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新文推送——定向传输下RIS辅助时变信道：建模与特性分析

北交大智能交通电波传播研究团队

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北京交通大学

高移动性通信/智能交通电波传播研究组

文章概况

以元媛（Yuan Yuan）为第一作者，何睿斯（Ruisi He）和艾渤（Bo Ai）为通讯作者的文章近日于IEEE Transactions on Wireless Communications（Early Access）上发表。

文章题目为：“RIS-Assisted Mobile Channels with Directional Transmission: Modeling and Characteristic Analysis（定向传输下RIS辅助时变信道：建模与特性分析）”。

所有作者为：元媛（Yuan Yuan）、何睿斯（Ruisi He）、艾渤（Bo Ai）、张正宇（Zhengyu Zhang）、金云伟（Yunwei Jin）。

DOI: 10.1109/TWC.2024.3449991

内容介绍

（图1 RIS辅助的定向天线通信几何信道模型。）

本文提出了基站侧具有定向天线的三维几何可重构智能表面（reconfigurable intelligent surface, RIS）辅助的信道模型。与传统的RIS辅助信道模型不同，考虑了定向天线在均匀、余弦和高斯图案模式下的可视区域（即观测散射范围）和辐射功率。

模型包括基站-接收机、基站-RIS和RIS-接收机链路在内的完整通信链路的时变大尺度信道参数和小尺度信道参数，每条链路考虑了视距（line-of-sight, LoS）和非视距（non-LoS, NLoS）路径。在BS天线侧定义了三种传输模式：LoS模式、混合模式和RIS模式。传输模式选择的原则是保证信道冲激响应（channel impulse response, CIR）的绝对值最大化。

（图2 三种传输模式下定向波束在BS侧的指向情况。（a）LOS模式。（b）混合模式。(c）RIS模式。）

基于所提信道模型和定向传输模式，推导信道二阶统计特性：时空相关函数和多普勒功率谱密度。不同模式之间的切换导致仿真结果在时间或空间域中不连续变化。此外，研究了不同传输模式和定向天线切换、定向波束的辐射模式、RIS优化相位和环境条件对信道特性的影响。结果表明，所提出的模式选择方法增强信道相关性，并导致相关性呈锯齿状。此外，通过与信道测量统计的均方根时延扩展对比验证所建立几何模型的准确性。

（图3 最大CIR振幅和对应传输模式。(a)-(d) 最大CIR振幅。(e)-(h) 传输模式。)

（文章引用）

@ARTICLE{10666100,  author={Yuan, Yuan and He, Ruisi and Ai, Bo and Zhang, Zhengyu and Jin, Yunwei},  journal={IEEE Transactions on Wireless Communications},   title={RIS-Assisted Mobile Channels with Directional Transmission: Modeling and Characteristic Analysis},   year={2024},  volume={},  number={},  pages={1-1},  keywords={Channel models;Directional antennas;Transceivers;Directive antennas;Antenna measurements;Switches;Delays;Reconfigurable intelligent surface (RIS);directional antenna;channel model;statistical characteristic},  doi={10.1109/TWC.2024.3449991}}

或

Y. Yuan et al., "RIS-Assisted Mobile Channels with Directional Transmission: Modeling and Characteristic Analysis," in IEEE Transactions on Wireless Communications, doi: 10.1109/TWC.2024.3449991.

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