This paper investigates the reconfigurable intelligent surface (RIS) assisted spatial scattering modulation (SSM) scheme for millimeter-wave (mmWave) multiple-input multiple-output (MIMO) systems, in which line-of-sight (LoS) and non-line-of-sight (NLoS) paths are respectively considered in the transmitter-RIS and RIS-receiver channels. Based on the maximum likelihood detector, the conditional pairwise error probability (CPEP) expression for the RIS-SSM scheme is derived under the two cases of received beam correct and demodulation error. Furthermore, we derive the closed-form expressions of the unconditional pairwise error probability (UPEP) by employing two different methods: the probability density function and the moment-generating function expressions with a descending order of scatterer gains. To provide more useful insights, we derive the asymptotic UPEP and the diversity gain of the RIS-SSM scheme in the high SNR region. Depending on UPEP and the corresponding Euclidean distance, we get the union upper bound of the average bit error probability (ABEP). A new framework for ergodic capacity analysis is also provided to acquire the proposed system's effective capacity. Finally, all derivation results are validated via extensive Monte Carlo simulations, revealing that the proposed RIS-SSM scheme outperforms the benchmarks in terms of reliability.


翻译:本文研究了可重构智能表面(RIS)辅助的毫米波(mmWave)多输入多输出(MIMO)系统中的空间散射调制(SSM)方案,其中发射机-RIS和RIS-接收机信道分别考虑视距(LoS)和非视距(NLoS)路径。基于最大似然检测器,在接收波束正确与解调错误两种情况下,推导了RIS-SSM方案的条件成对错误概率(CPEP)表达式。进一步,我们通过两种不同方法推导了无条件成对错误概率(UPEP)的闭式表达式:概率密度函数法以及基于散射体增益降序排列的矩生成函数法。为提供更有价值的见解,我们在高信噪比区域推导了RIS-SSM方案的渐近UPEP及分集增益。基于UPEP及其对应的欧氏距离,获得了平均误比特概率(ABEP)的联合上界。同时提出了遍历容量分析的新框架,用以评估所提系统的有效容量。最后,所有推导结果均通过大量蒙特卡洛仿真验证,表明所提RIS-SSM方案在可靠性方面优于基准方案。

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