Reconfigurable intelligent surface (RIS) is an emerging paradigm able to control the propagation environment in wireless systems. Most of the research on RIS has been dedicated to system optimization and, with the advent of beyond diagonal RIS (BD-RIS), to RIS architecture design. However, developing general and unified electromagnetic (EM)-consistent models for RIS-aided systems remains an open problem. In this study, we propose a universal framework for the multiport network analysis of RIS-aided systems. With our framework, we model RIS-aided systems and RIS architectures through impedance, admittance, and scattering parameter analysis. Based on these analyses, three equivalent models are derived accounting for the effects of impedance mismatching and mutual coupling. The three models are then simplified by assuming large transmission distances, perfect matching, and no mutual coupling to understand the role of the RIS in the communication model. The derived simplified models are consistent with the typical model used in related literature, although we show that an additional approximation is commonly considered in the literature. We discuss the benefits of each analysis in characterizing and optimizing the RIS and how to select the most suitable parameters according to the needs. Numerical results provide additional evidence of the equivalence of the three analyses.


翻译:可重构智能表面(RIS)是一种能够控制无线系统传播环境的新兴范式。目前大多数RIS研究集中于系统优化,并随着超对角RIS(BD-RIS)的出现而扩展至RIS架构设计。然而,为RIS辅助系统建立通用且统一的电磁(EM)一致性模型仍是一个悬而未决的问题。本研究提出了一种用于RIS辅助系统多端口网络分析的通用框架。通过该框架,我们采用阻抗、导纳和散射参数分析对RIS辅助系统及RIS架构进行建模。基于这些分析,我们推导出三种能够解释阻抗失配和互耦效应的等效模型。随后通过假设大传输距离、完美匹配和无互耦条件,将三种模型简化以理解RIS在通信模型中的作用。推导出的简化模型与相关文献中使用的典型模型具有一致性,但我们指出文献中通常还包含一个额外的近似假设。我们讨论了每种分析方法在RIS表征与优化中的优势,以及如何根据需求选择最合适的参数。数值结果为三种分析方法的等效性提供了进一步的证据。

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
21+阅读 · 2023年7月12日
Arxiv
13+阅读 · 2021年5月25日
VIP会员
最新内容
《美陆军条例:陆军指挥政策(2026版)》
专知会员服务
10+阅读 · 4月21日
《军用自主人工智能系统的治理与安全》
专知会员服务
7+阅读 · 4月21日
《系统簇式多域作战规划范畴论框架》
专知会员服务
10+阅读 · 4月20日
高效视频扩散模型:进展与挑战
专知会员服务
5+阅读 · 4月20日
乌克兰前线的五项创新
专知会员服务
8+阅读 · 4月20日
 军事通信系统与设备的技术演进综述
专知会员服务
8+阅读 · 4月20日
《北约标准:医疗评估手册》174页
专知会员服务
6+阅读 · 4月20日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员