新文推送——RIS辅助MIMO通信的3D宽带信道模型

文章概况

以团队成员孙桂琪（Guiqi Sun），何睿斯（Ruisi He）和马张枫（Zhangfeng Ma）为主要作者的成果近日于IEEE Transactions on Vehicular Technology（Early Access）上发表。

文章题目为："A 3D Wideband Channel Model for RIS-Assisted MIMO Communications（RIS辅助MIMO通信的3D宽带信道模型）"

 DOI: 10.1109/TVT.2022.3175223

（图1 基于三维几何的信道模型。）

最近，智能反射面（RIS）因为能够提高覆盖和通信能力而备受关注。RIS辅助通信技术的发展依赖于对RIS信道特性的深刻理解。然而，现有的大多数研究都集中在 RIS 的影响上，而忽略了真实传播环境中局部散射体的存在。该文旨在通过考虑局部散射体的不同条件来分析RIS辅助近场通信的信道特性。具体来说：

1）提出了一种基于三维圆柱模型的三维RIS辅助多输入多输出（MIMO）信道模型，该模型考虑了视线LOS、RIS单反弹（SBR）和双反弹（DB）模式，用于宽带Ricean衰落信道。利用接收机（Rx）的移动性，推导出了一种新的时变到达/离开角的通用计算方法。

2）与传统蜂窝通信的其他基于几何的随机模型（GBSM）不同，所提出的单柱模型考虑了RIS传播的独特属性，例如RIS反射、RIS相移的操作以及RIS的位置。此外，通过最大化接收功率，分别得到了SBR分量和DB分量的近场相移。

3）从所提出的模型中，我们推导出了RIS辅助通信中SBR和DB分量的空时频相关函数、多普勒功率谱和信道容量的表达式。

4）通过调整Rx的移动时间/方向/速度、散射体的分布和RIS的数量/位置，我们得到了一些关于SBR和DB分量对信道特性的有趣发现。此外，基于所提模型的信道统计数据提出了一些有趣且有用的观察结果。最后对信道容量进行了分析，通过调整RIS的大小和位置可以提高信道容量，并验证了模型的实用性。

     

   （图2 不同条件下的时间相关函数）

       

 

       

 （图3 多普勒功率谱、不同Ricean因子下的信道容量

（文章引用）

@ARTICLE{9775205,
  author={Sun, Guiqi and He, Ruisi and Ai, Bo and Ma, Zhangfeng and Li, Panpan and Niu, Yong and Ding, Wen jian and Fei, Dan and Zhong, Zhangdui},
  journal={IEEE Transactions on Vehicular Technology}, 
  title={A 3D Wideband Channel Model for RIS-Assisted MIMO Communications}, 
  year={2022},
  volume={},
  number={},
  pages={1-1},
  doi={10.1109/TVT.2022.3175223}}

或

G. Sun et al., "A 3D Wideband Channel Model for RIS-Assisted MIMO Communications," in IEEE Transactions on Vehicular Technology, doi: 10.1109/TVT.2022.3175223.