可重构智能表面辅助的V2I通信系统联合波束赋形算法

来源：电子与信息学报杂志2024年第8期北京时间：

作者：仲伟志, 何艺, 段洪涛, 万诗晴, 范振雄, 朱秋明, 林志鹏

单位：1.南京航空航天大学电磁频谱空间认知动态系统工业与信息化部重点实验室 南京 2111062.国家无线电监测中心 北京 100144

摘要：为解决基于信道先验知识的联合波束赋形方法受限于多变的车辆与交通基础设施(V2I)通信场景且信道估计开销过大等问题，该文结合环境态势感知，提出一种基于无线传播链路预测的联合波束赋形方法。该方法首先利用射线追踪模拟器构建了可重构智能表面(RIS)辅助的V2I毫米波通信系统模型，通过改变环境态势以获取多样的无线传播链路数据来构建数据集。其次，使用该数据集训练基于机器学习的无线传播链路预测模型。最后，在最大发射功率约束条件下，构建了联合波束赋形问题模型，并基于预测结果采用交替迭代优化方法(AIOA)优化基站波束赋形矩阵和RIS相移矩阵，以实现同步通信车辆用户最小信干噪比(SINR)的最大化。仿真结果验证了该方法的有效性，通过引入非信道先验知识驱动，降低了信道探测开销，提高了该方法在V2I场景中的可行性。

关键词：V2I通信, 可重构智能表面, 联合波束赋形, 环境态势感知, 信道预测

基金资助：江苏省重点研发计划(产业前瞻与关键核心技术)(BE2022067, BE2022067-1, BE2022067-3)，国家自然科学基金(62271250)，南京航空航天大学研究生科研与实践创新计划(xcxjh20231507)