Parametric Channel Estimation With Active RIS-aided Communication Systems. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

PDF Shahriar_thesis.pdf Restricted to Repository staff only until 22 December 2026. Download (20MB)

Arabic Abstract

تقدم هذه الأطروحة نهجا بارامتريا لتقدير القناة مصمم خصيصا لأنظمة الاتصالات النشطة بمساعدة RIS. على عكس نظام RIS السلبي التقليدي، الذي يعاني من توهين الإشارة وارتفاع الحمل التجريبي، يمكن لـ RIS النشط تضخيم الإشارات، مما يوفر ميزة كبيرة في التغلب على هذه التحديات. تجمع طريقتنا بين نموذج إشارة RIS النشط ومقدّر الاحتمالية الأقصى التكيفي، مما يتيح الاسترداد الفعال لمعلمات القناة الرئيسية باستخدام عدد قليل فقط من التسلسلات التجريبية القصيرة. لتعزيز الأداء بشكل أكبر، نقدم إستراتيجية تكوين RIS قابلة للتكيف تعمل على تحسين اتجاهات تكوين الحزم ديناميكيًا بناءً على تقديرات القناة الأولية. تم تقديم كتاب رموز أزواج الزوايا المتعامدة لتقليل إجمالي عدد الأساس بدلاً من استخدام كتاب رموز DFT التقليدي. وهذا يضمن التشغيل الموثوق به في ظروف المجال القريب والبعيد. من خلال مجموعة من عمليات المحاكاة واسعة النطاق، أثبتنا أن إطارنا يحقق تقديرًا شبه مثالي للقناة بموارد تجريبية أقل بكثير مقارنة بالتقنيات التقليدية غير البارامترية. وتمت مقارنة النتائج مع RIS السلبي التقليدي للمقارنة. تؤكد هذه النتائج على القدرة الكبيرة لتقنية RIS النشطة لتعزيز الفعالية والأداء في شبكات الجيل السادس 6G.

English Abstract

This thesis presents a parametric approach to channel estimation designed specifically for active RIS-assisted communication systems. Unlike traditional passive RIS, which suffers from signal attenuation and high pilot overhead, active RIS can amplify signals, offering a major advantage in overcoming these challenges. Our method combines an active RIS signal model with an adaptive maximum likelihood estimator, enabling efficient recovery of key channel parameters using only a few short pilot sequences. To further enhance performance, we introduce an adaptive RIS configuration strategy that dynamically refines beamforming directions based on initial channel estimates. An orthogonal angle pairs codebook has been introduced to reduce the total no of basis instead of using a conventional DFT codebook. This ensures reliable operation in both near- and far-field conditions. Through a combination of extensive simulations, we have demonstrated that our framework achieves near-optimal channel estimation with significantly fewer pilot resources compared to traditional non-parametric techniques. The results have been further compared with a traditional passive RIS for comparison. These findings emphasize the substantial capability of active RIS technology to enhance effectiveness and performance in next-generation 6G networks.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Engineering Electrical
Department:	College of Engineering and Physics > Electrical Engineering
Committee Advisor:	Alahmadi, Saad
Committee Co-Advisor:	Nasir, Ali Arshad
Committee Members:	Alahmadi, Saad and Nasir, Ali Arshad and Alghadhban, Samir
Depositing User:	SHAHRIAR SADID (g202313670)
Date Deposited:	23 Dec 2025 07:21
Last Modified:	23 Dec 2025 07:21
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/143830