随机时空堆叠智能超表面技术：用于大规模多用户下行链路连接

《IEEE Transactions on Communications》：Randomized Space-Time Stacked Intelligent Metasurfaces for Massive Multiuser Downlink Connectivity

　　

摘要：

堆叠式智能超表面（SIMs）是下一代无线网络的关键技术，它们在显著减少射频链路数量的同时提供了波束成形的优势。在传统的仅空间（S-only）SIM架构中，SIM的可重构频率等于信道相干时间的倒数。本文研究了一种用于大规模下行连接的新型波束成形策略，该策略采用了随机时空（ST）SIM。除了传统的仅空间超表面层外，所提出的设计还在SIM的输入阶段集成了一层ST超表面层，该层在每个信道相干间隔引入随机变化。这些人为的时间变化使得在信道动态较慢的情况下能够进行机会主义用户调度和多用户分集的利用。为了减轻发射机端完整信道状态信息（CSIT）所带来的高昂开销，我们提出了一种基于部分CSIT的波束成形方案，该方案利用随机导向向量和基于信号质量测量的有限用户端反馈。数值结果表明，所提出的ST-SIM架构在显著降低CSIT获取和反馈开销的同时，实现了令人满意的总速率性能，从而能够在密集网络中实现可扩展的下行连接。