CN113709070B - 智能反射面辅助通信系统中降低训练开销的模式切换方法 - Google Patents

智能反射面辅助通信系统中降低训练开销的模式切换方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了智能反射面辅助通信系统中降低训练开销的模式切换方法，该系统包括一个单天线基站，一个单天线用户终端和由N个反射元件组成的智能反射面，其中单天线用户终端向单天线基站发送数据，而用户‑基站直接链路被障碍物阻挡，数据只能经由智能反射面发送到单天线基站；所述智能反射面由控制器确定适当的反射方案，并动态调整其相移以提高系统的可实现数据速率；而且相移调整的必要信息，可以在基站通过上行链路训练获得，并通过控制链路传送到智能反射面的控制器。本方法综合利用统计和瞬时信道状态信息，适当选择智能反射面反射方案，能有效降低训练开销，提高系统性能。

Description

智能反射面辅助通信系统中降低训练开销的模式切换方法
技术领域
本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种智能反射面辅助通信系统中降低训练开销的模式切换方法。
背景技术
随着第五代(The 5-th Generation,5G)移动通信系统的商业化，第六代(The 6-th Generation,6G)移动通信技术的研究已开启，追求更快、更可靠的数据传输与万物互联。智能反射面(Reconfigurable Intelligent Surfaces,RIS)通过重新配置无线传播环境显著提高无线网络的频谱效率和能量效率。具体的，智能反射面由一系列无源元件组成，每个元件可以独立地引起入射信号的一些变化如相位、振幅、频率等。当直接通信质量不好时，智能反射面会智能地配置无线环境，来使得目标用户处的信号强度通过被动波束形成来增强，朝向某些方向的干扰或信息泄漏可以被抑制。
智能反射面的物理特性提供了许多优势，也给通信设计带来了新的挑战。一方面，为了有效的智能反射面相移设计，需要获取级联信道(即发射机-智能反射面和智能反射面-接收机信道链路的乘积)的精确信道状态信息。然而，由于智能反射面元素的被动反射，就训练持续时间而言，信道训练开销通常随着智能反射面元素的数量线性增长。虽然更大的N能增强信号强度，但是它也导致更长的训练持续时间，这使得在有限的相干时间内减少了有效的数据传输时间。为了减少智能反射面辅助通信的训练开销，一种方案是仅激活部分智能反射面元素用于传输，然而，这是以智能反射面元素没有被充分利用为代价的。已有研究提出将传输中相邻的智能反射面元素分组，同一组中的元素采用相同的相移。通过这种方法，训练持续时间可以从N减少到L<N，其中L是组的数量。利用智能反射面信道中的空间相关性，统计信道状态信息辅助的智能反射面相移设计在一些场景下中得到了广泛的研究。统计信道状态信息，例如信道相关矩阵，通常随时间缓慢变化，因此可以通过长期估计更容易获得。因此，在这种情况下，可以完全避免瞬时信道训练的开销。基于如上所述的背景，本发明给出一种智能反射面辅助通信系统中降低训练开销的模式切换方法。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种智能反射面辅助通信系统中降低训练开销的模式切换方法，可以根据用户反馈及基站获取的信道信息对各用户传输模式进行动态配置，从而保证通信系统在各种信道条件下的性能，有效提高系统的可达速率。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种智能反射面辅助通信系统中降低训练开销的模式切换方法，其创新点在于，该系统包括一个单天线基站，一个单天线用户终端和由N个反射元件组成的智能反射面，其中单天线用户终端向单天线基站发送数据，而用户-基站直接链路被障碍物阻挡，数据只能经由智能反射面发送到单天线基站；所述智能反射面由控制器确定适当的反射方案，并动态调整其相移以提高系统的可实现数据速率；而且相移调整的必要信息，可以在基站通过上行链路训练获得，并通过控制链路传送到智能反射面的控制器，该方法具体包括以下步骤：
步骤一、定义传输模式：最优传输模式分为以下三类：利用瞬时信道状态信息的智能反射面元件选择模式，记为模式1；利用瞬时信道状态信息的智能反射面元件分组模式，记为模式2；利用统计信道状态信息设计反射相位模式，记为模式3；
步骤二、获取关键参数：用户发送信号s，通过级联信道用户-智能反射面-基站到达基站，且在各传输时段末，基站获取用户的信噪比SNR，信道相关度ρ，打开元件数与相干时间长度之比N/T；
步骤三、选择最优传输模式：基站根据步骤二中获取得到的信噪比SNR，信道相关度ρ以及打开元件数与相干时间长度之比N/T与预先设定的阈值相比较，从步骤一中选择能使用户速率最大化的最优传输模式。
进一步的，所述相移调整的必要信息至少包括智能反射面相关信道的信道状态信息，可以在基站通过上行链路训练获得，并通过专用控制链路传送到智能反射面控制器。
进一步的，所述步骤一中，对于模式1，仅打开部分智能反射面元件进行传输，而关闭其他元件；对于模式2，多个相邻的智能反射面元件连接在一起形成一个组，然后以组的方式进行信道训练和相位调整；对于模式3，使用统计信道状态信息进行传输设计可以避免瞬时信道训练开销，其中智能反射面相移设计用于补偿估计瞬时级联信道的相位。
进一步的，所述步骤二中，基站获取用户的信噪比SNR，信道相关度ρ，打开元件数与相干时间长度之比N/T；其中用户向基站以功率Pt发送已知信号s；信道相关度|ρ|≤1表示同一行/列中两个相邻元件的相关性等级；假设信道是块衰落的，并且在T个时隙的持续时间内保持不变；在这里，“时隙”被定义为训练和估计一个智能反射面元件的级联信道所需的持续时间，因此，为了估计所有N个元件的级联信道，根据“开-关”机制，总共需要N个时隙，因此，数据传输的剩余时间为T-N。
进一步的，所述步骤三中，基站根据步骤二中获取得到的信噪比SNR，信道相关度ρ以及打开元件数与相干时间长度之比N/T与预先设定的阈值相比较，从步骤一中选择能使用户速率最大化的最优传输模式；选择步骤如下:
步骤3-1：当获取得到的信道相关度ρ大于相关度阈值ρth时，进一步检查打开元件数与相干时间长度之比N/T，若N/T大于第一比率阈值α1时选择模式3进行传输；若N/T大于第二比率阈值α2且小于第一比率阈值α1时，进一步检查信噪比SNR，若SNR大于第一信噪比阈值SNR1，选择模式3进行传输，否则选择模式2进行传输；若N/T小于第二比率阈值α2时，进一步检查信噪比SNR，若SNR小于第二信噪比阈值SNR2，选择模式1进行传输，否则选择模式2进行传输；
步骤3-2：当获取得到的信道相关度ρ小于相关度阈值ρth时，进一步检查打开元件数与相干时间长度之比N/T，若N/T大于第二比率阈值α2时选择模式2进行传输；否则进一步检查用户信噪比SNR，若SNR小于第二噪比阈值SNR2选择模式1进行传输，否则选择模式2进行传输。
进一步的，所述步骤三中，相关度阈值ρth、打开元件数与相干时间长度之比率阈值α1和α2以及信噪比阈值SNR1和SNR2都是预先通过数值仿真比较所涉及的传输模式在不同信道条件下的可达速率而得到且α2＜α1，SNR2＜SNR1。在数据传输时段，对于采用模式1或模式2的用户，在每一传输时刻反馈其瞬时信道状态信息并进行相应的预编码传输；对于采用模式3的用户，利用统计信道状态信息进行预编码传输；在本传输时段结束时，根据用户更新后的信噪比SNR，信道相关度ρ以及打开元件数与相干时间长度之比N/T对其传输模式进行动态切换，并在下一传输时段按照相应方案进行传输。
本发明有益效果为：
本方法综合考虑了利用瞬时信道状态信息智能反射面元件选择/分组以及利用统计信道状态信息的三种降低训练开销模式的切换方法，使得当智能反射面元件数量较多时，减少信道估计和训练开销，提升数据传输质量；在利用瞬时信道状态信息的传输方案由于信道估计、反馈延时等原因失效时，可以利用统计信道状态信息进行传输，保证较好的传输性能；充分利用智能反射面，通过将获取得到的参数与预先通过仿真得到的阈值进行比较，选择最优的传输方案，以提高系统的可达速率。
附图说明
图1为本发明智能反射面辅助通信系统中降低训练开销的模式切换方法中的一个实施例的场景图；
图2为本发明智能反射面辅助通信系统中降低训练开销的模式切换方法中模式切换模块一个实施例的流程图；
图3为本发明智能反射面辅助通信系统中降低训练开销的模式切换方法中三种模式的实施区域划分。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
一种智能反射面辅助通信系统中降低训练开销的模式切换方法，根据使得系统遍历可达速率最大化原则，在利用瞬时信道状态信息的智能反射面元件选择模式(记为模式1)，利用瞬时信道状态信息的智能反射面元件分组模式(记为模式2)，利用统计信道状态信息设计反射相位模式(记为模式3)三种模式中动态切换，包括以下步骤：步骤一、定义传输模式，最优传输模式分为以下三类：利用瞬时信道状态信息的智能反射面元件选择模式，记为模式1；利用瞬时信道状态信息的智能反射面元件分组模式，记为模式2；利用统计信道状态信息设计反射相位模式，记为模式3；步骤二、获取关键参数，用户发送信号s，通过级联信道用户-智能反射面-基站到达基站，在各传输时段末，基站获取用户的信噪比SNR，信道相关度ρ，打开元件数与相干时间长度之比N/T；步骤三、选择最优传输模式，基站根据步骤二中获取得到的信噪比SNR，信道相关度ρ以及打开元件数与相干时间长度之比N/T与预先设定的阈值相比较，从步骤一中选择能使用户速率最大化的最优传输模式；
本发明提供的一种智能反射面辅助通信系统中降低训练开销的模式切换方法，该系统包括一个单天线基站，一个单天线用户终端和由N个反射元件组成的智能反射面，其中单天线用户终端向单天线基站发送数据，而用户-基站直接链路被障碍物阻挡，数据只能经由智能反射面发送到单天线基站。智能反射面由控制器确定适当的反射方案，并动态调整其相移以提高系统的可实现数据速率。相移调整的必要信息，例如智能反射面相关信道的信道状态信息，可以在基站通过上行链路训练获得，并通过专用控制链路传送到智能反射面控制器。本方法综合利用统计和瞬时信道状态信息，适当选择智能反射面反射方案；该方法具体包括以下步骤：
步骤一、定义传输模式。最优传输模式分为以下三类：利用瞬时信道状态信息的智能反射面元件选择模式，记为模式1；利用瞬时信道状态信息的智能反射面元件分组模式，记为模式2；利用统计信道状态信息设计反射相位模式，记为模式3；
步骤二、获取关键参数。用户发送信号s，通过级联信道用户-智能反射面-基站到达基站。在各传输时段末，基站获取用户的信噪比SNR，信道相关度ρ，打开元件数与相干时间长度之比N/T；
步骤三、选择最优传输模式。基站根据步骤二中获取得到的信噪比SNR，信道相关度ρ以及打开元件数与相干时间长度之比N/T与预先设定的阈值相比较，从步骤一中选择能使用户速率最大化的最优传输模式；
上述的方法，其中，步骤一中，对于模式1，仅打开部分智能反射面元件进行传输，而关闭其他元件；对于模式2，多个相邻的智能反射面元件连接在一起形成一个组，然后以组的方式进行信道训练和相位调整；对于模式3，使用统计信道状态信息进行传输设计可以避免瞬时信道训练开销，其中智能反射面相移设计用于补偿估计瞬时级联信道的相位。
上述方法中，步骤二中，获取关键参数，其中用户向基站以功率Pt发送已知信号s；信道相关度|ρ|≤1表示同一行/列中两个相邻元件的相关性等级；假设信道是块衰落的，并且在T个时隙的持续时间内保持不变。在这里，“时隙”被定义为训练和估计一个智能反射面元件的级联信道所需的持续时间。因此，为了估计所有N个元件的级联信道，根据“开-关”机制，总共需要N个时隙，因此，数据传输的剩余时间为T-N。统计信道状态信息，如信道相关矩阵，通常认为可以通过长期测量以更低的成本获得。
上述的方法，其中，步骤三中，选择最优传输模式。基站根据步骤二中获取得到的信噪比SNR，信道相关度ρ以及打开元件数与相干时间长度之比N/T与预先设定的阈值相比较，从步骤一中选择能使用户速率最大化的最优传输模式；选择步骤如下：
步骤3-1：当获取得到的信道相关度ρ大于相关度阈值ρth时，进一步检查打开元件数与相干时间长度之比N/T，若N/T大于第一比率阈值α1时选择模式3进行传输；若N/T大于第二比率阈值α2且小于第一比率阈值α1时，进一步检查信噪比SNR，若SNR大于第一信噪比阈值SNR1，选择模式3进行传输，否则选择模式2进行传输；若N/T小于第二比率阈值α2时，进一步检查信噪比SNR，若SNR小于第二信噪比阈值SNR2，选择模式1进行传输，否则选择模式2进行传输；
步骤3-2：当获取得到的信道相关度ρ小于相关度阈值ρth时，进一步检查打开元件数与相干时间长度之比N/T，若N/T大于第二比率阈值α2时选择模式2进行传输；否则进一步检查用户信噪比SNR，若SNR小于第二噪比阈值SNR2选择模式1进行传输，否则选择模式2进行传输；
上述方法中，相关度阈值ρth、打开元件数与相干时间长度之比率阈值α1和α2以及信噪比阈值SNR1和SNR2都是预先通过数值仿真比较所涉及的传输模式在不同信道条件下的可达速率而得到且α2＜α1，SNR2＜SNR1。在数据传输时段，对于采用模式1或模式2的用户，在每一传输时刻反馈其瞬时信道状态信息并进行相应的预编码传输；对于采用模式3的用户，利用统计信道状态信息进行预编码传输；在本传输时段结束时，根据用户更新后的信噪比SNR，信道相关度ρ以及打开元件数与相干时间长度之比N/T对其传输模式进行动态切换，并在下一传输时段按照相应方案进行传输。
参看图1，该系统实例包括一个单天线基站，一个单天线用户终端和由N个反射元件组成的智能反射面，其中用户试图向基站发送数据，而用户-基站直接链路被障碍物阻挡，数据只能经由智能反射面发送到基站。智能反射面由控制器确定适当的反射方案，并动态调整其相移以提高系统的可实现数据速率。相移调整的必要信息，例如智能反射面相关信道的信道状态信息，可以在基站通过上行链路训练获得，并通过专用控制链路传送到智能反射面控制器。
假设第n个智能反射面元件将其对应的入射波相位调整为φn，则基站处的接收信号可写为
Figure GDA0003416823980000091
其中
Figure GDA0003416823980000092
表示智能反射面用户链路,
Figure GDA0003416823980000093
表示智能反射面基站链路,z表示基站处的噪声；经由第n个元件的级联链路可表示为
Figure GDA0003416823980000094
定义级联信道矢量
Figure GDA0003416823980000095
并且，
hC＝hAR·diag(hRU). (3)
定义hC的相关矩阵，该矩阵描述任意两个级联信道链路之间的相关系数，如下所示：
Figure GDA0003416823980000096
通过简化得
RC＝RRU⊙RAR. (5)
其中⊙表示哈达玛积；
当已知
Figure GDA0003416823980000097
使接收信号能量最大化的最佳相移可表示为
Figure GDA0003416823980000098
其中(·)*表示复变量的共轭，∠表示其相位。
对于模式1，系统的遍历可达速率可以写成
Figure GDA0003416823980000099
其中
Figure GDA00034168239800000910
表示被激活的元件集合，且|Sact|＝M≤N；
对于模式2，系统的遍历可达速率可以写成
Figure GDA0003416823980000101
其中假设整个智能反射面上的元素被划分为L个不相交的组；训练时间共有L时隙；在时隙l中，仅打开Gl中的元件，而其他组关闭；
Figure GDA0003416823980000102
表示该组的和信道；
Figure GDA0003416823980000103
表示第Gl组中的元件同调同一个相位；
对于模式3，系统的遍历可达速率可以写成
Figure GDA0003416823980000104
参看图2，具体包括以下步骤：
步骤201：基站获取用户的信噪比SNR，信道相关度ρ，打开元件数与相干时间长度之比N/T；
步骤202：检测ρ是否大于相关度阈值ρth；若是，则执行步骤203，否则，执行步骤204；
步骤203：检测N/T是否大于第一比率阈值α1；若是，则执行步骤210，否则，执行步骤205；
步骤204：检测N/T是否大于第二比率阈值α2；若是，则执行步骤208，否则，执行步骤207；
步骤205：检测N/T是否大于第二比率阈值α2且小于第一比率阈值α1；若是，则执行步骤206，否则，执行步骤207；
步骤206：检测SNR是否大于第一信噪比阈值SNR1；若是，则执行步骤210，否则，执行步骤208；
步骤207：检测SNR是否小于第二信噪比阈值SNR2；若是，则执行步骤209，否则，执行步骤208；
步骤208：选择传输模式为模式2，即利用瞬时信道状态信息的智能反射面元件分组模式；
步骤209：选择传输模式为模式1，即利用瞬时信道状态信息的智能反射面元件选择模式；
步骤210：选择传输模式为模式3，即利用统计信道状态信息设计反射相位模式；
参看图3，对于图中的每个点(ρ,N/T)，分别计算三种模式的遍历可达速率，并用不同颜色标记网格，对应于实现最高速率的模式；模式1的实施区域通常出现在ρ和N/T值均较低的区域；模式3的实施区域出现在ρ和N/T值均较大的区域；模式1和模式3的实施区域之间的中间区域被模式2占据。随着信噪比的增加，模式1的实施区域缩减而模式3的实施区域扩大。
以上所述，仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.智能反射面辅助通信系统中降低训练开销的模式切换方法，其特征在于，该系统包括一个单天线基站，一个单天线用户终端和由N个反射元件组成的智能反射面，其中单天线用户终端向单天线基站发送数据，而用户-基站直接链路被障碍物阻挡，数据只能经由智能反射面发送到单天线基站；所述智能反射面由控制器确定适当的反射方案，并动态调整其相移以提高系统的可实现数据速率；而且相移调整的必要信息，可以在基站通过上行链路训练获得，并通过控制链路传送到智能反射面的控制器，该方法具体包括以下步骤：
步骤一、定义传输模式：最优传输模式分为以下三类：利用瞬时信道状态信息的智能反射面元件选择模式，记为模式1；利用瞬时信道状态信息的智能反射面元件分组模式，记为模式2；利用统计信道状态信息设计反射相位模式，记为模式3；
步骤二、获取关键参数：用户发送信号s，通过级联信道用户-智能反射面-基站到达基站，且在各传输时段末，基站获取用户的信噪比SNR，信道相关度ρ，打开元件数与相干时间长度之比N/T；
步骤三、选择最优传输模式：基站根据步骤二中获取得到的信噪比SNR，信道相关度ρ以及打开元件数与相干时间长度之比N/T与预先设定的阈值相比较，从步骤一中选择能使用户速率最大化的最优传输模式；
所述步骤三中，基站根据步骤二中获取得到的信噪比SNR，信道相关度ρ以及打开元件数与相干时间长度之比N/T与预先设定的阈值相比较，从步骤一中选择能使用户速率最大化的最优传输模式；选择步骤如下：
步骤3-1：当获取得到的信道相关度ρ大于相关度阈值ρth时，进一步检查打开元件数与相干时间长度之比N/T，若N/T大于第一比率阈值α1时选择模式3进行传输；若N/T大于第二比率阈值α2且小于第一比率阈值α1时，进一步检查信噪比SNR，若SNR大于第一信噪比阈值SNR1，选择模式3进行传输，否则选择模式2进行传输；若N/T小于第二比率阈值α2时，进一步检查信噪比SNR，若SNR小于第二信噪比阈值SNR2，选择模式1进行传输，否则选择模式2进行传输；
步骤3-2：当获取得到的信道相关度ρ小于相关度阈值ρth时，进一步检查打开元件数与相干时间长度之比N/T，若N/T大于第二比率阈值α2时选择模式2进行传输；否则进一步检查用户信噪比SNR，若SNR小于第二噪比阈值SNR2选择模式1进行传输，否则选择模式2进行传输。
2.根据权利要求1所述的智能反射面辅助通信系统中降低训练开销的模式切换方法，其特征在于：所述相移调整的必要信息至少包括智能反射面相关信道的信道状态信息，可以在基站通过上行链路训练获得，并通过专用控制链路传送到智能反射面控制器。
3.根据权利要求1所述的智能反射面辅助通信系统中降低训练开销的模式切换方法，其特征在于：所述步骤一中，对于模式1，仅打开部分智能反射面元件进行传输，而关闭其他元件；对于模式2，多个相邻的智能反射面元件连接在一起形成一个组，然后以组的方式进行信道训练和相位调整；对于模式3，使用统计信道状态信息进行传输设计可以避免瞬时信道训练开销，其中智能反射面相移设计用于补偿估计瞬时级联信道的相位。
4.根据权利要求1所述的智能反射面辅助通信系统中降低训练开销的模式切换方法，其特征在于：所述步骤二中，基站获取用户的信噪比SNR，信道相关度ρ，打开元件数与相干时间长度之比N/T；其中用户向基站以功率Pt发送已知信号s；信道相关度|ρ|≤1表示同一行/列中两个相邻元件的相关性等级；假设信道是块衰落的，并且在T个时隙的持续时间内保持不变；在这里，“时隙”被定义为训练和估计一个智能反射面元件的级联信道所需的持续时间，因此，为了估计所有N个元件的级联信道，根据“开-关”机制，总共需要N个时隙，因此，数据传输的剩余时间为T-N。
5.根据权利要求1所述的智能反射面辅助通信系统中降低训练开销的模式切换方法，其特征在于：所述步骤三中，相关度阈值ρth、打开元件数与相干时间长度之比率阈值α1和α2以及信噪比阈值SNR1和SNR2都是预先通过数值仿真比较所涉及的传输模式在不同信道条件下的可达速率而得到且α2＜α1，SNR2＜SNR1，在数据传输时段，对于采用模式1或模式2的用户，在每一传输时刻反馈其瞬时信道状态信息并进行相应的预编码传输；对于采用模式3的用户，利用统计信道状态信息进行预编码传输；在本传输时段结束时，根据用户更新后的信噪比SNR，信道相关度ρ以及打开元件数与相干时间长度之比N/T对其传输模式进行动态切换，并在下一传输时段按照相应方案进行传输。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11848726B2 (en) 2021-10-29 2023-12-19 Nantong Research Inst For Adv Comm Tech Co., Ltd. Mode switching method for reducing training overheads in reconfigurable intelligent surface (RIS)-assisted communication system

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024055324A1 (zh) * 2022-09-16 2024-03-21 北京小米移动软件有限公司 基于智能超表面的预编码方法及装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112769719A (zh) * 2020-12-01 2021-05-07 华南理工大学 基于智能反射表面辅助无线通信系统渐进式信道估计方法
CN113055816A (zh) * 2021-03-23 2021-06-29 南通大学 一种基于位置信息的多智能反射面辅助两跳中继无线通信方法及其系统

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105703882B (zh) * 2014-11-28 2020-08-18 中兴通讯股份有限公司 一种控制信息、信道或信号的传输方法及相应的发送端
CN105049383A (zh) * 2015-07-01 2015-11-11 东南大学 一种fdd大规模mimo系统下行链路训练序列设计方法
US11728571B2 (en) * 2019-07-12 2023-08-15 Arizona Board Of Regents On Behalf Of Arizona State University Large intelligent surfaces with sparse channel sensors
CN111294095B (zh) 2020-02-17 2022-02-11 南京邮电大学 基于统计csi的irs辅助大规模mimo无线传输方法
US11848709B2 (en) * 2020-08-14 2023-12-19 Huawei Technologies Co., Ltd. Media-based reconfigurable intelligent surface-assisted modulation
CN112564758B (zh) * 2020-11-25 2022-07-05 东南大学 一种采用分布式智能反射面辅助的宽带无线传输方法
CN112929302B (zh) * 2021-01-12 2022-03-15 浙江大学 一种半无源反射元协助的智能反射面系统的信道估计方法
CN113179232B (zh) * 2021-04-22 2021-10-26 南通大学 一种基于深度学习的无源智能反射表面的信道估计方法
CN113300747B (zh) * 2021-05-28 2022-06-17 东南大学 一种智能反射表面辅助的毫米波系统中的波束训练方法
CN113709070B (zh) * 2021-10-29 2022-01-18 南通先进通信技术研究院有限公司 智能反射面辅助通信系统中降低训练开销的模式切换方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112769719A (zh) * 2020-12-01 2021-05-07 华南理工大学 基于智能反射表面辅助无线通信系统渐进式信道估计方法
CN113055816A (zh) * 2021-03-23 2021-06-29 南通大学 一种基于位置信息的多智能反射面辅助两跳中继无线通信方法及其系统

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11848726B2 (en) 2021-10-29 2023-12-19 Nantong Research Inst For Adv Comm Tech Co., Ltd. Mode switching method for reducing training overheads in reconfigurable intelligent surface (RIS)-assisted communication system

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