智能反射面诱导串扰的特性研究

来源：信号处理杂志 2023年第7期北京时间：

作者：王文鼐, 丁悦, 吴炜, 王斌

摘要：智能反射面（Intelligent Reflecting Surface， IRS）辅助的无线通信技术是B5G/6G研究的前沿热点之一，它可以智能调控无线传输环境以满足频谱和能效的高要求。IRS基于无源阵列天线，能以可编程的方式实时控制射频信号的定向反射和波束成形。IRS可以通过优化相移参数增加目标用户的接收信号功率，但其对非服务用户和非服务系统存在潜在的干扰增强。此干扰经由跨系统IRS诱导传播，它与传统串扰机制类似，宜称作诱导串扰。本文研究工作在不同频段的多IRS系统之间的诱导串扰问题，包括功率辐射的空间分布、影响串扰强度的技术因素。首先，基于IRS级联信道的数学模型和反射单元的最优相位设计方法，分析系统间串扰的波束增益矩阵，并给出信道模型的计算表达式。接着，推导得到信干比（Signal to Interference Ratio，SIR）与IRS反射信号方位角和仰角的定量关系，并从载波频率、方位角和仰角、反射面单元数量三个方面分析串扰的空间分布特性。最后，通过数值仿真实际观测串扰分布的具体情况，结果发现用户在特定位置之外，IRS辅助系统间的串扰不能被忽略，诱导串扰的增益与系统间的载波频率比值有关。当载波频率比值小于等于1时，可以通过增加反射单元的数量有效抑制串扰；当载波频率比值大于1时，随着载波频率比值的增加，串扰的影响范围变得更加分散。

关键词：‍‍智能反射面, 串扰诱导, 信干比, 空间分布