RIS 辅助无线通信中的波束成形控制：一种预测性物理方法
系统与控制
2025-08-26 v1 系统与控制
信号处理
应用物理
摘要
将可重构智能表面（RIS）集成到无线通信系统中是一种有前景的方法，可通过智能重定向信号（即波束成形过程）来增强覆盖范围和数据速率。然而，RIS 波束成形（或被动波束成形）控制过程涉及多个导致延迟的因素。因此，当波束成形得到有效更新时，信道条件可能已经发生了变化。例如，定位系统的低更新率成为一个关键限制，因为移动用户设备在两次连续测量之间的位置可能发生显著变化。为解决这一问题，本工作提出了一种实用且可扩展的基于物理的解决方案，适用于广泛的用户设备运动模型。具体而言，我们提出了一种运动学观测器和预测器以实现主动 RIS 控制。从定位器提供的低速率位置估计出发，运动学观测器推断用户设备的速度和加速度。这些运动参数随后被预测器用于以更高频率估计用户设备的未来位置，使 RIS 能够及时调整并补偿 RIS 控制和定位系统中固有的延迟。数值结果验证了所提方法的有效性，展示了在用户设备快速运动场景下具有低计算复杂度的实时 RIS 调整。
引用
@article{arxiv.2508.16980,
title = {Beamforming Control in RIS-Aided Wireless Communications: A Predictive Physics-Based Approach},
author = {Luis C. Mathias and Atefeh Termehchi and Taufik Abrão and Ekram Hossain},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.16980},
year = {2025}
}
备注
11 pages, 10 figures, four tables, 29 references. Full paper submitted to IEEE-TWC