将快衰落信道转变为慢衰落：智能折射表面辅助的高移动性通信

智能反射/折射表面（IRS）近来已成为一种有前景的解决方案，用于重构无线传播环境以提升通信性能。在本文中，我们研究了一种新的 IRS 辅助高移动性通信系统，其利用搭载于高速车辆上的智能折射表面来辅助乘客与远程基站（BS）的通信。由于环境的随机散射和车辆的高移动性，静态 BS 与快速移动的 IRS/用户之间通常产生快速时变信道，这使得具有大量元素的 IRS 的信道估计更具挑战性。为了以低信道训练开销获取高 IRS 无源波束成形增益，我们提出了一种新颖高效的传输协议，以实现 IRS 信道估计和用于数据传输的折射优化。具体而言，通过利用以相同高速移动的 IRS 与用户之间的准静态信道，以及 BS 与 IRS 之间视距（LoS）主导的信道，用户首先估计级联 BS-IRS-用户信道的 LoS 分量，并据此设计 IRS 无源折射以最大化相应的 IRS 折射信道增益。然后，用户估计所得的 IRS 折射信道以及非 IRS 折射信道，以便在所有 IRS 折射元件上设置额外的公共相移，从而对齐这两个信道以最大化数据传输的总体信道增益。仿真结果表明，与各种基准方案相比，所提设计有显著的性能提升。所提出的车载 IRS 系统进一步与在路边部署固定智能反射表面以辅助高速车载通信的基线方案进行比较，实现了显著的速率提升。