The challenges of Scheduling and Resource Allocation in IEEE 802.11ad/ay
IEEE 802.11ad WiFi修正案允许在未经许可的60 GHz频谱中进行短距离多千兆位通信，从而解锁了无线增强和虚拟现实等新的有趣应用。毫米波频带和定向通信的特性允许通过在相同的时间-频率时隙中调度具有低交叉干扰信道的节点对来增加系统吞吐量。另一方面，这需要显著更多的信令开销。此外，IEEE 802.11ad引入了一种混合MAC，其特征在于两种不同的信道接入机制：基于竞争和无竞争的接入周期。与先前的WiFi版本相比，两种接入时段类型的共存和毫米波的典型方向性增加了IEEE 802.11ad中的信道接入和调度复杂度。因此，为了提供要求苛刻的应用所需的服务质量（QoS）性能，需要考虑定向通信和该WiFi修正的新添加的特征两者的适当的资源调度机制。在本文中，我们提出了一个简短的，但全面的审查与IEEE 802.11ad信道接入的开放性问题和挑战，并提出了一个工作流程，通过启发式和基于学习的方法来解决这些问题。
2020-08-27 cs.NI
Towards Ultra-High Reliability in Wi-Fi 8: IEEE 802.11bn Core Mechanisms, mmWave Integration, and Performance Verification
The Chinese University of Hong Kong（香港中文大学）；Huawei Technologies Company Ltd.（华为技术有限公司）；Tsinghua Shenzhen International Graduate School（清华大学深圳国际研究生院）
针对无线连接需求转变，传统Wi-Fi技术面临挑战，本文对Wi-Fi 8核心机制全面回顾并系统验证。聚焦IEEE 802.11bn关键增强机制，探讨集成毫米波技术，通过系统级模拟验证技术有效性及毫米波方案性能，推动向高可靠智能连接转变。
2026-07-23 cs.NI eess.SP
Forward Collision Vehicular Radar with IEEE 802.11: Feasibility Demonstration through Measurements
运输系统中日益增加的安全性和自动化已经导致车辆中雷达和IEEE 802.11专用短程通信（DSRC）的激增。然而，车辆雷达设备的当前实现是昂贵的，使用大量的带宽，并且容易受到多种安全风险的影响。考虑使用IEEE 802.11正交频分复用（OFDM）通信波形来执行雷达功能的可行性。在本文中，我们提出了一种方法，确定平均归一化信道能量从频域信道估计和模型，它作为一个直接的正弦函数的目标范围，使最接近的目标范围估计。此外，我们提出了一种替代车辆前向碰撞检测扩展IEEE 802.11专用短程通信（DSRC）和WiFi技术的雷达，提供了一个基础的联合通信和雷达框架。此外，我们使用现有的IEEE 802.11设备进行实验演示，通过对频域信道估计的算法处理进行最小的修改。本文的结果表明，我们的解决方案提供了类似的准确性和可靠性毫米波雷达设备，只有20 MHz的频谱（两倍DSRC的10 MHz分配），这表明具有联合车辆通信和雷达功能的工业设备的巨大潜力。
2017-06-05 cs.NI
Towards Standardization of Millimeter Wave Vehicle-to-Vehicle Networks: Open Challenges and Performance Evaluation
IEEE 802.11bd和3GPP NR V2X代表了下一代车载网络的新规范，利用新的通信技术和新的频谱（如毫米波（mmWave）频段）来提高吞吐量并减少延迟。在本文中，我们特别关注mmWaves为车对车（V2V）网络带来的挑战，通过回顾最新的标准发展以及802.11bd和NR V2X在mmWaves上进行V2V操作时必须解决的问题。据我们所知，我们的工作是第一个考虑毫米波V2V网络设计的全栈端到端方法，讨论了从物理层到更高层的开放问题，并报告了端到端性能评估的结果，突出了毫米波V2V通信的潜力。
2020-05-15 cs.NI
Throughput Optimization for Multi-AP IEEE P802.11bq Networks Based on Combinatorial Multi-Armed Bandits
School of Electronics and Communication Engineering, Sun Yat-sen University（中山大学电子与通信工程学院）
针对密集多AP IEEE P802.11bq网络，提出基于组合多臂老虎机的分布式吞吐量优化方法，通过分组可行CSAR算法联合优化竞争窗口、CCA阈值、波束宽度和MCS预留余量，实现吞吐量提升约49%。
2026-06-02 cs.NI
Characterization of Using Hybrid Beamforming in mmWave Virtual Reality
针对无线VR在WLAN中的资源管理，提出基于混合波束成形的多属性效用函数，考虑处理、传输和队列延迟，在IEEE 802.11ay室内环境下与ns3相比达到95.4%准确率，并揭示最小信道增益对效用和延迟的影响。
2025-05-16 cs.NI eess.SP
MmWave System for Future ITS: A MAC-layer Approach for V2X Beam Steering
毫米波（mmWave）系统具有在未来的智能交通系统（ITS）中实现每秒数千兆位通信的潜力。不幸的是，由于车辆移动性的增加，它们需要频繁的天线波束重新调整，从而显著增加了带内波束成形（BF）开销。在本文中，我们提出了智能运动预测波束对准（SAMBA），MAC层算法，利用所有车辆通过DSRC信标广播的信息。基于此信息，通过估计车辆的位置并预测其运动来实现无开销BF。此外，相对于估计位置调整波束宽度可以进一步增强性能。我们的调查表明，SAMBA优于IEEE 802.11ad BF策略，增加了数据率的两倍以上的稀疏车辆密度，同时提高网络吞吐量成比例的车辆数量。此外，SAMBA被证明是更有效的传统BF算法相比，在高度动态的车辆环境，因此，未来的ITS服务的一个可行的解决方案。
2017-05-24 cs.NI
A Real-Time mmWave Communication Testbed with Phase Noise Cancellation
随着6 GHz以下频谱的耗尽，将无线通信推向毫米波（mmWave）频率是一种趋势，有望实现多Gbps的数据速率。因此，毫米波被认为是5G无线系统的关键技术，并吸引了大量的研究工作。毫米波研究的蓬勃发展需要一个可重新配置的毫米波测试平台，可用于在真实的无线环境中原型和验证新的研究思路。在本文中，我们使用商业现成的设备（USRP和60 GHz Tx/Rx RF前端）和开源软件包（GNU Radio）开发了一个易于使用的毫米波测试平台。我们的测试平台的一个关键组成部分是一个相位噪声消除（PNC）计划，它可以显着降低相位噪声在接收机通过利用在发射机插入的导频信号。我们已经实现了一个简化版本的IEEE 802.11物理在这个毫米波测试平台。实验结果表明，在PNC方案下，我们的实验平台可以实现-20 dBEVM的实时视频流数据传输。
2019-07-13 cs.NI eess.SP
Sub-6GHz Assisted MAC for Millimeter Wave Vehicular Communications
6 GHz以下的车载通信（使用DSRC、ITS-G5或C-V2X）已被开发用于支持主动安全应用。未来的互联和自动驾驶应用可能需要比当前低于6 GHz的V2X技术支持的更大带宽和更高的数据率。这引发了开发毫米波车载通信的兴趣。然而，解决方案是必要的，以解决由于使用高频带和车辆的高机动性而带来的挑战。本文通过提出一种子6 GHz辅助毫米波MAC来促进这一活跃的研究领域，该MAC扩展了毫米波数据和控制平面。该提案将毫米波MAC控制功能（波束对准、邻居识别和调度）卸载到低于6 GHz的V2 X技术，并为数据平面保留毫米波信道。这种方法改进了MAC的操作，因为控制功能受益于6 GHz以下V2X技术的更长距离、广播和全向传输。该仿真研究表明，所提出的子6 GHz辅助毫米波MAC减少了控制开销和延迟，并增加了空间共享相比，毫米波配置（IEEE 802.11ad定制的车载网络）。这里针对V2 V通信使用802.11p（用于控制平面）和802.11ad（用于数据平面）来评估所提出的MAC。然而，该提案并不限于这些技术，并且可以适用于其他技术，如C-V2X和5G NR。
2019-05-13 cs.NI
Coding the Beams: Improving Beamforming Training in mmWave Communication System
毫米波通信系统在具有大量天线和非常有限数量的RF模拟链的情况下操作。大量的天线用于扩展通信范围以恢复高路径损耗，同时设计较少的RF模拟链以降低发射和处理功率以及硬件复杂度。在这种情况下，典型的MIMO算法不适用。在任何通信开始之前，设备需要将它们的波束指向角彼此对准。因此，需要一种有效的搜索协议来获得最佳波束角度对。它被称为波束形成（BF）训练协议。本文提出了一种新的BF训练技术称为波束编码。每个波束角度被分配唯一的签名代码。通过对多个波束角度进行编码，并在训练包中同时以它们的角度进行转向，可以在几个包中获得最佳波束角度对。所提出的BF训练技术不仅示出了在非视线环境中的鲁棒性，而且与IEEE 802.11ad标准相比，还提供了分组内非常平坦的功率变化，IEEE 802.11ad标准的方案可能由于波束角度在训练分组上变化而导致信号的大动态范围。
2012-08-01 cs.NI
MilliCar -- An ns-3 Module for mmWave NR V2X Networks
车对车（V2 V）通信为协同自动驾驶开辟了道路，以确保提高道路安全和交通效率。特别是将毫米波（mmWave）频谱用于V2 V，前景广阔，因为可用的大带宽提供了实现高数据速率连接的可能性。然而，这种潜力受到在这些频率下经历的显著路径和穿透损耗的阻碍。鉴于未来汽车应用对延迟和吞吐量的严格要求，实际评估在车辆场景中安装基于毫米波技术的可行性变得至关重要。为此，在本文中，我们介绍了MilliCar，这是第一个用于V2 V毫米波网络的ns-3模块，它基于最新的NR V2 X规范（3GPP标准）详细实现了侧链路物理（PHY）和媒体访问控制（MAC）层。下一代车载系统。我们的模块是开源的，使研究人员能够通过端到端的全栈方法比较可能的设计选项及其相对性能，从而促进对该主题的进一步研究。
2020-02-24 cs.NI
Maximising the Utility of Enterprise Millimetre-Wave Networks
毫米波（mmWave）技术是满足对超快速无线连接的日益增长的需求的有希望的候选技术，特别是在高端企业网中。非常窄的波束成形是强制性的，以减轻所利用的极高频（EHF）频带特有的严重衰减。同时，这大大减少了干扰，但产生了有问题的通信阻塞。因此，在具有密集部署的毫米波接入点的场景中的客户端关联控制和调度变得特别具有挑战性，而为传统无线网络设计的策略仍然不合适。在本文中，我们制定和解决这些任务的效用最大化问题，在不同的交通制度下，首次在毫米波上下文中。我们指定了一组低复杂度的算法，捕捉独特的终端耳聋和用户需求的限制，同时提供接近最佳的客户端关联和通话时间分配，尽管问题的固有的NP完全性。为了评估我们的解决方案，我们开发了一个NS-3实现的IEEE 802.11ad协议，我们初步60 GHz的信道测量后构建。仿真结果表明，我们的计划提供高达60%的吞吐量相比，常用的信号强度为基础的关联策略的毫米波网络，并优于最近提出的负载均衡为导向的解决方案，因为我们容纳33%以上的客户端在静态和移动场景的需求。
2018-02-01 cs.NI
Can Millimeter-Wave Support Interactive Extended Reality Under Rapid Rotational Motion?
该研究针对毫米波支持快速旋转下交互式XR的可行性，首次对先进毫米波硬件在不同PHY/MAC参数配置下做吞吐与延迟评估，发现参数影响显著，需专用波束成形方法保障高质量XR体验。
2025-01-15 cs.NI
Collaborative Pipeline Using Opportunistic Mobile Resources via D2D for Computation-Intensive Tasks
本文提出了设备到设备（D2D）通信设置中的移动管道计算概念，并研究了相关问题，其中D2D可能基于5G移动通信中的毫米波（mmWave）。所提出的机会系统采用移动中的流水线资源有限设备的集群来处理当前云计算技术可能不适合的实时现场计算密集型任务。随着高速低延迟无线技术的成熟，这种系统的可行性是可以预期的。通过定义系统级和流水线级的体系结构、基本功能和流程，提出了一个系统模型。提出了一种流水线寻路算法和多任务优化框架。为了最小化搜索空间，因为该算法可能需要运行在资源有限的移动设备上，提出了一种基于邻接矩阵功率的图修剪技术，并使用仿真进行验证。利用实验和计算机模拟对我们提出的技术进行了初步的可行性评估。作为可行性评估的一部分，针对单管道和并发多管道场景分析和检查了毫米波阻塞对管道稳定性的影响。本文的设计和分析结果对系统设计具有一定的指导意义，并为今后的工作奠定了基础。
2020-06-16 cs.NI
On the Benefits of Multi-hop Communication for Indoor 60 GHz Wireless Networks
频谱丰富的毫米波（mmWave）频率有可能缓解无线和蜂窝运营商已经经历的频谱紧缩。然而，与传统的6 GHz以下频段的无线通信相比，由于波长较小，大多数物体（如人体）会引起显著的额外路径损耗（高达20 dB），这可能会完全破坏毫米波链路。此外，毫米波链路遭受有限的通信范围。在本文中，我们求助于网络层解决方案，以证明多跳路由在缓解阻塞问题和扩展毫米波频段的通信范围方面的好处。为此，我们开发了一个逐跳多路径路由协议，找到一个主要的和一个备份的下一跳每个目的地，以保证在极端压力条件下的可靠和强大的通信。基于IEEE802.11ad规范的系统级仿真表明，该路由协议在满足时延要求的同时，提供了可靠的端到端吞吐量性能。
2020-09-03 cs.IT cs.NI math.IT
Empirical Feasibility Analysis for Energy Harvesting Intra-Vehicular Wireless Sensor Networks
车辆电子系统目前利用有线网络进行电力输送（来自主电池）和通信（例如，LIN、CAN、FlexRay）。有线网络实际上不能容纳移动部件中的节点（例如，轮胎），并且随着车辆功能复杂性的增加，它们需要更长的线束，从而显著增加了燃料消耗以及制造和设计成本。作为一种替代方案，能量收集车载无线传感器网络（IVWSN）可以容纳所有位置的节点，它们无需布线，显着降低成本。在本文中，我们经验分析了这样一个IVWSN框架的可行性，通过广泛的车载测量通信在2.4 GHz，超宽带（UWB）和毫米波（mmWave）频率与射频（RF），热和振动能量收集。我们的分析表明，毫米波表现最好的短视线（LoS）的链接在发动机舱与性能接近UWB的LoS链接在底盘和乘客舱的最坏情况下的信号干扰和噪声比。对于在发动机舱和底盘中出现得更多的非LoS链路，UWB提供了最高的安全性和可靠性。2.4 GHz在所有隔室中受到严重干扰，而UWB以较低带宽为代价利用窄带抑制技术;毫米波由于其传播特性而固有地受到非常低的干扰。另一方面，RF能量收集在所有隔室中提供高达1 mW的功率。振动和热能采集器可以为发动机舱中所有功耗<10 mW的节点和底盘中所有功耗<5 mW的节点供电。在乘客舱中，由于温度梯度低，无法进行热量收集，但振动和射频源可以提供<1 mW的节点。
2020-02-03 cs.NI eess.SP
Performance Study of LTE and mmWave in Vehicle-to-Network Communications
新兴的自动驾驶和协作驾驶服务的关键推动因素是高吞吐量和可靠的车辆到网络（V2N）通信。在这方面，由于可以提供所需链路容量的大的可用带宽，毫米波（mmWave）频率具有很大的前景。然而，这种潜力受到高频信道具有挑战性的传播特性和车辆场景的动态拓扑结构的阻碍，这影响了连接的可靠性。此外，毫米波传输通常利用波束成形增益来补偿在高频处经历的增加的路径损耗。然而，这需要发射波束和接收波束的精细对准，这在车辆场景中可能是困难的。这些限制可能会破坏V2N通信的性能，并对适当的车辆通信设计提出新的挑战。在本文中，我们通过仿真研究了一些毫米波感知策略的实际可行性，以支持V2N，相比传统的LTE连接低于6 GHz。结果表明，不同无线电之间的协调是实现高容量和强大V2N通信的可行解决方案。
2018-05-11 cs.NI cs.PF
Wi-Fi 8: Embracing the Millimeter-Wave Era
本文探讨 Wi-Fi 8 整合毫米波技术的潜力，通过系统级仿真验证其在 VR/AR 等高需求场景下实现显著性能提升的可行性。
2024-07-08 cs.NI eess.SP
60 GHz MAC Standardization: Progress and Way Forward
毫米波频率下的通信是近年来的焦点。在本文中，我们讨论了60 GHz短距离通信的标准化工作和进展。我们比较现有的标准在网络体系结构，介质访问控制机制，物理层技术和其他几个功能。对比分析表明，IEEE802.11ad有望成为60GHz短距离室内通信的主流。我们提出了与60 GHz的强大WLAN连接有关的已解决和未解决的问题。此外，我们还讨论了毫米波频段在5G通信场景中的作用，并强调了在研究和标准化方面所需的进一步努力。
2015-02-02 cs.ET cs.IT cs.NI
LTE and Millimeter Waves for V2I Communications: an End-to-End Performance Comparison
除了蜂窝连接之外，长期演进（LTE）标准还支持基本的汽车服务，以通过车辆到基础设施（V2I）通信来促进道路安全。尽管如此，在完全自主和智能交通系统所期望的雄心勃勃的技术进步的推动下，利益相关者和研究机构最近研究了新的无线电技术，以支持车辆应用。特别地，毫米波（mmWave）频谱由于可以提供所需链路容量的大的可用带宽而具有很大的前景。然而，高频通信遭受严重的传播和吸收损耗，这可能导致通信断开，特别是考虑到高移动性场景。因此，重要的是通过仿真来验证在6GHz以上频带中建立V2I通信的实际可行性。根据这一基本原理，在本文中，我们提供了第一个比较端到端的LTE和毫米波技术在车载场景中的性能评估。仿真框架包括详细的基于测量的信道模型以及MAC、RLC和传输协议的全部细节。我们的研究结果表明，虽然LTE仍然是一个有前途的接入解决方案，以保证强大和公平的连接，毫米波满足大多数新兴汽车应用的可预见的极端吞吐量需求。
2019-03-11 cs.NI
Improving Energy Efficiency in Upstream EPON Channels by Packet Coalescing
在本文中，我们研究的可行性，适应分组合并算法，成功地用于IEEE 802.3az以太网卡，上行EPON信道。我们的模拟实验表明，使用这种算法，巨大的节能是可行的，而不需要任何改变部署的接入网络基础设施，也不协议。
2015-07-27 cs.NI
Beam Alignment for Millimetre Wave Links with Motion Prediction of Autonomous Vehicles
智能交通系统（ITS）需要超低的端到端延迟和每秒数千兆位的数据传输。毫米波（mmWave）通信可以满足这些要求。然而，互联和自动驾驶车辆（CAV）的移动性增加，需要频繁的波束成形-从而引入增加的开销。本文提出了一种新的波束形成算法，能够实现无开销的波束形成训练。利用CAV传感器数据，通过专用短程通信（DSRC）信标广播，可以估计CAV的位置和运动，并相应地进行波束成形。为了最大限度地减少位置误差，提出了不同的误差分量的分析。通过调整天线波束宽度以适应位置误差，进一步提高了网络性能。我们的算法优于传统的IEEE 802.11ad的方法证明它是一个可行的解决方案，为未来的ITS应用和服务。
2017-02-14 cs.NI
Point Cloud-based Proactive Link Quality Prediction for Millimeter-wave Communications
Tokyo Institute of Technology（东京工业大学）；NTT Corporation（日本电报电话公司）
针对毫米波链路受行人遮挡且图像预测存在隐私风险的问题，提出基于点云的主动链路质量预测方法，并在60 GHz室内实验中证明其精度可比或优于图像方法。
2023-12-07 cs.AI cs.CV cs.LG
Optimizing and Managing Wireless Backhaul for Resilient Next-Generation Cellular Networks
针对下一代蜂窝网络无线回传的管理优化难题，提出考虑拓扑、鲁棒性与流量约束的回传构建策略，基于Open RAN实现动态IAB控制框架并验证可行性。
2024-10-29 cs.NI
