Journal of Zhejiang University

Current Issue: <FITEE>

Frontiers of Information Technology & Electronic Engineering (former title: Journal of Zhejiang University SCIENCE C (Computers & Electronics), 2010-2014)

ISSN 2095-9184 (print); ISSN 2095-9230 (online); CN 33-1389/TP; Monthly.

FITEE is an international peer-reviewed journal indexed by SCI-E, Ei Compendex, DBLP, IC, Scopus, JST, CSA, etc. It covers research in Electrical and Electronic Engineering, including Computer Science, Information Sciences, Control, Automation, Telecommunications, and related disciplines.

Impact factor: 0.308 (2011), 0.297 (2012), 0.380 (2013), 0.415 (2014), 0.392 (2015), 0.622 (2016), 0.910 (2017), 1.033 (2018), 1.604 (2019), 2.161 (2020), 2.526 (2021).

Frontiers of Information Technology & Electronic Engineering

ISSN 2095-9184 (print), ISSN 2095-9230 (online), monthly

2023 Vol.24 No.12 P.1665-1828

Cover:

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Contents:

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<<< CONTENTS >>>

Special Issue on RIS System Implementation and Applications to Wireless Communications (Editor-in-Chief: Tie Jun CUI; Executive Lead Editors: Shi JIN, Qiang CHENG)

Editorial: Reconfigurable intelligent surfaces for wireless communications

Qiang CHENG, Shi JIN, Tie Jun CUI

DOI: 10.1631/FITEE.2320000 Downloaded: 233 Clicked: 269 Cited: 0 Commented: 0(p.1665-1668) <Full Text>

Chinese summary <4> 面向無線通信的智能超表面

程強，金石，崔鐵軍
東南(nán)大(dà)學信息科學與工(gōng)程學院，中(zhōng)國南(nán)京市，210096
概要：智能超表面（RIS）是一(yī)種具有可重構電磁特性的二維人工(gōng)材料。通過改變嵌入RIS元件中(zhōng)的可調諧器件的控制信号，可獨立地調整每個元件表面電磁波的相位、振幅、偏振和頻(pín)率響應，因此能夠以可編程的方式重塑空間電磁波的波前。RIS提供了強大(dà)的能力來控制無線傳播環境，提高無線通信網絡的性能，同時具有低複雜(zá)性、結構簡單、低成本的優點，在無線覆蓋擴展、無線覆蓋增強以及無線系統容量的提高方面具有很好的優勢。目前，RIS輔助無線通信技術的發展聚焦以下(xià)幾個關鍵點：
1. RIS硬件的低功耗、低成本設計
在RIS開(kāi)發過程中(zhōng)，功耗和系統成本是其未來大(dà)規模部署的兩個關鍵因素。控制和驅動電路及其可調諧組件的功耗通常在系統功耗中(zhōng)比例較高。微波材料和射頻(pín)（RF）部件的有效成本控制也很重要。如何實現功耗、成本和性能之間的良好平衡在很大(dà)程度上取決于先進的設計技術和創新的解決方案。
2.新硬件架構和模型下(xià)的RIS波束形成設計
随着RIS技術的進步，RIS硬件在網絡中(zhōng)的配置愈發多樣化。RIS與放(fàng)大(dà)轉發（AF）中(zhōng)繼的結合有望平衡硬件成本和通信速率之間的關系。通過引進新型RIS，進一(yī)步實現傳輸波和反射波的聯合調控，并實現全向空間的完整覆蓋。此外(wài)，還可引入RIS的寬帶信道模型和現實功耗模型，以支持RIS波束成形和能效性能的聯合優化。
3. RIS的新應用和标準化考慮
RIS技術的引入爲物(wù)理層通信安全帶來新的維度。基于RIS的物(wù)理層密鑰生(shēng)成協議可以通過反射模式的動态優化來提高密鑰容量。優化基站發射功率和RIS無源波束成形有助于減少幹擾。此外(wài)，RIS标準化讨論及其在工(gōng)程中(zhōng)的應用研究也是非常迫切的，從标準化的角度，将RIS的性能與3GPP release-18（R18）中(zhōng)的網絡控制中(zhōng)繼器（NCR）進行比較很有意義。
目前，RIS在無線通信中(zhōng)的未來應用仍面臨多重機遇與挑戰。爲此，中(zhōng)國工(gōng)程院院刊《信息與電子工(gōng)程前沿（英文）》組織了本期專題。經嚴格評審，選出12篇論文，包括2篇綜述和10篇研究，涵蓋了物(wù)理實現、算法設計和标準化等熱點話(huà)題。

Review Article: Reconfigurable intelligent surfaces for 6G: applications, challenges, and solutions

Yajun ZHAO

DOI: 10.1631/FITEE.2200666 Downloaded: 437 Clicked: 538 Cited: 0 Commented: 0(p.1669-1688) <Full Text> <PPT> 139

Chinese summary <4> 面向6G的可重構智能超表面：應用、挑戰和解決方案

趙亞軍^1,2
¹北(běi)京理工(gōng)大(dà)學，中(zhōng)國北(běi)京市，100081
²中(zhōng)興通訊，中(zhōng)國北(běi)京市，100029
摘要：學者們有望繼續提高智能超表面（RIS）理論研究的深度和廣度，爲RIS工(gōng)程應用提供更高的理論極限。通過諸多學術研究的突破以及工(gōng)程化的推動，RIS技術研究已取得重大(dà)進展。本文首先概述RIS工(gōng)程應用研究進展，主要關注其典型技術特性、分(fēn)類和部署場景。然後，系統、全面地分(fēn)析了RIS面臨的挑戰，提出潛在解決方案，包括通過級聯信道解耦來解決波束成形問題、解決RIS調控約束的解決方案、探索RIS基于網絡控制的系統架構、研究信道調控和信息調制的融合、研究真時延（TTD）機制在RIS中(zhōng)的使用，并探讨了RIS輔助非的正交多址接入（NOMA）和基于RIS的發射機。最後，讨論了該領域的未來趨勢和挑戰。

關鍵詞組：6G；智能超表面；級聯信道解耦；RIS調控約束；RIS系統架構；真時延

Review Article: Simultaneously transmitting and reflecting (STAR) RISs for 6G: fundamentals, recent advances, and future directions

Yuanwei LIU, Jiaqi XU, Zhaolin WANG, Xidong MU, Jianhua ZHANG, Ping ZHANG

DOI: 10.1631/FITEE.2300490 Downloaded: 530 Clicked: 530 Cited: 0 Commented: 0(p.1689-1707) <Full Text> <PPT> 100

Chinese summary <4> 面向6G的融合透射與反射智能超表面技術：基本原理、最新進展和未來方向

劉元玮¹，許嘉琪¹，王照霖¹，慕熹東¹，張建華²，張平²
¹倫敦瑪麗女王大(dà)學電子工(gōng)程與計算機科學學院，英國倫敦市，E1 4NS
²北(běi)京郵電大(dà)學網絡與交換技術國家重點實驗室，中(zhōng)國北(běi)京市，100876
摘要：融合透射與反射智能超表面（STAR-RIS）因其可實現360^°覆蓋和增強自由度的優勢而備受學術界和工(gōng)業界關注。本文首先從硬件模型、信道模型和信号模型3個角度概述STAR-RIS的基本原理。随後，從相移、方向性和能耗角度介紹STAR-RIS的3種代表性分(fēn)類方法。本文還研究了獨立相移和耦合相移情況下(xià)STAR-RIS的波束成形設計，并針對兩種相移模型提出一(yī)個通用優化框架。該框架具有很高的兼容性和可證明的最優性，并且不受應用場景限制。爲展現STAR-RIS的潛在優勢，進一(yī)步讨論了STAR-RIS在第六代無線通信（6G）中(zhōng)幾個前景廣闊的應用。最後，針對性地探讨了STAR-RIS未來的研究方向和機遇。

關鍵詞組：第六代無線通信（6G）；智能超表面；智能無線電環境；融合透射與反射

Realizing complex beams via amplitude-phase digital coding metasurfaces and semidefinite relaxation optimization

Junwei WU, Qiong HUA, Hui XU, Hanqing YANG, Zhengxing WANG, Qiang CHENG, Tie Jun CUI

DOI: 10.1631/FITEE.2300146 Downloaded: 432 Clicked: 757 Cited: 0 Commented: 0(p.1708-1716) <Full Text> <PPT> 106

Chinese summary <4> 利用幅相數字編碼超表面和半定松弛實現複雜(zá)波束

武軍偉^1,2,3，華瓊¹，徐輝¹，楊漢卿¹，汪正興¹，程強¹，崔鐵軍^1,2,3
¹東南(nán)大(dà)學毫米波全國重點實驗室，中(zhōng)國南(nán)京市，210096
²鵬城實驗室，中(zhōng)國深圳市，518055
³琶洲實驗室(黃埔)，中(zhōng)國廣州市，510555
摘要：複雜(zá)波束在無線通信、雷達和衛星等領域發揮着重要作用，近年來引起人們的極大(dà)興趣。在此背景下(xià)，提出一(yī)種利用半定松弛優化和幅相數字編碼超表面實現複雜(zá)波束的快速有效方法。作爲該方法的應用實例，設計了具有餘割、平頂和雙峰形狀的複雜(zá)波束，并通過全波模拟和實驗測量進行了驗證，結果具有良好的主瓣和副瓣性能，證明了該方法的有效性。與以往工(gōng)作相比，該方法可以更快、更有效地解決複雜(zá)的波束形成問題，對無線應用中(zhōng)波束形成系統的設計具有重要意義。

關鍵詞組：天線波束；幅相編碼超表面；遠場綜合；半正定松弛

Energy efficiency optimization for a RIS-assisted multi-cell communication system based on a practical RIS power consumption model

Danning XU, Yu HAN, Xiao LI, Jinghe WANG, Shi JIN

DOI: 10.1631/FITEE.2300136 Downloaded: 359 Clicked: 567 Cited: 0 Commented: 0(p.1717-1727) <Full Text>

Chinese summary <3> 基于實際RIS功耗模型的RIS輔助多小(xiǎo)區通信系統能量效率優化

許丹甯，韓瑜，李潇，王靜赫，金石
東南(nán)大(dà)學移動通信全國重點實驗室，中(zhōng)國南(nán)京市，210096
摘要：可重構智能超表面（RIS）是一(yī)種被廣泛認可能夠輔助基站與邊緣用戶之間通信的潛在技術。本文基于實際的RIS功耗模型，研究了RIS輔助多小(xiǎo)區通信系統的能量效率。爲了最大(dà)化系統的能量效率，提出一(yī)種交替優化算法，該算法聯合優化了基站處的發射波束成形向量和RIS相移矩陣。首先，通過求解轉換後的加權最小(xiǎo)均方誤差問題，對發射波束成形向量進行優化。随後，爲解決RIS單元功耗與其離(lí)散相移之間的離(lí)散關系所導緻的計算困難問題，使用一(yī)個連續函數來近似它們的關系。利用這種近似關系，采用優化最小(xiǎo)化（MM）算法來優化連續的RIS相移，然後将得到的相移量化爲離(lí)散相移。仿真結果表明，該算法有效提升了系統的能量效率。

關鍵詞組：可重構智能超表面；能量效率；多小(xiǎo)區通信系統

Beamforming design for RIS-aided amplify-and-forward relay networks

Xuehui WANG, Feng SHU, Riqing CHEN, Peng ZHANG, Qi ZHANG, Guiyang XIA, Weiping SHI, Jiangzhou WANG

DOI: 10.1631/FITEE.2300118 Downloaded: 342 Clicked: 570 Cited: 0 Commented: 0(p.1728-1738) <Full Text> <PPT> 92

Chinese summary <3> 智能超表面輔助放(fàng)大(dà)轉發中(zhōng)繼網絡的波束成形設計

王雪輝¹，束鋒^1,2，陳日清³，張鵬¹，張旗¹，夏桂陽⁴，石偉萍²，王江舟⁵
¹海南(nán)大(dà)學信息與通信工(gōng)程學院，中(zhōng)國海口市，570228
²南(nán)京理工(gōng)大(dà)學電子工(gōng)程與光電技術學院，中(zhōng)國南(nán)京市，210094
³福建農林大(dà)學數字福建農業大(dà)數據研究院，中(zhōng)國福州市，350002
⁴安徽農業大(dà)學智慧農業研究院，中(zhōng)國合肥市，230036
⁵肯特大(dà)學工(gōng)程學院，英國坎特伯雷市，CT2 7NT
摘要：使用可重構智能表面（RIS）增強速率性能涉及到RIS作爲無源反射器的局限性。爲解決這一(yī)問題，本文提出RIS輔助放(fàng)大(dà)轉發（AF）中(zhōng)繼網絡。爲使信噪比最大(dà)化，提出兩種方法聯合優化AF中(zhōng)繼的波束成形矩陣和RIS的相移矩陣。首先，爲獲得高速率，提出一(yī)種基于Charnes-Cooper變換和半定規劃（CCT-SDP）的高性能交替優化（AO）方法。其中(zhōng)，将優化問題分(fēn)解爲3個子問題，并通過CCT-SDP和高斯随機化方法分(fēn)别求解子問題和恢複秩一(yī)解。然而，CCT-SDP方法中(zhōng)優化矩陣變量會帶來極高複雜(zá)度。爲降低複雜(zá)度，提出一(yī)種基于Dinkelbachs變換和連續凸近似（DT-SCA）的低複雜(zá)度AO方法。其中(zhōng)，優化變量是向量，并通過DT-SCA方法求解3個解耦的子問題。仿真結果表明，與3個基準（即具有随機相位的RIS輔助的AF中(zhōng)繼網絡、沒有RIS的AF中(zhōng)繼網絡和沒有AF中(zhōng)繼的RIS輔助的網絡）相比，所提CCT-SDP和DT-SCA方法可以獲得更好的速率性能。此外(wài)，低複雜(zá)度的DT-SCA方法與CCT-SDP方法速率接近。

關鍵詞組：可重構智能表面；放(fàng)大(dà)轉發（AF）中(zhōng)繼；波束成形；相移；半定規劃；連續凸近似

Joint radio frequency front-end and digital back-end antijamming scheme based on a metasurface antenna array

Yangming LOU, Liang JIN, Wenyu JIANG, Shuaifang XIAO

DOI: 10.1631/FITEE.2300113 Downloaded: 516 Clicked: 678 Cited: 0 Commented: 0(p.1739-1751) <Full Text> <PPT> 109

Chinese summary <3> 基于超表面天線陣列的射頻(pín)前端與數字後端聯合抗幹擾方案

樓洋明，金梁，江文宇，肖帥芳
戰略支援部隊信息工(gōng)程大(dà)學，中(zhōng)國鄭州市，450001
摘要：陣列自由度的大(dà)小(xiǎo)決定了能夠應對的幹擾數量與抗幹擾性能。現有陣列隻能通過增加天線數量提高自由度。另一(yī)方面，接收信号在進行數字化時，大(dà)功率幹擾将導緻用于表示期望信号的模數轉換器（ADC）量化位位數下(xià)降，進一(yī)步提高後端基于數字信号處理的抗幹擾難度。本文提出一(yī)種基于超表面天線陣列的射頻(pín)前端與數字後端聯合抗幹擾方案，利用超表面天線快速可重構能力，對同一(yī)信号切換不同方向圖接收，令單通道等效爲多通道，提高陣列自由度。利用獨立成分(fēn)分(fēn)析獲得信道盲估計結果，在天線最小(xiǎo)信幹比約束條件下(xià)對天線參數進行優化設計。在高功率幹擾條件下(xià)，通過在射頻(pín)前端抑制幹擾，采用較低位數的ADC，陣列也能具有較好的抗幹擾性能。仿真結果表明，本文所提方案相比于傳統陣列，令接收信号的誤比特率降低了一(yī)個數量級。

關鍵詞組：抗幹擾；多輸入多輸出；超表面天線陣列；獨立成分(fēn)分(fēn)析

Digital-to-analog converter free architecture for digital reconfigurable intelligent surface

Miaoran PENG, Jinhao KAN, Lixia XIAO, Guanghua LIU, Tao JIANG

DOI: 10.1631/FITEE.2300133 Downloaded: 349 Clicked: 581 Cited: 0 Commented: 0(p.1752-1762) <Full Text> <PPT> 99

Chinese summary <3> 免數模轉換的數字可重構智能超表面架構

彭淼然^1,2,3，阚錦昊^1,2,3，肖麗霞^1,2,3，劉光華^1,2,3，江濤^1,2,3
¹華中(zhōng)科技大(dà)學6G移動通信研究中(zhōng)心，中(zhōng)國武漢市，430071
²華中(zhōng)科技大(dà)學網絡科學與工(gōng)程學院，中(zhōng)國武漢市，430071
³華中(zhōng)科技大(dà)學電子信息與通信學院，中(zhōng)國武漢市，430071
摘要：本文研究用于數字可重構智能超表面系統的新型免數模轉換架構。其中(zhōng)，微帶傳輸線被用于反射系數控制，從而降低系統功耗。在所提架構中(zhōng)，每個單刀4擲開(kāi)關同時控制一(yī)組元件的反射系數以實現2位移相器。爲進一(yī)步降低成本，提出一(yī)種新型調制方案，該方案能獲得接近傳統正交幅度調制方案的性能。爲了突破相移位數的限制，聯合使用頻(pín)移與相位旋轉獲得更多的星座點。仿真結果和實驗結果表明，所提架構能夠獲得理想的傳輸性能。進一(yī)步地，可通過擴展智能超表面單元數量以及相移比特，可實現64-QAM和256-QAM等高階調制方案。

關鍵詞組：可重構智能超表面；硬件實現；高階調制

Max-min rate optimization for multi-user MISO-OFDM systems assisted by RIS with a wideband model

Yonghua QUAN, Zhong TIAN, Zhengchuan CHEN, Min WANG, Yunjian JIA

DOI: 10.1631/FITEE.2300120 Downloaded: 401 Clicked: 619 Cited: 0 Commented: 0(p.1763-1775) <Full Text> <PPT> 109

Chinese summary <3> 基于智能超表面寬帶模型的下(xià)行多用戶MISO-OFDM系統最大(dà)化最小(xiǎo)速率優化

全永桦¹，田中(zhōng)¹，陳正川^1,2，王敏^3,4，賈雲健¹
¹重慶大(dà)學微電子與通信工(gōng)程學院，中(zhōng)國重慶市，400044
²西安郵電大(dà)學陝西省信息通信網絡及安全重點實驗室，中(zhōng)國西安市，710121
³重慶郵電大(dà)學光電工(gōng)程學院，中(zhōng)國重慶市，400065
⁴桂林電子科技大(dà)學廣西無線寬帶通信與信号處理重點實驗室，中(zhōng)國桂林市，541004
摘要：智能超表面具有智能化改變無線環境的能力。考慮到寬帶系統中(zhōng)子信道的衰減和擁擠的用戶，我(wǒ)們将智能超表面引入具有正交頻(pín)分(fēn)複用（orthogonal frequency division multiplexing,OFDM）的多用戶多入單出（multi-input single-output,MISO）系統，用于增強系統性能。基于智能超表面的近似實用寬帶模型，智能超表面輔助密集用戶的最小(xiǎo)速率最大(dà)化問題被表征爲包含子載波分(fēn)配、基站發送預編碼矩陣和智能超表面無源波束形成的聯合優化問題。提出聯盟博弈子載波分(fēn)配算法解決子載波的空頻(pín)資(zī)源分(fēn)配問題，改善密集用戶間的幹擾拓撲。利用分(fēn)數規劃和凸優化方法優化預編碼矩陣和智能超表面無源波束形成，提高了寬帶系統中(zhōng)所有子信道的頻(pín)譜效率。仿真結果表明，聯盟博弈子載波分(fēn)配算法爲密集用戶提供了顯著的速率增益。此外(wài)，所提聯合優化方法展示了智能超表面在該系統中(zhōng)的顯著優勢。

關鍵詞組：智能超表面；最大(dà)化最小(xiǎo)速率；聯盟博弈子載波分(fēn)配

Multi-feed multi-mode metasurface for independent orbital angular momentum communication in dual polarization

Lingjun YANG, Sheng SUN, Wei E.I. SHA, Long LI, Jun HU

DOI: 10.1631/FITEE.2200471 Downloaded: 566 Clicked: 845 Cited: 0 Commented: 0(p.1776-1790) <Full Text> <PPT> 130

Chinese summary <3> 用于極化和軌道角動量複用通信的多饋多模超表面

陽棂均¹，孫勝¹，沙威²，李龍³，胡俊¹
¹電子科技大(dà)學電子科學與工(gōng)程學院，中(zhōng)國成都市，611731
²浙江大(dà)學信息與電子工(gōng)程學院，中(zhōng)國杭州市，310027
³西安電子科技大(dà)學電子工(gōng)程學院，中(zhōng)國西安市，710071
摘要：攜帶自旋和軌道角動量（OAM）的波束在光學和無線電領域中(zhōng)被廣泛應用。然而，大(dà)多數無源波束調控裝置隻提供有限操作，例如自旋（極化）鎖定的波前、靜态的OAM模式組合或不可控制的OAM能量分(fēn)配。本文提出一(yī)種多饋源反射型超表面裝置，可以在動态切換OAM模式和極化組合的同時，對各模式間的能量精确分(fēn)配。具體(tǐ)而言，提出四個結合傳播和幾何相位的超表面單元來克服自旋鎖定相位限制，并分(fēn)析這些單元的魯棒性。通過引入振幅項和多饋源技術，所提超表面可以生(shēng)成具有可控能量和可變模式的OAM電磁波束。使用所提超表面裝置，搭建了工(gōng)作在14 GHz的基于OAM模式和圓極化複用的無線電通信系統。系統中(zhōng)最大(dà)串擾是−9 dB，證明了所提方法的有效性和實用性。

關鍵詞組：軌道角動量（OAM）；幾何相位；多饋源超表面；自旋解耦超表面；渦旋波通訊

Joint power control and passive beamforming optimization in RIS-assisted anti-jamming communication

Yang LIU, Kui XU, Xiaochen XIA, Wei XIE, Nan MA, Jianhui XU

DOI: 10.1631/FITEE.2200646 Downloaded: 319 Clicked: 519 Cited: 0 Commented: 0(p.1791-1802) <Full Text> <PPT> 88

Chinese summary <3> 可重構智能表面輔助的聯合優化功率控制和被動波束賦形的抗幹擾傳輸方法

劉洋，許魁，夏曉晨，謝威，馬楠，徐鍵卉
中(zhōng)國人民解放(fàng)軍陸軍工(gōng)程大(dà)學通信工(gōng)程學院，中(zhōng)國南(nán)京市，210007
摘要：由于無線傳播環境的開(kāi)放(fàng)性，無線網絡極易受到惡意幹擾，嚴重影響其合法通信性能。研究了一(yī)種基于可重構智能表面的抗幹擾通信系統，通過優化基站的發射功率和可重構智能表面的被動波束成形來提高系統的抗幹擾性能。考慮到智能幹擾機的動态和不可預測性，将發射功率和可重構智能表面反射系數的聯合優化問題建模爲馬爾可夫決策過程。爲解決複雜(zá)和耦合的決策問題，提出一(yī)種基于雙深度Q網絡的學習框架，提高系統的可達速率和能量效率。與大(dà)多數功率域的抗幹擾方法需要幹擾功率信息不同，提出的雙深度Q網絡算法更能适應動态和未知(zhī)的幹擾環境，而不依賴于關于幹擾功率的先驗信息。仿真結果表明，所提算法在抗幹擾性能和能量效率方面均優于多臂賭博機算法和深度Q網絡算法。

關鍵詞組：可重構智能表面；功率控制；抗幹擾；強化學習

Pattern-reconfigurable antenna-assisted secret key generation from multipath fading channels

Zheng WAN, Mengyao YAN, Kaizhi HUANG, Zhou ZHONG, Xiaoming XU, Yajun CHEN, Fan WU

DOI: 10.1631/FITEE.2300126 Downloaded: 288 Clicked: 473 Cited: 0 Commented: 0(p.1803-1814) <Full Text> <PPT> 125

Chinese summary <3> 基于多徑衰落信道方向圖可重構天線輔助的無線物(wù)理層密鑰生(shēng)成

萬政¹，闫夢瑤¹，黃開(kāi)枝^1,2，鍾州¹，許曉明¹，陳亞軍¹，吳凡²
¹信息工(gōng)程大(dà)學，中(zhōng)國鄭州市，450001
²網絡通信與安全紫金山實驗室，中(zhōng)國南(nán)京市，210096
摘要：物(wù)理層密鑰生(shēng)成技術利用無線信道的互易性、随機性生(shēng)成共享密鑰。然而，多徑衰落會降低上行鏈路和下(xià)行鏈路之間的相關性，從而導緻較低的密鑰生(shēng)成速率。本文提出一(yī)種基于方向圖可重構天線的物(wù)理層密鑰生(shēng)成方案提升密鑰容量。具體(tǐ)地，我(wǒ)們設計了一(yī)種基于智能超表面（Reconfigurable reflecting surface,RIS）的可重構天線架構，利用靈活重構天線方向圖的能力，提出基于可重構天線的物(wù)理層密鑰生(shēng)成協議。通過提出的基于原子範數最小(xiǎo)化的多徑信道估計算法以及多徑信号匹配接收優化算法，可以實現通過減輕多徑衰落的影響提高密鑰生(shēng)成速率。仿真結果表明，與現有方案相比，所提出方案能抵抗多徑衰落并實現較高的密鑰生(shēng)成速率。此外(wài)，研究結果表明，天線方向圖自由度的增加可以顯着增加密鑰容量。

關鍵詞組：物(wù)理層安全；密鑰生(shēng)成；智能超表面；多徑衰落；方向圖可重構天線

Performance analysis on reconfigurable intelligent surface and network-controlled repeater in 3GPP release-18

Yiwei SUN, Boyang DUAN, Xin SU, Hanning WANG, Qi GU, Jing JIN, Yifei YUAN

DOI: 10.1631/FITEE.2300321 Downloaded: 340 Clicked: 439 Cited: 0 Commented: 0(p.1815-1828) <Full Text> <PPT> 110

Chinese summary <3> 可重構智能表面與3GPP release-18中(zhōng)的網絡控制中(zhōng)繼器的性能分(fēn)析

孫藝玮¹，段博洋²，蘇鑫¹，王菡凝¹，顧琪¹，金婧¹，袁弋非¹
¹中(zhōng)國移動通信有限公司研究院未來研究院，中(zhōng)國北(běi)京市，100053
²北(běi)京郵電大(dà)學信息與通信工(gōng)程學院，中(zhōng)國北(běi)京市，100876
摘要：作爲實現6G的候選技術之一(yī)，可重構智能表面（reconfigurable intelligent surface，RIS）在學術界和工(gōng)業界都備受矚目。爲了更好地探索RIS的優勢，本文将RIS與3GPP release-18中(zhōng)的網絡控制中(zhōng)繼器（network-controlled repeater，NCR）的性能進行比較。首先，從理論上分(fēn)析RIS和NCR的接收信号功率和信噪比性能。接着，模拟了RIS和NCR在頻(pín)率範圍1和頻(pín)率範圍2波段的系統級參考信号接收功率和信幹噪比性能。最後，根據RIS和NCR的比較結果，對工(gōng)程應用提出一(yī)些見解。

關鍵詞組：可重構智能表面（RIS）；網絡控制中(zhōng)繼器（NCR）；标準化；系統級仿真