Experimental Assessment of Human Blockage at sub-THz and mmWave Frequency Bands
Universidad de Granada（格拉纳达大学）；Aalborg University（奥尔堡大学）
本文研究了75-215GHz频段中人类阻挡效应，考虑距离、身体大小和方向，改进经典路径损耗模型并对比3GPP方法，发现频率升高时平均衰减增加，距离增大时接收功率增加，方向变化导致最大4.6dB差异。
2026-04-09 eess.SP
Joint 3-D Positioning and Power Allocation for UAV Relay Aided by Geographic Information
在本文中，我们研究利用地理信息来解决无人机和地面节点之间的空地链路的阻塞问题。特别地，部署UAV中继器以建立从地面基站到多个地面用户的通信链路。为了提高通信容量，我们首先根据三维（3-D）地理信息的建筑物造成的阻塞效应建模。然后，在链路容量、最大发射功率和阻塞的约束下，通过联合优化无人机中继的三维位置和功率分配，建立了一个优化问题，以最大化用户间的最小容量.为了解决这个复杂的非凸问题，一个双循环优化框架的基础上拉格朗日松弛。外环的目的是获得适当的拉格朗日乘子，以确保拉格朗日问题的解收敛到原问题的最紧上界。内循环采用块坐标下降法（BCD）和逐次凸逼近法（SCA）求解拉格朗日问题，在每次迭代中交替优化无人机三维定位和功率分配。仿真结果表明，该方案的性能明显优于两个基准方案，并实现了性能接近上界的无人机中继系统。
2022-03-29 eess.SP
On the Downlink Coverage Performance of RIS-Assisted THz Networks
本文利用随机几何理论分析了室内太赫兹网络中单个RIS辅助下行链路的覆盖概率，考虑了直连、RIS及复合三种链路场景，并通过蒙特卡洛仿真验证了理论结果的准确性。
2023-08-30 eess.SP
Coverage Analysis of Hybrid RF/THz Networks With Best Relay Selection
与传统的射频（RF）相比，利用太赫兹（THz）传输来增强覆盖范围已经证明了各种好处。这封信提出了一种双跳解码和转发（DF）路由协议在混合RF和太赫兹中继网络命名为混合中继选择（HRS）。推导了HRS协议的覆盖概率。HRS协议优先考虑用于较高数据率或短源-目的地距离的THz中继器;以及用于较低数据率或大源-目的地距离的RF中继器。建议HRS协议提供了几乎相同的性能的最优选择协议，这需要完整的瞬时信道状态信息（CSI）的所有节点。
2023-03-17 cs.IT eess.SP math.IT
Power Efficient Discontinuous Reception in THz and mmWave Wireless Systems
不连续接收（DRX）是现代蜂窝系统中的关键功率节省特征，其中用户设备（UE）暂时禁用其接收机。由于前端功耗高，DRX可能特别积极地用于毫米波和太赫兹频率。在这些频率中DRX的一个关键挑战是各个链路是定向的并且非常容易受到阻塞。因此，MmWave和THz UE可能需要在多个方向上监视多个小区以确保连续可靠的连接。这项工作提出了一种新颖的启发式算法来动态选择要监视的小区，以尝试最佳地权衡链路可靠性和功耗。本文提供了连接模式DRX模式消耗的初步估计，使用详细和现实的统计模型，在28和140 GHz的阻滞剂。研究发现，虽然阻塞动态在140 GHz时更快，但通过足够的宏分集和链路预测，可以在低功率下保持可靠的连接
2019-08-23 eess.SP
Learning-Based Blockage-Resilient Beam Training in Near-Field Terahertz Communications
针对太赫兹近场通信的阻塞问题，本文利用艾里波束的弯曲传播特性，提出基于AMPBT-Net的多任务学习波束训练方案，在保证性能的同时显著降低训练开销。
2025-10-29 eess.SP
LiDAR Aided Human Blockage Prediction for 6G
利用高达THz波段的更高频率为下一代无线通信中更快的网络铺平了道路。然而，这种较短的波长容易受到较高的散射和路径损耗的影响，迫使链路主要依赖于视线（LOS）路径。在这项工作中，我们的目标是克服这一挑战，预测人为阻塞的LOS链路，使发射机能够预测的阻塞和智能行动。我们提出了一个安装在基础设施上的激光雷达传感器的端到端系统，以视觉方式捕获通信环境的动态，使用深度学习和光线投射技术处理数据，以预测未来的阻塞。实验表明，该系统实现了87%的准确率预测即将到来的堵塞，同时保持78%的精度和召回率为79%的300毫秒的窗口。
2021-10-01 eess.SP
Fixed-Gain AF Relaying for RF-THz Wireless System over $α$-$κ$-$μ$ Shadowed and $α$-$μ$ Channels
最近的研究调查的解码和转发（DF）中继混合射频（RF）和太赫兹（THz）无线链路与零波束指向误差。在这封信中，我们分析了一个固定增益放大转发（AF）中继的RF-THz链路的性能接口的接入网络的RF技术与无线THz传输。我们开发的概率密度函数（PDF）和累积分布函数（CDF）的中继辅助系统的端到端的SNR的双变量福克斯的H函数，考虑$α$ - $μ$衰落的太赫兹系统与非零波束指向误差和$α$ - $κ$-$μ$阴影（$α$ -KMS）衰落模型的RF链路。使用导出的PDF和CDF，我们提出了精确的中断概率，平均误码率（BER），遍历容量的考虑系统的解析表达式。我们还分析了中断概率和平均误码率渐近更好地了解系统的行为在高信噪比。我们使用仿真来比较具有半盲增益因子的AF中继与最近提出的用于太赫兹-RF传输的DF中继的性能。
2021-12-03 cs.IT eess.SP math.IT
An Initial Study of Human-Scale Blockage in sub-THz Radio Propagation with Application to Indoor Passive Localization
Consiglio Nazionale delle Ricerche（国家研究委员会）
本文在 sub-THz W-band 和 G-band 室内环境下实证研究了人体阻挡引起的电磁效应，分析了信道频率和冲激响应变化，并证明其在无设备被动定位中能比传统厘米级 RF 感知实现更高的微运动区分精度。
2024-05-15 cs.ET cs.LG eess.SP
Energy Efficient Fluid Antenna Relay (FAR)-Assisted Wireless Communications
本文提出一种基于流体天线中继（FAR）的节能无线通信系统，通过联合优化位置、功率和波束成形，解决非视距链路问题，相比传统方案能量效率提升最高39.94%。
2025-08-06 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
Performance of Dual-Hop Relaying for THz-RF Wireless Link
使用太赫兹（THz）频带用于核心网络与接入点之间的数据传输对于下一代无线系统来说可能是有希望的。在本文中，我们分析了回程应用的THz-RF无线链路的双跳中继的性能。考虑到$α-μ$衰落信道和指向误差的统计模型，我们推导出了一种新的太赫兹链路的信噪比的累积分布函数（CDF）的封闭形式的表达式，它也适用于非整数值的$μ$。使用CDF，我们推导出解析表达式的端到端的SNR和遍历容量的下限解码和转发（DF）辅助THZ-RF中继系统参数。利用直接链路和计算机模拟的分析结果，我们证明了太赫兹-RF中继是一种可行的无线回程技术，提供了一个显着的增加几乎$25 \%$的频谱效率，相比直接传输。
2020-12-25 cs.IT eess.SP math.IT
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
Coverage Analysis for 3D Terahertz Communication Systems
我们进行新的覆盖概率分析的下行链路传输在三维（3D）太赫兹（THz）通信（THzCom）系统。在这个系统中，我们解决了THz波段的独特传播特性，例如，吸收损耗、超窄的定向波束以及对阻塞的高度脆弱性，这些与较低频率下的那些根本不同。与现有的研究不同，我们在考虑3D定向天线在接入点（AP）和用户设备（UE）的效果，以及由用户本身，移动的人，和墙壁阻挡器在3D环境中造成的阻塞的联合影响的同时表征性能。在这样的考虑下，我们开发了一个易于处理的分析框架，通过检查占主导地位的干扰者（即，这些区域本身可能导致断电），以及这些区域中存在的断电器的平均数量。借助于数值结果，我们验证了我们的分析，并揭示，在分析中忽略太赫兹设备的垂直高度的影响导致覆盖概率大大低估。我们还表明，这是更值得增加在AP比在UE的天线方向性，产生一个更可靠的THzCom系统。
2021-04-20 eess.SP
Performance Analysis of Dual-Hop Relaying for THz-RF Wireless Link with Asymmetrical Fading
太赫兹（THz）频带对于下一代无线系统的核心网络和接入点（AP）之间的数据传输是有希望的。在本文中，我们分析了一个双跳THz-RF无线系统的性能，AP促进核心网和用户设备（UE）之间的数据传输。我们考虑一个广义模型的端到端的通道与独立的和不相同的分布（i.ni.d.）使用$α$ - $μ$分布的THz和RF链路的衰落模型、具有指向误差的THz链路和非对称中继位置。我们推导出了太赫兹-射频链路端到端信噪比的累积分布函数的封闭表达式，该表达式适用于太赫兹衰落信道下的广义性能分析中的连续$μ$值.使用推导出的CDF，我们分析了太赫兹-RF中继系统使用解码和转发（DF）协议的性能，推导出的分集阶数的解析表达式，SNR的时刻，遍历容量，和平均误码率的系统参数。我们还分析了所考虑的系统与独立同分布。建模和开发简化的性能，以分析方式提供各种实际相关场景下的系统行为。仿真和数值分析表明，太赫兹链路衰落参数对中继辅助太赫兹射频系统的性能有显著影响，而归一化波束宽度对中继辅助太赫兹射频系统的性能影响不大。
2021-03-15 cs.IT eess.SP math.IT
Analysis of Blocking in mmWave Cellular Systems: Application to Relay Positioning
本文利用随机几何与随机形状理论分析毫米波 $N$ 条链路间的阻塞相关性，并据此优化中继定位以最小化通信失败概率。
2024-11-30 cs.IT eess.SP math.IT
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
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
Performance Analysis of Cooperative Relaying for Multi-Antenna RF Transmissions over THz Wireless Link
最近的研究集中在单天线射频（RF）和太赫兹（THz）无线系统，以混合接入链路与回程。在本文中，我们评估的混合RF-THz系统采用多天线辅助接入点（AP）的RF链路和单天线THz传输的性能。我们在AP处采用等增益合并（EGC）接收器，并使用固定增益放大和转发（AF）中继协议来连接RF和THz链路。我们推导出的概率密度函数（PDF）和累积分布函数（CDF）的端到端的SNR所考虑的系统假设独立和非同分布（i.ni.d.）$α$ - $μ$分布，用于对RF和THz信道以及THz链路中的指向误差进行建模。我们使用中断概率，平均比特出错率（BER），遍历容量涉及二元福克斯的H-函数的系统性能进行分析。我们使用的残留物的方法来开发渐近分析，使用伽马函数显示的中断概率和平均BER在高信噪比制度的各种信道和系统参数的影响。我们使用计算机模拟来描述随着接入链路中用于信号接收的AP处的天线数量的增加，性能的缩放。
2022-05-01 cs.IT eess.SP math.IT
Coverage Analysis for 3D Terahertz Communication Systems with Blockage and Directional Antennas
当前无线通信系统中频谱资源的稀缺引发了对太赫兹（THz）频段的巨大研究兴趣。该频带的特征在于从根本上不同的传播特性，从而导致与我们迄今为止在较低频率下观察到的不同的干涉结构。在本文中，我们推导出一个新的表达式的下行链路传输的覆盖概率在太赫兹通信系统内的三维（3D）环境。首先，我们建立了一个三维传播模型，该模型考虑了分子吸收损耗、接入点（AP）和用户设备（UE）处的三维定向天线、来自附近AP的干扰以及由移动人类引起的动态阻塞。然后，我们开发了一种新的易于使用的分析框架的基础上占主导地位的干扰分析，以评估的覆盖概率，其新颖之处在于瞬时干扰和太赫兹设备的垂直高度的结合。我们的数值结果表明，我们的分析的准确性，并揭示了覆盖概率显着降低时，传输距离的增加。我们还表明，增加阻塞密度和增加AP密度施加不同的影响时，感兴趣的UE-AP链路的覆盖性能是在视线。我们进一步表明，通过增加在AP的天线方向性带来的覆盖性能的改善是高于通过增加在UE的天线方向性带来的。
2020-04-16 cs.IT eess.SP math.IT
On the Performance of Multihop THz Wireless System Over Mixed Channel Fading with Shadowing and Antenna Misalignment
现有的中继辅助太赫兹（THz）无线系统仅限于双跳传输，存在指向误差和短时衰落，没有考虑阴影效应。本文分析了在阴影衰落和天线失调误差下，多跳辅助回程通信与接入链路混合的性能。我们推导出统计结果的信噪比（SNR）的多跳链路考虑独立的，但不相同的分布（i.ni.d）$α$ - $μ$衰落信道与指向错误采用信道辅助（CA）和固定增益（FG）放大转发（AF）中继的每一跳。我们分析了中断概率，平均误码率，遍历容量性能的混合系统考虑广义$K$阴影衰落模型与AF和解码转发（DF）协议的接入链路。我们推导出CA-多跳系统与DF中继的最后一跳和FG-多跳系统使用FG和DF中继在最后一个中继的性能上界的性能指标的精确表达式。我们还开发了渐近分析，在高信噪比，以获得系统的分集阶数，并使用计算机模拟提供设计和部署方面的多个中继在回程链路，以扩展太赫兹无线传输的通信范围。
2022-04-08 cs.IT eess.SP math.IT
New Closed-Form ASER Expressions for Dual-Hop Mixed THz-RF Cooperative Relay Networks
针对双跳混合THz-RF解码转发中继网络，推导端到端SNR分布及多种调制方式的ASER闭式表达式，并用Monte Carlo仿真验证。
2023-04-20 cs.IT eess.SP math.IT
Intermittency versus Path Loss in RIS-aided THz Communication: A Data Significance Approach
针对RIS辅助太赫兹通信中强间歇LOS路径与弱可靠RIS路径的权衡，提出基于数据重要性的混合关键性叠加编码方案，在保障高关键性数据可靠传输的同时保持和速率与时延性能。
2024-01-24 cs.IT eess.SP math.IT
Artificial Intelligence Empowered Multiple Access for Ultra Reliable and Low Latency THz Wireless Networks
University of Piraeus（比雷埃夫斯大学）；RapidMiner GmbH（RapidMiner有限公司）；Nokia Standardization Department（诺基亚标准化部）；Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；CentraleSupélec（巴黎中央理工-高等电力学院）
太赫兹（THz）无线网络有望推动超越第五代（B5G）时代的到来。然而，由于THz链路的方向性和视线需求，以及THz网络的超密集部署，产生了介质访问控制（MAC）层需要面对的许多挑战。更详细地说，通过结合能够在复杂和频繁变化的环境中提供“实时”解决方案的人工智能（AI）来重新思考用户关联和资源分配策略的必要性变得显而易见。此外，为了满足几种B5G应用的超可靠性和低延迟需求，需要新的移动性管理方法。基于此，本文提出了一种整体MAC层方法，该方法可以实现智能用户关联和资源分配，以及灵活和自适应的移动性管理，同时通过最小化阻塞来最大限度地提高系统的可靠性。更详细地说，一个快速和集中的联合用户关联，无线电资源分配，并通过一个新的元机器学习框架的阻塞避免记录，最大限度地提高太赫兹网络的性能，同时最小化的关联延迟约三个数量级。为了在接入点（AP）覆盖区域内支持移动性管理和阻塞避免，讨论了用于波束选择的深度强化学习（DRL）方法。最后，为了支持相邻AP覆盖区域之间的用户移动性，提出了一种基于人工智能辅助快速信道预测的主动切换机制。
2022-08-17 cs.AI cs.LG cs.NI
Impact of Pointing Error on Coverage Performance of 3D Indoor Terahertz Communication Systems
Australian National University（澳大利亚国立大学）；University of Oulu（奥卢大学）；Northeastern University（东北大学）
本文研究了3D室内太赫兹通信系统中指针误差对覆盖性能的影响，通过分析指针误差对信号功率和覆盖概率的影响，指出仅增加天线阵列大小不足以缓解指针误差的影响，强调了先进估计技术的重要性。
2026-01-29 eess.SP
Multi-Connectivity for Indoor Terahertz Communication with Self and Dynamic Blockage
我们推导出新的表达式的连接概率和平均遍历容量来评估多连接（MC）在室内超宽带太赫兹（THz）通信系统的性能。在该系统中，用户受到自阻塞和动态人为阻塞的影响。我们首先建立了一个三维的传播通道在这个系统中的分子吸收损耗和超宽带太赫兹信道的可用带宽的性质收缩的影响进行了表征。然后，我们对两种MC策略进行了新的性能分析：1）最近视距（LOS）接入点（AP）MC（C-MC）和2）反应式MC（R-MC）。数值结果，我们验证了我们的分析，并显示了相当大的改善MC策略的连接概率。我们进一步表明，C-MC和R-MC策略提供了显着的和边际容量增益相对于单一的连接策略，分别，和增加的用户相关联的AP的数量施加完全不同的影响所实现的C-MC和R-MC策略的容量增益。此外，我们澄清，我们的分析使我们能够确定AP的最佳密度，以最大限度地提高容量增益。
2020-04-16 cs.IT eess.SP math.IT
NOMA-Enabled Dual-IRS Relay Network Integrated with Ambient Backscatter Communication
本文提出了一种结合NOMA、双IRS和环境反向散射通信的中继网络，通过时间开关中继协议实现能量收集与信息转发，并分析了不同参数对系统性能的影响。
2026-02-28 eess.SP
Joint Beamforming and Dynamic Relay Positioning for mmWave Urban Communications
将毫米波（mmWave）频谱用于商业无线通信预期将提供每秒千比特数量级的数据速率，从而能够支持诸如车辆到车辆或车辆到基础设施通信的未来应用。然而，特别是在城市环境中，毫米波信号传播对周围物体的阻挡很敏感，导致显著的信号衰减。减轻衰减影响的一种方法是在中继的帮助下通过多跳通信。利用毫米波介质的独特特性，我们考虑一个单一的源/目的地$2$跳系统，其中一个集群的空间分布和可重构的中继用于合作放大和转发源信号到目的地。我们的系统演变的时隙，在此期间，不仅是最佳的波束成形权重集中确定，而且未来的中继位置为后续时隙的最佳选择，共同最大限度地提高预期的信号干扰噪声比在目的地。最佳的预测中继定位是通过制定一个2阶段的随机规划问题，这是有效地近似通过一个有条件的样本平均近似代理，并在一个纯粹的分布式方式解决跨继电器。所提出的近最优定位策略的功效通过与随机中继定位策略的比较来证实，清楚地证实了其优越性。
2020-02-18 eess.SP
ScreenAnt: Transparent On-Screen Antennas for 6G
Delft University of Technology（代尔夫特理工大学）
针对6G设备中传统边缘天线孔径有限、易受用户阻挡等问题，提出将透明天线阵列集成到屏幕上的ScreenAnt方案，通过梯度上升算法优化天线功率和相位，在28 GHz和300 GHz频段分别提升上行频谱效率超过50%和150%，并展现出强抗阻挡鲁棒性。
2026-08-04 eess.SP
Bending Beam for THz Wireless Networks: Fundamental, Design Issue, and Prototype
National Key Laboratory of Wireless Communications, University of Electronic Science and Technology of China（电子科技大学）；School of Electronic Science and Engineering, University of Electronic Science and Technology of China（电子科技大学）；Department of Electrical and Computer Engineering, National University of Singapore（新加坡国立大学）
本文综述太赫兹无线通信与传感中弯曲波束的基础、应用场景等。介绍比较相关设计与实现方法，讨论潜在应用及挑战，通过硬件演示验证了弯曲波束相比传统波束聚焦的优势。
2026-07-08 eess.SP
Coverage Analysis for 3D Indoor Terahertz Communication System Over Fluctuating Two-Ray Fading Channels
本文针对三维室内太赫兹通信系统，提出结合曼哈顿线过程墙体遮挡建模与FTR衰落信道的分析框架，推导覆盖概率表达式，验证了用户位置对覆盖的显著影响，并指出最优AP密度由用户位置与房间尺寸共同决定。
2024-10-07 cs.IT eess.SP math.IT
On the Structure of the Optimal Detector for Sub-THz Multi-Hop Relays with Unknown Prior: Over-the-Air Diffusion
Faculty of Engineering and Natural Sciences, Sabanci University（萨班哲大学工程与自然科学学院）
本文提出了一种基于DDIMs的最优检测器框架，将子太赫兹多跳中继视为方差保持的扩散过程，通过端到端统计量实现近最优解码，无需中间节点CSI。
2026-01-03 cs.IT eess.SP math.IT
EMR: A New Metric to Assess the Resilience of Directional mmWave Channels to Blockages
毫米波（mmWave）通信系统需要窄波束以增加通信范围。如果主要通信方向被障碍物阻挡，则应快速识别替代且可靠的空间通信路径以保持连通性。在本文中，我们引入了一个新的度量来量化的有效多径丰富度（EMR）的定向通信信道，通过考虑的强度和空间多样性的解决路径，同时也考虑到波束宽度和阻塞特性。度量被定义为多径分量（MPC）集群的数量的加权和，其中基于具有高于某个阈值的功率的MPC之间的余弦距离来执行聚类。此过程返回给定环境中的发射器（TX）/接收器（RX）位置对的单个标量值。还可以通过考虑一组TX/RX位置，用度量的概率分布函数来表示整个环境的EMR。使用这个建议的度量，可以评估不同的通信环境的散射丰富性，以实现特定的服务质量（QoS）。该指标在更高频率下特别有用，例如毫米波和太赫兹（THz），其中传播路径损耗和穿透损耗很高，并且定向非视线（NLOS）通信对于网络的成功至关重要。我们评估建议的指标，使用我们的信道测量在28 GHz的大型室内环境中的图书馆设置LOS和NLOS的情况。
2020-09-30 eess.SP
Vehicular Blockage Modelling and Performance Analysis for mmWave V2V Communications
车联网（V2X）通信正在彻底改变交通系统的连接性，从而支持安全高效的道路移动性。为了满足V2X服务日益增长的带宽需求，毫米波（例如，5G新无线电频谱26.50 - 48.20 GHz）和sub-THz（例如，120 GHz）频率正在研究大量可用频谱。在这些频率下的通信需要波束型连接作为严重路径损耗衰减的解决方案。然而，波束可能被阻挡，对通信可靠性产生负面影响。在车辆到车辆（V2 V）等高移动性场景中，当阻塞是动态的时，阻塞预测是必要的和具有挑战性的。本文提出了一个分析模型，推导出在高速公路多车道的情况下，无条件的阻塞概率。所提出的模型考虑了交通密度、车辆的3D尺寸和天线的位置。此外，通过设置通信参数和目标服务质量，可以预测信噪比分布和服务概率，其可以用于资源调度。详尽的数值结果证实了所提出的模型的有效性。
2021-10-20 eess.SP math.PR
Distributed Machine-Learning for Early HARQ Feedback Prediction in Cloud RANs
本文提出了一种用于Cloud RANs的分布式机器学习HARQ预测方案DA2SGMM，通过速率受限的反馈信道在UE端提前预测BBU解码结果，仿真表明其在吞吐量和延迟上显著优于常规HARQ等方案。
2023-05-18 eess.SP
Blockage Prediction Using Wireless Signatures: Deep Learning Enables Real-World Demonstration
克服链路阻塞挑战对于增强毫米波（mmWave）和亚太赫兹（sub-THz）通信网络的可靠性和延迟至关重要。以前的方法主要依赖于（i）多连接，其未充分利用网络资源，或者依赖于（ii）使用带外和非RF传感器来预测链路阻塞，这与增加的成本和系统复杂性相关联。在本文中，我们提出了一种新的解决方案，仅依赖于带内毫米波无线测量，以主动预测未来的动态视线（LOS）链路阻塞。所提出的解决方案利用深度神经网络和接收信号功率的特殊模式，我们称之为预阻塞无线签名来推断未来的阻塞。具体而言，开发的机器学习模型试图预测：（i）未来是否会发生堵塞？(ii)什么时候会发生这种堵塞？(iii)堵塞的类型是什么？以及（iv）运动的阻塞物的方向是什么？为了评估我们提出的方法，我们建立了一个大规模的真实世界的数据集，包括近$0.5$万个数据点（毫米波测量）的室内和室外阻塞的情况。使用该数据集的结果表明，该方法可以成功地预测未来动态阻塞的发生，准确率超过85%。此外，对于具有高移动性车辆阻塞的室外场景，所提出的模型可以预测未来阻塞的确切时间，对于未来$500$ ms内发生的阻塞，误差小于$80$ ms。这些结果突出了所提出的主动阻塞预测解决方案的有希望的收益，这可能会提高未来无线网络的可靠性和延迟。
2021-11-16 cs.IT eess.SP math.IT
Near-Field THz Bending Beamforming: A Convex Optimization Perspective
针对太赫兹通信遮挡问题，提出基于凸优化的近场弯曲波束成形方法，通过SCA技术求解非凸优化问题，最大化轨迹最小接收功率，性能优于传统方法且鲁棒性强。
2025-04-07 eess.SP
Robust Communication Design in RIS-Assisted THz Channels
针对THz通信中的路径损耗和遮挡等挑战，提出一种用于RIS辅助THz系统的混合关键性叠加编码方案，通过优化发射功率，显著降低关键数据排队延迟并维持高吞吐量。
2024-11-15 cs.IT eess.SP math.IT
Distributed Reconfigurable Intelligent Surfaces for Energy Efficient Indoor Terahertz Wireless Communications
随着第五代（5G）网络的广泛商用和快速部署，第六代（6 G）无线通信被设想为在多个方面向全球用户提供有竞争力的服务质量（QoS）。6 G的关键和基础研究首先高度依赖于当频谱被认为扩展到太赫兹（THz）域时无线传播的精确建模和表征。此外，未来网络的功耗和能源效率是需要考虑的关键因素。在这项研究中，可重构智能表面（RIS）辅助无线通信的基本机制的审查的基础上，我们利用三维射线跟踪方法来分析一个现实的室内太赫兹传播环境中存在的人为障碍。此外，我们提出了一个分布式RISs框架（DRF），以协助室内太赫兹无线通信，以实现整体的能源效率。基于2,900多个室内太赫兹无线通信子场景的仿真结果的数值分析表明，应用分布式RISs可以有效克服移动人员阻塞问题，改善太赫兹信号覆盖，提高信噪比（SNR）和QoS。随着实际的硬件设计限制的调查，我们最终设想如何利用现有的通感一体化技术部署和操作这样的系统在现实中。这种分布式RISs框架还可以为物联网（IoT）网络的高效THz通信奠定基础。
2022-10-12 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
Active Reconfigurable Intelligent Surface-Aided Terahertz Wireless Communications
本文探索主动可重构智能表面（RIS）辅助的太赫兹（THz）通信，通过制定考虑主动噪声、信号放大、分子吸收和波束失准等因素的遍历速率，解决了THz通信中遮挡敏感和覆盖受限的问题。
2024-07-03 cs.NI eess.SP
Performance Analysis of Dual-Hop THz Wireless Transmission for Backhaul Applications
太赫兹传输会因天线未对准而遭受指向误差，并且除了信道衰落之外，还会因分子吸收而产生更高的路径损耗。在本文中，我们采用放大转发（AF）双跳中继，以减轻指向错误的影响，并扩大回程连接的太赫兹无线系统的范围。我们提供的统计分析所考虑的系统的性能推导出的中断概率，平均误码率（BER），平均信噪比（SNR），并在独立和相同的（i.i.d）$α$ - $μ$衰落的遍历容量的下限与指向错误的统计效果相结合的解析表达式。使用计算机模拟，我们验证了继电器辅助系统的衍生分析。我们还证明了系统参数的中断概率和平均误比特率的分集阶的帮助下的效果。我们表明，数据率高达几个\mbox{Gbps}可以实现使用太赫兹传输，这是下一代无线系统，特别是回程应用程序所期望的。
2021-11-21 cs.IT eess.SP math.IT
Intelligent Blockage Prediction and Proactive Handover for Seamless Connectivity in Vision-Aided 5G/6G UDNs
University of Glasgow（格拉斯哥大学）
无线设备和实时服务需求的激增迫使移动到更高的频谱。毫米波（mmWave）和太赫兹（THz）频段与波束成形技术相结合，为超密集网络（UDN）提供了显着的性能增强。不幸的是，在较高频谱处经历的小区覆盖范围缩小和严重的穿透损耗使得移动性管理成为UDN中的关键问题，特别是优化波束阻塞和频繁切换（HO）。在城市中心和城市地区，流动性管理的挑战已经变得普遍。为了解决这个问题，我们提出了一种新的机制，利用无线信号和道路上的监控系统，智能地预测可能的堵塞提前执行及时HO。本文采用计算机视觉（CV）来确定障碍物和用户的位置和速度。此外，本研究引入了一个新的HO事件，称为块事件{BLK}，定义的存在的阻挡对象和用户向阻挡区域移动。此外，多元回归技术预测直到用户到达被阻挡区域的剩余时间，从而确定最佳HO决策。仿真结果表明，与无阻塞预测的典型无线网络相比，该算法在保持用户连接性和用户体验质量（QoE）方面提高了40%.
2022-02-21 cs.LG cs.NI eess.SP
THz Precoding for 6G: Applications, Challenges, Solutions, and Opportunities
得益于超宽带的优势，太赫兹（THz）通信正成为未来6G网络的一项重要技术。对于太赫兹通信，预编码是克服太赫兹信号严重路径损耗以支持期望覆盖的必要技术。在本文中，我们系统地研究了未来6G网络中占主导地位的THz预编码技术，重点介绍了其面临的主要挑战和机遇。具体来说，我们首先说明了三个典型的太赫兹应用场景，包括室内，移动和卫星通信。然后，明确了毫米波和太赫兹信道的主要区别，并在此基础上揭示了太赫兹预编码面临的主要挑战，如距离相关的路径损耗、波束分裂效应和高功耗。为了解决这些挑战，三种代表性的THz预编码技术，即，模拟波束成形、混合预编码和延迟相位预编码，从它们的不同结构、设计、最新结果和优缺点等方面进行了广泛的研究，并提供了频谱和能量效率的仿真结果，以比较这些典型的THz预编码方案，为它们在未来6G网络中的应用提供一些见解。最后，指出了几个重要的开放问题和潜在的研究机会，如使用可重构智能表面（RIS）来解决太赫兹阻塞问题，并进行了讨论。
2020-05-21 cs.IT eess.SP math.IT
Terahertz-Band Near-Space Communications: From a Physical-Layer Perspective
随着临近空间平台站（NSPS）技术的快速发展，临近空间通信（NS-COM）有望在第六代（6 G）通信及以后的空-空-地一体化网络中发挥关键作用。在NS-COM中，NSPS和各种机载/星载平台之间的超宽带无线连接是大量消耗带宽的应用所必需的，例如基于NSPS的Ad hoc网络、飞行中的Internet和中继技术。然而，这样的要求似乎与传统微波频率下频谱资源的稀缺性相矛盾，这激发了0.1至10 THz范围内的太赫兹（THz）频带的开发。由于THz信号具有巨大的可用带宽，能够为NS-COM提供100 Gb/s以上的超高速率数据传输，非常适用于路径损耗较小的临近空间环境。为此，本文从物理层的角度对太赫兹波段非同步通信（THz-NS-COM）进行了广泛的研究。本文首先总结了太赫兹通信在临近空间环境中的应用前景，分析了其存在的技术障碍。然后分别讨论了THz-NS-COM的信道特性和相应的建模策略。然后，为了突破THz-NS-COM的技术壁垒，研究了三个关键的研究方向：用于超大规模天线阵列的稳健波束形成、针对混合失真的信号处理算法以及通感一体化。还提供了几个开放的问题，以释放THz-NS-COM的全部潜力。
2022-07-25 eess.SP
Hybrid FSO/THz-based Backhaul Network for mmWave Terrestrial Communication
在这项工作中，一个混合的自由空间光学（FSO）/太赫兹（THz）的回程网络被认为是提供高数据速率的可靠通信的地面移动用户（MU）工作在毫米波（毫米波）波段。FSO链路受到大气湍流和指向误差损伤的影响，这两种损伤分别具有Gamma-Gamma和Rayleigh衰落的特征。在FSO接收机中，考虑了强度调制直接探测和外差探测技术。多天线THz链路同时存在高路径损耗和失调误差。太赫兹信道具有$α-μ$分布特性，失调误差具有瑞利衰落特性。为了减小来回切换的影响，在接入点（AP）引入软交换方法来选择通过FSO/THz混合链路的信号，并与硬切换方法进行了比较。选择性解码和转发中继被认为是在AP转发成功解码的回程信号到地面MUs. In这种情况下，我们得出封闭形式的表达式的个别链路的中断概率，端到端（E2 E）中断概率，渐近中断概率，遍历容量，和平均误码率的各种调制方案。最后，我们研究了不同的参数，如大气湍流，指向/失准误差，链路距离，大气衰减/路径损耗，太赫兹和接入链路的衰落参数，以及天线数量对网络性能的影响。我们的研究结果表明，通过适当的切换方法，FSO/THz链路的联合实现，提高了回程链路的速率/可靠性，具有有限的切换开销。
2022-11-11 eess.SP
LoS-Map Construction for Proactive Relay of Opportunity Selection in 6G V2X Systems
车联网（V2X）技术的最新进展和即将到来的第六代（6 G）网络将为具有增强通信能力的车辆服务开启一个新时代。互联和自动驾驶汽车（CAV）有望提供新的交通体验，提高道路网络的安全性和效率。毫米波（mmW）频率的使用保证了CAV应用所需的大量带宽（> 1GHz）和高数据速率（> 10 Gbit/s）。然而，高频受到严重的路径损耗的影响，并且视线（LoS）传播很容易被静态和动态障碍物阻挡。目前正在研究几种解决方案，最有前途的一种是利用继电器。然而，传统的中继方案对链路故障做出反应并利用瞬时信息，这阻碍了在高度移动和复杂的网络（例如车辆场景）中的有效中继选择。在这种情况下，我们提出了一种新的主动中继策略，利用CAV和环境信息之间的合作来预测动态的LoS地图，它描述了链接的演变。主动中继方案利用动态LoS映射来最大化网络连接。提出了一种新的框架，结合现实的移动模式和几何信道传播模型，在不同的情况下分析性能。数值模拟表明，主动中继方案减轻了波束阻塞，并最大限度地提高了CAV与可靠链路连接的平均概率。
2022-04-05 cs.NI eess.SP
Performance Analysis and Optimal Design of HARQ-IR-Aided Terahertz Communications
本文针对太赫兹通信可靠性问题，分析HARQ-IR在有无遮挡下的中断与吞吐量，提出多跳方案和DNN中断评估框架，实现优于渐近方法的最优速率选择。
2023-04-22 cs.IT eess.SP math.IT
Network-Assisted D2D Relay Selection Under the Presence of Dynamic Obstacles
尽管使用来自多输入多输出（\texttt{MIMO}）天线的定向波束来补偿高传播损耗，但是设备到设备（\texttt{D2D}）通信中的毫米波（\texttt{mmWave}）信道易受阻塞的影响。这促使人们在运动中的用户设备（\texttt{UEs}）之间形成\texttt{D2D}链路时寻找障碍物的存在。在\texttt{D2D}通信中，移动的\texttt{UEs}还充当中继以将数据从一个\texttt{UE}转发到另一个，这引入了中继选择的问题。当障碍物也随着移动的\texttt{UEs}运动时（动态障碍物），问题变得更具挑战性。首先，我们已经开发了一个概率模型，考虑移动\texttt{UEs}和动态障碍物的中继选择。然后利用与基站相连的\texttt{MIMO}雷达的信息，在三维欧氏空间中分析了动态障碍物阻塞链路的概率。最后，使用这些信息，我们已经开发出独特的策略，基于简单的几何形状，找到最好的中继，最大限度地提高预期的数据率。通过仿真，我们已经表明，我们提出的策略给出了一个显着的改善，由于节点的移动性和动态障碍物在\texttt{mmWave}信道的数据包丢失的传统方法，不考虑动态障碍物的存在。
2019-07-19 cs.NI eess.SP
Terahertz Meets Untrusted UAV-Relaying: Minimum Secrecy Energy Efficiency Maximization via Trajectory and Communication Co-design
无人机（UAV）和太赫兹（THz）技术被设想在下一代无线通信中发挥至关重要的作用。在本文中，我们提出了一种新的安全的无人机辅助移动中继系统工作在太赫兹频段的数据采集从多个地面用户设备（UE）对目的地。我们假设，无人机安装的中继可能会采取行动，除了提供中继服务，作为一个潜在的窃听者称为不可信的无人机中继（UUR）。为了保障端到端通信的安全，我们提出了一种安全的两阶段传输策略与合作干扰。然后，我们设计了一个优化框架方面的一个新的措施$-$保密能源效率（SEE），定义为可实现的平均保密率的平均系统功耗的比率，这使我们能够获得尽可能最好的安全级别，同时考虑到UUR的固有的飞行功率限制。为了所有UE之间的服务质量公平性，我们的目标是最大限度地提高最小SEE（MSEE）的性能，通过联合设计的关键系统参数，包括UUR的轨迹和速度，通信调度，和网络功率分配。由于制定的问题是一个混合整数非凸优化和计算上难以处理的，我们将其解耦成四个子问题，并提出替代算法来解决它有效地通过贪婪/顺序块连续凸逼近和非线性分式规划技术。数值结果表明，显着的MSEE性能改善我们的设计相比，其他已知的基准。
2022-02-08 cs.CE cs.IT cs.NI
Event-Based Beam Tracking with Dynamic Beamwidth Adaptation in Terahertz (THz) Communications
针对THz窄波束移动、对齐与阻塞难题，提出动态波束宽度自适应参数化波束成形及基于事件的低开销波束跟踪与信道估计方法，联合优化速率和中断概率。
2022-08-21 cs.IT eess.SP math.IT
Viewport Prediction, Bitrate Selection, and Beamforming Design for THz-Enabled 360° Video Streaming
针对太赫兹（THz）赋能360°视频流的自阻塞挑战，提出基于个性化联邦学习的视口预测框架、宏动作分散式POMDP建模的比特率选择与波束成形优化及多智能体DRL算法，提升用户QoE。
2024-12-07 eess.IV eess.SP
Terahertz Communication Multi-UAV-Assisted Mobile Edge Computing System
本文研究太赫兹多无人机辅助移动边缘计算系统中的服务时延最小化问题，提出联合优化中继选择、功率、位置和资源分配的PDD算法，并通过数值实验验证其优于基准方法。
2024-07-01 eess.SP
Nanoscale Reconfigurable Intelligent Surface Design and Performance Analysis for Terahertz Communications
太赫兹（THz）通信已经被设想为为提供用于第六代（6 G）无线网络的超高数据传输的有前景的使能器。为解决太赫兹波严重衰减和衍射不良带来的阻塞脆弱性，提出了一种纳米级可重构智能表面（NRIS），用于智能控制入射太赫兹波的传播方向。本文通过研究石墨烯的电导率与外加电压的关系，研究了石墨烯的电学性质，并基于法布里-珀罗谐振模型设计了一种高效的电控NRIS硬件结构。特别是，NRIS的相位响应可编程至306.82度。为了分析硬件性能，我们联合设计了NRIS辅助THz通信系统的无源和有源波束形成。特别地，提出了一种自适应梯度下降（A-GD）算法，通过在迭代过程中动态更新步长来优化NRIS的相移矩阵。最后，数值结果证明了我们设计的硬件架构以及开发的算法的有效性。
2022-07-06 cs.IT eess.SP math.IT
