Signal and Interference Leakage Minimization in MIMO Uplink-Downlink Cellular Networks
在基站（BS）和MIMO蜂窝系统的用户处的空间域中的线性处理使得能够控制小区间和小区间干扰。已经提出了许多迭代算法，其允许BS和用户仅基于本地信道状态信息经由消息交换以分布式方式计算发送侧和接收侧线性处理器。在本文中，提出了一种新的这样的策略，需要交换的酉矩阵之间的BS和用户。具体地说，集中在一个一般的上行链路和下行链路操作的细胞，线性处理器的设计获得的交替优化解决方案的问题，最小化的加权和的下行链路和上行链路小区间干扰功率和泄漏的信号功率在空间正交的接收子空间。对于下行链路操作的小区，通过最小均方误差（MMSE）或迫零（ZF）预编码来处理小区内干扰，对于上行链路操作的小区，通过联合解码来处理。数值结果验证了所提出的技术相对于现有的类似技术，只占干扰功率的优化的优势。
2014-08-22 cs.IT math.IT
SLNR Based Precoding for One-Bit Quantized Massive MIMO in mmWave Communications
大规模多输入多输出（MIMO）是5G无线通信的关键技术，有望大幅提高容量。低分辨率数据转换器的使用对于大规模MIMO至关重要，以使整体传输尽可能具有成本效益和能源效益。在这项工作中，我们考虑了下行毫米波（mmWave）传输的情况下，多个用户同时服务的大规模MIMO与一位数/模（D/A）转换器。特别是，我们提出了一种新的预编码器设计的基础上的信号泄漏加噪声比（SLNR），最大限度地减少能量泄漏到不需要的用户，同时考虑到由于非线性一位量化的损害。我们表明，众所周知的正则化迫零（RZF）预编码器是一个特定版本的建议SLNR为基础的预编码器，这是当量化损伤完全忽略。数值结果强调显着的性能改善，以及所提出的SLNR为基础的预编码器相比，无论是RZF或迫零（ZF）预编码器。
2019-02-12 cs.IT math.IT
Beam Domain Channel Estimation for Spatial Non-Stationary Massive MIMO Systems
针对空间非平稳大规模 MIMO 的波束域功率泄漏问题，构建 BDCM 并提出利用跨块稀疏结构与功率比阈值的 BDS-SAMP 信道估计方案，以低导频开销和合理复杂度提升估计精度。
2025-01-08 cs.IT cs.SY eess.SY
Rank Optimization for MIMO Channel with RIS: Simulation and Measurement
本文研究RIS辅助的MIMO系统信道优化，提出一种高效的RIS优化方法以提升信道有效秩和可达速率，并通过数值仿真及2×2原型实验验证了该方法相比无RIS系统的显著性能提升。
2023-12-08 cs.IT eess.SP math.IT
Noncooperative Precoding for Massive MIMO HetNets: SILNR Maximization Precoding
大规模多输入多输出（MIMO）是提高下一代蜂窝系统频谱效率的关键因素。由于信道互易性，在时分复用模式中，每个基站（BS）可以在发射机（CSIT）处获取可能位于相邻小区中的一组用户的本地信道状态信息。当配备有不那么多天线的小小区BS密集地部署有宏小区时，由于强的小区间干扰（ICI），使用本地CSIT的简单非协作MIMO预编码技术无法实现高频谱效率。在本文中，我们提出了一种新的非合作大规模多输入多输出预编码技术称为信号与干扰加泄漏加噪声比（SILNR）最大化预编码。所提出的预编码的关键思想是通过使用本地CSIT同时减轻用户间干扰（IUI）和ICI泄漏功率来联合找到每个小区的调度用户集、用户的波束成形向量和分配的功率。为了实现这一点，我们提出了一种低复杂度的算法，该算法找到了最大化问题的局部最优解，用于和频谱效率的下限，即，非凸优化问题通过系统级仿真，我们表明，所提出的预编码方法大大优于现有的非合作预编码技术的遍历频谱效率和每个用户的速率分布。
2021-07-29 cs.IT eess.SP math.IT
Active RIS-Assisted MIMO-OFDM System: Analyses and Prototype Measurements
本研究开发了符合5G新无线电标准的有源RIS辅助MIMO-OFDM原型，实验证明有源RIS在提升MIMO性能方面优于无源RIS，凸显其实际应用价值。
2023-11-15 cs.IT eess.SP math.IT
Equivalence of SLNR Precoder and RZF Precoder in Downlink MU-MIMO Systems
信号泄漏噪声比（Signal to Leakage-and-Noise Ratio，SLNR）预编码器在许多工作中被广泛用于MU-MIMO系统，并且被观察到与迫零（Zero Forging，ZF）预编码器相比具有改进的性能。我们的工作证明了SLNR预编码器是完全等效于传统的调节ZF（RZF）预编码器，它有显着的增益比ZF预编码器在低信噪比。因此，我们的结论，现有的性能分析RZF预编码器可以很容易地适用于SLNR预编码器。
2012-06-19 cs.IT math.IT
Beyond Cell-free MIMO: Energy Efficient Reconfigurable Intelligent Surface Aided Cell-free MIMO Communications
无小区系统可以通过使多个基站（BS）能够以由于BS的大规模部署而导致的高硬件和电源成本为代价来协作地为没有小区边界的用户服务，从而有效地消除小区间干扰。为了解决这个问题，低成本的可重构智能表面（RIS）可以作为一个有前途的技术，以提高能源效率的无细胞系统。在本文中，我们考虑了一个RIS辅助无小区MIMO系统，其中多个RIS部署在BS和用户周围，以低成本的方式通过可重构反射来创建有利的传播条件，从而增强无小区MIMO通信。为了最大限度地提高能量效率，提出了一种混合波束形成（HBF）方案，该方案由基站处的数字波束形成和基于RIS的模拟波束形成组成。建立了能源效率最大化问题的数学模型，并设计了求解该问题的迭代算法。研究了发射功率、RIS数目和RIS大小对能量效率的影响。理论分析和仿真结果表明，最优能量效率取决于RIS的数量和RIS的大小。数值计算也表明，该系统可以实现更高的能量效率比传统的。
2020-11-17 cs.IT eess.SP math.IT
Optimization of RIS-Aided MIMO -- A Mutually Coupled Loaded Wire Dipole Model
本文针对含散射物体的RIS辅助MIMO系统，提出一种不依赖诺伊曼级数近似的可调负载优化算法，可证明收敛且复杂度随RIS单元数呈多项式增长，在迭代次数和收敛时间上均优于现有基准算法。
2023-09-18 cs.IT eess.SP math.IT
Energy-Efficient Active Element Selection in RIS-aided Massive MIMO Systems
针对有源RIS辅助M-MIMO系统，提出基于LDT和FP的EE优化与有源元件选择方案，以更少元件实现较完全无源RIS最高120%的EE提升。
2024-03-03 cs.IT eess.SP math.IT
Discrete RIS Enhanced Space Shift Keying MIMO System via Reflecting Beamforming Optimization
针对存在直接链路的离散RIS辅助SSK-MIMO系统，提出基于SCA和惩罚交替优化的RIS相移优化方法以最大化最小星座欧氏距离、降低误比特率，仿真验证了方案优越性及各参数对可靠性的影响。
2024-11-01 cs.IT eess.SP math.IT
RIS-Assisted D-MIMO for Energy-Efficient 6G Indoor Networks
Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学）；Sony Europe（索尼欧洲）
本文提出了一种交替优化框架，用于在相干和非相干接收模式下最大化RIS辅助D-MIMO系统的能效，通过联合优化接入点功率分配和RIS相位配置，在功率和SINR约束下提升能效。
2026-03-25 cs.IT eess.SP math.IT
RIS-Assisted Massive MIMO with Multi-Specular Spatially Correlated Fading
可重新配置的智能表面（RIS）作为5G技术之外的潜力引起了人们的极大关注。这些表面由许多超材料的无源元件组成，这些超材料的阻抗可以控制，以改变撞击它们的无线信号的相位、幅度或其他特性。当信道具有大量多径分量时，信道估计是控制大RIS的关键任务。在本文中，我们提出了一种新的信道估计方案，利用空间相关特性在大规模多输入多输出（MIMO）基站和平面RISs，和其他统计特性的多镜面衰落在移动环境中。此外，一种新的启发式的相移选择在RISs开发，灵感来自信号处理方法，在传统的大规模MIMO是有效的。仿真结果表明，与传统的单小区大规模MIMO系统相比，所提出的上行链路RIS辅助框架大大提高了小区边缘移动用户的频谱效率。
2021-09-08 cs.IT eess.SP math.IT
Design and Implementation of MIMO Transmission Based on Dual-Polarized Reconfigurable Intelligent Surface
多输入多输出（MIMO）信令是当前移动通信系统的关键技术之一。然而，复杂而昂贵的射频（RF）链路一直限制着MIMO规模的增长。本文提出了一种基于双极化可重构智能表面（RIS）的MIMO传输架构，该架构可以直接实现多通道信号的调制和传输，而不需要传统的射频链。与以前的工作相比，所提出的架构可以提高集成的基于RIS的传输系统。搭建了一个基于双极化RIS的MIMO传输系统样机，实验结果验证了该结构的可行性。基于双极化RIS的MIMO传输架构为未来网络实现低成本超大规模MIMO提供了一种很有前途的解决方案。
2021-07-02 cs.IT eess.SP math.IT
Wavenumber Domain Sparse Channel Estimation in Holographic MIMO
针对全息MIMO信道估计中的功率泄漏问题，本文提出波数域表示以利用簇稀疏性，并设计基于图割的交换扩展算法，实现稳健且快速收敛的稀疏恢复。
2024-03-17 cs.IT eess.SP math.IT
Maximizing Spectral and Energy Efficiency in Multi-user MIMO OFDM Systems with RIS and Hardware Impairment
本文研究多用户MIMO OFDM广播信道中常规RIS、STAR-RIS与多扇区BD-RIS的性能，通过联合优化MIMO预编码和RIS配置，提出资源分配方案并证明其SE和EE增益。
2024-01-22 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
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
RIS-aided Massive MIMO: Achieving Large Multiplexing Gains with non-Large Arrays
本文考虑了一种天线结构，其中一个（非大）阵列的辐射元件放置在短距离的可重构智能表面（RIS）的前面。我们提出了一个信道估计过程中使用不同的配置的RIS元素，并推导出一个封闭形式的表达式，可实现的下行链路频谱效率，通过使用流行的硬化下限。接下来，我们制定了一个优化问题，相对于RIS的相移，旨在最大限度地减少通道的互相关，同时保持通道的个人规范。数值分析结果表明，该结构能够克服传统的大规模MIMO系统的性能没有RIS。
2021-10-25 cs.IT eess.SP math.IT
Channel Estimation for RIS-assisted Millimeter-wave MIMO Systems
可重构智能表面（RIS）辅助的多输入多输出（MIMO）通信系统中的信道估计是具有挑战性的，因为导频不能在仅具有无源元件的RIS处解码或从仅具有无源元件的RIS发送。我们假设用户设备（UE）与RIS之间以及RIS与基站（BS）之间的视线信道的角度模型，其中UE与BS之间没有直接路径。在这封信中，假设我们可以计算RIS-BS信道（直到复杂的路径增益）从他们的已知位置，我们首先讨论的模糊性估计的UE-RIS信道。我们提出了一个多信道探测过程中，我们通过不同的RIS相移观察信道，并提出了一种算法，用于信道估计，以解决这种模糊性。通过模拟，我们表明，所提出的方法是可比的预言估计，它完全知道BS，UE和RIS的位置。
2021-03-19 cs.IT eess.SP math.IT
EMF-Aware MU-MIMO Beamforming in RIS-Aided Cellular Networks
可重构智能表面（RISs）是关键的新兴第六代（6 G）技术之一，其有望通过添加人工传播路径来改善发送器和接收器之间的链路预算。在这种重新配置的传播环境中，下行链路（DL）多用户多输入多输出（MU-MIMO）为蜂窝网络带来容量改进。它受益于MIMO系统提供的空间维度，以通过应用适当的波束成形（BF）方案来实现在相同的无线电资源上向多个用户同时传输独立的数据流。然而，在某些情况下，长时间为同一用户子集提供服务可能会导致一些不期望的区域，其中平均电磁场暴露（EMFE）超过监管限制。为了解决这一挑战，我们在本文中提出了一种新的电磁场（EMF）感知MU-MIMO BF方案，旨在优化的整体容量下的EMF约束条件下，在RIS辅助蜂窝网络。
2022-09-29 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
Two-Stage Beamformer Design for Massive MIMO Downlink By Trace Quotient Formulation
针对大规模多用户MIMO下行链路两阶段波束形成问题，研究了仅基于信道统计信息的外波束形成器设计问题，并基于信漏噪比（SLNR）对该问题进行了研究。为了消除对瞬时信道状态信息的依赖，通过假设迫零（ZF）内波束形成推导出平均SLNR的下限，并提出了一种最大化平均SLNR下限的外波束形成器设计方法。结果表明，所提出的基于SLNR的外波束形成器的设计问题减少到一个跟踪商问题（TQP），这是经常遇到的领域中的机器学习。一个迭代算法，以获得最佳的解决方案，建议TQP。所提出的方法具有根据不同的信道统计特性，最优地控制对期望用户的信号功率和对非期望用户的干扰泄漏功率之间的加权因子的能力。数值结果表明，所提出的外波束形成器的设计方法产生显着的性能增益比现有的方法。
2014-11-26 cs.IT math.IT
Secure Rate-Splitting for MIMO Broadcast Channel with Imperfect CSIT and a Jammer
本文研究了两用户多输入多输出（MIMO）广播信道中发射端信道状态信息不完全（CSIT）和多天线干扰机的安全速率分裂问题，其中每个接收端具有相同数量的天线，干扰机具有完全信道状态信息（CSI）.具体而言，我们设计了一个安全的速率分裂多址接入策略，其中的安全性，分裂的私人和共同的消息是确保预编码器设计与联合调零和对齐的泄漏信息，关于不同的天线配置。此外，我们表明，通过安全速率分裂实现的和安全自由度（SDoF）是最优的，优于传统的迫零。因此，我们揭示了两个用户的MIMO广播信道与不完美的CSIT和一个干扰的总和SDOF，并验证了在这种情况下，以MIMO为重点的安全目的的速率分裂的优越性。
2022-07-11 cs.IT eess.SP math.IT
Maximization of minimum rate in MIMO OFDM RIS-assisted Broadcast Channels
研究RIS在MIMO OFDM广播信道中的有效性，提出联合预编码与RIS优化方案，证明即使每子带RIS元素极少也能显著提升系统性能。
2023-10-12 cs.IT eess.SP math.IT
Capacity Maximization for MIMO Channels Assisted by Beyond-Diagonal RIS
本文针对MIMO信道推导了首个闭式容量最大化的超越对角RIS反射矩阵，揭示了路径配对机制及高信噪比下的行为，并通过数值验证了其有效性。
2025-01-22 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
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
MIMO Capacity Maximization with Beyond-Diagonal RIS
本文研究BD-RIS辅助的MIMO链路容量最大化问题，通过在酉矩阵流形上交替优化发射协方差矩阵和对称酉散射矩阵，提出高效算法，显著提升了传统对角RIS架构的容量。
2024-06-04 cs.IT eess.SP math.IT
User-Centric Cell-Free Massive MIMO With RIS-Integrated Antenna Arrays
本文提出将RIS集成到无小区大规模MIMO接入点的天线阵列中作为智能发射面，以减轻乘性衰落效应并以低成本匹配大型天线阵列性能，仿真验证了该架构在上行链路中显著提升数据速率的有效性。
2024-09-24 cs.IT eess.SP math.IT
On the Degrees of Freedom of RIS-Aided Holographic MIMO Systems
在本文中，我们研究基于不同层次的信道状态信息的系统优化的地面通信系统。我们从速率和自由度（DoF）两个方面分析了系统的性能。我们发现，部署的可重构智能表面（RIS）的结果增加自由度的数量，通过扩展近场区域。在莱斯衰落信道中，我们表明，RIS可以有效地优化，仅基于发送和接收表面的位置，同时提供良好的性能，如果莱斯衰落因子不是太小。
2023-01-27 cs.IT eess.SP math.IT
MIMO Detection for Reconfigurable Intelligent Surface-Assisted Millimeter Wave Systems
毫米波（mmWave）频带或诸如THz的高频具有大的未开发频带。然而，由于严重的衰减，毫米波频带上的无线信道通常仅具有一个或两个路径。信道特性限制了其在多输入多输出（MIMO）系统中的发展，MIMO系统可以通过提高频谱效率来提高吞吐量。可重构智能表面（RIS）的发展为毫米波通信提供了新的机遇。在这项研究中，我们提出了一个毫米波系统，它使用低精度模数转换器（ADC），与几个RIS阵列的帮助。此外，每个RIS阵列具有许多具有离散相移的反射器。通过采用线性空间处理，这些阵列形成具有增加的空间分集和功率增益的合成信道，其可以支持MIMO传输。根据合成信道的特点，设计了一种MIMO检测器. RIS阵列可以提供空间分集以支持MIMO传输，然而，RIS阵列的不同数量、天线配置和部署影响比特出错率（BER）性能。我们提出了状态演化（SE）方程来评估在不同情况下的建议MIMO检测器的BER。利用SE方程对室内系统的误码率性能进行了深入的研究。我们揭示了许多关于RIS效应的见解，并讨论了适当的系统设置。此外，我们的研究结果表明，低成本的硬件，如3位ADC的接收端和2位均匀离散相移的RIS阵列，只有适度退化的系统性能。
2020-04-13 cs.IT eess.SP math.IT
Experimental Evaluation of Multiple Active RISs for 5G MIMO Commercial Networks
本文针对5G MIMO商用网络，提出低复杂度基于码本的多有源RIS波束成形算法，现场测试显示其较单RIS可提升最高14%的信道秩与吞吐量，验证了多有源RIS系统的实际价值。
2025-05-21 cs.IT eess.SP math.IT
Spatial Multiplexing in Near Field MIMO Channels with Reconfigurable Intelligent Surfaces
我们考虑一个多输入多输出（MIMO）信道中存在的可重构智能表面（RIS）。具体来说，我们的重点是分析在视线和低散射MIMO信道在近场的空间复用增益。我们证明了信道容量是通过对角化端到端的发射机-RIS-接收机信道，并应用注水功率分配到发射机-RIS和RIS-接收机信道的奇异值的有序乘积来实现的。获得的容量实现的解决方案需要一个反射系数的非对角矩阵的RIS。在近乎被动的RIS假设下，即，在RIS处不需要功率放大，仅在发射机处需要注水功率分配。我们将RIS的这种设计称为线性的、近被动的、可重构的电磁对象（EMO）。此外，我们介绍了一个封闭的形式和低复杂度的设计RIS，其反射系数矩阵是对角与单位模条目。反射系数由两个聚焦函数的乘积给出：一个将RI辅助信号转向MIMO发射机的中点，另一个将RI辅助信号转向MIMO接收机的中点。我们证明了这个解决方案是精确的，在视线通道下的傍轴设置。在视线（自由空间）信道的大量数值模拟的帮助下，我们表明，所提出的方法提供的性能（速率和自由度）接近通过数值求解非凸优化问题，在一个高的计算复杂性。此外，我们表明，它提供的性能接近所实现的EMO（非对角RIS）在大多数考虑的案例研究。
2023-01-08 cs.IT eess.SP math.IT
Dual Gradient Descent EMF-Aware MU-MIMO Beamforming in RIS-Aided 6G Networks
可重构智能表面（RIS）是即将到来的第六代（6 G）通信的关键技术之一，它可以通过添加人工传播路径来提高接收端的信号强度。在下行链路（DL）多用户多输入多输出（MU-MIMO）通信的背景下，设计适当的波束成形（BF）方案以充分利用这种重新配置的传播环境并提高网络容量是一个主要挑战。由于MIMO系统提供的空间维度，独立的数据流可以在相同的无线电资源上同时发送到多个用户。重要的是要注意，在一段时间内为相同的用户子集提供服务可能会导致平均电磁场暴露（EMFE）超过监管限制的不期望区域。为了应对这一挑战，在本文中，我们提出了一种基于双梯度下降（Dual-GD）的电磁场（EMF）感知MU-MIMO BF方案，旨在优化RIS辅助6 G蜂窝网络中EMFE约束下的整体容量。
2022-10-03 cs.IT eess.SP math.IT
High SNR Analysis of RIS-Aided MIMO Broadcast Channels
本文在高信噪比下分析RIS对MIMO广播信道Gram特征值的影响，推导了基站与RIS间视距配置带来的基本限制，并证明在特定信道条件下DPC与线性预编码的性能差距消失。
2023-04-14 cs.IT eess.SP math.IT
Joint Active and Passive Beamforming for RIS-aided MIMO Communications with Low-Resolution Phase Shifts
本文针对实际低分辨率相移限制下的RIS辅助多流MIMO通信，提出一种避免显式离散约束的联合发射预编码与RIS相移优化问题表述，并设计基于简单投影的迭代算法，仿真验证其在低分辨率相移下具有显著性能优势。
2023-04-19 cs.IT eess.SP math.IT
Rate Region of MIMO RIS-assisted Broadcast Channels with Rate Splitting and Improper Signaling
在本文中，我们研究了1层速率分裂（RS）的可实现的速率区域中存在的硬件损伤（HWI）和不正确的高斯信令（IGS）的单细胞可重构智能表面（RIS）辅助广播信道（BC）。我们假设收发器可能遭受带内和正交信号的不平衡，这被称为I/Q不平衡（IQI）。当存在像质计时，接收到的信号和噪声可能是不适当的。因此，我们采用IGS来补偿IQI以及管理干扰。我们的研究结果表明，RS和RIS可以显着扩大速率区域，其中RS的作用是管理干扰，而RIS主要是提高覆盖。
2023-01-02 cs.IT eess.SP math.IT
RIS-Assisted Survivable Fronthaul Design in Cell-Free Massive MIMO System
本文研究RIS在无小区大规模MIMO系统中提升前传可生存性，通过LOS增强和资源共享两种机制，提出WMMSE与黎曼梯度下降结合的优化方案，使冗余容量减少65.6%并达到99%可生存性。
2025-05-25 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
RIS-Aided Angular-Based Hybrid Beamforming Design in mmWave Massive MIMO Systems
针对毫米波大规模多输入多输出（MIMO）系统，提出了一种可重构智能表面（RIS）辅助和基于角度的混合波束形成（AB-HBF）技术。所提出的RIS-AB-HBF架构由三个阶段组成：（i）RF波束形成器，（ii）基带（BB）预编码器/组合器，以及（iii）RIS相移设计。首先，为了减少RF链的数量和信道估计开销，RF波束形成器基于基于3D几何的毫米波信道模型使用信道的慢时变角度参数来设计。第二，BB预编码器/组合器的设计，利用从BB阶段看到的减小大小的有效信道。然后，通过自然启发的粒子群优化（PSO）算法调整RIS的相移，以最大化系统的可实现速率。说明性的仿真结果表明，在AB-HBF系统中使用的RIS有可能提供更有前途的优势，在系统设计的可靠性和灵活性。
2022-08-13 cs.IT eess.SP math.IT
Channel Estimation for RIS-aided mmWave Massive MIMO System Using Few-bit ADCs
毫米波（mmWave）大规模多输入多输出（massive multiple-input multiple-output，massive MIMO）是第五代及以后无线通信系统中最有前途的技术之一。然而，大量的天线导致高功耗和硬件成本，并且高频通信给基站（BS）处的模数转换器（ADC）带来沉重的负担。此外，在大型天线阵列系统中为每个天线配备高精度ADC成本太高。采用低分辨率ADC来解决这个问题是有希望的。在本文中，我们研究了毫米波大规模MIMO系统的级联信道估计的可重构智能表面（RIS）与BS配备了几位ADC的辅助。由于级联信道的低秩特性，级联信道的估计可以用低秩矩阵完备化问题来表示。本文提出了一种贝叶斯最优信道估计框架，用于估计用户-基站-基站级联信道，以解决量化带来的信息丢失问题。为了实现估计器和实现矩阵完成，我们使用高效的双线性广义近似消息传递（BiG-AMP）算法。大量的仿真结果表明，我们提出的方法可以准确地估计级联信道的RIS辅助毫米波大规模MIMO系统与低分辨率ADC。
2023-01-26 cs.IT eess.SP math.IT
Optimization of the Downlink Spectral- and Energy-Efficiency of RIS-aided Multi-user URLLC MIMO Systems
本文研究RIS辅助的多用户URLLC MIMO系统，提出优化有限块长度速率以提升频谱和能量效率，并证明RIS在短包和低误码率下增益更大。
2024-10-11 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
Channel Estimation and Projection for RIS-assisted MIMO Using Zadoff-Chu Sequences
可重构智能表面（RIS）技术是毫米波（mmWave）无线通信的一个有前途的使能者，因为它可以潜在地提供与传统的大规模多输入多输出（MIMO）相当的频谱效率，但具有显著更低的硬件复杂度。在本文中，我们专注于上行链路RI辅助的大规模MIMO信道的估计和投影，它可以是时变的。我们建议让用户设备（UE）发送Zadoff-Chu（ZC）序列，让基站（BS）进行上行链路信道的最大似然（ML）估计。该方案计算效率高：利用ZC序列对频偏和时偏估计进行解耦;该方法利用空间交替广义期望最大化（SAGE）方法将多径信道的高维问题简化为每条路径多个低维问题，通过对多普勒频偏的估计，可以对时变信道状态进行预测，这可以显著降低用于信道估计的导频的开销。数值仿真验证了该方案的有效性。
2022-02-21 cs.IT eess.SP math.IT
STAR-RIS Aided Secure MIMO Communication Systems
本文研究STAR-RIS辅助MIMO系统物理层安全，通过联合优化有源与无源波束成形最大化保密速率，提出基于MMSE的交替优化算法并推导相移闭式解，性能显著优于基准方案。
2024-04-01 cs.IT eess.SP math.IT
Swarm Intelligence Optimization of Multi-RIS Aided MmWave Beamspace MIMO
针对基站与用户直连链路全阻断的多RIS辅助毫米波波束域MIMO系统，提出基于PSO的低复杂度算法联合优化波束选择、功率分配与RIS配置，在复杂度和速率间实现良好权衡，且增加RIS单元比激活更多基站波束更能提升速率。
2025-05-20 cs.IT eess.SP math.IT
Statistical CSI-Based Transmission Design for Reconfigurable Intelligent Surface-aided Massive MIMO Systems with Hardware Impairments
本文研究了一种可重构智能表面（RIS）辅助的大规模多用户多输入多输出（MIMO）通信系统，该系统具有收发器硬件损伤（HWI）和RIS相位噪声。与现有的研究成果不同，RIS的相移设计是基于长期的角度信息。首先推导了上行链路可达速率的近似解析表达式。然后，我们使用遗传算法（GA），以最大化和率和最小数据率。最后，我们表明，它是至关重要的，以考虑HWI时，设计的RIS相移。
2021-10-13 cs.IT eess.SP math.IT
WMMSE-Based Rate Maximization for RIS-Assisted MU-MIMO Systems
本文针对RIS辅助的MU-MIMO系统，基于WMMSE准则提出速率最大化方法，通过张量模型和闭式梯度优化RIS相移，仿真验证其性能优于其他基准。
2024-03-19 cs.IT eess.SP math.IT
Channel Estimation in RIS-assisted Downlink Massive MIMO: A Learning-Based Approach
对于时分双工协议下的下行大规模多输入多输出（MIMO），只要信道硬化成立，用户就可以仅利用信道统计信息有效地解码信号。然而，在可重构智能表面（RIS）辅助的大规模MIMO系统中，由于有效信道增益的额外随机波动，传播信道可能不太硬化。为了解决这个问题，我们提出了一种基于学习的方法，训练一个神经网络来学习接收到的下行链路信号和有效信道增益之间的映射。所提出的方法不需要任何下行链路导频和干扰用户的统计信息。数值结果表明，在信道估计的均方误差方面，我们提出的基于学习的方法优于现有技术的方法，特别是当视线（LoS）路径由具有低水平信道硬化的非LoS路径主导时，例如，在RIS元件和/或基站天线的数量较少的情况下。
2022-05-15 cs.IT eess.SP math.IT
MIMO Transmission through Reconfigurable Intelligent Surface: System Design, Analysis, and Implementation
可重构智能表面（Reconfigurable intelligent surface，RIS）是一种通过改变可编程元表面单元反射系数来实现低成本、高能效的无线信息调制的新技术。然而，RIS的电磁响应通常仅是相位可调的，这大大限制了基于RIS的发射机的可实现速率。在本文中，我们提出了一种RIS架构，以实现幅度和相位变化的调制，这有利于设计的多输入多输出（MIMO）正交幅度调制（QAM）传输。讨论和分析了RIS的硬件约束及其对系统设计的影响。此外，所提出的方法进行评估，使用我们的原型，实现了基于RIS的MIMO-QAM传输在空中实时。
2020-07-05 cs.IT eess.SP math.IT
Statistical CSI-based Design for Reconfigurable Intelligent Surface-aided Massive MIMO Systems with Direct Links
研究了可重构智能表面（RIS）辅助的大规模多输入多输出（MIMO）直联系统的性能，并基于统计信道状态信息（CSI）设计了RIS的相移。我们首先推导出上行链路各态历经数据率的封闭形式表达式。然后，基于推导的表达式，我们使用遗传算法（GA）来解决和数据率最大化问题。通过低复杂度的最大比合并（MRC）和低开销的基于统计CSI的方案，验证了RIS仍然可以给传统的大规模MIMO系统带来显著的性能提升。
2021-02-15 cs.IT eess.SP math.IT
Phase Shift Design for RIS-Aided Cell-Free Massive MIMO with Improved Differential Evolution
本文提出一种仅利用信道统计信息的RIS辅助无小区大规模MIMO相移设计方法，并开发改进差分进化算法求解非凸优化问题，在直连链路高概率场景下显著提升上行总遍历吞吐量。
2023-08-12 cs.IT eess.SP math.IT
Rate Splitting in MIMO RIS-assisted Systems with Hardware Impairments and Improper Signaling
在本文中，我们提出了一个优化框架速率分裂（RS）技术在多输入多输出（MIMO）可重构智能表面（RIS）辅助系统，可能与I/Q不平衡（IQI）。该框架可以应用于任何优化问题，其中目标和/或约束是速率和/或发射协方差矩阵的线性函数。这些问题包括最小加权和加权和速率最大化、目标速率的总功率最小化、最小加权能量效率（EE）和全局EE最大化。该框架可以应用于具有硬件损伤的任何干扰受限系统。为了说明的目的，我们考虑多小区MIMO RIS辅助广播信道（BC），其中基站（BS）和/或用户可能遭受IQI。由于IQI会产生不适当的噪声，我们认为不适当的高斯信号（IGS）作为一种干扰管理技术，可以额外补偿IQI。我们表明，RS与IGS相结合时，可以大大提高过载网络的频谱和能量效率（即，当每个小区的用户数量大于发射/接收天线的数量时）。
2022-11-15 cs.IT eess.SP math.IT
