宽带 OFDM 通信中的超越对角可重构智能表面：基于电路的建模与优化
信号处理
2025-01-22 v2 信息论
math.IT
摘要
本工作研究了超越对角可重构智能表面（BD-RIS）在宽带通信系统中的建模与优化。BD-RIS 推广了具有对角相移矩阵的传统 RIS，并为操控无线信道提供了额外的灵活性。具体而言，我们从 BD-RIS 辅助的正交频分复用（OFDM）系统的信号建模出发，该模型桥接了时域和频域信道，并明确展示了 BD-RIS 响应的频率依赖性。接下来，我们基于电路模型表征了 BD-RIS 响应的频率依赖性。得益于导纳参数分析，我们分别对 BD-RIS 的每个可调导纳分量进行建模，并推导出关于发射信号频率的近似线性表达式。利用所提出的 BD-RIS 辅助 OFDM 系统的信号模型和频率依赖的 BD-RIS 模型，我们提出了优化 BD-RIS 和发射机功率分配的算法，以最大化 BD-RIS 辅助 OFDM 系统的平均速率。最后，仿真结果表明，在 OFDM 系统中 BD-RIS 优于传统 RIS。更重要的是，随着 BD-RIS 架构电路复杂度的增加，BD-RIS 宽带建模对系统性能的影响变得更加显著。
引用
@article{arxiv.2405.07297,
title = {Beyond Diagonal Reconfigurable Intelligent Surfaces in Wideband OFDM Communications: Circuit-Based Modeling and Optimization},
author = {Hongyu Li and Matteo Nerini and Shanpu Shen and Bruno Clerckx},
journal= {arXiv preprint arXiv:2405.07297},
year = {2025}
}
备注
14 pages, 6 figures, accepted by IEEE journal. arXiv admin note: text overlap with arXiv:2403.12893