面向RIS辅助无线通信的编码波束训练
摘要
可重构智能表面（RIS）被认为是未来6G通信的关键技术之一。为了充分释放RIS的性能，精确的信道状态信息（CSI）至关重要。波束训练被广泛用于获取CSI。然而，在正确对准波束以建立稳定连接之前，用户设备处的信噪比（SNR）不可避免地很低，这降低了波束训练的精度。为了解决这个问题，我们利用了RIS系统的编码波束训练框架，该框架利用信道编码的纠错能力来提高低SNR下的波束训练精度。具体来说，我们首先通过解耦基站-RIS信道和RIS-用户信道，将编码波束训练框架扩展到RIS系统。对于这个框架，能够精确指向多个角度的码字对于充分发挥纠错能力至关重要。为了在RIS系统中实现有效的码字设计，我们随后提出了一种新的码字设计准则，基于该准则，我们考虑RIS元件的恒模约束，提出了一种基于松弛Gerchberg-Saxton（GS）的码字设计方案。此外，考虑到RIS的二维结构，我们进一步提出了一种降维编码器设计方案，该方案不仅能保证更好的波束形状，还能实现更强的纠错能力。仿真结果表明，所提出的方案能够在低SNR场景下实现有效且精确的波束训练。
引用
@article{arxiv.2406.15802,
title = {Coded Beam Training for RIS Assisted Wireless Communications},
author = {Yuhao Chen and Linglong Dai},
journal= {arXiv preprint arXiv:2406.15802},
year = {2025}
}
备注
In this paper, we exploit the coded beam training framework in RIS systems. By applying the idea of channel coding in the beam training process, we can leverage the error correction capability of channel coding to enhance the reliability of beam training under low SNR. Simulation codes will be provided at: http://oa.ee.tsinghua.edu.cn/dailinglong/publications/publications.html