全双工中继和有源RIS的自干扰机制

全双工中继

  1. 源头:同一时隙内,中继接收天线接收到的来自发射端的信号,与中继自身发射天线发射的信号。
  2. 表现形式:由于中继的处理时延,中继发射的信号与接收到的信号在时域上存在差异。这意味着自干扰信号与有用信号是不同的。
  3. 特点:可以被认为是"有色噪声","有色"指的是其频谱特性与信道及发射信号相关,但总体上是随机的。
  4. 处理方法:可以通过迫零(Zero-Forcing, ZF)或干扰抵消(Interference Cancellation)等技术进行抑制。这些技术的核心思路是:在接收端"滤除"或"减去"自干扰信号,来恢复原始有用信号。
  5. 建模:y=Hx+n+iy = H x + n + iy=Hx+n+i。其中 iii 表示自干扰信号(被建模为噪声)。

有源RIS

  1. 源头:有源RIS的反射单元将入射信号放大并反射出去,由于单元间的非理想隔离,部分放大后的反射信号会通过空间传播(或内部耦合)再次进入反射单元。
  2. 表现形式:反射单元收到的入射信号与该单元反射出的信号,在同一时隙承载相同的信号信息。这意味着自干扰信号是原始信号的"镜像"或"副本"。
  3. 特点:这种自干扰是反馈式的,即自干扰信号与目标信号之间存在紧密的依赖关系,且这种关系随放大器的增益产生累积效应(不稳定,可能引发振荡)。
  4. 处理方法:不能简单的"减去"或"滤除",因为自干扰信号与目标信号之间存在耦合,需要重新建模并设计专门的协同优化方法。
  5. 建模:y=(I−ΦH)−1Φx+vy = (I - \Phi H)^{-1} \Phi x + vy=(I−ΦH)−1Φx+v。其中,Φ\PhiΦ是反射矩阵,HHH是自干扰链路。

总而言之,全双工中继的自干扰可以视为一种污染,重点是信号恢复;有源RIS的自干扰是一种结构性的改变,重点是信道/系统协同设计。

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