离散相移IRS辅助放大转发中继网络的性能分析

来源：电子与信息学报杂志2025年第1期北京时间：

作者：董榕恩, 谢中毅, 马海波, 赵飞龙, 束锋

单位：1.海南大学信息与通信工程学院 海口 5702282.紫金山实验室 南京 2100943.中国移动通信集团海南有限公司 海口 571250

摘要：作为一种通过算法智能地控制信号反射来重构无线通信环境的新技术，智能反射面(IRS)近年来受到了广泛关注。与传统的中继系统相比，IRS辅助的中继系统可有效节约成本和能耗，并显著提高系统性能。然而，配备离散移相器的IRS会导致相位量化误差，从而降低接收机的接收性能。为了分析IRS相位量化误差导致的性能损失，该文基于弱大数定律和瑞利分布，在瑞利信道下，推导了关于移相器量化比特数的双IRS辅助放大转发中继网络的信噪比性能损失与可达速率的闭合表达式。此外，基于Taylor级数展开表达式，推导了其近似性能损失闭合表达式。仿真结果表明，系统的信噪比和可达速率性能损失随着量化比特数的增加而逐渐减小，而随着 IRS 相移元件数的增加而逐渐增大。当量化比特数为4时，系统的信噪比和可达速率性能损失分别小于0.06 dB 和0.03 bit/(s·Hz)。

关键词：智能反射面, 放大转发中继, 信噪比, 可达速率

基金资助：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)