A General EM-Based Channel Model for Reconfigurable Antenna Systems
City University of Hong Kong（香港城市大学）
本文提出一种基于电磁的通用信道模型，用于研究可重构天线系统中天线配置对信号辐射、传播和接收的影响，通过与商业仿真软件对比验证了模型的准确性，并展示了动态调整天线方向可提升通信速率达70%。
2026-04-24 cs.IT eess.SP math.IT
A New Paradigm Towards Reconfigurable Environment: Reconfigurable Distributed Antennas and Reflecting Surface
University of Macau（澳门大学）；Jinan University（暨南大学）；South China Normal University（华南师范大学）
本文提出可重构分布式天线与反射表面（RDARS）作为未来无线网络解决方案，结合主动天线与被动反射表面，提升覆盖、频谱效率及通信感知一体化能力。
2026-04-22 cs.IT math.IT
Achievable Rate Maximization Pattern Design for Reconfigurable MIMO Antenna Array
可重配置的多输入多输出可以通过对信道进行整形来提供优于传统MIMO的性能增益，即，引入更多的信道实现。在本文中，我们专注于可重构MIMO系统的可实现的速率最大化模式的设计。首先，我们介绍了模式可重构MIMO（PR-MIMO）的矩阵表示，在此基础上制定了一个方向图设计问题。为了进一步揭示无线信道上的辐射模式的效果，我们考虑模式设计的单模式的情况下，优化的辐射模式是相同的所有天线元件，和多模式的情况下，不同的天线元件可以采用不同的辐射模式。对于单方向图的情况下，我们表明，方向图的设计是等效的所有散射路径之间的增益的重新分配，并获得基于本征值优化的解决方案。对于多模式的情况下，我们提出了一个顺序优化框架与流形优化和特征值分解，以获得接近最优的解决方案。数值结果验证了PR-MIMO系统在可达速率方面优于传统MIMO系统，也表明了所提出的解决方案的有效性。
2023-02-13 cs.IT eess.SP math.IT
Origami Inspired Reconfigurable Antenna for Wireless Communication Systems
本文介绍了折纸启发的可重构天线的设计，制造和实验验证。所提出的天线可以通过改变其配置来作为双天线或倒L天线操作。这样做会改变其工作频率、主辐射模式和方向性。测量结果表明，该天线的谐振频率可从750 MHz变化到920 MHz，相当于22.6%的频移。仿真进行比较的天线的辐射特性（增益和辐射模式）在这两种配置。结果表明，该天线具有可重构的带宽，这使得更好的信道特性的RF系统。
2018-05-25 cs.IT math.IT physics.app-ph
A New Reconfigurable Antenna MIMO Architecture for mmWave Communication
毫米波（mmWave）频带中可用的大频谱已经成为满足第五代（5G）无线网络的巨大容量需求的有前途的解决方案。然而，为了充分利用毫米波通信的潜力，应该克服诸如严重路径损耗、信道稀疏和硬件复杂性等障碍。在本文中，我们介绍了一种广义的可重构天线多输入多输出（MIMO）架构，利用透镜为基础的可重构天线。所考虑的天线可以通过使用单个RF链同时支持多个辐射模式。由可重构天线提供的自由度首先用于对抗MIMO毫米波系统中的信道稀疏性。此外，为了抑制毫米波频率下的高路径损耗和遮蔽，我们使用速率为1的空时分组码。我们的分析和仿真结果表明，所提出的可重构MIMO架构实现全分集增益，使用线性接收机，而不需要在发送端的信道状态信息。此外，仿真结果表明，所提出的架构优于传统的MIMO传输方案在毫米波信道设置。
2018-03-25 cs.IT math.IT
Reconfigurable Antennas, Preemptive Switching and Virtual Channel Management
本文考虑了无线通信系统，利用可重构或图案动态天线的性能。重点是有限状态通道的内存和性能评估的实时行为。在无线环境中，当慢衰落信道进入深衰落时，相应的通信系统面临着在目的地连续解码失败的威胁。在这种情况下，迅速摆脱深度衰退成为当务之急。快速可重构天线的最新进展提供了新的手段来改变衰落信道的统计分布，从而降低延长衰落的概率。因此，快速可重构天线有望提高整体性能，特别是在慢衰落环境中的延迟敏感的流量。这种增强性能的潜力激发了这项研究的时间行为的点到点通信系统与可重构天线。具体而言，敏捷的无线通信方案擦除信道进行了分析，使用可重构天线的情况下，产生大量的性能增益的吞吐量和平均延迟。只有部分状态信息是在接收机的情况下，也检查，自然导致部分可观察的决策过程。
2014-01-28 cs.IT math.IT
Tri-Domain Multiuser MIMO Precoding Optimization and Channel Estimation with Spatial-EM Reconfigurable Antenna
针对集成空间可重构天线与电磁可重构天线的三域多用户MIMO系统，提出基于加权最小均方误差的三域联合优化算法和低开销移动辅助信道估计方案，提升频谱效率与信道估计精度。
2026-08-27 cs.IT eess.SP math.IT
Space-Frequency Block Code for MIMO-OFDM Communication Systems with Reconfigurable Antennas
提出了一种适用于多输入多输出（MIMO）正交频分复用（OFDM）系统的空频分组编码方案。在该系统中，假设发射机侧的天线阵列的每个元件是可重新配置的，使得它可以独立地改变其辐射图案的物理特性。所提出的分组码是全速率的，并且在频率选择性衰落信道上受益于空间、频率和可重构辐射方向图状态分集。我们提供了仿真结果来证明所提出的分组编码技术的性能，并与以前的SF编码方案在MIMO-OFDM系统中进行比较。结果表明，该码实现了更高的分集和编码增益相比，其他可用的SF码。
2015-08-13 cs.IT math.IT
Defeating the Eavesdropper: On the Achievable Secrecy Capacity using Reconfigurable Antennas
在本文中，我们考虑在慢衰落无线信道中存在窃听者的机密信息的传输。我们提出了一种传输方案，采用一个可重新配置的天线在每个合法的合作伙伴，而窃听者使用一个传统的天线。可重构天线可以随着时间的推移切换其传播特性，从而感知不同的衰落信道。它示出，没有信道侧信息（CSI）在合法的合作伙伴，主信道可以被转换成遍历制度提供严格的中断约束的\textit{secrecy capacity}增益。如果合法合作伙伴有部分或全部的信道侧信息（CSI），一种选择多样性，可以应用提高最大的秘密通信速率。在这种情况下，衰落是朋友而不是敌人。
2014-02-05 cs.IT math.IT
Capacity Characterization for Reconfigurable Intelligent Surfaces Assisted Multiple-Antenna Multicast
可重构智能表面（RIS）由大量无源、低成本的反射元件组成，被认为是增强未来无线网络性能的革命性技术。本文研究了RIS辅助的多播传输，其中具有多天线的基站（BS）在RIS的辅助下向多个单天线移动用户（MU）多播公共消息。分析了所考虑的多播传输的等效信道模型，然后制定相应的信道容量的优化问题，以获得最佳的协方差矩阵和相移。为了解决上述非凸不可微问题，本文首先利用梯度下降法和交替优化方法，对任意数量的MU逼近局部最优解，然后考虑了一种特殊情况，得到了全局最优解，并给出了这种特殊情况的充分必要条件.最后，当反射单元、BS天线和MU的数目趋于无穷大时，得到了最大容量的阶增长。
2021-05-24 cs.IT eess.SP math.IT
Tri-Hybrid SWIPT with Reconfigurable Parasitic Antennas
Queen’s University Belfast（贝尔法斯特女王大学）
该研究提出采用可重构寄生天线的三混合SWIPT预编码架构，整合多端口网络与信息论，结合CD、SVD、PPZF优化，利用耦合效应提升SE与NLHE，性能优于混合预编码且硬件成本更低。
2026-10-12 cs.IT eess.SP math.IT
Experimental Evaluation of a Reconfigurable Antenna System for Blind Interference Alignment
近年来，已有一些实验研究来验证干扰对齐（IA）的理论发现，但只有少数研究集中在盲干扰对齐。与IA和其他干扰缓解技术不同，盲IA不需要发射机处的信道状态信息（CSIT）。关键的见解是，发射机使用信道相干间隔的知识，接收机利用可重构天线来创建由发射机利用的信道波动。在这项工作中，我们提出了一种新的实验评估的可重构天线系统实现盲IA。我们提出了一种盲IA技术的基础上可重构天线的2用户多输入单输出（MISO）广播信道上实现的软件定义的无线电平台，每个接收器都配备了一个可重构天线。我们进一步比较了这种盲IA实现与传统的TDMA方案的基准测试的目的。我们表明，在实际信道条件下，使用测量信道可以实现盲IA的可实现速率。此外，平均误差矢量幅度和比特出错率（BER）的性能进行了评估。
2016-03-29 cs.IT math.IT
MIMO Systems with Reconfigurable Antennas: Joint Channel Estimation and Mode Selection
可重构天线是提高无线通信系统容量和覆盖范围的一项重要技术。然而，RA系统具有两个主要挑战：（i）模式选择的高计算复杂性，以及（ii）所有模式的信道估计的高开销。在本文中，我们开发了一种低复杂度的迭代模式选择算法的数据传输中的RA-MIMO系统。此外，我们研究了RA多用户MIMO系统的信道估计。然而，给定相干时间，估计所有模式的信道是具有挑战性的。我们提出了一种模式选择方案，选择一个子集的模式，训练信道所选择的子集，并预测信道的其余模式。此外，我们提出了一个预测方案的基础上模式之间的模式相关性。代表性的仿真结果表明，系统的信道估计误差和可实现的和速率为各种选定的模式和不同的信号噪声比（SNR）。
2022-11-24 cs.IT eess.SP math.IT
Asymptotic Performance Analysis of Spatially Reconfigurable Antenna Arrays
空间可重构天线阵是由一个有限长的固定几何形状的天线阵在给定的区域内移动组成的。利用这些可重构元件，MIMO系统的性能显着提高，有效地定位在其位移区的阵列。本文研究了空间可重构天线阵列MIMO系统在大位移区域的大系统性能。在考虑衰落信道的情况下，推导了输入输出互信息的分布，证明了该系统具有渐近硬化特性。随着位移区域的大小变大，互信息收敛分布到一个类型的Gumbel随机变量，其平均值增长大的位移大小成比例，其方差趋于零。我们的数值研究表明，第一类Gumbel近似密切跟踪的经验分布，即使是一个有限的位移大小。
2017-04-21 cs.IT math.IT
Transformer-Based Hybrid Beamforming with Reconfigurable Pixel Antenna for HAPS Communications
本文提出了一种基于Transformer的混合波束成形框架，用于高海拔平台站（HAPS）通信中的可重构像素天线（RPA）配备的大规模多输入多输出（MIMO）系统。该框架包含两个关键组件：1）一种利用Transformer编码器确定每个天线元件辐射模式的可重构模式网络；2）一种利用模型驱动残差学习计算基于SVD初始化的模拟和数字预编码的混合波束成形网络。仿真结果表明，所提出的PR-HBFNet接近贪心基准的频谱效率，同时显著降低了计算复杂度。
2026-05-18 cs.IT math.IT
On The Optimal Number of Reflecting Elements for Reconfigurable Intelligent Surfaces
这项工作考虑了一个点到点的链接，可重新配置的智能表面协助发送器和接收器之间的通信。相对于智能表面的可单独调节的元件的数量，优化系统速率、能量效率和它们的权衡。资源分配考虑通信阶段和由于信道估计以及向智能表面报告优化的资源分配而引起的开销。数值结果证实了所提出的方法的最优性，并显示了可重构智能表面的潜在收益。
2020-07-15 cs.IT math.IT math.OC
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
DBRAA: Sub-6 GHz and Millimeter Wave Dual-Band Reconfigurable Antenna Array for ISAC
本文提出双频段可重构天线阵列DBRAA，通过天线复用和混合波束成形实现sub-6G与毫米波频段的ISAC，并设计解耦优化算法最大化通信和速率。
2025-03-27 cs.IT math.IT
Lens-based Millimeter Wave Reconfigurable Antenna NOMA
提出了一种基于毫米波透镜的可重构天线系统的多址接入技术。特别是，为了支持大量的用户群具有不同的角度的出发（AoD），我们最近提出的可重构天线多址接入（RAMA）到非正交多址接入（NOMA）。所提出的技术，命名为可重构天线NOMA（RA-NOMA），划分相对于他们的AoD和信道增益的用户。具有不同AoD和可比较信道增益的用户经由RAMA被服务，而具有相同AoD但不同信道增益的用户经由NOMA被服务。这种技术导致射频链的数量与NOMA组的数量无关。此外，我们推导出的可行性条件，并表明RA-NOMA的功率分配是一个凸问题。然后，我们推导出最大可实现的RA-NOMA的和速率。仿真结果表明，RA-NOMA优于传统的正交多址接入（OMA）以及RAMA与OMA技术的组合。
2019-03-27 cs.IT math.IT
Angular Sensing by Highly Reconfigurable Pixel Antennas with Joint Radiating Aperture and Feeding Ports Reconfiguration
China Mobile Research Institute（中国移动研究院）；National University of Singapore（新加坡国立大学）；Nanyang Technological University（南洋理工大学）
本文提出一种高可重构像素天线，通过联合辐射孔径和馈电端口重构，显著提升角向感知性能。
2026-01-19 cs.IT eess.SP math.IT
Joint Beamforming and Reflecting Design in Reconfigurable Intelligent Surface-Aided Multi-User Communication Systems
可重构智能表面（RIS）为未来可编程无线传输环境的构建提供了一条很有前途的途径。由于在RIS中使用大量的反射元件，发射器处的有源波束形成和RIS处的无源反射器的联合优化通常是复杂且耗时的。针对这一问题，提出了一种基于分式规划（FP）的低复杂度波束形成与反射联合算法。具体来说，我们首先考虑一个RI辅助的多用户通信系统与完善的信道状态信息（CSI），并制定一个优化问题，以最大限度地提高所有用户的总速率。由于问题是非凸的，我们将原问题分解成三个不相交的子问题。通过引入有利的辅助变量，推导出每个子问题中波束形成向量和反射矩阵的闭式表达式，从而得到一种低复杂度的波束形成和反射联合算法。然后，我们扩展我们的方法来处理的情况下，发射机-RIS和RIS-接收机的信道是不完美的，并开发相应的低复杂度的联合波束形成和反射算法与实际的信道估计。仿真结果验证了所提出的算法的有效性相比，各种基准计划。
2021-01-08 cs.IT math.IT
Optimizing Configuration Selection in Reconfigurable-Antenna MIMO Systems: Physics-Inspired Heuristic Solvers
本文利用物理启发式求解器（相干伊辛机、量子退火和模拟退火）优化可重构天线MIMO系统的配置选择，以最大化信噪比和香农容量，实现接近最优性能且复杂度为多项式级。
2024-06-25 cs.IT eess.SP math.IT
Low-Complexity Reconfigurable MIMO for Millimeter Wave Communications
毫米波（mmWave）多输入多输出（MIMO）系统的性能受到传播信道的稀疏性质和收发器处的有限数量的射频（RF）链的限制。可重构天线的引入为设计毫米波MIMO系统提供了额外的自由度。本文提供了一个理论框架，研究毫米波MIMO与可重构天线。基于虚拟信道模型，提出了一种可重构毫米波MIMO系统的结构，该系统在发射端和接收端均采用波束空间混合模拟数字波束形成器和可重构天线。我们表明，采用可重构天线可以提供毫米波MIMO的吞吐量增益。我们推导出在系统中使用可重构天线的平均吞吐量增益的表达式，并进一步推导出信道（准）静态的情况下的中断吞吐量增益的表达式。此外，我们提出了一个低复杂度的算法，用于重新配置状态选择和波束选择。我们的数值结果验证了推导出的吞吐量增益的表达式，并证明了所提出的低复杂度算法的近最佳吞吐量性能。
2018-08-21 cs.IT math.IT
Reconfigurable Antenna Multiple Access for 5G mmWave Systems
本文旨在实现一种新的多址技术的基础上最近提出的毫米波可重构天线架构。为此，首先，我们表明，现有的可重构天线系统与众所周知的非正交多址接入（NOMA）技术的集成会导致显着的总速率下降，由于不可避免的功率划分可重构天线。为了规避这一基本限制，提出了一种新的多址接入技术。可重构天线多址接入（RAMA）技术在相同的时间/频率/码上只发送每个用户的预期信号，这使得RAMA成为一种无用户间干扰的技术。考虑两种不同的情况，即，具有部分和全部信道状态信息（CSI）的RAMA。在第一种情况下，不需要CSI，并且仅使用特定用户的到达方向。我们的分析结果表明，部分CSI和对称信道，RAMA优于NOMA的和速率。此外，分析结果表明，当较少的功率分配给体验更好的信道质量的用户时，非对称信道的RAMA比NOMA实现更好的和速率。在第二种情况下，具有完整CSI的RAMA向每个用户分配最优功率，这导致与对称和非对称信道的NOMA相比更高的可实现速率。数值计算表明了分析结果。
2018-03-27 cs.IT math.IT
Topological Interference Management with Reconfigurable Antennas
本文研究了部分连通干扰网络在线性编码策略下的对称自由度问题。我们假设接收器配备有可重构天线，可以在其预设模式之间切换。在这样的网络设置中，我们描述了一类网络拓扑结构，其中半线性对称自由度是可以实现的。此外，我们推导出一个一般的上界的线性对称自由度为任意网络拓扑结构。我们还表明，这个上限是紧的，如果发射机最多有两个合作者。
2016-05-05 cs.IT 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
Approaching Massive MIMO Performance with Reconfigurable Intelligent Surfaces: We Do Not Need Many Antennas
本文提出可重构智能基站（RIBS）结构，将小型天线阵列置于RIS前方，通过推导近场信道模型并优化功率与RIS配置，证明该结构能以较低硬件成本逼近大规模MIMO性能。
2024-10-22 cs.IT eess.SP math.IT
Spectrum Sensing Via Reconfigurable Antennas: Fundamental Limits and Potential Gains
我们提出了一种新的模式，在认知无线电网络的频谱感知，提供多样性和容量的好处，使用一个单一的天线在次要用户（SU）接收机。所提出的方案是基于一个可重构天线：天线，是能够改变其辐射特性，通过改变其几何配置。每个配置被指定为天线模式或状态，并且对应于不同的信道实现。可重构天线的抽象模型的基础上，我们解决了两个不同的设置认知无线电问题，并提出了基本的限制，可实现的多样性和吞吐量增益。首先，我们探讨（合作或不合作）的多样性和编码增益之间的权衡在传统的合作和非合作频谱感知方案，合作并不总是有益的。在此基础上，我们提出了两种基于可重构天线的感知方案，我们称之为状态切换和状态选择。结果表明，这些方案优于合作和非合作频谱感知下的全局能量约束。接下来，我们研究（感测吞吐量）的权衡，并证明，使用可重构天线，最佳的感测时间减少，允许更长的传输时间，从而更好的吞吐量。此外，可以应用状态选择来提高SU传输的容量。
2014-03-04 cs.IT cs.NI math.IT
Efficient MIMO Transmission of PSK Signals With a Single-Radio Reconfigurable Antenna
最近推出的信号空间方法复用多个数据符号使用一个单一的无线电开关天线的关键发展。首先，我们介绍了一个一般的框架，用于表示的空间复用关系的发射信号，只从天线散射参数和调制电抗性负载。这不仅避免了繁琐的远场计算，而且更重要的是提供了一种用于空间复用任何调制阶数的PSK信号的有效且实用的策略。所提出的方法允许确保在所有符号组合的驱动天线的输入处的恒定阻抗匹配，并且重要的是仅使用无源可重构负载。这避免了分别使用可重新配置的匹配网络和有源负载，从而克服了先前单馈MIMO技术在复杂度、效率和功耗方面的严格限制。所提出的方法说明了一个现实的非常紧凑的天线系统的设计优化多路复用QPSK信号。结果表明，该方法可以在降低射频复杂度的情况下为低端用户终端带来MIMO优势。
2014-02-05 cs.IT math.IT
REMAA: Reconfigurable Pixel Antenna-based Electronic Movable-Antenna Arrays for Multiuser Communications
本文研究用于多用户通信的基于可重构像素天线的电子可移动天线（REMA），提出了部分连接和全连接两种REMA阵列架构，并设计了双循环联合波束成形与天线选择算法以最大化系统和速率，同时基于傅里叶分析证明了REMA相比机械可移动天线的最大功率损耗极低。
2025-04-01 cs.IT eess.SP math.IT
Integrated Sensing and Communication with Reconfigurable Distributed Antenna and Reflecting Surface: Joint Beamforming and Mode Selection
本文提出一种基于可重构分布式天线和反射面（RDARS）的通信感知一体化框架，通过联合优化波束成形与模式选择，有效降低了系统成本与能耗，并显著提升了雷达输出信噪比。
2024-01-10 cs.IT eess.SP math.IT
Beyond Diagonal Reconfigurable Intelligent Surfaces: From Transmitting and Reflecting Modes to Single-, Group-, and Fully-Connected Architectures
可重构智能表面（RISs）被认为是未来无线通信的一项有前途的技术。通过各种硬件实现，RISs可以在不同的模式下工作（反射/透射/混合）或具有不同的架构（单/组/全连接）。然而，大多数现有的研究集中在单连接的反射式RISs，数学特征为对角相移矩阵，而缺乏一个全面的研究，RISs统一不同的模式/架构。在本文中，我们解决了这个问题，分析和提出了一个通用的RIS辅助通信模型。具体来说，我们建立了一个不限于对角相移矩阵的RIS模型，一个新的分支称为超越对角RIS（BD-RIS），统一的模式和架构。利用该模型，我们开发了有效的算法来联合设计发射预编码器和BDRIS矩阵，以最大化RIS辅助系统的和速率。我们还提供了仿真结果，以比较不同的模式/架构的BD-RIS的性能。仿真结果表明，在相同的工作模式下，全连接和组连接的RIS比单连接的RIS能有效地提高和速率性能，而混合型RIS的性能优于相同结构的反射/透射型RIS。
2022-08-05 cs.IT eess.SP math.IT
Full-Duplex Systems Using Multi-Reconfigurable Antennas
如果自干扰信号可以被显著地减轻，则全双工系统被期望相对于半双工系统实现100%的速率改进。在本文中，我们提出了第一个全双工系统，利用多可重构天线（MRA）与？与半双工系统相比，速率提高了90%。MRA是一种动态可重构的天线结构，能够根据特定的输入配置改变其特性。在典型的室内环境中进行了全面的实验分析，以表征系统的性能。使用制造的MRA进行实验，该MRA具有4096个可配置的辐射图案。研究了基于MRA的无源自干扰抑制方法，并对MRA训练开销进行了详细分析。此外，还提出了一种基于启发式的方法来减少MRA训练开销。实验结果表明，在典型的室内环境下，在1%的训练开销下，自干扰消除效果达到95dB。实验表明，95dB的自干扰消除是足够的90%的全双工速率改善相比，半双工系统。
2014-05-29 cs.IT math.IT
Reconfigurable Antennas for Next-generation Mobile Communication Networks: A Comprehensive Survey and Tutorial
University of Electronic Science and Technology of China（电子科技大学）；Imperial College London（帝国理工学院）；Nanjing University（南京大学）
本文综述了可重构天线（包括流体天线、可移动天线、夹捏天线和可重构全息天线）在6G网络中的信道建模、性能分析、资源分配及与其他技术的协同，并比较了不同天线类型，指出了未来研究方向。
2026-06-11 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
Spectrum Sensing Via Reconfigurable Antennas: Is Cooperation of Secondary Users Indispensable?
这项工作提出了一个分析框架，通过计算出在每个方案中实现的分集和编码增益之间的权衡来表征合作和非合作频谱感知方案的性能。基于这一分析，我们试图回答的基本问题：我们可以免除SU的合作，仍然实现了任意的多样性增益？它表明，这确实是可能的，通过一种新的技术，可以提供分集增益为一个单一的SU使用一个天线。该技术是基于一个可重构的天线，随着时间的推移改变其传播特性的使用，从而创建一个人工的时间分集。结果表明，使用可重构天线优于合作以及非合作计划在低和高信噪比（SNR）。此外，如果信道状态信息在SU处可用，则还可以实现额外的SNR增益。
2014-01-30 cs.IT cs.NI math.IT
Reconfigurable Intelligent Surface Assisted Massive MIMO with Antenna Selection
天线选择能够降低大规模多输入多输出（MIMO）网络的硬件复杂度，但代价是一定的性能下降。可重构智能表面（RIS）是一种通过重构传播环境来提高无线网络频谱利用率的技术。通过使用RIS来补偿由于天线选择而导致的性能损失，在本文中，我们提出了一种新的网络架构，即，采用具有天线选择功能的RIS-assisted Massive MIMO系统，在提高系统性能的同时降低硬件成本。这是通过最大化信道容量，通过联合天线选择和无源波束成形，同时考虑到基数约束的有源天线和所有RIS元素的单位模量约束。然而，制定的问题原来是非常棘手的，由于非凸约束和耦合优化变量，其中提供了一个交替的优化框架，产生天线选择和无源波束形成子问题。在不同的信道状态信息假设下，提出了计算效率高的子模优化算法来求解天线选择子问题。利用该问题的独特结构，进一步提出了基于块坐标下降的无源波束形成迭代算法。实验结果将证明所提出的算法的优点和理想的性能RIS辅助大规模MIMO系统的天线选择。
2020-09-16 cs.IT math.IT
Multi-User Opportunistic Beamforming using Reconfigurable Surfaces
多用户（MU）分集通过在其信道接近其峰值时调度用户进行传输来产生和速率增益。在基站（BS）处用于调度所需的唯一信息是用户的信噪比（SNR）。MU分集增益在具有视线（LoS）信道分量和/或空间相关性的环境中受到限制。为了补救这一点，以前的作品已经提出了机会波束成形（OBF），使用多个天线在BS发送相同的信号，由时变增益调制，在每个时隙的最佳用户。在本文中，我们提出了可重构表面（RS）辅助OBF增加的范围内的信道波动在单天线广播信道（BC），机会调度（OS）策略实现的总和速率容量。RS被抽象为被动反射元件的阵列，并且是哑的，在这个意义上，它只在入射电磁波上引起随机相移，而不需要任何信道状态信息。我们开发的总和速率缩放定律下瑞利，莱斯和相关瑞利衰落，并表明，RS辅助OBF只有一个单天线BS优于多天线BS辅助OBF。我们还将我们的结果扩展到OFDMA系统和多天线BC。
2019-12-15 cs.IT eess.SP math.IT
Fully Connected Reconfigurable Intelligent Surface Aided Rate-Splitting Multiple Access for Multi-User Multi-Antenna Transmission
速率分割多址接入（RSMA）是一种非常有前途的多址接入方案，也是6G的非正交传输框架和干扰管理策略。受多用户多天线传输中RSMA比传统MA方案获得的吸引人的频谱效率增益的启发，本文将RSMA引入到可重构智能表面（RIS）辅助的多输入单输出（MISO）广播信道（BC）中。为了进一步提高频谱效率，一个更广义的RIS架构称为全连接RIS被认为是。通过联合优化散射矩阵的全连接RIS和发射波束形成器，以最大化的和速率，我们表明，建议的全连接RIS辅助RSMA传输方案显着提高了频谱效率相比，传统的单连接RIS计划和计划没有RIS。它是线性预编码多用户多天线网络的新基准。
2022-03-10 cs.IT math.IT
Movable Antennas Meet Intelligent Reflecting Surface: When Do We Need Movable Antennas?
本文研究IRS辅助多可移动天线基站下行传输，通过理论分析给出MA相对固定天线增益显著的条件，并提出交替优化算法联合优化波束赋形与天线位置以最大化接收SNR。
2024-09-01 cs.IT eess.SP math.IT
Antenna Selection in Polarization Reconfigurable MIMO (PR-MIMO) Communication Systems
本文研究极化可重构MIMO系统中的天线选择问题，提出联合极化预编码-后编码及PR-HS/MRT方案，实现3至5 dB信噪比增益并显著提升信道容量和符号错误率性能。
2024-04-03 cs.IT eess.SP math.IT
Reconfigurable Coupler Antenna for Wireless Networks
University of Waterloo（滑铁卢大学）
本文介绍可重构耦合天线（RCA）技术，通过重新配置低成本耦合器的位置和旋转，利用互耦实现机械波束赋形，以提升无线网络性能，并展示其在波束增益、路径损耗降低、衰落缓解、空间复用增益、干扰抑制和几何增益等方面的优势。
2026-05-28 cs.IT eess.SP math.IT
Intelligent Reflecting Surface Assisted Secure Wireless Communications with Multiple-Transmit and Multiple-Receive Antennas
在本文中，我们提出了智能反射面（IRS）辅助安全无线通信与多输入多输出天线（IRS-MIMOME）。所考虑的场景是配备有多个天线的接入点（AP）在配置有多个天线的窃听者存在的情况下在下行链路中与启用多天线的合法用户通信。特别地，研究了在IRS处的相移能力具有两种不同假设的情况下，AP处的发送协方差矩阵和IRS处的反射系数的联合优化以最大化IRS-MIMOME系统的保密率，即，IRS具有连续的反射系数，IRS具有离散的反射系数。对于前一种情况，由于公式化问题的非凸性，提出了基于交替优化（AO）的算法，即，对于给定的IRS处的反射系数，使用基于连续凸近似（SCA）的算法来求解发射协方差矩阵优化，而对于给定的AP处的发射协方差矩阵，再次使用替代优化来单独地优化IRS处的每个反射系数与其他固定反射系数。对于单个反射系数的优化，给出了最优解的封闭形式或区间。然后，将该算法推广到IRS的离散反射系数模型。最后，通过数值仿真验证了该算法的性能优于其他基准算法。
2020-01-24 cs.IT math.IT
Reconfigurable Refractive Surfaces: An Energy-Efficient Way to Holographic MIMO
全息多输入多输出（HMIMO）技术将大量的天线单元集成到一个紧凑的空间中，以实现空间连续的孔径，在未来的无线网络中起着重要的作用。在具有众多天线元件的情况下，由于不可接受的功耗，难以经由相控阵列实现HMIMO。为了解决这个问题，可重构折射表面（RRS）是HMIMO的能量有效的使能器，因为该表面没有昂贵的移相器。与传统的作为被动中继的元表面不同，RRS被用作发射天线，其中远场近似不再成立，这促使新的性能分析框架。在这封信中，我们首先推导出基于RRS的单用户下行链路系统的数据率，然后将其功耗与相控阵进行比较。仿真结果验证了我们的分析，并表明RRS是一种能量有效的方式HMIMO。
2022-07-06 cs.IT eess.SP math.IT
Degrees of Freedom Regions of Two-User MIMO Z and Full Interference Channels: The Benefit of Reconfigurable Antennas
本文研究了两用户多输入多输出（MIMO）Z信道和全干扰信道下的自由度（DoF）区域。我们假设接收机总是有完美的信道状态信息。首先，我们推导出Z干扰信道的自由度区域与信道状态信息在发送端（CSIT）。对于没有CSIT的全干扰信道，最近已经完全表征了DoF区域，并且表明先前已知的外边界是不可实现的。在这项工作中，我们调查的no-CSIT的情况下，进一步假设发射机具有天线模式切换的能力。我们得到的自由度区域作为可用的天线模式的数量的函数，并揭示在自由度的增量增益，每个额外的天线模式可以带来。结果表明，在某些情况下，可重构天线可以带来额外的自由度增益。在这些情况下，当模式的数量至少等于对应接收器处的接收天线的数量时，DoF区域被最大化，在这种情况下，实现了先前的外边界。在所有情况下，我们提出了系统的构造的波束形成和置零矩阵实现自由度区域。这些结构具有有趣的空间频率解释。
2010-11-09 cs.IT math.IT
Design and Channel Modeling of Electromagnetically Reconfigurable Antennas
本文提出一种基于流体天线系统的电磁可重构天线设计，通过阵元电磁特性灵活重构引入电磁自由度，建立相应信道模型，并通过全波仿真验证在波束赋形方向获得2.5 dB增益提升。
2025-05-04 cs.IT cs.SY eess.SY
Multi-user Downlink with Reconfigurable Intelligent Metasurface Antennas (RIMSA) Array
针对多用户下行链路，提出以可重构智能超表面天线（RIMSA）阵列作为收发天线，通过联合优化数字处理与相位响应最大化系统和速率，并开发交替优化算法，显著提升性能。
2025-06-23 cs.IT eess.SP math.IT
Reconfigurable Antenna Arrays With Tunable Loads: Expanding Solution Space via Coupling Control
University of Cyprus（塞浦路斯大学）
本文提出两种技术通过耦合控制扩展可重构天线阵列的解空间，同时开发算法高效处理大量阵列配置，并优化负载值以提升多输入单输出广播信道的总速率。
2026-04-27 cs.IT eess.SP math.IT
Tri-Hybrid Beamforming for Radiation-Center Reconfigurable Antenna Array: Spectral Efficiency and Energy Efficiency
本文针对辐射中心可重构天线阵列提出三混合波束成形架构，通过三环交替优化及两种分式规划方案分别最大化频谱效率与能量效率，在降低计算复杂度的同时保持性能。
2025-08-21 cs.IT eess.SP math.IT
Degrees of Freedom of Full-Duplex Cellular Networks with Reconfigurable Antennas at Base Station
考虑全双工（FD）蜂窝网络，其中FD基站（BS）同时支持一组半双工（HD）下行链路（DL）用户和一组HD上行链路（UL）用户。基站的发射机和接收机配备了可重构天线，每个天线都可以从多种预设模式中选择其发射或接收模式。在基站FD操作无自干扰的假设下，研究了发送侧无信道状态信息（CSIT）和部分CSIT情况下FD蜂窝网络的和自由度（DoF）。特别地，针对无CSIT模型完全表征和DoF，并且针对部分CSIT模型建立可实现的和DoF，这改进了常规HD蜂窝网络的和DoF。对于无CSIT和部分CSIT模型，结果表明，随着DL和UL用户数量以及预设模式的增加，即使在存在用户间干扰的情况下，具有可重构天线的FD BS也可以使总和DoF加倍。它进一步表明，这样的自由度的改善确实产生在有限的和操作的信噪比制度的和速率的改善。
2016-11-15 cs.IT math.IT
Simultaneous Transmitting and Reflecting-Reconfigurable Intelligent Surface in 6G: Design Guidelines and Future Perspectives
可重构智能表面（Reconfigurable intelligent surfaces，RISs）是第六代（6 G）无线网络中的一项重要技术，它能够以理想的方式控制无线信道，显著提高网络性能。同时发射和反射RISs（STAR-RISs）可以利用更高的设计灵活性和全空间覆盖来克服仅反射RISs的局限性。尽管有这些好处，STAR-RIS的建模和分析是复杂的，因为传输和反射链路的各种控制参数。在这篇文章中，一个通用的框架，以促进设计和实施的STAR-RIS在6 G场景和网络拓扑。我们提供了一个系统的介绍，STAR-RIS操作协议的不同的通信模式，并讨论最近的努力，以确定研究进展和组合解决方案。最后，我们提供的设计概念，研究挑战，潜在的解决方案，以及未来的发展方向，与信道建模，信道估计，硬件实现，建模和限制，优化。
2022-12-02 cs.ET cs.IT cs.NI
Optimizations with Intelligent Reflecting Surfaces (IRSs) in 6G Wireless Networks: Power Control, Quality of Service, Max-Min Fair Beamforming for Unicast, Broadcast, and Multicast with Multi-antenna Mobile Users and Multiple IRSs
智能反射表面（IRSs）最近受到了广泛关注，并且被设想用于促进6 G通信网络。在本文中，无线通信IRS单元的辅助下，我们制定了优化问题的功率控制下的服务质量（QoS）和最大-最小公平QoS下的三种业务模式从基站（BS）到移动用户（MU）：单播，广播和组播。通过联合设计BS的发射波束形成和IRS的相移矩阵来实现优化。对于QoS下的功率控制，文献中现有的IRS研究仅针对单播设置，而没有IRS工作考虑了最大最小公平QoS。此外，我们将上述优化研究扩展到多天线移动用户或/和多个智能反射表面的新设置。对于所有上述优化，我们提供了详细的分析，提出有效的算法。总之，我们提出了一个全面的研究优化问题，包括功率控制，QoS和公平性的无线网络增强IRS。
2019-08-13 cs.IT eess.SP math.IT
On the Degrees of Freedom Regions of Two-User MIMO Z and Full Interference Channels with Reconfigurable Antennas
本文研究了两用户多输入多输出（MIMO）Z信道和全干扰信道下的自由度（DoF）区域。我们假设接收机总是有完美的信道状态信息。我们推导出Z干扰信道的自由度区域与发送端的信道状态信息（CSIT）。对于没有CSIT的全干扰信道，除了特殊情况M1< N1<min（M2，N2）之外，DoF区域已经在先前的工作中获得，其中M_i和N_i分别是用户i的发送和接收天线的数量。我们表明，在这种情况下，Z和全干扰信道的自由度区域是相同的。我们建立了基于发射机天线模式切换的假设的可重复性。本文提出了一种系统的方法来构造自由度实现调零和波束形成矩阵。
2010-03-22 cs.IT math.IT
Reconfigurable Intelligent Sensing Surface aided Wireless Powered Communication Networks: A Sensing-Then-Reflecting Approach
本文提出一种可重构智能感知表面（RISS），利用DOA估计替代传统信道估计以降低导频开销并独立于混合接入点运行，通过先感知后反射策略提升无线供电通信网络性能，数值结果验证了其相对传统方案的显著增益。
2023-10-20 cs.IT eess.SP math.IT
