引言
无线服务的快速增长对数据吞吐量、连接密度和能效提出了越来越严格的要求，从而推动了先进多址接入和传输技术的发展 [1], [2], [3], [4], [5]。在此背景下，速率分割多址 (RSMA) 作为一种灵活的干扰管理框架引起了广泛关注，因为它比传统的非正交多址 (NOMA) 和空分多址 (SDMA) 能够更自适应地处理多用户干扰 [6], [7], [8], [9]。通过灵活地管理干扰——将部分干扰作为噪声处理 [5], [10], [11], [12] 并采用具有优化解码顺序的 SIC [12], [13]，RSMA 桥接并超越了传统的正交多址 (OMA) 和 NOMA [9], [10], [11]，提供了更优越的频谱效率和用户公平性，特别是在具有严格服务质量要求的多用户场景中 [13]。
IRS 已被广泛研究作为一种有前景的技术，用于重构无线传播环境。通过智能控制信号反射，IRS 可以扩展服务覆盖范围，提高频谱和能量效率，并为无线网络提供低成本且可灵活部署的解决方案 [14], [15], [16], [17], [18], [19]。通常，IRS 由排列在平面上的大量无源反射元件 (RE) 组成。每个 RE 可以调整其反射响应，特别是入射电磁波的相位。通过这些 RE 的协调调整，反射信号可以在不使用主动射频放大的情况下相干组合并导向期望方向。相移重构了传播环境，导致 IRS 处的无源波束成形 [4], [20]。特别是，IRS 可以为没有可靠直接链路连接基站的覆盖受限用户创造有利的信道条件。因此，IRS 辅助网络可以为无法与基站建立直接链路的覆盖受限用户提供必要的通信支持 [21], [22]。这类用户在恶劣环境或不利条件下尤为常见，并广泛分布在密集城市区域、交通网络、室内环境和农村地区的覆盖受限场景中 [23]。然而，大多数现有的 IRS 辅助通信系统假设反射面板的固定部署，这限制了空间自由度 (DoF) 的利用，并限制了对动态用户分布和信道条件的适应性。
六维可移动天线 (6DMA) 技术最近被引入，以允许天线在位置和旋转域中重新配置，从而解锁额外的空间自由度 (DoF) [24], [25], [26]。传统的流体天线系统主要通过沿预定直线或平面区域移动天线元件来利用位置域灵活性，而天线方向通常保持不变 [27], [28], [29]。相比之下，6DMA 将此概念扩展到分布式天线面板，通过联合控制其空间位置和三维旋转来实现。这种位姿域的可重构性使天线阵列能够更好地适应用户空间分布和信道条件，从而提高阵列增益 [26]。
除了刚性天线或反射面板的位置和方向重构外，柔性智能超表面 (FIM) 最近也被研究，以利用可控的表面形态作为额外的空间自由度。在 [30] 中，联合设计了发射 FIM 的三维形状和发射协方差矩阵以增强多目标无线感知。
初步的 6DMA 研究集中在主动天线阵列上，但将其扩展到被动 (IRS)——称为被动 6DMA 或 6DMA-IRS——通过灵活重新配置反射面板的几何参数，为扩展覆盖和提高通信质量提供了新机会 [31]。与此同时，最近关于无线大型 AI 模型和电信领域大规模 AI 的研究强调了 AI 在信道建模、CSI 获取、资源分配和网络优化方面的潜力 [32], [33]。这些进展为智能无线资源优化提供了有前景的方向。
现有的基于 RSMA 的 IRS 系统主要考虑固定反射面板，并仅优化无源波束成形和功率分配 [34], [35], [36], [37]，从而忽略了空间可重构性所实现的性能增益潜力。更重要的是，RSMA 的灵活干扰管理与 6DMA 的空间资源分配之间的协同潜力尚未得到研究。具体来说，RSMA 的解码顺序选择严重依赖于用户的相对信道强度 [13]，而 6DMA 可以通过调整位置和旋转来动态重塑这一强度。这种根本性的耦合促使我们开发一个联合设计框架，以最大化综合效益。
6DMA-IRS 和上行 RSMA 的联合设计具有挑战性。一方面，等效级联信道受到 IRS 面板的三维位置、三维旋转和相移的影响。另一方面，上行 RSMA 中的 SIC 解码顺序取决于不同子消息的相对有效信道强度。因此，6DMA 几何配置、IRS 无源波束成形、RSMA 功率分配和 SIC 排序是强耦合的。直接解决由此产生的耦合非凸设计，并进行依赖几何的 SIC 顺序更新，在计算上是难以承受的。
为了解决上述局限性，我们考虑了一个由 6DMA-IRS 面板支持的上行 RSMA 网络，其中多个单天线用户通过无源反射面板向单天线 BS 传输信号，此时直接的用户-BS 链路不可用。所提出的设计旨在通过协调配置 6DMA 面板几何形状、IRS 反射系数、RSMA 功率变量和 SIC 解码序列来提高可实现总速率。主要贡献总结如下。
- (1)
我们为直接 BS 链路被阻断的覆盖受限用户建立了一个 6DMA-IRS 辅助的上行 RSMA 框架。所提出的模型通过结合 IRS 相移、面板位置、面板旋转和方向依赖的反射元件响应来表征级联用户 -IRS-BS 信道，并在功率、QoS、单位模、SIC 排序和 6DMA 几何可行性约束下构建了总速率最大化问题。
- (2)
我们开发了一种针对由此产生的耦合离散 - 连续问题的两级交替优化框架。外层更新 6DMA 面板旋转，构建几何可行的面板位置，并刷新依赖信道的 SIC 顺序，而内层交替优化 IRS 相移和 RSMA 功率分配。这种架构协调了被动 6DMA 面板的位姿域空间重新配置与 RSMA 干扰管理，而无需对所有变量进行穷举联合搜索。
本文安排如下。第 2 节给出系统模型和优化问题。第 3 节开发联合优化程序。第 4 节讨论仿真结果，第 5 节为结论。
