Lorentzian-Constrained Holographic Beamforming Optimization in Multi-user Networks with Dynamic Metasurface Antennas
School of Computer Science and Electronic Engineering, University of Essex（埃塞克斯大学计算机科学与电子工程学院）
本文提出了一种基于广义洛伦兹约束全息术的全息波束成形算法，通过自适应半径优化降低功率消耗并提高可扩展性。
2025-10-08 cs.IT eess.SP math.IT
Beamforming Performances of Holographic Surfaces
该研究建立通用互耦模型分析全息表面波束成形性能，发现考虑互耦时阵列致密化可显著提升增益与分辨率，且增益存在间距相关的饱和特性。
2023-11-08 cs.IT math.IT
Super-Beamforming in Holographic MIMO
Univ. Pompeu Fabra（庞培法布拉大学）
本文探讨了在全息MIMO中通过互耦实现超波束成形的可能性，证明当天线损耗足够小时，互耦可以实现端射增益与天线数量平方成正比的超波束。
2026-08-20 cs.IT math.IT
Energy-Efficient Reconfigurable Holographic Surfaces Operating in the Presence of Realistic Hardware Impairments
本文针对存在硬件损伤的开关控制可重构全息表面辅助通信系统，提出基于特征分解、奇异值分解及功率交替优化的能效最大化方法，并证明其能效优于传统全数字和相移阵列混合波束成形方案。
2024-05-02 cs.IT eess.SP math.IT
Circular Holographic MIMO Beamforming for Integrated Data and Energy Multicast Systems
本文针对圆形H-MIMO的IDEM系统，推导近场分辨率函数并证明信道渐近正交性，设计低复杂度交替优化波束成形方案，在保障能量用户需求下最大化数据用户最小速率，性能优于基准方案。
2025-10-22 cs.IT math.IT
Holographic Multi-User Multi-Stream Beamforming Maintaining Rate-Fairness
本文首次研究基于可重构全息表面的多用户多流传输，提出最大最小速率优化和低复杂度代理优化两种联合波束赋形设计，在保持速率公平的同时实现接近总速率最大化的性能。
2025-09-20 cs.IT math.IT
Electromagnetic-Compliant Channel Modeling and Performance Evaluation for Holographic MIMO
最近，全息多输入多输出（MIMO）的概念正在成为一个有前途的技术超越大规模MIMO。要将这一新颖的想法付诸实践，需要解决许多挑战，包括电磁（EM）兼容的信道建模和准确的性能评估。本文提出了一种适用于全息MIMO系统的电磁兼容信道模型，该模型既能模拟全息MIMO系统的传播信道特性，又能模拟收发机互耦引起的非理想因素，包括天线方向图畸变和天线效率降低。基于所提出的信道模型，一个更现实的性能评估进行显示的全息MIMO系统的性能在单用户和多用户的情况下。基于理论分析和数值计算结果，进一步提出了该问题的关键挑战和未来的研究方向。
2023-01-13 cs.IT eess.SP math.IT
THz RHS Transceiver for Low-Latency Multi-User VR Transmission with MEC
Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）；Xi’an Jiaotong University（西安交通大学）；Beijing University of Posts and Telecommunications（北京邮电大学）
本文提出一种基于太赫兹与移动边缘计算的虚拟现实传输系统，利用可重构全息表面实现低延迟多用户波束成形与全息图案划分多址接入。
2026-03-02 cs.IT math.IT
Continuous Wavefront Design via Virtual Point Sources: A Holographic Paradigm for Near-Field XL-MIMO
Tongji University（同济大学）；Shanghai Institute of Intelligent Science and Technology, Tongji University（同济大学上海智能科学与技术研究院）；Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）；University of Macau（澳门大学）；Fudan University（复旦大学）；Shanghai Qi Zhi Institute（上海人工智能实验室）
本文提出一种全息波束成形范式，通过连续电磁波函数形状优化，解决XL-MIMO系统中大规模阵列带来的计算复杂性问题，并在双近场场景中引入虚拟点源方法，实现非迭代的最优解。
2026-04-10 cs.IT math.IT
Holographic MIMO-assisted Multiuser Transmission with Electromagnetic Exposure Constraints
National Mobile Communications Research Laboratory, Southeast University（东南大学移动通信国家重点实验室）；Purple Mountain Laboratories（紫金山实验室）；GIC & 6GIC, Institute for Communication Systems (ICS), University of Surrey（萨里大学通信系统研究所5GIC与6GIC）
针对大规模阵列系统中用户端电磁暴露问题，建立多用户上行链路HMIMO模型及SAR模型，通过改进的迭代注水算法解决频谱效率最大化问题，仿真表明该算法能在满足SAR约束时有效提升系统SE。
2026-07-14 cs.IT eess.SP math.IT
Electromagnetic Modeling of Holographic Intelligent Reflecting Surfaces at Terahertz Bands
智能反射面（IRS）辅助的无线通信被广泛认为是6G系统的关键技术。然而，部署IRS辅助太赫兹（THz）链路的主要挑战是高频带的严重传播损耗。因此，THz IRS预计将由大量反射元件组成，以补偿这些损失。然而，随着IRS尺寸的增长，传统的远场假设开始变得无效，并且必须考虑辐射波的球面波前。在这项工作中，我们专注于近场和解析确定IRS响应的菲涅尔区利用电磁理论。具体来说，我们推导出一个新的表达式的路径损耗和光束模式的全息IRS，然后使用它来模拟其离散对应。我们的分析揭示了太赫兹红外光谱的建模方面和光束聚焦能力。
2021-08-18 cs.IT eess.SP math.IT
A Generalized Electromagnetic-Domain Channel Modeling for LOS Holographic MIMO with Arbitrary Surface Placements
全息多输入多输出（H-MIMO）被认为是使未来无线通信能够支持预期的极端要求（例如高能量和频谱效率）的最有前途的技术之一。由于H-MIMO具有强大的电磁波处理能力，它有可能突破无线环境的基本限制，并为电磁域（尤其是无线信道）的信号处理提供了可能。为此，我们研究了视线（LOS）的H-MIMO通信与任意表面放置，并建立了一个精确的表达的无线信道在EM域。为了进一步得到一个更显式和计算效率更高的信道模型，我们解决了隐式积分的精确信道模型与适度和合理的假设。数值研究表明，我们建立的近似信道模型与精确信道模型具有良好的一致性。
2023-03-15 cs.IT eess.SP math.IT
Fourier Plane-Wave Series Expansion for Holographic MIMO Communications
想象一个MIMO通信系统，它充分利用了电磁信道提供的传播特性，并最终接近无线通信所施加的限制。这就是全息MIMO通信的概念。准确和易于处理的渠道建模对于了解其全部潜力至关重要。通信理论家使用的经典随机模型是在电磁远场假设下导出的，即阵列上的平面波近似。然而，当考虑电磁大（与波长相比）天线阵列时，这种假设被打破。本文从波传播的第一性原理出发，给出了信道响应的傅里叶平面波级数展开式，它充分反映了任意散射中电磁波传播的本质，在（辐射）近场中也是有效的。该展开基于傅立叶谱表示，并且具有直观的物理解释，因为它统计地描述了源和接收器之间的角耦合。当均匀离散时，它导致在角域中的电磁通道的低秩半酉等效近似。利用所建立的信道模型计算了具有不同信道状态信息的点对点全息MIMO系统的各态历经容量。
2022-10-11 cs.IT eess.SP math.IT
Dynamic Scattering Arrays for Simultaneous Electromagnetic Processing and Radiation in Holographic MIMO Systems
针对全息MIMO系统的可扩展性问题，提出动态散射阵列（DSA）将处理移至电磁域，实现联合计算与辐射，降低复杂度和射频链数量，增强波束成形及多用户MIMO的灵活性。
2024-05-25 cs.IT eess.SP math.IT
Holographic MIMO Communications Under Spatially-Stationary Scattering
全息MIMO是具有大量天线的空间受限MIMO系统，其最终形式可能被认为是空间连续的电磁孔径。准确和易于处理的信道建模对于了解该技术的全部潜力至关重要。本文考虑了任意空间平稳散射，并提供了一个四维平面波表示在笛卡尔坐标系中，它捕获的电磁传播的本质，并允许评估的能力，全息MIMO系统与矩形体积阵列。开发的框架概括了虚拟通道表示，这是最初开发的均匀线阵。
2020-12-14 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
A Tutorial on Holographic MIMO Communications--Part I: Channel Modeling and Channel Estimation
本文作为全息MIMO通信教程第一部分，系统介绍HMIMO基本概念、信道建模最新进展及高效信道估计方法，并通过数值结果验证新信道模型的统计一致性与估计器性能。
2023-05-25 cs.IT eess.SP math.IT
A Transmit-Receive Parameter Separable Electromagnetic Channel Model for LoS Holographic MIMO
针对现有H-MIMO电磁域信道模型需大量全局参数测量的难题，提出收发参数可分离的信道建模方法，仅需局部位置与阵面中心间距信息即可构建信道，可逼近真实信道与理论容量。
2023-08-29 cs.IT eess.SP math.IT
Electromagnetic Interference Cancellation for RIS-Assisted Communications
针对RIS辅助通信中反射电磁干扰问题，本文利用EMI时域结构并结合RIS被动波束赋形提出一种新型干扰消除方案，仿真表明其在平均SINR和中断概率上优于基准方案，尤其在EMI功率与信号功率相当时效果显著。
2023-06-01 cs.IT eess.SP math.IT
Joint Beamforming and Matching for Ultra-Dense Massive Antenna Arrays
本文提出了一种低成本超密集天线阵列架构，通过开关网络实现联合波束成形与匹配，显著降低成本和复杂度，接近全数字方案的性能。
2025-12-02 cs.IT eess.SP math.IT
Electromagnetic Information Theory for Holographic MIMO Communications
本文针对全息MIMO（HMIMO）系统突破香农极限的潜力问题，引入电磁信息理论（EIT），搭建理论基础、梳理物理极限、给出信道建模方法，并探讨两类信息理论，填补HMIMO理论分析与应用的空白。
2024-12-12 cs.IT eess.SP math.IT
EM-Guided Graph Learning for Fluid Antenna Beamforming under Current-Domain Constraints
College of Artificial Intelligence, Nanjing University of Information Science and Technology（南京信息工程大学人工智能学院）；School of Cyber Science and Engineering, Southeast University（东南大学网络空间安全学院）；National Mobile Communications Research Laboratory, Southeast University（东南大学移动通信国家重点实验室）；Purple Mountain Laboratories（紫金山实验室）
本文针对电流域约束下的流体天线波束成形问题，提出电磁引导图网络联合优化端口放置与电流域传输，可在通信速率、电流负载和配置延迟间实现可控权衡。
2026-08-14 cs.IT math.IT
Joint Optimization for RIS-Assisted Wireless Communications: From Physical and Electromagnetic Perspectives
Nanjing University of Science and Technology（南京理工大学）；Queen Mary University of London（伦敦大学玛丽女王学院）；Hainan University（海南大学）；Shanghai Key Laboratory of Navigation and Location Based Services, Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学上海导航与定位服务重点实验室）；University of Kent（肯特大学）
本文针对远场自由空间RIS辅助MISO通信系统，从物理与电磁视角联合优化发射波束成形、RIS相移、朝向与位置，推导闭式解与降维理论，性能接近功率上界且鲁棒性好，可提升毫米波/太赫兹通信性能。
2026-08-03 cs.IT eess.SP math.IT
A Novel RIS-Aided EMF-Aware Beamforming Using Directional Spreading, Truncation and Boosting
本文针对大规模多输入多输出最大比传输波束形成的缺点。在某些传播条件下，当基站长时间服务于同一目标用户设备时，它降低发射功率（并降低接收功率）以避免产生位于天线附近并集中在少数方向（对应于天线和接收机之间的最佳传播路径）上的高暴露区域。在本文中，我们提出了一种新的电磁场感知波束形成方案，该方案（i）通过添加人工传播路径在角域中扩展波束形成辐射方向图，这要归功于可重构智能表面，（ii）在强方向上截断方向图，（iii）在弱方向上增强方向图。与现有的解决方案相比，它最大限度地提高了接收功率。但是，它也消耗更多的能量。最后，在曝光约束下，单独截断是接收功率和能量效率之间的最佳折衷。
2022-06-14 cs.IT eess.SP math.IT
Coupling Matrix-based Beamforming for Superdirective Antenna Arrays
在大多数多输入多输出（MIMO）通信系统中，例如，大规模MIMO，天线间距一般不小于半个波长。它有助于减少互耦合，从而方便系统设计。最大阵列增益是此设置中的天线数量。然而，当天线间距非常小时，紧凑阵列的阵列增益可以与天线数量的平方成比例-一个比传统阵列大得多的值。然而，为了实现这种所谓的“超方向性”，已知激励系数（波束成形向量）的计算是一个具有挑战性的问题。本文基于一种新的耦合矩阵使能方法，推导了超定向阵列的波束形成矢量。我们还提出了一种方法来获得耦合矩阵，这是由球面波展开法和有源元件图案。全波电磁仿真验证了该方法的有效性。仿真结果表明，当应用本文方法得到的波束形成矢量时，所设计的偶极子天线阵的方向性与理论值吻合较好。
2022-04-25 cs.IT eess.SP math.IT
Twenty-Five Years of Advances in Beamforming: From Convex and Nonconvex Optimization to Learning Techniques
本文回顾了过去二十五年波束成形从凸优化到非凸优化再到机器学习方法的发展历程，并概述其在多种收发架构、传播环境及传统与新兴应用中的进展。
2023-03-22 cs.IT eess.SP math.IT
A Tutorial on Holographic MIMO Communications--Part III: Open Opportunities and Challenges
本文作为HMIMO通信教程的第三部分，在总结信道建模与全息波束成形进展的基础上，分析了收发阵列孔径密集化和电磁尺寸增大带来的独特性质、开放挑战与机遇，并探讨了HMIMO与下一代网络新兴技术的融合。
2023-05-25 cs.IT math.IT
Efficient Solvers for Coupling-Aware Beamforming in Continuous Aperture Arrays
Korea Advanced Institute of Science and Technology（韩国科学技术院）；Samsung Electronics Company Ltd.（三星电子株式会社）
本文提出两种高效求解器，用于连续孔径阵列中考虑互耦的波束成形优化，通过坐标变换和LU分解提升计算效率与准确性。
2026-02-24 cs.IT eess.SP math.IT
Densifying MIMO: Channel Modeling, Physical Constraints, and Performance Evaluation for Holographic Communications
本文针对全息通信中天线互耦合、极化和缺乏实验的问题，提出一种基于电磁波特性的信道模型，从理论上研究了大规模密集天线阵列的性能限制，并通过仿真和测量实验发现元件间距小于半波长时的耦合效应是导致性能拐点的主因。
2023-12-06 cs.IT eess.SP math.IT
Stacked Intelligent Metasurfaces for Multiuser Beamforming in the Wave Domain
可重构智能表面最近出现了一个有前途的技术，塑造无线环境，利用大量的低成本可重构元件。现有的工作主要集中在一个单层的元表面，缺乏抑制多用户干扰的能力。相比之下，我们提出了一个堆叠的智能元表面（SIM）启用收发器设计多用户多输入单输出下行链路通信。具体地，SIM被赋予多层结构并且被部署在基站处以直接在电磁波域中执行发射波束成形。因此，启用SIM的收发器克服了对数字波束成形的需要，并且使用低分辨率数模转换器和中等数量的射频链进行操作，这显著降低了硬件成本和能耗，同时大大减少了受益于在波域中执行的处理的预编码延迟。为了利用SIM使能收发器的好处，我们制定了一个优化问题，通过联合设计分配给他们的发射功率和波域中的模拟波束成形，最大限度地提高所有用户的总速率。基于定制的交替优化算法的数值结果证实了所提出的SIM使能的模拟波束形成设计的有效性相比，各种基准计划。最值得注意的是，所提出的模拟波束成形方案是能够大大减少预编码延迟相比，其数字对应。
2023-02-14 cs.IT eess.SP math.IT
Near-Field Beamforming and Multiplexing Using Extremely Large Aperture Arrays
无线接入点可以进行空间复用的用户数量取决于其天线阵列的孔径。当孔径增大、波长缩小时，可以利用“新”的电磁现象进一步增强网络容量。在这一章中，我们描述了如何极大孔径阵列（ELAA）可以扩展辐射近场区域公里的距离。我们演示了这如何影响视线（LoS）场景中的传播模型，并启用有限深度波束成形。特别地，可以同时服务位于相同方向但不同距离的用户。
2022-09-07 cs.IT 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
Holographic Integrated Sensing and Communication With Limited Radiation Amplitudes: How Many Quantization Bits Are Enough?
Princeton University（普林斯顿大学）
本文研究可重构全息表面（RHS）在集成感知与通信（ISAC）中因有限辐射幅度导致的量化问题，推导了通信速率和感知信干噪比的下界，并确定了最小量化比特数的紧上界。
2026-06-18 cs.IT math.IT
SIM-Enabled Hybrid Digital-Wave Beamforming for Fronthaul-Constrained Cell-Free Massive MIMO Systems
针对无小区大规模MIMO前传受限问题，提出集成SIM的混合数字-波域波束成形框架，联合优化数字与波域变量及前传压缩，交替优化算法实现接近全数字性能且减少射频链路。
2025-10-15 cs.IT eess.SP math.IT
Cooperative Double-IRS Aided Communication: Beamforming Design and Power Scaling
智能反射面（IRS）技术是支持高性能无线通信的一种很有前途的技术。通过自适应地配置其上的每个无源反射元件的反射幅度和/或相位，IRS可以重塑有利于信号传输的电磁环境。本文在现有研究的基础上，提出并分析了一种双IRS辅助的无线通信系统。在从IRS 1到IRS 2的反射信道具有秩1（例如，的视线信道），我们提出了一种联合被动波束形成设计的两个IRS。在此基础上，我们表明，部署两个合作的IRS与总共K个元素可以产生一个O（K^4）阶的功率增益，这大大优于部署一个传统的IRS与O（K^2）阶的功率增益的情况下。我们的仿真结果验证了部署两个合作的IRS的性能显着优于部署一个IRS给出了足够的IRS元素的总数。我们还扩展了我们的视线信道模型，以显示不同的信道模型如何影响双IRS辅助无线通信系统的性能。
2020-04-04 cs.IT eess.SP math.IT
Wavenumber-Division Multiplexing in Line-of-Sight Holographic MIMO Communications
从波传播的第一性原理出发，我们考虑两个空间连续体积之间的通信系统的多输入多输出（MIMO）表示。这就是全息MIMO通信的概念。该分析考虑了外部源产生的电磁干扰以及对物理辐射功率的约束。将电磁MIMO模型具体化为视线条件下的一对平行线段。受正交频分复用的启发，我们假设使用傅立叶基函数来表示空间连续的发射电流和接收场。在这样做时，获得了波数分复用（WDM）方案，该方案不是最优的，但可以有效地实现。不同系统参数之间的相互作用（例如，传输范围、波长以及源和接收器的尺寸）在通信模式的数量和它们之间的干扰水平方面的影响用线性系统理论的常规工具来研究。由于电磁信道的非有限支持（在空间域中），WDM不能提供无干扰的通信模式。干扰随着接收器尺寸的增大而减小，并且仅渐近地变为零。因此，使用在波数域中操作的不同数字处理架构来处理干扰。最简单的实现提供了相同的频谱效率的奇异值分解架构与注水时，接收器的大小是可比的传输范围。开发的框架也被用来代表一个经典的MIMO系统，并进行比较。事实证明，后者只有在使用更多数量的射频链时才能实现更好的性能。
2022-09-29 cs.IT eess.SP math.IT
Performance Analysis of Holographic MIMO Based Integrated Sensing and Communications
本文提出基于全息MIMO的ISAC框架，推导了上下行不同设计下的速率、中断概率闭式表达式，分析了性能极限与帕累托/时分速率区域，验证其性能优于传统MIMO ISAC和频分感知通信系统。
2025-01-14 cs.IT eess.SP math.IT
Digital Twin Assisted Beamforming Design for Integrated Sensing and Communication Systems
本文提出数字孪生辅助的ISAC系统波束成形设计，通过环境电磁模型与射线追踪预测并识别感知信道主导路径，在满足通信SINR约束下最大化感知SNR，仿真验证其在LoS和NLoS场景均接近最优感知性能。
2024-12-10 cs.IT eess.SP 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
Beamforming-Codebook-Aware Channel Knowledge Map Construction for Multi-Antenna Systems
针对MIMO系统波束成形需求，提出基于TransUNet的CKM构建框架，融合DFT预编码向量，结合UNet与Transformer，RMSE较RadioWNet提升17%。
2025-05-22 cs.IT eess.SP math.IT
On the Spectral Efficiency of Multi-user Holographic MIMO Uplink Transmission
本文研究了配备全息平面阵列的多用户HMIMO上行传输，通过构建连续信道与彩色噪声模型并利用傅里叶空间级数近似，提出迭代注水算法优化连续电流密度函数，有效提升了系统频谱效率。
2024-07-15 cs.IT eess.SP math.IT
Physical Layer Security of RIS-Assisted Communications under Electromagnetic Interference
研究了电磁干扰对可重构智能表面辅助通信系统保密性能的影响。我们通过考虑关键的实际方面，如空间相关性，发射波束成形矢量，相移噪声，直接和间接通道的共存，以及接收器侧存在强/弱EMI的端到端RIS信道的特征。我们发现，EMI对保密性能的影响在很大程度上取决于窃听者取消这种干扰的能力，这提出了潜在的基于EMI的攻击，降低物理层的安全性，在RIS辅助通信。
2022-03-16 cs.IT math.IT
Holographic Integrated Data and Energy Transfer
本文研究全息集成数据与能量传输系统的波束成形设计，提出基于块坐标下降、逐次凸逼近及傅里叶变换的优化方案，在保证能量用户收集需求下最大化数据用户总速率，并通过数值实验验证其优于传统离散天线方案。
2025-03-10 cs.IT math.IT
Energy Efficiency Optimization of Reconfigurable Intelligent Surfaces with Electromagnetic Field Exposure Constraints
这项工作考虑的问题，能源效率最大化在基于RIS的通信链路，不仅受到传统的最大功率约束，但也有额外的限制，最大限度地暴露于电磁辐射的终端用户。RIS相移，发射波束形成，线性接收滤波器，和发射功率的联合优化，和两个可证明收敛和低复杂度的算法。一种算法可以应用于一般的系统设置，但不能保证全局最优。第二个算法是可证明的最优的一个显着的特殊情况下。数值结果表明，基于RIS的通信可以确保高能源效率，同时满足用户对射频辐射的暴露限制。
2022-01-31 cs.IT math.IT math.OC
Intelligent Omni-Surfaces: Reflection-Refraction Circuit Model, Full-Dimensional Beamforming, and System Implementation
智能全向表面（IOS）是近年来提出的一种通过实现异常反射和异常折射的双重功能来实现全维通信的动态元表面。现有的研究工作只提供了简化模型的IOS的反射和折射响应，这并不明确地依赖于IOS的物理结构和电磁波（EM）的入射角。因此，现有的反射-折射模型不足以表征全维通信的性能。在本文中，我们提出了一个完整的和详细的基于电路的反射-折射模型的IOS，这是制定的物理结构和等效电路的IOS元素，以及我们验证它对全波EM模拟。基于所提出的基于电路的IOS模型，我们分析了反射和透射系数之间的不对称性。此外，所提出的基于电路的模型被用于优化IOS辅助网络的混合波束形成，从而提高系统性能。为了验证基于电路的模型，理论研究结果，并评估全维波束成形的性能，我们实现了IOS的原型，并部署了IOS辅助的无线通信测试平台，以实验测量波束图案，并量化可实现的速率。实验结果验证了所提出的基于电路的IOS反射-折射模型的理论研究结果和准确性。
2022-07-15 cs.IT math.IT
A Superdirective Beamforming Approach with Impedance Coupling and Field Coupling for Compact Antenna Arrays
针对紧凑天线阵列，提出基于阻抗与场双重耦合的超方向波束成形方法，推导波束向量并高效计算耦合矩阵，经仿真与实验验证实现超方向性。
2024-11-11 cs.IT math.IT
Enhancement of Direct LEO Satellite-to-Smartphone Communications by Distributed Beamforming
本文提出基于电磁波叠加的分布式波束成形技术，以增强LEO卫星到智能手机的直接通信链路预算，并分析阵列结构、多普勒频移和时间失配的影响，数值结果表明接收功率增强最高可达波束数平方，两颗卫星最大增强6 dB，四颗卫星最大增强12 dB。
2023-08-09 cs.IT cs.NI 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
