智能全表面：反射-折射电路模型、全维波束赋形与系统实现
信息论
2022-07-18 v2 math.IT
摘要
智能全表面（IOS）是一种动态超表面，最近被提出通过实现异常反射与异常折射的双重功能来实现全维通信。现有研究工作仅提供了 IOS 反射与折射响应的简化模型，这些模型未明确依赖于 IOS 的物理结构和电磁波的入射角。因此，现有的反射-折射模型不足以刻画全维通信的性能。在本文中，我们提出了一种完整且详细的基于电路的 IOS 反射-折射模型，该模型由 IOS 单元的物理结构和等效电路表述，并针对全波电磁仿真进行了验证。基于所提出的 IOS 电路模型，我们分析了反射系数与传输系数之间的不对称性。此外，所提出的电路模型被用于优化 IOS 辅助网络的混合波束赋形，从而提升系统性能。为验证电路模型、理论发现并评估全维波束赋形的性能，我们实现了 IOS 原型并部署了 IOS 辅助无线通信测试床，以实验测量波束方向图并量化可达速率。所获得的实验结果验证了理论发现以及所提出的 IOS 电路反射-折射模型的准确性。
引用
@article{arxiv.2206.00204,
title = {Intelligent Omni-Surfaces: Reflection-Refraction Circuit Model, Full-Dimensional Beamforming, and System Implementation},
author = {Shuhao Zeng and Hongliang Zhang and Boya Di and Yuanwei Liu and Marco Di Renzo and Zhu Han and H. Vincent Poor and Lingyang Song},
journal= {arXiv preprint arXiv:2206.00204},
year = {2022}
}
备注
33 pages, 20 figures