<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3-mathml3.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:ali="http://www.niso.org/schemas/ali/1.0/" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" article-type="research-article" dtd-version="1.3" xml:lang="EN">
<front>
<journal-meta>
<journal-id journal-id-type="publisher-id">Front. Commun. Netw.</journal-id>
<journal-title-group>
<journal-title>Frontiers in Communications and Networks</journal-title>
<abbrev-journal-title abbrev-type="pubmed">Front. Commun. Netw.</abbrev-journal-title>
</journal-title-group>
<issn pub-type="epub">2673-530X</issn>
<publisher>
<publisher-name>Frontiers Media S.A.</publisher-name>
</publisher>
</journal-meta>
<article-meta>
<article-id pub-id-type="publisher-id">1756675</article-id>
<article-id pub-id-type="doi">10.3389/frcmn.2026.1756675</article-id>
<article-version article-version-type="Version of Record" vocab="NISO-RP-8-2008"/>
<article-categories>
<subj-group subj-group-type="heading">
<subject>Original Research</subject>
</subj-group>
</article-categories>
<title-group>
<article-title>Fairness optimization in RIS-FAS NOMA networks under practical impairments</article-title>
<alt-title alt-title-type="left-running-head">Tlebaldiyeva et al.</alt-title>
<alt-title alt-title-type="right-running-head">
<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.3389/frcmn.2026.1756675">10.3389/frcmn.2026.1756675</ext-link>
</alt-title>
</title-group>
<contrib-group>
<contrib contrib-type="author" corresp="yes">
<name>
<surname>Tlebaldiyeva</surname>
<given-names>Leila</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff1"/>
<xref ref-type="corresp" rid="c001">&#x2a;</xref>
<uri xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/989574"/>
<role vocab="credit" vocab-identifier="https://credit.niso.org/" vocab-term="Writing &#x2013; original draft" vocab-term-identifier="https://credit.niso.org/contributor-roles/writing-original-draft/">Writing - original draft</role>
<role vocab="credit" vocab-identifier="https://credit.niso.org/" vocab-term="Writing &#x2013; review &#x26; editing" vocab-term-identifier="https://credit.niso.org/contributor-roles/Writing - review &#x26; editing/">Writing - review and editing</role>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name>
<surname>Nauryzbayev</surname>
<given-names>Galymzhan</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff1"/>
<uri xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/958188"/>
<role vocab="credit" vocab-identifier="https://credit.niso.org/" vocab-term="Conceptualization" vocab-term-identifier="https://credit.niso.org/contributor-roles/conceptualization/">Conceptualization</role>
<role vocab="credit" vocab-identifier="https://credit.niso.org/" vocab-term="Supervision" vocab-term-identifier="https://credit.niso.org/contributor-roles/supervision/">Supervision</role>
<role vocab="credit" vocab-identifier="https://credit.niso.org/" vocab-term="Writing &#x2013; review &#x26; editing" vocab-term-identifier="https://credit.niso.org/contributor-roles/Writing - review &#x26; editing/">Writing - review and editing</role>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name>
<surname>Dairanbek</surname>
<given-names>Aigerim</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff1"/>
<role vocab="credit" vocab-identifier="https://credit.niso.org/" vocab-term="Software" vocab-term-identifier="https://credit.niso.org/contributor-roles/software/">Software</role>
<role vocab="credit" vocab-identifier="https://credit.niso.org/" vocab-term="Writing &#x2013; original draft" vocab-term-identifier="https://credit.niso.org/contributor-roles/writing-original-draft/">Writing - original draft</role>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name>
<surname>Arzykulov</surname>
<given-names>Sultangali</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff1"/>
<uri xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/3336501"/>
<role vocab="credit" vocab-identifier="https://credit.niso.org/" vocab-term="Conceptualization" vocab-term-identifier="https://credit.niso.org/contributor-roles/conceptualization/">Conceptualization</role>
<role vocab="credit" vocab-identifier="https://credit.niso.org/" vocab-term="Formal analysis" vocab-term-identifier="https://credit.niso.org/contributor-roles/formal-analysis/">Formal Analysis</role>
<role vocab="credit" vocab-identifier="https://credit.niso.org/" vocab-term="Funding acquisition" vocab-term-identifier="https://credit.niso.org/contributor-roles/funding-acquisition/">Funding acquisition</role>
<role vocab="credit" vocab-identifier="https://credit.niso.org/" vocab-term="Investigation" vocab-term-identifier="https://credit.niso.org/contributor-roles/investigation/">Investigation</role>
<role vocab="credit" vocab-identifier="https://credit.niso.org/" vocab-term="Methodology" vocab-term-identifier="https://credit.niso.org/contributor-roles/methodology/">Methodology</role>
<role vocab="credit" vocab-identifier="https://credit.niso.org/" vocab-term="Project administration" vocab-term-identifier="https://credit.niso.org/contributor-roles/project-administration/">Project administration</role>
<role vocab="credit" vocab-identifier="https://credit.niso.org/" vocab-term="Resources" vocab-term-identifier="https://credit.niso.org/contributor-roles/resources/">Resources</role>
<role vocab="credit" vocab-identifier="https://credit.niso.org/" vocab-term="Supervision" vocab-term-identifier="https://credit.niso.org/contributor-roles/supervision/">Supervision</role>
<role vocab="credit" vocab-identifier="https://credit.niso.org/" vocab-term="Writing &#x2013; review &#x26; editing" vocab-term-identifier="https://credit.niso.org/contributor-roles/Writing - review &#x26; editing/">Writing - review and editing</role>
</contrib>
</contrib-group>
<aff id="aff1">
<institution>Department of Electrical and Computer Engineering, School of Engineering and Digital Sciences, Nazarbayev University</institution>, <city>Astana</city>, <country country="KZ">Kazakhstan</country>
</aff>
<author-notes>
<corresp id="c001">
<label>&#x2a;</label>Correspondence: Leila Tlebaldiyeva, <email xlink:href="mailto:ltlebaldiyeva@nu.edu.kz">ltlebaldiyeva@nu.edu.kz</email>
</corresp>
</author-notes>
<pub-date publication-format="electronic" date-type="pub" iso-8601-date="2026-02-17">
<day>17</day>
<month>02</month>
<year>2026</year>
</pub-date>
<pub-date publication-format="electronic" date-type="collection">
<year>2026</year>
</pub-date>
<volume>7</volume>
<elocation-id>1756675</elocation-id>
<history>
<date date-type="received">
<day>29</day>
<month>11</month>
<year>2025</year>
</date>
<date date-type="rev-recd">
<day>07</day>
<month>01</month>
<year>2026</year>
</date>
<date date-type="accepted">
<day>12</day>
<month>01</month>
<year>2026</year>
</date>
</history>
<permissions>
<copyright-statement>Copyright &#xa9; 2026 Tlebaldiyeva, Nauryzbayev, Dairanbek and Arzykulov.</copyright-statement>
<copyright-year>2026</copyright-year>
<copyright-holder>Tlebaldiyeva, Nauryzbayev, Dairanbek and Arzykulov</copyright-holder>
<license>
<ali:license_ref start_date="2026-02-17">https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/</ali:license_ref>
<license-p>This is an open-access article distributed under the terms of the <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">Creative Commons Attribution License (CC BY)</ext-link>. The use, distribution or reproduction in other forums is permitted, provided the original author(s) and the copyright owner(s) are credited and that the original publication in this journal is cited, in accordance with accepted academic practice. No use, distribution or reproduction is permitted which does not comply with these terms.</license-p>
</license>
</permissions>
<abstract>
<p>For future wireless networks beyond 5G (B5G), integrating and dynamically reconfiguring advanced technologies is crucial for achieving high spectral efficiency and ensuring massive user connectivity. This work proposes a practical and improved millimeter-wave non-orthogonal multiple access (NOMA) framework that synergistically integrates a reconfigurable intelligent surface (RIS) with fluid antenna system (FAS) receivers. The port selection diversity of FAS is utilized to enhance signal reception and aid interference suppression during successive interference cancellation (SIC). A central contribution is the development of a max&#x2013;min fairness-based power allocation (PA) algorithm designed to equalize the ergodic capacities of NOMA users by maximizing the minimum achievable signal-to-interference-plus-noise ratio (SINR) under imperfect SIC conditions, ensuring a fair and balanced rate distribution. Crucially, three major practical impairment sources, such as the combined impact of channel state information (CSI) with bounded estimation error, finite-resolution RIS phase-shift quantization, and residual interference due to imperfect SIC with configurable error levels are explicitly modeled and analyzed. Simulation results evaluate the system performance across various transmit power and FAS port numbers, conclusively demonstrating that the RIS-FAS integration yields substantial gains in ergodic capacity, successfully balances spectral efficiency with user fairness, and highlights the critical trade-offs necessary for realistic networks.</p>
</abstract>
<kwd-group>
<kwd>ergodic capacity</kwd>
<kwd>fairness optimization</kwd>
<kwd>FAS</kwd>
<kwd>NOMA</kwd>
<kwd>RIS</kwd>
<kwd>practical impairments</kwd>
</kwd-group>
<funding-group>
<funding-statement>The author(s) declared that financial support was received for this work and/or its publication. This research is partially funded by the Science Committee of the Ministry of Science and Higher Education of the Republic of Kazakhstan (Grant No. AP22788920).</funding-statement>
</funding-group>
<counts>
<fig-count count="9"/>
<table-count count="1"/>
<equation-count count="14"/>
<ref-count count="28"/>
<page-count count="10"/>
</counts>
<custom-meta-group>
<custom-meta>
<meta-name>section-at-acceptance</meta-name>
<meta-value>Wireless Communications</meta-value>
</custom-meta>
</custom-meta-group>
</article-meta>
</front>
<body>
<sec sec-type="intro" id="s1">
<label>1</label>
<title>Introduction</title>
<p>As the number of connected devices in future communication systems increases exponentially, the demand for fast and reliable wireless services becomes critical. It is projected that the number of connected IoT devices will almost double from 20.1 billion devices in 2025 to 39.6 billion in 2033 (<xref ref-type="bibr" rid="B14">Statista Research Department, 2023</xref>). The rapid growth of connected devices has raised interest in exploring advanced communication systems that enhance spectral utilization and adapt to complex propagation environments. Wireless technologies such as reconfigurable intelligent surfaces (RISs) (<xref ref-type="bibr" rid="B12">Shaikh et al., 2022</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B11">Rostami Ghadi et al., 2024</xref>), non-orthogonal multiple access (NOMA) (<xref ref-type="bibr" rid="B15">Tlebaldiyeva et al., 2021</xref>), and fluid antenna systems (FASs) have each independently demonstrated significant potential to improve system performance through intelligent channel shaping, spectrum efficiency, and spatial diversity (<xref ref-type="bibr" rid="B18">Tlebaldiyeva et al., 2024</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B17">Tlebaldiyeva et al., 2023</xref>). Integrating these technologies offers new degrees of freedom to improve fundamental performance metrics, especially ergodic capacity, which quantifies the long-term average achievable rate under fading channels.</p>
<p>RIS has gathered interest for its ability to passively shape the wireless environment via programmable phase shifts that improve base station (BS)-to-user channel propagation (<xref ref-type="bibr" rid="B19">Trigui et al., 2020</xref>). It offers high spectral and energy efficiency with numerous reflective elements, making it a key beyond the 5G (B5G) enabler (<xref ref-type="bibr" rid="B5">Hu et al., 2018</xref>).</p>
<p>In addition, the recent research in (<xref ref-type="bibr" rid="B4">Bazzi and Chafii, 2025</xref>) presented a RIS-assisted network to enhance passive radar target localization by using the RIS to establish robust links to redirect weak, target-reflected communication signals towards the radar, effectively turning communication infrastructure into a sensing asset by jointly optimizing the sensing and communication technology. Nevertheless, providing effective support for numerous users with simultaneous access is still an open challenge. One of the multiple access techniques, NOMA, differentiates itself from other traditional methods, such as time, frequency, or code multiplexing, by allowing users to simultaneously utilize the same time-frequency resource block, thus enhancing spectrum efficiency and ensuring user fairness (<xref ref-type="bibr" rid="B6">Huang et al., 2018</xref>). Combining the advantages of RIS and NOMA have been investigated in a number of papers since both methods are very promising. Prior research in (<xref ref-type="bibr" rid="B20">Vu et al., 2024a</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B12">Shaikh et al., 2022</xref>) showed that, when used in conjunction with power domain multiplexing strategies like NOMA, RIS can greatly boost system capacity and produce high data transmission rates in fading environments. Realistic fading and hardware limitations must be taken into consideration for the practical assessment of RIS-assisted millimeter-wave (mmWave) NOMA networks. In urban and indoor mmWave environments, Nakagami-<inline-formula id="inf1">
<mml:math id="m1">
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> fading accurately models both LOS and non-LOS (NLOS) conditions (<xref ref-type="bibr" rid="B3">Awad and Abdel-Hafez, 2025</xref>). FAS improves resilience in RIS-NOMA networks by increasing reconfigurability with respect to shape, bandwidth, frequency, and spatial diversity (<xref ref-type="bibr" rid="B11">Rostami Ghadi et al., 2024</xref>). Electromagnetic reconfigurable FAS prototypes have shown an improved received power and a bit error rate over conventional arrays, using software-controlled fluids for dynamic radiation, increasing spectral efficiency and adaptability (<xref ref-type="bibr" rid="B24">Wang et al., 2025</xref>). Liquid metal materials enable flexible, compact antenna designs suitable for dynamic environments (<xref ref-type="bibr" rid="B22">Wang M. et al., 2022</xref>). Closed-form expressions for FAS outage probability and diversity gain under Jake&#x2019;s model were derived in (<xref ref-type="bibr" rid="B8">New et al., 2024</xref>), proposing a suboptimal FAS design with port estimation. Spatial selection allows FAS to adapt to favorable signals, helping mitigate fading in RIS-influenced environments. Studies (<xref ref-type="bibr" rid="B26">Yao et al., 2026</xref>) and (<xref ref-type="bibr" rid="B27">Yao et al., 2025</xref>) confirm RIS-FAS integration improves capacity under spatial correlation, yet analytical models jointly addressing RIS-assisted NOMA with fairness power control, correlated Nakagami-<inline-formula id="inf2">
<mml:math id="m2">
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> fading remain scarce.</p>
<p>Furthermore, most existing studies on RIS and RIS-FAS-aided NOMA assume ideal hardware and perfect channel knowledge or model all non-idealities as a single effective noise term (<xref ref-type="bibr" rid="B7">Li et al., 2023</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B13">Shaikh et al., 2025</xref>). In practice, there are several practical noises that jointly limit the performance of the NOMA-RIS-FAS networks (<xref ref-type="bibr" rid="B13">Shaikh et al., 2025</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B2">Ammisetty and Ramarakula, 2025</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B21">Vu et al., 2024b</xref>). First, the acquisition of perfect channel state information (CSI) remains impossible because mmWave frequencies require element-wise CSI estimation, which becomes infeasible due to pilot overhead and feedback constraints (<xref ref-type="bibr" rid="B7">Li et al., 2023</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B2">Ammisetty and Ramarakula, 2025</xref>). It was established that estimation errors translate into channel-mismatch during beamforming (<xref ref-type="bibr" rid="B7">Li et al., 2023</xref>), NOMA power-domain user ordering (<xref ref-type="bibr" rid="B2">Ammisetty and Ramarakula, 2025</xref>), and degrade both capacity and fairness. Second, imperfect successive interference cancellation (SIC) leaves a non-negligible fraction of intra-cluster interference at strong users, due to channel uncertainty, decoding errors, or hardware limitations (<xref ref-type="bibr" rid="B9">Pandey and Bansal, 2023</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B21">Vu et al., 2024b</xref>). Especially, this residual interference becomes more pronounced when users are closely spaced in power or experience spatial correlation (<xref ref-type="bibr" rid="B23">Wang T. et al., 2022</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B1">Aldababsa et al., 2022</xref>). Last, the signal-dependent distortion from hardware impairments and quantization effects restricts data transfer rates when the signal-to-noise ratio reaches high levels (<xref ref-type="bibr" rid="B10">Qian et al., 2020</xref>). The effective diversity order decreases because of correlated fading between the RIS elements and FAS ports, which makes these imperfections more severe for user fairness. The current research lacks models that analyze RIS-assisted NOMA systems with FAS under Nakagami-<inline-formula id="inf3">
<mml:math id="m3">
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> fading while separately handling CSI errors, SIC residuals impairments, and phase noise quantization distortions. This gap motivates a fairness-oriented analysis of RIS-FAS-NOMA networks under practical noise conditions.</p>
<p>According to Monte Carlo simulation results, the proposed RIS-FAS-NOMA configuration was found to significantly increase achievable data rates while maintaining fairness, particularly for disadvantaged users, even under practical impairments. It can be observed that the increase in the number of FAS ports and RIS elements leads to an improvement in performance, thereby emphasizing the benefits of co-optimized reconfigurable systems. The simulation results confirm that higher transmit power and more RIS/FAS components enhance ergodic capacity but expose fairness issues among NOMA users. User proximity to RIS, imperfect CSI, RIS phase-shift quantization errors, and residual interference from imperfect SIC substantially impact system performance. Fairness-based PA, combined with sufficient FAS ports and well-optimized RIS elements, can mitigate these issues to some extent, although practical imperfections remain a critical bottleneck. These findings underscore the importance of balanced design in achieving both high throughput and equitable user experiences in B5G networks.</p>
<p>The main contributions of this work are highlighted below:<list list-type="bullet">
<list-item>
<p>A practical and improved mmWave NOMA network is proposed, integrating FAS-receivers and RIS, where port selection diversity of FAS enhances signal reception and aids interference suppression during SIC.</p>
</list-item>
<list-item>
<p>A max&#x2013;min fairness-based PA algorithm is developed to equalize the ergodic capacities of NOMA users. The algorithm maximizes the minimum achievable signal-to-interference-plus-noise ratio (SINR) under imperfect SIC conditions, ensuring a fair and balanced rate distribution.</p>
</list-item>
<list-item>
<p>Three major practical impairment sources are explicitly modeled and analyzed: CSI with bounded estimation error, finite-resolution RIS phase-shift quantization, and residual interference due to imperfect SIC with configurable error levels.</p>
</list-item>
<list-item>
<p>Simulation results are presented to evaluate the proposed system performance. Ergodic capacity metrics are analyzed with respect to transmit power and the number of antenna elements, illustrating trade-offs between spectral efficiency, fairness, and RIS/FAS configurations.</p>
</list-item>
</list>
</p>
<p>The paper is structured as follows. Section II details the system model, followed by the channel model and fairness-based power allocation in Sections III and IV. Finally, numerical results and conclusions are presented in Sections V and VI.</p>
<p>We use the following notation in the paper: <inline-formula id="inf4">
<mml:math id="m4">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> stands for the expectation operator, <inline-formula id="inf5">
<mml:math id="m5">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>J</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> denotes zero-order Bessel function of the first kind and <inline-formula id="inf6">
<mml:math id="m6">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">N</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the Gaussian random variable (RV) with mean <inline-formula id="inf7">
<mml:math id="m7">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and variance <inline-formula id="inf8">
<mml:math id="m8">
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</sec>
<sec id="s2">
<label>2</label>
<title>System model</title>
<p>We study an RIS-assisted NOMA network with two users as shown in <xref ref-type="fig" rid="F1">Figure 1</xref>. It is assumed that a base station <inline-formula id="inf9">
<mml:math id="m9">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is equipped with a single antenna and that far- and near-located users (<inline-formula id="inf10">
<mml:math id="m10">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf11">
<mml:math id="m11">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>) are assisted with <inline-formula id="inf12">
<mml:math id="m12">
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>-port FAS receivers. The practical application of NOMA is typically restricted to two-user clusters, as the computational complexity of SIC scales non-linearly with the number of active devices. Expanding the cluster size beyond <inline-formula id="inf13">
<mml:math id="m13">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> introduces significant drawbacks, including elevated processing latency and increased power consumption at the receiver (<xref ref-type="bibr" rid="B15">Tlebaldiyeva et al., 2021</xref>). We consider that there is no direct link between <inline-formula id="inf14">
<mml:math id="m14">
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and users due to the blockage. The <inline-formula id="inf15">
<mml:math id="m15">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>- element RIS is divided into two subarrays, <inline-formula id="inf16">
<mml:math id="m16">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf17">
<mml:math id="m17">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, to establish alternative links to <inline-formula id="inf18">
<mml:math id="m18">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf19">
<mml:math id="m19">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. RIS creates an optimal phase shift to focus the distant signals. Within the NOMA framework, power is allocated using PA coefficients that ensure fairness among users. Moreover, both users are equipped with FAS-aided receivers that can select the best channel among multiple antenna ports.</p>
<fig id="F1" position="float">
<label>FIGURE 1</label>
<caption>
<p>RIS-assisted NOMA communication system with FAS-enabled users.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="frcmn-07-1756675-g001.tif">
<alt-text content-type="machine-generated">Diagram showing a base station transmitting signals. A direct link is blocked by trees. A reflected link is directed via a Reconfigurable Intelligent Surface (RIS) to two devices, \( u_1 \) and \( u_2 \). Channels are labeled with \( h_{si} \), \( h_{i1}^{[k]} \), and \( h_{i2}^{[k]} \).</alt-text>
</graphic>
</fig>
<p>We assume ideal channel state information for the <inline-formula id="inf20">
<mml:math id="m20">
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>-to-RIS link, as the locations of <inline-formula id="inf21">
<mml:math id="m21">
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and RIS are known and can be estimated through the evaluation of the angle of arrival and departure. However, the RIS-to-users link is imperfect due to channel estimation error and limited feedback. Moreover, we investigate the impact of quantization phase errors originating from RIS.</p>
</sec>
<sec id="s3">
<label>3</label>
<title>Channel and signal model</title>
<sec id="s3-1">
<label>3.1</label>
<title>BS-to-RIS channel</title>
<p>The channel between the BS and the <inline-formula id="inf22">
<mml:math id="m22">
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>-th RIS element follows an independent and identically distributed Nakagami-<inline-formula id="inf23">
<mml:math id="m23">
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> fading, which is commonly used to model wireless channels for both LOS/NLOS channel components as<disp-formula id="e1">
<mml:math id="m24">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x223c;</mml:mo>
<mml:mtext>Nakagami</mml:mtext>
<mml:mo>-</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a9;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mo>&#x2200;</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mfenced open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(1)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf24">
<mml:math id="m25">
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the fading parameter, which determines the severity of fading, and <inline-formula id="inf25">
<mml:math id="m26">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a9;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the power parameter, representing the average received power of the channel.</p>
</sec>
<sec id="s3-2">
<label>3.2</label>
<title>RIS-to-user channels</title>
<p>The <inline-formula id="inf26">
<mml:math id="m27">
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>-th RIS element-to-user channel port <inline-formula id="inf27">
<mml:math id="m28">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> follows a correlated Nakagami-<inline-formula id="inf28">
<mml:math id="m29">
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> fading distribution. Similar to (<xref ref-type="bibr" rid="B16">Tlebaldiyeva et al., 2022</xref>), the spatially correlated Nakagami-<inline-formula id="inf29">
<mml:math id="m30">
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> channel at port <inline-formula id="inf30">
<mml:math id="m31">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is defined as <inline-formula id="inf31">
<mml:math id="m32">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mstyle>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, where <inline-formula id="inf32">
<mml:math id="m33">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2200;</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>q</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1,2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf33">
<mml:math id="m34">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf34">
<mml:math id="m35">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf35">
<mml:math id="m36">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula id="inf36">
<mml:math id="m37">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are independent Gaussian RVs, with zero mean and <inline-formula id="inf37">
<mml:math id="m38">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> variance. As each user is equipped with an FAS receiver, a spatial correlation among the <inline-formula id="inf38">
<mml:math id="m39">
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> reception ports is employed. This correlation is determined using the land-mobile correlation model as in (<xref ref-type="bibr" rid="B25">Wong et al., 2022</xref>)<disp-formula id="e2">
<mml:math id="m40">
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="|" close="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>J</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>W</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(2)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf39">
<mml:math id="m41">
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the correlation coefficient and <inline-formula id="inf40">
<mml:math id="m42">
<mml:mrow>
<mml:mi>W</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the antenna coefficient size. Since a FAS operates by shifting a single port across <inline-formula id="inf41">
<mml:math id="m43">
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> discrete ports within a linear <inline-formula id="inf42">
<mml:math id="m44">
<mml:mrow>
<mml:mi>W</mml:mi>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> antenna size, where <inline-formula id="inf43">
<mml:math id="m45">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the operational wavelength, the zero-order Bessel function is used to quantify how the channel gain at one port relates to another. When the argument of <inline-formula id="inf44">
<mml:math id="m46">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>J</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is small, and ports are densely located, the correlation is near 1, meaning the ports experience a similar channel. As the distance increases, the value of <inline-formula id="inf45">
<mml:math id="m47">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>J</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> drops, representing the spatial diversity that FAS exploits to find a stronger signal. We have applied a spatial correlation model for our system model from (<xref ref-type="bibr" rid="B25">Wong et al., 2022</xref>).</p>
</sec>
<sec id="s3-3">
<label>3.3</label>
<title>Imperfect channel state information model</title>
<p>The imperfect channel from RIS element <inline-formula id="inf46">
<mml:math id="m48">
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> to a user <inline-formula id="inf47">
<mml:math id="m49">
<mml:mrow>
<mml:mi>q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf48">
<mml:math id="m50">
<mml:mrow>
<mml:mi>q</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1,2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, is modeled as<disp-formula id="e3">
<mml:math id="m51">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(3)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf49">
<mml:math id="m52">
<mml:mrow>
<mml:mi>q</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1,2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf50">
<mml:math id="m53">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is an estimated channel (known at the receiver), <inline-formula id="inf51">
<mml:math id="m54">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is channel estimation error modelled as Gaussian RV with zero mean and <inline-formula id="inf52">
<mml:math id="m55">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> variance, <inline-formula id="inf53">
<mml:math id="m56">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is correlation coefficient between actual and estimated channels <inline-formula id="inf54">
<mml:math id="m57">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</sec>
<sec id="s3-4">
<label>3.4</label>
<title>Effective received signals with imperfect CSI and phase noise at port <inline-formula id="inf55">
<mml:math id="m58">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> for both users</title>
<p>The received signal at the port <inline-formula id="inf56">
<mml:math id="m59">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> of the further located <inline-formula id="inf57">
<mml:math id="m60">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is given as<disp-formula id="e4">
<mml:math id="m61">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="align" columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x23df;</mml:mo>
</mml:munder>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>desired&#x2009;signal</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:munder>
</mml:mstyle>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x23df;</mml:mo>
</mml:munder>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>interference&#x2009;due&#x2009;to&#x2009;imperfect&#x2009;CSI</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:munder>
</mml:mstyle>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(4)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf58">
<mml:math id="m62">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is transmitted signal with <inline-formula id="inf59">
<mml:math id="m63">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<p>Similarly, the received signal at user 2 of the port <inline-formula id="inf60">
<mml:math id="m64">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is given as<disp-formula id="e5">
<mml:math id="m65">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="align" columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x23df;</mml:mo>
</mml:munder>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>desired&#x2009;signal</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:munder>
</mml:mstyle>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x23df;</mml:mo>
</mml:munder>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>interference&#x2009;due&#x2009;to&#x2009;imperfect&#x2009;CSI</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:munder>
</mml:mstyle>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(5)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf61">
<mml:math id="m66">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the channel from <inline-formula id="inf62">
<mml:math id="m67">
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> to RIS element <inline-formula id="inf63">
<mml:math id="m68">
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf64">
<mml:math id="m69">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is a residual phase error due to quantization, <inline-formula id="inf65">
<mml:math id="m70">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf66">
<mml:math id="m71">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are channel phases from <inline-formula id="inf67">
<mml:math id="m72">
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>-to-RIS and RIS-to-user and <inline-formula id="inf68">
<mml:math id="m73">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is an actual phase shift applied by RIS element <inline-formula id="inf69">
<mml:math id="m74">
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf70">
<mml:math id="m75">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is an additive Gaussian noise with a zero mean and variance <inline-formula id="inf71">
<mml:math id="m76">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf72">
<mml:math id="m77">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are distances for <inline-formula id="inf73">
<mml:math id="m78">
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>-to-RIS and RIS-to-user links, and <inline-formula id="inf74">
<mml:math id="m79">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is a path loss exponent of the channel.</p>
<p>
<statement content-type="algorithm" id="Algorithm_1">
<label>Algorithm 1</label>
<title>Fairness-Driven NOMA Power Allocation with FAS Port Selection.</title>
<p>
<list list-type="simple">
<list-item>
<p>
<bold>Require:</bold> Channel parameters: <inline-formula id="inf84">
<mml:math id="m91">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>; SIC error: <inline-formula id="inf85">
<mml:math id="m92">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>; Noise: <inline-formula id="inf86">
<mml:math id="m93">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>; Transmit power settings: <inline-formula id="inf87">
<mml:math id="m94">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>min</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>; Iterations: <inline-formula id="inf88">
<mml:math id="m95">
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>;</p>
</list-item>
<list-item>
<p>
<bold>Ensure:</bold> Optimal average PA factors: <inline-formula id="inf89">
<mml:math id="m96">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>; Average capacities: <inline-formula id="inf90">
<mml:math id="m97">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>;</p>
</list-item>
<list-item>
<p>
<bold>Initialize:</bold> Empty lists <inline-formula id="inf91">
<mml:math id="m98">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>;</p>
</list-item>
<list-item>
<p>
<bold>for</bold> <inline-formula id="inf92">
<mml:math id="m99">
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>min</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> <bold>
<italic>to</italic>
</bold> <inline-formula id="inf93">
<mml:math id="m100">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> <bold>
<italic>step</italic>
</bold> <inline-formula id="inf94">
<mml:math id="m101">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> <bold>do</bold>
</p>
</list-item>
<list-item>
<p>
<bold>&#x2003;&#x2003;for</bold> <inline-formula id="inf95">
<mml:math id="m102">
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> <bold>
<italic>to</italic>
</bold> <inline-formula id="inf96">
<mml:math id="m103">
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> <bold>do</bold>
</p>
</list-item>
<list-item>
<p>&#x2003;&#x2003;&#x2003;&#x2003;Generate random channel realizations <inline-formula id="inf97">
<mml:math id="m104">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf98">
<mml:math id="m105">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> for all ports <inline-formula id="inf99">
<mml:math id="m106">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi>L</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>; <inline-formula id="inf100">
<mml:math id="m107">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2190;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi>L</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="|" close="|">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>; <inline-formula id="inf101">
<mml:math id="m108">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2190;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi>L</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="|" close="|">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>; <inline-formula id="inf102">
<mml:math id="m109">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2190;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="|" close="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>; <inline-formula id="inf103">
<mml:math id="m110">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2190;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="|" close="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>; <inline-formula id="inf104">
<mml:math id="m111">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>&#x2190;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>; <inline-formula id="inf105">
<mml:math id="m112">
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>&#x2190;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3f5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>; <inline-formula id="inf106">
<mml:math id="m113">
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mo>&#x2190;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3f5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>; <inline-formula id="inf107">
<mml:math id="m114">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2190;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>; <inline-formula id="inf108">
<mml:math id="m115">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2190;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>; <inline-formula id="inf109">
<mml:math id="m116">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2190;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>; <inline-formula id="inf110">
<mml:math id="m117">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2190;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3f5;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>; <inline-formula id="inf111">
<mml:math id="m118">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2190;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>log</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>; <inline-formula id="inf112">
<mml:math id="m119">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2190;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>log</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>; Append results to <inline-formula id="inf113">
<mml:math id="m120">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>;</p>
</list-item>
<list-item>
<p>
<bold>Return</bold> <inline-formula id="inf114">
<mml:math id="m121">
<mml:mrow>
<mml:mtext>mean</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mtext>mean</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> for <inline-formula id="inf115">
<mml:math id="m122">
<mml:mrow>
<mml:mi>q</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1,2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</p>
</list-item>
</list>
</p>
</statement>
</p>
</sec>
<sec id="s3-5">
<label>3.5</label>
<title>Phase error distribution due to quantization</title>
<p>RIS cannot generate all desired phases and, in practice, can create a limited number of phases towards the users, which is denoted by <inline-formula id="inf75">
<mml:math id="m80">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>Q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, where <inline-formula id="inf76">
<mml:math id="m81">
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the number of quantization bits. Inspired by (<xref ref-type="bibr" rid="B28">Zhakipov et al., 2023</xref>), the phase errors are modeled as a uniform distribution with the following probability density function<disp-formula id="e6">
<mml:math id="m82">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="{" close="">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="cases">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>Q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>Q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>Q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mtext>otherwise</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(6)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf77">
<mml:math id="m83">
<mml:mrow>
<mml:mi>Q</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the number of discrete phase shifts and <inline-formula id="inf78">
<mml:math id="m84">
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> stands for the number of quantization bits.</p>
</sec>
<sec id="s3-6">
<label>3.6</label>
<title>Signal-to-interference-plus-noise ratio (SINR)</title>
<p>For the far user, <inline-formula id="inf79">
<mml:math id="m85">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the goal is to decode its own signal <inline-formula id="inf80">
<mml:math id="m86">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> while treating the near user&#x2019;s signal, <inline-formula id="inf81">
<mml:math id="m87">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, as interference. The SINR at <inline-formula id="inf82">
<mml:math id="m88">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> at the given port <inline-formula id="inf83">
<mml:math id="m89">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is formulated as<disp-formula id="e7">
<mml:math id="m90">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="|" close="|">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mspace width="-0.17em"/>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="|" close="|">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(7)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf116">
<mml:math id="m123">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf117">
<mml:math id="m124">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="|" close="|">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Since <inline-formula id="inf118">
<mml:math id="m125">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the far user, it does not perform SIC and must treat <inline-formula id="inf119">
<mml:math id="m126">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> signal as noise. The FAS output at <inline-formula id="inf120">
<mml:math id="m127">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is evaluated as <inline-formula id="inf121">
<mml:math id="m128">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi>L</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<p>Near user <inline-formula id="inf122">
<mml:math id="m129">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> performs SIC by first decoding <inline-formula id="inf123">
<mml:math id="m130">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>&#x2019;s signal and subtracting it, and then decoding its own signal. Thus, the SINR for <inline-formula id="inf124">
<mml:math id="m131">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> at port <inline-formula id="inf125">
<mml:math id="m132">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is given as<disp-formula id="e8">
<mml:math id="m133">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="|" close="|">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="|" close="|">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3f5;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(8)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf126">
<mml:math id="m134">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3f5;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="|" close="|">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> stands for the imperfect SIC term of <inline-formula id="inf127">
<mml:math id="m135">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> that <inline-formula id="inf128">
<mml:math id="m136">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> failed to cancel perfectly and <inline-formula id="inf129">
<mml:math id="m137">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the SIC error coefficient, <inline-formula id="inf130">
<mml:math id="m138">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Next, the FAS output for <inline-formula id="inf131">
<mml:math id="m139">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is given as <inline-formula id="inf132">
<mml:math id="m140">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi>L</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</sec>
</sec>
<sec id="s4">
<label>4</label>
<title>Fairness-based power allocation</title>
<p>In this section, we propose a max&#x2013;min fairness-driven PA strategy to equalize the ergodic capacities of the two NOMA users in the presence of practical impairments, i.e., imperfect CSI, finite-resolution RIS phase shifts, and residual interference due to imperfect SIC. Since the ergodic capacity is a monotonically increasing function of the SINR, maximizing the minimum ergodic capacity across users is equivalent to maximizing the minimum SINR. To achieve max-min fairness, we set <inline-formula id="inf133">
<mml:math id="m141">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. We define the effective channel power terms in terms of <inline-formula id="inf134">
<mml:math id="m142">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf135">
<mml:math id="m143">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf136">
<mml:math id="m144">
<mml:mrow>
<mml:mi>q</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1,2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, coefficients as follows<disp-formula id="e9">
<mml:math id="m145">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="|" close="|">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(9)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e10">
<mml:math id="m146">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="|" close="|">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(10)</label>
</disp-formula>Solving the quadratic equation <inline-formula id="inf137">
<mml:math id="m147">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> yields the optimal factor <inline-formula id="inf138">
<mml:math id="m148">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> with the following parameters<list list-type="bullet">
<list-item>
<p>
<inline-formula id="inf139">
<mml:math id="m149">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>,</p>
</list-item>
<list-item>
<p>
<inline-formula id="inf140">
<mml:math id="m150">
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3f5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>,</p>
</list-item>
<list-item>
<p>
<inline-formula id="inf141">
<mml:math id="m151">
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3f5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</list-item>
</list>
</p>
<p>The optimal power allocation is <inline-formula id="inf142">
<mml:math id="m152">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf143">
<mml:math id="m153">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</sec>
<sec id="s5">
<label>5</label>
<title>Computational complexity analysis</title>
<p>The computational complexity of the proposed Fairness-based NOMA-FAS algorithm is primarily determined by the system parameters, such as the RIS elements and FAS ports. For a given transmit power <inline-formula id="inf144">
<mml:math id="m154">
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the complexity analysis is as follows. Generating the channels for <inline-formula id="inf145">
<mml:math id="m155">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> RIS elements across <inline-formula id="inf146">
<mml:math id="m156">
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> FAS ports for two users requires <inline-formula id="inf147">
<mml:math id="m157">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">O</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> operations. The maximization process to find <inline-formula id="inf148">
<mml:math id="m158">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf149">
<mml:math id="m159">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> involves computing the magnitude of the RIS-summation for each port, which scales as <inline-formula id="inf150">
<mml:math id="m160">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">O</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. The calculation of coefficients <inline-formula id="inf151">
<mml:math id="m161">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and the subsequent quadratic formula to find <inline-formula id="inf152">
<mml:math id="m162">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> requires only basic arithmetic operations, resulting in a complexity of <inline-formula id="inf153">
<mml:math id="m163">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">O</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Therefore, the total computational complexity of <xref ref-type="statement" rid="Algorithm_1">Algorithm 1</xref> is given by<disp-formula id="e11">
<mml:math id="m164">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">total</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="script">O</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(11)</label>
</disp-formula>
</p>
</sec>
<sec id="s6">
<label>6</label>
<title>Ergodic capacity</title>
<p>The performance metric of primary interest is the ergodic capacity of each user, defined as<disp-formula id="e12">
<mml:math id="m165">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="double-struck">E</mml:mi>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>log</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi>q</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1,2</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(12)</label>
</disp-formula>where the expectation is taken over the random channel realizations, estimation errors <inline-formula id="inf154">
<mml:math id="m166">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, phase quantization errors <inline-formula id="inf155">
<mml:math id="m167">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and FAS port selection.</p>
<p>Because of the max-operation over <inline-formula id="inf156">
<mml:math id="m168">
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> correlated Nakagami-<inline-formula id="inf157">
<mml:math id="m169">
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> ports, the presence of bounded CSI error <inline-formula id="inf158">
<mml:math id="m170">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, finite-resolution phase shifts, and residual SIC interference <inline-formula id="inf159">
<mml:math id="m171">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3f5;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, a closed-form expression for <inline-formula id="inf160">
<mml:math id="m172">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is mathematically intractable. Therefore, we evaluate the ergodic capacity numerically using Monte Carlo simulation with <inline-formula id="inf161">
<mml:math id="m173">
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>6</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> independent channel realizations<disp-formula id="e13">
<mml:math id="m174">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>log</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi>q</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1,2</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(13)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf162">
<mml:math id="m175">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is an average ergodic capacity, <inline-formula id="inf163">
<mml:math id="m176">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the SINR of user <inline-formula id="inf164">
<mml:math id="m177">
<mml:mrow>
<mml:mi>q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> in the <inline-formula id="inf165">
<mml:math id="m178">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>-th realization after optimal port selection at the FAS receiver and fairness-driven PA.</p>
<p>The normalized ergodic sum capacity is computed as<disp-formula id="e14">
<mml:math id="m179">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>sum</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>log</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2f;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(14)</label>
</disp-formula>to fairly compare different transmit power levels and impairment scenarios.</p>
</sec>
<sec id="s7">
<label>7</label>
<title>Numerical results</title>
<p>In this section, we will investigate how the practical system noises affect the normalized ergodic capacity of the proposed system model. We discuss findings via Monte Carlo simulations run for <inline-formula id="inf166">
<mml:math id="m180">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>6</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> iterations per data point. The default system parameters for these simulations are listed in <xref ref-type="table" rid="T1">Table 1</xref>. We assume the same number of RIS elements dedicated to each user, <inline-formula id="inf167">
<mml:math id="m181">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. In this work, we focus on a max-min fairness-based (MMF) PA scheme designed to ensure equitable resource distribution among users. Although this approach yields a lower ergodic sum-rate compared to sum-rate maximization (SRM) strategies, given in <xref ref-type="fig" rid="F2">Figure 2</xref>, it significantly improves Jain&#x2019;s fairness index as shown in <xref ref-type="fig" rid="F3">Figure 3</xref>.</p>
<table-wrap id="T1" position="float">
<label>TABLE 1</label>
<caption>
<p>Simulation parameters and values.</p>
</caption>
<table>
<thead valign="top">
<tr>
<th align="center">Parameter</th>
<th align="center">Description</th>
<th align="center">Value</th>
</tr>
</thead>
<tbody valign="top">
<tr>
<td align="center">
<inline-formula id="inf168">
<mml:math id="m182">
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">Number of FAS ports</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf169">
<mml:math id="m183">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mo>&#x2026;</mml:mo>
<mml:mn>100</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">
<inline-formula id="inf170">
<mml:math id="m184">
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">Fading parameters</td>
<td align="center">{2, 3, 4}</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">
<inline-formula id="inf171">
<mml:math id="m185">
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">Transmit power</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf172">
<mml:math id="m186">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>10</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x2026;</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>29</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> dBm</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">
<inline-formula id="inf173">
<mml:math id="m187">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">Number of reflecting elements</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf174">
<mml:math id="m188">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>20,50,100</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">
<inline-formula id="inf175">
<mml:math id="m189">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">PLE</td>
<td align="center">{2, 3, 4}</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">
<inline-formula id="inf176">
<mml:math id="m190">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">A distance from the BS to RIS</td>
<td align="center">50&#xa0;m</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">
<inline-formula id="inf177">
<mml:math id="m191">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">A distance from RIS to <inline-formula id="inf178">
<mml:math id="m192">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">150&#xa0;m</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">
<inline-formula id="inf179">
<mml:math id="m193">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">A distance from RIS to <inline-formula id="inf180">
<mml:math id="m194">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">100&#xa0;m</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">
<inline-formula id="inf181">
<mml:math id="m195">
<mml:mrow>
<mml:mi>Q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">Number of quantization bits</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf182">
<mml:math id="m196">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1,3</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">
<inline-formula id="inf183">
<mml:math id="m197">
<mml:mrow>
<mml:mi>W</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">Antenna size coefficient</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf184">
<mml:math id="m198">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0.5</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1,2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">
<inline-formula id="inf185">
<mml:math id="m199">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">CSI correlation coefficient</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf186">
<mml:math id="m200">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0.7</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>0.8</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>0.9</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<fig id="F2" position="float">
<label>FIGURE 2</label>
<caption>
<p>Ergodic capacity for the MMF and SRM optimization.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="frcmn-07-1756675-g002.tif">
<alt-text content-type="machine-generated">Graph showing normalized ergodic capacity in bits per second per Hertz versus the number of RIS ports. Multiple lines represent different values of W and P. Labels identify each line&#x2019;s parameters.</alt-text>
</graphic>
</fig>
<fig id="F3" position="float">
<label>FIGURE 3</label>
<caption>
<p>Jain&#x2019;s fairness index comparison for MMF and SRM algorithms.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="frcmn-07-1756675-g003.tif">
<alt-text content-type="machine-generated">Line graph comparing Jain&#x27;s index against the number of RIS elements for different configurations. The blue solid line represents MMF with an index of 1. The dashed blue, solid black, red dashed, and black dotted lines depict SRM under varying conditions labeled as \(W=2, P=10\) dBm, \(W=1, P=10\) dBm, \(W=0.5, P=10\) dBm, and \(W=0.5, P=0\) dBm, respectively. Jain&#x27;s index increases with more RIS elements.</alt-text>
</graphic>
</fig>
<p>
<xref ref-type="fig" rid="F2">Figure 2</xref> depicts the normalized ergodic capacity as a function of the number of RIS ports for different <inline-formula id="inf187">
<mml:math id="m201">
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0,10</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> dBm and <inline-formula id="inf188">
<mml:math id="m202">
<mml:mrow>
<mml:mi>W</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0.5</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1,2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> parameters given <inline-formula id="inf189">
<mml:math id="m203">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. A consistent performance gap is observed between the SRM and MMF strategies across all simulated scenarios. The SRM algorithm consistently yields a higher total ergodic capacity than the MMF algorithm. For instance, at <inline-formula id="inf190">
<mml:math id="m204">
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>60</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> with <inline-formula id="inf191">
<mml:math id="m205">
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> dBm and <inline-formula id="inf192">
<mml:math id="m206">
<mml:mrow>
<mml:mi>W</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the SRM scheme achieves approximately 9.75 bits/s/Hz, while the MMF scheme reaches roughly 9.55 bits/s/Hz. This gap quantifies the cost of fairness: the SRM algorithm opportunistically allocates more resources to the user with the stronger channel to maximize the sum, whereas the MMF algorithm sacrifices total throughput to boost the weaker user&#x2019;s rate, resulting in a lower aggregate capacity. Moreover, both algorithms exhibit a logarithmic growth in capacity as the number of RIS ports increases from 10 to 60. This confirms that increasing the number of RIS elements enhances the array gain and passive beamforming capability.</p>
<p>
<xref ref-type="fig" rid="F3">Figure 3</xref> illustrates the impact of the number of RIS elements on the system&#x2019;s fairness, quantified using Jain&#x2019;s fairness index, for different <inline-formula id="inf193">
<mml:math id="m207">
<mml:mrow>
<mml:mi>W</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and transmit power. The figure compares the performance of the proposed MMF-based algorithm against the benchmark SRM scheme. As observed from the constant horizontal line at the top of the graph, the MMF-based power allocation strategy achieves a Jain&#x2019;s index of 1.0 across all simulated scenarios, regardless of the values of <inline-formula id="inf194">
<mml:math id="m208">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf195">
<mml:math id="m209">
<mml:mrow>
<mml:mi>W</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0.5</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1,2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula id="inf196">
<mml:math id="m210">
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0,10</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> dBm. This confirms the effectiveness of the MMF formulation, which is explicitly designed to maximize the minimum user rate. In contrast, the SRM algorithm, which prioritizes total system capacity, exhibits a significantly lower fairness index, ranging from approximately 0.62&#x2013;0.74. This disparity arises because the SRM objective inherently favors users with stronger channel conditions to maximize the arithmetic sum of rates, often allocating disproportionately lower power to users with weaker channels</p>
<p>
<xref ref-type="fig" rid="F4">Figure 4</xref> illustrates the complex interplay between transmit power, number of FAS ports, and SIC error on the system&#x2019;s performance. A primary observation is the significant capacity degradation caused by the non-ideal SIC, where increasing the SIC error, <inline-formula id="inf197">
<mml:math id="m211">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, from 0 (ideal) to 0.1 drastically lowers the capacity floor, indicating the system rapidly becomes noise-limited. For <inline-formula id="inf198">
<mml:math id="m212">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the capacity quickly reaches a saturation point above 10 dBm transmit power, demonstrating that simply increasing power offers no further gain once nonlinear noise sources dominate the link budget. The performance difference between <inline-formula id="inf199">
<mml:math id="m213">
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf200">
<mml:math id="m214">
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>100</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> FAS ports is substantial, confirming that increasing the receiver diversity gain effectively mitigates the system&#x2019;s noise limitations. Specifically, the large <inline-formula id="inf201">
<mml:math id="m215">
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>100</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> array not only provides higher peak capacity but also delays the onset of saturation compared to the <inline-formula id="inf202">
<mml:math id="m216">
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> configuration across all noise levels. The capacities of both users, <inline-formula id="inf203">
<mml:math id="m217">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf204">
<mml:math id="m218">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, maintain nearly identical values throughout all scenarios, suggesting that the fairness algorithm has successfully ensured equitable access and performance for both NOMA users. Overall, this figure shows that maximizing receiver diversity is a more effective strategy for improving capacity in the presence of SIC than relying solely on increased transmission power.</p>
<fig id="F4" position="float">
<label>FIGURE 4</label>
<caption>
<p>RIS-assisted NOMA communication system for <inline-formula id="inf205">
<mml:math id="m219">
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>5,100</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf206">
<mml:math id="m220">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0,0.05</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>0.1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="frcmn-07-1756675-g004.tif">
<alt-text content-type="machine-generated">Graph depicting normalized ergodic capacity versus transmit power in dBm. Two main lines are shown: a dashed blue line for \(L = 5, u_1\), and a solid black line for \(L = 100, u_1\). Open circles represent \(u_2\). Three labeled curves indicate \(\varepsilon = 0\), \(0.05\), and \(0.1\). Capacity increases with transmit power for both values of \(L\), when \(\varepsilon = 0\). The other values of \(\varepsilon\) lead to the capacity saturation.</alt-text>
</graphic>
</fig>
<p>
<xref ref-type="fig" rid="F5">Figure 5</xref> illustrates the relationship between the normalized ergodic capacity and the number of FAS ports in a system for different numbers of RIS elements <inline-formula id="inf207">
<mml:math id="m221">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>5,20</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and imperfect SIC noises <inline-formula id="inf208">
<mml:math id="m222">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0,0.05</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>0.1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. There is a clear, positive correlation between the number of RIS, antenna ports, and the system&#x2019;s capacity. As the number of ports increases, the normalized ergodic capacity also slightly increases. The curve <inline-formula id="inf209">
<mml:math id="m223">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> represents the ideal case with no SIC error that serves as the upper performance bound. The SIC noise has a detrimental effect on the system performance. For example, the ergodic performance degrades to <inline-formula id="inf210">
<mml:math id="m224">
<mml:mrow>
<mml:mn>49.7</mml:mn>
<mml:mi>%</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> from ideal SIC to <inline-formula id="inf211">
<mml:math id="m225">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> case at <inline-formula id="inf212">
<mml:math id="m226">
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>100</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. A critical observation is the saturation of gains. While capacity initially rises steeply with the number of ports, the rate of increase slows down. Moreover, <inline-formula id="inf213">
<mml:math id="m227">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf214">
<mml:math id="m228">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are the primary factors determining the passive beamforming gain provided by the RIS. As <inline-formula id="inf215">
<mml:math id="m229">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf216">
<mml:math id="m230">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> increase from 20 to 100, the system exhibits a substantial capacity shift due to the multiplicative growth, resulting in a higher normalized ergodic capacity floor across all plots. For example, in ideal SIC plots of <inline-formula id="inf217">
<mml:math id="m231">
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mn>100</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf218">
<mml:math id="m232">
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mn>20</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the ergodic capacities are recorded as 14.94 bits/s/Hz and 12.62 bits/s/Hz, contributing to the difference in performance <inline-formula id="inf219">
<mml:math id="m233">
<mml:mrow>
<mml:mn>15.47</mml:mn>
<mml:mi>%</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<fig id="F5" position="float">
<label>FIGURE 5</label>
<caption>
<p>RIS-assisted NOMA communication system given <inline-formula id="inf220">
<mml:math id="m234">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>20,100</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf221">
<mml:math id="m235">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0,0.05</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>0.1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="frcmn-07-1756675-g005.tif">
<alt-text content-type="machine-generated">Graph showing normalized ergodic capacity versus number of ports. Capacity is measured in bits per second per hertz, ranging from 4 to 16. The graph includes four lines: solid black for \(u_p, \varepsilon = 0\), dashed blue for \(u_p, \varepsilon = 0.1\), dotted red for \(u_p, \varepsilon = 0.05\), and open circles for \(u_2\). Two annotations indicate \(N_I = 100\) and \(N_I = 20\) for both solid black and circle lines. The number of ports ranges from 20 to 100.</alt-text>
</graphic>
</fig>
<p>
<xref ref-type="fig" rid="F6">Figure 6</xref> illustrates the critical influence of the CSI correlation coefficient <inline-formula id="inf222">
<mml:math id="m236">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> on the system&#x2019;s normalized ergodic capacity across varying numbers of FAS ports. The correlation <inline-formula id="inf223">
<mml:math id="m237">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the dominant factor determining the capacity ceiling: a small reduction from <inline-formula id="inf224">
<mml:math id="m238">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1.0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (perfect CSI) to <inline-formula id="inf225">
<mml:math id="m239">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.7</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> results in an immense capacity loss, dropping the capacity from over 11 bits/s/Hz to just above 6 bits/s/Hz. While increasing the number of FAS ports provides a small initial boost in capacity, the performance curves for all <inline-formula id="inf226">
<mml:math id="m240">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> values quickly flatten out around <inline-formula id="inf227">
<mml:math id="m241">
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>40</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. The capacity separation between the different <inline-formula id="inf228">
<mml:math id="m242">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> curves remains constant for high <inline-formula id="inf229">
<mml:math id="m243">
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, confirming that the system is ultimately limited by the self-interference term <inline-formula id="inf230">
<mml:math id="m244">
<mml:mrow>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> due to inaccurate channel estimation.</p>
<fig id="F6" position="float">
<label>FIGURE 6</label>
<caption>
<p>RIS-assisted NOMA communication system with FAS-enabled users.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="frcmn-07-1756675-g006.tif">
<alt-text content-type="machine-generated">Line graph showing normalized ergodic capacity versus number of ports, ranging from 10 to 100. The legend indicates four lines for different &#x3C1; values: 0.7 to 1.0, represented by various lines and circles. Capacity increases slightly with more ports, with variations based on &#x3C1; value.</alt-text>
</graphic>
</fig>
<p>Similarly, <xref ref-type="fig" rid="F7">Figure 7</xref> demonstrates the joint impact of <inline-formula id="inf231">
<mml:math id="m245">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and the number of FAS ports on the system&#x2019;s normalized ergodic capacity as a function of transmit power. There is a slight performance gap achieved by increasing the number of ports from <inline-formula id="inf232">
<mml:math id="m246">
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> to <inline-formula id="inf233">
<mml:math id="m247">
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>100</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>: for perfect CSI, the <inline-formula id="inf234">
<mml:math id="m248">
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>100</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> configuration provides a gain of approximately 0.5 bits/s/Hz over <inline-formula id="inf235">
<mml:math id="m249">
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> at 29 dBm. While ideal CSI curves increase with transmit power due to higher received signal strength, the plots with non-ideal CSI experience premature capacity saturation around 10 dBm due to imperfect CSI noise that limits the maximum achievable capacity, regardless of power and spatial diversity of FAS. For example, the capacity gap between <inline-formula id="inf236">
<mml:math id="m250">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf237">
<mml:math id="m251">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.8</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> remains large even at <inline-formula id="inf238">
<mml:math id="m252">
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>100</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (around 4.65 bits/s/Hz), confirming that improving CSI accuracy remains critical even when excellent receiver processing is available.</p>
<fig id="F7" position="float">
<label>FIGURE 7</label>
<caption>
<p>RIS-assisted NOMA communication system with FAS-enabled users.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="frcmn-07-1756675-g007.tif">
<alt-text content-type="machine-generated">Graph showing normalized ergodic capacity versus transmit power in dBm. Multiple lines represent combinations of &#x3c1; values (0.8, 0.9, 1) and L values (5, 100) for indices u1 and u2. Line types vary with dotted, solid, and dashed styles. Capacity increases with transmit power when &#x3c1;=1, peaking between 11 and 12 bits/s/Hz. The other &#x3c1; values result in saturation.</alt-text>
</graphic>
</fig>
<p>Next, <xref ref-type="fig" rid="F8">Figure 8</xref> illustrates the influence of the number of quantization bits, which is observed to impact the ergodic capacity, particularly at high transmit power. The ideal case of infinite quantization <inline-formula id="inf239">
<mml:math id="m253">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>Q</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mtext>inf</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, which corresponds to zero phase error, sets the upper capacity bound for both <inline-formula id="inf240">
<mml:math id="m254">
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf241">
<mml:math id="m255">
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>100</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> configurations. The performance penalty for reducing <inline-formula id="inf242">
<mml:math id="m256">
<mml:mrow>
<mml:mi>Q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> from 3 bits to 1 bit is considerable, resulting in a capacity gap (around 0.63 bits/s/Hz at 20 dBm for <inline-formula id="inf243">
<mml:math id="m257">
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>100</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>), which confirms that coarse quantization introduces a considerable phase noise limit. Increasing the number of FAS ports from <inline-formula id="inf244">
<mml:math id="m258">
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> to <inline-formula id="inf245">
<mml:math id="m259">
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>100</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> improves the adverse effect of phase noise. For example, at <inline-formula id="inf246">
<mml:math id="m260">
<mml:mrow>
<mml:mi>Q</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mtext>inf</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf247">
<mml:math id="m261">
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>29</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> dBm, there is 0.4 bits/s/Hz performance improvement. This suggests that FAS diversity could be used as a mitigation strategy against the phase noise caused by quantization errors.</p>
<fig id="F8" position="float">
<label>FIGURE 8</label>
<caption>
<p>RIS-assisted NOMA communication system for <inline-formula id="inf248">
<mml:math id="m262">
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>5,100</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf249">
<mml:math id="m263">
<mml:mrow>
<mml:mi>Q</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1,2,3</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="frcmn-07-1756675-g008.tif">
<alt-text content-type="machine-generated">Graph displaying normalized ergodic capacity in bits per second per Hertz versus transmit power in dBm. Multiple lines represent different configurations of L and Q values, with legend keys distinguished by color and pattern. Capacity increases with power, with trends showing differing levels of capacity based on these configurations. Circle markers indicate specific data points for \( u_2 \).</alt-text>
</graphic>
</fig>
<p>
<xref ref-type="fig" rid="F9">Figure 9</xref> investigates the combined effects of fading environment and imperfect SIC on ergodic capacity versus the number of FAS ports. The three distinct fading scenarios are clearly separated: the upper curves, corresponding to the favorable LOS channel with <inline-formula id="inf250">
<mml:math id="m264">
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, show significantly higher capacity than the lower curves, which represent the urban scenario <inline-formula id="inf251">
<mml:math id="m265">
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf252">
<mml:math id="m266">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and severe NLOS channel with <inline-formula id="inf253">
<mml:math id="m267">
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf254">
<mml:math id="m268">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> parameters. It is observed that physical channel parameters significantly dictate the baseline performance. Furthermore, the results reveal a fundamental bottleneck introduced by imperfect SIC. While the capacity scales logarithmically with <inline-formula id="inf255">
<mml:math id="m269">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> under perfect cancellation <inline-formula id="inf256">
<mml:math id="m270">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the presence of even minor residual interference <inline-formula id="inf257">
<mml:math id="m271">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.01</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> causes the capacity to saturate rapidly, creating a distinct performance ceiling. This saturation phenomenon occurs because the RIS boosts the residual interference power proportionally to the desired signal, shifting the system from a noise-limited to an interference-limited regime where increasing <inline-formula id="inf258">
<mml:math id="m272">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> beyond a certain point yields diminishing returns. The NLOS scenario&#x2019;s capacity is nearly zero, indicating that the system is overwhelmingly dominated by the poor fading and high path loss, rendering the variations in SIC imperfection and receiver complexity negligible. Furthermore, the figure demonstrates that a higher number of RIS ports can significantly compensate for imperfect SIC. For instance, assuming <inline-formula id="inf259">
<mml:math id="m273">
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf260">
<mml:math id="m274">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.01</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, increasing the number of elements from <inline-formula id="inf261">
<mml:math id="m275">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> to <inline-formula id="inf262">
<mml:math id="m276">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>40</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> improves the ergodic capacity from 2.08 bits/s/Hz to 3.24 bits/s/Hz. While the simulation results demonstrate significant gains in normalized ergodic capacity and fairness, the transition from theoretical models to practical hardware involves several critical constraints that must be considered. Firstly, channel estimation and CSI overhead are a main limitation for a large number of RIS elements and FAS antenna ports. As seen in (10), imperfect CSI introduces an additional noise term <inline-formula id="inf263">
<mml:math id="m277">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> in the denominator, which scales with the number of RIS elements, creating a higher interference term. Secondly, estimating the channel at each antenna port location within a coherence interval is a challenging task. Practical systems may need to utilize optimization algorithms or compressed sensing to reduce the number of required pilot symbols without sacrificing diversity gains. Finally, the term <inline-formula id="inf264">
<mml:math id="m278">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3f5;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> in (8) represents the residual imperfect SIC noise from decoding the far user <inline-formula id="inf265">
<mml:math id="m279">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Imperfect SIC noise scales with the power reflected by the RIS, and the system eventually enters an interference-limited regime. Moreover, numerical results indicate that the FAS-RIS integration provides the most significant capacity gains in the low-SNR regime by mitigating thermal noise through spatial diversity. Conversely, in the high-SNR regime, the system becomes interference-limited due to residual SIC, leading to a saturation of the ergodic capacity.</p>
<fig id="F9" position="float">
<label>FIGURE 9</label>
<caption>
<p>RIS-assisted NOMA communication system for different fading parameters and <inline-formula id="inf266">
<mml:math id="m280">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0,0.01</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="frcmn-07-1756675-g009.tif">
<alt-text content-type="machine-generated">Line graph showing normalized ergodic capacity in bits per hertz against the number of RIS elements. Six lines represent different parameter combinations: black (m=3, &#x3C4;=3, &#x3B5;=0), green (m=4, &#x3C4;=2, &#x3B5;=0), a lighter blue (m=2, &#x3C4;=4, &#x3B5;=0), blue (m=3, &#x3C4;=3, &#x3B5;=0.01), dashed black (m=4, &#x3C4;=2, &#x3B5;=0.01), and red (m=2, &#x3C4;=4, &#x3B5;=0.01). Circles indicate data points labeled as u&#x2082;.</alt-text>
</graphic>
</fig>
</sec>
<sec sec-type="conclusion" id="s8">
<label>8</label>
<title>Conclusion</title>
<p>This paper rigorously investigated fairness-based algorithms for NOMA networks empowered by RIS-FAS technologies under practical system noises such as imperfect CSI, hardware quantization phase errors at the RIS, and residual interference SIC. The simulation results demonstrated that poor CSI quality and severe fading at NLOS links constitute the fundamental limits on achievable capacity, often setting a hard capacity ceiling regardless of increasing transmit power or receiver diversity. A reduction in the CSI correlation coefficient from 1.0 to 0.7 resulted in a catastrophic capacity degradation of approximately <inline-formula id="inf267">
<mml:math id="m281">
<mml:mrow>
<mml:mn>45</mml:mn>
<mml:mi>%</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, confirming the vital need for high-accuracy channel estimation in RIS-enabled systems.</p>
<p>Crucially, the study demonstrates the efficacy of FAS diversity as a powerful mitigation strategy against these imperfections. Increasing the number of FAS ports proved highly beneficial in counteracting non-linear noise sources. For instance, <inline-formula id="inf268">
<mml:math id="m282">
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>100</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>-port FAS significantly delayed capacity saturation in power-limited regimes and offered robust performance gains against coarse RIS quantization, <inline-formula id="inf269">
<mml:math id="m283">
<mml:mrow>
<mml:mi>Q</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Furthermore, the FAS receiver provides a measurable engineering pathway to compensate for non-ideal SIC, requiring a modest increase in ports (e.g., from <inline-formula id="inf270">
<mml:math id="m284">
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> to <inline-formula id="inf271">
<mml:math id="m285">
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mo>&#x2248;</mml:mo>
<mml:mn>37</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>) to maintain the capacity achieved under ideal SIC conditions. While the system exhibited overwhelming vulnerability to NLOS fading parameters, where capacity gains were negligible, the RIS-NOMA protocol successfully maintained excellent capacity fairness between near and far users across all simulated scenarios. Future work should focus on optimizing RIS element placement and designing robust estimation algorithms to elevate the CSI quality, thus unlocking the full potential of RIS-assisted NOMA communications.</p>
<p>Building upon the findings of this study, future research will extend the proposed RIS-NOMA-FAS framework to multi-cluster scenarios, where each cluster comprises two users. While the current work demonstrates that a NOMA network with two users optimizes the balance between spectral efficiency and SIC complexity, practical large-scale deployments will require sophisticated user clustering algorithms to manage a higher density of active devices.</p>
</sec>
</body>
<back>
<sec sec-type="data-availability" id="s9">
<title>Data availability statement</title>
<p>The original contributions presented in the study are included in the article/supplementary material, further inquiries can be directed to the corresponding author.</p>
</sec>
<sec sec-type="author-contributions" id="s10">
<title>Author contributions</title>
<p>LT: Writing &#x2013; original draft, Writing &#x2013; review and editing. GN: Conceptualization, Supervision, Writing &#x2013; review and editing. AD: Software, Writing &#x2013; original draft. SA: Conceptualization, Formal Analysis, Funding acquisition, Investigation, Methodology, Project administration, Resources, Supervision, Writing &#x2013; review and editing.</p>
</sec>
<sec sec-type="COI-statement" id="s12">
<title>Conflict of interest</title>
<p>The author(s) declared that this work was conducted in the absence of any commercial or financial relationships that could be construed as a potential conflict of interest.</p>
</sec>
<sec sec-type="ai-statement" id="s13">
<title>Generative AI statement</title>
<p>The author(s) declared that generative AI was not used in the creation of this manuscript.</p>
<p>Any alternative text (alt text) provided alongside figures in this article has been generated by Frontiers with the support of artificial intelligence and reasonable efforts have been made to ensure accuracy, including review by the authors wherever possible. If you identify any issues, please contact us.</p>
</sec>
<sec sec-type="disclaimer" id="s14">
<title>Publisher&#x2019;s note</title>
<p>All claims expressed in this article are solely those of the authors and do not necessarily represent those of their affiliated organizations, or those of the publisher, the editors and the reviewers. Any product that may be evaluated in this article, or claim that may be made by its manufacturer, is not guaranteed or endorsed by the publisher.</p>
</sec>
<ref-list>
<title>References</title>
<ref id="B1">
<mixed-citation publication-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Aldababsa</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Khaleel</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Basar</surname>
<given-names>E.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2022</year>). <article-title>STAR-RIS-NOMA networks: an error performance perspective</article-title>. <source>IEEE Commun. Lett.</source> <volume>26</volume> (<issue>8</issue>), <fpage>1784</fpage>&#x2013;<lpage>1788</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/lcomm.2022.3179731</pub-id>
</mixed-citation>
</ref>
<ref id="B2">
<mixed-citation publication-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Ammisetty</surname>
<given-names>M. B.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ramarakula</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2025</year>). <article-title>Ergodic capacity analysis of STAR-RIS-NOMA over Nakagami-<italic>m</italic> fading channel with imperfect-CSI, inter-cell interference and SIC</article-title>. <source>Results Eng.</source> <volume>27</volume>, <fpage>106106</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.rineng.2025.106106</pub-id>
</mixed-citation>
</ref>
<ref id="B3">
<mixed-citation publication-type="confproc">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Awad</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Abdel-Hafez</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2025</year>). &#x201c;<article-title>RIS-NOMA systems in Nakagami-m channels: Performance metrics</article-title>,&#x201d; in <conf-name>2025 5th IEEE Middle East and North Africa Communications Conference (MENACOMM)</conf-name> (<publisher-name>IEEE</publisher-name>), <fpage>1</fpage>&#x2013;<lpage>6</lpage>.</mixed-citation>
</ref>
<ref id="B4">
<mixed-citation publication-type="confproc">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Bazzi</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Chafii</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2025</year>). &#x201c;<article-title>Towards ISAC RIS-Enabled passive radar target localization</article-title>,&#x201d; in <conf-name>ICC 2025 - IEEE International Conference on Communications</conf-name>, <fpage>2290</fpage>&#x2013;<lpage>2295</lpage>.</mixed-citation>
</ref>
<ref id="B5">
<mixed-citation publication-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Hu</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Rusek</surname>
<given-names>F.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Edfors</surname>
<given-names>O.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2018</year>). <article-title>Beyond massive MIMO: the potential of data transmission with large intelligent surfaces</article-title>. <source>IEEE Trans. Signal Process.</source> <volume>66</volume> (<issue>10</issue>), <fpage>2746</fpage>&#x2013;<lpage>2758</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/tsp.2018.2816577</pub-id>
</mixed-citation>
</ref>
<ref id="B6">
<mixed-citation publication-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Huang</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>C.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Jing</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yang</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>You</surname>
<given-names>X.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2018</year>). <article-title>Signal processing for MIMO-NOMA: present and future challenges</article-title>. <source>IEEE Wirel. Commun.</source> <volume>25</volume> (<issue>2</issue>), <fpage>32</fpage>&#x2013;<lpage>38</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/mwc.2018.1700108</pub-id>
</mixed-citation>
</ref>
<ref id="B7">
<mixed-citation publication-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>Q.</given-names>
</name>
<name>
<surname>El-Hajjar</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sun</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Hemadeh</surname>
<given-names>I.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Shojaeifard</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Liu</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group> (<year>2023</year>). <article-title>Achievable rate analysis of the STAR-RIS-Aided NOMA uplink in the face of imperfect CSI and hardware impairments</article-title>. <source>IEEE Transactionson Communications</source> <volume>71</volume> (<issue>10</issue>), <fpage>6100</fpage>&#x2013;<lpage>6114</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/tcomm.2023.3287995</pub-id>
</mixed-citation>
</ref>
<ref id="B8">
<mixed-citation publication-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>New</surname>
<given-names>W. K.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wong</surname>
<given-names>K.-K.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Xu</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Tong</surname>
<given-names>K.-F.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Chae</surname>
<given-names>C.-B.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2024</year>). <article-title>Fluid antenna system: new insights on outage probability and diversity gain</article-title>. <source>IEEE Trans. Wirel. Commun.</source> <volume>23</volume> (<issue>1</issue>), <fpage>128</fpage>&#x2013;<lpage>140</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/twc.2023.3276245</pub-id>
</mixed-citation>
</ref>
<ref id="B9">
<mixed-citation publication-type="confproc">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Pandey</surname>
<given-names>A. K.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Bansal</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2023</year>). &#x201c;<article-title>Coverage analysis of STAR-RIS empowered downlink NOMA with imperfect SIC</article-title>,&#x201d; in <conf-name>2023 IEEE Wireless Communications and Networking Conference (WCNC)</conf-name>, <fpage>1</fpage>&#x2013;<lpage>6</lpage>.</mixed-citation>
</ref>
<ref id="B10">
<mixed-citation publication-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Qian</surname>
<given-names>X.</given-names>
</name>
<name>
<surname>di Renzo</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Liu</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Kammoun</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Alouini</surname>
<given-names>M.-S.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2020</year>). <article-title>Beamforming through reconfigurable intelligent surfaces in single-user MIMO systems: SNR distribution and scaling laws in the presence of channel fading and phase noise</article-title>. <source>IEEE Wirel. Commun. Lett.</source> <volume>10</volume>, <fpage>77</fpage>&#x2013;<lpage>81</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/lwc.2020.3021058</pub-id>
</mixed-citation>
</ref>
<ref id="B11">
<mixed-citation publication-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Rostami Ghadi</surname>
<given-names>F.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wong</surname>
<given-names>K.-K.</given-names>
</name>
<name>
<surname>New</surname>
<given-names>W. K.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Xu</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Murch</surname>
<given-names>R.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2024</year>). <article-title>On performance of RIS-aided fluid antenna systems</article-title>. <source>IEEE Wirel. Commun. Lett.</source> <volume>13</volume> (<issue>8</issue>), <fpage>2175</fpage>&#x2013;<lpage>2179</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/lwc.2024.3405636</pub-id>
</mixed-citation>
</ref>
<ref id="B12">
<mixed-citation publication-type="confproc">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Shaikh</surname>
<given-names>M. H. N.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Bohara</surname>
<given-names>V. A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Srivastava</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ghatak</surname>
<given-names>G.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2022</year>). &#x201c;<article-title>On the performance of RIS-Aided NOMA system with non-ideal transceiver over Nakagami-<italic>m</italic> fading</article-title>,&#x201d; in <conf-name>2022 IEEE Wireless Communications and Networking Conference (WCNC)</conf-name> (<publisher-name>IEEE</publisher-name>), <fpage>1737</fpage>&#x2013;<lpage>1742</lpage>.</mixed-citation>
</ref>
<ref id="B13">
<mixed-citation publication-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Shaikh</surname>
<given-names>M. H. N.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Rabie</surname>
<given-names>K. M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Elganimi</surname>
<given-names>T. Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>X.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Hashmi</surname>
<given-names>M. S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Nauryzbayev</surname>
<given-names>G.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2025</year>). <article-title>Multi-STAR-RISNOMA: clustering, RIS assignment and power optimization</article-title>. <source>IEEE Trans. Veh. Technol.</source> <volume>74</volume> (<issue>4</issue>), <fpage>6389</fpage>&#x2013;<lpage>6405</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/tvt.2024.3509518</pub-id>
</mixed-citation>
</ref>
<ref id="B14">
<mixed-citation publication-type="web">
<collab>Statista Research Department</collab> (<year>2023</year>). <article-title>Number of IoT-connected devices worldwide from 2019 to 2030 (in billions)</article-title>. <comment>Available online at: <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://www.statista.com/statistics/1183457/iot-connected-devices-worldwide/">https://www.statista.com/statistics/1183457/iot-connected-devices-worldwide/</ext-link>.</comment>
</mixed-citation>
</ref>
<ref id="B15">
<mixed-citation publication-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Tlebaldiyeva</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Nauryzbayev</surname>
<given-names>G.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Arzykulov</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Eltawil</surname>
<given-names>A. M.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2021</year>). <article-title>Performance of NOMA-Based mmwave D2D networks under practical system conditions</article-title>. <source>IEEE Access</source> <volume>9</volume>, <fpage>958</fpage>&#x2013;<lpage>974</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/access.2021.3132084</pub-id>
</mixed-citation>
</ref>
<ref id="B16">
<mixed-citation publication-type="confproc">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Tlebaldiyeva</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Nauryzbayev</surname>
<given-names>G.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Arzykulov</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Eltawil</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Tsiftsis</surname>
<given-names>T.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2022</year>). &#x201c;<article-title>Enhancing QoS through fluid antenna systems over correlated Nakagami- <italic>m</italic> fading channels</article-title>,&#x201d; <conf-name>in 2022 IEEE Wireless Communications and Networking Conference (WCNC)</conf-name>, <fpage>78</fpage>&#x2013;<lpage>83</lpage>.</mixed-citation>
</ref>
<ref id="B17">
<mixed-citation publication-type="confproc">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Tlebaldiyeva</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Arzykulov</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Dadlani</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Rabie</surname>
<given-names>K. M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Nauryzbayev</surname>
<given-names>G.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2023</year>). &#x201c;<article-title>Exploring the performance of fluid antenna system (FAS)-Aided B5G mmWave networks</article-title>,&#x201d; in <conf-name>GLOBECOM 2023 - 2023 IEEE Global Communications Conference</conf-name>, <fpage>7568</fpage>&#x2013;<lpage>7573</lpage>.</mixed-citation>
</ref>
<ref id="B18">
<mixed-citation publication-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Tlebaldiyeva</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Arzykulov</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Tsiftsis</surname>
<given-names>T. A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Nauryzbayev</surname>
<given-names>G.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2024</year>). <article-title>Exploiting FAS for cooperative NOMA-based full-duplex mmWave networks with imperfections</article-title>. <source>Ad Hoc Netw.</source> <volume>155</volume>, <fpage>103400</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.adhoc.2024.103400</pub-id>
</mixed-citation>
</ref>
<ref id="B19">
<mixed-citation publication-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Trigui</surname>
<given-names>I.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ajib</surname>
<given-names>W.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhu</surname>
<given-names>W.-P.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2020</year>). <article-title>A comprehensive study of reconfigurable intelligent surfaces in generalized fading</article-title>. <source>arXiv Preprint arXiv:2004.02922</source>.</mixed-citation>
</ref>
<ref id="B20">
<mixed-citation publication-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Vu</surname>
<given-names>T.-H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Pham</surname>
<given-names>Q.-V.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Nguyen</surname>
<given-names>T.-T.</given-names>
</name>
<name>
<surname>da Costa</surname>
<given-names>D. B.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Kim</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2024a</year>). <article-title>Enhancing RIS-aided two-way full-duplex communication with non-orthogonal multiple access</article-title>. <source>IEEE Internet Things J.</source> <volume>11</volume> (<issue>11</issue>), <fpage>19963</fpage>&#x2013;<lpage>19977</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/JIOT.2024.3368224</pub-id>
</mixed-citation>
</ref>
<ref id="B21">
<mixed-citation publication-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Vu</surname>
<given-names>T.-H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Pham</surname>
<given-names>Q.-V.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Nguyen</surname>
<given-names>T.-T.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Costa</surname>
<given-names>D. B. d.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Kim</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2024b</year>). <article-title>Enhancing RIS-aided two-way full-duplex communication with nonorthogonal multiple access</article-title>. <source>IEEE Internet Things J.</source> <volume>11</volume> (<issue>11</issue>), <fpage>963</fpage>&#x2013;<lpage>977</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/jiot.2024.3368224</pub-id>
</mixed-citation>
</ref>
<ref id="B22">
<mixed-citation publication-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Liu</surname>
<given-names>Z.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Dong</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2022</year>). <article-title>Liquid metal-embedded layered-PDMS antenna for flexible and conformal applications</article-title>. <source>Front. Phys.</source> <volume>10</volume>, <fpage>872992</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.3389/fphy.2022.872992</pub-id>
</mixed-citation>
</ref>
<ref id="B23">
<mixed-citation publication-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>T.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Badiu</surname>
<given-names>M.-A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Chen</surname>
<given-names>G.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Coon</surname>
<given-names>J. P.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2022</year>). <article-title>Outage probability analysis of STAR-RIS assisted NOMA network with correlated channels</article-title>. <source>IEEE Commun. Lett.</source> <volume>26</volume> (<issue>8</issue>), <fpage>1774</fpage>&#x2013;<lpage>1778</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/lcomm.2022.3174453</pub-id>
</mixed-citation>
</ref>
<ref id="B24">
<mixed-citation publication-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>R.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zheng</surname>
<given-names>P.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Kotte</surname>
<given-names>V. V.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Rauf</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yang</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Rahman</surname>
<given-names>M. M. U.</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group> (<year>2025</year>). <article-title>Electromagnetically reconfigurable fluid antenna system for wireless communications: design, modeling, algorithm, fabrication, and experiment</article-title>. <source>IEEE J. Sel. Areas Commun.</source>, <fpage>1</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/jsac.2025.3625163</pub-id>
</mixed-citation>
</ref>
<ref id="B25">
<mixed-citation publication-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Wong</surname>
<given-names>K.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Tong</surname>
<given-names>K.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Chen</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2022</year>). <article-title>Closed-form expressions for spatial correlation parameters for performance analysis of fluid antenna systems</article-title>. <source>Electron. Lett.</source> <volume>58</volume> (<issue>11</issue>), <fpage>454</fpage>&#x2013;<lpage>457</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1049/ell2.12487</pub-id>
</mixed-citation>
</ref>
<ref id="B26">
<mixed-citation publication-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Yao</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Lai</surname>
<given-names>X.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhi</surname>
<given-names>K.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wu</surname>
<given-names>T.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Jin</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Pan</surname>
<given-names>C.</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group> (<year>2026</year>). &#x201c;<article-title>A framework of FAS-RIS systems: performance analysis and throughput optimization</article-title>,&#x201d; in <source>IEEE Transactions on Wireless Communications</source>. <volume>25</volume>. <fpage>1333</fpage>&#x2013;<lpage>1348</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TWC.2025.3590458</pub-id>
</mixed-citation>
</ref>
<ref id="B27">
<mixed-citation publication-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Yao</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zheng</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wu</surname>
<given-names>T.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Jin</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yuen</surname>
<given-names>C.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wong</surname>
<given-names>K.-K.</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group> (<year>2025</year>). &#x201c;<article-title>FAS-RIS communication: model, analysis, and optimization</article-title>,&#x201d; in <source>IEEE Transactions on Vehicular Technology</source>. <volume>74</volume> (<issue>6</issue>), <fpage>9938</fpage>&#x2013;<lpage>9943</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TVT.2025.3537294</pub-id>
</mixed-citation>
</ref>
<ref id="B28">
<mixed-citation publication-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Zhakipov</surname>
<given-names>Z.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Rabie</surname>
<given-names>K. M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>X.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Nauryzbayev</surname>
<given-names>G.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2023</year>). <article-title>Accurate approximation to channel distributions of cascaded RIS-aided systems with phase errors over Nakagami-<italic>m</italic> channels</article-title>. <source>IEEE Wirel. Commun. Lett.</source> <volume>12</volume> (<issue>5</issue>), <fpage>922</fpage>&#x2013;<lpage>926</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/lwc.2023.3251647</pub-id>
</mixed-citation>
</ref>
</ref-list>
<fn-group>
<fn fn-type="custom" custom-type="edited-by">
<p>
<bold>Edited by:</bold> <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/1000393/overview">Kin Fai (Kenneth) Tong</ext-link>, Hong Kong Metropolitan University, Hong Kong SAR, China</p>
</fn>
<fn fn-type="custom" custom-type="reviewed-by">
<p>
<bold>Reviewed by:</bold> <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/2353351/overview">Luciano Miuccio</ext-link>, University of Catania, Italy</p>
<p>
<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/2808152/overview">Ahmad Bazzi</ext-link>, New York University Abu Dhabi, United Arab Emirates</p>
</fn>
</fn-group>
</back>
</article>