IRS-Assisted High-Speed Train Communications: Performance Analysis and Optimal Configuration
Notice bibliographique
Résumé
High-speed train (HST) communications are envisioned to provide diversified broadband services by integrating with 5G while the high mobility induces fast-fading channels and potentially degrades the system performance. To address this issue, we investigate an HST communication network empowered by intelligent reflecting surfaces (IRSs) with the multiple-input–multiple-output (MIMO) technology. Statistical channel state information (CSI) is exploited to mitigate the impact of the fast time-varying fading. The transceiver beamforming vectors and the IRS phase shift matrix are optimized to improve the system performance in terms of the outage probability and the ergodic capacity considering the channel uncertainty. First, we derive the analytical expression of the outage probability with a generalized Marcum <inline-formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"> <tex-math notation="LaTeX">$Q $ </tex-math></inline-formula> -function. Then, we develop an alternating optimization algorithm to minimize the outage probability by capitalizing on the generalized eigenvalue–eigenvectors. Moreover, the ergodic capacity is deduced with statistical CSI and then optimized by analyzing the upper bound with Jensen’s approximation. Extensive simulations show that simulation results are consistent with the theoretical analysis, and the IRS-assisted system significantly outperforms the system without IRS in terms of the outage probability and the ergodic capacity.
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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 | 0,000 | 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 | 0,000 |
| 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 ».