RIS辅助的广义接收正交空间调制及其在多播通信中的扩展
信息论
2025-12-09 v2 信号处理
math.IT
摘要
本文提出了一种新颖的可重构智能表面（RIS）辅助的广义接收正交空间调制（RIS-GRQSM）方案，以提升 RIS 辅助的正交空间调制（QSM）系统的频谱效率（SE）。通过利用广义空间调制（GSM）原理，针对空间符号的同相和正交分量独立激活多个接收天线。为充分挖掘 RIS 的潜力，我们构建了一个极大极小优化问题来调整所有 RIS 单元的相移，从而最大化激活天线处的有效信噪比（SNR）。利用拉格朗日对偶性，将原高维非凸问题化简为含较少实变量的易处理问题，并给出了一种闭式子最优解，在 RIS 足够大时可达到近最优性能。在接收端，引入了一种低复杂度的基于能量的非相干贪婪检测器（GD）用于高效符号检测。我们进一步将 RIS-GRQSM 框架扩展至多播通信系统，其中所有用户以相等 SNR 水平接收相同信息，并对两种系统给出了详细的性能分析。特别地，我们推导了所提 RIS-GRQSM 和多播系统在最优与次优优化策略下的平均误比特率（ABEP）。数值结果表明，与基准方案相比，RIS-GRQSM 显著提升了 SE 和误码率性能，而多播扩展以显著降低的复杂度实现了接近基准方法的性能。
引用
@article{arxiv.2311.18542,
title = {RIS-Assisted Generalized Receive Quadrature Spatial Modulation with Extension to Multicast Communications},
author = {Mohamad H. Dinan and Khatereh Nadali and Mark F. Flanagan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2311.18542},
year = {2025}
}
备注
12 pages (2-column), 6 figures, 2 tables, prepared for an IEEE transaction. This version is an extension of the previous version that was published in the proceedings of the 2023 IEEE GLOBECOM conference