Efficient Beamforming Designs for IRS-Aided DFRC Systems
本教程针对IRS辅助DFRC系统，提出多种波束成形设计方法，涵盖半定松弛、最小化、黎曼流形及分支定界，兼顾性能与复杂度。
2023-05-10 eess.SP
Exploiting Beam-Split in IRS-aided Systems via OFDMA
本文提出在IRS辅助毫米波宽带系统中将波束分裂视为有利因素，通过OFDMA在不同子载波上机会性调度不同用户，从而在全带宽上实现随IRS元件数二次方扩展的最优阵列增益，并获得额外的多用户分集收益。
2024-09-16 eess.SP
Fast Channel Estimation for IRS-Assisted OFDM
在这封信中，我们研究了有效的信道估计的智能反射面（IRS）辅助正交频分复用（OFDM）系统，以实现最小的训练时间。首先，针对任意频率选择性衰落信道，提出了一种缩短OFDM符号长度的快速信道估计方法。其次，在IRS用户信道为视距信道的典型情况下，提出了一种基于采样IRS反射变化的快速信道估计方法。此外，导频信号和IRS训练反射模式联合优化两种方案。最后，所提出的计划进行了比较，通过模拟的训练时间和信道估计性能，以及对基准计划。
2020-08-11 cs.IT eess.SP math.IT
An Analysis on Rate-Splitting Multiple Access for IRS Aided 6G Communication
将智能反射面（IRS）和速率分离多址接入（RSMA）相结合是提高下一代（超5G（B5 G）和6 G）无线网络频谱/能量效率的有效解决方案。在本文中，我们研究了一种基于速率分裂（RS）的传输技术的IRS辅助通信网络，涉及附近和小区边缘用户。特别是，我们得到了一个新的架构称为IRS-RS，利用RS和IRS之间的相互作用，以最大限度地提高加权和速率（WSR）的用户通过选择在IRS的反射系数和设计波束形成器在基站（BS）的功率约束下，在每个用户的服务质量（QoS）和有限的分辨率在IRS。为了解决非凸WSR最大化问题，我们提出了一个交替的算法，并比较其性能与基线非正交多址接入（NOMA）为基础的传输的IRS辅助通信网络的完美和不完美的CSIT的情况下。通过数值结果，它表明，建议的IRS-RS架构产生更好的QoS相对于小区边缘的用户相比，IRS-NOMA传输方案。
2021-06-05 eess.SP
Minorization-based Low-Complexity Design for IRS-Aided ISAC Systems
提出了一种基于智能反射面的通感一体化（ISAC）系统的低复杂度设计。雷达预编码器和IRS参数交替计算，以最大化雷达和通信接收机处的加权和信噪比（SNR）。IRS的设计问题有一个目标函数的IRS参数矩阵的四阶，并受到高度非凸单位模约束。为了解决这个具有挑战性的问题，并获得一个低复杂度的解决方案，我们采用了minorization技术两次，原来的四阶目标是第一次替代与二次通过minorization，然后minorization再次到一个线性。这导致在每次迭代中IRS参数的封闭形式解，从而降低IRS设计复杂性。数值结果表明了该方法的有效性。
2023-02-22 eess.SP
Intelligent Reflecting Surface-Assisted NLOS Sensing With OFDM Signals
本文针对IRS辅助非视距感知中的尺度模糊问题，提出一种基于两阶段IRS照射模式多样性和CP张量分解的OFDM目标感知方法，实现DOA、多普勒频移和时间延迟的可靠估计。
2024-07-02 eess.SP
Enhanced Secure Wireless Transmission Using IRS-aided Directional Modulation
智能反射面（IRS）作为一种优秀的辅助通信工具，可以显著提高通信速率，扩大覆盖范围。在本文中，我们提出了一个IRS辅助定向调制（DM）网络中的波束形成的研究。为了充分发挥IRS的优势，提出了两种提高保密率（SR）性能的波束形成方法。第一种最大保密率方法（Max-SR）交替优化保密消息（CM）波束形成向量、人工噪声（AN）波束形成向量和相移矩阵。第一个优化向量直接计算的瑞利比和最后两个求解广义幂迭代（GPI）。这种方法被称为Max-SR-GPI。为了降低计算复杂度，提出了一种新的具有迫零约束的最大化接收功率的方法（Max-RP-ZFC），该方法只考虑反射CM而不考虑AN。仿真结果表明，在随机相位IRS和无IRS的情况下，这两种方法都能获得约30%的速率增益，并且Max-SR-GPI在SR方面的性能略优于Max-RP-ZFC，特别是在小-大IRS情况下。
2022-09-29 eess.SP
DoF Analysis and Beamforming Design for Active IRS-aided Multi-user MIMO Wireless Communication in Rank-deficient Channels
本文针对秩亏信道下有源IRS辅助多用户MIMO系统，推导了DoF上界，提出三种闭式波束赋形方法实现最大DoF，仿真验证其可使严重秩亏信道和速率翻倍，显著提升DoF与传输速率。
2025-08-01 eess.SP
Intelligent reflecting surface enhanced wideband MIMO-OFDM communications: From practical model to reflection optimization
智能反射面（IRS）可以智能地改变无线电环境，并将其集成到无线通信优化中，被认为是未来无线通信系统的革命性技术。然而，大多数现有的工作采用了理想的IRS反射模型，这是不切实际的，并可能导致显着的性能下降，在现实的宽带系统。为了解决这个问题，我们首先研究了反射信号的双相位和幅度斜斜效应，并提出了一个简化的实用宽带信号IRS反射模型。然后，研究了IRS增强的宽带多用户多输入单输出正交频分复用（MU-MISO-OFDM）系统。我们的目标是联合设计的发射波束形成器和IRS反射的情况下，使用连续和离散移相器，以最大限度地提高所有子载波的平均和速率。通过利用和速率最大化和均方误差最小化之间的关系，将原问题等价地转化为多块/变量问题，并利用块坐标下降法（BCD）进行求解.对这两种情况的复杂性和收敛性进行了分析和说明。仿真结果表明，与理想IRS反射模型相比，该算法能显著提高系统的平均和速率，从而验证了实用模型在宽带系统设计中的重要性。
2021-01-03 eess.SP
Wideband Coverage Enhancement for IRS-Aided Wireless Networks Based on Power Measurement
针对IRS辅助宽带OFDM系统中传统信道估计开销过大问题，提出基于功率测量的信道自相关矩阵估计与覆盖增强方法，通过优化IRS反射向量提升平均覆盖性能。
2025-06-30 eess.SP
Practical Modeling and Beamforming for Intelligent Reflecting Surface Aided Wideband Systems
智能反射面（IRS）通过智能地改变传播环境来增强无线通信，已经成为一种革命性的解决方案。以前的IRS研究都是基于一个理想的反射模型，具有恒定的振幅和可变的相移。然而，在实际应用中，实现满足这种理想反射模型的IRS是困难和不现实的。在这封信中，我们的目标是调查的反射信号的相位-幅度-频率的关系，并提出了一个实用的模型的反射系数的红外辅助宽带系统。然后，基于该实用模型，针对IRS辅助的宽带正交频分复用（OFDM）系统，研究了各子载波的联合发射功率分配和IRS波束成形优化问题。仿真结果说明了实用模型在IRS设计中的重要性，验证了所提模型的有效性。
2020-06-02 eess.SP
Model Aided Deep Learning Based MIMO OFDM Receiver With Nonlinear Power Amplifiers
多输入多输出正交频分复用（MIMO OFDM）是移动通信系统的关键技术。然而，由于高峰均功率比（PAPR）的问题，OFDM符号可能遭受发射机处的功率放大器（PA）的非线性失真，这降低了接收机的信道估计和检测性能。为了减轻接收机端的削波失真，我们利用深度学习（DL）并设计了一种基于DL的接收机，该接收机由传统的最小二乘（LS）信道估计和迫零（ZF）均衡模型辅助。此外，提出了一种无需显式信道估计的数据驱动的基于DL的接收机，并将其与模型辅助的基于DL的接收机相结合，以进一步提高性能。仿真结果表明，所提出的模型辅助的基于DL的接收机具有优越的性能的误比特率，并具有不同程度的限幅失真的鲁棒性。
2021-05-30 eess.SP
Wideband Channel Estimation for IRS-Aided Systems in the Face of Beam Squint
智能反射表面（IRSs）通过使用低成本的无源元件来反射具有可调相移的撞击信号，从而提高宽带通信系统的带宽和能量效率。为了实现IRS辅助系统的全部潜力，具有准确的信道状态信息（CSI）是必不可少的，但是获取它是具有挑战性的，因为这些无源设备不能执行发送/接收信号处理。针对宽带IRS辅助通信系统，现有的信道估计方法只考虑了信道的频率选择性，而忽略了波束斜视角的影响，尽管波束斜视角会严重降低系统的性能。因此，我们填补了这一空白，并设想宽带信道估计的IRS辅助通信系统明确考虑波束斜的影响。我们证明了空间导向矢量和IRS反射的级联两跳信道之间的互相关函数有两个峰值，这导致了一对估计的角度为一个单一的传播路径，由于光束斜视的影响。这两个估计角度之一是频率无关的“实际角度”，而另一个是频率相关的“假角度”。为了减小伪角对信道估计的影响，提出了一种两级正交匹配追踪（TS-OMP）算法。
2021-06-05 eess.SP
DE/PSO-aided Hybrid Linear Detectors for MIMO-OFDM Systems under Correlated Arrays
在本文中，我们分析的性能，考虑到现实的操作场景中的多输入多输出（MIMO）正交频分复用（OFDM）系统中部署的进化辅助线性检测器。考虑了线性检测器提供的不同初始解下的混合线性-启发式检测器，即差分进化（DE）和粒子群优化（PSO）。数值结果表明，混合检测方法的适用性，它可以显着提高最小均方误差（MMSE）和匹配滤波器（MF）检测器的性能。此外，除了验证线性、启发式和混合检测方案辅助下空间相关性对MIMO-OFDM性能的影响外，我们还讨论了所提出算法的复杂度如何随天线数量而变化。数值计算了初始点对算法性能提高和复杂度降低的影响。
2018-10-03 eess.SP
Multiple Antenna Selection and Successive Signal Detection for SM-based IRS-aided Communication
智能反射面（IRS）由于能够通过控制传播环境来显著提高覆盖范围和频谱效率，被认为是下一代无线通信的潜在候选者。IRS提高频谱效率的方式之一是通过调整相移来执行无源波束成形。在这封信中，我们集成了IRS辅助通信的概念域的多方向波束成形，从而选择多个接收天线，以传达更多的信息比特比现有的空间调制（SM）技术在任何特定的时间。为了补充这个系统，我们还提出了一个连续的信号检测（SSD）技术在接收机。数值结果表明，所提出的设计能够提高系统传输的平均成功比特数（ASBT），优于文献中提出的其他最先进的方法。
2021-04-28 eess.SP
Comparison of OTFS and OFDM for RIS-aided Systems in the Presence of Phase Noise
Trinity College Dublin（都柏林三一学院）
本文比较了OTFS与OFDM在存在相位噪声的RIS辅助系统中的性能，提出了一种联合估计技术以提升系统鲁棒性。
2026-02-13 eess.SP
IRS-Enhanced OFDM: Power Allocation and Passive Array Optimization
智能反射面技术是实现未来无线通信系统频谱和能量高效的一种新技术。通过自适应地改变入射信号的相位/幅度，从而通过大量的可重构无源反射元件建立良好的信道响应，IRS能够经济有效地提高其附近移动用户的通信性能。在本文中，我们研究了一个IRS增强的正交频分复用（OFDM）系统中，IRS部署，以协助附近的用户和其相关的基站（BS）之间的通信。我们的目标是最大限度地提高下行链路可达速率的用户通过联合优化的发射功率分配在BS和无源阵列的反射系数在IRS。虽然制定的问题是非凸的，因此很难解决，我们提出了一个有效的算法，以获得高品质的次优解，通过交替优化BS的功率分配和IRS的无源阵列系数的迭代方式，随着定制的初始化方法。仿真结果表明，该设计与没有IRS或其他启发式IRS设计相比，显著提高了OFDM链路速率性能。
2019-08-21 cs.IT eess.SP math.IT
User Association Optimization for IRS-aided Terahertz Networks: A Matching Theory Approach
针对太赫兹通信传输距离受限的问题，本文提出采用IRS增强太赫兹系统，构建源-IRS-目的节点匹配的MINLP问题，并基于Gale-Shapley算法求解以实现稳定匹配、最大化系统和速率。
2024-01-26 eess.SP
Adaptive Resource Allocation for Improved DF Aided Downlink Multi-user OFDM Systems
在这封信中，我们提出了一个基于OFDM的多用户系统的联合资源分配算法的辅助下，一个改进的解码和转发（DF）中继。我们的目标是通过联合优化子载波配对，子载波对用户分配，功率分配在这样一个单一的DF中继系统的系统的总速率最大化。当中继在第二阶段中不对某些子载波执行任何传输时，我们进一步允许源在这些不活动的子载波上传输新的符号。我们有效地解决了制定的混合整数规划问题，使用连续松弛和对偶极小化方法。数值结果验证了理论分析，并说明了显着的增益所带来的额外的直接链路传输。
2020-03-12 eess.SP
Uplink Achievable Rate of Intelligent Reflecting Surface-Aided Millimeter-Wave Communications with Low-Resolution ADC and Phase Noise
在本文中，我们推导出智能反射面（IRS）辅助毫米波（mmWave）系统的上行链路可达速率的表达式，考虑到相位噪声在IRS和量化误差在基站（BS）。我们表明，性能是有限的，只有在BS的模拟数字转换器（ADC）的分辨率时，IRS反射器的数量增长没有约束。另一方面，如果BS具有理想的ADC，则由IRS相位噪声引起的性能损失是恒定的。最后，我们的研究结果验证了在IRS中使用低精度硬件的可行性，当BS配备低分辨率ADC时。
2020-12-13 eess.SP
Intelligent Resource Allocations for IRS-Assisted OFDM Communications: A Hybrid MDQN-DDPG Approach
本文研究了智能反射面辅助OFDM系统的资源分配问题。通过联合优化子载波分配、基站发射波束形成和IRS相移，建立了系统和速率最大化框架。考虑到优化变量的连续和离散混合作用空间特性，提出了一种结合多深度Q网络（MDQN）和深度确定性策略梯度（DDPG）的高效资源分配算法.在算法中，MDQN被用来解决大的离散动作空间的问题，而DDPG被引入来解决连续动作分配。与传统的方法相比，我们提出的MDQN-DDPG算法的优势，通过学习环境的持续行为改进。仿真结果表明，与基准方案相比，我们的设计在系统和速率方面具有优越的性能。
2022-02-10 cs.NI eess.SP
Low-Complexity Joint CFO and Channel Estimation for RIS-aided OFDM Systems
精确的信道估计对于实现可重构智能表面（RIS）辅助无线通信所提供的性能增益是必不可少的。已经针对这样的系统提出了各种信道估计方法;然而，现有方法中没有一种考虑同步误差（诸如载波频率偏移（CFO））的影响。通常，CFO会显著降低正交频分复用（OFDM）系统的信道估计性能。基于此，我们研究了频偏对基于RI的OFDM系统信道估计的影响。此外，我们提出了一种联合CFO和信道冲激响应（CIR）估计方法，这些系统。仿真结果表明，我们所提出的方法的有效性，也表明，在这种情况下，使用时域而不是频域估计的结果在均方误差（MSE）的性能的改善信道估计，以及显着降低整体计算复杂度。
2021-11-02 eess.SP
Two Power Allocation and Beamforming Strategies for Active IRS-aided Wireless Network via Machine Learning
本文针对有源IRS辅助无线网络，提出两种基于机器学习的功率分配与波束赋形联合优化策略，以最大化用户信噪比和可达速率，仿真验证其性能优于固定功率分配、无源IRS及无IRS方案。
2024-06-09 eess.SP
Delay-Doppler Domain Signal Processing Aided OFDM (DD-a-OFDM) for 6G and Beyond
Beijing Jiaotong University（北京交通大学）；University of New South Wales（新南威尔士大学）；Technical University of Berlin（柏林工业大学）；Queensland University of Technology（昆士兰科技大学）；Southern University of Science and Technology（南方科技大学）；Xi’an Jiaotong University（西安交通大学）；Southeast University（东南大学）
本文提出DD-a-OFDM方案，通过延迟-多普勒域信号处理提升OFDM性能，证明多普勒域干扰可转为高斯干扰，并推导CRLB，开发ML和峰值检测通道估计器，验证在BER和信道估计精度上优于传统OFDM和OTFS。
2026-05-10 eess.SP
Tensor-Based Channel Estimation and Data-Aided Tracking in IRS-Assisted MIMO Systems
针对信道老化问题，提出一种基于张量建模的两阶段方法，通过张量分解实现信道估计、IRS配置及数据符号跟踪，在误码率和均方误差上优于现有方案。
2023-05-17 eess.SP
Beyond Diagonal IRS Aided OFDM: Rate Maximization under Frequency-Dependent Reflection
本文研究超越对角智能反射面辅助的OFDM系统，针对频率相关反射导致的子载波间耦合，建模并联合优化电容矩阵与功率分配以最大化可达速率，提出交替优化与逐次凸近似算法，数值验证其优越性。
2025-09-08 cs.IT eess.SP math.IT
IRS-Aided Radar: Enhanced Target Parameter Estimation via Intelligent Reflecting Surfaces
智能反射面（IRS）技术是近年来无线通信领域的研究热点。IRS由能够调谐撞击波形的相位、振幅、频率和偏振的被动反射元件组成。鉴于这样的理想属性，无线信道特性可以控制和优化特定的信号设计和处理的需要-从而在雷达应用中的前景显着的潜力。在本文中，我们建立了理论基础，将IRS引入雷达系统，并研究了潜在的改善目标参数估计。更具体地说，我们将研究在视线（LOS）链路较弱或被障碍物阻挡的情况下部署IRS。我们证明，IRS可以提供一个虚拟的或非视线（NLOS）的雷达和目标之间的链接，从而提高雷达性能。在优化和非优化IRS场景下，说明了这种IRS提供的虚拟链路在估计移动目标参数方面的有效性。仿真结果表明，当视距链路相对于非视距链路的相对强度弱于$\sim 10^{-1}$时，IRS可以增强目标参数估计。
2022-06-02 eess.SP
Low-Complexity Robust Beamforming Design for IRS-Aided MISO Systems with Imperfect Channels
本文研究了信道不确定性条件下智能反射面辅助的多输入单输出大系统。为了在满足功率约束的前提下，通过联合优化基站处的有源波束形成和IRS处的无源相移，最大化系统的平均和速率，提出了一种基于罚对偶分解（PDD）算法的鲁棒波束形成设计方法。通过应用上界最大化/最小化（BSUM）方法，在算法的每次迭代中，每个变量的最优解都可以得到封闭形式的表达式。仿真结果表明，该方案具有很低的计算复杂度，实现了高性能。
2021-03-18 eess.SP
Probabilistically Robust Optimization of IRS-aided SWIPT Under Coordinated Spectrum Underlay
本研究考虑了联合发射/反射波束形成和功率分配（JTRBPS）优化问题，使得智能反射表面（IRS）辅助的次级发射器（ST）的发射总能量最小化，服从PS同步无线信息和功率传输（SWIPT）次级接收器的服务质量要求和初级接收器的干扰约束（PR）。在PR处由接收由主发射机发送的IRS反射信号引起的干扰被考虑在内。提出了一种协作式信道状态信息（CSI）获取协议。接下来，假设在ST的所有直接和IRS级联的发射机-接收机通道的完美CSI的可用性，开发两个基于惩罚的迭代算法：一个交替的最小化算法，涉及半定松弛JTBPS设计和连续凸逼近RB优化，和块坐标下降算法，采用黎曼共轭梯度算法在RB更新。最后，设计了一种不完美CSI下的故障约束鲁棒设计。数值模拟突出了所提出的策略在基准上的性能增益，证实了使用IRS的好处，并提供了有价值的见解。
2022-01-31 eess.SP
Dual-IRS Aided Near-/Hybrid-Field SWIPT: Passive Beamforming and Independent Antenna Power Splitting Design
本文提出双智能反射面辅助的近/混合场同时无线信息与能量传输系统，通过优化相移、功率分割和波束成形实现能量与信息的高效传输。
2025-12-31 eess.SP
Resource Allocation for Intelligent Reflecting Surface Aided Wireless Powered Mobile Edge Computing in OFDM Systems
无线供电的移动边缘计算（WP-MEC）已被认为是一种有前途的技术，可以为大规模低功耗无线设备提供增强的计算能力和可持续的能源供应。然而，当用于无线能量传输（WET）和计算卸载的传输链路是敌对的时，其能量消耗变得显著。为了减轻这种障碍，我们建议采用新兴的智能反射表面（IRS）在WP-MEC系统，这是能够提供一个额外的链接WET和计算卸载的技术。具体来说，我们考虑一个多用户的情况下，WET和计算卸载是基于正交频分复用（OFDM）系统。在此模型的基础上，通过优化WET信号的功率分配、无线设备的本地计算频率、子带设备关联和用于计算卸载的功率分配以及IRS反射系数，开发了一个创新的框架，以最大限度地减少IRS辅助WP-MEC网络的能耗。这种优化的主要挑战在于WET和计算的设置之间的强耦合以及IRS反射系数的单元模块约束。为了解决这些问题，交替优化的技术调用解耦的WET和计算设计，而两组局部最优的IRS反射系数提供的WET和计算卸载分别依赖于逐次凸逼近方法。数值结果表明，我们提出的方案是能够远远优于传统的WP-MEC网络没有IRS。
2020-03-11 eess.SP
Intelligent Reflecting Surface Aided Vehicular Communications
我们调查使用的智能反射表面（IRS）在毫米波（mmWave）车载通信网络。智能反射表面由无源元件组成，可以反射具有可调相移的输入信号。通过适当调整相移，我们可以提高链路性能。这被称为相位优化或无源波束成形。我们考虑在上行链路中的速率最大化的问题，它利用IRS。然而，使用IRS在信道估计方面带来更多挑战。我们提出了两种方案，以减少与利用IRS相关联的信道估计开销。一种方法使用反射元件的分组，另一种方法基于设备的位置执行被动波束成形。数值结果表明，IRS可以带来显着的改善现有的通信。此外，得到一个实际的洞察车载通信辅助IRS，我们使用商业射线跟踪工具来评估性能。
2020-11-05 eess.SP
PARAFAC-Based Time-Varying Channel Estimation for IRS-Aided Communications
提出一种基于PARAFAC张量模型的时变信道估计方法，通过ALS算法求解，在不增加计算复杂度的情况下提升级联信道NMSE性能。
2026-05-27 eess.SP
Multi-dimensional Parameter Estimation in RIS-aided MU-MIMO-OFDM Channels
Nanyang Institute of Technology（南阳理工学院）；Henan University of Technology（河南工业大学）；Zhengzhou University（郑州大学）；Univ. of Pisa（比萨大学）；Aalborg University（奥尔堡大学）
本文提出DS-MDT算法，通过双结构和多维变换提升RIS辅助MU-MIMO-OFDM系统中信道估计性能，降低NMSE达10 dB且复杂度更低。
2026-02-13 eess.SP
Sum-Rate Maximization in Distributed Intelligent Reflecting Surfaces-Aided mmWave Communications
在本文中，我们专注于多用户毫米波（mmWave）系统中的分布式智能反射面（D-IRS），其中基站（BS）通过多个IRS与用户通信的和速率优化。BS发射波束成形、IRS开关矢量和IRS的相移被联合优化，以在最小用户速率、单位模数和发射功率约束下最大化和速率。为了解决由此产生的非凸优化问题，我们开发了一个有效的交替优化（AO）算法。具体地说，非凸问题转化为三个子问题，这是交替解决。采用基于连续凸近似（SCA）的算法，推导出基站发射波束形成和IRS相移的解，并提出一种贪婪算法设计IRS开关矢量。从理论上分析了该算法的复杂度。数值结果表明，D-IRSs辅助方案可以显着提高和速率和能量效率的性能。
2021-01-21 eess.SP
Reducing Channel Estimation and Feedback Overhead in IRS-Aided Downlink System: A Quantize-then-Estimate Approach
针对IRS辅助下行系统中用户无法利用信道相关性的问题，提出“量化后估计”协议，让用户反馈量化导频信号而非估计信道，基站解量化后利用相关性估计级联信道，降低导频与反馈开销且性能优于传统方案。
2024-11-28 eess.SP
Joint Beamforming and Antenna Position Optimization for IRS-Aided Multi-User Movable Antenna Systems
本文研究MA-IRS辅助MU-MISO系统中波束赋形与天线位置的联合优化，提出乘积黎曼流形优化方法，证明优化反射单元位置比控制IRS相移和将MA集成到BS带来更高性能增益。
2025-08-28 eess.SP
Secure Beamforming for Multiple Intelligent Reflecting Surfaces Aided mmWave Systems
本文研究了多智能反射面辅助毫米波系统中的安全波束形成问题。在该系统中，通过控制每个IRS的开关状态以及优化IRS的相移矩阵来最大化保密率。该问题是一个发射波束形成和IRS控制的联合优化问题，其目标是在总发射功率和单位模约束下最大化保密率。由于约束条件和耦合变量的非凸性，使得该问题难以得到最优解。为了解决这个问题，我们提出了一个交替优化（AO）的基础上连续凸近似（SCA）和流形优化（MO）技术的算法。仿真结果表明，该算法能有效提高保密率，且性能优于传统的单IRS辅助方案。
2020-12-25 eess.SP
Non-Cooperative Resource Management for Intelligent Reflecting Surface Aided Networks
智能反射表面（IRS）已成为未来无线网络的一种有前途的革命性技术。大多数现有的IRS研究集中在通常具有单个频段的简单协作系统。然而，在现实的非合作多频带网络中，现有的IRS设计可能不适用或具有严重的性能下降。因此，在复杂的网络环境中，将IRS视为公共资源动态分配给合适的用户更为合理。在本文中，我们首先引入拍卖理论来解决多IRS辅助的非合作网络的资源管理问题。一个有效的拍卖算法框架引入到次优解决这个非凸问题。仿真结果表明，在复杂的多IRS辅助非合作网络中，采用拍卖算法可以获得显著的性能改善。
2022-09-01 eess.SP
Multi-IRS-aided Terahertz Networks: Channel Modelling and User Association With Imperfect CSI
针对太赫兹通信高路径损耗问题，本文提出非完美CSI下多IRS辅助太赫兹网络方案，构建角度三角信道模型，用Gale-Shapley算法求解NP-hard的收发机-IRS匹配问题，性能优于多种基线且复杂度更低。
2024-02-05 eess.SP
Coverage Probability Analysis of IRS-Aided Communication Systems
智能反射表面（IRS）技术由于其在未来无线通信中的潜在用途而近年来受到了许多关注，其中有希望的用例之一是扩大覆盖范围，特别是在视线受阻的情况下。因此，分析IRS辅助通信系统的覆盖概率就显得尤为重要。然而，据我们所知，以前的作品集中在这个问题上是非常有限的。在本文中，我们分析了覆盖概率在瑞利衰落信道下，考虑到阵列的数量和大小。我们首先推导出单位元覆盖概率的精确封闭形式。然后，利用矩匹配的方法，将覆盖概率近似表示为上不完全Gamma函数与Gamma函数的比值，允许任意数目的元素。最后，综合考虑了衰落信道系数、阵元数目和大小以及入射角等因素对覆盖概率的影响。总体而言，本文提供了一个简洁和通用的表达覆盖概率，这将有助于性能评估和实际实施的IRS。
2020-12-06 eess.SP
Asymptotically Near-Optimal Hybrid Beamforming for mmWave IRS-Aided MIMO Systems
针对IRS辅助毫米波MIMO系统，首次仅利用有效信道推导出反射向量与混合波束成形矩阵的联合优化近最优解，仿真证明其性能超越SOTA且对信道估计误差具有稳健性。
2024-04-25 eess.SP
Two Efficient Beamforming Methods for Hybrid IRS-aided AF Relay Wireless Networks
针对传统无源IRS双重衰落问题，提出混合IRS辅助的AF中继无线网络，并设计了基于半定松弛和分数规划的高性能方法与基于白化滤波器等技术的低复杂度方法，显著提升了系统速率性能。
2023-11-23 eess.SP
Channel Tracking and Prediction for IRS-aided Wireless Communications
对于智能反射面（IRS）辅助的无线通信，信道估计是必不可少的，并且当IRS反射元件的数量很大时通常需要过多的信道训练开销。当信道由于发射机和/或接收机的移动性而不是准静态时，准确的信道状态信息（CSI）的获取变得更具挑战性。在这项工作中，我们研究了IRS辅助的无线通信系统与时变信道模型，并提出了一个创新的两阶段传输协议。在第一阶段，我们发送导频符号和跟踪的基础上接收到的信号的直接/反射信道，然后发送数据信号。在第二阶段中，不是首先发送导频符号，而是直接预测直接/反射信道，并且所有时隙用于数据传输。基于所提出的传输协议，我们提出了一个两阶段的信道跟踪和预测（2SCTP）计划，以获得直接和反射信道与低信道训练开销，这是通过利用时间相关的时变信道。具体来说，我们首先考虑一个特殊的情况下，IRS接入点（AP）信道被假定为静态的，其中一个卡尔曼滤波器（KF）为基础的算法和长短期记忆（LSTM）为基础的神经网络，分别提出了信道跟踪和预测。然后，对于更一般的情况下，IRS-AP，用户IRS和用户AP信道都被假定为是时变的，我们提出了一个广义KF（GKF）为基础的信道跟踪算法，其中适当的近似处理底层的非高斯随机变量。数值仿真结果验证了我们提出的传输协议和信道跟踪/预测算法的有效性相比，现有的。
2022-03-11 eess.SP
Energy-Efficient IRS-Aided NOMA Beamforming for 6G Wireless Communications
本文提出了一种基于智能反射面（IRS）辅助的非正交多址接入波束形成（NOMA-BF）系统的节能交替优化框架，用于6 G无线通信。具体而言，这项工作提出了一个集中的IRS启用设计的NOMA-BF系统，以优化主动波束成形和功率分配系数（PAC）的用户在发射机在第一阶段和被动波束成形在IRS在第二阶段，以最大限度地提高网络的能量效率（EE）。然而，NOMA-BF系统可支持用户数的增加将导致NOMA用户干扰和簇间干扰（ICI）。为了减轻ICI的影响，首先采用迫零波束形成以及高效的用户聚类算法，然后通过提出的迭代算法有效地处理NOMA用户干扰，该算法通过简化的封闭形式的表达式计算NOMA用户的PAC在所需的系统约束下。在第二阶段中，被动波束形成的问题是通过基于凸差分（DC）规划和连续凸逼近（SCA）的技术解决。仿真结果表明，所提出的交替框架的能量有效的IRS辅助NOMA-BF系统可以实现收敛在几个迭代，并提供有效的性能方面的EE的系统具有低复杂度。
2022-03-30 eess.SP
Channel Autocorrelation Estimation for IRS-Aided Wireless Communications Based on Power Measurements
本文提出一种基于用户接收功率测量的 IRS 辅助通信信道估计方案，通过矩阵秩最小化估计级联信道自相关矩阵，兼容现有协议并验证其有效性。
2023-10-17 eess.SP
Intelligent Reflecting Surface Aided Multi-User Millimeter-Wave Communications for Coverage Enhancement
智能反射表面（IRS）被认为是未来无线系统中控制无线电传播环境的一种有前途的解决方案。在本文中，我们提出了一种分布式智能反射面（IRS）辅助多用户毫米波（mmWave）系统，其中IRS被利用来增强毫米波信号的覆盖范围时，基站和用户之间的直接链路不可用。首先，建立了一个主被动联合波束形成问题的加权和速率最大化。然后，提出了一种具有封闭形式表达式的交替迭代算法来解决具有挑战性的非凸问题，从而解耦有源和无源波束形成变量。此外，我们设计了一个约束松弛技术，以解决单位模量的限制有关的IRS。数值结果表明，分布式IRS可以潜在地提高现有无线系统的通信性能。
2020-10-30 eess.SP
Asymptotic Performance Analysis of Large-Scale Active IRS-Aided Wireless Network
本文分析大规模有源IRS辅助无线网络的渐近性能，推导SNR、最优功率分配及相位量化误差下的闭式性能损失，证明3 bit移相器即可使损失可忽略。
2023-06-05 eess.SP
Joint Size and Placement Optimization for IRS-Aided Communications with Active and Passive Elements
本文针对IRS辅助通信系统，联合优化有源与无源元素的数量和位置以最大化速率，提出了三种部署方案，推导了最优元素分配和低复杂度放置策略，并刻画了容量缩放规律。
2025-02-24 eess.SP
Intelligent Reflecting Surface Aided MIMO Broadcasting for Simultaneous Wireless Information and Power Transfer
智能反射表面（IRS）被调用用于增强同时无线信息和功率传输（SWIPT）辅助系统的能量收集性能。具体而言，IRS辅助SWIPT系统被认为是，其中多天线辅助基站（BS）与多个多天线辅助信息接收器（IR）进行通信，同时保证能量接收器（ER）的能量收集要求。为了最大化IRS的加权和速率（WSR），BS的发射预编码（TPC）矩阵和IRS的无源相移矩阵应该被联合优化。为了解决这个具有挑战性的优化问题，我们首先采用经典的块坐标下降（BCD）算法解耦成几个子问题，并交替优化TPC矩阵和相移矩阵的原始优化问题。对于每个子问题，我们提供了一个低复杂度的迭代算法，这是保证收敛到Karush-Kuhn-Tucker（KKT）点的每个子问题。严格证明了BCD算法收敛于原问题的KKT点。并设想了一种可行性检验方法来研究其可行性。大量的仿真结果表明，在SWIPT中使用IRS有利于提高系统性能，并且所提出的BCD算法收敛速度快，这对实际应用有吸引力。
2020-02-18 eess.SP
IRS-Aided Multi-Antenna Wireless Powered Communications in Interference Channels
本文研究了干扰信道中IRS辅助的多天线无线供电通信，提出三种传输方案及通用算法框架以最大化系统总吞吐量，数值结果表明IRS辅助方案在吞吐量和能耗上均优于无IRS方案。
2024-07-30 cs.IT eess.SP math.IT
Cramer-Rao Lower Bound Optimization for Hidden Moving Target Sensing via Multi-IRS-Aided Radar
智能反射表面（IRS）是一种快速发展的非视距（NLoS）无线传输模式。在本文中，我们专注于红外辅助雷达估计性能的运动隐藏或NLoS目标。与以前的作品，采用一个单一的IRS，我们调查这个问题，使用多个IRS平台，并通过推导相关的Cramer-Rao下界（CRLB）评估的估计性能。然后，我们通过最小化联合参数CRLB矩阵的标量A-最优性度量来设计多普勒感知IRS相移。由此产生的优化问题是非凸的，因此通过交替优化框架来解决。数值结果表明，部署多个IRS平台与我们提出的优化相移导致更高的估计精度相比，非IRS和单IRS的替代品。
2022-11-27 eess.SP math.OC
IRS-Aided Wireless Relaying: Optimal Deployment and Capacity Scaling
在这封信中，我们考虑一个智能反射面（IRS）辅助无线中继系统，其中解码和转发中继（R）被用来转发数据从源（S）到目的地（D），由M个被动反射元件的辅助。我们考虑两个实际的IRS部署策略，即，单IRS部署，其中所有反射元件安装在一个单一的IRS，部署在S，R，或D附近，和多IRS部署，其中反射元件被分配在三个独立的IRS，分别部署在S，R，和D附近。在视线（LoS）信道模型下，我们描述了具有不同IRS部署策略的IRS辅助中继系统的容量缩放顺序。对于单个IRS部署，我们表明，与S或D附近的IRS相比，在R附近部署IRS可实现最高容量。而对于多IRS部署，我们提出了一种实用的协作IRS无源波束成形设计，分析表明，该设计比单IRS部署实现了更大的容量缩放阶数（即，当M足够大时，R或S/D附近）。数值算例验证了理论结果。
2021-10-28 cs.IT eess.SP math.IT
Optimizing a Binary Intelligent Reflecting Surface for OFDM Communications under Mutual Coupling
智能反射表面（IRS）如果被配置为将入射信号作为波束反射到接收器，则可以大大改善频率平坦信道上的信道质量。然而，IRS技术的基本限制在实际的频率选择性信道上变得明显，其中必须在整个带宽上使用相同的配置。在本文中，我们考虑了一个宽带正交频分复用（OFDM）系统，它是由一个相当现实的IRS设置与两个不平衡的状态，每个元素和互耦支持。我们描述了在IEEE信号处理杯2021中考虑的仿真设置，提出了一种用于信道估计和IRS配置的低复杂度解决方案，并在该设置上对其进行了评估。
2021-09-14 cs.IT eess.SP math.IT
