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
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
Multiple RISs-Aided Networks: Performance Analysis and Optimization
本文分析了多个可重构智能表面（RISs）辅助网络的性能。文中还给出了反射镜反射单元数目和反射镜最佳布置的优化结果。我们首先推导出精确的封闭形式近似的RIS通道的分布假设独立非同分布（i.ni.d.）Nakagami- \emph{m}衰落环境。在此基础上，推导了中断概率和平均误符号概率的近似表达式。此外，为了更深入地了解系统性能，我们推导出在高信噪比制度的渐近OP，并提供系统分集阶数和编码增益的封闭形式的表达式。最后，我们的理论分析的准确性进行了验证，通过Monte-Carlo模拟。研究结果表明，所考虑的RIS场景可以提供$\frac{a}{2}K$的分集阶数，其中$a$是Nakagami衰落参数$m$和元表面单元数$N$的函数，$K$是RIS的数目.
2022-06-11 cs.IT eess.SP math.IT
Energy Efficiency in RIS-Aided Wireless Networks: Active or Passive RIS?
这项工作解决了无线网络中的主动和被动RISs之间的比较，参考系统的能源效率（EE）。为了证明收敛和计算友好的EE最大化算法的开发，优化反射系数的RIS，发射功率，和线性接收滤波器。数值结果表明，所提出的方法的性能和讨论的工作点，其中主动或被动RISs应首选从节能的角度来看。
2023-03-08 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
An efficient algorithm for multiuser sum-rate maximization of large-scale active RIS-aided MIMO system
本文针对大规模主动RIS辅助的多用户MISO下行链路系统，提出了一种具有半闭式更新和低迭代复杂度的块逐次上界最小化（BSUM）高效算法，以解决和速率最大化问题，其计算速度显著优于现有通用优化求解器。
2024-01-11 cs.IT eess.SP math.IT
Ergodic Rate Analysis of STAR-RIS Aided NOMA Systems
这封信分析了遍历速率的同时发送和反射可重构智能表面（STAR-RIS）辅助非正交多址（NOMA）系统，其中从基站到小区边缘用户的直接链路是非视线由于障碍物，和STAR-RIS是用来提供视线链路到这些小区边缘用户。通过将复合信道功率增益的分布拟合为伽马分布，我们推导出了小区边缘用户的各态历经速率和高信噪比斜率的封闭形式的表达式。数值结果表明：1）各态历经速率随STAR-RIS单元数的增加而增加，且高信噪比斜率固定不变; 2）STAR-RIS辅助NOMA系统比常规RIS辅助NOMA系统具有更高的各态历经速率。
2022-07-22 cs.IT math.IT
Channel Estimation for Reconfigurable Intelligent Surface-Aided Multiuser Communication Systems Exploiting Statistical CSI of Correlated RIS-User Channels
针对RIS辅助多用户MISO系统导频开销过高的问题，本文建立波束域相关信道模型，采用导频复用并提出EP算法，以更低开销实现精确信道估计。
2023-09-27 cs.IT eess.SP math.IT
Joint Distributed Precoding and Beamforming for RIS-aided Cell-Free Massive MIMO Systems
针对下行链路RIS辅助无小区网络，提出联合分布式预编码与波束成形框架，通过去中心化交替优化求解非凸优化问题，有效降低了复杂度并提升了可扩展性。
2023-11-22 cs.IT eess.SP math.IT
Simultaneously Transmitting and Reflecting RIS-Aided Mobile Edge Computing: Computation Rate Maximization
在本文中，新的同时发射和反射（STAR）可重构智能表面（RIS），使位于表面两侧的用户的全空间覆盖，在多用户移动边缘计算（MEC）系统进行了研究。通过STAR-RIS相移、反射和传输幅度系数、接入点处的接收波束形成向量以及用于本地计算和卸载的用户能量划分策略的联合设计，来制定计算速率最大化问题。研究了STAR-RIS的两种工作方式，即能量分裂（ES）和模式切换（MS）。基于DC规划和半定松弛，提出了一种求解ES协议的非凸问题的迭代算法。此外，该算法被扩展到解决非凸，非连续的MS问题的二进制振幅系数。仿真结果表明，所得到的STAR-RIS辅助MEC系统显着提高了计算速度相比，与传统的反射/发送只RIS的基线计划。
2022-12-01 cs.IT eess.SP math.IT
Worst-case Design for RIS-aided Over-the-air Computation with Imperfect CSI
空中计算（AirComp）在物联网（IoT）应用中通过传感器的并发传输在接收器处实现快速无线数据聚合。为了进一步提高AirComp在不利的传播信道条件下的性能，我们考虑了可重构智能表面（RIS）辅助AirComp系统中的计算失真最小化问题。特别是，我们考虑了信道状态信息（CSI）的加性有界不确定性和总功率约束，并通过最小化均方误差（MSE）从最坏情况鲁棒性的角度联合优化收发器（Tx-Rx）和RIS相位设计计算。为了解决这个棘手的非凸问题，我们开发了一个有效的交替算法，其中两个解决方案的强大的子问题和联合设计的Tx-Rx和RIS得到封闭的形式。仿真结果验证了该方法的有效性。
2022-06-14 cs.IT eess.SP math.IT
Reconfigurable Intelligent Surface Aided Amplitude- and Phase-Modulated Downlink Transmission
新的可重构智能表面（RIS）的幅度和相位调制方案提出了一个演变的只有相位调制方案在文献中。解释性地，幅相相移键控（A-PSK）和正交幅相相移键控（QA-PSK）都被设想，其中RIS被假设为发射机的一部分以向多天线辅助下行链路接收机传递信息。在所提出的设计中，RIS被划分为多个块，并且通过控制每个块中RIS元件的ON-OFF状态和相移来传送信息比特。由于从每个RIS块到接收器的传播路径可以相干地组合，作为适当地配置RIS元件的相位的益处，所以可以通过控制RIS块的ON-OFF模式以及RIS元件的相移来设计接收信号星座。理论分析和仿真结果都表明，在考虑实际有限分辨率RIS相移的情况下，我们提出的基于RIS辅助的调制方案在离散输入连续输出无记忆信道（DCMC）容量和误符号概率方面都优于现有的基于RIS的PSK调制，特别是在高信噪比（SNR）区域。
2023-01-23 cs.IT eess.SP math.IT
On the Ergodic Secrecy Capacity of Reconfigurable Intelligent Surface Aided Wireless Systems Under Mixture Gamma Fading
本文提出了一种量化评估的物理层安全能力的可重构智能表面（RIS）辅助无线系统下窃听。具体来说，我们推导出一个封闭形式的表达式遍历保密容量（ESC），是适应不同类型的衰落和RIS大小。假设发射机（TX）和RIS，RIS和合法接收机以及TX和窃听者之间的信道遵循独立的混合伽马（MG）分布。请注意，MG能够建模各种各样的众所周知的分布，包括高斯分布，瑞利分布，Nakagami-m分布，莱斯分布等。结果表明，随着RIS规模的增加，虽然合法链路的分集阶数增加，ESC增益下降。
2023-01-19 cs.IT eess.SP math.IT
Optimization Techniques in Reconfigurable Intelligent Surface Aided Networks
为了提高系统的性能，研究了可重构智能表面（RIS）辅助网络。然而，引入的单位模相移和耦合特性，在RIS辅助网络的优化带来了巨大的挑战。已经做出了许多努力来联合优化相移矢量和其他参数。本文综述了近年来在RIS辅助网络优化方面的最新研究成果。根据优化类型、相移形式和解耦方法对现有文献进行了分类。在交替优化框架下，详细介绍了如何灵活地利用上述技术.众所周知，大多数作品不能保证一个稳定点。为了克服这个问题，我们提出了一个统一的框架的优化问题的RIS辅助网络连续相移找到一个稳定点。最后，主要挑战概述领域的研究人员和设计人员探索更有效的优化框架提供指导方针，然后开放的问题进行了讨论。
2021-08-18 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
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
Electromagnetic Interference in RIS-Aided Communications
使用可重构智能表面（RIS）来辅助无线通信系统的前景最近受到了很多关注。在不同的用例中，最流行的一种是RIS的每个元件以可控的相移散射传入信号，而不增加其功率。在先前的文献中，已经通过忽略由来自外部源的不可避免的入射波组成的电磁干扰来分析该设置。在这封信中，我们提供了一个物理上有意义的电磁干扰模型，可用作评估RIS辅助通信时的基线。该模型被用来表明，电磁干扰对通信性能有不可忽视的影响，特别是当RIS的大小变大。当直接链路存在时（尽管具有相对弱的增益），RIS甚至可以降低通信性能。重要的是，事实证明，只有当电磁干扰的空间相关矩阵与朝向预期接收器的有效信道（包括RIS相移）的空间相关矩阵渐近正交时，SNR才随着RIS元件的数量二次方地增长。否则，SNR仅线性增加。
2021-12-08 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
Average Rate Analysis of RIS-aided Short Packet Communication in URLLC Systems
本文研究了有限块长（FBL）域中可重构智能表面（RIS）辅助工厂自动化的平均可达速率。首先，复合信道包含直接路径加上通过RIS的反射路径的产物的特征。然后，接收到的信号噪声比（SNR）的分布匹配到伽马随机变量，其参数取决于RIS元件的总数以及信道路径损耗。其次，通过假设FBL模型，确定了可达速率表达式，并基于所提出的SNR分布详细阐述了相应的平均速率。在仿真中考虑了由于量化相移而引起的相位误差。数值结果表明，蒙特卡罗模拟符合匹配伽玛分布的接收信噪比为大量的RIS元素。此外，当RIS被利用时，特别是当仅存在反射信道时，由SNR分布的紧密度指示的系统可靠性增加。这突出了超可靠低延迟通信（URLLC）系统的RIS辅助通信的优势。由于工作在FBL制度相对于香农容量的平均可达速率的减少也被调查作为一个功能的总RIS元素。
2021-03-22 cs.IT eess.SP math.IT
