摘要
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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