Revisiting Beamforming Design for Stable Millimeter-Wave Communications Under Blockages
The University of Electro-Communications（电子通信大学）；Saitama University（埼玉大学）
研究毫米波通信在阻塞下的波束成形设计，提出利用LoS和NLoS路径的多波束设计，推导相关理论表达式，制定面板分配问题，通过算法求解，经仿真验证有效性，降低中断概率实现稳定通信。
2026-10-20 eess.SP
Computer Vision Aided Blockage Prediction in Real-World Millimeter Wave Deployments
Arizona State University（亚利桑那州立大学）
本文首次对使用视觉（RGB摄像头）数据和机器学习在毫米波（mmWave）动态链路阻塞发生前进行主动预测进行了真实评估。主动预测视距（LOS）链路阻塞使毫米波/亚太赫兹网络能够在链路故障发生之前做出主动网络管理决策，例如主动波束切换和切换。这可以在有效利用无线资源的同时显著提高网络可靠性和延迟。为了在现实中评估这一收益，本文（i）开发了一种基于计算机视觉的解决方案，该解决方案处理安装在基础设施节点处的摄像头捕获的视觉数据，（ii）研究了基于大规模现实世界数据集DeepSense 6 G的拟议解决方案的可行性，该数据集包括多模态传感和通信数据。基于所采用的真实世界数据集，所开发的解决方案在预测未来$0.1$ s内发生的阻塞时实现了$\approx 90\%$准确性，并且在预测$1$ s内发生的阻塞时实现了$\approx 80\%$准确性，这突出了毫米波/亚太赫兹通信网络的有前途的解决方案。
2022-03-03 cs.CV eess.SP
LiDAR-Aided Mobile Blockage Prediction in Real-World Millimeter Wave Systems
视线链路阻塞是毫米波（mmWave）和太赫兹（THz）通信网络的可靠性和延迟的关键挑战。本文提出利用LiDAR传感数据来提供对通信环境的感知，并在动态链路阻塞发生之前主动预测它们。这允许网络对切换/波束切换做出主动决策，这增强了其可靠性和延迟。我们制定了激光雷达辅助阻塞预测问题，并提出了第一个现实世界的演示激光雷达辅助阻塞预测毫米波系统。特别是，我们基于DeepSense 6 G结构构建了一个大规模的真实世界数据集，其中包括户外车辆场景中共存的LiDAR和mmWave通信测量。然后，我们开发了一种有效的LiDAR数据去噪（静态聚类去除）算法和一种机器学习模型，可以主动预测动态链路阻塞。基于真实世界的数据集，我们的激光雷达辅助方法被证明在100 ms内预测堵塞发生的准确率达到95%，在1秒内预测堵塞发生的准确率超过80%。如果用于主动切换，所提出的解决方案可以潜在地提供网络延迟的数量级节省，这突出了解决毫米波/亚太赫兹网络中的阻塞挑战的有希望的方向。
2021-11-18 cs.IT eess.SP math.IT
Multi-Frequency Multi-Scenario Millimeter Wave MIMO Channel Measurements and Modeling for B5G Wireless Communication Systems
毫米波（mmWave）频带已经被用于第五代（5G）通信系统，并且毫无疑问将继续被部署用于超过5G（B5G）。然而，通过使用相同的信道探测器，在多频带和多场景下，特别是对于室外、多输入多输出（MIMO）和车辆到车辆（V2V）条件，未完全研究底层信道。在本文中，我们在28，32和39 GHz频段使用4*4天线进行多频多场景毫米波MIMO信道测量，用于三种情况，即，人体和车辆阻塞测量、室外路径损耗测量和V2V测量。深入研究了阻塞效应、路径损耗、覆盖范围、非平稳性和空间一致性等信道特性。提出了毫米波MIMO信道的阻塞模型、路径损耗模型和时变信道模型。信道测量和建模结果对于B5G室内热点、室外和车载网络场景中的进一步毫米波通信系统部署具有重要意义。
2020-07-28 eess.SP
Adaptive Millimeter-Wave Communications Exploiting Mobility and Blockage Dynamics
移动性可能会降低在毫米波频谱上运行的下一代车载网络的性能：频繁的失准和阻塞需要重复的波束训练和切换，从而产生巨大的开销。在本文中，波束训练，数据传输和切换的自适应和联合设计，提出了利用移动用户的移动过程和动态的阻塞，以最佳的权衡吞吐量和功耗。在每个时隙，当检测到阻塞时，服务基站决定执行波束训练、数据通信或切换。该问题被转换为部分可观测的马尔可夫决策过程，并通过基于PERSEUS [2]的近似动态规划算法求解。数值结果表明，基于PERSEUS的政策执行接近最佳，并实现了55%的增益相比，基线计划与周期性波束训练的频谱效率。受其结构的启发，提出了一种自适应启发式策略，具有较低的计算复杂性和较小的性能下降。
2020-03-01 cs.IT eess.SP math.IT
Non-Diffracting Beams for Near-Field Millimeter-Wave Communications: Advantage Regimes Under Aperture and Blockage Constraints
Peng Cheng Laboratory（鹏城实验室）；State Key Laboratory of Millimeter Waves, School of Information Science and Engineering, Southeast University（东南大学信息科学与工程学院毫米波国家重点实验室）；Department of Electrical and Computer Engineering, National University of Singapore（新加坡国立大学电气与计算机工程系）；National Mobile Communication Research Laboratory and the School of Information Science and Engineering, Southeast University（东南大学信息科学与工程学院移动通信国家重点实验室）；Purple Mountain Laboratories（紫金山实验室）
本文研究了在孔径和阻挡约束下，仅相位约束的非扩散束相较于传统参考束的优势条件，提出了一种统一的环形频谱框架，并通过蒙特卡洛模拟验证了预测的优势领域。
2026-04-20 eess.SP physics.optics
Pinching-Antenna Systems with LoS Blockages
本文研究存在视距阻塞的夹持天线系统，通过选择性激活波导管上的天线构建LoS与NLoS链路，联合优化波导管分配与天线激活以最大化系统和速率，提出基于匹配的算法，有效减轻干扰并显著提升吞吐量。
2025-07-14 eess.SP
Radar Aided Proactive Blockage Prediction in Real-World Millimeter Wave Systems
毫米波和亚太赫兹通信系统主要依赖于发射机和接收机之间的视距（LOS）链路。然而，这些高频LOS链路对阻塞的敏感性对这些通信网络的可靠性和延迟要求提出了挑战。在本文中，我们建议利用雷达传感器来提供有关周围环境和移动物体的传感信息，并利用这些信息来主动预测未来的链路阻塞。这是由雷达传感器的低成本、它们有效地捕获重要特征（诸如移动散射体（候选阻塞物）的范围、角度、速度）的能力以及它们以相对高的速度捕获雷达帧的能力所推动的。我们制定了雷达辅助的主动阻塞预测问题，并基于经典雷达目标跟踪和深度神经网络开发了两种解决方案。这两个解决方案旨在利用领域知识和对堵塞预测问题的理解。为了准确评估所提出的解决方案，我们基于DeepSense框架构建了一个大规模的真实世界数据集，收集了超过$10$千个数据点和各种阻塞对象（车辆，自行车，人类等）的共存雷达和毫米波通信测量。基于该数据集的评估结果表明，所提出的方法可以预测未来的阻塞$1$秒之前，他们发生超过$90\%$ $F_1$评分（和超过$90\%$准确性）。这些结果尤其突出了未来无线毫米波和太赫兹通信系统中的阻塞预测和可靠性增强的有前途的解决方案。
2021-11-29 cs.IT eess.SP math.IT
Electronically Reconfigurable Pinching Antennas for Millimeter-Wave Communication in LoS and NLoS Environments
School of Electrical, Computer and Energy Engineering, Arizona State University（亚利桑那州立大学电气、计算机与能源工程学院）
提出一种电子可重构夹捏天线，通过变容二极管加载的辐射模块实现动态调谐，在视距和非视距场景下建立可控毫米波链路，有效规避阻挡。
2026-10-14 eess.SP
Millimeter Wave Base Stations with Cameras: Vision Aided Beam and Blockage Prediction
本文探讨了一个新的研究方向，利用视觉来帮助克服关键的无线通信挑战。特别是，本文考虑了毫米波（mmWave）通信系统，这是5G及以后的主要组成部分。这些系统面临两个重要的挑战：（i）与选择最佳波束相关联的大的训练开销，以及（ii）由于对链路阻塞的高灵敏度而导致的可靠性挑战。有趣的是，大多数采用毫米波阵列的设备也可能使用摄像头，如5G手机、自动驾驶汽车和虚拟/增强现实耳机。因此，我们研究了在毫米波基站使用摄像头的潜在收益，并利用其视觉数据来帮助克服波束选择和阻塞预测挑战。为此，本文利用计算机视觉和深度学习工具，直接从相机RGB图像和sub-6 GHz通道预测毫米波波束和阻塞。实验结果揭示了有趣的见解，这些解决方案的有效性。例如，深度学习模型能够实现超过90%的波束预测准确度，这仅需要拍摄场景的镜头并且零开销。
2019-11-15 cs.IT eess.SP math.IT
A Millimeter-Wave Channel Simulator NYUSIM with Spatial Consistency and Human Blockage
精确的信道建模和仿真是毫米波宽带通信系统中不可或缺的，该系统采用电可调窄波束天线阵。在第三代合作伙伴计划第14版中提出了三个重要的信道建模组件，即空间一致性、人为阻塞和室外到室内穿透损耗，用于毫米波通信系统设计。本文介绍了NYUSIM 2.0，一个改进的信道模拟器，可以模拟空间一致的信道实现的基础上，现有的下降为基础的信道模拟器NYUSIM 1.6.1。提出了一种基于几何的方法，使用多个反射表面来产生空间相关和时变的信道系数。使用73 GHz的行人测量结果的人阻塞，四状态马尔可夫模型已实施在NYUSIM模拟动态人阻塞阴影损失。为了对由于穿透到建筑物中而产生的额外路径损耗进行建模，5G信道建模特别兴趣组采用了室外到室内穿透损耗的抛物线模型，并在NYUSIM 2.0中实现。本文演示了这些新的建模功能如何使用NYUSIM 2.0以Monte Carlo方式实现时再现真实数据，使其成为第五代及以后毫米波通信系统设计和评估的有价值的基于测量的信道模拟器。
2019-08-26 cs.IT eess.SP math.IT
Early Warning of mmWave Signal Blockage and AoA Transition Using sub-6 GHz Observations
毫米波（mmWave）信号对物理阻塞和突然的信号强度变化的敏感性对可靠的5G通信提出了挑战。这项工作提出并研究了利用低频信号作为移动毫米波信号阻塞或恢复的预警指标的可行性。采用基于物理的信道仿真工具，结合菲涅耳衍射和图像源，以证明6 GHz以下的信号“领先”毫米波信号，在移动速度下达到特定的信号强度阈值，这表明预警系统是可行的。这种预测方法源于衍射的频率依赖性，并且不假设特定的拓扑结构或移动和障碍物速度。现实的模拟，包括从视线（LoS）到非视线（NLoS）和反射场景的过渡，以验证所提出的预测能力。此外，预测最强的多径分量和它的到达角（AoA）使用子6 GHz的观测。
2019-11-13 eess.SP
Environment-aware Near-field UE Tracking under Partial Blockage and Reflection
Hanyang University（汉阳大学）；Constructor University Bremen（不莱梅建构大学）
本文提出一种环境感知的近场UE跟踪方法，通过整合已知表面几何和每个天线元素的LOS和NLOS指标，实现对近场球面波前特性的部分遮挡和反射的捕捉，提升跟踪精度。
2026-03-13 eess.SP
Network Massive MIMO Transmission Over Millimeter-Wave and Terahertz Bands: Mobility Enhancement and Blockage Mitigation
移动性和阻塞是毫米波（mmWave）和太赫兹（THz）频段上的无线传输中的两个关键挑战。在本文中，我们研究了移动性和阻塞的存在下，网络的大规模多输入多输出（MIMO）传输毫米波/太赫兹下行链路。考虑到毫米波/太赫兹波的传播特性，我们首先提出将每个波束同步应用于网络大规模多输入多输出，以减轻信道多普勒和延迟色散效应。因此，我们建立了一个传输模型。然后，我们研究网络大规模多输入多输出下行链路传输策略，只有统计信道状态信息（CSI）在基站（BS），制定的策略设计问题作为一个优化问题，以最大限度地提高网络总速率。我们表明，波束域是有利的执行传输，并证明BS可以单独工作时，发送信号到用户终端。基于这些见解，网络大规模多输入多输出预编码设计被简化为关于波束域功率分配的网络和速率最大化问题。利用序贯优化方法和随机矩阵理论，进一步提出了一种保证收敛性能的波束域功率分配迭代算法。数值结果表明，所提出的基于统计CSI的网络大规模多输入多输出传输方法可以有效地缓解阻塞效应，并在毫米波和太赫兹频段上提供移动性增强。
2020-05-06 cs.IT eess.SP math.IT
Mobility and Blockage-aware Communications in Millimeter-Wave Vehicular Networks
移动性可能会降低下一代车载网络在毫米波频谱上运行的性能：频繁的未对准和阻塞需要重复的波束训练和切换，并产生巨大的开销。然而，移动性引起通信波束和阻塞事件中的时间相关性。在本文中，波束训练，数据传输和切换的自适应设计，提出了学习和利用这些时间的相关性，以减少波束训练开销和最佳的权衡吞吐量和功耗。在每个时隙，在系统状态的不确定性下，当检测到阻塞时，服务基站（BS）决定执行波束训练、数据通信或切换。该决策问题被转换为部分可观察的马尔可夫决策过程，目标是在平均功率约束下最大化传送到UE的吞吐量。为了解决高维优化问题，提出了一种近似约束点基值迭代（C-PBVI）方法，该方法同时优化原函数和对偶函数以满足幂约束.数值结果表明，分析与基于2D移动性和3D模拟波束成形的仿真之间的良好匹配，通过在BS和UE处的均匀平面阵列，并揭示了C-PBVI执行接近最佳，并在频谱效率方面优于具有周期性波束训练的基线方案38%。受C-PBVI策略结构的启发，提出了两种算法，以次优性换取复杂性，并且仅损失4%和15%的频谱效率。
2020-09-04 cs.IT eess.SP math.IT
Hand and Body Blockage Measurements with Form-Factor User Equipment at 28 GHz
人手/身体的阻塞是实现实际毫米波无线系统的重要障碍。阻塞建模的先前工作是基于双刀口衍射或其修改的理论研究，电磁效应的高频模拟，或实验毫米波原型的测量。虽然这样的研究是有用的，但是它们没有捕获用户设备（UE）的形状因子约束。在这项工作中，我们研究了在$28$ GHz下使用基于高通毫米波调制解调器、天线模块和波束成形解决方案的UE时手/身体阻塞的影响。我们报告了五个详尽的和对照的研究与不同类型的手握/握，天线类型，定向/窄波束。对于硬以及松散的手握，我们报告相当低的堵塞损失估计比以前的作品。估计损失的关键是UE周围的“感兴趣区域”（RoI）的定义，在该区域中可以看到手/身体的影响。为了实现这一目标，我们定义了一个ROI，其中包括空间区域，其中显着的能量被认为是在无阻塞或阻塞模式。我们的研究表明，显着的空间区域覆盖的改善，可以看到与松散的手握由于手反射。
2019-12-08 cs.IT eess.SP math.IT
Intelligent Reflecting Surface Assisted Beam Index-Modulation for Millimeter Wave Communication
毫米波通信非常适合于高速率无线系统，其可以有利地与依赖于波束折射率调制的智能反射表面（IRS）合并。解释，我们提出了三种不同的架构的基础上的IRS波束指数调制在毫米波通信，规避视线阻塞的毫米波频率。我们设想的最佳最大似然检测器和低复杂度的压缩感知检测器的建议计划。最后，设想的方案进行评估，通过广泛的模拟，这是我们的分析得到的界限相比。
2020-10-17 eess.SP
Millimeter Wave Remove UAV Control and Communications for Public Safety Scenarios
来自无人驾驶飞行器（UAV）的通信和视频捕获为协助远程公共安全环境中的第一响应者提供了巨大的潜力。在这样的使用中，毫米波（mmWave）无线链路可以在UAV和远程命令中心之间提供高吞吐量和低延迟连接。然而，由于需要支持高速波束跟踪并克服阻塞，因此在毫米波频带中保持可靠的空中通信是具有挑战性的。本文提供了一项模拟研究，旨在评估通过28 GHz的5G链路实现公共安全无人机连接的可行性。在类似于公共安全设置中预期的机动期间捕获真实的飞行运动轨迹。然后，运动轨迹被纳入详细的毫米波网络模拟器中，该模拟器对信道、阻塞、波束成形和完整的3GPP协议栈进行建模。我们表明，当基站位于任务区附近时，5G毫米波通信可以提供高达1 Gbps的吞吐量，并具有一致的亚毫秒延迟，从而实现无人机控制和感知算法的远程卸载。
2020-05-13 eess.SP
WM4ISAC: World Model for Proactive ISAC Under Dynamic Blockage
Interdisciplinary Centre for Security, Reliability and Trust (SnT), University of Luxembourg（卢森堡大学安全、可靠与信任跨学科中心（SnT））；School of Information and Communication Engineering, University of Electronic Science and Technology of China（电子科技大学信息与通信工程学院）
针对动态阻塞下车辆通感一体化性能下降问题，提出基于世界模型的主动式框架WM4ISAC，利用雷达热图学习潜在动态并预测事件，实现视距与非视距波束主动切换，显著提升平均速率和低分位速率。
2026-10-07 eess.SP
Antenna Array Diagnosis for Millimeter-Wave MIMO Systems
毫米波（mmWave）MIMO系统中密集的天线经常被雨、雪、灰尘甚至手指遮挡，这会改变信道特性，降低系统性能。为了解决这个问题，我们提出了一个交叉熵启发的天线阵列诊断检测（CE-AAD）技术，利用相邻天线的相关性，当阻塞发生在发射机。然后，我们将提出的CE-AAD算法扩展到发射机和接收机同时发生阻塞的情况。仿真结果表明，该算法的性能优于传统算法。
2021-06-05 cs.IT eess.SP math.IT
Handover_Management_in_UAV_Networks_with_Blockages
本文利用随机几何分析遮挡对城市UAV网络可靠性的影响，并提出基于缓存、动态调整小区搜索与RSS关联的切换管理策略，以减少不必要切换并保障低时延可靠连接。
2025-01-09 eess.SP
Channel Characterization of UAV-RIS-aided Systems with Adaptive Phase-shift Configuration
该研究针对同信道干扰下的无人机辅助地面通信场景，用离散马尔可夫过程建模空对地信道，部署自适应相移RIS应对阻塞，提出基于阴影莱斯分布的框架推导SINR闭式解，验证了大单元数RIS可提升中断性能、减少阻塞。
2024-01-30 eess.SP
Vision-Aided Dynamic Blockage Prediction for 6G Wireless Communication Networks
Arizona State University（亚利桑那州立大学）
释放毫米波和亚太赫兹无线通信网络的全部潜力取决于实现前所未有的低延迟和高可靠性要求。满足这些要求的挑战部分在于毫米波和亚太赫兹频率范围内的信号对阻塞的敏感性。解决这一挑战的一个有希望的方法是使用机器学习帮助无线网络发展对其周围环境的感知。本文试图通过利用深度学习和计算机视觉来做到这一点。它提出了一种新的解决方案，主动预测\textit{dynamic}链路阻塞。更具体地说，它开发了一种深度神经网络架构，该架构可以从观察到的RGB图像序列和波束成形向量中学习如何预测未来可能的链路阻塞。所提出的架构进行评估的公开可用的数据集，代表一个合成的动态通信场景与多个移动用户和阻塞。它在86%附近的链接阻塞预测准确度得分，如果不利用视觉数据，这种性能不太可能匹配。
2020-06-18 cs.CV cs.IT eess.SP
Blockage-aware Hierarchical Codebook Design for RIS-Assisted Movable Antenna Systems
Trinity College Dublin（都柏林三一学院）；South East Technological University（东南理工大学）
本文提出一种考虑阻塞的级联波束成形框架，用于毫米波频段的移动天线系统，通过整合阻塞检测到码本设计中，减少因阻塞方向波束评估带来的低效，并通过两阶段方法降低联合波束成形与RIS优化问题的复杂度，提升系统能效和减少波束训练开销。
2026-03-19 eess.SP
IRS-Assisted Millimeter Wave Communications: Joint Power Allocation and Beamforming Design
智能反射面（IRS）技术为毫米波（mmWave）通信系统提供了比现有技术更可行的传播路径以克服阻塞。在本文中，我们考虑了一个下行链路的无线系统与IRS和制定联合功率分配和波束成形设计问题，以最大限度地提高加权和速率，这是一个多变量优化问题。针对这一问题，提出了一种基于交替流形优化的波束形成算法。仿真结果表明，该优化算法在提高无线通信系统的加权和速率方面明显优于现有算法。
2020-12-24 eess.SP
User Association and Multi-connectivity Strategies in Joint Terahertz and Millimeter Wave 6G Systems
太赫兹（THz）无线接入被认为是第六代（6 G）蜂窝系统的下一步。通过利用比5G毫米波（mmWave）新无线电（NR）更高的频段，它们将在极端带宽上运行，在接入接口处提供前所未有的速率。然而，通过依赖于毫米波宽波束，这些系统不仅将继承毫米波传播挑战，例如阻塞现象，而且还将引入它们自己的与用户设备（UE）的微移动性相关联的问题。在本文中，我们分析和比较联合6 G THz/毫米波部署的用户关联方案和多连接策略。随后，从随机几何研究，我们开发了一个统一的分析易处理的框架，同时考虑到太赫兹和毫米波无线电部分设计的细节和毫米波和太赫兹基站（BS）的流量服务细节。我们的结果表明：（i）对于可忽略的阻断剂密度，$λ_B\leq{}0.1$ bl./对于$m^2$，运营商需要通过接受在阻塞的情况下经历中断的会话来扩大THz BS的覆盖范围（ii）对于$λ_B>0.1$ bl./（iii）THz/毫米波多连接性根据系统参数通过$m^2$提高了正在进行的会话丢失概率。
2022-06-07 cs.NI eess.SP
Joint Beam Training and Positioning For Intelligent Reflecting Surfaces Assisted Millimeter Wave Communications
智能反射面（IRS）为毫米波通信中的链路阻塞问题提供了一种经济有效的解决方案，其前提是准确估计（1）基站/接入点（BS/AP）和移动终端（MT）的最佳波束，（2）IRS的最佳反射模式，以及（3）链路阻塞。在本文中，我们进行波束训练设计IRS辅助毫米波通信估计上述参数。为了获得最佳波束和反射模式，我们首先执行随机波束形成和最大似然估计来估计BS/AP（或IRS）和MT之间的视线（LoS）路径的到达角（AoA）和离开角（AoD）。然后，与估计的AoA和AoD，我们提出了一种迭代定位算法，实现厘米级的定位精度。获得的位置信息不仅是一个附带的好处，而且使我们能够交叉验证和增强AoA和AoD的估计，并有助于预测阻塞指标。数值结果表明，我们提出的波束训练方案的优越性，并验证了位置信息带来的性能增益。
2021-01-12 cs.IT eess.SP math.IT
Fairness-Oriented Optimization of NOMA-Enabled Pinching-Antenna Systems Under Blockage and Imperfect CSI
Sichuan University（四川大学）；Western University（韦仕敦大学）；University of Alberta（阿尔伯塔大学）；The University of Hong Kong（香港大学）
本文提出了一种面向公平性的NOMA增强夹紧天线系统优化方法，通过联合优化天线位置和功率分配，提升在阻挡和不完美CSI下的最小用户SINR性能。
2026-02-28 eess.SP
Empirical Analysis of Near-Field Beam Shaping for Blockage Events
Rice University（莱斯大学）
本文实证分析毫米波/亚太赫兹近场波束在动态阻塞下的性能，发现无自适应时聚焦波束韧性最强，自适应时弯曲波束最优，为阻塞感知波束选择提供指导。
2026-09-24 eess.SP
Power Minimization in Pinching-Antenna Systems under Probabilistic LoS Blockage
The Chinese University of Hong Kong, Shenzhen（香港中文大学（深圳））；Shenzhen Research Institute of Big Data（深圳大数据研究院）
本文研究了多PA多用户系统中天线位置和波束成形设计，在概率视距遮挡下提出功率最小化问题，并通过凸性证明和闭式结构推导实现全局最优和高效局部解。
2026-05-07 eess.SP
An Open Framework to Model Diffraction by Dynamic Blockers in Millimeter Wave Simulations
针对毫米波易受物理遮挡影响的问题，提出包含基于衍射的遮挡模型且可对接开源射频射线追踪软件的开放框架，重点建模毫米波与多个动态遮挡物相互作用的场景。
2022-06-10 cs.NI eess.SP
Intelligent Reflecting Surface-Assisted Millimeter Wave Communications: Joint Active and Passive Precoding Design
毫米波（MmWave）通信由于其丰富的频谱资源而能够支持多千兆比特的无线接入。然而，严重的路径损耗和高方向性使其容易受到阻塞事件的影响，这在室内和密集的城市环境中可能是频繁的。为了解决这个问题，在本文中，我们引入智能反射表面（IRS）作为一种新技术，以提供有效的反射路径，以增强毫米波信号的覆盖范围。在此框架下，我们研究了联合主动和被动预编码设计的IRS辅助毫米波系统，其中多个IRS部署，以协助数据传输从基站（BS）到单天线接收机。我们的目标是最大限度地提高接收信号功率，通过联合优化发射预编码矢量在BS和所使用的IRS被动波束成形的相移参数。虽然这样的优化问题一般是非凸的，我们表明，通过利用毫米波信道的一些重要特性，可以得出一个最佳的封闭形式的解决方案，为单一的IRS的情况下，可以获得一个接近最佳的解析解的多IRS的情况下。我们的分析表明，接收信号的功率增加平方的反射元件的数量为单IRS和多IRS的情况下。仿真结果验证了我们提出的解决方案的最优性和近优性。结果还表明，IRS可以帮助创建有效的虚拟LOS路径，从而大大提高毫米波通信中对阻塞的鲁棒性。
2020-10-18 eess.SP
Pinching Antennas in Blockage-Aware Environments: Modeling, Design, and Optimization
Department of Computer Science, Western University（韦仕敦大学计算机科学系）；University of Manchester（曼彻斯特大学）；Khalifa University（哈利法大学）
本文提出了一种在障碍感知环境中优化压紧天线系统的方法，通过确定性模型和联合优化算法提升系统吞吐量和视线连接性。
2026-01-03 eess.SP
Atomic Norm Based Localization and Orientation Estimation for Millimeter-Wave MIMO OFDM Systems
在此，提出了一种用于从毫米波多输入多输出（MIMO）正交频分复用（OFDM）信号中精确估计目标的位置和方位的基于原子范数的方法。提出了一种新的虚拟信道矩阵，并设计了一种从其原子范数分解中提取定位相关信道参数的算法。然后，基于扩展的不变性原理，提出了一种加权最小二乘问题，以准确地恢复的位置和方向使用的视线和非视线信道信息。数值结果突出了性能的改善，比以前的方法和所得的性能几乎达到克拉美-罗下限。
2021-10-08 eess.SP
Beam Training and Alignment for RIS-Assisted Millimeter Wave Systems:State of the Art and Beyond
可重构智能表面（RIS）是近年来出现的一种新型蜂窝网络。具体而言，由于其在重塑传播环境方面的能力，RIS被引入以解决毫米波（mmWave）甚至太赫兹（THz）通信中的阻塞问题。然而，RIS的部署使系统架构复杂化，并对波束训练（BT）/波束对准（BA）提出了重大挑战，这是在发射机和接收机之间建立可靠链路所需的过程。在本文中，我们首先回顾了几种用于RIS辅助毫米波系统的最先进的波束训练解决方案，并讨论了它们各自的优点和局限性。我们还提出了一种新的多方向BT方法，它可以实现一个体面的BA性能，只有少量的训练开销。最后，我们概述了几个重要的开放性问题，在英国电信的RIS辅助毫米波系统。
2022-03-25 eess.SP
Exploiting Age of Information in Network Digital Twins for AI-driven Real-Time Link Blockage Detection
本研究将信息年龄（AoI）指标融入网络数字孪生，结合射线追踪技术自动采集标注信道数据，将AoI加入损失函数微调深度学习模型，实现了动态环境下高效的实时高频链路阻塞检测，可快速缓解模型漂移。
2025-05-21 eess.SP
Analysis of Intelligent Reflecting Surface-Enhanced Mobility Through a Line-of-Sight State Transition Model
本文提出视距状态转换模型，分析智能反射面通过重新配置视距链路减少切换和遮挡，量化移动性增强，结果显示部署IRS可降低70%非视距概率和57%切换次数。
2025-01-25 eess.SP
Blockage-Aware Multi-RIS Sensing and Optimization for mmWave Smart Radio Environments
POSTECH（浦项科技大学）；Seoul National University（首尔大学）
本文提出一种阻塞感知的多RIS加权速率优化方法，通过每RIS索引同步信号和闭式黎曼更新算法提升毫米波系统性能。
2026-09-09 cs.SY eess.SP eess.SY
On the Regimes in Millimeter wave Networks: Noise-limited or Interference-limited?
考虑到300 MHz-3 GHz频谱中的过度拥挤，毫米波（mmWave）频谱是未来几代无线网络的有希望的候选者。由于毫米波频率具有独特的传播特性，需要解决的一个基本问题是毫米波网络是噪声受限还是干扰受限。网络运行的机制显著影响MAC层设计、资源分配过程以及干扰管理技术。在本文中，我们首先推导出在有限大小的毫米波网络中的累积干扰的统计特性，考虑跨空间和频谱域的配置随机性，同时包括阻塞的影响。随后，使用导出的干扰模型，我们建立了一个似然比测试（LRT）（这是依赖于各种网络参数），以检测从任意位于用户的角度来看，该网络的制度。与传统网络不同，在毫米波网络中，可以在不同位置观察到经历干扰受限机制的不同可能性。
2018-04-10 eess.SP
A Spatial-Spectral Interference Model for Millimeter Wave 5G Applications
毫米波（mmWave）频带在满足新兴的第五代（5G）无线网络中对高数据速率和容量的不断增长的需求方面的潜力是公认的。由于期望毫米波系统使用具有非常聚焦的波束的高度定向天线来克服该频带中的严重路径损耗和遮蔽，因此毫米波无线网络中的信号传播的性质可能与当前网络不同。受这种传播特性影响的一个因素是干扰行为，其也受到多个用户同时使用频谱的未授权部分的影响。因此，考虑到毫米波频段的传播特性，我们提出了一种用于5G毫米波应用的空间频谱干扰模型，其中存在在授权和未授权毫米波频谱中操作的阻塞和干扰的泊松场。因此，计算网络的平均误比特率。仿真结果验证了本文的结论。
2017-10-11 eess.SP
TERRA: Beam Management for Outdoor mm-Wave Networks
毫米波通信系统由于频谱的特征性质（高路径和穿透损耗）而使用窄定向波束。移动台和基站主要在视线（LoS）方向上以及在需要时在非视线方向上采用波束。波束管理协议在用户移动期间调整基站和移动侧波束方向，并在阻塞期间维持链路。为了避免在LoS路径的瞬时行人阻塞中的中断，移动设备使用在室内环境中可用的反射或NLoS路径。反射路径可以维持时间同步，并在临时阻塞期间保持连接。在室外环境中，这样的反射可能不可用，并且先前的工作依赖于密集基站部署或协调的多点接入来解决中断问题。我们通过实验发现，移动设备可以利用地面反射，而不是密集的、因此成本密集的网络部署。我们开发了TERRA协议，以有效地处理移动侧波束方向在瞬态阻塞事件。TERRA在室外环境中的混凝土和砾石路面上避免了84.5 $\%$的行人堵塞期间的停电。TERRA还使移动台能够在永久阻塞的情况下执行到备用相邻基站的软切换，而不需要任何辅助信息，这与现有的工作不同。评估表明，TERRA保持接收信号强度接近最佳的解决方案，同时保持跟踪的邻居基站。
2023-01-10 cs.SY eess.SP eess.SY
Combating the Distance Problem in the Millimeter Wave and Terahertz Frequency Bands
在毫米波（30-300 GHz）和太赫兹（0. 1 -10 THz）频段中，高的扩频损耗和分子吸收往往限制了信号的传输距离和覆盖范围。本文研究了解决距离限制这一关键问题的四个方向，即物理层距离感知设计、超大规模大规模多输入多输出通信、反射阵列和智能表面。此外，提出了这些技术的潜在联合设计，以结合这些优点并可能进一步扩展通信距离。定性分析和定量模拟，以说明所提出的技术的好处，并证明了毫米波和太赫兹波段通信的可行性高达100米的视线和非视线区域。
2019-02-13 eess.SP
Efficient Hybrid Beamforming with Anti-Blockage Design for High-Speed Railway Communications
未来的铁路预计将同时提供训练运营服务和乘客宽带服务。毫米波（mmWave）通信是向机载用户提供多千兆位数据率的有前景的技术。然而，毫米波通信遭受严重的传播衰减和易受阻塞，这在高速铁路（HSR）场景中可能是非常具有挑战性的。在本文中，我们研究了高效的混合波束形成（HBF）设计的车对地通信。首先，我们开发了一个两阶段的HBF算法在无阻塞的情况下。在第一阶段，采用最小均方误差法进行最优混合波束形成器设计，具有复杂度低、收敛速度快的特点;在第二阶段，采用正交匹配追踪法近似恢复模拟和数字波束形成器。其次，在阻塞情况下，我们设计了一个抗阻塞方案，通过自适应调用所提出的HBF算法，它可以有效地处理随机阻塞。大量的仿真结果表明，所提出的算法在各种配置下的总速率性能，包括传输功率，速度的训练，阻塞概率等，它表明，所提出的抗阻塞算法可以提高20%的有效速率在恶意阻塞的情况下，同时保持低中断概率。
2020-07-02 cs.IT eess.SP math.IT
Joint Beamforming for Intelligent Reflecting Surface-Assisted Millimeter Wave Communications
毫米波（mmWave）通信正在发展为满足不断增长的数据速率要求的有前景的技术。然而，高方向性和严重的路径损耗使其容易受到阻塞，这在室内或城市环境中可能是频繁的。为了解决这个问题，智能反射表面（IRS）被引入，以提供额外的可调反射路径。以往的研究大多假设红外光谱系统的单元具有无限的相位分辨率，这在实际系统中是很难实现的。在本文中，IRS与低分辨率移相器被认为是。我们的目标是最大限度地提高接收信号功率在用户通过联合优化离散相移的IRS和发射波束成形矢量在基站毫米波下行链路系统。利用毫米波信道的一些重要特性，开发了一种解析的近最优解。我们的理论分析表明，低分辨率移相器仍然可以实现接收信号的功率增加的反射元件的数量的平方。仿真结果证实了我们的分析，并表明所提出的解决方案的有效性。
2019-10-18 eess.SP
A Random Geometric Model of Blockages in Vehicular Networks
本文提出了一种新的空间一致性方法来建模车辆网络中的视线（LOS）路径。我们使用随机几何模型的发射机，障碍物和接收器位于三个平行线，分别。利用它们的几何相互作用来表征LOS路径的存在。具体而言，所提出的方法侧重于障碍物在阻塞一个或多个LOS路径，这已被忽视，在大多数统计模型阻塞的作用。在所提出的框架下，我们得出的概率，一个典型的车辆是在LOS相对于发射机与接收到的信号噪声比大于阈值。所提出的框架和LOS覆盖分析有助于LOS关键应用的分析，如车载网络中的定位或毫米波通信。
2021-08-24 cs.IT eess.SP math.IT
Joint Relay Selection and Beam Management Based on Deep Reinforcement Learning for Millimeter Wave Vehicular Communication
协作中继通过为数据传输提供多条路径来提高无线网络中的可靠性和覆盖范围。中继将在更高频段的车载网络中发挥重要作用，因为移动性和频繁的信号阻塞会导致链路中断。为了确保中继辅助车载网络的连通性，中继选择策略应被设计为有效地找到未阻塞的中继。受移动毫米波（mmWave）网络中波束管理的最新进展的启发，本文解决了这样一个问题：如何才能选择最好的中继与最小的开销从波束管理？在这方面，我们制定了一个顺序决策问题，以共同优化中继选择和波束管理。我们提出了一种基于深度强化学习（DRL）的联合中继选择和波束管理策略，使用波束索引和波束测量的马尔可夫特性。建议的DRL为基础的算法学习适应动态信道条件和业务模式的时变阈值。数值实验表明，该算法优于基线没有事先信道知识。此外，基于DRL的算法可以在快速变化的信道下保持高的频谱效率。
2022-12-19 eess.SP
High-Rate Uninterrupted Internet-of-Vehicle Communications in Highways: Dynamic Blockage Avoidance and CSIT Acquisition
在未来的无线网络中，感兴趣的用例之一是车联网（IoV）。在这里，车联网是指两种不同的功能，即服务于车载用户和支持联网车辆功能，两者都可以由安装在车辆顶部的收发器很好地提供。车载收发器的这种双重功能意味着严格的速率和可靠性要求，为此可能需要以毫米波（mmW）频率进行通信。然而，mmW下的IoV通信需要最新的信道状态信息（CSI）和阻塞避免。在这篇文章中，我们将最近提出的预测天线（PA）的概念到一个大规模的合作PA（LSCPA）的设置，通过基站（BS）/车辆的合作，避免了时间阻塞和CSI过时。总结正在进行的标准化进展，使车联网通信，我们提出了LSCPA设置的潜力和挑战，并比较合作和非合作方案对车联网链路性能的影响。如我们所示，BS合作和阻塞/CSI预测可以显着提高IoV链路的性能。
2022-04-11 cs.IT eess.SP math.IT
Link Quality-Guaranteed Minimum-Cost Millimeter-Wave Base Station Deployment
当今无线设备数量的增长，加上支持数据密集型5G及以后用例的承诺，正在推动行业部署更多的毫米波（mmWave）基站（BS）。虽然毫米波蜂窝系统可以承载更大的业务量，但密集部署反过来增加了BS安装和维护成本，这在其使用中很大程度上被忽视了。在本文中，我们提出了一种方法，毫米波BS部署在城市环境中的问题，最大限度地减少BS部署成本的BS关联和用户设备（UE）中断约束。通过利用宏分集，这使得每个UE与多个BS相关联，我们推导出UE中断的表达式，该表达式将物理阻塞、UE接入受限阻塞和信号干扰噪声比（SINR）中断集成到其表达式中。最小成本基站部署问题，然后制定为整数非线性规划（INP）。问题的组合性质通过将原始问题分解为两个可分离的子问题来激励对最优解的追求，即，小区覆盖优化和最小子集选择子问题。我们为每个子问题提供了最优解和理论依据。仿真结果表明所提出的方法的UE中断保证。有趣的是，所提出的方法产生了一个独特的分布的宏观多样性订单的网络，这是不同于其他基准。
2021-08-05 cs.NI eess.SP
An Analysis on Caching Placement for Millimeter/Micro Wave Hybrid Networks
在本文中，我们认为混合毫米波（mmWave）和微波（$μ$波）网络的角度来看，\emph{wireless caching}和研究的最佳概率内容/文件缓存放置在理想的基站（BS）使用随机几何框架。考虑到文件传输的平均成功概率（ASP）作为性能指标，我们推导出典型用户到毫米波和$μ$波网络的关联概率的表达式。因此，我们提供了一个上限的ASP的文件交付和制定的内容缓存放置方案作为一个优化问题的缓存概率，共同优化ASP的文件交付考虑内容放置和交付阶段。特别是，我们认为在噪声限制和干扰限制的环境下的缓存放置策略。我们数值评估的性能，建议的缓存计划下的基本因素，如在毫米波网络中的阻塞，集群半径，BS密度，和路径损耗，并将其与均匀的缓存位置，缓存$M$最流行的内容，和随机缓存位置。数值结果表明，所提出的高速缓存方案优于其他人，虽然某些权衡。
2018-03-26 eess.SP
End-to-End Mobility-Aware Multi-RIS Optimization via Blockage Detection and Closed-Form Riemannian Updates
Pohang University of Science and Technology（浦项科技大学）；Institute of New Media and Communications, Seoul National University（首尔大学新传媒研究所）；Department of Electrical and Computer Engineering, Seoul National University（首尔大学电气与计算机工程系）；Stanford University（斯坦福大学）
该研究针对毫米波多用户MIMO系统的RIS链路阻塞问题，提出集成阻塞检测与SCRPA算法的多RIS优化框架，仿真验证其可提升加权和速率与可扩展性。
2026-08-27 cs.SY eess.SP eess.SY
Coverage Analysis of UAVs in Millimeter Wave Networks: A Stochastic Geometry Approach
机器人和通信技术的最新发展为使用无人机（UAV）在公共安全场景或偏远地区提供无处不在的连接铺平了道路。特别是毫米波（mmWave）频谱已经获得了发展势头，因为在这种频率下可用的大量自由频谱可以产生非常高的数据率。然而，在无人机环境中，毫米波操作可能会导致严重的信号衰减和对阻塞的敏感性，特别是考虑到所涉及的非常长的传输距离。在本文中，我们提出了一个易于处理的随机分析，以表征无人机站在毫米波操作的覆盖概率。我们讨论了为毫米波（mmWave）场景设计解决方案时需要考虑的一些权衡，例如波束成形配置以及无人机高度和部署。
2020-03-03 cs.NI eess.SP
Line-of-Sight MIMO for High Capacity Millimeter Wave Backhaul in FDD Systems
无线回程被认为是未来无线网络的关键部分，具有密集的小小区业务和高容量需求。在本文中，我们专注于设计一个高频谱效率的视线（LoS）多输入多输出（MIMO）系统的毫米波（毫米波）回程使用双极化频分双工（FDD）。由于各种物理损伤，例如相位噪声（PHN）、定时偏移（TO）以及LoS MIMO的不良条件数，对于系统实现高频谱效率是非常具有挑战性的。在本文中，我们提出了一个整体的解决方案，包括TO补偿，PHN估计，预编码器/解相关器优化的LoS MIMO无线回程，和交织的每一个部分。我们表明，所提出的解决方案具有鲁棒的性能，对于8x8 MIMO，端到端频谱效率为60 bits/s/Hz。
2020-06-18 cs.IT eess.SP math.IT
CommRad: Context-Aware Sensing-Driven Millimeter-Wave Networks
针对毫米波网络在动态移动场景下链路易中断、现有波束训练开销高的问题，提出融合双基地通信感知与单基地雷达的CommRad框架，通过上下文协同实现用户跟踪与链路维持，中位吞吐量较基线提升2.5倍。
2024-07-11 cs.NI eess.SP
Dynamic Blockage Pre-Avoidance using Reconfigurable Intelligent Surfaces
针对车联网中毫米波信号易受阻塞的问题，提出基于区域的RIS预选择与阻塞预测方案，验证了RIS辅助动态阻塞规避的性能提升潜力，同时指出其实际部署仍待解决的问题。
2023-11-09 cs.IT eess.SP math.IT
