摘要：智能反射表面(intelligent reflective surface,IRS)被认为是无线通信网络的前景技术之一。然而由于IRS无源波束赋形优化受到本身所具有的非凸恒模约束,现有工作在IRS辅助的多输入多输出(multiple input multiple output,MIMO)系统中的研究只能得到次优解且具有较高的复杂度。本文考虑一个单用户IRS辅助通信的毫米波MIMO系统,为了最大化频谱效率,优化通信接入点AP(access point)端有源和IRS端无源波束赋形矩阵。首先将有源和无源波束赋形矩阵解耦,得到AP的最优有源波束赋形解,将IRS无源波束赋形设计问题推导为一个非凸二次约束二次规划(quadratically constrained quadratic programming,QCQP)问题;采用低复杂度的连续闭式解(successive closed form,SCF)算法求解IRS无源波束赋形矩阵,为了衡量SCF算法性能,分析对比了现有的最优分支界定(branch and bound,BnB)算法。仿真结果验证了SCF算法在IRS相移连续和离散时均能在较低复杂度达到较高的频谱效率性能。

摘要：由于通信网络向“空-天-地-海”的立体架构发展,无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)在通信中的应用受到了广泛的关注。与传统方式相比,以直射路径为主导信道的UAV通信方式具有更稳定、可靠性更高的通信性能。然而,随着高频信号的使用直射路径也更易受到复杂环境的影响。智能超表面(reconfigurable intelligent surface,RIS)作为一种新型绿色通信技术,可对信号进行智能的反射从而改善信号的传播环境达到提高系统性能的目的。基于此,研究了RIS辅助的UAV通信系统,通过联合设计RIS无源波束赋形与UAV飞行航迹以最大化系统的频谱效率。首先,对于任意的UAV飞行位置得到最大化信号接收信噪比的最佳RIS相移设计。然后,基于禁忌搜索算法优化UAV的飞行航迹。最后,仿真结果证明所提联合优化算法不仅可先于直飞方式和启发式飞行方案找到更好的UAV位置,且最大频谱效率与直飞方案和启发式方案相比分别提高了28%和16%。

摘要：共生无线电技术可用于提高频谱效率与能量效率,但其中物联网接收机的接收信号强度较弱,在共生无线电系统中部署智能反射表面是针对该问题的一种有效解决方案。首先,在完美信道状态信息可知时,考虑基站信息速率要求、反射单元相移的约束、反向散射设备的解码顺序与反射系数的约束,联合优化无源波束赋形与反向散射设备的反射系数来最大化所有反向散射设备中最小的吞吐量。然后,考虑到系统中的实时完美信道状态信息很难获得的问题,提出了针对不完美信道状态信息的鲁棒优化算法。仿真结果验证了智能反射表面可使共生无线电系统性能大幅提升,相较于保守方法,所提的鲁棒优化算法可降低不完美信道状态信息造成的性能下降。