智能反射面辅助无线网络性能及最优位置分析

来源：电子与信息学报杂志2025年第2期北京时间：

作者：束锋, 赖斯豪, 刘川, 高炜, 董榕恩, 王艳

单位：1.海南大学信息与通信工程学院 海口 5702282.南京理工大学电子工程与光电技术学院 南京 2100943.国网智能电网研究院有限公司 北京 102209

摘要：当基站(BS)和用户的位置固定，基站到智能反射面(IRS)与IRS到用户的距离和一定时，该文在视距信道和瑞利信道下基于最大化系统可达速率准则对无源和有源IRS的最优放置位置进行分析。首先，运用相位对齐和大数定律推导了无源和有源IRS辅助无线网络可达速率的闭合表达式；然后，分析了基站到IRS的路径损耗指数\begin{document}${\beta _1}$\end{document}和IRS到用户的路径损耗指数\begin{document}${\beta _2}$\end{document}对IRS最优部署位置的影响，即当\begin{document}${\beta _{ext{1}}} \gt {\beta _{ext{2}}}$\end{document}时，无源IRS的最优部署位置始终靠近基站，随着\begin{document}${\beta _1}$\end{document}和\begin{document}${\beta _2}$\end{document}的差距逐渐增大，有源IRS的最优部署位置逐渐靠近基站；当\begin{document}${\beta _1} \lt {\beta _2}$\end{document}时，则得到相反的结论。仿真结果表明：当\begin{document}${\beta _1} = {\beta _2}$\end{document}且无源IRS到基站和到用户的距离相等时，系统的可达速率性能最差。当固定有源IRS处的噪声功率且增加用户处的噪声功率时，IRS的最优部署位置始终靠近用户；当固定后者增大前者时，IRS的最优部署位置逐渐靠近基站。

关键词：智能反射面, 大数定律, 智能反射面最优位置, 可达速率

基金资助：国家重点研发计划(2023YFF0612900)，国家自然科学基金(U22A2002, 62071234)，海南省科技专项基金(ZDKJ2021022)，海南大学科研启动项目(KYQD(ZR)-21008)，海南大学信息技术协同创新中心项目(XTCX2022XXC07)