可重构智能表面辅助通信系统中基于离散相移的量化相位对齐
信息论
2023-03-24 v1 信号处理
math.IT
摘要
可重构智能表面（RIS）近年来引起了大量关注。本文研究 RIS 辅助单输入单输出（SISO）系统中离散相移设计的联合相位对齐与相位量化。首先，分别揭示了远场与近场中相位分布的现象，为 RIS 相移离散化奠定基础。接着，以对齐相位为目标，刻画了相位分布规律及其底层自由度（DoF），作为相位量化策略的指南。随后，提出两种相位量化方法——动态阈值相位量化（DTPQ）与等间隔相位量化（EIPQ），以增强 RIS 的波束成形效果。DTPQ 能以关于 RIS 上单元数的线性复杂度计算最优离散相移，而 EIPQ 是一种具有常数复杂度、给出次优解的简化方法。仿真结果表明，两种方法在功率增益、稳定性和鲁棒性上均较传统量化方法取得显著提升。由于 DTPQ 的最优性，首次揭示了 RIS 离散相移下的路径损耗（PL）缩放规律。此外，在 2.6 GHz 与 35 GHz 进行的现场试验验证了所提方法在实际通信环境中的良好性能。
引用
@article{arxiv.2303.13046,
title = {Quantized Phase Alignment by Discrete Phase Shifts for Reconfigurable Intelligent Surface-Assisted Communication Systems},
author = {Jian Sang and Jifeng Lan and Mingyong Zhou and Boning Gao and Wankai Tang and Xiao Li and Xinping Yi and Shi Jin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.13046},
year = {2023}
}