Stacked Intelligent Metasurface-Enhanced MIMO OFDM Wideband Communication Systems
信号处理
2026-01-26 v4
摘要
多输入多输出 (MIMO) 正交频分复用 (OFDM) 系统依赖于数字或混合数字-模拟设计进行波束成形，以抵御频率选择性衰落，但 suffer from 高硬件复杂度和能耗。为此，本工作引入了全模拟堆叠智能天线面板 (SIM) 架构，直接在波域进行波束成形，使端到端信道矩阵实现对角化，本质上消除 MIMO OFDM 传输中的天线间干扰 (IAI)。通过利用级联可编程天线面板层，建立了多个平行子信道，显著提高了多载波传输效率的同时降低了硬件复杂度。为优化 SIM 相位矩阵，开发了一种块坐标下降和惩罚凸凹函数过程 (BCD-PCCP) 算法，用于迭代最小化跨子载波的信道适配误差。仿真结果验证了所提出方法，确定最大有效带宽并显著提升性能。此外，对于运行于 28 GHz、16 子载波的 MIMO OFDM 系统，所提出的 SIM 配置方法相对于仅考虑中心频率的常规 SIM 配置实现了超过 300% 的信道容量提升。
引用
@article{arxiv.2503.00368,
title = {Stacked Intelligent Metasurface-Enhanced MIMO OFDM Wideband Communication Systems},
author = {Zheao Li and Jiancheng An and Chau Yuen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.00368},
year = {2026}
}
备注
Published in IEEE Transactions on Wireless Communications