基于互耦效应的 RIS 系统解耦网络与超二次增益
信号处理
2024-11-28 v1
摘要
我们提出一种用于可重构智能表面 (RIS) 阵列的解耦网络方案，以充分利用反射元素之间的互耦效应。具体而言，我们展示当包含这些解耦网络后，系统模型简化为与无互耦情况相同结构。因此，所有忽略互耦的算法和理论讨论可直接通过运用所提解耦网络而应用于存在互耦的场景。例如，通过包含解耦网络，RIS 辅助单输入单输出 (SISO) 系统的信道增益最大化无需迭代算法即可给出闭式解，而非无解耦网络时采用迭代方法。此外，此闭式解答使得在互耦情形下进行分析成为可能，催生了与传统发射阵增益的若干新关联。具体而言，我们表明在 RIS 元素数量上可实现超二次（最高可达四次）信道增益，因而具有互耦的系统在仅实现平方增益的传统无耦系统之上显著优势。我们考虑对角 RIS 以及超对角 (BD)-RIS，并给出various 分析和数值结果，包括 RIS 阵列不可避免的损耗。此外，仿真结果表明相较于其他前沿方法，解耦网络在信道增益方面性能显著优越。
引用
@article{arxiv.2411.17779,
title = {Decoupling Networks and Super-Quadratic Gains for RIS Systems with Mutual Coupling},
author = {Dominik Semmler and Josef A. Nossek and Michael Joham and Benedikt Böck and Wolfgang Utschick},
journal= {arXiv preprint arXiv:2411.17779},
year = {2024}
}