FIRES辅助NOMA和OMA系统的覆盖分析与优化
信息论
2025-11-04 v1 math.IT
摘要
我们研究了流体集成反射和发射表面（FIRES）。在这些可调表面中，每个子区域托管一个活跃元件，能够在子区域内实现同时传输与反射、相位和几何位置控制。我们构建了一个覆盖导向的系统模型，用于两个用户下行场景（每个半空间一个用户），在空间相关Rician衰落和不完美相位控制下进行建模。首先，我们推导了远场准直线-of-sight（LoS）覆盖界限，揭示了孔径尺寸、基站（BS）距离、发射功率、能量分段（ES）和相位误差的影响。随后，提出了针对正交多址（OMA）和非正交多址（NOMA）的协议感知推论，包括成功连续干扰消除（SIC）的条件。其次，我们将覆盖最大化建模为一个双层优化问题，包括（i）针对FIRES元素位置的外层搜索，在最小间距约束下选择每个子区域的一个活跃预设，以及（ii）针对多址方案的内层资源分配问题，该问题对OMA为一维，对NOMA为小型凸规划。该框架显式考虑了目标速率约束、ES守恒、功率预算、几何布局限制以及解码顺序可行性。大量仿真结果表明，FIRES通过同时利用几何重定位和被动能量控制，在相同元素预算下，显著扩大了覆盖区域，优于传统同时发射和反射可重构智能表面（STAR-RIS）。此外，在可行时，NOMA可获得额外的覆盖收益。分析得到的覆盖界限与仿真结果高度吻合，量化了FIRES对相位控制不完美性的鲁棒性。
引用
@article{arxiv.2511.01111,
title = {Coverage Analysis and Optimization of FIRES-Assisted NOMA and OMA Systems},
author = {Farshad Rostami Ghadi and Kai-Kit Wong and Masoud Kaveh and Hanjiang Hong and Chan-Byoung Chae and Lajos Hanzo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.01111},
year = {2025}
}