Degree-of-Freedom of Modulating Information in the Phases of Reconfigurable Intelligent Surface
Notice bibliographique
Résumé
This paper investigates the information theoretic limit of a reconfigurable intelligent surface (RIS) aided communication scenario in which the RIS and the transmitter either jointly or independently send information to the receiver. The RIS is an emerging technology that uses a large number of passive reflective elements with adjustable phases to intelligently reflect the transmit signal to the intended receiver. While most previous studies of the RIS focus on its ability to beamform and to boost the received signal-to-noise ratio (SNR), this paper shows that if the information data stream is also available at the RIS and can be modulated through the adjustable phases at the RIS, significant improvement in the degree-of-freedom (DoF) of the overall channel is possible. For example, for an RIS system in which the signals are reflected from a transmitter with <inline-formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"> <tex-math notation="LaTeX">$M$ </tex-math></inline-formula> antennas to a receiver with <inline-formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"> <tex-math notation="LaTeX">$K$ </tex-math></inline-formula> antennas through an RIS with <inline-formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"> <tex-math notation="LaTeX">$N$ </tex-math></inline-formula> reflective elements, assuming no direct path between the transmitter and the receiver, joint transmission of the transmitter and the RIS can achieve a DoF of <inline-formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"> <tex-math notation="LaTeX">$\min \left({M+\frac {N}{2}-\frac {1}{2},N,K}\right)$ </tex-math></inline-formula> as compared to the DoF of <inline-formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"> <tex-math notation="LaTeX">$\min (M,K)$ </tex-math></inline-formula> for the conventional multiple-input multiple-output (MIMO) channel. This result is obtained by establishing a connection between the RIS system and the MIMO channel with phase noise and by using results for characterizing the information dimension under projection. The result is further extended to the case with a direct path between the transmitter and the receiver, and also to the multiple access scenario, in which the transmitter and the RIS send independent information. Finally, this paper proposes a symbol-level precoding approach for modulating data through the phases of the RIS, and provides numerical simulation results to verify the theoretical DoF results.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».