In this paper, we investigate the use of intelligent reflecting surfaces (IRSs) to relax the line-of-sight requirement of free space optical (FSO) systems. Considering a Gaussian laser beam, we first design a phase-shift distribution across the IRS that enables the reflection of the incident beam in any desired direction, i.e., realizing the generalized law of reflection. Moreover, for the designed phase-shift profile, we show that there exists an equivalent mirror-assisted FSO system that generates a reflected electric field on a mirror that is identical to that on the IRS in the original system. However, the location of the laser source and the properties of the emitted Gaussian laser beam are different in the original and the equivalent systems. This equivalence allows us to study the mirror-assisted system, employing the image method from geometric optics, instead of directly analyzing the original IRS-assisted system. Based on this analysis, we model the geometric and misalignment losses (GML) and characterize the impact of the physical parameters of the IRS, such as its size, position, and orientation, on the end-to-end FSO channel. Moreover, we develop a statistical model for the GML which accounts for the random movements of IRS, transmitter (Tx), and receiver (Rx) due to building sway. Furthermore, we analyze the outage probability of an IRS-assisted FSO link based on the derived channel model. Our simulation results validate the accuracy of the developed channel model and offer various insights for system design. For instance, both our simulations and theoretical analysis reveal that even if the variances of the fluctuations of the Tx, IRS, and Rx positions caused by building sway are identical, their impact on the end-to-end channel is not necessarily the same and depends on the relative positioning of these three nodes.


翻译:在本文中,我们调查智能反射表面(IRS)的使用情况,以放松自由空间光学系统(FSO)的视线要求。但是,考虑到高斯激光光束,我们首先设计在IRS中进行分阶段分布,以便能够在任何理想的方向上反映事件光束,即实现普遍的反射法则。此外,对于设计的分阶段配置剖面,我们显示有一个等效镜辅助FSO系统,在镜子上产生一个反射电磁场,这与原系统中IRS的直观要求不相同。然而,激光源的位置和所发射高斯激光光束的频道特性在原始系统和同等的系统中是不同的。这个等等值使我们能够研究镜子辅助系统,从几何光学角度直接分析原始的IRS定位系统。基于这一分析,我们用I-I模型模拟和误差值损失(GML)并描述IRS的物理参数的影响,例如其直径直径直值、位置和直径直径直径径的光线的光学源的光学源源、直径直径直径直径直径、直径直径直径直的直径直径直径分析系统,以及直径直径向导的直径直径向导的直径直径向导的系统,我们向导的直向导的直向导的直向导的流的直向方向的直向方向的系统向导的系统。

0
下载
关闭预览

相关内容

Office Sway - Create and share amazing stories, presentations, and more Sway是新的Office组件,目前尚在内测阶段。在传统的PPT基础上,Sway增加了视频、文档、网页元素,通过Wed共享,目前已支持Internet Explorer、Chrome、Firefox 和 Safari 浏览器,不久后将推出支持手机浏览器的版本。
专知会员服务
69+阅读 · 2021年1月16日
【干货书】机器学习速查手册,135页pdf
专知会员服务
125+阅读 · 2020年11月20日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
78+阅读 · 2020年7月26日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
59+阅读 · 2019年10月17日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
40+阅读 · 2019年10月9日
CCF推荐 | 国际会议信息8条
Call4Papers
9+阅读 · 2019年5月23日
CCF A类 | 顶级会议RTSS 2019诚邀稿件
Call4Papers
10+阅读 · 2019年4月17日
计算机 | ISMAR 2019等国际会议信息8条
Call4Papers
3+阅读 · 2019年3月5日
人工智能 | 国际会议截稿信息9条
Call4Papers
4+阅读 · 2018年3月13日
计算机类 | 期刊专刊截稿信息9条
Call4Papers
4+阅读 · 2018年1月26日
计算机类 | 国际会议信息7条
Call4Papers
3+阅读 · 2017年11月17日
MoCoGAN 分解运动和内容的视频生成
CreateAMind
18+阅读 · 2017年10月21日
Arxiv
0+阅读 · 2021年6月10日
Arxiv
0+阅读 · 2021年6月10日
VIP会员
相关资讯
CCF推荐 | 国际会议信息8条
Call4Papers
9+阅读 · 2019年5月23日
CCF A类 | 顶级会议RTSS 2019诚邀稿件
Call4Papers
10+阅读 · 2019年4月17日
计算机 | ISMAR 2019等国际会议信息8条
Call4Papers
3+阅读 · 2019年3月5日
人工智能 | 国际会议截稿信息9条
Call4Papers
4+阅读 · 2018年3月13日
计算机类 | 期刊专刊截稿信息9条
Call4Papers
4+阅读 · 2018年1月26日
计算机类 | 国际会议信息7条
Call4Papers
3+阅读 · 2017年11月17日
MoCoGAN 分解运动和内容的视频生成
CreateAMind
18+阅读 · 2017年10月21日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员