Joint Design for Simultaneously Transmitting And Reflecting (STAR) RIS Assisted NOMA Systems
与传统的反射型可重构智能表面（RISs）不同，同时发射和反射型可重构智能表面（STAR-RISs）是一种新型的可重构智能表面技术，它通过同时发射和反射入射信号，将半空间覆盖扩展到全空间覆盖。STAR-RIS为操纵信号传播提供了新的自由度（DoF）。基于上述思想，本文提出了一种新的STAR-RIS辅助非正交多址接入系统（STAR-RIS-NOMA）。我们的目标是通过联合优化解码顺序，功率分配系数，主动波束成形，传输和反射波束成形，以最大限度地提高可实现的总速率。然而，制定的问题是非凸与错综复杂的耦合变量。为了解决这个问题，提出了一种次优的两层迭代算法。具体地，在内层迭代中，对于给定的解码顺序，交替地优化功率分配系数、主动波束成形、发射波束成形和反射波束成形。对于外层迭代，每个簇中NOMA用户的解码顺序用内层迭代得到的解更新。此外，提出了一种有效的解码顺序确定方案的基础上的等效组合的信道增益。仿真结果表明，建议的STAR-RIS-NOMA系统，我们提出的算法的辅助下，优于传统的RIS-NOMA和RIS辅助正交多址（RIS-OMA）系统。
2022-09-17 cs.IT eess.SP math.IT
Simultaneously Transmitting and Reflecting (STAR)-RISs: A Coupled Phase-Shift Model
研究了一种同时发射和反射的可重构智能表面（STAR-RIS）辅助通信系统，其中一个接入点向位于STAR-RIS两侧的两个用户发送信息。与现有的假设传输和反射的相移系数可以独立调节的工作不同，这对于纯无源STAR-RISs来说是不平凡的，考虑了耦合的传输和反射相移模型。基于此模型，制定了非正交多址接入（NOMA）和正交多址接入（OMA）的功耗最小化问题。特别是，传输和反射的幅度和相移系数联合优化，受用户的速率约束。为了解决这个非凸问题，一个有效的逐元素交替优化算法的开发，以找到一个高质量的次优解，其复杂度仅与STAR元素的数量成线性比例。最后，通过与采用独立相移模型的STAR-RISs和传统的仅反射/透射RISs的性能比较，对NOMA和OMA进行了数值仿真，验证了所提算法的有效性.
2021-10-05 cs.IT eess.SP math.IT
Simultaneous Transmitting and Reflecting (STAR)-RIS for Harmonious Millimeter Wave Spectrum Sharing
用于5G通信的毫米波（mmWave）频谱带的开放激发了对这些高频下的新型频谱共享解决方案的需求。事实上，最近出现了可重新配置的智能表面（RIS），以实现频谱共享，同时提高现任者的服务质量（QoS）。尽管如此，由于毫米波频带的不利传播特性，毫米波频带上的共存仍然具有持续的挑战性。因此，发起毫米波频谱共享需要RIS进一步帮助改善毫米波频带上的QoS，而不危及频谱共享需求。本文提出了一种新的同时发射和反射RIS（STAR-RIS）辅助解决方案，以实现毫米波频谱共享。特别是，利用STAR-RIS的发射和反射能力来分别解决毫米波频谱共享和QoS要求。在主网络（例如雷达发射-接收对）和辅网络之间的STAR-RIS使能的频谱共享问题被公式化为优化问题，其目标是最大化辅多输入单输出（MISO）网络上的下行链路和速率，同时限制主网络上的干扰。此外，STAR-RIS响应系数和波束形成矩阵在二次网络的联合优化。为了解决这个非凸问题，交替迭代算法，其中的STAR-RIS响应系数和波束形成矩阵使用逐次凸逼近方法获得。仿真结果表明，所提出的解决方案优于传统的RIS计划毫米波频谱共享，实现了14.57%的频谱效率增益。
2023-01-25 cs.IT eess.SP math.IT
Active Beyond-Diagonal Reconfigurable Intelligent Surface with Hybrid Transmitting and Reflecting Mode
The Hong Kong University of Science and Technology (Guangzhou)（香港科技大学（广州））；University of Macau（澳门大学）
本文提出了一种具有混合发射和反射模式的主动非对角可重构智能表面，通过统一优化框架提升多用户通信系统的总速率。
2026-04-15 cs.IT eess.SP math.IT
STAR-RIS Aided NOMA in Multi-Cell Networks: A General Analytical Framework with Gamma Distributed Channel Modeling
同时发射和反射的可重构智能表面（STAR-RIS）能够提供智能无线电环境的全空间覆盖。本文研究了STAR-RIS辅助下行非正交多址（NOMA）多小区网络，其中入射信号在STAR-RIS处的能量被分成两部分用于发射和反射。首先，我们提出了一种拟合的方法来模拟的复合小尺度衰落功率的分布作为易处理的伽玛分布。然后，提供了一个统一的分析框架，基于随机几何捕捉随机位置的RIS-RIS，基站（BS），和用户设备（UE）。基于这个框架，我们推导出典型UE和连接UE的覆盖概率和遍历率。特别是，我们得到封闭形式的表达的覆盖概率在干扰有限的情况下。我们也推导出理论表达式在传统的RIS辅助网络进行比较。分析结果表明，STAR-RIS存在最优的能量分裂系数，同时最大化系统覆盖率和遍历速率。仿真结果表明：1）STAR-RIS能够满足不同侧UE的不同需求; 2）具有适当能量分割系数的STAR-RIS在覆盖和速率性能上优于传统的RIS。
2022-06-21 cs.IT math.IT
Simultaneously Transmitting And Reflecting (STAR) RIS for 6G: Fundamentals, Recent Advances, and Future Directions
本文介绍了面向6G的同时发射与反射可重构智能表面（STAR-RIS）的基础原理、分类方式、波束成形设计与通用优化框架，探讨了其应用场景并指出未来研究方向。
2023-04-27 cs.IT eess.SP math.IT
Input-Output Relation and Performance of RIS-Aided OTFS with Fractional Delay-Doppler
可重构智能表面（RIS）和正交时频空间（OTFS）调制在最近的无线研究中得到了关注。RIS技术通过将入射电磁波反射到接收器来辅助通信，OTFS调制在高多普勒信道中有效。本文提出了一个早期的研究，在高多普勒信道的RIS辅助OTFS。我们推导出端到端的延迟多普勒（DD）域的输入输出关系的RIS辅助OTFS系统，考虑矩形脉冲和分数延迟多普勒值。我们还考虑了一种用于RIS辅助OTFS的Zak接收机，该接收机使用Zak变换将接收到的时域信号一步转换到DD域，并推导出其端到端输入输出关系。我们的仿真结果表明，$i)$ RIS辅助的OTFS性能优于没有RIS的OTFS，$ii)$ Zak接收机性能优于两步接收机，和$iii)$ RIS辅助的OTFS相比，RIS辅助的OFDM实现了更好的性能。
2022-10-25 cs.IT eess.SP math.IT
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
A Dynamic Grouping Strategy for Beyond Diagonal Reconfigurable Intelligent Surfaces with Hybrid Transmitting and Reflecting Mode
本文提出一种基于CSI动态分组的BD-RIS架构，采用置换块对角散射矩阵，并通过高效算法优化，在多用户MISO系统中性能优于固定分组架构。
2023-06-20 cs.IT eess.SP math.IT
Performance Analysis and Optimization of STAR-RIS-Aided Cell-Free Massive MIMO Systems Relying on Imperfect Hardware
本文研究非理想硬件下STAR-RIS辅助无蜂窝大规模MIMO系统，推导信道估计与频谱效率闭式表达式，并提出交替优化算法联合优化波束赋形与功率控制以提升最差用户性能。
2025-01-03 cs.IT eess.SP math.IT
A Framework for Transmission Design for Active RIS-Aided Communication with Partial CSI
主动可重构智能表面（RIS）最近被提出来补偿传统的被动RIS辅助系统的严重乘性衰落效应。有源RIS的每个反射元件由放大器辅助，使得入射信号可以被反射和放大，而不是像在无源RIS辅助系统中那样仅被反射。这项工作解决了实际的挑战，一方面，在有源RIS辅助系统中，由于在有源RIS处缺乏信号处理能力，无法获得RIS辅助信道的完美的个体CSI，但是另一方面，需要该CSI来计算收发器设计所需的预期系统数据率和RIS发射功率。为了解决这个问题，我们首先推导出封闭形式的表达式的平均可达速率和平均RIS发射功率的基础上的部分CSI的RIS辅助信道。然后，我们制定了一个平均可实现的速率最大化问题，共同优化在基站（BS）和RIS的主动波束成形。这个问题，然后解决使用优化-最小化（MM）算法框架，并且，对于每次迭代，半封闭形式的解决方案的BS和RIS波束形成的基础上的Karush-Kuhn-Tucker（KKT）条件。为了保证每个用户的服务质量（QoS），我们进一步提出了速率中断约束波束形成问题，并利用Bernstein型不等式（BTI）和半定松弛（SDR）技术求解该问题。数值结果表明，所提出的算法可以有效地克服主动RIS辅助无线系统中不完美CSI所带来的挑战。
2023-02-18 cs.IT eess.SP math.IT
Ergodic Rate Analysis of STAR-RIS Aided NOMA Systems
这封信分析了遍历速率的同时发送和反射可重构智能表面（STAR-RIS）辅助非正交多址（NOMA）系统，其中从基站到小区边缘用户的直接链路是非视线由于障碍物，和STAR-RIS是用来提供视线链路到这些小区边缘用户。通过将复合信道功率增益的分布拟合为伽马分布，我们推导出了小区边缘用户的各态历经速率和高信噪比斜率的封闭形式的表达式。数值结果表明：1）各态历经速率随STAR-RIS单元数的增加而增加，且高信噪比斜率固定不变; 2）STAR-RIS辅助NOMA系统比常规RIS辅助NOMA系统具有更高的各态历经速率。
2022-07-22 cs.IT math.IT
Physics-Compliant Modeling and Scaling Laws of Multi-RIS Aided Systems
本研究通过多端口网络理论为多RIS辅助系统建立了物理合规的信道模型，推导了信道增益缩放定律，揭示了其与忽略结构散射的传统模型间随RIS数量和元素数量变化的显著差异。
2024-10-16 cs.IT eess.SP math.IT
Bi-objective Optimization of Information Rate and Harvested Power in RIS-aided SWIPT Systems
研究了可重构智能表面（RIS）辅助的多输入单输出下行无线网络（SWIPT）中同时优化信息速率和功率的问题。波束成形向量、RIS反射系数和功率分配比在最大功率约束、最小收获功率约束和RIS反射系数的实际约束下联合优化。一个实用的算法是通过交替优化，顺序优化和定价为基础的方法的相互作用。数值结果表明，部署RIS可以显着提高信息率和收获的功率量。
2022-04-24 cs.IT eess.SP math.IT
Cost-Efficient RIS-Aided Channel Estimation via Rank-One Matrix Factorization
可重构智能表面（RIS）由大量Meta元素组成，可以提高未来无线通信系统的性能。现有的RIS辅助信道估计方法试图直接估计级联信道，特别是当RIS的元素数量非常大时，会产生很高的计算和训练开销。在本文中，我们提出了一种成本有效的信道估计方法，通过秩一矩阵分解（MF）。具体地，如果在基站（BS）附近采用RIS，则发现RIS辅助信道可以被分解为低维矩阵的乘积。为了估计这些分解矩阵，我们提出交替最小化和梯度下降的方法来获得近最优解。与直接估计级联信道相比，所提出的MF方法大大减少了训练开销。最后，数值仿真验证了所提MF方法的有效性.
2021-08-19 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 (RIS) Aided Multi-User Networks: Interplay Between NOMA and RIS
本文重点研究了在采用正交多址（OMA）和非正交多址（NOMA）的多用户网络中可重构智能表面（RIS）的开发，重点研究了NOMA和RIS之间的相互作用。根据RIS反射系数在一次传输期间是否可以仅调整一次或多次，我们区分静态和动态RIS配置。特别地，RIS辅助单天线NOMA网络的容量区域的特征在于，并从信息理论的角度与OMA速率区域进行比较，揭示了动态RIS配置是实现容量的。然后，研究了RIS部署位置对不同多址接入方案性能的影响，发现非对称和对称部署策略分别适用于NOMA和OMA。此外，对于RIS辅助的多天线NOMA网络，基于波束形成器和基于簇的策略，提出了三种新的联合有源和无源波束形成器设计。最后，突出了RIS-NOMA网络的开放研究问题。
2021-10-05 cs.IT eess.SP math.IT
Performance Analysis of Active RIS-aided Systems in the Face of Imperfect CSI and Phase Shift Noise
针对有源可重构智能表面（RIS）辅助无线系统，提出了线性最小均方误差（LMMSE）估计器。基于矩匹配方法，采用Gamma分布来近似瞬时接收信干噪比（SINR）的分布，并在实际信道估计误差、RIS放大器热噪声和RIS相移噪声的影响下，推导了系统中断概率和各态历经信道容量的闭合表达式。我们的理论分析和仿真结果表明，RIS放大器的引入相当于增加发射功率，也呈现出性能下降所造成的信道估计误差和RIS相位噪声。
2023-01-23 cs.IT eess.SP math.IT
Simultaneously Transmitting And Reflecting Surfaces (STARS) for Multi-Functional 6G
该文研究STARS赋能的多功能6G网络，涵盖通信、感知、计算与缓存功能，并提出三种感知架构，最后介绍标准化进展以推动其应用。
2025-02-23 cs.IT math.IT
Physics-Compliant Modeling and Scaling Laws of Multi-RIS Aided MIMO Systems
本研究通过多端口网络理论为多RIS辅助MIMO系统建立物理一致的信道模型，揭示其与忽略结构散射的常用模型存在显著差异，且该差异随RIS数量和多径丰富度增大，并可能导致信道增益严重损失。
2025-10-25 cs.IT eess.SP math.IT
Reconfigurable Intelligent Surface-Aided Near-field Communications for 6G: Opportunities and Challenges
本文研究RIS辅助6G近场通信，分析两类RIS的信道模型、功率缩放律与有效自由度，并提出两阶段分层波束训练及低复杂度逐元素波束赋形方案。
2024-03-04 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
Secrecy Performance Analysis of RIS-aided Communication System with Randomly Flying Eavesdroppers
在这封信中，我们分析了可重构智能表面（RIS）辅助通信系统的保密性能与空间随机无人机（UAV）作为窃听器。考虑了基站（BS）配置单天线和多天线的情况，推导了合法用户和窃听者的信噪比（SNR）的解析表达式，并通过一种有效的计算方法进行了近似。仿真结果验证了解析表达式和近似表达式的正确性，并显示了RIS部署的安全增强效果。
2022-08-16 cs.IT eess.SP math.IT
Capacity Analysis and Rate Maximization Design in RIS-Aided Uplink Multi-User MIMO
可重构智能表面（RIS）由于其同时实现高光谱效率和能量效率的潜力，近年来引起了人们的广泛关注。本文主要研究了在RI辅助的多用户多输入多输出（MU-MIMO）系统中，如何设计有效的传输方法来最大化上行链路的总吞吐量。为了提供一个有见地的基础，信道容量的RI辅助MU-MIMO的理论分析。然后，传统的传输方案的基础上正交多址作为基线。从信息论的角度，我们提出了两个新的方案，即，\textit{joint transmission}基于二次优化问题的半定松弛，\textit{opportunistic transmission}依赖于最佳用户选择。通过仿真结果证明了所提出的方案在可实现的速率方面优于传统方案。
2023-03-16 cs.IT eess.SP math.IT
Physical Layer Security Enhancement With Reconfigurable Intelligent Surface-Aided Networks
可重构智能表面（RIS）辅助无线通信最近引起了极大的关注。我们研究了存在多天线窃听者的随机定位用户的下行链路RIS辅助传输框架的物理层安全性。为了展示RIS辅助网络的优势，我们考虑两种实际情况：使用RIS和不使用RIS的通信。在这两种情况下，我们应用随机几何理论推导出精确的概率密度函数（PDF）和累积分布函数（CDF）的接收信号与干扰加噪声比。此外，所获得的PDF和CDF被用来评估重要的安全性能的无线通信，包括保密中断概率，非零保密容量的概率，和平均保密率。随后进行蒙特卡罗模拟，以验证我们的分析结果的准确性。与传统的MIMO系统相比，该系统在物理层安全性方面具有更好的性能。特别地，通过增加装备在RIS中的反射元件的数量，安全性能显著提高。然而，当NLoS的路径损耗较小时，采用配备有少量反射元件的RIS不能改善系统性能。
2021-04-08 cs.IT eess.SP math.IT
Channel Estimation for RIS-Aided mmWave MIMO Channels
可重构智能表面（RIS）可以通过被动地改变入射电磁波的方向来塑造无线电传播。RIS的最佳控制需要经由RIS连接基站（BS）和移动站（MS）的所有链路的完美的信道状态信息（CSI）。因此，需要在BS/MS处的信道（参数）估计和相关的消息反馈机制。本文针对RI辅助的毫米波（mmWave）MIMO信道，采用一种两阶段信道估计方案，利用迭代重加权的方法依次估计信道参数。我们评估的平均频谱效率（SE）和RIS波束形成增益的建议方案，并证明它实现了高分辨率的估计与平均SE与完美的CSI。
2020-02-15 cs.IT eess.SP math.IT
User Selection for Simple Passive Beamforming in Multi-RIS-Aided Multi-User Communications
研究了多个可重构智能表面（RIS）辅助下的无线系统中多用户下行信号传输。在这样的多RIS、多用户、多天线场景中，确定RIS相移的集合以最大化总吞吐量变得棘手。因此，我们提出了一种新的方案，可以大大简化被动波束形成的优化。通过机会主义地选择具有最佳信道条件的用户作为系统中唯一的有源发射机，它退化为单用户无源波束成形，其中两种方法，即，基于半定松弛方法和交替优化的联合优化是适用的。通过Monte-Carlo仿真证明了该方案的优越性。
2023-03-16 cs.IT eess.SP math.IT
Max-Min Data Rate Optimization for RIS-aided Uplink Communications with Green Constraints
基于可重构智能反射面（RIS）的智能无线电环境是近年来的研究热点。我们提出了一个联合优化策略波束成形，RIS阶段，功率分配，以最大限度地提高上行链路RIS辅助通信系统的最小SINR。用户受到对其发射功率的约束。我们推导出一个封闭形式的表达的波束形成向量和几何规划为基础的解决方案的功率分配。我们还提出了两种解决方案，用于优化在RIS的相移，一个基于矩阵提升方法和一个使用最小函数的近似。我们还提出了一个启发式算法优化量化相移值。所提出的算法具有实际意义的最大允许电磁场暴露的约束系统。例如，考虑$24$ -单元RIS、$12$ -天线BS和$6$用户，数值结果表明，与具有随机RIS相位的方案相比，所提出的算法在最小SINR方面实现接近$300 \%$的增益。
2022-07-30 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
Channel Estimation for STAR-RIS-aided Wireless Communication
在这封信中，我们研究了高效的上行链路信道估计设计的同时发送和反射可重构智能表面（STAR-RIS）辅助两个用户通信系统。我们首先考虑STAR-RIS的时间切换（TS）协议，并提出了一个有效的方案，分别估计两个用户的信道与优化的训练（传输/反射）模式。接下来，我们考虑的能量分裂（ES）协议STAR-RIS下的实际耦合相移模型，并设计一个定制的计划，同时估计两个用户的信道。虽然ES协议的信道估计误差最小化的问题是很难解决的，我们提出了一个有效的算法来获得一个高质量的解决方案，通过联合设计的导频序列，功率分配比，和训练模式。数值结果表明，所提出的信道估计设计的有效性，并揭示了TS协议下的STAR-RIS实现了更小的信道估计误差比ES的情况下。
2021-12-02 cs.IT eess.SP math.IT
STAR-RIS-UAV Aided Coordinated Multipoint Cellular System for Multi-user Networks
本文研究了STAR-RIS-UAV辅助的多用户网络多点协作蜂窝系统，通过设计迭代方法同时优化ES和MS协议下的波束成形与收发系数矩阵以最大化系统总速率，显著提升了通信性能与部署灵活性。
2023-05-22 cs.IT eess.SP math.IT
Active 3D Double-RIS-Aided Multi-User Communications: Two-Timescale-Based Separate Channel Estimation via Bayesian Learning
双可重构智能表面（RIS）是一种很有前途的技术，与单RIS技术相比，实现了实质性的增益改善。然而，在双RIS辅助系统中，准确的信道估计比在单RIS辅助系统中更具挑战性。该工作解决了基于有源RIS架构的基于双RIS的信道估计问题，其中仅具有一个射频（RF）链。由于慢时变信道，即，BS-RIS 1、BS-RIS 2和RIS 1-RIS 2信道可以用有源RIS结构获得，提出了一种新的多用户双时标信道估计协议以最小化导频开销。首先，我们提出了一个上行训练方案的慢时变信道估计，它可以有效地解决双反射信道估计问题。针对信道的稀疏性，提出了一种低复杂度的基于奇异值分解多测量向量压缩感知（SVD-MMV-CS）框架和基于视距（LoS）辅助的离网MMV期望最大化的广义近似消息传递（M-EM-GAMP）算法，用于信道参数恢复。针对快速时变信道估计问题，基于估计的大时标信道，提出了一种测量-增强-估计（MAE）框架来降低导频开销，并对导频开销和计算复杂度进行了综合分析。最后，仿真结果表明，我们提出的多用户两时标估计策略和低复杂度的贝叶斯CS框架的有效性。
2022-11-29 cs.IT eess.SP math.IT
MSE-Based Transceiver Designs for RIS-Aided Communications With Hardware Impairments
由于固有的硬件损伤，在可重构智能表面（RIS）上精确配置反射元件的相移具有挑战性。本文研究了在具有收发机干扰和RIS相位噪声的情况下，RIS辅助的单用户多输入多输出（MIMO）通信系统的均方误差（MSE）性能。我们的目标是联合优化发射预编码器，线性接收均衡器，和RIS反射矩阵，以最大限度地减少MSE。为了解决这个问题，提出了一种迭代算法，其中波束形成矩阵交替优化。具体而言，对于波束形成优化子问题，我们推导出最佳预编码器和均衡器矩阵的封闭形式的表达。然后，对于相移优化子问题，提出了一种基于优化最小化（MM）方法的有效算法。仿真结果表明，所提出的基于MSE的RIS辅助收发器方案显着优于传统的系统算法，不考虑HI在收发器和RIS。
2022-08-16 cs.IT eess.SP math.IT
Active RIS-Aided Massive MIMO Uplink Systems with Low-Resolution ADCs
本文研究了具有低分辨率ADC的主动RIS辅助多用户上行大规模MIMO系统，推导了总可达速率的闭式近似表达式，并提出基于遗传算法优化RIS相移，结果表明主动RIS性能显著优于被动RIS。
2024-04-22 cs.IT eess.SP math.IT
Localization-based OFDM framework for RIS-aided systems
Aalborg University（奥尔堡大学）；Norwegian University of Science and Technology（挪威科技大学）
本文提出一种融合OFDM与RIS技术的框架，利用RIS辅助通信获取的定位信息，实现用户复用的鲁棒分配策略，提升信道估计传输方法的有效性。
2023-03-22 cs.IT eess.SP math.IT
Triple-Structured Compressive Sensing-based Channel Estimation for RIS-aided MU-MIMO Systems
可重构智能表面（RIS）被认为是5G之后的潜在技术，并引起了巨大的研究关注。然而，由于级联信道中的参数数量过多，在RI辅助系统中的信道估计仍然是一个关键的挑战。现有的基于压缩感知（CS）的RIS估计方案仅采用不完全稀疏性，这会导致冗余导频消耗。在本文中，我们利用级联通道的特定三重结构稀疏性，即，公共列稀疏度、偏移补偿后的结构化行稀疏度和所有用户之间的公共偏移。在此基础上提出了一种新的多用户联合估计算法。仿真结果表明，我们的方法可以显着减少导频开销在两个CDMA和UPA场景。
2021-08-31 cs.IT eess.SP math.IT
A Low-Complexity Beamforming Design for Beyond-Diagonal RIS aided Multi-User Networks
针对超越对角可重构智能表面（BD-RIS）辅助多用户网络，提出闭式无源波束成形解及两阶段联合有源/无源波束成形框架，以低复杂度提升和速率。
2023-12-26 cs.IT eess.SP math.IT
Performance Analysis of RIS-Aided NOMA Networks in $α-μ$ & $κ-μ$ Generalized Fading Channel
本文在α-μ和κ-μ广义衰落信道下比较RIS辅助NOMA与传统NOMA的性能，并证明常见衰落分布为其特例。
2023-05-12 cs.IT eess.SP math.IT
Adaptive Passive Beamforming in RIS-Aided Communications With Q-Learning
本文针对无CSI条件下的RIS辅助通信，提出基于Q学习的自适应无源波束赋形策略，将配置搜索建模为随机最短路径问题，以最小化寻找最优RIS配置所需的测试次数。
2025-05-02 cs.IT eess.SP math.IT
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
A Zero-Forcing Approach for the RIS-Aided MIMO Broadcast Channel
针对多用户 RIS 辅助 MIMO 广播信道，提出基于迫零方法的和频谱效率最大化算法，利用 BS 与 RIS 间视距结构进行用户分配，仿真表明其性能更优且复杂度更低。
2023-11-20 cs.IT eess.SP math.IT
Hierarchically Structured Matrix Recovery-Based Channel Estimation for RIS-Aided Communications
针对RIS辅助毫米波MIMO通信中高维信道估计难题，本文将信道估计建模为层次结构化矩阵恢复问题，提出低复杂度消息传递算法，仿真表明其性能接近理论极限。
2023-04-14 cs.IT eess.SP math.IT
Performance Analysis and Optimization of Multi-RIS-Aided UAV Networks
本文研究了Nakagami- $m$衰落信道下多个可重构智能表面（RIS）辅助无人机（UAV）通信网络的性能。为此，我们使用精确的封闭形式近似的信道分布推导出封闭形式近似的中断概率（OP），平均符号错误概率（ASEP），和平均信道容量假设独立非同分布（i.ni.d.）渠道此外，我们推导出在高信噪比（SNR）制度的渐近OP得到更多的洞察系统性能。我们还研究了一些实际的情况下，有关的RIS，无人机，和目的地的位置，并通过仿真说明其对系统性能的影响。最后，我们提供了一个优化问题的每个信道的发射功率。
2023-03-18 cs.IT eess.SP math.IT
A Bayesian Framework For Cascaded Channel Estimation in RIS-Aided mmWave Systems
针对RIS辅助毫米波系统中非高斯级联信道，提出基于变分推断和复自适应拉普拉斯先验的贝叶斯估计框架，优于LS和LMMSE。
2025-09-01 cs.IT eess.SP math.IT
RIS-Aided Cell-Free Massive MIMO Systems for 6G: Fundamentals, System Design, and Applications
本文综述了RIS辅助的无蜂窝大规模MIMO系统在6G中的基础、系统设计与应用，涵盖系统模型、资源分配、实际挑战及与其他6G技术的融合，并展望了未来研究方向。
2024-05-22 cs.IT eess.SP math.IT
On Performance of RIS-Aided Fluid Antenna Systems
本文研究RIS辅助通信中配备平面流体天线的接收机性能，推导了等效信道增益分布及中断概率和延迟中断速率的解析表达式，证明仅激活一个端口的FAS即可显著优于传统天线系统。
2024-02-25 cs.IT eess.SP math.IT
Location-aided Distributed Primary User Identification in a Cognitive Radio Scenario
我们解决了认知无线电的情况下，一些次要用户执行识别的主要用户，如果有的话，是在一个分布式的方式和使用有限的位置信息进行传输。我们提出了两个完全分布式的算法：第一个是一个直接的识别方案，并在其他一个分布式的次优检测的基础上，一个简化的Neyman-Pearson能量检测器之前的识别方案。两种算法在一个现实的传输场景中进行了分析研究，并通过仿真验证了检测预处理所获得的优势。最后，我们通过共识平均算法给出了它们的完全分布式实现的细节。
2011-10-26 cs.IT cs.NI math.IT
Leveraging Location Information for RIS-aided mmWave MIMO Communications
由外部定位系统提供的位置信息，例如，卫星导航可以在可重构智能表面（RIS）辅助毫米波（mmWave）多输入多输出网络的波束对准和信道参数估计过程中用作先验信息。受益于这样的先验信息的可用性，尽管不完美，但是波束对准和信道参数估计过程可以在所有终端处探索较少候选波束的情况下显著加速。我们提出了一种实用的信道参数估计方法，通过原子范数最小化，它优于标准的波束对准方面的均方误差和有效频谱效率相同的训练开销。
2021-03-29 cs.IT eess.SP math.IT
Beamforming Design for RIS-Aided THz Wideband Communication Systems
本文针对RIS辅助太赫兹大规模MIMO宽带通信中的波束分裂效应，通过分析阵列增益损失量化BSE，并提出一种新的波束赋形架构以缓解该效应，仿真验证了其有效性。
2023-09-21 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
Low Complexity Optimization for Line-of-Sight RIS-Aided Holographic Communications
本文针对视距RIS辅助全息通信系统的高复杂度数值优化问题，提出基于对角和非对角RIS的闭式表达式低复杂度设计方案，其性能接近传统复杂数值方法。
2023-06-30 cs.IT eess.SP math.IT
Opportunistic User Scheduling for Secure RIS-aided Wireless Communications
本文为RIS辅助无线通信系统推导了次优与最优机会用户调度的安全中断概率闭式表达式，证明其优于NOMA和中继方案，且SOP随RIS单元数指数下降。
2025-03-29 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
Efficient Channel Estimation for RIS-Aided MIMO Communications with Unitary Approximate Message Passing
可重构智能表面（RIS）是非常有前途的无线网络，以实现高能源效率，扩大覆盖范围，提高容量，大规模的连接，等释放的全部潜力的RIS辅助通信，获取准确的信道状态信息是至关重要的，但这是非常具有挑战性的。对于RIS辅助的多输入和多输出（MIMO）通信，现有的信道估计方法具有随着RIS单元$N$的数量快速增长的计算复杂性（例如，以$N^2$或$N^3$的顺序）和/或对所涉及的基质具有特殊要求（例如，为了算法收敛以获得满意的性能，矩阵需要是稀疏的），这阻碍了它们的应用。在这项工作中，而不是使用传统的信号模型在文献中，我们推导出一个新的信号模型，通过适当的矢量化和减少操作。然后，利用酉近似消息传递（UAMP），我们开发了一种更有效的信道估计器，该估计器的复杂度与$N$呈线性关系，并且由于UAMP的鲁棒性，对相关矩阵没有特殊要求。这为该算法在具有较大$N$的一般RIS辅助MIMO系统中的应用提供了便利。此外，大量的数值结果表明，所提出的估计提供了更好的性能和/或需要显着更少的训练符号，从而导致显着减少训练开销和延迟。
2021-12-31 cs.IT eess.SP math.IT
