mmWave Doubly-Massive-MIMO Communications Enhanced with an Intelligent Reflecting Surface
作为一种手段来控制无线传播环境，使用新兴的和新颖的智能反射表面（IRS）的设想，以加强和扩大在未来的无线网络中的许多应用。本文研究了一种点到点的IRS辅助毫米波（mmWave）系统，其中IRS由多个子表面组成，每个子表面具有相同数量的无源反射元件，而发射机和接收机都配备有大量的天线阵列。在发射端和接收端都有大量天线的情况下，推导了系统的可达速率。以最大化可达速率为目标，给出了功率分配、预编码/合并和IRS相移的最优解。然后，它示出，当在每个子表面的反射元件的数量是非常大的，由IRS提供的有利的和可控的传播路径的数量简单地等于子表面的数量，而接收到的信噪比对应于每个有利的路径增加与反射元件的数量的平方。此外，在纯视距传播中，针对无直达路径的情况，分析了速率约束下的发射功率最小化问题。最后，数值结果证实了所得到的分析。
2020-03-20 eess.SP
Secure Beamforming for Multiple Intelligent Reflecting Surfaces Aided mmWave Systems
本文研究了多智能反射面辅助毫米波系统中的安全波束形成问题。在该系统中，通过控制每个IRS的开关状态以及优化IRS的相移矩阵来最大化保密率。该问题是一个发射波束形成和IRS控制的联合优化问题，其目标是在总发射功率和单位模约束下最大化保密率。由于约束条件和耦合变量的非凸性，使得该问题难以得到最优解。为了解决这个问题，我们提出了一个交替优化（AO）的基础上连续凸近似（SCA）和流形优化（MO）技术的算法。仿真结果表明，该算法能有效提高保密率，且性能优于传统的单IRS辅助方案。
2020-12-25 eess.SP
Joint Communication and Trajectory Design for Intelligent Reflecting Surface Empowered UAV SWIPT Networks
针对物联网（IoT）中广泛部署的低功耗智能设备电池容量有限的问题，提出了一种新型智能反射面（IRS）赋能无人机（UAV）的同步无线信息和能量传输（SWIPT）网络框架，利用IRS对无线信道进行重构，提高了无人机SWIPT网络的无线能量传输效率和覆盖范围。在本文中，我们制定了一个可实现的和速率最大化问题，联合优化无人机轨迹，连续干扰消除（SIC）解码顺序，无人机发射功率分配，功率分配（PS）比和IRS反射系数，同时考虑用户非正交多址接入（NOMA）和非线性能量收集模型。由于优化变量之间的耦合，该问题是一个复杂的非凸优化问题，直接求解具有一定的挑战性。首先对问题进行变换，然后应用交替优化（AO）算法框架，将变换后的问题分解为四个子问题进行求解，具体而言，通过应用逐次凸近似（SCA）、罚函数法和差分凸（DC）规划，对无人机航迹、SIC解码顺序、无人机发射功率分配、PS比和IRS反射系数交替优化，直到实现收敛。数值仿真结果验证了该算法的有效性与其他算法相比。
2022-10-27 eess.SP
Sum-Rate Maximization in Distributed Intelligent Reflecting Surfaces-Aided mmWave Communications
在本文中，我们专注于多用户毫米波（mmWave）系统中的分布式智能反射面（D-IRS），其中基站（BS）通过多个IRS与用户通信的和速率优化。BS发射波束成形、IRS开关矢量和IRS的相移被联合优化，以在最小用户速率、单位模数和发射功率约束下最大化和速率。为了解决由此产生的非凸优化问题，我们开发了一个有效的交替优化（AO）算法。具体地说，非凸问题转化为三个子问题，这是交替解决。采用基于连续凸近似（SCA）的算法，推导出基站发射波束形成和IRS相移的解，并提出一种贪婪算法设计IRS开关矢量。从理论上分析了该算法的复杂度。数值结果表明，D-IRSs辅助方案可以显着提高和速率和能量效率的性能。
2021-01-21 eess.SP
Task-Based Quantization for Channel Estimation in RIS Empowered MmWave Systems
本文针对RIS赋能的毫米波系统，提出基于任务的量化信道估计方法，利用混合架构和半无源元件，在低分辨率ADC下最小化均方误差，性能优于纯数字方法并接近无限分辨率ADC。
2025-10-16 cs.IT eess.SP math.IT
Non-Coherent MIMO-OFDM Uplink empowered by the Spatial Diversity in Reflecting Surfaces
针对传统相干解调在时变信道中需估计CSI导致开销增加的问题，提出一种基于差分相移键控的RS赋能MIMO-OFDM上行通信系统，适用于高噪声与高移动性场景，仿真证明其性能优于相干解调。
2022-02-04 eess.SP
Joint Precoding for Active Intelligent Transmitting Surface Empowered Outdoor-to-Indoor Communication in mmWave Cellular Networks
毫米波（mmWave）蜂窝网络中的室外到室内通信由于毫米波信号的传播特性引起的严重衰减和高穿透损耗而一直是一个具有挑战性的研究问题。我们提出了一种可行的解决方案，以实现室外到室内毫米波通信系统的援助下，一个主动智能发射表面（主动ITS），其中主动ITS允许从室外基站（BS）的传入信号通过表面和室内用户设备（UE）接收后，移动其相位和放大其幅度。然后，研究了基站和主动智能交通系统的联合预编码问题，以最大化通信系统的加权和速率（WSR）。一个有效的块坐标下降（BCD）的算法来解决它的次优解的近封闭形式。此外，为了减少有源智能交通系统的尺寸和硬件成本，我们提供了一个块放大架构，部分删除电路组件的功率放大，其中多个传输型元件（TE）在每个块共享一个相同的功率放大器。仿真结果表明，在相同的系统总功耗下，主动式智能交通系统能够以比被动式智能交通系统少得多的TE实现给定的性能，这使得主动式智能交通系统适用于尺寸受限且美观的应用场景，而由块放大结构引起的不可避免的性能下降是可以接受的。
2022-06-28 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
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
Practical Channel Estimation and Phase Shift Design for Intelligent Reflecting Surface Empowered MIMO Systems
本文提出了智能反射面（IRS）授权的单用户多输入多输出（SU-MIMO）系统的信道估计技术和相移设计。在本文提出的四种信道估计技术中，单径近似信道（SPAC）和秩一矩阵选择性增强（SEROM）两种新的信道估计技术具有较低的训练开销，能够实现实用的IRS授权SU-MIMO系统。SPAC主要基于参数估计，通过将IRS相关信道近似为占主导地位的单路径信道。SEROM利用IRS相移以及训练信号进行信道估计，并且容易调整其训练开销。IRS相移设计的封闭形式的解决方案也被开发，以最大限度地提高频谱效率的解决方案只需要基本的线性运算。数值结果表明，SPAC和SEROM相结合的IRS相移设计实现了高的频谱效率，即使与现有的方法相比，低的训练开销。
2021-04-29 cs.IT eess.SP math.IT
Intelligent Reflecting Surface Enhanced Resilient Design for MEC Offloading over Millimeter Wave Links
本文针对毫米波MEC网络中阻塞导致链路中断的问题，提出IRS辅助的卸载方案，通过交替优化设备功率、多用户检测与无源波束成形最小化移动功率，并设计CCMO和SIMin-ADMM算法高效求解大规模IRS场景。
2025-03-12 eess.SP
Hybrid Beamforming for Intelligent Reflecting Surface Aided Millimeter Wave MIMO Systems
由于采用毫米波（mmWave）频段的通信系统必须使用大型天线阵列来克服mmWave信号的严重传播损耗，因此混合波束成形已被认为是mmWave通信的组成部分。最近，智能反射表面（IRS）已经被提出作为一种创新技术，其可以通过使用低成本的无源反射元件来显著改善毫米波通信系统的性能。在本文中，我们研究了红外辅助毫米波多输入多输出（MIMO）系统与混合波束形成架构。本文首先利用毫米波信道的稀疏散射结构和大尺度特性，研究了窄带MIMO系统中IRS反射矩阵和混合波束形成器的联合设计。然后，我们将所提出的联合设计推广到宽带MIMO系统与正交频分复用（OFDM）调制，利用频率选择性毫米波信道的角度稀疏。仿真结果表明，所提出的联合设计可以显着提高系统的频谱效率，并实现优于现有设计的性能。
2022-06-27 cs.IT eess.SP math.IT
Intelligent Reflecting Surface Aided Multi-User Millimeter-Wave Communications for Coverage Enhancement
智能反射表面（IRS）被认为是未来无线系统中控制无线电传播环境的一种有前途的解决方案。在本文中，我们提出了一种分布式智能反射面（IRS）辅助多用户毫米波（mmWave）系统，其中IRS被利用来增强毫米波信号的覆盖范围时，基站和用户之间的直接链路不可用。首先，建立了一个主被动联合波束形成问题的加权和速率最大化。然后，提出了一种具有封闭形式表达式的交替迭代算法来解决具有挑战性的非凸问题，从而解耦有源和无源波束形成变量。此外，我们设计了一个约束松弛技术，以解决单位模量的限制有关的IRS。数值结果表明，分布式IRS可以潜在地提高现有无线系统的通信性能。
2020-10-30 eess.SP
Compressed Channel Estimation and Joint Beamforming for Intelligent Reflecting Surface-Assisted Millimeter Wave Systems
在本文中，我们考虑信道估计的智能反射面（IRS）辅助毫米波（mmWave）系统，其中IRS部署，以协助数据传输从基站（BS）到用户。结果表明，联合有源和无源波束形成的目的，一个大尺寸的级联信道矩阵的知识需要获得。为了减少训练开销，利用毫米波信道中固有的稀疏性。利用Katri-Rao和Kronecker乘积的性质，找到级联信道的稀疏表示，将级联信道估计问题转化为稀疏信号恢复问题。仿真结果表明，我们提出的方法可以提供一个准确的信道估计，并实现了大量的训练开销减少。
2020-05-29 eess.SP
Secure Transmission for Intelligent Reflecting Surface-Assisted mmWave and Terahertz Systems
这封信的重点是智能反射面（IRS）辅助毫米波（mmWave）和太赫兹（THz）系统的安全传输，其中基站（BS）通过IRS与其目的地通信，存在被动窃听者。为了最大化系统的保密率，在发射功率和离散相移的约束下，在BS的发射波束形成和在IRS的反射矩阵联合优化。首先证明了在秩一信道假设下波束形成设计与相移设计无关。然后，制定的非凸问题转化为两个子问题，这是解决交替。推导了基站发射波束形成的封闭解，提出了基于半定规划（SDP）和基于逐元素块坐标下降（BCD）的反射矩阵设计方法。我们提出的方法的复杂性进行了理论分析。仿真结果表明，所提出的IRS辅助安全策略可以显着提高保密率性能，无论窃听者的位置（附近或阻挡机密波束）。
2020-05-27 cs.IT eess.SP math.IT
Deep Denoising Neural Network Assisted Compressive Channel Estimation for mmWave Intelligent Reflecting Surfaces
Beijing Institute of Technology（北京理工大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；CentraleSupélec（中央理工-高等电力学院）；Université Paris-Saclay（巴黎-萨克雷大学）；King Abdullah University of Science and Technology（阿卜杜拉国王科技大学）
将大型智能反射表面（IRS）集成到毫米波（mmWave）大规模多输入多输出（MIMO）中已经成为改善覆盖和吞吐量的有前途的方法。大多数现有的工作假设理想的信道估计，这可能是具有挑战性的，由于高维级联MIMO信道和无源反射元件。因此，本文提出了一种深度去噪神经网络辅助的毫米波IRS系统压缩信道估计，以减少训练开销。具体来说，我们首先介绍了一种混合被动/主动IRS架构，其中很少的接收链被用来估计上行链路用户到IRS信道。在通道训练阶段，只有一小部分元件将被连续激活以使部分通道发声。此外，可以基于压缩感测从有限的测量重构完整的信道矩阵，由此利用不同子载波之间的角域毫米波MIMO信道的公共稀疏性以提高准确度。此外，一个复值去噪卷积神经网络（CV-DnCNN）进一步提出了增强性能。仿真结果表明，所提出的解决方案优于国家的最先进的解决方案。
2020-08-30 cs.IT cs.LG eess.SP
Simultaneous Transmitting and Reflecting (STAR)-RIS for Harmonious Millimeter Wave Spectrum Sharing
用于5G通信的毫米波（mmWave）频谱带的开放激发了对这些高频下的新型频谱共享解决方案的需求。事实上，最近出现了可重新配置的智能表面（RIS），以实现频谱共享，同时提高现任者的服务质量（QoS）。尽管如此，由于毫米波频带的不利传播特性，毫米波频带上的共存仍然具有持续的挑战性。因此，发起毫米波频谱共享需要RIS进一步帮助改善毫米波频带上的QoS，而不危及频谱共享需求。本文提出了一种新的同时发射和反射RIS（STAR-RIS）辅助解决方案，以实现毫米波频谱共享。特别是，利用STAR-RIS的发射和反射能力来分别解决毫米波频谱共享和QoS要求。在主网络（例如雷达发射-接收对）和辅网络之间的STAR-RIS使能的频谱共享问题被公式化为优化问题，其目标是最大化辅多输入单输出（MISO）网络上的下行链路和速率，同时限制主网络上的干扰。此外，STAR-RIS响应系数和波束形成矩阵在二次网络的联合优化。为了解决这个非凸问题，交替迭代算法，其中的STAR-RIS响应系数和波束形成矩阵使用逐次凸逼近方法获得。仿真结果表明，所提出的解决方案优于传统的RIS计划毫米波频谱共享，实现了14.57%的频谱效率增益。
2023-01-25 cs.IT eess.SP math.IT
Simultaneous Transmitting and ReflectingIntelligent Surfaces-Empowered NOMA Networks
本文提出STAR-RIS辅助NOMA网络，设计模式切换下的表面划分算法以最大化总速率并保证用户服务质量，推导中断概率闭式解，并通过仿真验证其优于传统NOMA和OMA系统。
2023-09-18 cs.IT eess.SP math.IT
Robust and Secure Beamforming for Intelligent Reflecting Surface Aided mmWave MISO Systems
在这封信中，我们研究了在智能反射面（IRS）辅助毫米波（mmWave）多输入单输出（MISO）系统中的鲁棒和安全波束形成（RSBF），其中多个单天线窃听器（Eves）任意分布在合法接收机附近。考虑到Eves信道的信道状态信息（CSI）在合法发射端是不完全已知的，在总发射功率和单位模约束下，给出了最大化最坏情况下可达保密率（ASR）的RSBF设计问题.由于这些问题是很难最佳解决，由于其非凸性和耦合变量，我们取代窃听信道的离散样本的加权组合，并提出了一个RSBF计划交替优化和半定松弛（SDR）技术的基础上，合谋和非合谋窃听的情况。仿真结果表明，所提出的RSBF方案可以有效地提高ASR，也优于其他基准计划。
2020-03-25 cs.IT eess.SP math.IT
Double Intelligent Reflecting Surface-assisted Multi-User MIMO mmWave Systems with Hybrid Precoding
研究了双智能反射面（IRS）对毫米波（mmWave）多用户多输入多输出（MIMO）网络频谱利用率的影响。具体而言，我们的目标是解决一个加权和速率最大化问题，通过联合优化的数字预编码在发射机和模拟移相器在IRS，受最小可实现的速率约束。为了便于设计一个有效的解决方案，我们首先重新制定成一个易于处理的利用优化最小化（MM）方法的原始问题。然后，提出了一种块坐标下降（BCD）方法，以获得一个次优的解决方案，其中的预编码矩阵和移相器交替优化。具体地，数字预编码矩阵设计问题通过二次约束二次规划（QCQP）来解决，而模拟相移优化通过黎曼流形优化（RMO）来解决。分析了算法的收敛性和计算复杂性。最后，仿真结果验证了所提出的设计的性能，以及双IRS在提高频谱效率的有效性。
2021-11-26 cs.IT eess.SP math.IT
Coordinated Passive Beamforming for Distributed Intelligent Reflecting Surfaces Network
智能反射面（IRS）是6 G中的一项新兴技术，通过使用大量无源反射元件来智能地重新配置传播环境，从而提高无线网络的性能。然而，目前的工作主要集中在单一的IRS授权的无线网络，其中的信道秩不足的问题已经出现。在本文中，我们提出了一个分布式IRS授权的通信网络架构，其中多个源-目的地对通过多个分布式IRS进行通信。我们进一步有助于最大限度地提高可实现的总和率在这个网络中，通过联合优化的源和相移矩阵与被动波束成形在所有分布式IRS的发射功率矢量。不幸的是，这个问题原来是非凸的和高度棘手的，其中一个交替的方法是通过交替解决所产生的分式规划问题。特别地，给出了红外辐射源协同无源波束形成的闭合表达式。数值结果将证明算法的优势和理想的性能的分布式IRS授权的通信网络。
2020-02-14 cs.IT eess.SP math.IT
Broadband Channel Estimation for Intelligent Reflecting Surface Aided mmWave Massive MIMO Systems
针对 IRS 辅助毫米波大规模 MIMO 的高维宽带信道估计难题，提出基于压缩感知的下行导频框架，结合分布式 OMP、公共稀疏性与冗余字典降低导频开销并提升估计性能。
2023-07-13 cs.IT eess.SP math.IT
Channel Estimation for Intelligent Reflecting Surface-Assisted Millimeter Wave MIMO Systems
智能反射表面（IRSs）被认为是未来毫米波（mmWave）无线通信的有前途的使能者，因为它们能够创建有利的视线（LoS）传播环境。在本文中，我们研究了在下行链路IRS辅助毫米波多输入多输出（MIMO）系统的信道估计。通过利用毫米波信道的稀疏性，我们将信道估计问题表示为固定秩约束的非凸优化问题。为了解决非凸性，提出了一种有效的算法，利用交替极小化和流形优化（MO），它产生一个局部最优解。仿真结果表明，所提出的基于MO的估计（MO-EST）算法显着优于两个基准计划，并证明了MO-EST算法的鲁棒性方面的不完善的知识的稀疏水平的信道在实际实现中。
2020-05-10 cs.IT eess.SP math.IT
Bayesian Channel Estimation for Intelligent Reflecting Surface-Aided mmWave Massive MIMO Systems With Semi-Passive Elements
针对带半无源元素的IRS辅助毫米波大规模MIMO系统，提出基于VI-SBL的贝叶斯信道估计器，仅用上行训练信号估计所有链路，降低误差与开销，提升频谱和能量效率。
2023-05-03 cs.IT eess.SP math.IT
The Deployment of IRS in UAV-Empowered 6G Networks
具有实时重新配置固有电磁反射和吸收特性的智能反射表面（IRSs）为改善恶劣环境下的无线连接提供了无与伦比的前景。无人机（UAV）辅助的无线网络被演进为对抗非视距（NLoS）场景的可靠解决方案。因此，IRS授权的无人机辅助蜂窝网络将成为改善覆盖和用户体验的重要角色。研究了IRS-UAV辅助网络中路径损耗最小化和数据传输速率最大化问题。在此背景下，工作分析了路径损耗和可实现的速率利用毫米波（毫米波）载波考虑传统的无人机模型和IRS授权的无人机通信模型。研究表明，与传统的无人机辅助通信模型相比，IRSempowered无人机通信模型能够显著降低路径损耗，提高可达数据速率。
2022-05-07 cs.IT eess.SP math.IT
Intelligent Reflecting Surface Enhanced Millimeter-Wave NOMA Systems
本文研究了一种下行链路智能反射面增强毫米波非正交多址接入系统。提出了一种主动波束形成、被动波束形成和功率分配的联合优化问题。由于高度耦合的变量，制定的优化问题是非凸的。针对这一问题，提出了一种基于交替优化和逐次凸逼近的迭代算法。数值结果表明：1）该方案提供了显著的和速率增益，这证实了在mmWave-NOMA系统中引入IRS的有效性; 2）所提出的离散相移算法可以获得与连续相移算法接近的性能。
2020-05-04 cs.IT eess.SP math.IT
SimRIS Channel Simulator for Reconfigurable Intelligent Surface-Empowered Communication Systems
可重构智能表面（RIS）辅助通信通过提供优化通信系统性能的新方式而成为第六代（6G）无线网络的潜在使能器之一。本文旨在填补一个重要的空白，在公开文献中提供一个准确的，源，广泛适用的RIS信道模型毫米波频率。我们的模型不仅适用于各种室内和室外环境，还包括存在RIS时无线传播的物理方面以及各种实际的5G信道建模问题。本文还介绍了开放源代码的SimRIS信道模拟器，用于RIS辅助通信系统的计算机仿真。
2020-08-30 cs.IT eess.SP math.IT
Intelligent Reflecting Surface Empowered Self-Interference Cancellation in Full-Duplex Systems
本文研究在全双工基站附近部署智能反射表面（IRS）以抑制自干扰，通过联合优化IRS相移、基站波束成形器和上行功率最大化系统加权和速率，并提出了低复杂度算法，显著提升了系统增益。
2023-06-25 cs.IT eess.SP math.IT
Joint Resource Optimization for IRS-Assisted mmWave MIMO under QoS Constraints
本文主要研究了智能反射表面增强毫米波系统中多用户动态资源的非凸联合优化问题，其中所有用户都集中在唯一的簇波束上。首先，将上述非线性问题的目标函数转化为服务质量约束下的二次规划形式。进一步提出了一种动态功率分配的多块交替优化框架，以获得最大和速率，其中采用放松的ADMM算法来求解最佳全数字预编码器，并通过梯度投影获得相应的无源反射矩阵。仿真结果表明，在高信干噪比下，波束优化应得到重视，但在硬件尺寸达到极限的情况下，联合动态资源分配仍能进一步提高系统性能。
2020-11-17 cs.IT eess.SP math.IT
Uplink Achievable Rate of Intelligent Reflecting Surface-Aided Millimeter-Wave Communications with Low-Resolution ADC and Phase Noise
在本文中，我们推导出智能反射面（IRS）辅助毫米波（mmWave）系统的上行链路可达速率的表达式，考虑到相位噪声在IRS和量化误差在基站（BS）。我们表明，性能是有限的，只有在BS的模拟数字转换器（ADC）的分辨率时，IRS反射器的数量增长没有约束。另一方面，如果BS具有理想的ADC，则由IRS相位噪声引起的性能损失是恒定的。最后，我们的研究结果验证了在IRS中使用低精度硬件的可行性，当BS配备低分辨率ADC时。
2020-12-13 eess.SP
Codebook-Based User Tracking in IRS-Assisted mmWave Communication Networks
提出了一种基于码本的智能反射面辅助毫米波系统的移动用户跟踪方案。所提出的UT方案利用从IRS到移动用户的方向的时间相关性来选择提供朝向用户的反射的IRS相移。为此，基于广义似然比测试（GLRT）周期性地估计用户的方向，并且从若干过去的方向估计推断用户的移动轨迹。所提出的UT方案的效率是根据平均有效速率来评估的，平均有效速率考虑了所需的信令开销和所实现的信噪比（SNR）。我们的研究结果表明，对于中高信噪比，所提出的基于码本的UT方案实现了更高的有效率比两个参考方法的基础上全码本搜索和优化的个别IRS单元格，分别。
2022-11-16 eess.SP
Dynamic Sub-array Based Modeling for Large-Scale RIS-assisted mmWave UAV Channels
针对大规模 RIS 辅助 mmWave 无人机对地通信中的非平稳信道建模难题，提出基于瑞利距离与终端移动性的动态子阵列划分方案，并构建兼顾复杂度与精度的新型信道模型。
2023-07-24 eess.SP
Intelligent Reflecting Surface Assisted Integrated Sensing and Communications for mmWave Channels
针对毫米波ISAC系统，本文联合优化雷达协方差矩阵、通信波束成形与IRS相移，提出基于QT、AO、MM和流形优化的低复杂度算法，提升通信速率并兼顾雷达波形匹配。
2024-04-09 cs.IT eess.SP math.IT
Intelligent Reflecting Surface Aided Vehicular Communications
我们调查使用的智能反射表面（IRS）在毫米波（mmWave）车载通信网络。智能反射表面由无源元件组成，可以反射具有可调相移的输入信号。通过适当调整相移，我们可以提高链路性能。这被称为相位优化或无源波束成形。我们考虑在上行链路中的速率最大化的问题，它利用IRS。然而，使用IRS在信道估计方面带来更多挑战。我们提出了两种方案，以减少与利用IRS相关联的信道估计开销。一种方法使用反射元件的分组，另一种方法基于设备的位置执行被动波束成形。数值结果表明，IRS可以带来显着的改善现有的通信。此外，得到一个实际的洞察车载通信辅助IRS，我们使用商业射线跟踪工具来评估性能。
2020-11-05 eess.SP
AI Empowered Channel Semantic Acquisition for 6G Integrated Sensing and Communication Networks
本文针对6G集成感知与通信网络中C&S性能相互折衷的问题，提出两阶段帧结构和联合信道语义提取与重建网络JCASCasterNet，利用AI挖掘C&S协同增益，以单感知天线和有限信令开销提升整体性能。
2024-01-17 cs.IT eess.SP math.IT
A 3D Positioning-based Channel Estimation Method for RIS-aided mmWave Communications
毫米波（mmWave）通信中的一个基本挑战是对阻挡对象的敏感性。缓解这个问题的一种方法是使用可重构智能表面（RIS）。然而，由于RIS上的大量无源反射元件，信道估计变成一个具有挑战性的任务。在本文中，我们解决的信道估计的RIS辅助毫米波通信系统的定位方法的基础上。所提出的想法包括利用毫米波信道的稀疏性和RIS的拓扑结构。特别是，我们首次提出了反射单元集（RUS）的概念，以提高RIS的灵活性。然后，我们提出了一种新的共面最大似然（CML）的3D定位方法的基础上RUS，并推导出Cramer-Rao下界（CRLB）的定位方法。此外，我们开发了一个有效的定位为基础的信道估计方案具有低计算复杂性。与现有的方法相比，我们提出的方法在信道捕获中需要较少的时频资源，因为复杂度与RIS的总大小无关，但取决于RUS的大小，RUS仅是RIS的一小部分。仿真结果证实了该方法的有效性。
2022-04-21 cs.IT eess.SP math.IT
Dynamic Reflections: Optimizing Energy Efficiency in Multi-IRS Empowered Green Networks
本文提出一种多IRS辅助毫米波系统，通过AP调整发射波束成形与IRS元件控制相移及开关状态，结合分数规划与模拟退火算法优化能效，较随机状态提升高达132.16%。
2024-01-02 eess.SP
Intelligent Reflecting Surfaces Assisted Millimeter Wave MIMO Full Duplex Systems
针对毫米波全双工系统自干扰抑制的硬件成本与功耗问题，提出用近场IRS替代模拟/混合波束成形，联合主被动波束成形实现加权和速率最大化，性能显著优于传统方案。
2023-06-14 cs.IT eess.SP math.IT
Advancing Ultra-Reliable 6G: Transformer and Semantic Localization Empowered Robust Beamforming in Millimeter-Wave Communications
本文提出一种基于语义定位和轻量级Transformer-CNN混合架构的鲁棒波束成形技术，通过分解NP-hard优化问题并利用多模态数据动态预测最优波束，在六种测试场景中有效提升了毫米波通信的QoS稳定性及预测性能。
2024-07-30 cs.NI eess.SP
Indoor and Outdoor Physical Channel Modeling and Efficient Positioning for Reconfigurable Intelligent Surfaces in mmWave Bands
可重构智能表面（RIS）辅助通信通过向电信运营商提供系统设计中的新自由度而作为第六代（6G）无线网络的潜在使能器之一出现。特别地，RIS授权的毫米波（mmWave）通信系统可以是提供宽带和无处不在的连接的补救措施。本文旨在通过为毫米波频率提供物理，准确，开源和广泛适用的RIS信道模型来填补公开文献中的一个重要空白。我们的模型不仅适用于各种室内和室外环境，而且通过考虑5G无线电信道条件，还包括存在RIS时无线传播的物理特性。各种部署方案提出的RIS和有用的见解提供了系统设计师从潜在的RIS用例和他们的有效定位的角度。揭示了RIS的使用对通信系统性能有很大影响或可能没有很大影响的场景。本文还介绍了开源的、功能全面的SimRIS信道模拟器。
2021-09-18 cs.IT eess.SP math.IT
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
User Tracking and Direction Estimation Codebook Design for IRS-Assisted mmWave Communication
针对IRS辅助毫米波通信中移动用户时变信道需调整IRS反射模式的问题，提出基于峰值似然方向估计的码本用户跟踪算法，设计专用优化码本，以低开销实现更低估计误差、更高SNR与有效速率，性能优于两类基准方案。
2024-09-16 eess.SP
Joint Optimization of Active and Passive Beamforming in Multi-IRS Aided mmWave Communications
智能反射面（IRS）被认为是缓解毫米波（mmWave）通信中阻塞效应、提高覆盖率的一种很有前途的技术。为了探索IRS对毫米波通信性能的影响，我们研究了多IRS辅助的毫米波通信网络，并通过联合优化有源和无源波束成形以及用于辅助的IRS集合来制定和速率最大化问题。由于目标函数缺乏凸性和IRS选择变量的二进制性质，优化问题是棘手的。为了解决复杂的非凸问题，提出了一种交替迭代方法。特别地，利用分式规划方法对主、被动波束形成进行了优化，并通过枚举法求解了IRS选择的优化问题。仿真结果表明，我们所提出的方法的性能增益。
2022-10-04 cs.IT eess.SP math.IT
Cascaded Channel Estimation for IRS-assisted Mmwave Multi-antenna with Quantized Beamforming
在这封信中，我们优化的级联信道的信道估计器在智能反射面（IRS）辅助毫米波（mmWave）多天线系统。在该系统中，接收端采用了量化波束形成的混合结构。与传统的多输入多输出（MIMO）系统不同，由于IRS通常是一个无源阵列，信号处理能力有限，因此信道估计的设计具有挑战性。我们推导出优化的信道估计器在一个封闭的形式重新制定的级联信道估计在这个系统中的问题，利用典型的均方误差（MSE）标准。考虑到毫米波信道中可能存在的信道稀疏性，我们通过利用信道稀疏性进一步提高性能和降低计算复杂性来推广所提出的方法。仿真结果表明，所提出的估计器显着优于现有的。
2020-10-02 cs.IT eess.SP math.IT
Compressed Channel Estimation for IRS-Assisted Millimeter Wave OFDM Systems: A Low-Rank Tensor Decomposition-Based Approach
研究了智能反射面辅助毫米波正交频分复用（OFDM）系统下行链路信道估计问题。通过探索毫米波信道固有的稀疏散射特性，我们表明，接收到的信号可以表示为一个低秩的三阶张量，允许张量秩分解，也被称为典型的polyadic分解（CPD）。一个结构化的CPD为基础的方法来估计信道参数。我们的分析表明，我们提出的方法所需的训练开销低至O（U^2），其中U表示级联通道的稀疏性。仿真结果表明了该方法的有效性。
2022-03-30 eess.SP
Leveraging AI and Intelligent Reflecting Surface for Energy-Efficient Communication in 6G IoT
Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）；Macquarie University（麦考瑞大学）；University of Technology Sydney（悉尼科技大学）；Fuzhou University（福州大学）；Lulea University of Technology（吕勒奥理工大学）
不断增长的数据流量、各种延迟敏感的服务以及能量受限的物联网（IoT）设备的大规模部署给当前的通信网络带来了巨大的挑战，促使学术界和工业界转向第六代（6G）网络。凭借强大的数据传输和处理能力，6G被认为是低延迟和低能源成本的物联网通信的推动者。在本文中，我们提出了一个人工智能（AI）和智能反射表面（IRS）授权的能源效率通信系统的6G物联网。首先，我们设计了一个智能和高效的通信架构，包括IRS辅助的数据传输和AI驱动的网络资源管理机制。其次，建立了6G物联网系统在给定传输时延下的能效最大化模型，该模型联合优化了所有通信参与者的设置，即物联网传输功率、IRS反射相移和BS检测矩阵。第三，提出了一种深度强化学习（DRL）授权的网络资源控制和分配方案，以解决制定的优化模型。基于网络和信道状态，DRL使能方案促进能量效率和低延迟通信。最后，通过实验验证了所提出的6G物联网通信系统的有效性。
2020-12-29 cs.AI cs.NI eess.SP
Channel Estimation with Simultaneous Reflecting and Sensing Reconfigurable Intelligent Metasurfaces
可重构智能表面（RISs）被设想在未来的无线通信中发挥关键作用，从而实现可编程的无线电传播环境。它们通常被认为是作为可调节反射器操作的接近无源的平面结构，从而引起了大量的实施挑战，包括估计底层无线信道的固有困难。在本文中，我们提出了混合RISs（HRISs）的概念，它不仅反映了冲击波形在一个可控的方式，但也能够感测和处理的一部分，它通过一些有源接收元件。我们首先提出了这种新的元表面架构的实现细节，并提出了一个简单的模型，其操作时，考虑到无线通信。作为HRIS的一个指示性应用，我们制定和解决多用户HRIS授权系统的上行链路的单个信道识别问题。我们的数值结果表明，在高信号噪声制度，HRIS使个别信道估计与显着减少的量的导频，相比，当使用一个纯粹的反射RIS，只能估计级联的信道时所需的。
2022-02-11 eess.SP
A Dual-Function Radar-Communication System Empowered by Beyond Diagonal Reconfigurable Intelligent Surface
针对传统RIS仅能半空间反射的局限，提出BD-RIS辅助DFRC系统，联合优化波形、表面矩阵与接收滤波器，并用ADMM求解最大-最小SCNR问题，实现全空间覆盖及通信感知性能提升。
2024-09-08 eess.SP
Intelligent Surface Empowered Integrated Sensing and Communication: From Coexistence to Reciprocity
本文研究IRS赋能的ISAC，分析其基本特征、辅助感知架构、信道控制与部署优化目标，并揭示不同部署下感知与通信的相互作用及未来方向。
2023-11-01 cs.IT eess.SP math.IT
Joint Location Sensing and Channel Estimation for IRS-Aided mmWave ISAC Systems
针对IRS辅助毫米波ISAC系统，提出两阶段传输方案与AS-TVBI算法，联合感知位置并估计信道，利用稀疏性提升性能，仿真验证优越性。
2023-11-14 eess.SP
Near-Field Sparse Bayesian Channel Estimation and Tracking for XL-IRS-Aided Wideband mmWave Systems
Zhejiang University（浙江大学）；Southern University of Science and Technology (SUSTech)（南方科技大学）
本文提出了一种基于张量的稀疏信道估计与跟踪算法，用于XL-IRS辅助的宽带毫米波系统，以提高信道估计精度并减少试点开销。
2026-01-16 eess.SP
Performance Analysis of Multi-IRS Aided Multiple Operator Systems at mmWave Frequencies
本文研究毫米波频段多运营商系统中智能反射面的性能，推导了不同合作方案下的遍历和频谱效率，证明各运营商可独立控制其IRS，跨运营商合作仅带来边际收益。
2025-07-17 eess.SP
Beam Scanning for Integrated Sensing and Communication in IRS-aided mmWave Systems
本文研究IRS辅助毫米波ISAC系统，提出STAS协议实现同时波束训练与感知，推导了通信可达速率与感知角度估计CRB的闭式解，并验证了其在平衡通信与感知性能上优于基准协议。
2023-07-01 cs.IT eess.SP math.IT
Optimized Energy and Information Relaying in Self-Sustainable IRS-Empowered WPCN
提出了一种在无线供电通信网络（WPCN）中利用自维持智能反射面（IRS）实现的混合中继方案，以同时提高混合接入点（HAP）到多个用户的下行能量传输（ET）和用户到HAP的上行信息传输（IT）的性能。我们提出了时间切换（TS）和功率分配（PS）计划的IRS，其中IRS可以收获能量从HAP的信号之间切换能量收集和信号反射的TS计划或调整其反射幅度在PS计划。对于TS和PS方案，我们制定的总和速率最大化问题，通过联合优化IRS的相移ET和IT和网络资源分配。为了解决每个问题的非凸性，我们提出了一个两步算法，以获得高精度的近最优解。为了显示资源分配的结构，我们还研究了随机相移方案的最优解。通过数值结果，我们表明，我们提出的计划可以实现显着的系统和速率增益相比，基线计划没有IRS。
2020-09-30 cs.IT eess.SP math.IT
