本技术涉及一种太赫兹智能超表面多用户通信系统及其宽带预编码技术。该系统由基站和基于时延的RIS系统构成,基站配备太赫兹多天线系统,主动对多天线阵列进行优化。
背景技术
太赫兹(THz)通信因其超宽带宽成为未来第六代(6G)无线通信的有力候选技术,理论上可实现高达每秒数万亿比特(Tb/s)的数据速率。然而,THz信号面临着严重的传输衰减和较差的散射,限制了其传输范围。智能超表面(RIS)为解决这些挑战提供了有希望的解决方案。通过使用大量的无源反射元件,RIS可以将信号引导至任意方向,从而增强信号强度,使其成为THz通信的实际解决方案。
尽管已有许多研究,但大多数RIS波束成形方案在宽带系统情况下表现不佳,尤其在实际的THz通信系统中。这是因为实际的RIS通常配备频率无关的相移电路,导致其波束成形也频率无关,从而引发波束分裂问题,导致显著的波束增益损失。为解决这一问题,现有研究工作提出了一种可调延迟的超表面,每个RIS元件都连接一个时延模块。通过施加时延,实现了频率相关的RIS波束赋形,从而解决了波束分裂效应。
现有研究多针对单用户场景,解决了波束分裂效应,但未能处理多用户场景中的联合波束成形优化问题。此外,在THz场景中,由于RIS元件数量庞大,为每个元件配备时延模块既不实际,又导致高硬件成本和功耗。因此,设计能够在多用户场景下实现主被动联合波束成形,同时控制系统成本,是一个重要课题。找到一种低成本且能显著提高THz通信系统性能的方法,对于下一代网络尤为关键。
实现思路