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ris-Assisted Cell-Free MIMO: A Survey

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ZTE Communications 2024年第1期22卷 77-86页

作者： ZHAO Yaqiong KE Hongqin XU Wei YE Xinquan CHEN Yijian National Mobile Communications Research Laboratory Southeast UniversityNanjing 211189China Purple Mountain Laboratories Nanjing 211111China ZTE Corporation Shenzhen 518507China

Cell-free(CF)multiple-input multiple-output(MIMO)is a promising technique to enable the vision of ubiquitous wireless connectivity for next-generation network communications.Compared to traditional co-located massive MIMO,CF MIMO allows geographically distributed access points(APs)to serve all users on the same time-frequency resource with spatial multiplexing techniques,resulting in better performance in terms of both spectral efficiency and coverage enhancement.However,the performance gain is achieved at the expense of deploying more APs with high cost and power consumption.To address this issue,the recently proposed reconfigurable intelligent surface(ris)technique stands out with its unique advantages of low cost,low energy consumption and programmability.In this paper,we provide an overview of ris-assisted CF MIMO and its interaction with advanced optimization designs and novel applications.Particularly,recent studies on typical performance metrics such as energy efficiency(EE)and spectral efficiency(SE)are surveyed.Besides,the application of ris-assisted CF MIMO techniques in various future communication systems is also envisioned.Additionally,we briefly discuss the technical challenges and open problems for this area to inspire research direction and fully exploit its potential in meeting the demands of future wireless communication systems.

关键词： mmWave beyond 5G(B5G) Internet of Everything(IoE) cell-free MIMO ris unmanned aerial vehicle(UAV) physical layer security(PLS) wireless energy transfer(WET)

室内热点场景多频段ris辅助MIMO通信信道测量与建模

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中兴通讯技术 2024年第3期30卷 43-51页

作者：王子昂桑健李潇王海明东南大学中国南京210096

对Sub-6 GHz频段和毫米波频段可重构智能超表面(ris)辅助多输入多输出(MIMO)通信信道进行了室内热点(InH)场景下的信道测量。基于上述信道测量结果,研究了ris辅助通信信道修正浮动截距(FI)模型,并对模型的准确性以及参数特性进行了验证... 详细信息

对Sub-6 GHz频段和毫米波频段可重构智能超表面(ris)辅助多输入多输出(MIMO)通信信道进行了室内热点(InH)场景下的信道测量。基于上述信道测量结果,研究了ris辅助通信信道修正浮动截距(FI)模型,并对模型的准确性以及参数特性进行了验证。对ris辅助通信信道在多频段的传播特性进行了分析,包括路径损耗增益、路径损耗因子(PLE)、时间色散等。上述信道测量和建模结果将为ris辅助通信系统的实际应用奠定基础。

关键词： ris 信道测量信道建模 Sub-6 GHz 毫米波

ris辅助下支持无线供能的无人机边缘计算网络的能效优化机制

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物联网学报 2024年

作者：余雪勇宋家宁朱洪波张露丹王大刚南京邮电大学江苏省无线通信重点实验室南京邮电大学教育部泛在网络健康服务系统工程研究中心

在终端将任务卸载至无人机（Unmanned Aerial Vehicle，UAV）的过程中，密集的建筑物可能导致信号衰减、多径传播和信号阻塞等问题，从而影响终端的卸载速率。为了解决这一挑战，本文引入智能反射面（Reconfigurable Intelligent Surfac... 详细信息

在终端将任务卸载至无人机（Unmanned Aerial Vehicle，UAV）的过程中，密集的建筑物可能导致信号衰减、多径传播和信号阻塞等问题，从而影响终端的卸载速率。为了解决这一挑战，本文引入智能反射面（Reconfigurable Intelligent Surface，ris）以改善信道质量并提高任务卸载速率。首先，考虑到ris是无源器件且终端能量有限，创新性地提出无人机基于射频（Radio Frequency，RF）信号的能量波束为终端和ris充电。其次，通过联合优化上下行波束成形矩阵、UAV轨迹以及任务卸载速率，研究ris辅助UAV无线供电的边缘计算网络的能效问题。在此基础上，基于半正定松弛法（Semi-Definite Relaxation SDR）和逐次凸逼近（Successive Convex Approximation，SCA）的块坐标下降算法求解该优化问题。仿真结果表明，所提优化策略在满足地面终端卸载需求的同时，有效平衡了能耗供给与任务卸载能耗之间的关系，提高了终端设备的能量效率。

关键词： MEC 无人机通信 ris 能量收集

基于改进DnCNN的ris辅助毫米波系统信道估计

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移动通信 2024年第4期48卷 86-93页

作者：吴颖刘紫燕贵州大学大数据与信息工程学院贵州贵阳550025

ris是第六代移动通信系统中潜在的候选技术之一。然而,由于无源的ris缺乏信号处理能力,这给ris辅助毫米波大规模MIMO系统的信道估计带来了挑战。为了获得更精确的信道状态信息,将信道估计转化为图像去噪问题,提出改进的DnCNN来完成信道... 详细信息

ris是第六代移动通信系统中潜在的候选技术之一。然而,由于无源的ris缺乏信号处理能力,这给ris辅助毫米波大规模MIMO系统的信道估计带来了挑战。为了获得更精确的信道状态信息,将信道估计转化为图像去噪问题,提出改进的DnCNN来完成信道估计任务。具体地,采用LMMSE对信道进行粗估计。融合注意力机制网络和噪声水平估计子网络对DnCNN进行改进,以提高网络对噪声的提取性能和自适应性能,实现从信道的粗估计中得到高精度信道估计值。仿真实验表明,所提算法在低信噪比下具有较好的估计性能。

关键词：信道估计 ris 去噪卷积神经网络 mmWave 注意力机制

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基于圆形可重构智能超表面阵列的单基站定位方法

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移动通信 2024年第4期48卷 35-40页

作者：夏得校史琰李龙西安电子科技大学电子工程学院

无线定位技术在物联网时代至关重要，在室外开阔场景下，GPS可以提供米级精度的定位；而在室内等特殊应用场景，其精确的位置信息则依赖于额外部署的基站来提供。通常而言，一个终端设备的位置信息至少需要3个定位基站同时工作，并通过... 详细信息

无线定位技术在物联网时代至关重要，在室外开阔场景下，GPS可以提供米级精度的定位；而在室内等特殊应用场景，其精确的位置信息则依赖于额外部署的基站来提供。通常而言，一个终端设备的位置信息至少需要3个定位基站同时工作，并通过几何解算的方式来提供。近些年，随着ris的发展，其灵活性为单基站的高精度定位提供了新思路。基于ris的单基站定位技术，通过同时估计目标方位和目标距离，来提供定位终端的位置信息。该系统具备低复杂度、高精度、和低成本的特点，有望在室内定位、自动驾驶、工业互联等领域发挥重要作用。

关键词： ris 单基站定位室内定位

基于稀疏度自适应的ris辅助无线通信系统信道估计

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移动通信 2024年第4期48卷 100-104页

作者：张馨宇杜江胡斐成都信息工程大学通信工程学院四川成都610000 气象信息与信号处理四川省高校重点实验室四川成都610000

对于ris辅助的无线通信系统中信道估计算法的研究,提出了DS-SAMP算法,与已有的DS-OMP算法相比,DSSAMP算法应用毫米波信道在角度域的双结构稀疏性,采用SAMP算法进行信号恢复,通过设置合理的步长和阈值使得在运行过程中不需要稀疏度等先... 详细信息

对于ris辅助的无线通信系统中信道估计算法的研究,提出了DS-SAMP算法,与已有的DS-OMP算法相比,DSSAMP算法应用毫米波信道在角度域的双结构稀疏性,采用SAMP算法进行信号恢复,通过设置合理的步长和阈值使得在运行过程中不需要稀疏度等先验条件,扩宽算法的应用范围。仿真结果显示,DS-SAMP算法能在稀疏度未知的条件下将信号稳定恢复,完成相应信道估计,有显著优势。

关键词： ris 信道估计 SAMP 双结构稀疏

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PBL、情景教学法联合ris在超声实习教学中的应用

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中国继续医学教育 2024年第7期16卷 77-81页

作者：谢敏王惠崔丽清邹海蓉谢涛重庆医科大学附属大学城医院超声科重庆401331

目的探讨以问题为导向的教学法(problerm-based learning,PBL)、情景教学法联合放射学信息系统(radiography information system,ris)在超声医学本科实习教学中的应用价值。方法选取2020年6月—2022年6月在重庆医科大学附属大学城医院... 详细信息

目的探讨以问题为导向的教学法(problerm-based learning,PBL)、情景教学法联合放射学信息系统(radiography information system,ris)在超声医学本科实习教学中的应用价值。方法选取2020年6月—2022年6月在重庆医科大学附属大学城医院超声科实习的医学影像专业本科实习生48名为研究对象,随机分为观察组24名学生,对照组24名学生,察组采用PBL、情景教学法联合ris进行教学,对照组采用传统教学法进行教学,对2组出科考核成绩(理论、操作技能)、问卷调查进行比较。结果观察组的出科成绩理论为(88.24±2.18)分,操作为(84.47±3.49)分,均高于对照组的出科成绩理论(74.48±2.32)分,操作(71.33±3.24)分,差异有统计学意义(Pris激发了学习兴趣,87.50%的学生认为训练了临床思维能力,91.67%的学生认为培养了团队协作能力,83.33%的学生认为提高了沟通能力,而对照组54.17%学生认为传统教学激发了学习兴趣,54.17%的学生认为训练了临床思维能力,45.83%的学生认为培养了团队协作能力,50.00%的学生认为提高了沟通能力,观察组的学习兴趣、学习主动性、团队协作意识、人文关怀意识、沟通能力、理论知识掌握、技能操作熟练程度、临床思维能力方面均优于对照组,差异有统计学意义(Pris在超声实习教学中不仅有助于提高学生的专业素养,还有助于提高学生的综合素质,能提高教学效果,提升学生对教学的满意度。

关键词： PBL 情景模拟 ris 联合超声实习教学方法

ris-enhanced multi-cell downlink transmission using statistical channel state information

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Science China(Information Sciences) 2023年第11期66卷 244-259页

作者： Xiao LI Luoluo JIANG Caihong LUO Yu HAN Michail MATTHAIOU Shi JIN The National Communications Research Laboratory Southeast University Centre for Wireless Innovation(CWI) Queen's University Belfast

This paper considers a multi-cell downlink transmission system, where a reconfigurable intelligent surface(ris) is deployed to support the connectivity of users in blind areas(i.e., at the cell edges). In order to reduce the instantaneous channel state information(CSI) acquisition overhead at each base station(BS),only statistical CSI is considered at both the BSs and the ris. Particularly, each BS has only statistical CSI within its own cell. Under these assumptions, we first obtain the approximated ergodic spectral efficiency(SE) for each user. Then, we investigate the BSs beamforming and ris phase shift joint optimization under different criteria. For the approximated ergodic weighted sum SE maximization criteria, a sub-optimal algorithm is proposed, based on complex circle manifold, to design the ris phase shift while the statistical maximum ratio transmission beamforming is employed at each BS. To ensure fairness, we adopt the projected subgradient-based algorithm in order to optimize the approximated minimum ergodic user SE. Simulation results demonstrate that the approximated ergodic SE expression matches well with the exact expression,whilst the superiority of the weighted sum SE and fairness performance of the proposed algorithms are verified.

关键词： multi-cell ris statistical CSI fairness transmission weighted sum spectral efficiency maximization

Performance analysis of active ris-aided multi-pair full-duplex communications with spatial correlation and imperfect CSI

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Science China(Information Sciences) 2023年第9期66卷 259-273页

作者： Zhangjie PENG Xueya LIU Xue LIU Cunhua PAN Xianzhe CHEN Hong REN College of Information Mechanical and Electrical Engineering Shanghai Normal University National Mobile Communications Research Laboratory Southeast University

This paper investigates a multi-pair full-duplex(FD) communication system aided by an active reconfigurable intelligent surface(ris) with spatial correlation and imperfect channel state information(CSI).We apply the linear minimum mean square error(LMMSE) method to estimate the cascaded user-ris-user channel. The approximation for the sum achievable rate(ACR) is derived in closed form over correlated Rician fading channels. To provide insights in a poor-scattering environment, the sum ACR limits are also given when the Rician factors grow infinite. Subsequently, a method based on a genetic algorithm(GA)is designed for the sum ACR maximization considering the cases of continuous and discrete phase shifts.Simulation results validate the derived results, and present that the sum ACRs in the active ris system are higher than the passive counterparts with the same power consumption, which indicates the superiority of the active ris in overcoming the “multiplicative fading” effect.

关键词： ris active ris FD communication spatial correlation imperfect CSI