同时透射反射可重构智能表面赋能移动边缘计算任务卸载研究

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作者 李斌 杨冬东 《电子与信息学报》 北大核心 2025年第2期418-426,共9页

为弥补可重构智能表面(RIS)半空间覆盖和“乘性衰落”等不足,该文提出一种有源同时透射和反射可重构智能表面(aSTAR-RIS)技术用于提升移动边缘计算(MEC)卸载性能增益。首先,考虑MEC服务器计算资源、aSTAR-RIS能耗以及相移耦合约束,联合... 为弥补可重构智能表面(RIS)半空间覆盖和“乘性衰落”等不足,该文提出一种有源同时透射和反射可重构智能表面(aSTAR-RIS)技术用于提升移动边缘计算(MEC)卸载性能增益。首先,考虑MEC服务器计算资源、aSTAR-RIS能耗以及相移耦合约束,联合设计任务卸载比例、计算资源配置、多用户检测矩阵(MUD)、aSTAR-RIS相移以及用户上传功率,建立一个多变量耦合的加权总时延最小化问题。然后,借助块坐标下降法(BCD)将原问题分解为两个子问题,使用拉格朗日乘子法和罚项对偶分解法(PDD)交替优化子问题。仿真结果表明,相较于无源STAR-RIS方案,所提aSTAR-RIS辅助MEC方案加权总时延降低了12.66%。 展开更多

关键词 有源同时透射和反射可重构智能表面 移动边缘计算 计算卸载 资源分配

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可重构智能超表面使能的协作无线携能同传-非正交多址接入系统安全传输方案

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作者 季薇 刘子卿 +3 位作者 李飞 李汀 梁彦 宋云超 《电子与信息学报》 北大核心 2025年第2期305-314,共10页

可重构智能超表面(RIS)因能提供额外的无源波束增益被视为一项颇具前景的技术。考虑到未来大型物联网中不同用户服务需求的多样性及信息传输的安全性,该文面向协作无线携能同传-非正交多址接入(SWIPT-NOMA)系统,提出一种RIS使能的安全... 可重构智能超表面(RIS)因能提供额外的无源波束增益被视为一项颇具前景的技术。考虑到未来大型物联网中不同用户服务需求的多样性及信息传输的安全性,该文面向协作无线携能同传-非正交多址接入(SWIPT-NOMA)系统,提出一种RIS使能的安全传输方案。通过合理部署RIS的位置,将其同时作用于直接传输阶段和协作传输阶段。在满足非正交多址接入(NOMA)弱用户信息速率需求、NOMA强用户能量收集需求和基站最小发射功率的条件下,通过联合优化基站的有源波束成形、RIS的相移矩阵、强用户的功率分割系数等来最大化强用户的保密速率。为解决所提的多变量耦合的非凸优化问题,该文基于交替迭代优化算法,对基站的有源波束成形、直接传输阶段的RIS无源波束相移矩阵、协作传输阶段的RIS有源波束相移矩阵以及强用户的功率分割系数等进行了多次交替迭代优化,直至算法收敛。仿真结果验证了该文算法的收敛性,且与其它基准方案相比,所提方案可进一步提高强用户的保密速率。 展开更多

关键词 可重构智能超表面 无线携能同传 非正交多址接入 安全传输

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可重构智能超表面辅助的非视距人体生命体征感知

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作者 李新羽 张静远 +4 位作者 蔡子轩 秦世龙 马骞 游检卫 崔铁军 《电子学报》 北大核心 2025年第1期1-13,共13页

本文提出非视距场景下的无接触式人体生命体征感知方法,将可重构智能超表面与人体无线感知技术相结合,利用可重构智能超表面对电磁波的灵活调控能力,实现有障碍物遮挡情况下的人体生命体征监测.本文首先通过视觉辅助机制,利用Yolo-v7深... 本文提出非视距场景下的无接触式人体生命体征感知方法,将可重构智能超表面与人体无线感知技术相结合,利用可重构智能超表面对电磁波的灵活调控能力,实现有障碍物遮挡情况下的人体生命体征监测.本文首先通过视觉辅助机制,利用Yolo-v7深度学习模型,实现人体目标的定位.在此基础上,可重构智能超表面根据人体位置估计结果进行编码优化,进而改变感知信号传播路径,实现非视距场景下的人体感知;同时,本文针对传统变分模态分解算法在人体生命体征感知方面的不足,进一步提出一种基于滤波的变分模态分解算法,实现人体呼吸、心跳速率的精准估计.实验结果表明,视觉辅助模块可以准确定位人体胸腔所在位置,从而使可重构智能超表面能够精准调控电磁波束,使感知信号聚焦于人体.所提出的基于滤波的变分模态分解算法可以实现人体生命体征精准估计,其呼吸和心跳平均估计误差分别为0.6 RPM和5.3 BPM.与此同时,进一步分析与讨论也证明了基于可重构智能超表面的感知方案在非视距场景下进行人体生命体征感知的有效性和准确性. 展开更多

关键词 可重构智能超表面 非视距感知 人体无线感知 生命体征探测 变态模式分解 视觉辅助

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可重构智能超表面辅助的非地面网络安全传输与轨迹优化

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作者 徐可馨 隆克平 +1 位作者 陆阳 张海君 《电子与信息学报》 北大核心 2025年第2期296-304,共9页

由于卫星与地面用户之间的直连受限于覆盖范围和链路质量以及非地面网络存在窃听威胁等问题,该文考虑一个无人机中继的非地面网络安全传输系统,引入可重构智能超表面(RIS),提高合法用户信号质量。同时为了兼顾系统高传输速率和高安全需... 由于卫星与地面用户之间的直连受限于覆盖范围和链路质量以及非地面网络存在窃听威胁等问题,该文考虑一个无人机中继的非地面网络安全传输系统,引入可重构智能超表面(RIS),提高合法用户信号质量。同时为了兼顾系统高传输速率和高安全需求,该文设计卫星到无人机的传输速率与地面合法用户的安全速率的加权和作为系统效用,并以此作为优化目标,进而提出一种基于双层双延迟深度确定性策略梯度(TTD3)的联合卫星与无人机波束成形、RIS相移矩阵以及无人机轨迹优化方法,通过采用双层深度强化学习结构解耦波束成形和轨迹优化两个子问题,实现系统效用最大化。仿真结果验证了所提方法在动态非地面网络环境下的有效性,同时在高安全需求下,通过对比不同算法、不同配置方案以及不同RIS元件数量下的仿真结果,证明了该文所提方法能够提升系统安全传输性能。 展开更多

关键词 可重构智能超表面 非地面网络 深度强化学习 安全传输

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面向6G可重构智能超表面使能的近场海洋通信信道建模与信号传播机理研究

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作者 江浩 石旺旗 +2 位作者 朱秋明 束锋 WANG Jiangzhou 《电子与信息学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期4383-4390,共8页

可重构智能超表面(RIS)作为6G移动通信中的潜在关键技术之一,具有低成本、低能耗和易于部署等特点。该文提出将RIS技术引入至海洋无线通信场景中,可使无线传输环境从不可控变为可控。然而,现有的信道模型难以充分揭示RIS使能基站-海面... 可重构智能超表面(RIS)作为6G移动通信中的潜在关键技术之一,具有低成本、低能耗和易于部署等特点。该文提出将RIS技术引入至海洋无线通信场景中,可使无线传输环境从不可控变为可控。然而,现有的信道模型难以充分揭示RIS使能基站-海面无人船近场通信信号独特的传输机理,信道特性分析方法与建模理论难以在计算准确性与复杂度之间实现平衡。因此,该文通过对RIS使能近场海洋通信中各子信道进行建模,提出空时频多域信号传播机理分析方法,建立RIS使能基站-无人船近场海洋通信参数化统计信道模型,解决现有RIS信道建模方法难以兼顾精度与效率的技术瓶颈问题,提高RIS使能近场海洋通信系统设计过程中的信道模型匹配效率,为我国6G移动通信产业的快速发展提供技术支撑。 展开更多

关键词 可重构智能超表面 近场通信 信道模型 海洋通信

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可重构智能超表面辅助的大规模机器类通信深度学习大规模MIMO信道估计

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作者 刘婷 王媛 辛元雪 《电子与信息学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期4002-4008,共7页

大规模机器类通信(mMTC)是第5代移动通信系统的重要应用场景之一,可实现每平方公里近百万级设备的连接。考虑到mMTC传播环境的复杂性,该文引入可重构智能超表面(RIS)进行上行免授权的传输,由此级联形成用户与RIS、RIS与基站(BS)之间的... 大规模机器类通信(mMTC)是第5代移动通信系统的重要应用场景之一,可实现每平方公里近百万级设备的连接。考虑到mMTC传播环境的复杂性,该文引入可重构智能超表面(RIS)进行上行免授权的传输,由此级联形成用户与RIS、RIS与基站(BS)之间的信道链路,从而有效控制无线信号传输的质量。在此基础上,建立Turbo译码消息传递思想下的降噪学习系统,通过大量的训练数据,以学习RIS辅助的级联信道状态信息,并对其进行估计。此外,该文对RIS辅助的mMTC信道估计结果进行了统计分析,以验证所提方案的准确性。数值仿真结果和理论分析结果表明,该文方法优于其他压缩感知类的方法。 展开更多

关键词 大规模机器类通信 免授权接入 可重构智能超表面 深度学习 信道估计

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智能超表面辅助MIMO系统:单极化与双极化的选择

7

作者 郑子洲 张泓亮 +1 位作者 黄欢 王刚 《移动通信》 2025年第4期28-33,共6页

在移动通信系统中,双极化多输入多输出(DP-MIMO,Dual-Polarized Multiple-Input Multiple-Output)技术通过极化维度的复用与分集增益,显著提升了频谱效率。然而,受限于无线极化信道交叉极化耦合效应,现有DP-MIMO系统容量难以突破单极化(... 在移动通信系统中,双极化多输入多输出(DP-MIMO,Dual-Polarized Multiple-Input Multiple-Output)技术通过极化维度的复用与分集增益,显著提升了频谱效率。然而,受限于无线极化信道交叉极化耦合效应,现有DP-MIMO系统容量难以突破单极化(SP-MIMO,Single-Polarized MIMO)架构的性能上限。为此,文章提出双极化可重构智能反射面(DP-RIS,DP Reconfigurable Intelligent Surface)的联合极化相位设计方案,并基于此系统性探究DP-RIS表面尺寸与MIMO系统容量性能的关联机制。具体来说,通过建立极化信道模型,推导了最佳相位设计下的RIS辅助DP/SP-MIMO系统容量闭合表达式。并基于此,给出了DP系统性能优于SP系统的尺寸阈值。理论分析与仿真结果表明:当RIS单元数超过该阈值时,DP-MIMO系统可实现相较于SP-MIMO的容量优势。研究结论为DP-RIS的工程部署提供了关键尺寸设计准则。 展开更多

关键词 可重构智能超表面 双极化 多输入多输出系统

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基于非理想条件可重构智能超表面辅助无线携能通信-非正交多址接入系统通感性能研究 被引量：1

8

作者 李兴旺 王新莹 +3 位作者 田心记 王心水 秦攀科 陈慧 《电子与信息学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期2434-2442,共9页

为满足日益增长的高效通信和可靠感知需求,该文提出可重构智能超表面(RIS)辅助无线携能通信(SWIPT)-非正交多址接入(NOMA)系统,该系统同时实现目标感知和信息传输。考虑非完美连续干扰消除(SIC)和信道估计误差(CEE)两种非理想因素,分析... 为满足日益增长的高效通信和可靠感知需求,该文提出可重构智能超表面(RIS)辅助无线携能通信(SWIPT)-非正交多址接入(NOMA)系统,该系统同时实现目标感知和信息传输。考虑非完美连续干扰消除(SIC)和信道估计误差(CEE)两种非理想因素,分析了所提系统的可靠性、有效性以及雷达感知性能,分别推导出系统中断概率(OP)、遍历速率(ER)、检测概率(PoD)以及雷达估计信息速率(REIR)的解析表达式。分析结果表明:非完美SIC和CEE对系统的性能有负面影响;中断概率随基站发射功率的增大而减小,在高信噪比区域趋于定值;遍历速率及雷达估计信息速率随基站发射功率增大而增加,在高信噪比区域稳定于一个上限值;在不同的检测阈值下,检测概率随基站发射功率的增大而增大;联合雷达检测和通信覆盖概率(JRDCCP)分别随中断阈值和检测阈值的升高而降低。 展开更多

关键词 通感一体化 可重构智能超表面 无线携能通信 非正交多址接入

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加载可重构智能超表面的无人机通信系统设计与验证 被引量：1

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作者 张馨予 孔祥鲲 +3 位作者 刘子庆 高世奇 王霄鹏 戚楠 《电波科学学报》 CSCD 北大核心 2024年第4期741-747,共7页

可重构智能超表面(reconfigurable intelligent surface,RIS)技术由于其卓越的电磁调控能力,被认为是实现下一代无线通信的可行方案。然而,大多数现有的研究依赖于计算机对现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)进行有... 可重构智能超表面(reconfigurable intelligent surface,RIS)技术由于其卓越的电磁调控能力,被认为是实现下一代无线通信的可行方案。然而,大多数现有的研究依赖于计算机对现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)进行有线数据传输来控制超表面,限制了其移动性和灵活性,因此无线系统的通信覆盖范围受到限制。对此本文搭建了一种机载RIS的无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)系统进行无线通信,解决了可编程数字编码超表面的无线控制问题。利用FPGA的无线传输模块发送编码序列切换PIN二极管的工作状态,改变超表面的反射系数,同时UAV携带RIS和FPGA作为可移动的空中基站飞行,使得RIS可以移动到任意地点,将通信信号反射给目标用户。为了验证该系统的可行性,在实验中以2.74%的误码率和12.83%的丢包率成功发送和接收了图片。研究结果表明,UAV辅助RIS技术在通信领域有着潜在的应用前景。 展开更多

关键词 可重构智能超表面(RIS) 无线通信 现场可编程门阵列(FPGA) 无人机(UAV) 幅度调制

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可重构智能超表面辅助的混合近远场定位方法

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作者 曹梦媛 张浩波 张泓亮 《移动通信》 2024年第10期2-7,共6页

可重构智能超表面因为可以对非视距用户进行精准定位而受到广泛关注。随着可重构智能超表面口径变大,超表面的近场范围扩展,待定位用户可能位于混合近远场中。然而,现有方法假设用户位于纯近场或纯远场,当同时存在近场和远场用户时,近... 可重构智能超表面因为可以对非视距用户进行精准定位而受到广泛关注。随着可重构智能超表面口径变大,超表面的近场范围扩展,待定位用户可能位于混合近远场中。然而,现有方法假设用户位于纯近场或纯远场,当同时存在近场和远场用户时,近场定位方法复杂度过高,而远场定位方法精度较差。为了解决上述问题,提出了一种可重构智能超表面辅助的混合近远场定位方法,其基本思想是基于信号参数在近场和远场随位置变化快慢的差异,将近场和远场区域划分为不同密度的网格,利用超表面反射信号判断用户处于近/远场并确定其网格位置,从而同时实现低复杂度和高定位精度。与现有纯近场或远场方法不同,使用近远场混合模型,导致位置估计算法和可重构智能超表面相移优化算法的设计更困难。为了解决这些挑战,基于混合近远场模型构建了位置估计问题和可重构智能超表面相移优化问题,并分别设计了算法进行求解。仿真结果验证了所提定位方法的有效性。 展开更多

关键词 可重构智能超表面 近场定位 远场定位 混合近远场

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基于无源可重构智能超表面的室内无线信号覆盖增强 被引量：7

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作者 刘海霞 易浩 +5 位作者 马向进 乐舒瑶 孔旭东 马培 曾宇鑫 李龙 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第12期32-44,共13页

可重构智能超表面(RIS)是一种新型人工电磁材料,可灵活调控电磁波的频率、幅度、相位、极化、传播方向、波形等特性。在无线通信领域,可利用RIS重构无线通信信道,实现无线信号的盲区覆盖,提高通信质量。首先,概述了RIS技术的发展和研究... 可重构智能超表面(RIS)是一种新型人工电磁材料,可灵活调控电磁波的频率、幅度、相位、极化、传播方向、波形等特性。在无线通信领域,可利用RIS重构无线通信信道,实现无线信号的盲区覆盖,提高通信质量。首先,概述了RIS技术的发展和研究现状,分析了RIS的关键技术和应用场景。然后,提出了一种新型无源RIS,通过无源编码和拼接原理实现了RIS口径可重构和波束可重构特性,具有低成本、低功耗、低复杂度的优点。最后,在实际室内环境下进行了基于无源RIS的室内无线信号盲区覆盖增强实验。通过仿真与实测对比,证明了无源可拼接超表面在无线通信补盲场景应用中的有效性。此外,针对5G/6G毫米波通信,设计了双层十字交叉振子无源RIS,应用到室内典型的L形走廊场景,验证了无源RIS对室内无线信号覆盖的增强效果。 展开更多

关键词 无源可重构智能超表面 信道重构 盲区覆盖 无线通信

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可重构智能超表面设计及其无线通信系统应用 被引量：13

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作者 马向进 韩家奇 +3 位作者 乐舒瑶 田雨岑 陈斯龙 李龙 《无线电通信技术》 2022年第2期258-268,共11页

可重构智能超表面(Reconfigurable Intelligent Metasurface,RIS)是一种新的人工电磁超材料,具有灵活调控电磁波的频率、幅度、相位、波形、极化和传播方向等特性。RIS构建起物理空间和信息空间的桥梁,具有灵活调控电磁波的能力和低成... 可重构智能超表面(Reconfigurable Intelligent Metasurface,RIS)是一种新的人工电磁超材料,具有灵活调控电磁波的频率、幅度、相位、波形、极化和传播方向等特性。RIS构建起物理空间和信息空间的桥梁,具有灵活调控电磁波的能力和低成本、低能耗、低质量的优点,将为B5G/6G无线通信技术开辟崭新道路。RIS在提升无线通信的信号功率覆盖范围、增强通信质量和评估蜂窝网络性能扮演着至关重要的角色。针对RIS在无线通信系统中应用,围绕解决非视距下的通信盲区覆盖,阐述RIS硬件系统的工作原理与设计方法;从无源的反射器墙面到有源超表面,从可拼接的无源编码RIS反射面到现场可编程超表面,对RIS发展的历程及其通信系统中的应用进行介绍与分析;最后给出了RIS未来发展方向。 展开更多

关键词 可重构智能超表面 通信盲区覆盖 5G/6G无线通信

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基于透射型超表面的模态可重构太赫兹涡旋波束生成

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作者 周晶仪 郑史烈 +2 位作者 余显斌 回晓楠 章献民 《雷达学报（中英文）》 EI CSCD 北大核心 2022年第4期728-735,共8页

太赫兹技术与轨道角动量(OAM)技术相结合在高速无线通信领域具有巨大潜力。理论上不同模态的OAM之间具备严格正交性,若能将OAM技术应用到太赫兹通信系统中,必能极大提升系统的通信容量。因此,如何产生高质量的THz-OAM波束,并给予它灵活... 太赫兹技术与轨道角动量(OAM)技术相结合在高速无线通信领域具有巨大潜力。理论上不同模态的OAM之间具备严格正交性,若能将OAM技术应用到太赫兹通信系统中,必能极大提升系统的通信容量。因此,如何产生高质量的THz-OAM波束,并给予它灵活的动态控制成为研究者们的一大研究热点。该文设计了一种双层透射型超表面,使用3D打印作为加工方式,成本低、加工难度小。超表面单元结构采用高度可变的介质单元,随着单元高度不断发生改变,透射相位覆盖0°~360°,且透射率保持在88%以上。采用WR-10标准波导喇叭天线进行馈电,在100 GHz工作频率下,通过改变双层超表面之间的相对旋转角度,产生了不同模态的OAM波束。仿真结果表明,该文设计的超表面天线能够实现$l=1,2,3$的OAM波束,二维幅相结果符合对应模态的特征,$l=1,2,3$时,OAM波束的模态纯度分别为85.4%,84.9%,83.4%。通过太赫兹扫场测试平台测试了天线在90 GHz,100 GHz,110 GHz频点下的电场分布。结果表明:在20 GHz带宽内,产生的OAM波束质量较好,证明该文设计的超表面天线在高频工作具有一定的工作带宽,有望应用于高频OAM通信。 展开更多

关键词 太赫兹 涡旋波束 模态可重构 超表面 透射型

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基于一种新型架构的可重构智能超表面研究

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作者 张顺利 赵薇 +3 位作者 侯芸芳 司马博羽 张若愚 吴文 《微波学报》 CSCD 北大核心 2023年第S01期301-305,共5页

本文介绍了一种可重构智能超表面(Reconfigurable Intelligent Surface,RIS)体系结构设计。该结构包括一块贴片天线、一块RIS和一个功率放大器。第一块天线接收的信号通过功率放大器馈入第二块RIS,前者固定指向基站,后者可以对信号相位... 本文介绍了一种可重构智能超表面(Reconfigurable Intelligent Surface,RIS)体系结构设计。该结构包括一块贴片天线、一块RIS和一个功率放大器。第一块天线接收的信号通过功率放大器馈入第二块RIS,前者固定指向基站,后者可以对信号相位调控。通过引入单个功率放大器,新设计克服了传统RIS的信号路径损耗问题,提高了信号的强度和质量。本文利用理论分析、仿真和信噪比(SNR)比较,验证了新设计相对于传统RIS的优势。相比于传统的无源RIS结构,新设计的优势显而易见。它不仅减弱了路径损耗,还简化了实施过程,降低自干扰,提高了通信系统的性能和可靠性。 展开更多

关键词 可重构智能超表面(RIS) 有源RIS 功率放大器 路径损耗 信噪比(SNR)

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具有可移动阵元的同时透射和反射可重构智能超表面辅助隐蔽通感一体系统:联合主动和柔性被动波束成形优化

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作者 周涛 许魁 +3 位作者 夏晓晨 胡国杰 李春国 谢威 《电子与信息学报》 2025年第4期991-1003,共13页

由于通信与目标感知波形的耦合共用,通感一体(ISAC)系统更容易面临信息泄露的风险。该文从隐蔽通信角度,研究了具有可移动阵元的同时透射和反射智能超表面(ME-STAR-RIS)辅助的ISAC系统。首先引入了ME-STAR-RIS,其阵元可在一定范围内移动... 由于通信与目标感知波形的耦合共用,通感一体(ISAC)系统更容易面临信息泄露的风险。该文从隐蔽通信角度,研究了具有可移动阵元的同时透射和反射智能超表面(ME-STAR-RIS)辅助的ISAC系统。首先引入了ME-STAR-RIS,其阵元可在一定范围内移动,以获取更有利的信道条件。根据离散阵元部署位置模型,构建了ME-STAR-RIS辅助ISAC系统的波束优化模型,旨在联合设计ISAC基站(BS)处的主动波束成形以及ME-STAR-RIS处的柔性被动波束成形(包括阵元位置、相移和振幅系数),在隐蔽通信质量约束下,最大化感知目标的探测波束增益。进而提出一种双层迭代优化算法有效求解主动和柔性被动波束成形。仿真结果验证了所提算法的有效性,并表明阵元移动能够有利于提升ISAC系统性能。 展开更多

关键词 通信感知一体化 隐蔽通信 同时透射和反射智能超表面 可移动阵元

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基于石墨烯的多功能超表面设计

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作者 王连胜 夏冬艳 +2 位作者 付全红 丁学用 汪源 《太赫兹科学与电子信息学报》 2024年第5期565-574,共10页

为实现机载天线罩吸波/透射波/反射波功能一体化,设计了一种基于石墨烯和光电二极管(PIN)的宽带吸波/反射波/透射波多功能超表面。当PIN正向导通时,超表面对入射电磁波的透过率接近于0,反射率可以通过改变石墨烯的费米能级进行调节;当... 为实现机载天线罩吸波/透射波/反射波功能一体化,设计了一种基于石墨烯和光电二极管(PIN)的宽带吸波/反射波/透射波多功能超表面。当PIN正向导通时,超表面对入射电磁波的透过率接近于0,反射率可以通过改变石墨烯的费米能级进行调节;当石墨烯的费米能级为0.3 eV时,超表面在1.55~5.51 GHz范围内的吸收率超过了90%;当石墨烯能级为0 eV时,超表面在1.55~5.51 GHz范围内的反射系数高达45%。当PIN反向截止时,超表面在4.76 GHz处出现了一个透射峰,石墨烯费米能级为0.3 eV和0 eV时的透射系数分别为61%和71%。设计的超表面具有结构简单、宽带吸波/反射波/透射波多功能等优点,在通信和雷达等领域具有广泛的应用前景。 展开更多

关键词 超表面 石墨烯 宽带吸波 透射 反射 光电二极管

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可重构智能表面辅助的多用户通信宽带信道估计 被引量：4

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作者 李贵勇 杜一舟 王丹 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第7期2443-2450,共8页

针对太赫兹(THz)链路的严重传输衰减和宽带系统中波束斜视导致传统信道估计方案性能下降的问题,该文构建了可重构智能表面(RIS)辅助多用户THz通信模型,并提出一种低复杂度的两阶段级联信道估计方案。在第1阶段,利用THz的稀疏性和对数和... 针对太赫兹(THz)链路的严重传输衰减和宽带系统中波束斜视导致传统信道估计方案性能下降的问题,该文构建了可重构智能表面(RIS)辅助多用户THz通信模型,并提出一种低复杂度的两阶段级联信道估计方案。在第1阶段,利用THz的稀疏性和对数和函数,将信道估计问题转化为目标优化问题,通过梯度下降法优化目标函数,使待估信道参数迭代逼近最优解,从而估计出典型用户级联信道;在第2阶段,利用其他用户的级联信道与典型用户信道的强相关性,以较低的导频开销来估计其他用户的级联信道。仿真结果表明,所提方案相较于其他方案具有更好的性能。 展开更多

关键词 可重构智能反射表面 太赫兹通信 信道估计 波束斜视

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一种应用于无线网络通信智能超表面的设计

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作者 崔亦军 赵志勇 +2 位作者 吴建军 汤剑 陈烈强 《无线电通信技术》 2022年第3期475-479,共5页

智能超表面(Reconfigurable Intelligent Surface,RIS)作为未来无线通信关键技术之一,在无线通信网络中发挥着重要的作用。在基站与终端的无线环境中引入智能超表面,对无线环境进行可编程,能够显著提高网络覆盖区信号强度、用户速率以... 智能超表面(Reconfigurable Intelligent Surface,RIS)作为未来无线通信关键技术之一,在无线通信网络中发挥着重要的作用。在基站与终端的无线环境中引入智能超表面,对无线环境进行可编程,能够显著提高网络覆盖区信号强度、用户速率以及网络容量。介绍了智能超表面单元模型及PIN管相应的等效电路,设计了一种与现有基站极化方向相匹配的各单元独立可调的反射式智能超表面,通过仿真设计,每个智能超表面单元可以实现1 bit调相。在此基础之上,根据阵列智能超表面单元的散射场理论以及每个单元状态矩阵,通过算法优化,可以得出实现不同角度反射电磁波的码本(每个基本单元需要控制PIN的状态),并且通过工程实践以及实测,不同的码本能够实现不同角度的反射电磁波出射,工程上验证了反射式智能超表面具有对电磁波进行波束控制调整的能力,能够实现对无线环境的传输信道优化。 展开更多

关键词 智能超表面(RIS) PIN管 码本 反射电磁波 波束调整

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可重构太赫兹石墨烯极化转换超表面

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作者 司黎明 汤鹏程 吕昕 《无线电通信技术》 2022年第2期233-240,共8页

提出了一款基于石墨烯的太赫兹超表面单元,该单元能够对圆极化入射波起到极化转换的作用。通过调节石墨烯的化学势能,超表面单元的反射特性会发生改变。在此基础上,根据几何相位以及异常反射原理,利用超表面单元的相位调制特性,构建了3... 提出了一款基于石墨烯的太赫兹超表面单元,该单元能够对圆极化入射波起到极化转换的作用。通过调节石墨烯的化学势能,超表面单元的反射特性会发生改变。在此基础上,根据几何相位以及异常反射原理,利用超表面单元的相位调制特性,构建了3组不同相位梯度的超表面,并对不同化学势能条件下的近场特性进行了电磁仿真研究。更进一步,又利用超表面单元构成了1 bit编码超表面。改变石墨烯的化学势能,可以对其散射远场方向图起到调控作用。该款基于石墨烯的太赫兹超表面单元为灵活调控太赫兹波提供了新的思路,未来有望应用到太赫兹频段上可重构智能超表面的构建当中。 展开更多

关键词 太赫兹 超表面 石墨烯 可重构 异常反射

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混合智能反射面辅助的通信感知一体化:高能效波束成形设计

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作者 褚宏云 杨梦瑶 +3 位作者 黄航 郑凌 潘雪 肖戈 《电子与信息学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期2462-2469,共8页

能量效率(EE)是5G+/6G无线通信的重要设计指标,而智能反射面(RIS)被普遍认为是改善EE的潜在手段。不同于被动RIS,混合RIS由有源和无源元件组成,对来波移相的同时可放大信号强度,能够有效克服被动RIS引起的“乘性衰落”效应。鉴于此,该... 能量效率(EE)是5G+/6G无线通信的重要设计指标,而智能反射面(RIS)被普遍认为是改善EE的潜在手段。不同于被动RIS,混合RIS由有源和无源元件组成,对来波移相的同时可放大信号强度,能够有效克服被动RIS引起的“乘性衰落”效应。鉴于此,该文提出一种混合RIS辅助通信感知一体化(ISAC)的下行链路传输系统。为探究数据传输速率与能耗之间的内在关联,该文以RIS辅助ISAC网络能量效率最大化为目标,在满足基站(BS)发射功率、波束图增益以及混合RIS功率和幅值约束的条件下,联合优化基站端的波束赋形和混合RIS的相移。为解决该复杂的分数规划问题,提出基于交替优化(AO)的算法来求解。为克服AO算法中引入辅助变量造成算法复杂度高的难题,利用耦合优化变量的关联,提出一种基于级联深度学习网络的求解算法。仿真结果表明,提出的混合RIS辅助ISAC方案在和速率、能效方面皆优于现有方案,且算法收敛速度快。 展开更多

关键词 通信感知一体化 能量效率最大化 混合可重构智能超表面 联合波束赋形 级联深度学习

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