تخمین کانال مقاوم بر یادگیری عمیق و شکل دهی پرتو غیرفعال با مدل فاز گسسته برای سیستم های ارتباطی همراه با صفحات هوشمند قابل پیکربندی

Abstract

فناوری سطوح هوشمند قابل پیکربندی مجدد (RIS) پتانسیل قابل توجهی در بهبود ارتباطات بی‌سیم از طریق ارتقای کیفیت سیگنال و گسترش پوشش نشان داده است. با این حال، سیستم‌های مجهز به RIS با چالش‌های منحصر به فردی در تخمین کانال مواجه هستند که ناشی از ماهیت غیرفعال آنها و پیچیدگی محیط کانال است. روش‌های مبتنی بر یادگیری عمیق ابزارهای قدرتمندی برای مواجهه با پیچیدگی‌هایی مانند غیرخطی بودن و ابعاد بالا در این سیستم‌ها ارائه می‌دهند. این مقاله یک الگوریتم مبتنی بر یادگیری عمیق با استفاده از شبکه عصبی کاملاً متصل (FCNN) را برای تخمین کانال با خطای کمتر در سیستم‌های RIS توسعه داده‌ایم. مدل پیشنهادی با استفاده از الگوریتم حداقل مربعات (LS) پیشنهادی به صورت تکراری آموزش داده شده تا سرعت همگرایی و دقت آن بیشتر شود. بطور خاص، ما یک ساختار یادگیری عمیق طراحی و آموزش می‌دهیم تا با استفاده از سیگنال‌های دریافتی، تمامی کانال‌های بین فرستنده و گیرنده را همزمان تخمین بزند. به‌منظور ارزیابی عملکرد عملی سیستم، روش توسعه‌یافته در سناریوهای واقعی شکل‌دهی پرتو مورد آزمایش قرار گرفته و بر اساس دقت تخمین کانال و نمودارهای نرخ خطای بیت (BER) بررسی شده است. طبق شبیه سازی‌های انجام شده، این روش عملکرد بهتری نسبت به تکنیک‌های موجود مانند روش حداقل مربعات (LS)، گرادیان نزولی تصادفی (SGD) و حداقل میانگین مربعات(LMS) نشان داده است و منجر به خطای تخمین بسیار کمتر و بهبود در نرخ خطای بیت (BER) سیستم ارتباطی می‌شود. این یافته‌ها راه را برای عملکرد قابل اعتماد RIS در شبکه‌های آینده 6G هموار می‌کنند.