通过随机化和机会调度在5G NR无线系统中实现无痛实用RIS增益：理论与实验

Nekkanti Guna Sai Kiran; L. Yashvanth; Raju Malleboina; Venkatareddy Akumalla; Debdeep Sarkar; Chandra R. Murthy

通过随机化和机会调度在5G NR无线系统中实现无痛实用RIS增益：理论与实验

信号处理 2026-05-21 v2

作者: Nekkanti Guna Sai Kiran , L. Yashvanth , Raju Malleboina , Venkatareddy Akumalla , Debdeep Sarkar , Chandra R. Murthy

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摘要

在本文中，我们从理论上分析并实验证明了将一个内部构建的可重构智能表面 (RIS) 与一个使用 OpenAirInterface (OAI) 软件栈实现的5G新空口 (NR) 系统集成所能实现的性能增益。与依赖显式信道状态信息 (CSI) 估计和随后的RIS相位配置优化的传统RIS辅助系统不同，我们采用了一种低复杂度的方法，即RIS相位状态在预定义配置之间随机切换。由此产生的信道波动被5G NR固有的比例公平 (PF) 调度机制机会性地利用。我们开发了一个理论框架，描述了RIS切换动态与PF调度之间的相互作用。基于该框架和相关分析，我们提供了选择RIS切换时间 $T_s$ 和PF吞吐量平均窗口 $T_c$ 以最大化系统吞吐量的设计指南。在5G NR测试平台上的实验评估表明，关键性能指标有所改善，包括参考信号接收功率 (RSRP)、误块率 (BLER)、调制与编码方案 (MCS) 索引和吞吐量。我们的核心结论是，通过适当选择系统参数，随机配置的RIS操作可以实现与优化RIS设计相当的性能，且与传统5G NR系统相比没有额外开销。更重要的是，它不需要RIS与5G NR系统之间的任何协调。

关键词

可重构智能表面 5G新空口比例公平调度随机相位配置信道状态信息吞吐量优化

引用

@article{arxiv.2605.19787,
  title  = {Practical RIS Gain without the Pain via Randomization and Opportunistic Scheduling in 5G NR Wireless Systems: Theory and Experiments},
  author = {Nekkanti Guna Sai Kiran and L. Yashvanth and Raju Malleboina and Venkatareddy Akumalla and Debdeep Sarkar and Chandra R. Murthy},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2605.19787},
  year   = {2026}
}

备注

Submitted to IEEE Transactions on Communications

通过随机化和机会调度在5G NR无线系统中实现无痛实用RIS增益：理论与实验

摘要

关键词

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