介绍了智能超表面(RIS)技术的起源、发展历程及其在现代无线通信中的潜力,分析了RIS在提高通信系统性能、降低功耗、优化网络资源等方面的优势。
综述了国内外关于RIS辅助通信系统的研究进展,涵盖了RIS在多用户通信、频谱效率优化以及非视距(NLoS)环境中应用的研究现状,指出了RIS辅助通信系统中的波束成形研究的背景和意义。
介绍了本文的研究思路和主要内容,包括研究背景及意义、RIS辅助通信系统的基本理论及相关技术、单用户和多用户情况下的RIS联合波束赋形优化问题的研究,以及研究成果的总结和下一步研究方向。
详细讲解了RIS的工作原理,包括其基本结构、反射单元的作用、电磁波的调控机制及其在无线通信系统中的应用。
介绍了波束赋形技术的基本概念、工作原理及其在多输入多输出(MIMO)系统中的应用,特别是在RIS辅助通信系统中的应用。
概述了凸优化的基本理论,包括凸集和凸函数的定义、线性规划(LP)、二次规划(QP)、二次约束二次规划(QCQP)和半定规划(SDP)问题的数学表达。
详细介绍了鲸鱼优化算法(WOA)的工作原理,包括其灵感来源、数学模型和迭代过程,以及其在解决非凸优化问题中的应用。
介绍了单用户场景下RIS辅助通信系统中优化问题的构建方法,包括目标函数的定义和约束条件的设置。
讨论了在单用户场景下采用鲸鱼优化算法(WOA)进行联合优化的方法,通过与传统优化算法的对比,验证了WOA优化算法的优化效果。
在多用户场景下,构建了RIS波束成形与位置部署的联合优化问题,考虑了公平性优化和最大最小公平性(Max-Min fairness)约束。
讨论了采用结合鲸鱼优化算法(WOA)的交替优化方法进行多用户场景下的联合优化,通过与传统AO算法的对比,验证了所提方法的优势。
展望了RIS技术的未来发展方向,包括在5G网络、物联网、智能交通等领域的应用,以及RIS设备的智能化、集成化和能源效率的提升。
分享了对RIS辅助通信感知一体化系统技术的调查学习中的感悟,强调了通信系统与无线通信技术的层次性理解和具体分析的重要性。