RISs and Sidelink Communications in Smart Cities: The Key to Seamless Localization and Sensing
智慧城市涉及智能交通、人群监控和数字双胞胎等要素,其中每个要素都需要通过无线通信链路进行信息交换以及对连接设备和无源物体(包括人)的定位。虽然定位和感测(L&S)被设想为未来通信系统的核心功能,但是与通信相比,它们在基础设施方面具有固有的不同需求。无线通信通常只需要连接到单个接入点(AP),而L&S需要同时连接到多个AP的视线传播路径,这些AP用作位置和方向锚点。因此,针对通信优化的智慧城市部署将不足以满足严格的L&S要求。在这篇文章中,我们认为,新兴的可重构智能表面(RISs)和侧链路通信技术构成了在智能城市中为L&S提供无处不在的覆盖的关键,具有低成本和高能效的技术解决方案。为此,我们提出并评估AP协调和自协调的RIS使能的L&S架构,并详细介绍了三组应用场景,依赖于低复杂度的信标,合作定位和全双工收发器。还提供了一个列表的实际问题和随之而来的开放研究的挑战,拟议的L&S系统。
2023-03-09 eess.SP
On the Role of 5G and Beyond Sidelink Communication in Multi-Hop Tactical Networks
本文综述3GPP侧行链路标准化及其在多跳战术网络中的应用,分析路由技术、仿真工具与射频感知、联邦/去中心化学习等研究方向。
2023-09-28 cs.NI eess.SP
Optimization of RIS Configurations for Multiple-RIS-Aided mmWave Positioning Systems based on CRLB Analysis
可重构智能表面(RIS)是未来毫米波(mmWave)通信系统的重要技术。然而,在毫米波系统中采用RIS进行高精度定位的潜在好处仍然不太清楚。本文研究了一种多RIS辅助的毫米波定位系统,推导了Cram $\rm{\acute{e}}$的r-Rao误差界。在此基础上,利用粒子群优化算法对RISs的相移进行了优化。数值结果表明,在毫米波系统中使用多个RIS在提高定位精度的优势。
2021-11-28 eess.SP
RIS-Aided Positioning Under Adverse Conditions: Interference from Unauthorized RIS
本文研究未授权RIS干扰下的RIS辅助定位,通过理论下界分析其影响,并评估码本策略,发现高增益或相似时延的干扰路径及定向码本会显著降低定位精度。
2025-02-27 eess.SP
Joint Beamforming Design for RIS-enabled Integrated Positioning and Communication in Millimeter Wave Systems
本文提出毫米波系统中RIS赋能的IPAC方案,推导了基于ToA的CRB和PEB定位指标,通过联合优化基站主动波束和RIS被动波束最小化发射功率,并采用两阶段算法求解,实现了可靠通信与高精度定位。
2023-10-25 eess.SP
Blockage-Aware and Shadowing Aware RIS Assisted Joint Communication and Positioning for Urban Non Terrestrial Networks
School of Engineering, RMIT University(RMIT大学工程学院);University of Adelaide(阿德莱德大学)
本文提出一种面向阻塞和阴影的RIS辅助框架,用于城市场景非地面网络中的联合通信与定位,通过地面RIS增强阻塞敏感的卫星-用户链路并创建额外反射路径以提高时域定位可观性,结合位置误差界与信噪比构建统一效用函数,采用阻塞感知三模式策略以适应不同链路条件,提升鲁棒性。
2026-04-21 eess.SP
Joint RIS Calibration and Multi-User Positioning
可重构智能表面(RISs)有望成为移动网络向灵活智能的6 G无线平台演进的关键组件。在大多数的研究工作,到目前为止,RIS已被视为一个被动的基站(BS)与一个已知的状态,在其位置和方向,以提高通信和/或终端定位性能。然而,当RIS状态不是完全已知时,不能再保证这样的性能增益。在本文中,通过考虑RIS状态的不确定性,我们制定和研究的联合RIS校准和用户定位(JrCUP)计划的性能。从Fisher信息的角度来看,我们制定了JrCUP问题在一个网络为中心的单输入多输出(SIMO)的情况下,一个单一的BS,并推导出分析下界的用户和RIS的状态。我们还展示了不同用户位置对JrCUP性能的几何影响,同时还表征了不同RIS大小下的性能。最后,研究扩展到多用户的情况下,进一步提高了状态估计的性能。
2022-12-08 eess.SP
Towards Ubiquitous Positioning by Leveraging Reconfigurable Intelligent Surface
基于接收信号强度(RSS)的定位技术由于其简单的可实现性而被广泛用于无处不在的定位。然而,其准确性是有限的,因为相邻位置的RSS值可能非常难以区分。在此背景下,我们提出了由可重构智能表面(RIS)实现的新型基于RSS的定位方案。通过修改RIS的反射系数,传播通道被编程为使得相邻位置的RSS值之间的差异可以被放大以提高定位精度。新的挑战在于为高精度定位选择合适的反射系数。为了应对这一挑战,我们制定了RIS辅助定位问题,并设计了一个迭代算法来解决这个问题。通过仿真验证了所提出的定位方案的有效性。
2023-03-24 eess.SP
On-Site Beam Calibration for RIS-Aided Positioning Systems
Chalmers University of Technology(查尔姆斯理工大学);Macau University of Science and Technology(澳门科技大学);Aalborg University(奥尔堡大学);Tampere University(坦佩雷大学)
针对RIS辅助定位中实际波束与模型存在差异致定位误差下限升高的问题,提出现场波束校准框架,利用延迟域稀疏恢复和基于梯度的估计器估计波束模型参数,经模拟验证可有效降低定位误差下限。
2026-07-28 eess.SP
Approximate Maximum-Likelihood RIS-Aided Positioning
针对视距路径可能缺失的无线定位场景,提出基于加权最小二乘路径融合的近似最大似然RIS辅助定位框架,优化RIS相移并扩展至多基站多用户场景,性能接近克拉美罗界。
2023-06-13 eess.SP
Reconfigurable Intelligent Surface (RIS)-aided Vehicular Networks: Their Protocols, Resource Allocation, and Performance
可重构智能表面(RIS)有助于为传统车辆网络向自动驾驶的演进铺平道路。话虽如此,第三代合作伙伴计划(3GPP)在不久的将来面临着许多关于RI辅助的车联网(V2X)解决方案的挑战。为了应对这些挑战并促进未来的研究,本文重点关注RIS辅助V2X通信的前瞻性传输设计。特别是,两种V2X侧链路模式通过利用RIS及其变体来增强,随后是将传输工作划分为不同阶段的定制传输帧结构。接下来,开发有效的信道跟踪和资源分配技术,以在低开销和复杂度下获得高波束成形增益。最后,突出了有前途的研究课题,并提出了未来的3GPP标准化项目的RISaided V2X系统。
2022-03-05 eess.SP
Using Reconfigurable Intelligent Surfaces for UE Positioning in mmWave MIMO Systems
可重构智能表面(RIS)由大量Meta元素组成,这导致基站(BS)和用户设备(UE)之间的反射路径。在无线定位中,这种反射路径有助于定位精度,特别是当视线(LOS)路径受到严重阻塞和衰落时。我们开发了一种RIS辅助定位框架,以在LOS路径可能可用或不可用的环境中定位UE。我们首先从UE处的接收信号估计RI辅助的信道参数。为了降低算法的复杂性,我们提出了一个线性组合的估计UE的位置从直接和反射路径,这是近似的最大似然估计器下的大样本制度时,从不同的路径的估计是独立的。我们优化的RIS相移,以提高定位精度,并扩展所提出的方法的情况下,与多个BS和UE。我们推导出的Cramer-Rao界(CRB),并证明了数值计算,我们提出的方法接近CRB。
2021-12-01 eess.SP
Multi-Hop RIS ISAC for Target Positioning: A Tensor Decomposition-based Approach
School of Electrical and Electronic Engineering, Nanyang Technological University(南洋理工大学电气与电子工程学院);School of Electrical and Computer Engineering, Purdue University(普渡大学电气与计算机工程学院)
本文针对视距路径遮挡场景下的目标定位问题,设计多跳RIS辅助的ISAC系统,通过CPD分解提取目标位置参数,联合优化波束成形与RIS相移配置,提升定位精度,性能优于基线方案。
2026-08-04 eess.SP
Semi-Passive 3D Positioning of Multiple RIS-Enabled Users
可重构智能表面(RISs)是第六代无线通信系统中的一项革命性技术。在这项工作中,我们研究了RIS在多用户被动定位场景中的应用,其中我们有一个发射机(Tx)和多个异步接收机(Rx)与已知的位置。我们的目标是估计多个用户配备RIS的位置。RIS仅将信号从Tx反射到Rx,本身不用作有源收发器。每个Rx接收来自Tx(LOS路径)的信号和来自RIS(NLOS路径)的反射信号。我们表明,用户的3D位置可以估计亚米精度在发射机周围的大面积,使用的LOS和NLOS到达时间测量在Rx。我们这样做,通过开发的信号模型,推导出的Cramer-Rao界限,并设计一个估计,达到这些界限。此外,通过正交化的RIS相位分布在不同的用户,我们规避路径间的干扰。
2021-04-25 eess.SP
Positioning via Probabilistic Graphical Models in RIS-Aided Systems with Channel Estimation Errors
针对室内RIS辅助系统中信道估计误差下的移动台定位问题,提出6D贝叶斯定位框架,通过概率图模型和NUTS采样器估计位置与旋转角度,推导CRLB评估误差界,实验表明RIS可显著提升定位精度。
2025-08-25 eess.SP
A Fingerprint Database Generation Method for RIS-Assisted Indoor Positioning
College of Information Science and Engineering, Hohai University(河海大学信息科学与工程学院);College of Electrical and Power Engineering, Hohai University(河海大学电气与动力工程学院);School of Information and Communication Engineering, Hainan University(海南大学信息与通信工程学院)
本文提出了一种基于RIS的室内定位指纹数据库生成方法,通过扩展簇基信道建模和物理电磁特性,提高定位精度并解决同步问题。
2026-08-04 eess.SP
Millimeter-Wave Position Sensing Using Reconfigurable Intelligent Surfaces: Positioning Error Bound and Phase Shift Configuration
College of Information Science and Engineering, Hohai University(河海大学信息科学与工程学院);College of Electrical and Power Engineering, Hohai University(河海大学电气与动力工程学院);School of Information and Communication Engineering, Hainan University(海南大学信息与通信工程学院)
本文研究了利用多个RIS的三维多输入单输出毫米波定位系统,通过引入顺序RIS激活和定向波束成形框架,分析了Fisher信息推导出的定位误差界限,并提出两种优化方法以最小化误差界限。
2026-08-04 eess.SP
RIS-aided Positioning Experiments based on mmWave Indoor Channel Measurements
本文通过毫米波室内信道测量实验,首次验证了RIS辅助单基站定位在视距和非视距场景下利用反射路径提升定位性能的可行性。
2023-06-18 eess.SP
JrCUP: Joint RIS Calibration and User Positioning for 6G Wireless Systems
本文研究带有主动RIS的联合RIS校准与用户定位问题,提出基于tensorESPRIT和二维搜索的两阶段方法,推导Cramer-Rao下界验证有效性,并证明主动RIS能显著提升定位性能。
2024-01-04 eess.SP
Integrated Communication and Positioning Design in RIS-empowered OFDM System: a Correlation Dispersion Scheme
本文提出RIS辅助OFDM系统的通信定位一体化设计,通过优化RIS相位构建差异化CFROP数据库,利用相关色散特性提升高噪声环境下的定位精度,兼顾通信约束与计算效率。
2024-04-15 eess.SP
3D Localization with a Single Partially-Connected Receiving RIS: Positioning Error Analysis and Algorithmic Design
在本文中,我们介绍了部分连接的接收可重构智能表面(R-RISs)的概念,这是指设计的元表面,有效地感测电磁波冲击他们,并执行定位的用户发射他们。所提出的R-RIS硬件架构包括元原子的子阵列,其中每个元原子都包含一个波导,该波导被分配用于将到达其元原子的波形引导到接收射频(RF)链,从而实现信号/信道参数估计。我们特别关注的情况下,用户位于所有的R-RIS子阵列的远场,并提出了一个三维(3D)定位方法,该方法是基于窄带信令和到达角(AoA)估计的冲击信号在每个单接收RF R-RIS子阵列。对于AoA估计,它依赖于空间采样版本的接收信号通过每个子阵列的元原子的相位配置,我们设计了一个离网原子范数最小化的方法,其次是基于子空间的根多信号分类(MUSIC)。AoA估计最后通过最小二乘线相交方法组合,以获得用户发射同步定位导频的位置坐标。我们推导出的估计参数的理论Cramér Rao下限(CRLB),与我们的定位方法的广泛的计算机仿真结果进行比较,验证了所提出的R-RIS授权的3D定位系统的有效性,该系统被展示为提供厘米级的定位精度。我们的综合性能评估还表明各种系统参数对定位性能的影响,即训练开销和R-RIS与用户之间的距离,以及R-RIS的子阵列之间的间距及其分区模式。
2022-12-05 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
Discrete Antenna Positioning and Beamforming Design for RIS-Assisted MA Secure ISAC Systems
Xi’an Jiaotong University(西安交通大学);Stevens Institute of Technology(史蒂文斯理工学院);Southeast University(东南大学);Tongji University(同济大学);Beijing University of Posts and Telecommunications(北京邮电大学);Shanghai Jiao Tong University(上海交通大学)
本文针对RIS辅助MA安全ISAC系统,联合优化MA位置选择、基站有源波束成形和RIS无源波束成形以最大化总保密速率,提出基于BPSO、SCA和DC规划的交替优化框架,数值结果验证其安全性能优于基线算法。
2026-09-15 eess.SP
Adaptive Beamforming Design for mmWave RIS-Aided Joint Localization and Communication
已经提出了可重构智能表面(RIS)的概念来改变电磁波的传播,例如,反射、衍射和折射。为了实现这一目标,需要优化离散RIS单元的相位值。在本文中,我们认为,RI辅助毫米波(毫米波)多输入多输出(MIMO)系统的精确定位和高数据速率传输。我们提出了一种自适应移相器设计的基础上分层码本和反馈的移动台(MS)。该方案的优点在于RIS不需要部署任何有源传感器和基带处理单元。在移相器的更新过程期间,MS处的组合向量也被顺序地细化。仿真结果表明,所提出的算法的性能改善的随机设计方案,在定位精度和数据速率。此外,性能收敛到穷举搜索方案,即使在低信号噪声比制度。
2019-11-07 eess.SP
A Survey of 5G-Based Positioning for Industry 4.0: State of the Art and Enhanced Techniques
本文综述5G定位在工业4.0中的最新进展,聚焦AGV应用,分析毫米波、大规模MIMO等关键特性及不足,并提出增强技术以提升定位精度。
2024-09-20 eess.SP
A 3D Positioning-based Channel Estimation Method for RIS-aided mmWave Communications
毫米波(mmWave)通信中的一个基本挑战是对阻挡对象的敏感性。缓解这个问题的一种方法是使用可重构智能表面(RIS)。然而,由于RIS上的大量无源反射元件,信道估计变成一个具有挑战性的任务。在本文中,我们解决的信道估计的RIS辅助毫米波通信系统的定位方法的基础上。所提出的想法包括利用毫米波信道的稀疏性和RIS的拓扑结构。特别是,我们首次提出了反射单元集(RUS)的概念,以提高RIS的灵活性。然后,我们提出了一种新的共面最大似然(CML)的3D定位方法的基础上RUS,并推导出Cramer-Rao下界(CRLB)的定位方法。此外,我们开发了一个有效的定位为基础的信道估计方案具有低计算复杂性。与现有的方法相比,我们提出的方法在信道捕获中需要较少的时频资源,因为复杂度与RIS的总大小无关,但取决于RUS的大小,RUS仅是RIS的一小部分。仿真结果证实了该方法的有效性。
2022-04-21 cs.IT eess.SP math.IT
Wireless Indoor Simultaneous Localization and Mapping Using Reconfigurable Intelligent Surface
室内无线同时定位与地图构建(SLAM)被认为是未来6G系统中提供定位服务的有前途的技术。然而,传统的无线SLAM系统的准确性严重依赖于传播路径的质量,这是由不可控的无线环境的限制。在本文中,我们提出了一种新的SLAM系统辅助的可重构智能表面(RIS)来解决这个问题。通过配置RIS的相移,可以增强接收信号的强度以抵抗噪声的干扰。然而,相移的选择严重影响定位和映射阶段,这使得设计非常具有挑战性。为了解决这一问题,本文提出了RIS辅助室内SLAM系统的优化问题,并设计了一种误差最小化算法,仿真结果表明,与基准方案相比,RIS辅助室内SLAM系统的定位误差至少降低了31%。
2021-07-04 eess.SP
Evaluation of RIS-Enabled B5G/6G Indoor Positioning and Mapping using Ray Tracing Models
本文提出一种基于1-bit RIS和码本波束成形的室内定位与建图综合框架,通过波束扫描、信号分量提取和超分辨率算法实现用户与散射体定位,并利用3D射线追踪模型验证了其在实际场景中的有效性和鲁棒性。
2024-11-14 cs.IT eess.SP math.IT
Antenna Positioning and Beamforming Optimization in MA Enabled Secure ISAC Systems: A Gradient-Based Meta Learning Approach
Xi’an Jiaotong University(西安交通大学);Beijing University of Posts and Telecommunications(北京邮电大学);Shanghai Jiao Tong University(上海交通大学)
针对MA赋能安全ISAC系统的天线定位与波束成形优化难题,提出无需预训练的梯度元学习算法,联合优化天线定位、波束成形及人工噪声,提升系统保密速率与感知性能。
2026-11-03 eess.SP
MISO Wireless Localization in The Presence of Reconfigurable Intelligent Surface
针对视距受阻的RIS辅助MISO场景,提出通过调整RIS移相器、消除AoD不利影响来测距的高精度定位算法,性能优于未估计AoD的方案。
2024-07-08 eess.SP
Near-Field NLOS Localization via Position-Unknown HRIS:From Self-Localization to Target Positioning
Ningbo University(宁波大学);South China University of Technology(华南理工大学);Queen Mary University of London(伦敦玛丽女王大学);The University of Texas at Dallas(德克萨斯大学达拉斯分校);Khalifa University(哈利法大学);University of Missouri(密苏里大学)
本文提出一种两阶段无格定位框架,利用位置未知的混合RIS实现非视距近场目标定位,通过改进的算法提升定位精度。
2026-03-18 eess.SP
RIS-Position and Orientation Estimation in MIMO-OFDM Systems with Practical Scatterers
Nanchang University(南昌大学);National Mobile Communications Research Laboratory, Southeast University(东南大学移动通信国家重点实验室);Institute of Space Science and Technology, Nanchang university(南昌大学空间科学与技术学院);Université Paris-Saclay, CNRS, CentraleSupélec, Laboratoire des Signaux et Systèmes(巴黎萨克雷大学、法国国家科学研究中心、中央理工-高等电力学院信号与系统实验室);University of New South Wales(新南威尔士大学)
提出一种利用RIS创建的虚拟视距链路和实际散射体非视距链路的两步定位方案,通过粗估计和细估计获取信道参数并估计位置相关参数,仿真验证了算法优越性。
2026-06-18 eess.SP
5G Multi-BS Positioning: A Decentralized Fusion Scheme
针对5G多基站集中式定位融合存在线性化误差的问题,提出分布式卡尔曼滤波融合方案,通过融合位置测量值构建线性测量模型,在多伦多市中心准真实仿真中实现93.9%时间的分米级定位精度,性能优于集中式EKF和UKF。
2023-05-03 eess.SP
RIS-Assisted D2D Communication in the Presence of Interference: Outage Performance Analysis and DNN-Based Prediction
本文研究了用户和RIS端均存在干扰的RIS辅助D2D通信系统,推导了中断概率的精确积分与近似闭式表达式,并利用DNN实现实时预测,发现增加RIS反射元件可有效缓解干扰对编码增益的不利影响。
2024-10-09 eess.SP
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
Vehicle Localization via Cooperative Channel Mapping
本文讨论了车辆定位,在未来的自动驾驶系统的背景下,其重要性急剧上升的主题。虽然经典的方法,使用GPS和/或信标信号从网络基础设施的三角测量往往是敏感的多路径和信号障碍,我们的方法表现出鲁棒性相对于这样的现象。我们的方法是建立在最近提出的多路径SLAM方法的基础上的,该方法首先能够利用多路径来改善(单个)车辆定位。在这里,我们提出了一个合作的映射方法,它建立在团队的Team Eschel-SLAM不仅利用了车辆周围许多反射物体的静止特性,还利用了道路交通的多车辆特性。我们的方法背后的关键直觉是第一次利用多个相邻车辆周围反射器之间的相关性。提出了一种反射面选择和估计算法,并结合团队粒子滤波(TPF)实现了多车同时高精度定位。我们在单车辆定位场景上获得了很大的改进,对于中等车辆密度,增益已经很明显,例如对于在132米长的道路中低至4辆车的车辆密度,改进超过40%。
2021-02-09 eess.SP
DRL-Based Secure Spectrum-Reuse D2D Communications with RIS Assistance
本研究提出基于深度强化学习的RIS辅助D2D通信框架,动态优化资源分配与RIS配置,在多个窃听者环境下显著提升总保密容量。
2025-02-26 eess.SP
RIS-Enabled Self-Localization: Leveraging Controllable Reflections With Zero Access Points
可重构智能表面(RISs)是下一代(第6代)无线系统最有前途的技术推动者之一。在本文中,我们介绍了一种新的使用情况下的RIS技术在无线电定位,这是使用户能够估计自己的位置,通过发送正交频分复用(OFDM)的导频和处理的信号从RIS反射。我们证明,在这种情况下,用户定位是可能的,通过推导Cramer-Rao下界的定位误差和设计一个低复杂度的位置估计算法。我们考虑随机和定向RIS相位分布,并应用一个特定的时间编码给他们,这样,从RIS的反射信号可以从不受控制的多径分离。最后,我们评估我们的位置估计的一个例子系统的性能,并表明该算法可以达到推导出的上限在高信噪比值。
2022-02-22 eess.SP
RIS-Enabled Integrated Sensing and Communication for 6G Systems
本文提出一种基于RIS和被动雷达的集成感知与通信系统目标定位算法,利用通信信号前导码实现目标检测与定位,并通过仿真验证了其在不同RIS尺寸下的性能。
2023-12-31 eess.SP
Beyond 5G Wireless Localization with Reconfigurable Intelligent Surfaces
5G无线电定位利用角度和延迟信息,凭借增加的带宽和大型天线阵列。当大型阵列嵌入表面时,它们可以被动地将电磁波引导到空间的首选方向。可重构智能表面(RIS)被视为变革性的“超越5G”技术,因此可以控制物理传播环境。鉴于这样的RIS主要用于通信目的,到目前为止,我们在这里的状态和分析的RIS辅助下行链路定位问题,从费舍尔信息的角度。然后,在此分析的基础上,我们提出了一个两步优化方案,选择最佳的RIS组合被激活,并控制其组成元素的相位,以提高定位性能。初步的模拟结果显示,与自然散射相比,覆盖范围和准确度的增益,同时指出在低信噪比(SNR)和路径间干扰方面的局限性。
2020-08-26 cs.IT eess.SP math.IT
Efficient Localization with Base Station-Integrated Beyond Diagonal RIS
本文提出利用基站集成的超对角可重构智能表面(BD-RIS)实现无源波束赋形定位,通过CRLB分析证明其定位精度接近有源天线阵列,克服了传统对角RIS的局限,为6G高效可扩展定位奠定基础。
2024-11-20 eess.SP
Applications of Reconfigurable Intelligent Surface in Smart High Speed Train Communications
可重构智能表面(RIS)是5G-Adv和6 G最有前途的技术之一。它具有低成本、低复杂度、易于部署等特点,为高速铁路智能通信的发展提供了新的契机。详细介绍了RIS辅助智能高速铁路通信的典型应用,包括抑制多普勒频移效应、解决频繁切换问题、克服高穿透损耗问题、支持高精度训练定位等。深入探讨了基于RIS的智能高速铁路通信的关键技术,包括信道测量与建模、信道估计与反馈、波束形成、网络架构、网络部署等。相信RIS打造的新型智能高速铁路基础设施与新型电磁基础设施的结合,未来将为智能高速铁路带来广阔的产业前景。
2022-12-19 eess.SP
Secure Communication of UAV-mounted STAR-RIS under Phase Shift Errors
针对无人机搭载STAR-RIS的NOMA网络,在相移误差和被动窃听下,推导遍历保密速率闭式解,并联合优化无人机位置与功率分配以最大化保密速率,为6G安全通信提供指导。
2025-07-08 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 Deep Learning-based Cascaded Channel Feedback in RIS-Assisted Communications
针对RIS辅助通信中级联信道时变特性难利用、反馈开销大的问题,提出基于深度学习的级联信道反馈框架,通过提取-压缩方案反馈信道时变特性,显著降低反馈与计算负担。
2024-09-12 eess.SP
Performance of RIS-Aided Nearfield Localization under Beams Approximation from Real Hardware Characterization
可重构智能表面(RIS)技术已经在依赖于Beyond-5G网络的各种应用中显示出良好的潜力。可重构智能表面(RIS)确实可以提供精细的信道灵活性,以提高通信服务质量(QoS)或在具有挑战性的操作条件下恢复定位能力,而常规方法失败(例如,由于基础设施不足,无线电障碍严重)。在本文中,我们解决了一个通用的低复杂度的方法来优化预编码器,控制这种反射面的硬件约束下。更具体地,它允许使用每个RIS元件的可行复反射系数的预表征查找表来近似任何期望的波束图案。所提出的方法首先进行评估的光束保真度的RIS硬件原型的几个例子。然后,通过理论界分析,我们研究了RIS波束近似对非视距条件下近场下行链路定位性能的影响,同时考虑了几个RIS相位轮廓(包括。定向、随机和局部优化设计)。在一个典型的情况下的仿真结果说明了如何引入RIS轮廓优化方案可以可靠地产生所需的RIS波束在现实的硬件限制。他们还强调了其敏感性的基础硬件特性和所需的光束类型的关系到特定的RIS辅助定位应用程序。
2023-03-27 eess.SP
Robust Power Allocation for Integrated Visible Light Positioning and Communication Networks
针对VLPC网络中定位与通信的耦合问题,提出一种鲁棒功率分配方案,通过推导定位误差与信道误差关系并转化机会约束,最小化定位CRLB,仿真验证了方案的有效性。
2023-05-17 cs.IT eess.SP math.IT
Scalable RIS-Aided Beamforming Strategies for Near-Field MU-MISO via Multi-Antenna Feeder
本文研究近场RIS辅助MU通信的模块化波束成形框架AT-RIS,通过解耦AMAF与T-RIS实现独立配置,分析多种对角与非对角架构及预编码方案,发现对角配置在可扩展性与公平性上更具优势。
2025-08-12 eess.SP
RIS-Assisted Visible Light Communication Systems: A Tutorial
第五代(5G)蜂窝网络的最新发展已导致其在全球范围内部署。作为实现的一部分,必须解决的挑战之一是跳过区域问题,当物体阻碍信号传输时会发生跳过区域问题。在射频(RF)和室内可见光通信(VLC)系统中,信号障碍物可以显著降低信噪比,而在自由空间光学(FSO)系统中,障碍物可以完全中断数据传输。因此,必须解决跳区困境,以确保5G及以后网络的高效运行。近年来,比中继更有效的可重构智能表面(RISs)已经被广泛接受为减轻跳跃区和提供可重构无线电环境的方法。然而,对于用于光无线通信(OWC)系统的RISs的研究有限。本文旨在提供一个全面的教程室内VLC系统利用RISs技术。本文讨论了VLC和RIS的基础知识,并重新介绍了OWC系统的RIS,重点介绍了RIS辅助的室内VLC系统。我们还提供了一个全面的概述光学RISs和检查之间的差异光学RISs,RF-RISs,光中继。此外,我们详细讨论了如何使用RIS克服VLC系统中的视线阻塞和设备定位问题,同时揭示了需要研究的关键挑战,如RIS元件定位设计,RIS元件到接入点/用户分配设计,以及RIS阵列定位设计问题。此外,我们讨论并提出了一些研究问题,集成光学RISs与其他新兴技术和突出其他重要的研究方向,为RIS-assisted VLC系统。
2022-11-29 eess.SP
SISO RIS-Enabled Joint 3D Downlink Localization and Synchronization
研究了具有均匀平面阵列的可重构智能表面(RIS)的单输入单输出(SISO)系统的联合三维定位与同步问题.首先,我们推导出Cramér-Rao界(CRB)的信道参数的估计误差,即,出发角(AOD),包括方位角和仰角,从RIS到用户设备(UE)和到达时间(TOA)的路径从基站(BS)到UE和BS-RIS-UE反射。为了避免在参数空间上的高维搜索,我们设计了一种低复杂度的估计算法,该算法在TOA上执行两个1D搜索,在AODs上执行一个2D搜索。仿真结果表明,所考虑的RIS辅助的无线系统可以提供亚米级的定位和同步精度,即使在单天线BS和UE的情况下,也可以实现Beyond 5G网络的定位能力。此外,所提出的估计,以达到CRB在UE和RIS之间的距离的宽间隔。最后,我们还研究了位置误差界的缩放与RIS元素的数量。
2021-02-17 cs.IT eess.SP math.IT
STAR-RIS-Enabled Simultaneous Indoor and Outdoor 3D Localization: Theoretical Analysis and Algorithmic Design
最近的研究和开发兴趣涉及用于无线系统的超表面,而不仅仅是考虑作为智能可调反射器。在最新的提议中,有一个是同时传输(也就是说,折射)和反射可重构智能表面(STAR-RIS),由于其附加的折射能力,STAR-RIS旨在实现双向室内到室外通信,反之亦然。这种双重功能在同时满足位于元表面两侧的用户的服务质量要求(例如,可实现的数据速率和定位精度)方面提供了增加的灵活性。在本文中,我们专注于STAR-RIS授权的同时室内和室外三维(3D)定位,并通过Fisher信息分析和Cramér Rao下界(CRLB)研究的基本性能限制。我们还设计了一个有效的定位算法的基础上离网压缩感知(CS)技术依赖于原子范数最小化(ANM)。训练开销的影响,在STAR-RIS的功率分配,用户之间的功率分配,STAR-RIS的大小,STAR-RIS到BS信道的缺陷,以及多径分量的作用上的定位性能进行评估,通过广泛的计算机模拟。理论上表明,高精度,高达厘米级,3D定位可以同时实现室内和室外用户,这也是通过所提出的基于ANM的估计算法来实现的。
2023-02-07 eess.SP
Uni-polarized RIS Beamforming for Improving Connectivity of Multi-RIS-Assisted D2D Networks
该研究针对多RIS辅助D2D网络连通性提升问题,提出联合优化RIS波束成形、链路选择与部署位置的方案,通过扰动法、遗传算法和Adam优化器分迭代求解,经仿真验证优于现有对比方案。
2024-10-07 cs.IT eess.SP math.IT
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 Intelligent Surfaces-assisted Positioning in Integrated Sensing and Communication Systems
VNU University of Engineering and Technology(越南国立大学工程技术大学);Posts and Telecommunications Institute of Technology(邮电理工学院);National Chung Cheng University(中正大学)
本文提出了一种基于RIS辅助的ISAC系统高精度定位方法,通过改进的Levenberg算法实现低复杂度的参数更新,提升定位精度。
2026-02-16 cs.IT eess.SP math.IT