境，终端位置，RIS的位置和大小可以调整。通过大量的计算机模拟证明，在近场和远场条件下，在存在RISs的情况下获得了改进的可实现速率性能。
2021-11-02 cs.IT eess.SP math.IT
When Wires Can't Keep Up: Reconfigurable AI Data Centers Empowered by Terahertz Wireless Communications
本文提出利用太赫兹无线通信构建可重构AI数据中心，通过超宽带容量、低延迟和高能效，解决传统有线互连在AI数据中心中的瓶颈问题。
2026-01-01 cs.IT math.IT
Hybrid RIS-Empowered Reflection and Decode-and-Forward Relaying for Coverage Extension
在这封信中，我们介绍了两种混合传输方案相结合的被动可重构智能表面（RIS）与解码和转发中继的协同方式。所提出的方案提供了一个灵活的，以及成本和功率效率的解决方案，在未来一代无线网络的覆盖范围扩展。我们提出了封闭形式的表达式的端到端的信号噪声比的两个计划和顺序优化算法的功率分配和RIS相位配置。我们的计算机模拟和理论分析表明，RIS和中继技术的可达速率和错误性能显着提高工作时，相互补充，而不是被视为竞争技术。
2020-12-22 cs.IT eess.SP math.IT
Lyapunov-Driven Deep Reinforcement Learning for Edge Inference Empowered by Reconfigurable Intelligent Surfaces
National and Kapodistrian University of Athens（雅典国立卡波迪斯特里安大学）；Technology Innovation Institute（技术创新研究院）；CEA-Leti（法国原子能与替代能源委员会电子与信息技术实验室）；Universite Grenoble Alpes（格勒诺布尔阿尔卑斯大学）；Consorzio Nazionale Interuniversitario per le Telecomunicazioni (CNIT)（意大利国家大学间电信联盟（CNIT））；Sapienza University of Rome（罗马第一大学）
本文提出一种结合李雅普诺夫随机优化与深度强化学习的动态算法，在6G网络中联合优化数据压缩、无线电与计算资源及RIS参数，实现高能效、低延迟且满足准确度约束的边缘推理。
2023-05-18 cs.ET cs.IT cs.LG
MIMO MAC Empowered by Reconfigurable Intelligent Surfaces: Capacity Region and Large System Analysis
本文针对多RIS赋能的MIMO MAC场景，利用随机矩阵理论推导大天线极限下和互信息的均值、方差闭式解，优化RIS相位得到容量域，给出中断概率高斯近似，并通过数值分析验证了高载波频段的性能增益与用户数限制。
2024-10-09 cs.ET cs.IT math.IT
Real-Time and Security-Aware Precoding in RIS-Empowered Multi-User Wireless Networks
本文提出深度展开框架DUNet，用于RIS赋能力多用户网络中最大化保密速率，通过松弛、解耦和KKT闭式解，实现与AO相当的精度且速度快25.6倍。
2023-12-30 cs.IT eess.SP math.IT
Channel Estimation with Hybrid Reconfigurable Intelligent Metasurfaces
可重构智能表面（RISs）被设想在未来的无线通信中发挥关键作用，实现可编程的无线电传播环境。它们通常被认为是作为可调节反射器操作的几乎无源的平面结构，从而产生了大量的实施挑战，包括估计底层无线信道的固有困难。在本文中，我们专注于最近构思的概念的混合可重构智能表面（HRISs），它不仅反映了冲击波形在一个可控的方式，但也能够感测和处理可调的一部分it.We首先提出了实现细节，这种元表面架构，并提出了一个方便的数学模型来表征其双重操作。作为HRIS在无线通信中的指示性应用，我们制定了多用户HRIS授权的通信系统的上行链路的个人信道估计问题。首先考虑无噪声设置，我们从理论上量化了HRIS在显著减少信道估计所需的导频量方面的优势，与纯反射RIS的情况相比。然后，我们提出了封闭形式的表达式的MSE性能估计在HRIS和基站的噪声模型的各个信道。基于这些推导，我们提出了一种基于自动微分的一阶优化方法，以有效地确定HRIS相位和功率分配配置，以最大限度地降低加权和MSE性能。我们的数值评估表明，HRIS不仅能够估计HRIS授权的通信系统中的各个信道，而且还提高了恢复级联信道的能力，与现有的方法相比，使用被动和反射RISs。
2022-08-11 cs.IT eess.SP math.IT
On the Performance Analysis of RIS-Empowered Communications Over Nakagami-m Fading
本文针对Nakagami-m衰落信道下RIS赋能通信，分析随机与相干相移两种相位配置，给出中断概率、误比特率的单积分表达式及遍历容量闭式近似，并推导大反射单元数下的紧致解析结果，经蒙特卡洛仿真验证。
2023-09-21 cs.IT eess.SP math.IT
Reconfigurable Intelligent Surfaces for Rich Scattering Wireless Communications: Recent Experiments, Challenges, and Opportunities
可重构智能表面（RISs）的制造和实验的最新进展激发了智能无线电环境的概念，根据该智能无线电环境，无线介质中的信息承载波形的传播服从可编程性。尽管最近关于RIS-enabled无线通信的绝大多数实验研究都围绕准自由空间中的窄带波束成形，但RISs被预见将彻底改变密集城市以及室内场景中的宽带无线连接，这些场景通常被表征为表现出严重多径条件的强烈混响环境。在这篇文章中，利用最近的物理驱动的实验探索的RIS授权波传播控制在复杂的散射腔，我们确定的潜力的时空控制提供的RIS，以提高无线通信丰富的散射信道通过两个案例研究。首先，一个RIS部署形状的多径信道脉冲响应，这是为了实现更高的可实现的通信速率。其次，利用RIS可调传播环境作为模拟多路复用器，使用波指纹定位非合作对象，即使它们在视线之外。未来的研究挑战和机遇的算法设计和实验的智能丰富的散射无线环境，使第六代（6 G）无线通信的RIS进行了讨论。
2021-03-26 cs.IT math.IT
Secure Transmission for THz-Empowered RIS-Assisted Non-Terrestrial Networks
在未来的无线通信中，非地面网络（NTN）被认为是提供高性价比和高容量的无处不在的连接的关键组成部分。在本文中，我们研究了太赫兹（THz）授权的可重构智能表面（RIS）辅助NTN（T-RANTN）的安全传输，该NTN由一个低地球轨道卫星发射机，一个安装在RIS上的高空平台（HAP）和两个无人机（UAV）接收机组成，其中只有一个是可信的。在同时考虑大气湍流和太赫兹辐射特性引起的指向误差以及RIS有限精度和不理想信道估计引起的相位误差的情况下，推导了一种近似的各态历经保密率（ESR）表达式。此外，根据不可信接收机的统计和理想信道状态信息，采用半定松弛法对RIS的相移进行优化，分别使保密率和瞬时保密率的下界最大化。仿真结果表明，所提出的ESR近似表达式和优化算法都是可行的，并且即使在可信接收机的抖动标准方差大于非可信接收机的抖动标准方差时，仍能保证正的SR。
2022-09-28 cs.IT eess.SP math.IT
Tensor-based Channel Tracking for RIS-Empowered Multi-User MIMO Wireless Systems
信道状态信息（CSI）的准确估计对于多输入多输出（MIMO）通信系统的成功运行至关重要，特别是在多用户（MU）时变环境中以及采用新兴的可重构智能表面（RISs）技术时。它们主要的被动性质使得用户-RIS-基站链路中所涉及的信道的估计成为一个相当具有挑战性的问题。此外，大多数现实无线信道的时变性质显著提高了实时信道跟踪的成本，特别是在部署大规模RIS时。在本文中，我们开发了一个信道跟踪方案的上行链路的RIS使能的MU MIMO系统中存在的信道衰落。起始点是接收信号的张量表示，并且我们依赖于其并行因子（PARAFAC）分析来获得初始估计并跟踪信道时间变化。仿真结果表明，该方法具有较好的信道跟踪性能。
2022-02-19 cs.IT eess.SP math.IT
Coordinated Beamforming for RIS-Empowered ISAC Systems over Secure Low-Altitude Networks
本文提出一种RIS赋能的ISAC协调波束成形框架，通过联合优化DFBS主动预编码与RIS被动波束成形，在满足雷达感知与功率约束下最大化合法UAV总速率，并设计低复杂度算法验证其优于分离优化基准。
2025-05-30 cs.IT eess.SP math.IT
Performance of RIS-empowered NOMA-based D2D Communication under Nakagami-m Fading
可重构智能表面（RISs）已经在研究界引发了新的兴趣，设想未来的无线通信网络。在这项研究中，我们分析了基于设备到设备（D2 D）无线通信系统的RIS使能的非正交多址（NOMA）的性能，其中RIS被划分为服务于一对D2 D用户。具体而言，推导出频谱效率（SE）和能量效率（EE）的上限和下限的封闭形式的表达式。此外，所提出的基于NOMA的系统的性能也与其正交对应。广泛的模拟进行证实的分析结果。结果表明，RIS极大地增强了基于NOMA的D2 D网络的性能。
2023-01-10 cs.IT math.IT
Effects of Co-channel Interference on RIS Empowered Wireless Networks amid Multiple Eavesdropping Attempts
这封信关注的是可重构智能表面（RIS）辅助无线网络的保密性能存在多个向目的地的干扰。更准确地说，我们分析了安全的RIS辅助网络的设计中的三个关键问题：1）干扰器如何影响安全的无线网络的性能？2)两组窃听者中的哪一组（即，（二）是否有更严重的串通和不串通？3)RIS如何提高网络机密性？为此，我们开发了封闭形式的保密中断概率的解析表达式，以及在高信噪比制度下的渐近分析，以更好地了解不同的系统参数对保密性能的影响。最后，我们使用基于计算机的蒙特卡罗模拟验证我们的分析结果。
2023-02-21 cs.IT math.IT
Resource Allocation for RIS-Empowered Wireless Communications: Low-Complexity and Robust Designs
本文研究RIS赋能无线通信的低复杂度鲁棒资源分配技术，阐明相关基础方法并给出数值验证，同时提出该领域的未来研究方向。
2023-11-06 cs.IT eess.SP math.IT
Joint Beamforming Design for RIS-Empowered NOMA-ISAC Systems
本文针对RIS辅助的NOMA-ISAC系统，提出联合优化基站波束赋形、RIS反射系数和雷达接收滤波器的迭代算法，以在感知约束下最大化用户和速率，并通过仿真验证其优于基准算法。
2025-08-19 cs.IT eess.SP math.IT
3D Beamforming in Reconfigurable Intelligent Surfaces-assisted Wireless Communication Networks
可重构智能表面（RIS）或智能反射表面（IRS）是可以部署在无线环境中的各个地方以使这些环境可控和可重构的元表面。在本文中，我们调查的问题，使用3D波束赋形的RIS授权的无线网络，并提出了一个新的方案，提供更多的自由度在设计和部署基于RIS的网络。在所提出的方案中，一个基站（BS）配备了一个全维阵列的天线优化其在三维空间中的辐射模式，以最大限度地提高接收信号的信噪比在一个目标用户。我们还研究了RIS接收信号的入射角对其反射特性的影响，并找到了这个角度与BS天线阵列的倾斜角和仰角之间的关系。用户从RIS的反射路径以及从BS的直接路径接收信号，这两者都取决于BS天线阵列的倾斜角和仰角。这些角度以及RIS元件的相移被联合地数值优化。我们的仿真结果表明，使用具有优化相移和辐射角的RIS辅助3D波束成形可以显着提高无线网络的性能。
2020-01-18 cs.IT eess.SP math.IT
Channel Estimation and Multipath Diversity Reception for RIS-Empowered Broadband Wireless Systems Based on Cyclic-Prefixed Single-Carrier Transmission
针对可重构智能表面（RIS）支持的宽带无线通信系统，提出了一种基于相移键控（PSK）信令的循环前缀单载波（CPSC）传输方案。在所提出的CPSC-RIS中，RIS根据传输的PSK符号进行配置，使得RIS创建入射信号的不同循环延迟版本以实现多径分集。提出了一种实用有效的CPSC-RIS信道估计器，并给出了信道估计均方误差的封闭表达式。分析了CPSC-RIS在频率选择性Nakagami- $m$衰落信道下的出错率性能。通过假设最大似然检测，推导出BER的上界。此外，通过诉诸索引调制（IM）的概念，我们提出了一个扩展的CPSC-RIS，称为CPSC-RIS-IM，提高了频谱效率。除了PSK符号的常规星座信息之外，CPSC-RIS-IM使用由RIS引起的循环延迟的全排列来携带信息。针对CPSC-RIS-IM的低计算复杂性，设计了一种次优接收机。我们的仿真结果在BER方面证实的性能分析和优越性的CPSC-RIS（-IM）比传统的CPSC没有RIS和正交频分复用与RIS。
2022-06-27 cs.IT eess.SP math.IT
Transmit Power Minimization for STAR-RIS Empowered Symbiotic Radio Communications
针对STAR-RIS赋能的共生无线电系统，研究在广播与单播模型下联合优化有源波束赋形及反射/透射系数以最小化基站发射功率，并提出块坐标下降算法，显著降低功耗。
2023-04-20 cs.IT eess.SP math.IT
Hybrid Beamforming for RIS-Empowered Multi-hop Terahertz Communications: A DRL-based Method
太赫兹频带（0.1- 10 THz）中的无线通信被设想为未来第六代（6 G）无线通信系统的关键使能技术之一。然而，太赫兹频率很高的传播衰减和分子散射往往限制了信号的传输距离和覆盖范围。基于可重构智能表面（RIS）在实现智能无线电传播环境方面的突破，提出了一种新的混合波束形成方案，用于多跳RIS辅助通信网络，以提高太赫兹频段的覆盖范围。我们研究了BS处的数字波束成形矩阵和RIS处的模拟波束成形矩阵的联合设计，通过利用深度强化学习（DRL）的最新进展来对抗传播损耗。仿真结果表明，与基准方案相比，该方案能够将THz通信的覆盖范围提高50%以上.此外，它也表明，我们提出的DRL为基础的方法是一个国家的最先进的方法来解决NP-巴德波束成形问题，特别是当信号在RIS授权太赫兹通信网络经历多跳。
2020-09-20 cs.IT cs.LG eess.SP
Simultaneous Transmitting and ReflectingIntelligent Surfaces-Empowered NOMA Networks
本文提出STAR-RIS辅助NOMA网络，设计模式切换下的表面划分算法以最大化总速率并保证用户服务质量，推导中断概率闭式解，并通过仿真验证其优于传统NOMA和OMA系统。
2023-09-18 cs.IT eess.SP math.IT
Reconfigurable Intelligent Surface-Assisted Uplink Sparse Code Multiple Access
可重构智能表面授权通信（RIS）和稀疏码多址（SCMA）是未来几代无线网络的有前途的候选人。前者增强了传输环境，而后者提供了高频谱效率传输。这封信首次提出了一种用于提高传统SCMA频谱效率的RIS辅助上行SCMA（SCMA-RIS）方案。消息传递算法（MPA）被利用和修改以解码SCMA-RIS发送的信号。此外，提出了一种用于SCMA-RIS方案的低复杂度解码器，以显著降低MPA解码复杂度并改善传统SCMA的比特出错率性能。蒙特卡洛模拟和复杂性分析，支持的调查结果。
2020-11-19 cs.ET cs.IT math.IT
Indoor and Outdoor Physical Channel Modeling and Efficient Positioning for Reconfigurable Intelligent Surfaces in mmWave Bands
可重构智能表面（RIS）辅助通信通过向电信运营商提供系统设计中的新自由度而作为第六代（6G）无线网络的潜在使能器之一出现。特别地，RIS授权的毫米波（mmWave）通信系统可以是提供宽带和无处不在的连接的补救措施。本文旨在通过为毫米波频率提供物理，准确，开源和广泛适用的RIS信道模型来填补公开文献中的一个重要空白。我们的模型不仅适用于各种室内和室外环境，而且通过考虑5G无线电信道条件，还包括存在RIS时无线传播的物理特性。各种部署方案提出的RIS和有用的见解提供了系统设计师从潜在的RIS用例和他们的有效定位的角度。揭示了RIS的使用对通信系统性能有很大影响或可能没有很大影响的场景。本文还介绍了开源的、功能全面的SimRIS信道模拟器。
2021-09-18 cs.IT eess.SP math.IT
Modeling and Analysis of Reconfigurable Intelligent Surfaces for Indoor and Outdoor Applications in Future Wireless Networks
可重构智能表面（RIS）授权通信是有前途的6 G技术之一，其允许通过使用人造表面操纵冲击波将无线信道转换为智能发射实体。在本文中，使用RIS的潜在好处进行了调查，为室内/室外设置和各种频段（从6 GHz以下的毫米波）。首先，一个一般的系统模型与一个单一的RIS被认为是和总的反射元素的数量上的概率分布的接收信噪比和错误性能的影响进行了研究，在莱斯衰落。同样对于这种情况下，路径损耗指数进行了分析，考虑经验路径损耗模型。此外，传输模型与多个RIS的室内和室外非视距（NLOS）的情况下开发和分析。传统的RIS选择策略也集成了系统配备了多个RIS的第一次。通过大量的仿真，它表明，RIS辅助系统提供了有前途的解决方案，室内/室外的情况下，在各种工作频率，并表现出显着的结果，即使在系统的缺陷，如有限的范围相位调整和不完善的信道相位估计在RIS的错误性能和可实现的数据率。
2020-08-30 cs.IT eess.SP math.IT
Task-Based Quantization for Channel Estimation in RIS Empowered MmWave Systems
本文针对RIS赋能的毫米波系统，提出基于任务的量化信道估计方法，利用混合架构和半无源元件，在低分辨率ADC下最小化均方误差，性能优于纯数字方法并接近无限分辨率ADC。
2025-10-16 cs.IT eess.SP math.IT
Over-the-Air Equalization with Reconfigurable Intelligent Surfaces
可重构智能表面（RIS）授权的通信正在兴起，并且是被设想用于辅助6G和超越无线通信网络的有前景的技术。RISs可以通过其电磁元件操纵冲击波，从而对无线信道进行某种控制。在本文中，RIS技术的潜力进行了探讨，以执行一种虚拟的频率选择性信道的均衡，而在传统的通信系统中，均衡通常是在发射机或接收机进行的空中。具体地，借助于RIS，通过在接收机处消除符号间干扰（ISI）分量，将从发射机到RIS的频率选择性信道变换为频率平坦信道。通过调整冲击信号的相位来消除ISI，特别是最大化最强抽头的输入信号。首先，给出了一个通用的端到端系统模型和一个连续到离散的信号模型。随后，概率分析消除ISI条款进行和计算机模拟加强。此外，理论上的错误概率分析进行了计算机模拟。分析和论证了传统的RIS相位对准方法，可以成功地消除ISI，使RIS辅助的通信信道由频率选择性信道转变为频率平坦信道。
2022-05-18 cs.IT eess.SP math.IT
Pervasive Machine Learning for Smart Radio Environments Enabled by Reconfigurable Intelligent Surfaces
National and Kapodistrian University of Athens（雅典国立卡波季斯特里安大学）；Technology Innovation Institute（技术创新研究院）；Zhejiang University（浙江大学）；Singapore University of Technology and Design（新加坡科技设计大学）；University of Oulu（奥卢大学）；Mohamed Bin Zayed University of Artificial Intelligence（穆罕默德·本·扎耶德人工智能大学）
新兴的可重构智能表面（RISs）技术被提供作为智能无线环境的使能者，提供高度可扩展、低成本、硬件高效且几乎能量中性的解决方案，用于动态控制电磁信号在无线介质上的传播，最终为不同的操作目标提供增强的环境智能。在这种可重新配置的无线电环境中设想的密集部署RIS的主要挑战之一是利用有限的或甚至不存在的计算硬件来有效配置多个元表面。在本文中，我们考虑多用户和多RIS授权的无线系统，并提出了一个彻底的调查在线机器学习方法，他们的各种可调组件的编排。以总速率最大化为代表的设计目标，我们提出了一个基于深度强化学习（DRL）的综合问题公式。我们详细的无线系统和DRL术语的参数之间的对应关系，并设计通用的人工神经网络的训练和部署的算法步骤，同时讨论其实施细节。在第六代（6G）时代的多RIS授权的无线通信的进一步实际考虑，提出了一些关键的开放的研究挑战。从基于DRL的现状来看，我们利用系统设计参数的配置与无线环境的未来状态之间的独立性，并提出了有效的多臂强盗方法，其产生的和速率性能在数值上显示优于随机配置，同时足够接近传统的深度Q网络（DQN）算法，但具有较低的实现复杂度。
2022-05-08 cs.ET cs.IT cs.LG
RISe of Flight: RIS-Empowered UAV Communications for Robust and Reliable Air-to-Ground Networks
下一代移动网络需要向未知领域扩展，以实现社会的数字化转型。在这种情况下，无人驾驶飞行器等航空设备有望在难以到达的地区解决这一差距。然而，有限的电池寿命是这种解决方案成功推广的障碍。可重构智能表面（RISs）代表了解决这一挑战的有前途的解决方案，因为机载无源和轻量可控设备可以有效地反映从地面BS到特定目标区域的信号传播。在本文中，我们专注于空对地网络，配备RIS的无人机可以飞越选定的区域，以提供连接。特别是，我们研究了如何最佳地补偿飞行影响，并提出了RiFe以及其实际实施公平RiFe自动配置RIS参数占不必要的无人机振荡由于不利的大气条件。我们的研究结果表明，这两种算法提供了鲁棒性和可靠性，同时优于国家的最先进的解决方案，在多个条件下研究。
2021-05-08 cs.IT math.IT
A Simple Detection and Identification Scheme For Reconfigurable Intelligent Surfaces
针对RIS无源特性导致的交互限制问题，提出一种RIS识别（RIS-ID）方案以实现UE对RIS的检测与唯一识别，并推导虚检和漏检概率指标，仿真验证了方案在不同场景下的有效性。
2025-11-14 cs.IT eess.SP math.IT
On the Impact of Control Signaling in RIS-Empowered Wireless Communications
Aalborg University（奥尔堡大学）；National and Kapodistrian University of Athens（雅典国立卡波蒂斯坦大学）
本文研究RIS在系统级集成中的控制信号影响，分析带宽分配和数据信道速率选择对通信性能的影响，提出评估RIS辅助网络控制开销的方法。
2023-10-30 cs.IT eess.SP math.IT
Over-the-Air Beamforming with Reconfigurable Intelligent Surfaces
可重构智能表面（RIS）授权通信是一项革命性的技术，它能够通过智能可控的低成本反射表面来操纵无线传播环境。然而，为了优于传统的通信系统，仅具有被动反射的RIS辅助系统需要非常大的表面。为了应对这一挑战，最近引入了有源RIS的概念，其以额外的功耗为代价对入射信号同时进行放大和反射。在本文中，部署一个积极的RIS，我们提出了一种新的波束形成的概念，在空中波束形成，RIS辅助多用户多输入单输出（MISO）传输方案，而不需要任何前/后信号处理的硬件设计在发送器和接收器侧。在所提出的基于空中波束成形的传输方案中，有源RIS元件的反射系数被定制以最大化和速率增益。为了解决这个问题，首先，一个非凸二次约束二次规划（QCQP）问题制定。然后，使用半定松弛（SDR）的方法，这个优化问题被转换为一个凸可行性问题，这是有效地解决使用CVX优化工具箱。此外，从这种波束形成技术的灵感，一种新的高速率接收索引调制（IM）方案与低复杂度的次优检测器的开发。通过综合的仿真结果，和速率和比特出错率（BER）的性能所提出的设计进行了研究。
2022-12-11 cs.IT eess.SP math.IT
Power Minimizing MEC Offloading with QoS Constraints over RIS-Empowered Communications
本研究针对6G场景下RIS辅助的MEC系统，考虑多载波频率选择性特性与洛伦兹RIS模型，联合优化无线、计算资源与RIS配置，实现了带可靠性保障的低功耗计算卸载。
2023-12-15 cs.IT eess.SP math.IT
Non-Coherent Modulation for RIS-Empowered Multi-Antenna OFDM Communications
可重构智能表面（RIS）构成了下一代第六代（6 G）无线通信的突出技术之一。设想在障碍物阻挡来自基站（BS）的直接通信的情况下以及当使用对衰减损耗敏感的高载波频率时增强信号覆盖。在文献中，RISs的开发完全基于传统的相干解调，这需要信道状态信息（CSI）的可用性。给定CSI，多天线BS或专用控制器计算前/后空间编码器和RIS配置。后者的任务需要大量的时间和资源，当信道是时变的或CSI不够准确时，这可能是负担不起的。在本文中，我们考虑一个单天线用户和一个多天线BS之间的上行链路，并提出了一种新的RI授权的正交频分复用（OFDM）通信系统的基础上的差分相移键控，这是适合于高噪声和/或移动性的场景。考虑到理想和现实的信道模型，信号干扰噪声比（SINR）和符号错误概率（SEP）的建议的非相干RI授权系统的解析表达式。我们广泛的计算机模拟结果验证了所提出的分析的准确性，并展示了所提出的系统的性能和优越性，在不同的移动性和空间相关性的情况下，相干解调。
2021-03-09 cs.IT math.IT
Multi-RIS-Empowered Multiple Access: A Distributed Sum-Rate Maximization Approach
针对6G海量设备接入，本文研究多BD RIS辅助的宽带多基站下行系统，提出线性预编码、可调电容与开关矩阵的分布式联合优化以最大化和速率。
2024-10-26 cs.IT eess.SP math.IT
Joint Channel Estimation and Signal Recovery for RIS-Empowered Multi-User Communications
可重构智能表面（RISs）最近被认为是未来无线网络中节能解决方案的一个有前途的候选人。它们的动态和低功耗配置可实现覆盖范围扩展、大规模连接和低延迟通信。由于存在大量与RIS单元元素和传输信号相关的未知变量，因此基于RIS的系统中的信道估计和信号恢复是最关键的技术挑战之一。针对这一问题，本文以RIS辅助的无线通信系统为研究对象，提出了两种基于消息传递算法的联合信道估计和信号恢复方案。具体而言，建议的双向计划适用于泰勒级数展开和高斯近似，以简化和产品的程序中制定的问题。此外，内部迭代采用了两种不同的近似消息传递算法，以确保鲁棒性和收敛性。文中还讨论了两种模糊度消除方法。我们的仿真结果表明，所提出的方案显示出优于国家的最先进的基准方法。我们还提供了不同的RIS参数设置对所提出的方案的影响的见解。
2022-07-03 cs.IT math.IT
