面向移动用户的RIS波束追踪与覆盖增强技术

作     者：呼和 费丹 韩福勇 张天乐 郑鹏 陈浩然 张思宇 艾渤 HU He;FEI Dan;HAN Fuyong;ZHANG Tianle;ZHENG Peng;CHEN Haoran;ZHANG Siyu;AI Bo

作者机构：北京信息科技大学信息与通信工程学院北京102206 北京交通大学电子信息工程学院北京100044 

出 版 物：《信号处理》 (Journal of Signal Processing)

年 卷 期：2024年第40卷第8期

页      面：1460-1468页

核心收录：

学科分类：080904[工学-电磁场与微波技术] 0810[工学-信息与通信工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 0804[工学-仪器科学与技术] 081001[工学-通信与信息系统] 

基　　金：中央高校基本科研业务费(2022JBZY018) 国家自然科学基金(62301058) 国防科技工业海洋防务技术创新中心创新基金(2021-40) 江苏省前沿引领技术基础研究专项(BK20212002-3) 

主　　题：智能超表面 波束追踪 覆盖增强 

摘      要：智能超表面(Reconfigurable Intelligent Surface,RIS)技术因其能够灵活操控信道环境的电磁特性,一经出现就引起了学术界和工业界的广泛关注。目前对于RIS辅助无线通信系统的理论研究与实际测试以静止场景为主,缺乏移动场景的研究。而由于RIS反射波束较窄,存在着移动场景下RIS反射波束难以对准目标,导致覆盖增强效果较差的问题。针对此问题,本文创新性地结合了波达方向(Direction Of Arrival,DOA)估计理论与RIS覆盖增强技术,实现了针对移动用户的RIS波束追踪与覆盖增强,并在此基础上搭建了Sub 6G频段下RIS辅助的移动场景原型平台。此外,本文在实验室对比了不同速度下,发射端移动而接收端保持静止、接收端移动而发射端保持静止两种场景下,经RIS反射后的接收信号功率与信干噪比(Signal Interference plus Noise Ratio,SINR)值。实测结果表明,在两种实测动态场景下RIS编码前后的接收信号功率与SINR均有提升,证明RIS在移动场景下仍然具有较好的性能提升。本文的研究结果可对后续移动场景下RIS辅助通信提供数据支撑与可参考原型平台。