In this paper, we study the statistical characterization and modeling of distributed multi-reconfigurable intelligent surface (RIS)-aided wireless systems. Specifically, we consider a practical system model where the RISs with different geometric sizes are distributively deployed, and wireless channels associated to different RISs are assumed to be independent but not identically distributed (i.n.i.d.). We propose two purpose-oriented multi-RIS-aided schemes, namely, the exhaustive RIS-aided (ERA) and opportunistic RIS-aided (ORA) schemes. In the ERA scheme, all RISs participate in assisting the communication of a pair of transceivers, whereas in the ORA scheme, only the most appropriate RIS participates and the remaining RISs are utilized for other purposes. A mathematical framework, which relies on the method of moments, is proposed to statistically characterize the end-to-end (e2e) channels of these schemes. It is shown that either a Gamma distribution or a LogNormal distribution can be used to approximate the distribution of the magnitude of the e2e channel coefficients in both schemes. With these findings, we evaluate the performance of the two schemes in terms of outage probability (OP) and ergodic capacity (EC), where tight approximate closed-form expressions for the OP and EC are derived. Representative results show that the ERA scheme outperforms the ORA scheme in terms of OP and EC. Nevertheless, the ORA scheme gives a better energy efficiency (EE) in a specific range of the target spectral efficiency (SE). In addition, under i.n.i.d. fading channels, the reflecting element setting and location setting of RISs have a significant impact on the overall system performance of both the ERA or ORA schemes. A centralized large-RIS-aided scheme might achieve higher EC than the distributed ERA scheme when the large-RIS is located near a transmitter or a receiver, and vise-versa.


翻译:在本文中,我们研究了分布式多相容智能表面(RIS)辅助无线系统的统计特征和建模。具体地说,我们考虑了一种实用的系统模型,在这个模型中,不同几何尺寸的RIS分布分布式部署,而与不同RIS相关的无线频道假定是独立的,但并非完全分布式分布式(即n.i.d.)。我们建议了两种面向目的的多RIS辅助方案,即彻底的RIS辅助(ERA)和机会性的RIS辅助(ORA)系统。在ERA制度中,所有RIS参与协助一组收发式的通信,而在ORA方案中,只有最合适的RIS参与和其余的RIS渠道被用于其他目的。一个数学框架,依靠时间的方法,从统计角度描述这些机制的终端至终端(e2e2e)渠道的渠道。在ERISA(Gamma)分布式或日光度分布式分配中,在E2OA(O-O-RA)系统大幅分布式的分布式分布式分布式分布式,在E2O2O-e-e-egreal 表达式系统中,在EO-eO-e-em-resmlalal 表达式的系统中,在两种结果中,在EODRalalalalalalalalalalalalalalalalalalalalal ressma 动作中,在E-resssss 显示的功能上,在E-ressma 两种结果的功能中,在E2 表现率上,在E-resslal la labald,在E2 表示法的分布上,在E-ressl) 在这两种方法中,在E-res la 一种或电图中,在E-resmal 一种的分布上,在这两种方法下,在这两种方法下,在两种方法下,在E-ressl ress ressl ressl ressl ress ress ress ress la ress restal ress ress la ress restal la la ressl la ress ressl la ressl

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