Secrecy Rate Maximization for Reconfigurable Intelligent Surface Aided Millimeter Wave System with Low-resolution DAC
在这封信中,我们调查的保密率的可重构智能表面(RIS)辅助毫米波(mmWave)系统的硬件限制。与大多数现有作品中的RIS辅助系统相比,我们考虑了具有低分辨率数模转换器(LDAC)的RIS辅助毫米波系统的情况。我们制定了一个保密率最大化问题的硬件约束。然后通过优化RIS相移和发射波束形成来最大化保密率。由于问题的非凸性,制定的问题是棘手的。为了处理这个问题,提出了一种基于交替优化(AO)的算法。具体来说,我们首先使用连续凸近似(SCA)的方法来获得发射波束形成。然后采用逐单元分块坐标下降法(BCD)计算RIS相移。数值结果表明,RIS可以减少硬件损失,所提出的基于AO的算法具有低复杂度的性能优于基线。
2021-02-03 eess.SP
MetaLocalization: Reconfigurable Intelligent Surface Aided Multi-user Wireless Indoor Localization
基于接收信号强度(RSS)的技术被广泛用于室内环境中的定位。由于相邻位置的RSS值可能是相似的,因此基于RSS的技术的定位精度是有限的。为了解决这个问题,在本文中,我们提出了利用可重构智能表面(RIS)的RSS为基础的多用户定位。由于RIS能够通过调整在表面处反射的信号的相移来定制无线电信道,所以可以通过选择在相邻位置之间具有显著RSS值差异的适当相移来提高RIS辅助方案中的定位精度。然而,它是具有挑战性的,以选择最佳的相移,因为位置估计的决策函数和相移耦合。为了应对这一挑战,我们制定了优化问题的RIS辅助定位,推导出最佳的决策函数,并设计相移优化(PSO)算法来有效地解决制定的问题。对所提出的RIS辅助技术进行了分析,并通过仿真验证了其有效性。
2023-03-24 eess.SP
Reconfigurable Intelligent Surface Aided Sparse DOA Estimation Method With Non-ULA
本文主要研究信号到达方向(波达方向)估计问题。提出了一种可重构智能表面(RIS)辅助DOA估计系统。与传统的DOA估计系统不同,该系统通过改变RIS单元处反射信号的相位来实现多个测量,从而实现了一个低成本的系统,该系统只有一个完整的功能接收机。利用目标在空间域的稀疏性,提出了一种基于原子范数的DOA估计方法,并用半定规划(SDP)方法求解。此外,由于RIS单元可以是任意几何阵列,因此本文提出了一种不同于传统SDP方法的变换矩阵。仿真结果表明,在非均匀线阵条件下,该方法比现有方法能更准确地估计出目标方位。
2022-03-19 eess.SP
Weighted Sum-Rate Maximization for Reconfigurable Intelligent Surface Aided Wireless Networks
可重构智能表面(RIS)是通过可重构无源元件以完全可定制的方式操纵入射信号来构建可编程无线环境的一种有前途的解决方案。在本文中,我们考虑了一个RI辅助的多用户多输入单输出(MISO)下行通信系统。我们的目标是最大化加权和速率(WSR)的所有用户的接入点(AP)和RIS元素的相位矢量的联合设计的波束形成,而完美的信道状态信息(CSI)设置和不完美的CSI设置进行了研究。对于理想CSI设置,利用分式规划技术,提出了一种低复杂度的联合设计问题稳态解的求解算法。然后,我们诉诸随机逐次凸逼近技术,并扩展所提出的算法的情况下,CSI是不完美的。数值结果证实了所提出方法的有效性。特别地,当信道不确定性小于10%时,所提出的算法表现得相当好。
2019-12-27 eess.SP
Tracking-Aided Multi-User MIMO Communications with Hybrid Reconfigurable Intelligent Surfaces
本文提出一种基于混合可重构智能表面(HRISs)双重功能的跟踪辅助多用户MIMO通信框架,通过联合设计发射预编码矩阵与HRIS配置,在满足服务质量约束下最大化用户位置估计精度,并验证了其有效性。
2025-04-26 eess.SP
Reconfigurable high Gain split Ring Resonator Microstrip Patch Antenna
本文设计并分析了一种可重构高增益开口环谐振器微带贴片天线。设计这种天线的目的是实现多频段应用,这是当前单天线频率重构技术的要求。本文分析了贴片尺寸为11.6 × 11.6mm ~ 2的矩形微带贴片天线。所提出的设计是在5-9 GHz的频率范围内的两个频段调谐,这取决于天线的几何规格和馈电的位置,可用于多频段应用。本文给出了用高频结构仿真器(HFSS)模拟微波无源器件的驻波比、回波损耗(S11)、带宽和增益的设计结果。
2018-01-09 eess.SP
Pinching Antenna Systems versus Reconfigurable Intelligent Surfaces in mmWave
本文首次对比了毫米波频段下捏合天线系统与可重构智能表面,发现RIS需极多元件才能在频谱效率上超越前者,且捏合天线系统在能效、抗硬件损伤和路径损耗方面更具优势。
2025-06-05 eess.SP
Bayesian User Localization and Tracking for Reconfigurable Intelligent Surface Aided MIMO Systems
研究了可重构智能表面(RIS)辅助的多天线多输入多输出(MIMO)系统中的用户定位与跟踪问题。通过建立一个概率转移模型的用户移动性,我们开发了一个消息传递算法,称为贝叶斯用户定位和跟踪(BASEAN)算法,估计和跟踪用户的位置和到达角(AoAs)在用户在线的方式。我们还推导出贝叶斯CramérRao界(BCRB)来表征所考虑的跟踪问题的基本性能限制。为了提高跟踪性能,我们在BS和RIS处优化波束形成设计以最小化导出的BCRB。仿真结果表明,我们的BCRB算法可以执行接近派生BCRB,并显着优于同行的算法,而不利用用户位置的时间相关性。
2021-12-09 eess.SP
Machine Learning-based Reconfigurable Intelligent Surface-aided MIMO Systems
可重构智能表面(RIS)技术最近已经作为用于无线通信系统的频谱和成本有效的方法出现。然而,现有的用于RIS的无源波束形成设计和优化的手工设计方案(诸如交替优化(AO)方法)需要高计算复杂度,特别是对于多输入多输出(MIMO)系统。为了克服这一挑战,我们提出了一种低复杂度的无监督学习方案,称为学习相移神经网络(LPSNet),有效地找到解决方案的频谱效率最大化问题的RIS辅助MIMO系统。特别是,所提出的LPSNet具有优化的输入结构,并且需要少量的层和节点来为RIS产生有效的相移。仿真结果表明,在40个单元的RIS辅助下,16 × 2 MIMO系统的LPSNet实现了AO对应物提供的97.25%的SE,复杂度降低了95%以上。
2021-05-01 eess.SP
Signal Processing Foundations of Reconfigurable Antennas in the Tri-Hybrid MIMO Architecture
University of California San Diego(加州大学圣地亚哥分校);Yonsei University(延世大学);San Diego State University(圣地亚哥州立大学);Min H. Kao Department of Electrical Engineering and Computer Science, University of Tennessee, Knoxville(田纳西大学诺克斯维尔分校明H. Kao电气与计算机工程系)
本文提出三混MIMO架构的统一信号处理框架,分析可重构天线的电磁特性,并引入重新配置效率因子评估不同天线架构的性能。
2026-04-26 eess.SP
Iterative Optimization of Reconfigurable Intelligent Surface Aided Single-Carrier Spatial Modulation
Institute of Industrial Science, The University of Tokyo(东京大学工业科学研究所)
研究在频率选择性衰落信道中,将可重构智能表面与空间调制结合的传输方案。通过推导DCMC容量及梯度,借助梯度上升算法对方案进行迭代优化,提升了DCMC容量,性能优于传统基准,还分析了算法收敛行为和灵敏度。
2026-07-09 eess.SP
Reconfigurable Intelligent Surface Aided Power Control for Physical-Layer Broadcasting
可重构智能表面(Reconfigurable intelligent surface,RIS)是近年来提出的一种新的无线通信技术,它通过智能地调整基站(BS)和移动设备(ME)之间的传输条件来提高频谱和能量效率。RIS由许多低成本的无源反射元件组成,以改善接收信号的质量。本文研究了RIS辅助物理层广播的基站功率控制问题。我们的目标是通过联合设计BS的发射波束形成和RIS的无源元件的相移来最小化BS的发射功率。此外,为了帮助验证所提出的优化方法,我们推导出下限,以量化BS处的平均发射功率作为ME数量、RIS元件数量和BS处的天线数量的函数。仿真结果表明,BS处的平均发射功率接近RIS辅助系统中的下限,并且显著低于没有RIS的常规方案中的平均发射功率。
2022-03-05 eess.SP
Reconfigurable Intelligent Surface-Aided Grant-Free Access for Uplink URLLC
可重构智能表面(RISs)通过利用其反射元件的调谐能力,最近被认为是未来通信系统的新兴技术之一。在本文中,我们研究了基于RIS的架构在超可靠低延迟通信(URLLC)环境中用于上行链路传感器数据传输的潜力。特别是,我们提出了一个工业控制场景的RIS辅助免授权访问方案,旨在利用多样性,实现更高的可靠性性能。我们考虑用于上行链路传输的两种不同的资源分配方案,即,专用和共享时隙分配,以及三种不同的接收机类型,即迫零、最小均方误差(MMSE)和MMSE连续干扰消除接收机。我们广泛的数值评估的中断概率表明,我们的方法在可靠性,资源效率和容量方面的收益,并为不同的配置的RIS属性。一个RI辅助免授权接入方案结合先进的接收机被证明是一个非常适合的选择上行链路URLLC。
2020-05-26 eess.SP
Tri-Hybrid Multi-User Precoding Based on Electromagnetically Reconfigurable Antennas
本文研究基于电磁可重构天线的三混合多用户预编码,采用球谐函数分解优化辐射方向图以提升和速率,并引入投影步骤映射到硬件可实现集合,发现投影后性能增益大幅降低,指出需改进投影技术与天线硬件。
2025-05-04 eess.SP
Electronically Reconfigurable Pinching Antennas for Millimeter-Wave Communication in LoS and NLoS Environments
School of Electrical, Computer and Energy Engineering, Arizona State University(亚利桑那州立大学电气、计算机与能源工程学院)
提出一种电子可重构夹捏天线,通过变容二极管加载的辐射模块实现动态调谐,在视距和非视距场景下建立可控毫米波链路,有效规避阻挡。
2026-10-14 eess.SP
Uplink Achievable Rate Maximization for Reconfigurable Intelligent Surface Aided Millimeter Wave Systems with Resolution-Adaptive ADCs
在这封信中,我们调查的上行链路的可重构智能表面(RIS)辅助毫米波(mmWave)多用户系统。然而,在所考虑的系统中,当采用与功率要求高的模数转换器(ADC)耦合的大规模天线阵列时,出现硬件成本和功耗的问题。考虑到实际的硬件复杂性,我们认为接入点(AP)配备了分辨率自适应模数转换器(RADC)。我们通过联合优化ADC量化位、RIS相移和波束选择矩阵,在硬件约束下最大化可实现的速率。由于可行集和目标函数的非凸性,该问题是非凸的,难以解决。为了有效地解决这个问题,提出了一种基于块协调下降(BCD)的算法。仿真结果表明,一个RIS可以减轻由于使用RADC的硬件损失,并提出了BCD为基础的算法优于国家的最先进的算法。
2020-11-27 eess.SP
Self-Sustainable Reconfigurable Intelligent Surface Aided Simultaneous Terahertz Information and Power Transfer (STIPT)
提出了一种基于可重构智能表面(RIS)的太赫兹(THz)信息与能量同步传输(STIPT)系统。我们的目标是最大限度地提高信息用户(IU)的数据速率,同时保证能源用户(EU)和RIS的电力收集要求。为了解决非凸问题,采用基于块坐标下降(BCD)的算法交替优化IU的发射预编码,RIS的反射系数,和RIS的坐标。提出了惩罚约束凸逼近算法(PCCA)来解决RIS坐标优化这一难题,通过引入惩罚来保证解的可行性。仿真结果表明,所提出的BCD算法可以显着提高STIPT的性能,通过采用RIS。
2021-02-08 eess.SP
Optimizing ISAC MIMO Systems with Reconfigurable Pixel Antennas
University of Illinois Chicago(伊利诺伊大学芝加哥分校);Rice University(莱斯大学)
本文提出利用可重构像素天线优化ISAC MIMO系统,通过联合优化传感与通信,提升传感速率并减少天线数量。
2025-12-03 eess.SP
Enhanced Beampattern Synthesis Using Electromagnetically Reconfigurable Antennas
本文研究使用电磁可重构天线(ERAs)的波束方向图综合问题,通过球面谐波分解同时优化天线辐射方向图和相移,并利用黎曼流形技术求解远场与近场场景下的优化问题,仿真表明ERAs优于传统固定辐射方向图天线。
2025-03-05 eess.SP
Reconfigurable Antennas for Next-Generation Wireless Communications: Technologies, Prototypes, Architectures, and Signal Processing
School of Engineering, the University of British Columbia(不列颠哥伦比亚大学工程学院);CEMSE, King Abdullah University of Science and Technology(阿卜杜拉国王科技大学计算机、电气和数学科学与工程学院)
本文探讨了6G网络中可重构天线的技术、原型、架构及信号处理挑战,强调其在下一代网络中的潜力与研究前景。
2026-09-10 eess.SP
Joint Localization and Information Transfer for Reconfigurable Intelligent Surface Aided Full-Duplex Systems
在这项工作中,我们研究了一个可重构智能表面(RIS)辅助通感一体化的情况下,基站(BS)与多个设备在全双工模式下进行通信,并同时感测这些设备的位置。假设RIS安装在每个设备上以增强反射回波。同时,每个设备的信息经由反射调制被动地传送到BS。我们的目标是解决联合定位和信息检索在BS的问题。构造了一个基于网格的参数模型,并将联合估计问题转化为一个压缩感知问题。我们提出了一种新的消息传递算法来解决所考虑的问题,和一个渐进的近似方法,以减少在消息传递的计算复杂度。此外,期望最大化(EM)算法应用于调整网格参数,以减轻模型失配问题。最后,通过Bayesian Cramér-Rao界分析了该算法的有效性.数值结果表明了该方案的可行性和所提出的基于EM的消息传递算法的优越性能。
2022-08-13 eess.SP
Multi-Antenna Systems by Transmissive Reconfigurable Meta-Surface
可重构元表面(RMS)是一种非常有前途的新型技术,它由大量低成本的无源元件组成,通过控制入射电磁波的幅度和相位来实现无源波束形成。因此,为了解决现有基站高功耗、高成本的挑战,本文提出了一种低成本、低功耗的传输型RMS多天线系统。具体而言,本文首先对传输型RMS多天线系统进行了概述,包括其优点、网络结构、传输机制、调制原理、信道模型和信道估计技术。然后,我们解决了收发器的设计和优化的下行链路(DL)和上行链路(UL),并给出了一些数值结果来验证所提出的算法的有效性。最后,给出了传输型RMS多天线系统的几个潜在的研究方向,以启发未来工作的进一步研究。
2022-02-20 eess.SP
Hybrid 3D Beamforming Relying on Sensor-Based Training and Channel Estimation for Reconfigurable Intelligent Surface Aided TeraHertz MIMO systems
太赫兹(THz)系统具有高带宽的优点,因此能够支持超高数据速率,尽管以高路径损耗为代价。因此,他们倾向于利用高增益波束成形。因此,本文提出了一种基于复杂传感器波束训练和信道估计的新型混合三维波束形成器,用于可重构智能表面(RIS)辅助的THz MIMO系统。提出了一种基于子阵阵列的太赫兹BS结构,并提出了相应的子RIS结构。用户的BS、RIS和接收机天线阵列都是均匀平面阵列(UPA)。超宽带(UWB)传感器集成到RIS中,UWB传感器获得的用户位置信息被用于信道估计和波束形成。此外,提出了精确波束形成算法(PBA)的新概念,通过规避定位误差所带来的性能限制,进一步提高了波束形成的精度。此外,在空间复用的支持下,推导了保持RIS辅助太赫兹信道正交性的条件。导出了近场和远场路径损耗的封闭表达式。仿真结果表明,该方案准确地估计了RIS辅助的THz信道,频谱效率得到了很大的提高,尽管其复杂度低。这使得我们的解决方案非常适合延迟敏感型应用。
2022-02-04 eess.SP
Reconfigurable Holographic Surface Aided Wireless Simultaneous Localization and Mapping
本文针对无线SLAM中相控阵成本高导致天线增益受限的问题,提出可重构全息表面辅助的SLAM系统,设计RHS波束控制方法及相应SLAM算法,在相同成本下实现三倍以上定位精度提升。
2024-01-16 eess.SP
Learning Sequential Channel Selection for Interference Alignment using Reconfigurable Antennas
近年来,已经探索了机器学习技术来支持、增强或扩充无线系统,特别是在协议栈的物理层。传统的基于ML的方法或优化通常由于算法复杂性、对现有训练数据的依赖和/或由于分布式设置而不适合。在本文中,我们制定了一个可重构天线为基础的信道选择问题的干扰对齐在多用户无线网络作为一个学习问题。更具体地说,我们建议,通过使用顺序学习,可以选择一个有效的信道或信道的组合,以提高干扰对齐使用可重构天线。我们首先制定的通道选择作为一个多臂的问题,旨在优化网络的总速率。我们表明,通过使用自适应顺序学习策略,网络中的每个节点可以学习选择最佳信道,而不需要所有可用的天线状态的完整和瞬时CSI。我们进行性能分析,我们的技术的MIMO干扰信道使用传统的IA计划和量化的模式多样性和学习信道选择的好处。
2019-02-12 eess.SP
Learning to Jointly Optimize Antenna Positioning and Beamforming for Movable Antenna-Aided Systems
The University of Hong Kong(香港大学);Great Bay University(大湾区大学);National University of Singapore(新加坡国立大学)
本文提出了一种端到端深度学习框架,用于解决移动天线辅助多用户下行链路传输系统中天线位置和波束成形的联合优化问题,通过处理离散变量和耦合约束的定位模型以及连续变量的波束成形模型,提升了总速率性能并减少了计算时间。
2026-03-17 eess.SP
Fingerprint Based mmWave Positioning System Aided by Reconfigurable Intelligent Surface
可重构智能表面(RIS)是毫米波(mmWave)定位系统中一种很有前途的技术。研究了RIS辅助下的多输入多输出(MIMO)时分双工(TDD)毫米波系统中的多移动用户(MU)定位问题。我们推导出空时信道响应向量(STCRV)作为一种新型的指纹的表达式。STCRV由多径信道特性组成,例如,时间延迟和到达角(AOA),其与MU的位置有关。通过使用STCRV作为输入,我们提出了一种新的残差卷积网络回归(RCNR)学习算法来输出MU的估计三维(3D)位置。具体地,RCNR学习算法包括用于处理输入STCRV的数据处理块、用于提取STCRV的特征的正常卷积块、用于进一步提取特征并保护特征的完整性的四个残差卷积块、以及用于估计3D位置的回归块。大量的仿真结果也表明,建议的RCNR学习算法优于传统的卷积神经网络(CNN)。
2022-10-21 eess.SP
MetaRadar: Multi-target Detection for Reconfigurable Intelligent Surface Aided Radar Systems
雷达作为一种广泛应用的定位和感知技术,将在未来的无线网络中发挥重要作用。然而,传统雷达与目标之间的无线信道是被动的,这限制了目标检测的性能。为了解决这个问题,我们建议使用的可重构智能表面(RIS),以提高雷达系统的检测精度,由于其能够自定义信道条件,通过调整其相移,这是被称为MetaRadar。在这样的系统中,为了提高多目标检测性能,联合优化雷达波形和RIS相移是具有挑战性的。为了解决这一问题,本文设计了一种波形和相移优化(WPSO)算法,有效地解决了多目标检测问题,并从理论上分析了MetaRadar方案的性能。仿真结果表明,MetaRadar方案的检测性能明显优于传统雷达方案。
2023-03-24 eess.SP
Joint Localization and Beamforming for Reconfigurable Intelligent Surface Aided 5G mmWave Communication Systems
可重构智能表面(RIS)是提高毫米波(mmWave)通信系统传输速率的一项重要技术。以往对RIS技术的研究主要集中在提高毫米波通信系统的传输速率和保密率上。RIS技术的出现为智能无线电环境的产生创造了条件,在提高毫米波通信系统定位精度方面也具有潜在优势。部署在墙壁和物体上,RISs能够通过控制多径反射来显着改善通信和定位覆盖范围。本文研究了基于RIS的毫米波定位系统,提出了一种联合波束形成和定位问题。然而,由于目标函数取决于未知UE的位置和瞬时信道状态信息(CSI),因此这种基于RIS辅助的波束成形和定位技术具有挑战性。针对这一问题,提出了一种新的联合定位和波束形成优化算法(JLBO),并给出了算法的收敛性证明。仿真结果表明,RIS可以提高系统的用户定位精度,与传统的方案相比,该方案具有显着的性能改善。
2022-10-27 eess.SP
Tri-Hybrid Multi-User Precoding Using Pattern-Reconfigurable Antennas: Fundamental Models and Practical Algorithms
School of Engineering, The University of British Columbia, Kelowna(不列颠哥伦比亚大学工程学院);Electrical and Computer Engineering Program, Division of Computer, Electrical and Mathematical Sciences and Engineering (CEMSE), King Abdullah University of Science and Technology (KAUST)(阿卜杜拉国王科技大学计算机、电气和数学科学与工程学部电气与计算机工程项目)
该研究提出集成可重构模式天线的三混合MIMO架构,构建两类模型并开发对应WMMSE框架下的预编码算法,仿真显示其性能与效率潜力大,需天线与通信理论协同发展。
2026-08-25 eess.SP
Efficient DOA Estimation Method for Reconfigurable Intelligent Surfaces Aided UAV Swarm
传统的波达方向(DOA)估计方法是在多个接收信道上进行的。在本文中,一个变化的DOA估计问题,解决了在一个不同的情况下,只有一个全功能的接收通道。提出了一种利用多个提升式可重构智能表面(RIS)的无人机群体系统来进行方位估计。无人机的运动会显著降低DOA估计性能,现有的原子范数最小化(ANM)方法不能用于阵列扰动的场景。针对无人机的位置扰动,提出了一种基于原子范数的DOA估计方法,利用位置扰动参数定义原子范数。然后,一个定制的半定规划(SDP)方法来解决原子范数为基础的方法,其中不同于传统的SDP方法,制定了一个额外的转换矩阵。此外,梯度下降法被应用到细化估计的DOA和位置扰动进一步。仿真结果表明,在仅有一个接收通道的无人机群系统中,该方法的DOA估计性能明显优于各种基准方法。
2022-03-19 eess.SP
Beamforming with hybrid reconfigurable parasitic antenna arrays
针对寄生可重构天线阵列波束成形的物理可实现性难题,提出电路理论模型与原点平移变换,推导闭式解,混合架构能效更优。
2025-02-25 eess.SP
Sub-6 GHz Beam-Reconfigurable Microfluidic Antenna Using Graphene Liquid for 5G Network
University of Cyprus(塞浦路斯大学);European University(欧洲大学)
本文提出了一种基于石墨烯液体的可重构Sub-6 GHz天线,实现360°波束重构,具有高增益和宽频带阻抗带宽。
2025-12-19 eess.SP
Artificial Intelligence for Spatially Reconfigurable Antennas: Movable, Fluid, and Pinching Antenna Systems
Phenikaa University(菲尼亚卡大学);University of Essex(埃塞克斯大学);VSB-Technical University of Ostrava(俄斯特拉发科技大学);Harbin Institute of Technology, Shenzhen(哈尔滨工业大学(深圳));Zhejiang Gongshang University(浙江工商大学)
本综述针对可移动、流体、捏合三类空间可重构天线系统,梳理了深度学习等各类AI技术的应用,探讨了相关开放挑战与未来方向。
2026-08-04 eess.SP
Movable Antenna Aided Physical Layer Security with No Eavesdropper CSI
本文提出一种无需窃听者信道状态信息的可移动天线辅助安全传输框架,通过联合优化天线位置、波束成形与干扰功率分配提升保密速率,并验证其优于传统固定天线系统。
2024-12-27 eess.SP
Handling Distance Constraint in Movable Antenna Aided Systems: A General Optimization Framework
针对可移动天线辅助系统中非凸天线距离约束带来的优化难题,提出引入辅助变量分离约束、结合交替优化的通用框架,可获子问题平稳点,仿真验证其在容量最大化等两类场景中优于现有基线方案。
2024-07-11 eess.SP
Near-Field Localization via Reconfigurable Antennas
University of Southern California(南加州大学);King Abdullah University of Science and Technology (KAUST)(阿卜杜拉国王科技大学);Chalmers University of Technology(查尔姆斯理工大学)
本文提出利用可重构天线进行近场定位的方法,通过联合优化基带和电磁预编码以提高用户设备定位精度。
2026-03-22 eess.SP
Reconfigurable Intelligent Surface Aided Constant-Envelope Wireless Power Transfer
可重构智能表面(RISs)通过人工重构电磁波的传播环境,被认为是提高无线网络能量和频谱效率的一种有前途的革命性硬件技术。在本文中,我们研究了RIS辅助多用户多输入多输出(MIMO)无线电能传输(WPT)系统,其中发射机配备了一个恒定包络的模拟波束形成器。首先,我们最大化的总接收功率的用户通过联合优化波束形成器在发射机和RIS的相移,并提出了两个交替优化的次优解分别利用半定松弛(SDR)和连续凸逼近(SCA)技术。然后,考虑到用户的公平性,我们制定了另一个问题,以最大限度地提高总接收功率的用户的个人最小接收功率的限制。提出了一种基于交替方向乘子法(ADMM)和SCA技术的低复杂度迭代算法。在多用户的情况下,我们进一步分析了当RIS单元数趋于无穷大时的渐近性能,并限制了RIS相位量化带来的性能损失。数值结果表明了分析结果的正确性和算法的有效性。
2020-12-07 eess.SP
Hybrid Codebook Design for Localization Using Electromagnetically Reconfigurable Fluid Antenna System
本文研究ER-FAS在下行MISO定位中的应用,针对EM综合与有限状态选择两种范式联合设计基带和电磁预编码器,以最小化位置误差界并显著提升定位精度。
2025-08-29 eess.SP
Reconfigurable Codebook-Based Beamforming for RDARS-Aided mmWave MU-MIMO Systems
本文研究RDARS辅助毫米波系统的波束成形设计,提出可重构码本与分层搜索波束训练方案,为SDMA和TDMA推导最优配置与干扰抑制方案,最大化加权和速率。
2025-04-02 eess.SP
Reconfigurable Intelligent Surface-Aided Dual-Function Radar and Communication Systems With MU-MIMO Communication
本文研究RIS辅助的ISAC系统,通过联合主动和被动波束成形最大化多用户通信可达和速率,采用WMMSE、AO、惩罚算法和MM-SDR方法求解,仿真验证了部署RIS的优势。
2024-02-08 eess.SP
Joint Receive Antenna Selection and Beamforming in RIS-Aided MIMO Systems
本文研究了一种低复杂度的可重构智能表面辅助多用户多输入多输出系统设计。基站(BS)应用接收天线选择以将其天线的子集连接到可用射频链。对于该设置,BS切换网络、上行链路预编码器和RIS相移被联合设计,使得上行链路和速率被最大化。原理设计问题归结为NP难混合整数优化问题。因此,我们调用加权最小均方误差技术和惩罚对偶分解方法开发一个易于处理的迭代算法,有效地逼近最优设计。我们的数值研究验证了所提出的算法的效率和其优越的性能相比,基准。
2022-12-28 eess.SP
Joint Positioning, Beamforming, and Power Allocation in Full-Duplex MIMO with Position-Reconfigurable Antenna Arrays
本文研究多用户全双工MIMO系统,提出联合波束成形、功率分配与位置可重构天线部署的交替优化框架,最大化加权和速率,仿真证实其显著性能增益。
2025-11-05 eess.SP
Hybrid Precoding Design for Reconfigurable Intelligent Surface aided mmWave Communication Systems
在这封信中,我们专注于混合预编码(HP)设计的可重构智能表面(RIS)辅助多用户(MU)毫米波(mmWave)通信系统。具体而言,我们的目标是最小化的接收符号和发送符号之间的均方误差(MSE),通过联合优化的模拟-数字HP在基站(BS)和在RIS的相移(PS),其中的非凸元素明智的恒定模约束的模拟预编码和PS的处理,通过诉诸梯度投影(GP)方法。我们分析证明了所提出的算法的收敛性,并通过数值结果表明所提出的设计所需的性能增益。
2019-11-29 cs.NI eess.SP
Reconfigurable-Metasurface-Aided Multi-State Generalized Polarization-Space Modulation for Next-Generation Wireless Communications
我们提出了一种低成本的可重构元表面发射机,以实现广义极化空间调制(GPSM),已提出了下一代无线通信。与传统的多输入多输出GPSM不同,我们的电磁兼容,使用钡锶钛薄膜的形状因子降低设计产生两个以上的偏振态。全波仿真结果表明,我们的优化设计实现了0.08-0.95的偏振转换比与5%的带宽在28 GHz和误码率相当或优于传统的系统。
2021-03-23 eess.SP physics.app-ph
Single-Carrier Spatial Modulation for the Internet of Things: Design and Performance Evaluation by Using Real Compact and Reconfigurable Antennas
在本文中,我们首次提出了两种新的解决方案,以提高小型连接对象(如眼镜和摄像头)与第五代(5G)移动网络之间的数据速率,基于空间调制,单载波波形,对象侧的紧凑型可重构天线和网络侧的大规模多输入多输出(M-MIMO)。在第一种新的无线通信系统中,“发射对象”使用具有紧凑的可重构天线和恒定包络放大器的发射空间调制,以低复杂度和低功耗以高数据速率发射。M-MIMO 5G基站的空时数字处理能力用于检测这种信号。在第二种新的无线通信系统中,“接收对象”使用接收空间调制、紧凑的多端口天线和低复杂度检测算法来以低复杂度信号处理以高数据速率接收。利用M-MIMO 5G基站的空时波束成形能力来提供预均衡的信号,足以被物体检测到。我们第一次提出了实验,表明M-MIMO允许重新引入单载波调制波形。对于第一次,我们提出了与真正现有的紧凑型天线和紧凑型可重构天线的性能结果,表明这两个新的通信系统优于传统的调制在能源效率和复杂性方面。
2018-12-17 eess.SP
Design of Reconfigurable Intelligent Surface-Aided Cross-Media Communications
提出了一种新的可重构智能表面(RIS)辅助的混合反射/发射器设计,用于实现跨媒体通信中的信息交换。在追求能源效率和低成本实现之间的平衡,在集成多媒体系统中采用云管理传输协议。具体地,使用异构传播介质的设备的消息首先借助于基于RIS的双跳传输被发送到介质匹配的AP。在中频转换操作之后,接入点(AP)将接收到的信号上传到云端以进行进一步的解调和解码处理。基于时分多址接入(TDMA),云能够区分传输到不同设备的下行数据,并通过专用控制信道将其转换为RIS控制器的输入。因此,RIS可以被动地将入射载波反射回原始接收器,其中在预分配的时隙期间交换信息,遵循基于索引调制的发射器的思想。在时延约束的跨媒体通信模型中,采用迭代优化算法对RIS相位、传输速率和时间分配进行联合优化。我们的仿真结果表明,所提出的基于RIS的方案可以提高端到端的吞吐量比基于AP的传输,平等的时间分配,随机和离散相位调整基准。
2022-11-05 eess.SP
Computer Vision-Aided Reconfigurable Intelligent Surface-Based Beam Tracking: Prototyping and Experimental Results
在本文中,我们提出了一种新的基于计算机视觉的方法来帮助可重构智能表面(RIS)的动态光束跟踪,然后实现相应的原型验证系统。在RIS上安装一个摄像头以获取周围环境的视觉信息,RIS利用该信息识别所需的反射光束方向,然后根据预先设计的码本调整反射系数。与传统的利用信道估计或波束扫描来获得反射系数的方法相比,所提出的方法不仅节省了波束训练开销,而且消除了对额外反馈链路的需求。我们建立了一个运行在5.4 GHz的20 × 20 RIS,并开发了一个高速控制板,以确保反射系数的实时刷新。同时,我们实现了一个独立的对等通信系统来模拟基站和用户设备之间的通信。视觉辅助RIS原型系统在两种移动场景下进行了测试:RIS工作在近场条件下作为基站的无源阵列天线; RIS工作在远场条件下辅助基站与用户设备之间的通信。实验结果表明,RIS能够根据视觉信息快速调整反射系数,实现动态光束跟踪。
2022-07-11 eess.SP
Channel Estimation for Reconfigurable Intelligent Surface Aided Multi-User mmWave MIMO Systems
信道捕获是部署可重构智能表面(RIS)辅助通信系统的主要挑战之一。这是因为RIS具有大量的反射元件,这些反射元件是没有主动发射/接收能力的无源器件。本文研究了RIS辅助多用户毫米波多输入多输出(MIMO)系统的信道估计问题。具体来说,我们提出了一种新的信道估计协议,上述系统估计级联的信道,这是从基站(BS)的信道的产品,从RIS到用户。此外,由于级联信道通常是稀疏的,这允许我们使用压缩感知(CS)技术将信道估计问题公式化为稀疏恢复问题,从而允许以较少的训练开销来估计信道。此外,由于BS和RIS之间的公共信道,所有用户的级联信道的稀疏信道矩阵具有公共块稀疏结构。为了利用共同的稀疏模式,我们提出了一个两步多用户联合信道估计过程。在第一步中,我们利用公共列块稀疏性,将接收信号投影到公共列子空间上。在第二步中,我们利用投影信号的行-块稀疏性,提出了一种多用户联合稀疏矩阵恢复算法,该算法考虑了BS和RIS之间的公共信道。
2023-02-15 eess.SP
User Localization via Active Sensing with Electromagnetically Reconfigurable Antennas
University of Electronic Science and Technology of China(电子科技大学);King Abdullah University of Science and Technology (KAUST)(阿卜杜拉国王科技大学)
本文提出利用电磁可重构天线主动传感的深度学习框架,通过双时间尺度设计提升用户定位精度。
2026-01-29 eess.SP
Energy Efficiency Optimization in Active Reconfigurable Intelligent Surface-Aided Integrated Sensing and Communication Systems
针对有源可重构智能表面辅助集成感知与通信系统,提出能量效率优化方法,通过交替优化算法结合广义瑞利商、半定松弛和MM框架,显著提升能量效率。
2024-09-20 eess.SP
Environment-Aware Codebook for Reconfigurable Intelligent Surface-Aided MISO Communications
针对 RIS 辅助 MISO 系统,本文利用统计 CSI 和位置信息离线构建环境感知反射系数码本,简化反射优化并分析理论性能,实验证明其在估计误差下以更低开销和复杂度优于现有方案。
2023-04-24 eess.SP
Weight Selection for Pattern Control of Paraboloidal Reflector Antennas with Reconfigurable Rim Scattering
最近已经证明,通过沿边缘使用可重构元件来修改抛物面反射器天线的边缘散射有利于旁瓣修改,包括消除旁瓣。在这项工作中,我们研究了用于确定单位幅度权重的技术(即,修改散射信号的相位的权重),以实现在与反射器轴成任意角度处的旁瓣消除。具体而言,它示出,尽管大的搜索空间和非凸的代价函数,权重可以找到合理的复杂性,提供显着的取消能力。首先,在没有任何幅度约束的情况下找到最优权值,然后,给出了确定量化相位和非量化相位的单位模权值的算法。此外,它示出,可以获得的权重,同时提供一个恒定的主瓣增益消除旁瓣。一个主要的发现是,足够深的零点是可能的,基本上没有变化的主瓣与实际的(二进制或四进制)相位唯一的权重。
2022-02-26 eess.SP
Finite-Aperture Modeling of Pattern-Reconfigurable Antennas for Multiuser Beamforming
Nanjing University of Science and Technology(南京理工大学);City University of Hong Kong(香港城市大学)
本文提出方向图可重构天线的有限孔径模型,利用傅里叶表示与系数界限,开发了高效的多用户波束成形算法,实现和速率提升与优化加速。
2026-10-08 eess.SP