【摘 要】
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智能反射面（Intelligent Reflecting Surface,IRS）使得不可控的无线传输环境变得智能可控,给无线通信系统带来了全新的设计自由度。然而,现有IRS研究大都局限于窄带平坦衰落信道下的场景。超宽带IRS无线通信系统中的时延扩展会造成符号间干扰（Inter-Symbol Interference,ISI）问题,影响系统性能。时间反演（Time Reversal,TR）技术可通
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智能反射面（Intelligent Reflecting Surface,IRS）使得不可控的无线传输环境变得智能可控,给无线通信系统带来了全新的设计自由度。然而,现有IRS研究大都局限于窄带平坦衰落信道下的场景。超宽带IRS无线通信系统中的时延扩展会造成符号间干扰（Inter-Symbol Interference,ISI）问题,影响系统性能。时间反演（Time Reversal,TR）技术可通过减小信道时延扩展,来降低ISI,提升系统性能。为此,本文将TR技术引入IRS通信系统,研究基于TR的超宽带IRS无线通信系统建模与优化。首先,对超宽带IRS无线通信系统的ISI进行建模,分析了ISI对系统性能的影响。基于Rake接收机,构建了超宽带IRS系统信干噪比（Signal to Interference plus Noise Ratio,SINR）和误比特率（Bit Error Ratio,BER）模型。仿真结果表明,在超宽带IRS系统中,带宽越大,时延扩展所造成的ISI相对变强,导致SINR下降,BER上升。接着,本文将TR技术引入超宽带IRS通信系统,在接入点（Access Point,AP）使用TR技术进行预滤波。在多用户场景下,构建了基于TR技术的超宽带IRS无线通信系统模型,同时设计了一种优化的IRS接收机系统。仿真结果表明本文设计的接收机降低了IRS接收机的设计复杂度。最后,本文基于TR技术,对超宽带IRS无线通信系统的和速率与平均BER进行了优化。针对系统和速率最大化优化问题,提出了一种联合优化AP端TR预滤波器波形与IRS反射因子新算法,仿真结果表明所提算法显著提升了系统和速率。针对系统平均BER最小化优化问题,提出了一种联合优化AP端TR预滤波器波形与IRS反射因子新算法,仿真结果表明所提算法显著降低了系统平均BER。
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