Outage Probability Analysis of IRS-Assisted Systems Under Spatially Correlated Channels
研究了空间信道相关性对智能反射面辅助单输入单输出通信系统中断概率的影响。特别是，我们推导出一种新的封闭形式的表达中断概率为任意相移和相关矩阵的间接信道。为了阐明空间相关性的影响，我们进一步获得了文献中遇到的两种常见情况下的封闭形式的表达式时，大尺度衰落系数表示的传播距离上的损失。数值结果验证了封闭表达式的严密性和有效性。此外，空间相关性提供了显着降低中断概率的直接信道被阻塞。
2021-04-22 cs.IT math.IT
Joint Base Station and IRS Deployment for Enhancing Network Coverage: A Graph-Based Modeling and Optimization Approach
本文研究无线网络中基站与智能反射面的联合部署优化问题，基于图论建模并利用分支定界法与顺序更新算法求解，揭示了覆盖性能与部署成本间的权衡。
2023-04-06 cs.IT eess.SP math.IT
Intelligent Reflecting Surface Deployment for Low-Altitude Coverage: Illumination Geometry, Directional Characteristics, and Optimization
Tsinghua University（清华大学）
针对低空覆盖，本文建立含IRS辐射方向图的三维信道模型，构建预算约束下的IRS部署优化问题，提出混合整数AO算法，仿真显示其比基准方案的最坏情况SNR更高。
2026-09-01 cs.IT math.IT
A Cascaded Multi-IRSs Beamforming Method in mmWave Communication Systems
本文研究了如何联合设计级联多个IRS的相移和BS的预编码矢量，以提高密集城区的覆盖。我们的目标是最大化的信号噪声比（SNR）的用户设备（UE）接收到的信号，通过采用这种方法。然而，它是一个约束非凸优化问题，是NP-难的。为了解决这个问题，我们简化它利用毫米波无线系统的特点，优化问题分解成多个子优化问题。利用毫米波系统中无线信道的渐近正交性来求解次优化问题，最终得到了一个封闭形式的次优化解。仿真结果表明，该方案能有效提高城市密集区的覆盖率。
2021-03-09 cs.IT math.IT
IRS-Aided Sectorized Base Station Design and 3D Coverage Performance Analysis
提出IRS安装于发射机前的扇区化基站设计，建立依赖距离/角度的3D信道与功率分析框架，证明其在单/多小区覆盖及空中UE抗干扰吞吐量上优于固定天线和有源3D波束赋形方案。
2023-12-16 cs.IT eess.SP math.IT
Passive Reflection Codebook Design for IRS-Integrated Access Point
本文针对IRS集成接入点提出基于方位角扇区划分的离线码本设计，通过AO和SDR优化码字以最大化SMAECP，从而在降低导频开销的同时提升覆盖性能。
2024-01-15 cs.IT eess.SP math.IT
Multi-Passive/Active-IRS Enhanced Wireless Coverage: Deployment Optimization and Cost-Performance Trade-off
本文研究多被动/主动IRS辅助无线网络的部署优化问题，通过联合优化IRS选址与反射元件数量，在满足所有小区SNR目标的同时最小化总部署成本，并提出顺序细化加部分枚举算法，实现优于基线策略的成本-性能权衡。
2023-09-21 cs.IT eess.SP math.IT
Sharing Intelligent Reflecting Surfaces in Multi-Operator Communication Systems for Sustainable 6G Networks
Graduate School of Information Sciences (GSIS), Tohoku University（东北大学信息科学研究研究生院）
针对6G多运营商系统中毫米波覆盖受限与基础设施成本高的问题，本文提出多运营商共享智能反射面（IRS）方案，通过数值分析证明其能平衡性能与公平性并优于独立部署。
2025-11-07 cs.IT math.IT
On Hybrid-ARQ-Based Intelligent Reflecting Surface-Assisted Communication System
智能反射面是一种新兴的无线覆盖技术。在这封信中，混合自动重传请求（混合ARQ）的IRS辅助系统的性能进行了分析。更具体地说，IRS辅助系统的中断性能使用的混合ARQ协议与追逐合并进行了研究。渐近分析还表明，中断性能的改善优于线性增加的IRS辅助系统的反射器的数量。仿真结果还验证了在IRS辅助系统的链路层结合ARQ方案的潜力，并表明路径损耗条件的微小变化会对性能产生很大影响。
2020-12-03 cs.IT math.IT
Non-Uniform Codebook Design for Optical IRS-Assisted VLC Systems
Aristotle University of Thessaloniki（色雷斯大学）；University of Ioannina（约阿尼纳大学）；FORTH（希腊研究基金会）；James Watt School of Engineering, University of Glasgow（格拉斯哥大学詹姆斯·瓦特工程学院）
针对光学智能反射面辅助室内可见光通信系统中均匀码本导致用户平面覆盖不均的问题，提出基于几何光学的非均匀码本设计，使反射波束更均匀分布，仿真验证了其优越性。
2026-06-07 cs.IT math.IT
Joint Antenna Rotation and IRS Beamforming for Multi-User Uplink Communications
Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）；University of Macau（澳门大学）
本文提出了一种联合天线旋转与IRS波束成形的多用户上行通信系统，通过优化3D旋转、接收波束成形和IRS相移，提升在物理遮挡和角度不匹配下的通信性能。
2026-01-16 cs.IT math.IT
Double-IRS Aided MIMO Communication under LoS Channels: Capacity Maximization and Scaling
智能反射面技术是一种扩展无线信号覆盖范围、支持高性能通信的技术。通过智能地调整大量无源反射元件的反射系数，IRS可以修改无线传播环境以有利于信号传输。与以往大多数不考虑IRS之间协作的研究不同，本文提出并研究了一种基于视距（LoS）传播信道的协作双IRS辅助多输入多输出（MIMO）通信系统。通过联合优化两个协作IRS的发射协方差矩阵和无源波束形成矩阵，研究了容量最大化问题。虽然上述问题是非凸的，很难解决，我们转换和简化原来的问题，利用一个易于处理的表征的LoS通道。然后，我们开发了一种新的低复杂度的算法，其复杂度是独立的IRS元素的数量。此外，我们分析了双IRS辅助MIMO系统的容量缩放顺序相对于渐近大量的IRS元素或发射功率，这显着优于传统的单IRS辅助MIMO系统，由于合作的被动波束形成增益带来的双反射链路和空间复用增益收获的两个单反射链路。大量的数值结果表明，通过利用LoS信道特性，我们提出的算法可以实现一个理想的性能与低的计算时间。此外，我们的容量缩放分析是有效的，和双IRS系统被证明可以实现比其单IRS对应的更高的速率，只要IRS元素的数量或发射功率不小。
2021-02-26 cs.IT 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
Intelligent Reflecting Surfaces: Sum-Rate Optimization Based on Statistical CSI
在本文中，我们考虑了多用户多输入多输出（MIMO）系统的多个智能反射面（IRS）的部署，以增加覆盖范围，并可能，秩的信道。我们提出了一种优化算法来配置IRS，其目的是通过只利用环境的统计特性，例如用户的位置分布和多径信道的分布，来最大化网络和速率。因此，所提出的方法不需要估计的瞬时信道状态信息（CSI）的系统优化，从而显着放宽（甚至避免）需要频繁重新配置的IRS，这构成了一个最关键的问题，在IRS辅助系统。数值结果证实了所提出的方法的有效性。它示出，特别是，基于统计CSI优化的IRS辅助的无线系统仍然提供大的性能增益相比，没有IRS部署的基线场景。
2020-12-19 cs.IT math.IT
Throughput Maximization for Active Intelligent Reflecting Surface Aided Wireless Powered Communications
本文考虑了一种有源智能反射面（IRS）辅助的无线供电通信网络（WPCN），其中设备首先采集能量，然后将信息传输到混合接入点（HAP）。与现有的被动IRS辅助的WPCN的工作不同，这是第一次在WPCN中引入主动IRS。为了保证公平性，将该问题转化为一个放大的功率受限加权和吞吐量（WST）最大化问题，交替采用逐次凸逼近技术和分式规划求解.为了平衡性能和复杂度的折衷，在活动IRS处考虑三种波束形成设置，即用户自适应IRS波束形成、上行链路自适应IRS波束形成和静态IRS波束形成。数值结果表明，在WPCN中采用有源IRS的显着优势和动态IRS波束形成的好处。具体而言，它被发现，相比于被动IRS，有源IRS不仅大大提高了WST，而且更节能，可以显着扩大传输覆盖范围。此外，与被动IRS的对称部署策略不同，更优选的是将主动IRS部署在设备附近。
2022-01-11 cs.IT eess.SP math.IT
Performance Analysis of Intelligent Reflecting Surface Assisted NOMA Networks
智能反射面（IRS）是一种很有前途的技术，以提高无线网络的覆盖范围和性能。我们认为IRS的应用程序，非正交多址（NOMA），其中一个基站发送叠加信号的IRS凭借多个用户。通过引入1比特编码方案，研究了具有不完全连续干扰消除（ipSIC）和完全连续干扰消除（pSIC）的IRS辅助NOMA网络的性能。特别是，我们推导出新的精确和渐近表达式的中断概率和遍历率的第m个用户与ipSIC/pSIC。基于分析结果，第m个用户的分集阶数与pSIC的反射元件的数量和信道排序有关。得到了第$m$用户的各态历经速率的高信噪比斜率。讨论了IRS-NOMA在时延受限和时延容忍传输模式下的吞吐量和能量效率。此外，我们推导出新的精确表达式中断概率和遍历率的IRS辅助正交多址（IRS-OMA）。数值结果证实了我们的分析和表明：i）IRS-NOMA的中断行为优于IRS-OMA和中继方案; ii）随着反射元件的数量的增加，IRS-NOMA能够实现增强的中断性能; iii）第M个用户具有更大的遍历率相比，IRS-OMA和基准。然而，遍历性能的$m$ -th用户超过中继方案在低SNR制度。
2021-01-28 cs.IT math.IT
Still Waters Run Deep: Extend THz Coverage with Non-Intelligent Reflecting Surface
本文提出利用低成本、易部署的非智能反射面（NIRS）通过丰富的反射和散射来增强太赫兹非视距区域的覆盖能力，并与智能反射面（IRS）进行系统比较，结合实验结果验证其有效性，同时展望了未来研究方向。
2023-07-11 cs.IT eess.SP math.IT
Static IRS Meets Distributed MIMO: A New Architecture for Dynamic Beamforming
针对动态IRS波束成形高控制开销的问题，提出融合D-MIMO的静态调控IRS架构，通过联合优化IRS波束与AP-子区域关联最大化最差接收功率，理论与仿真验证其可实现平方功率增益且性能接近动态方案。
2025-01-13 cs.IT math.IT
Spatial Throughput Characterization for Intelligent Reflecting Surface Aided Multiuser System
智能反射面（IRS）是近年来提出的一种提高未来无线网络频谱和能量效率的解决方案，它通过调整大量低成本的无源反射元件，从而构建良好的无线传播环境。不同于以往的作品，专注于链路级的性能优化的IRS辅助无线系统，这封信的特点是一个单小区的多用户系统的空间吞吐量的辅助下，随机部署在小区中的多个IRS。仿真结果表明，我们的分析是有效的和IRS辅助系统优于全双工中继辅助的对应系统的空间吞吐量时，IRS的数量超过一定的值。此外，它表明，不同的部署策略IRS/主动中继应采取各自的吞吐量最大化。最后，它揭示了，给定的反射元件的IRS的总数，系统的空间吞吐量增加时，较少的IRS部署每个具有更多的反射元件，但在更多的空间变化的用户速率的成本。
2020-02-26 cs.IT math.IT
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
Blind Beamforming for Coverage Enhancement with Intelligent Reflecting Surface
本文提出一种无需信道状态信息的盲波束成形方法，仅利用接收信号功率数据提升智能反射面覆盖场景下的最小信噪比，理论保证接近最优，现场测试显示显著增益。
2024-07-17 cs.IT eess.SP math.IT
Low-to-Zero-Overhead IRS Reconfiguration: Decoupling Illumination and Channel Estimation
智能反射面（IRSs）的优化，到目前为止开发的大多数算法都需要完整的信道状态信息（CSI）的知识。然而，由此产生的捕获开销构成了在实践中实现IRS辅助的无线系统的主要瓶颈。相比之下，在本文中，专注于从基站（BS）到移动用户（MU）的下行链路传输，位于一个阻塞区域，我们建议优化IRS的照明区域为中心的MU周围。因此，所提出的设计需要估计MU的位置而不是完整的CSI。对于给定的IRS相移配置，然后可以使用常规信道估计技术来估计端到端BS-IRS-MU信道。所提出的方案的IRS重新配置开销取决于MU移动性以及IRS照明的覆盖范围有多宽。因此，我们开发了一个通用的IRS相移设计，这是有效的近场和远场制度，并具有一个参数，用于调整照明区域的大小。此外，我们研究了一种特殊的情况下，IRS照亮整个阻塞区域，这意味着IRS相移不随时间变化，从而导致零开销IRS重新配置。
2021-12-17 cs.ET cs.IT cs.NI
Empowering Base Stations with Co-Site Intelligent Reflecting Surfaces: User Association, Channel Estimation and Reflection Optimization
智能反射面（IRS）是一种有效提高无线通信性能的技术。现有的文献主要考虑IRS被部署在用户终端附近，以提高其性能。然而，如果IRS需要密集地部署在网络中以迎合随机用户位置，则这种方法可能会产生高成本。为了避免这样高的部署成本，在本文中，我们考虑了一种新的IRS辅助无线网络架构，IRS部署在每个基站（BS）附近，以协助其与分布式用户的通信，无论他们的位置。除了显著增强IRS的信号覆盖之外，与传统的用户侧IRS相比，该方案通过利用短距离上的几乎静态的BS-IRS信道来帮助减少IRS关联的信道估计开销。针对该方案，我们提出了一种新的两阶段传输协议，以实现IRS信道估计和反射优化的上行链路数据传输效率。此外，我们提出了有效的方法来解决用户IRS关联问题的基础上长期的信道知识和选定的用户IRS BS级联信道估计问题。最后，所有IRS的无源反射与BS的多天线接收组合联合优化，以最大化所有用户之间的数据传输的最小可实现速率。数值结果表明，所提出的共站IRS授权BS方案可以实现显着的性能增益比传统的BS没有共站IRS和现有的IRS信道估计和反射优化方案，从而使一个有吸引力的低成本和高性能的BS设计，为未来的无线网络。
2022-05-26 cs.IT eess.SP math.IT
Coverage Probability and Ergodic Capacity of Intelligent Reflecting Surface-Enhanced Communication Systems
本文研究了瑞利衰落信道下智能反射面（IRS）增强的单输入单输出（SISO）系统的性能。从瞬时信道容量，我们计算的覆盖概率的封闭形式的表达式作为统计信道信息的函数。进一步得到了覆盖概率与相移数的缩放定律。推导了遍历容量的概念，给出了一个简单的上界，简化了符号函数的使用，并能在较长时间内应用。数值结果表明，我们的封闭形式的表达式相比，Monte-Carlo模拟的紧密性和有效性。
2020-09-15 cs.IT math.IT
Relay Aided Intelligent Reconfigurable Surfaces: Achieving the Potential Without So Many Antennas
本文提出了一种新的中继辅助智能可重构表面（IRS）架构，为未来的无线通信系统。所提出的架构，它包括两个并排的智能表面连接通过全双工继电器，有潜力实现有前途的收益的智能表面，同时需要更少的反射元件。因此，所提出的IRS架构需要显著更少的信道估计和波束训练开销，并且与经典IRS方法相比提供更高的鲁棒性。此外，由于在两个表面上划分IRS反射过程，这些表面的位置和取向可以被优化以扩展无线通信覆盖并增强系统性能。在本文中，可实现的速率和所需的元件数量，使用建议的继电器辅助IRS架构的第一个解析的特点，然后使用数值模拟进行评估。结果表明，所提出的架构可以实现数据率的目标，与典型的IRS解决方案相比，更少的元素，这突出了这些智能表面的实际部署的一个有前途的路径。
2020-06-11 cs.IT eess.SP math.IT
The Rise of Intelligent Reflecting Surfaces in Integrated Sensing and Communications Paradigms
本文探讨智能反射面（IRS）在未来集成感知与通信（ISAC）中的作用，分析其在覆盖扩展、干扰抑制和参数估计方面的优势，并概述相关信号处理技术与设计挑战。
2022-12-20 cs.IT eess.SP math.IT
Intelligent Reflecting Surface-Assisted Multiple Access with User Pairing: NOMA or OMA?
将智能反射表面（IRS）集成到多接入网络是提高频谱/能量效率和扩大网络覆盖/连接的具有成本效益的解决方案。然而，由于IRS在重新配置无线传播信道方面的新能力，在IRS辅助的无线网络中，哪种多址方案更优越根本上是未知的。在这封信中，我们对IRS辅助下行链路通信中的非正交多址（NOMA）和正交多址（OMA）进行了理论性能比较，其中发射功率最小化问题是在每个IRS单元上的离散单位模反射约束下制定的。我们分析了不同的多址接入方案所需的最小发射功率，并将它们进行了数值比较，结果表明，在没有IRS的传统系统中，NOMA并不完全符合NOMA在OMA上的固有优势。此外，为了避免最佳离散IRS相移的蛮力搜索的指数复杂性，我们提出了一个低复杂度的解决方案，以实现接近最佳的性能。
2020-01-29 cs.ET cs.IT math.IT
The Far-/Near-Field Beam Squint and Solutions for THz Intelligent Reflecting Surface Communications
太赫兹（THz）和智能反射表面（IRS）被认为是提高未来6 G网络容量和覆盖范围的两种有前途的技术。通常，IRS在太赫兹频率下实现时通常配备有大规模元件。在这种情况下，应考虑近场模型和波束偏斜。因此，在本文中，我们研究了远场和近场光束斜视的太赫兹IRS通信的问题。根据不同的电磁辐射特性，分别建立了远场和近场信道模型。其次，基于级联基站-IRS-用户信道模型，分析了远场波束偏斜及其对波束增益的影响，并研究了近场情况。为了克服远场和近场光束斜视角的影响，提出将延迟可调元表面（DAM）应用于IRS，并提出了优化IRS元件反射相移和时延的方案，有效地消除了光束斜视角带来的光束增益损失。最后，仿真结果表明，我们提出的方案在打击近场和远场波束斜视的有效性。
2022-08-26 cs.IT eess.SP math.IT
Placement Optimization and Power Control in Intelligent Reflecting Surface Aided Multiuser System
智能反射表面（IRS）是一项革命性的新技术，能够通过控制其大量低成本无源反射元件来重新配置无线传播环境。不同于以往的作品，专注于优化IRS反射系数或单IRS布局，我们的目标是最大限度地提高最小吞吐量的单小区多用户系统的辅助下，通过联合多IRS布局和功率控制在接入点（AP），这是一个混合整数非凸问题，急剧增加的复杂性与IRS/用户的数量。为了解决这一问题，提出了一种基于环的IRS布局方案以及一种均衡用户非中断概率的功率控制策略。进一步提出了一种有效的搜索算法，以获得一个接近最优的解决方案，为任意数量的IRS/环。数值结果验证了我们的分析，并表明我们提出的方案显着优于基准计划没有IRS和/或与其他功率控制策略。此外，它示出的IRS优选地部署在AP附近的覆盖范围扩展，而随着更多的IRS，它们往往会分散在小区上，以覆盖更多，更接近目标用户。
2021-11-04 cs.IT cs.NI math.IT
Deep Reinforcement Learning for Intelligent Reflecting Surfaces: Towards Standalone Operation
智能反射表面（IRSs）具有良好的覆盖范围和光谱效率增益，正引起越来越多的关注。然而，为了在实践中实现这些表面，需要解决几个挑战。这些主要挑战之一是如何在这些无源表面上配置反射系数，而不需要大量的信道估计或波束训练开销。早期的工作建议利用监督学习工具来设计IRS反射矩阵。虽然这种方法具有减少波束训练开销的潜力，但它需要收集用于训练神经网络模型的大型数据集。在本文中，我们提出了一种新的深度强化学习框架，用于以最小的训练开销预测IRS反射矩阵。仿真结果表明，所提出的在线学习框架可以收敛到最佳速率，假设完善的信道知识。这代表了实现独立IRS操作的重要一步，其中表面在没有基础设施的任何控制的情况下自行配置。
2020-02-25 cs.IT eess.SP math.IT
Multi-IRS-Enabled Integrated Sensing and Communications
本文研究多IRS赋能的ISAC系统，推导点目标与扩展目标下感知参数估计的闭式CRB，联合优化基站发射与IRS反射波束成形，在通信用户SINR等约束下最小化所有IRS的最大CRB，以实现公平优化的感知性能。
2023-12-18 cs.IT eess.SP math.IT
Optical IRS for Visible Light Communication: Modeling, Design, and Open Issues
本文综述了光学智能反射面（OIRS）在可见光通信中的应用，涵盖信道建模（光学与关联模型）、波束对准及反射优化等设计技术，并指出了未来研究的开放问题。
2024-05-29 cs.IT eess.SP math.IT
Hybrid Spherical- and Planar-Wave Channel Modeling and Estimation for Terahertz Integrated UM-MIMO and IRS Systems
集成的超大规模多输入多输出（UM-MIMO）和智能反射表面（IRS）系统有望用于6 G和超太赫兹（0.1-10 THz）通信，以有效绕过有限覆盖和视线阻塞的障碍。然而，UM-MIMO和IRS的过大尺寸扩大了近场区域，而远场的强THz信道稀疏性不利于空间复用。此外，信道估计（CE）需要恢复严重压缩的观察，由于有限的RF链的大规模信道。为了解决这些问题，一个混合球面和平面波信道模型（HSPM）的级联通道的集成系统开发。分析了近场和远场区域下的空间复用增益，发现其受限于较低秩的分段信道。在此基础上，提出了一种基于压缩感知的信道估计框架，包括稀疏信道表示方法、分离侧估计（SSE）和字典收缩估计（DSE）算法。数值结果验证了HSPM的有效性，其容量仅为$5\times10^{-4}$ bits/s/Hz，偏离地面真实球波模型，256单元。虽然SSE比基准算法实现了CE的更高精度，但DSE在噪声环境中更具吸引力，归一化均方误差比SSE低0.8 dB。
2022-05-26 cs.IT eess.SP math.IT
Hybrid Driven Learning for Channel Estimation in Intelligent Reflecting Surface Aided Millimeter Wave Communications
本文针对IRS辅助毫米波MISO系统上行宽带信道估计问题，提出结合模型驱动与数据驱动的混合驱动学习架构，在无源及混合有源/无源IRS系统中均显著优于现有深度学习方案，并降低约60%导频开销。
2023-05-30 cs.IT eess.SP math.IT
Intelligent Reflecting Surface Based Localization of Mixed Near-Field and Far-Field Targets
针对6G ISAC中目标与基站视距被遮挡的定位难题，本文提出利用IRS作为无源锚点，通过构造虚拟信号并应用MUSIC算法，实现对混合近场与远场目标相对IRS的到达角和距离估计，并验证了其有效性。
2025-02-04 cs.IT eess.SP math.IT
Channel Estimation and Transmission for Intelligent Reflecting Surface Assisted THz Communications
智能反射面（IRS）被认为是拓宽太赫兹（THz）通信信号覆盖范围和增强传输的一种有前途的技术。由于IRS的无源性，传统的导频方式无法实现信道测量，后续的协作传输设计仍然是一个悬而未决的问题。研究了大规模多输入多输出（MIMO）红外辅助太赫兹系统的信道估计和传输方案。通过波束训练实现信道估计，并对量化误差进行了分析。此外，提出了一种新的分层搜索码本设计，作为波束训练的低复杂度基础。在此基础上，提出了一种协作信道估计方法，巧妙地获取信道信息。最后，通过利用所获得的信道信息，直接以封闭形式提供IRS和收发器的设计，而无需重构完整的信道矩阵或额外的优化。仿真和数值结果来说明波束训练所需的最小信噪比（SNR）和所提出的传输解决方案的功效。
2020-03-15 cs.IT eess.SP math.IT
A Wideband MIMO Channel Model for Aerial Intelligent Reflecting Surface-Assisted Wireless Communications
本文提出一种考虑AIRS旋转与运动的三维宽带MIMO信道模型，推导CIR、相关函数和容量，并设计联合相移方案，仿真验证其能提升信道统计特性和系统容量。
2023-09-05 cs.IT eess.SP math.IT
Joint Active and Passive Beamforming Optimization for Intelligent Reflecting Surface Assisted SWIPT under QoS Constraints
智能反射表面（IRS）是一种全新的革命性技术，用于实现频谱和能源高效的无线网络。通过利用能够反射具有可调相移的射频（RF）信号的大规模低成本无源元件，IRS可以实现高无源波束成形增益，这对于提高基于RF的无线功率传输的效率特别有吸引力。基于上述考虑，本文研究了一种基于IRS的无线信息与能量同步传输（SWIPT）系统。具体地，部署一组IRS以分别辅助从多天线接入点（AP）到多个单天线信息用户（IU）和能量用户（EU）的信息/功率传输。我们的目标是通过联合优化其发射预编码器和反射相移在所有IRS，在所有用户的服务质量（QoS）的约束下，即，在IU和能量收集约束的个人信号干扰噪声比（SINR）的约束，在AP的发射功率最小化。然而，这个优化问题是非凸的复杂耦合的变量，现有的交替优化方法被证明是低效的QoS约束的数量增加。为了解决这个问题，我们首先应用适当的变换的QoS约束，然后提出了一个有效的迭代算法，通过应用基于惩罚的方法。此外，通过利用IRS的短距离覆盖，我们进一步提出了一个低复杂度的算法，通过优化的相移的所有IRS并行。
2019-11-09 cs.IT eess.SP math.IT
Intelligent Reflecting Surface Enhanced Wireless Network: Joint Active and Passive Beamforming Design
智能反射面（IRS）通过对信号传播进行智能重构以提高性能，在未来无线网络中具有广泛的应用前景。具体来说，IRS由大量低成本无源元件组成，每个无源元件以一定的相移反射入射信号，以协同实现波束形成并抑制一个或多个指定接收器处的干扰。在本文中，我们研究了一个IRS增强的点对点多输入单输出（MISO）无线系统，其中一个IRS被部署，以协助从多天线接入点（AP）到单天线用户的通信。结果，用户同时接收直接从AP发送的信号以及由IRS反射的信号。我们的目标是通过联合优化AP处的（主动）发射波束成形和IRS处的移相器的（被动）反射波束成形来最大化用户处的总接收信号功率。我们首先提出了一个集中式算法的基础上的半定松弛（SDR）的技术，假设全球信道状态信息（CSI）在IRS。由于集中式实现需要过多的信道估计和信号交换开销，我们进一步提出了一种低复杂度的分布式算法，其中AP和IRS以交替的方式独立地调整发射波束成形和相移，直到达到收敛。仿真结果表明，与基准方案相比，所提出的算法可以实现显着的性能增益。此外，它被验证，IRS是能够大大提高链路质量和/或覆盖率超过传统的设置没有IRS。
2018-09-12 cs.IT math.IT math.OC
Intelligent Reflecting Surface Enabled Multi-Target Sensing
除了改善通信性能外，智能反射表面（IRS）也是实现更大传感覆盖范围和增强传感质量的有前途的使能者。然而，在基站（BS）和目标之间没有直接路径的情况下，多目标感测通常是非常困难的，因为IRS不能主动发送感测波束或分析目标信息。此外，通过IRS建立的虚拟链路反射的不同目标的回波在BS处共享相同的方向性。在本文中，我们研究了一个无线系统，包括一个多天线BS和一个IRS的多目标感知，波束形成矢量和IRS相移联合优化，以提高传感性能。为了满足不同的感知要求，如最小接收功率和最小感知频率，我们提出了三种新颖的IRS辅助感知方案：时分（TD）感知、签名序列（SS）感知和混合TD-SS感知。首先，对于TD感测，感测任务随时间按顺序执行。随后，提出了一种新的签名序列（SS）感知方案，通过建立方向和SS之间的关系来提高感知效率。为了在波束方向图增益和感知效率之间取得灵活的平衡，本文还提出了一种具有目标分组的通用混合TD-SS感知方案，即同一组目标通过SS感知同时被感知，而不同组目标被分配到正交时隙。通过控制组的数量，混合TD-SS感测方案可以在波束方向图增益和感测频率之间提供更灵活的平衡。而且，
2022-11-05 cs.IT eess.SP math.IT
Hybrid Active/Passive Wireless Network Aided by Intelligent Reflecting Surface: System Modeling and Performance Analysis
智能反射面（IRS）是一种新的、有前途的范例，通过调谐大量低成本的无源反射元件来构建有利的通信信道，从而大幅提高无线网络的频谱和能量效率。尽管最近在各种IRS辅助的无线系统的链路级性能优化方面取得了进展，但在无线网络中大规模部署IRS是否可以成为未来实现其可持续容量增长的经济有效的解决方案仍然是一个悬而未决的问题。为了解决这个问题，我们在本文中研究了一种新的混合无线网络，包括主动基站（BS）和被动IRS，并表征其可实现的空间吞吐量在下行链路以及其他相关的关键性能指标平均在信道衰落和随机位置的基础上部署的BS/IRS在随机几何。相比以前的工作，仅与活跃的BS的无线网络的性能特征，我们的分析需要推导出的信号和干扰的功率分布的分布式IRS在网络中的空间相关的信道下，表现出信道硬化效应时，IRS元素的数量变得很大。大量的数值结果验证了我们的分析，并证明了部署分布式IRS的有效性，在提高混合网络的吞吐量对传统的网络没有IRS，这显着提高了信号功率，但结果在网络中的干扰只略有增加。此外，它揭示了存在一个最佳的IRS/BS密度比，最大化的混合网络的吞吐量受到总部署成本给定的个人成本，而传统的网络没有IRS一般是次优的吞吐量每单位成本。
2021-05-15 cs.IT cs.NI math.IT
Performance Analysis of Intelligent Reflecting Surface Assisted Opportunistic Communications
本研究针对 sub-6 GHz 频段，提出并分析了基于 IRS 随机相位配置和多用户分集的机会通信方案，证明其吞吐量随用户数增加渐近收敛至最优波束成形吞吐量，并扩展至 OFDM 宽带系统，以极低成本实现卓越性能。
2022-10-24 cs.IT eess.SP math.IT
An Analytical Framework for Modeling a Spatially Repulsive Cellular Network
我们提出了一个新的蜂窝网络模型，捕获基站部署的确定性和随机性方面。即，基站位置被建模为两个独立的静止点过程的叠加：具有强度$λ_g$的随机移位网格和具有强度$λ_p$的泊松点过程（PPP）。网格和PPP部署是$λ_p \to 0$和$λ_g \to 0$的特殊情况，实际部署介于这两个极端之间，正如我们使用部署数据所展示的那样。假设每个用户与提供最强平均接收信号功率的基站相关联，我们得到典型用户与网格或PPP基站相关联的概率。假设瑞利衰落信道，我们推导出典型用户的覆盖概率的表达式，导致以下观察。首先，典型用户的关联和覆盖概率被充分表征为强度比$ρ_λ= λ_p/λ_g$的函数。第二，用户关联偏向于位于网格上的基站。最后，该模型预测的覆盖概率的实际部署具有很高的精度。
2017-09-30 cs.IT math.IT
LOS Coverage Area in Vehicular Networks with Cox distributed Roadside Units and Relays
我们开发了一个分析框架，以检查的视线（LOS）覆盖区域的车辆网络与路边单元（RSU）和车辆继电器。在实际的部署情况下，RSU和车辆继电器空间相关，我们的特点是采用Cox点过程建模RSU和车辆继电器的位置同时。利用随机阻塞模型，我们对这些Cox点过程的布尔模型的LOS覆盖区域建模。然后通过其面积分数来评估LOS覆盖区域。我们发现，中继可以增加近50%的LOS覆盖的面积分数，即使RSU和中继空间相关。通过提出一个随机几何模型的车辆网络RSU和继电器，然后通过提供一个工具来捕捉其LOS覆盖，我们的工作评估的可行性，现代车辆网络利用LOS覆盖的车辆继电器。
2023-01-19 cs.IT eess.SP math.IT
Stochastic Analysis of Homogeneous Wireless Networks Assisted by Intelligent Reflecting Surfaces
针对BS、用户与IRS均按独立同构PPP分布的无线网络，论文采用均匀随机服务策略并推导信号、干扰、容量及中断概率的解析界，揭示IRS密度提升会同时增强信号与干扰但降低中断概率。
2024-06-11 cs.IT math.IT math.PR
Exploiting Movable Elements of Intelligent Reflecting Surface for Enhancement of Integrated Sensing and Communication
本研究提出利用智能反射面（IRS）可移动单元增强集成感知与通信（ISAC）系统性能，针对单/多用户场景分别设计单元位置优化方案，仿真验证其可提升通信速率、感知精度并拓宽覆盖范围。
2025-07-31 cs.IT eess.SP math.IT
Deep Denoising Neural Network Assisted Compressive Channel Estimation for mmWave Intelligent Reflecting Surfaces
Beijing Institute of Technology（北京理工大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；CentraleSupélec（中央理工-高等电力学院）；Université Paris-Saclay（巴黎-萨克雷大学）；King Abdullah University of Science and Technology（阿卜杜拉国王科技大学）
将大型智能反射表面（IRS）集成到毫米波（mmWave）大规模多输入多输出（MIMO）中已经成为改善覆盖和吞吐量的有前途的方法。大多数现有的工作假设理想的信道估计，这可能是具有挑战性的，由于高维级联MIMO信道和无源反射元件。因此，本文提出了一种深度去噪神经网络辅助的毫米波IRS系统压缩信道估计，以减少训练开销。具体来说，我们首先介绍了一种混合被动/主动IRS架构，其中很少的接收链被用来估计上行链路用户到IRS信道。在通道训练阶段，只有一小部分元件将被连续激活以使部分通道发声。此外，可以基于压缩感测从有限的测量重构完整的信道矩阵，由此利用不同子载波之间的角域毫米波MIMO信道的公共稀疏性以提高准确度。此外，一个复值去噪卷积神经网络（CV-DnCNN）进一步提出了增强性能。仿真结果表明，所提出的解决方案优于国家的最先进的解决方案。
2020-08-30 cs.IT cs.LG eess.SP
Joint Energy and SINR Coverage in Spatially Clustered RF-powered IoT Network
由于射频（RF）信号无处不在，RF能量收集正在成为为物联网设备供电的一种有吸引力的解决方案。在本文中，我们对一个物联网网络进行了建模和分析，该网络从同一个无线网络中收集RF能量并接收信息。为了实现该操作，每个时隙被划分为计费和信息接收阶段。对于这种设置，我们表征两个性能指标：（i）能量覆盖和（ii）联合信号干扰加噪声（SINR）和能量覆盖。分析是使用一个现实的空间模型来执行的，该模型捕获了物联网设备的位置与无线网络的节点（以下称为物联网网关）之间的空间耦合，这在文献中经常被忽略。特别是，我们使用泊松集群过程（PCP）对物联网设备的位置进行建模，并假设其中一些集群在其中心部署了物联网网关（GW），而其他GW独立于物联网设备部署。耦合水平可以通过调整部署在集群中心的总GW的比例来控制。由于固有的棘手性计算散粒噪声过程的分布，这种设置，我们提出了两个准确的近似，使用上述指标的特点。从我们的结果中得出了多个系统设计见解。例如，我们证明了最佳时隙划分，最大限度地提高系统吞吐量的存在。此外，我们探讨了物联网设备和GW的位置之间的耦合水平对这种最佳时隙划分的影响。特别是，我们的研究结果表明，充电阶段的持续时间的最佳值增加耦合的水平降低。
2018-12-24 cs.IT cs.NI math.IT
