RIS-aided Near-Field MIMO Communications: Codebook and Beam Training Design
针对RIS辅助MIMO的远场、近场及混合信道，提出距离码本、角度—距离联合码本及相应分层/两阶段波束训练，并用交替优化实现低复杂度联合设计。
2023-09-30 cs.IT cs.NI eess.SP
Learning Reflection Beamforming Codebooks for Arbitrary RIS and Non-Stationary Channels
可重构智能表面（RIS）在未来无线通信系统中将发挥重要作用。这些表面通常依赖于它们的反射波束成形码本来将信号反射并聚焦在目标接收器上。先前的工作主要考虑了预定义的RIS波束控制码本，其不适应环境和硬件并且导致大的波束训练开销。在这项工作中，开发了一种新的基于深度强化学习的框架，以有效地构建RIS反射波束码本。该框架采用多层设计方法，在多个RIS子阵列之间转移学习，加快了学习收敛速度，大大降低了大型RIS曲面的计算复杂性。所提出的方法是通用的同位/分布式RIS表面与任意阵列的几何形状和固定/非固定通道。此外，所开发的解决方案不需要明确的信道知识，并且使码本波束适应周围环境、用户分布和硬件特性。仿真结果表明，该学习框架可以在合理的迭代次数内学习到优化的交互码本。此外，仅使用6个波束，学习的码本优于256个波束的DFT码本，这显著降低了波束训练开销。
2021-10-05 cs.IT eess.SP math.IT
Codebook Design and Beam Training for Extremely Large-Scale RIS: Far-Field or Near-Field?
可重构智能表面（RIS）通过在基站（BS）和用户之间提供额外的链路来提高无线通信系统的容量。为了抵抗“乘性衰落”效应，RIS更有可能发展成为未来6 G通信的超大规模RIS（XL-RIS）。波束训练是XL-RIS辅助系统获取信道状态信息（CSI）的有效方法。现有的波束训练方案依赖于基于远场信道模型设计的远场码本。但是，由于XL-RIS的大口径，用户更有可能处于XL-RIS的近场区域。远场码本与近场信道模型不匹配。因此，现有的远场波束训练方案将在XL-RIS辅助的近场通信中导致严重的性能损失。为了解决这个问题，我们提出了有效的近场波束训练方案，通过设计近场码本来匹配近场信道模型。具体而言，我们首先设计的近场码本，考虑近场级联阵列导向矢量的XL-RIS。然后，通过XL-RIS和用户之间的穷尽训练过程来获得XL-RIS的最佳码字。为了减少波束训练开销，进一步设计了一种分层近场码本，并提出了相应的分层近场波束训练方案。仿真结果表明，提出的两种近场波束训练方案均优于现有的远场波束训练方案。特别地，分层近场波束训练方案可以在可接受的性能损失的情况下极大地减少波束训练开销。
2021-09-21 cs.IT eess.SP math.IT
Reconfigurable Intelligent Surface Aided Hybrid Beamforming: Optimal Placement and Beamforming Design
我们考虑可重构智能表面（RIS）辅助第六代（6 G）太赫兹（THz）通信的室内环境中，一个基站（BS）希望发送独立的消息，它的服务用户的帮助下，多个RIS。对于室内环境，诸如柱子、墙壁和其他物体之类的各种障碍物可能导致BS与用户之间没有视线信号路径，这可能显著降低性能。为了克服室内太赫兹通信的这种局限性，我们首先优化RIS的位置，以最大限度地扩大覆盖范围。在优化的RIS布局下，我们提出了BS处的3D混合波束形成和RIS处的相位调整，它们通过基于码本的3D波束扫描以低复杂度在BS和RIS处联合执行。数值模拟表明，该方案显着提高了平均和率相比，没有RIS和随机部署的RIS。它进一步表明，所提出的基于码本的3D波束扫描有效地对准BS-用户链路或BS-RIS-用户链路之间的模拟波束，因此，实现了接近于需要全局信道状态信息的相干波束对准的平均和速率。
2023-03-21 cs.IT eess.SP math.IT
Codebook-Based Solutions for Reconfigurable Intelligent Surfaces and Their Open Challenges
可重构智能表面（RIS）是一种革命性的技术，以提高无线网络的性能成本效益。我们首先回顾了现有的框架，信道估计和被动波束形成（CE和PBF）在RIS辅助通信系统。为了减少CE & PBF框架的过多导频信令开销和实现复杂度，我们设想了一个基于码本的框架，以在通信性能和信令开销之间进行灵活的权衡。此外，我们提供了有用的见解的码本设计和学习机制的RIS反射模式。最后，我们分析了所提出的框架的可扩展性，通过灵活地调整训练开销，以指定的服务质量的要求，然后详细说明其吸引人的优势，现有的CE和PBF方法。结果表明，我们的新的基于码本的框架可以有益地适用于所有的RIS辅助的情况下，避免了诅咒的模型依赖所面临的现有同行，从而构成了一个有竞争力的解决方案，为实际的RIS辅助通信系统。
2022-11-11 cs.IT eess.SP math.IT
Environment-Aware Codebook Design for RIS-Assisted MU-MISO Communications: Implementation and Performance Analysis
本文针对RIS辅助MU-MISO通信，提出环境感知码本协议，通过分块信道训练和基于统计CSI的离线码本生成，显著降低导频开销与计算复杂度，并验证其优于环境无关码本。
2024-06-13 cs.IT eess.SP math.IT
Environment-Aware Codebook for RIS-Assisted MU-MISO Communications: Implementation and Performance Analysis
本文针对RIS辅助MU-MISO系统提出环境感知码本协议，通过离线生成码字并在在线阶段选择最优码字配置RIS，同时分析了信道估计误差下的理论性能。
2024-03-30 cs.IT eess.SP math.IT
Weighted Codebook Scheme for RIS-Assisted Point-to-Point MIMO Communications
提出一种基于DFT码本的加权设计方法，通过迭代优化权重获取最优反射系数，以提升RIS辅助点对点MIMO系统的信道容量，并设计了基于统计CSI的高效码字配置顺序。
2025-03-10 cs.IT eess.SP math.IT
RIS Codebook Index Assignment under Imperfect Control Links Using TSP-Inspired Optimization
针对非理想反馈导致的 RIS 码本索引错误，本文将索引分配建模为 TSP 型组合优化问题，并提出三阶段启发式算法，实现近优且可实时部署的鲁棒性能。
2025-07-24 cs.IT eess.SP math.IT
Fast Beam Training for RIS-Assisted Uplink Communication
在这项工作中，我们提出了一个波束训练码本可重构智能表面（RIS）辅助毫米波上行链路通信。波束训练过程对于在用户节点和接入点（AP）之间建立可靠链路是重要的。基于码本的训练过程减少搜索时间，以通过RIS控制器获得最佳可能的相移，从而将RIS处的入射波束对准接收节点的方向。我们考虑了一个半被动的RIS，以协助RIS控制器的最小开销的反馈。结果表明，该过程检测到一个移动节点的概率很高，在很短的时间间隔。此外，我们在用户节点处使用相同的码本来知道经由RIS的通信的期望方向。
2021-07-23 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
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
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 (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
Analytical Characterization of Coverage Regions for STAR-RIS-aided NOMA/OMA Communication Systems
本文在能量分裂协议下解析表征了STAR-RIS辅助双用户下行链路系统的覆盖区域，证明STAR-RIS可扩大覆盖且NOMA性能优于OMA。
2023-06-01 cs.IT eess.SP 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
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
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
Intelligent Reflecting Surface-Aided Spectrum Sensing for Cognitive Radio
频谱感知是认知无线电的关键使能技术，它提供有关频谱可用性的重要信息。然而，由于严重的无线信道衰落和路径损耗，在CR或次要用户（SU）处接收的主要用户（PU）信号实际上可能太弱而不能进行可靠检测。为了解决这个问题，我们认为在这封信中一个新的智能反射表面（IRS）辅助频谱感知方案CR，通过利用大孔径和被动波束形成增益的IRS提高PU信号强度接收在SU，以促进其频谱感知。具体地，通过根据给定的码本随时间动态地改变IRS反射，其反射信号功率在SU处基本上变化，这被用于机会信号检测。此外，我们提出了一种加权的能量检测方法，通过结合不同的IRS反射的接收信号的功率值，这显着提高了检测性能。仿真结果验证了所提出的IRS辅助频谱感知方案的性能增益，与不同的基准方案相比。
2022-02-05 cs.ET cs.IT eess.SP
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
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
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
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
