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
Practical Channel Estimation and Phase Shift Design for Intelligent Reflecting Surface Empowered MIMO Systems
本文提出了智能反射面（IRS）授权的单用户多输入多输出（SU-MIMO）系统的信道估计技术和相移设计。在本文提出的四种信道估计技术中，单径近似信道（SPAC）和秩一矩阵选择性增强（SEROM）两种新的信道估计技术具有较低的训练开销，能够实现实用的IRS授权SU-MIMO系统。SPAC主要基于参数估计，通过将IRS相关信道近似为占主导地位的单路径信道。SEROM利用IRS相移以及训练信号进行信道估计，并且容易调整其训练开销。IRS相移设计的封闭形式的解决方案也被开发，以最大限度地提高频谱效率的解决方案只需要基本的线性运算。数值结果表明，SPAC和SEROM相结合的IRS相移设计实现了高的频谱效率，即使与现有的方法相比，低的训练开销。
2021-04-29 cs.IT eess.SP math.IT
Intelligent Surface Empowered Integrated Sensing and Communication: From Coexistence to Reciprocity
本文研究IRS赋能的ISAC，分析其基本特征、辅助感知架构、信道控制与部署优化目标，并揭示不同部署下感知与通信的相互作用及未来方向。
2023-11-01 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
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 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
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
Reconfigurable Intelligent Surface Empowered Device-to-Device Communication Underlaying Cellular Networks
可重构智能表面（RIS）是实现频谱、能量和成本高效的无线网络的一项新的革命性技术。本文研究了蜂窝网络下的RIS授权的设备到设备（D2 D）通信的资源分配，其中RIS用于增强期望信号并抑制配对的D2 D和蜂窝链路之间的干扰。我们最大化整个网络的频谱效率（SE）（即，D2 D用户和蜂窝用户的总速率）和能量效率（EE），通过在信号与干扰加噪声比约束和其他实际约束下联合优化资源重用指示符、发射功率和RIS的被动波束成形。为了解决非凸问题，我们首先提出了一个有效的用户配对计划的基础上相对信道强度来确定资源重用指标。然后，发射功率和RIS的被动波束形成联合优化，以最大化SE提出的迭代算法，交替优化，逐次凸逼近，拉格朗日对偶变换和二次变换的基础上的技术。此外，EE-最大化问题的解决交替算法集成Dinkelbach的方法。同时，对两种算法的收敛性和复杂度进行了分析.数值结果表明，所提出的设计实现了显着的SE和EE的增强相比，传统的底层D2 D网络没有RIS和其他基准。
2020-07-20 cs.IT eess.SP 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 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 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
Goal-Oriented Multiple Access Connectivity for Networked Intelligent Systems
针对网络化智能系统的事件更新传输，本文提出自决策目标导向多址方案，基于更新有用性及智能体间信息推导最优激活概率与阈值准则，仿真显示其性能可达最优值的至少92%。
2024-06-14 cs.IT cs.NI 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
Intelligent Surface Empowered Sensing and Communication: A Novel Mutual Assistance Design
针对车载网络中车辆回波信号微弱影响精确定位的问题，提出配备智能表面车辆的互助方案，通过感知辅助相移设计与通信辅助高精度感知实现共赢，并推导闭式表达式、提出基于多块的最优算法，显著扩大了感知与通信的性能折中边界。
2023-05-21 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
Coordinated Passive Beamforming for Distributed Intelligent Reflecting Surfaces Network
智能反射面（IRS）是6 G中的一项新兴技术，通过使用大量无源反射元件来智能地重新配置传播环境，从而提高无线网络的性能。然而，目前的工作主要集中在单一的IRS授权的无线网络，其中的信道秩不足的问题已经出现。在本文中，我们提出了一个分布式IRS授权的通信网络架构，其中多个源-目的地对通过多个分布式IRS进行通信。我们进一步有助于最大限度地提高可实现的总和率在这个网络中，通过联合优化的源和相移矩阵与被动波束成形在所有分布式IRS的发射功率矢量。不幸的是，这个问题原来是非凸的和高度棘手的，其中一个交替的方法是通过交替解决所产生的分式规划问题。特别地，给出了红外辐射源协同无源波束形成的闭合表达式。数值结果将证明算法的优势和理想的性能的分布式IRS授权的通信网络。
2020-02-14 cs.IT eess.SP math.IT
Joint Precoding for Active Intelligent Transmitting Surface Empowered Outdoor-to-Indoor Communication in mmWave Cellular Networks
毫米波（mmWave）蜂窝网络中的室外到室内通信由于毫米波信号的传播特性引起的严重衰减和高穿透损耗而一直是一个具有挑战性的研究问题。我们提出了一种可行的解决方案，以实现室外到室内毫米波通信系统的援助下，一个主动智能发射表面（主动ITS），其中主动ITS允许从室外基站（BS）的传入信号通过表面和室内用户设备（UE）接收后，移动其相位和放大其幅度。然后，研究了基站和主动智能交通系统的联合预编码问题，以最大化通信系统的加权和速率（WSR）。一个有效的块坐标下降（BCD）的算法来解决它的次优解的近封闭形式。此外，为了减少有源智能交通系统的尺寸和硬件成本，我们提供了一个块放大架构，部分删除电路组件的功率放大，其中多个传输型元件（TE）在每个块共享一个相同的功率放大器。仿真结果表明，在相同的系统总功耗下，主动式智能交通系统能够以比被动式智能交通系统少得多的TE实现给定的性能，这使得主动式智能交通系统适用于尺寸受限且美观的应用场景，而由块放大结构引起的不可避免的性能下降是可以接受的。
2022-06-28 cs.IT eess.SP math.IT
Intelligent Reflecting Surface Empowered Self-Interference Cancellation in Full-Duplex Systems
本文研究在全双工基站附近部署智能反射表面（IRS）以抑制自干扰，通过联合优化IRS相移、基站波束成形器和上行功率最大化系统加权和速率，并提出了低复杂度算法，显著提升了系统增益。
2023-06-25 cs.IT eess.SP math.IT
Intelligent Surfaces Empowered Wireless Network: Recent Advances and The Road to 6G
本文全面综述了智能表面辅助无线网络的最新进展，涵盖6G预期用例、标准化活动、基于反射的IS设计问题与解决方案，以及先进IS架构的挑战。
2024-03-24 cs.IT eess.SP math.IT
Backscatter-Assisted Wireless Powered Communication Networks Empowered by Intelligent Reflecting Surface
智能反射面（IRS）是近年来出现的一种通过大量无源反射元件重构传播环境来提高无线网络性能的有效方法。这种改变游戏规则的技术对于进入万物互联（IoE）时代尤其重要，在这个时代，可用资源非常有限，但需要高性能。在本文中，我们研究了一个后向散射辅助的无线供电通信网络（BS-WPCN），在该网络中，一些能量受限的用户，由一个发电站（PS）供电，通过后向散射和主动无线信息传输向一个接入点（AP）发送信息，与他们的通信是由IRS的帮助。使用一个实用的能量收集（EH）模型，这是能够捕捉到现实的能量收集器的特性，我们研究了最大化的总网络吞吐量。具体而言，IRS反射系数，PS发送和AP接收波束成形向量，功率和时间分配设计通过两阶段的算法，假设在AP的最小均方误差（MMSE）接收机。通过大量的数值仿真验证了该算法的有效性。我们还表明，我们提出的计划是很容易适用于实际的IRS辅助网络的离散相移值。
2021-10-05 cs.IT math.IT
Transformer-Empowered 6G Intelligent Networks: From Massive MIMO Processing to Semantic Communication
Beijing Institute of Technology（北京理工大学）；University of Southampton（南安普顿大学）；Imperial College London（帝国理工学院）；Princeton University（普林斯顿大学）
预计6G无线网络将加速物理和网络世界的融合，并使我们部署和利用通信网络的方式发生范式转变。机器学习，特别是深度学习（DL），通过为具有高智能水平的网络的设计和优化提供新的范例，预计将成为6G的关键技术推动者之一。在本文中，我们介绍了一种新兴的DL架构，称为Transformer，并讨论了它对6G网络设计的潜在影响。我们首先讨论了Transformer和经典DL架构之间的差异，并强调了Transformer的自我注意力机制和强大的表示能力，这使得它特别适合于解决无线网络设计中的各种挑战。具体来说，我们提出了各种大规模的多输入多输出（MIMO）和语义通信问题的基于变换的解决方案，并显示其优越性相比，其他架构。最后，我们讨论了基于变压器的解决方案中的关键挑战和开放问题，并确定了在智能6G网络中部署这些解决方案的未来研究方向。
2022-11-03 cs.AI cs.IT cs.LG
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 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
QoS-Constrained Federated Learning Empowered by Intelligent Reflecting Surface
本文研究了空中联邦学习（AirFL）系统中的模型聚合过程，其中部署了智能反射面（IRS）来辅助从用户到基站（BS）的传输。为了克服缺乏针对恶意个体的安全检查的问题，采用连续干扰消除（SIC）技术作为分析设备模型参数统计特性的基础。本文的目标是最小化的均方误差，通过联合优化接收波束形成向量在BS，在用户的发射功率分配，和相位移矩阵的IRS，受发射功率约束的设备，单位模约束的反射元素，SIC解码顺序约束和服务质量的约束。为了解决这个复杂的问题，交替优化被用来将其分解为三个子问题，其中最优接收波束形成向量通过使用拉格朗日对偶方法求解第一子问题来获得。然后，凸松弛方法被应用到发射功率分配子问题，以找到一个次优解。最后，相移矩阵子问题的解决调用半定松弛。仿真结果验证了IRS的有效性和所提方案在提高联邦学习性能方面的有效性。
2021-03-22 cs.IT cs.SY eess.SY
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
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
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
CL-SEC: Cross-Layer Semantic Error Correction Empowered by Language Models
The Department of Information Engineering, The Chinese University of Hong Kong（香港中文大学信息工程学院）
本文提出CL-SEC，通过整合物理层和应用层信息，利用语言模型进行精确文本通信纠错，提升比特误码率、词误码率和语义保真度等指标。
2026-11-10 cs.IT eess.SP 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
IRS-Empowered Wireless Communications: State-of-the-Art, Key Techniques, and Open Issues
在这篇文章中，我们概述了智能反射面（IRS）授权的无线通信系统。我们首先介绍了IRS辅助无线传输的基本原理。在此基础上，探讨了IRS与毫米波、非正交多址、物理层安全等多种先进传输技术的融合。接下来，我们讨论了硬件损伤和不完整的信道状态信息对IRS系统性能的影响。最后，我们强调几个有待解决的开放问题。
2021-01-19 cs.IT math.IT
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
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
Goal-Oriented Communication for Networked Control Assisted by Reconfigurable Meta-Surfaces
本文针对网络化控制系统场景，构建可重构超表面辅助的面向目标通信框架，以系统任务性能为导向优化超表面相移与控制器策略，联合最小化调节代价，并提出半定松弛近似解法。
2024-05-20 cs.IT math.IT math.OC
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
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
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
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
Optimized Energy and Information Relaying in Self-Sustainable IRS-Empowered WPCN
提出了一种在无线供电通信网络（WPCN）中利用自维持智能反射面（IRS）实现的混合中继方案，以同时提高混合接入点（HAP）到多个用户的下行能量传输（ET）和用户到HAP的上行信息传输（IT）的性能。我们提出了时间切换（TS）和功率分配（PS）计划的IRS，其中IRS可以收获能量从HAP的信号之间切换能量收集和信号反射的TS计划或调整其反射幅度在PS计划。对于TS和PS方案，我们制定的总和速率最大化问题，通过联合优化IRS的相移ET和IT和网络资源分配。为了解决每个问题的非凸性，我们提出了一个两步算法，以获得高精度的近最优解。为了显示资源分配的结构，我们还研究了随机相移方案的最优解。通过数值结果，我们表明，我们提出的计划可以实现显着的系统和速率增益相比，基线计划没有IRS。
2020-09-30 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
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
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
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
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
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
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
Deep Residual Network Empowered Channel Estimation for IRS-Assisted Multi-User Communication Systems
信道估计是实现实用的智能反射式表面辅助多用户通信系统的关键。然而，与传统的通信系统不同，IRS-MC系统通常涉及具有复杂统计分布的级联信道，这阻碍了贝叶斯估计器的实现。为了进一步提高信道估计的性能，本文将信道估计建模为去噪问题，并采用数据驱动的方法实现信道估计。具体而言，我们提出了一种基于卷积神经网络（CNN）的深度残差网络（CDRN），以隐式地学习残差噪声，用于从基于噪声导频的观测中恢复信道系数。在所提出的CDRN中，CNN去噪模块配备了逐元素减法结构，以同时利用噪声信道矩阵的空间特征和噪声的加性，这进一步提高了估计精度。仿真结果表明，该方法可以达到几乎相同的估计精度的最佳最小均方误差（MMSE）估计器需要的信道分布的知识。
2020-12-01 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
Planar Diffractive Neural Networks Empowered Communications: A Spatial Modulation Scheme
本文提出一种基于平面衍射神经网络的空间调制通信方案，通过优化相移参数提升射频前端性能。
2025-11-30 cs.IT eess.SP math.IT
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
Deep Learning-Empowered Predictive Beamforming for IRS-Assisted Multi-User Communications
实用的智能反射面（IRS）辅助多用户通信（IRS-MUC）系统的实现关键取决于正确的波束形成设计，利用准确的信道状态信息（CSI）。然而，IRS-MUC系统中的信道估计（CE）由于IRS中涉及的众多反射元件而需要显著大的训练开销。在本文中，我们采用深度学习的方法来隐式地学习历史信道特征，并直接预测下一个时隙的IRS相移，以最大化IRS-MUC系统的平均可实现的和速率，同时考虑到用户的移动性。通过这样做，仅需要低维度多输入单输出（MISO）CE用于发射波束成形设计，从而显著减少CE开销。为此，首先开发了一种位置感知卷积长短期记忆网络（LA-CLNet），以促进IRS的预测波束形成，其中卷积和递归单元被联合采用，以同时利用信道的空间和时间特征。给定预测IRS相移波束形成，瞬时CSI（ICSI）感知的全连接神经网络（IA-FNN），然后提出在接入点优化发射波束形成矩阵。仿真结果表明，所提出的方法所获得的和速率性能接近基因辅助方案与完全完美的ICSI。
2021-04-26 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
