利用OAM波束全息增强超表面的高效多对物联网通信：从理论到原型
信号处理
2023-12-18 v1 信息论
math.IT
摘要
超表面，也称为可重构智能表面（RIS），已成为一种经济高效、低功耗且灵活的解决方案，用于实现物联网（IoT）中的多种应用。然而，在超表面辅助的多对物联网通信中，多个信道之间经常出现严重的干扰问题。该问题在视距（LoS）条件场景下尤为明显，其中由于传播路径的显著相关性，信道呈现低秩特性。这些挑战在对数据流进行复用时会严重威胁通信质量。本文中，我们介绍了一种用于物联网环境中多对交互的超表面辅助通信方案。受全息技术启发，提出了一种在整个超表面上的新型补偿方法，该方法允许低干扰的独立多对直接数据流传输。为了进一步降低LoS信道条件下的相关性，我们提出了一种基于涡旋波的解决方案，利用不同拓扑模态之间的低相关性。我们使用不同的涡旋波承载不同的数据流，从而在全息超表面的辅助下，使不同接收者能够以低干扰捕获其预期信号。此外，成功制作了原型，展示了在10 GHz下采用QPSK/16-QAM调制的双对多节点通信场景。
引用
@article{arxiv.2312.09452,
title = {Efficient Multi-Pair IoT Communication with Holographically Enhanced Meta-Surfaces Leveraging OAM Beams: Bridging Theory and Prototype},
author = {Yufei Zhao and Yong Liang Guan and Afkar Mohamed Ismail and Gaohua Ju and Deyu Lin and Yilong Lu and Chau Yuen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2312.09452},
year = {2023}
}
备注
Meta-surface, RIS, Internet-of-Things (IoT), Line-of-Sight (LoS), Orbital Angular Momentum (OAM), holographic communications, multi-user