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MA辅助RIS-MIMO系统的信道模型分析及优化OA

Channel model analysis and optimization for RIS-MIMO system with MA assistance

中文摘要英文摘要

在缺少视距链路且散射环境丰富的通信场景中,固定天线在可重构智能表面(RIS)辅助多输入多输出(MIMO)系统存在因严重多径衰落而引起的信道增益下降等一系列通信问题,为抵抗多径衰落,本文尝试将基站(BS)天线和用户(UE)天线重构为可移动天线(MA)以改善信道矩阵的秩结构,构建面向富散射环境的MA-RIS-MIMO系统.首先,本文对该系统进行建模,分析并建立该系统在确知点对点信道下单径、双径、三径和多径的BS-RIS和RIS-UE级联信道模型及信道增益表达式.然后,基于以上信道模型,建立该系统关于系统和速率的目标函数,优化基站和用户端天线位置、RIS的相移矩阵、基站发射功率,应用分式规划联合梯度上升法进行求解.最后,通过仿真验证了基站和用户端均为可移动天线时,系统的和速率相较于固定天线位置的RIS-MIMO系统提升了6.4 bps/Hz,继而证明了MA-RIS-MIMO系统下所建立信道模型的有效性.

In communication scenarios where line-of-sight links are absent,and the featuring rich scattering environment is rich,fixed antenna systems in reconfigurable intelligent surface(RIS)-aided multiple input multiple output(MIMO)communications face various challenges,such as channel gain degradation caused by severe multipath fading.To mitigate these multipath effects,this study converts both the base station(BS)antenna and the user equipment(UE)antenna into a movable antenna(MA)to improve the rank structure of the channel matrix and construct an MA-RIS-MIMO system tailored for rich scattering environments.First,the system is modeled,and the cascaded BS-RIS and RIS-UE channel models,as well as channel gain expressions,are derived for single-path,dual-path,triple-path,and multipath scenarios under known point-to-point channels.Then,based on these channel models,objective functions for system performance and rate are formulated,which optimize the BS and UE antenna positions,the RIS phase shift matrix,and BS transmit power.A fractional programming-based joint gradient ascent method is then applied to solve the optimization problem.Finally,simulation results demonstrate that the system utilizing MA at both BS and UE has a sum-rate gain of at least 6.4 bps/Hz compared with a fixed-position RIS-MIMO system,thereby validating the effectiveness of the established channel model for the proposed MA-RIS-MIMO framework.

杨青青;姚励行;彭艺;王健明;李辉

昆明理工大学 信息工程与自动化学院,云南 昆明 650500||云南省计算机技术应用重点实验室,云南 昆明 650500昆明理工大学 信息工程与自动化学院,云南 昆明 650500||云南省计算机技术应用重点实验室,云南 昆明 650500昆明理工大学 信息工程与自动化学院,云南 昆明 650500||云南省计算机技术应用重点实验室,云南 昆明 650500昆明理工大学 信息工程与自动化学院,云南 昆明 650500||云南省计算机技术应用重点实验室,云南 昆明 650500昆明理工大学 信息工程与自动化学院,云南 昆明 650500||云南省计算机技术应用重点实验室,云南 昆明 650500

信息技术与安全科学

可移动天线可重构智能表面多输入多输出分式规划梯度上升

movable antennareconfigure intelligent surfacemultiple input multiple outputfractional programminggradient ascent

《湖南大学学报(自然科学版)》 2026 (6)

120-130,11

国家自然科学基金资助项目(62461030),National Natural Science Foundation of China(62461030)云南省基础研究重点项目(202401AS070105)Yunnan Province Basic Research Program Key Project(202401AS070105)

10.16339/j.cnki.hdxbzkb.2026277

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