Smart Wireless Environment Enhanced Telecommunications: A Network Stabilisation Paradigm for Mobile Operators
本文从移动信道稳定视角综述了智能无线环境（SWE）范式，分析了全息超表面、无线感知与机器智能的协同作用，为运营商构建稳健的5G RAN架构及未来商业部署指明关键挑战。
2024-06-11 cs.IT eess.SP math.IT
Intelligent Reflecting Surface Configurations for Smart Radio Using Deep Reinforcement Learning
智能反射面（IRS）有望将无线通信的模式从“适应无线信道”转变为“改变无线信道”。然而，目前的IRS配置方案，包括子信道估计和被动波束形成的顺序，符合传统的基于模型的设计思想，是很难实现在复杂的无线电环境中的实际。为了创建智能无线电环境，我们提出了一种无模型设计的IRS控制，是独立的子信道信道状态信息（CSI），并要求IRS和无线通信系统之间的最小交互。我们首先将IRS的控制建模为马尔可夫决策过程（MDP），并应用深度强化学习（DRL）来执行IRS的实时粗相位控制。然后，我们采用极值搜索控制（ESC）作为IRS的精细相位控制。最后，通过更新帧结构，我们将DRL和ESC集成到IRS的无模型控制中，以提高其对不同信道动态的适应性。数值结果表明，我们提出的联合DRL和ESC计划的优越性，并验证其有效性的无模型IRS控制没有子信道CSI。
2022-05-11 eess.SP
Boosting 5G on Smart Grid Communication: A Smart RAN Slicing Approach
预计第五代（5G）及以后的系统将加速电力系统向智能电网的转型。然而，智能电网服务和需求的内在异构性对统一网络架构的定义提出了重大挑战。在这种背景下，无线电接入网络（RAN）切片成为确保智能电网中可互操作连接和服务管理的关键5G推动因素。本文介绍了一种新的RAN切片框架，利用人工智能（AI）的潜力，以支持IEC 61850智能电网服务。在深度强化学习的帮助下，实现了RAN切片的高效无线电资源管理，同时符合智能电网自愈用例的严格性能要求。我们的研究成果倡导在超5G系统中采用新兴的AI原生方法进行RAN切片，并为智能电网中的差异化服务提供奠定基础。
2022-08-30 eess.SP
Channel Charting in Smart Radio Environments
Department of Electronics, Information and Bioengineering, Politecnico di Milano（电子、信息与生物工程系，米兰理工学院）
本文提出在现实城市环境中利用静态电磁皮肤（EMS）增强信道图谱绘制（CC）的设备定位，通过优化EMS相位轮廓设计，显著降低了定位误差并提升了可信度和连续性。
2025-08-10 cs.LG eess.SP
Characterizing the UAV-to-Machine UWB Radio Channel in Smart Factories
VTT Technical Research Centre of Finland Ltd.（芬兰国家技术研究中心有限公司）；Université catholique de Louvain（鲁汶天主教大学）；University of Bologna（博洛尼亚大学）；CNIT（意大利全国电信联盟）
在这项工作中，超宽带空对地测量在现实世界的工厂环境中进行的结果进行了介绍和讨论。考虑到智能工业部署，我们设想了一种场景，即无人机可以用作工厂运营，优化和控制的辅助工具。测量解决了无线无线电信道的窄带和宽带特性，并可用于链路预算计算，干扰研究和实际工厂的时间分散评估，而没有通常的限制，两个无线电终端接近地面。测量在3.1-5.3 GHz频段的不同位置和不同高度进行。根据距离、高度和传播条件确定一些基本传播参数值。这些测量与具有相同设置的常规地对地测量进行了补充和比较。所进行的测量活动为在智能互联工厂中实现无线应用提供了见解，包括无人机辅助应用。
2021-04-19 cs.RO cs.SY eess.SP
Smart Jamming Attacks in 5G New Radio: A Review
第五代无线蜂窝网络（5G）预计将成为紧急服务、自然灾害救援、公共安全和军事通信的基础设施。5G和以前的任何无线蜂窝网络一样，容易受到干扰攻击，这些攻击会造成故意干扰，阻碍合法用户的通信。因此，干扰5G网络可能对公共安全构成真正的威胁。因此，迫切需要调查这些网络在多大程度上容易受到干扰攻击。在这项调查中，我们考虑了2017年发布的3GPP标准，该标准被广泛接受为部署这些网络的主要参考。首先，我们描述了5G新无线电（NR）架构的关键要素，例如基站和用户设备之间交换的不同信道和信号。其次，我们对干扰攻击模型进行了深入审查，并评估了5G NR对这些干扰攻击的脆弱性。然后，我们介绍了最先进的检测和缓解技术，并讨论了它们在5G无线网络中击败智能干扰机的适用性。最后，在本文的最后，我们提出了一些建议和未来的研究方向。
2020-09-11 cs.CR cs.SY eess.SP
Digital Twinning in Smart Grid Networks: Interplay, Resource Allocation and Use Cases
本文探讨数字孪生技术在智能电网网络中的应用，提出通过实时监控、精确建模和高效无线电资源分配来优化拥塞资源并支持服务恢复，同时指出了实时通信、互操作性和安全等未来挑战。
2023-06-26 cs.NI eess.SP
Advanced Network Planning in 6G Smart Radio Environments
本文提出一种仅用RIS和NCR的优化部署框架，通过成本最小化优化实现密集城区全面覆盖，仿真证明可显著降低6G网络规划成本。
2024-11-09 cs.NI eess.SP
Pervasive Machine Learning for Smart Radio Environments Enabled by Reconfigurable Intelligent Surfaces
National and Kapodistrian University of Athens（雅典国立卡波季斯特里安大学）；Technology Innovation Institute（技术创新研究院）；Zhejiang University（浙江大学）；Singapore University of Technology and Design（新加坡科技设计大学）；University of Oulu（奥卢大学）；Mohamed Bin Zayed University of Artificial Intelligence（穆罕默德·本·扎耶德人工智能大学）
新兴的可重构智能表面（RISs）技术被提供作为智能无线环境的使能者，提供高度可扩展、低成本、硬件高效且几乎能量中性的解决方案，用于动态控制电磁信号在无线介质上的传播，最终为不同的操作目标提供增强的环境智能。在这种可重新配置的无线电环境中设想的密集部署RIS的主要挑战之一是利用有限的或甚至不存在的计算硬件来有效配置多个元表面。在本文中，我们考虑多用户和多RIS授权的无线系统，并提出了一个彻底的调查在线机器学习方法，他们的各种可调组件的编排。以总速率最大化为代表的设计目标，我们提出了一个基于深度强化学习（DRL）的综合问题公式。我们详细的无线系统和DRL术语的参数之间的对应关系，并设计通用的人工神经网络的训练和部署的算法步骤，同时讨论其实施细节。在第六代（6G）时代的多RIS授权的无线通信的进一步实际考虑，提出了一些关键的开放的研究挑战。从基于DRL的现状来看，我们利用系统设计参数的配置与无线环境的未来状态之间的独立性，并提出了有效的多臂强盗方法，其产生的和速率性能在数值上显示优于随机配置，同时足够接近传统的深度Q网络（DQN）算法，但具有较低的实现复杂度。
2022-05-08 cs.ET cs.IT cs.LG
Multipath-assisted Radio Sensing and Occupancy Detection for Smart In-house Parking in ITS
基于无线电的联合通信、定位和传感是一个新兴的研究领域，具有各种应用潜力。从这些能力中受益匪浅的是，智慧城市、移动性和物流概念是最大限度地提高现代交通系统效率的关键组成部分。在城市环境中，寻找停车位和货物运输都是耗时和占用空间的，并成为这些运输链的瓶颈。为这些异构的要求配置文件（对象的主动和被动定位）提供位置信息，可以通过使用可改造的无线传感器网络来实现，这些传感器网络通常只部署用于主动定位。可以通过评估存储在信道脉冲响应（CIR）中的传输信道的信号反射和多径特性来实现对对象的附加被动检测。在这项工作中，一个概念验证的实现和初步的实验结果，基于CIR的占用检测停车场。由于时间分辨率依赖于可用带宽，因此使用超宽带收发器的CIR。为此，CIR被平滑，并且通过执行背景减除来检测CIR内的时变变化。最后，将反射对象映射到各个停车场。所开发的方法进行了测试，在内部停车场。所提供的工作是被动占用检测的基础，其能力可以通过利用额外的物理层（例如5G甚至6G）来增强。
2022-01-16 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
Integrated Sensing and Communication Meets Smart Propagation Engineering: Opportunities and Challenges
本文从协同视角研究ISAC与智能传播工程，分析智能表面、流体天线和无人机对传播的调控及ISAC感知辅助环境配置的互惠作用，并通过仿真验证性能增益。
2024-02-28 cs.IT eess.SP math.IT
A Path to Smart Radio Environments: An Industrial Viewpoint on Reconfigurable Intelligent Surfaces
本文从工业界视角分析可重构智能表面（RIS）商业化与标准化面临的挑战，并提供了使RIS在工业上可行的清晰路线图。
2021-07-29 cs.IT cs.NI eess.SP
Integrated Sensing and Covert Communication In Low-Altitude Networks: A Smart Radio Environment Perspective
College of Communications Engineering, PLA Army Engineering University（中国人民解放军陆军工程大学通信工程学院）；Jiangsu Provincial Meteorological Observatory（江苏省气象局）
针对低空网络中通信安全问题，本文引入智能无线电环境技术，通过联合优化飞行轨迹、干扰功率、可移动天线位置等参数，实现集成感知与隐蔽通信的吞吐量最大化。
2026-06-01 cs.SY eess.SP eess.SY
On the impact of the antenna radiation patterns in passive radio sensing
该研究针对无源无线电感知场景，改进基于衍射的电磁模型以适配智能天线的非均匀角度滤波特性，并通过实验量化了衍射与多径分量对感知精度的影响，为相关场景的天线选型与模型优化提供参考。
2024-05-15 cs.SY eess.SP eess.SY
Smart Interference Management xApp using Deep Reinforcement Learning
干扰仍然是蜂窝无线电接入网络（RAN）部署中的关键限制因素。有效的、数据驱动的、自适应的无线电资源管理（RRM）解决方案对于解决干扰至关重要，从而实现所需的性能水平，特别是在小区边缘。在未来的网络架构中，RAN智能控制器（RIC）运行近实时应用程序，称为xApps，被认为是一个潜在的组件，使RRM。本文基于深度强化学习（RL）xApp，提出了一种联合子带掩蔽和功率管理的智能干扰管理方法。子带资源掩蔽问题被公式化为马尔可夫决策过程（MDP），其可以采用深度RL来近似策略函数以及避免传统的基于表格的方法的极高的计算和存储成本来解决。开发的xApp在存储和计算方面都是可扩展的。仿真结果表明，所提出的方法相比分散基线的优势，在小区中心和小区边缘的用户速率，能量效率和计算效率之间的权衡。
2022-04-12 eess.SP
Smart and Reconfigurable Wireless Communications: From IRS Modeling to Algorithm Design
智能反射面（IRSs）由于其以具有成本效益的方式智能地定制和重新配置无线电传播环境的巨大潜力而被引入到无线通信系统中。尽管IRSs具有许多优点，但学术界对IRSs的研究仍处于起步阶段。特别是，IRS辅助的无线通信系统的设计和分析，关键取决于一个准确和易于处理的IRS建模。在这篇文章中，我们首先介绍和比较三种IRS模型，即传统的独立扩散散射模型，基于物理的模型，基于阻抗网络的模型，在其准确性，易处理性和硬件复杂性。此外，一个新的框架的基础上划分的IRS到瓦片和采用码本的传输模式，以实现可扩展的IRS优化。然后，我们研究了三个IRS模型对系统设计的影响，确定了IRS辅助无线系统的有效设计的几个关键技术挑战，并提出了相应的解决方案。此外，为了说明所考虑的模型的属性和所提出的解决方案的概念，IRS辅助的安全无线系统和同步无线信息和电力传输（SWIPT）系统的效率进行了更详细的研究。最后，几个有前途的未来研究方向的IRS辅助无线系统的突出。
2021-03-12 cs.IT eess.SP math.IT
Silicon Photonics in Optical Access Networks for 5G Communications
只有无线电接入网络才能提供跨多个天线站点的连接，以实现5G目标容量的巨大飞跃。光前传仍然是这种连接的一个关键点，我们提出了光纤信号模拟无线电和光接入网络智能边缘的理由，以实现无线电接入网络的潜力。网络的边缘将容纳协调无线传输的智能，以最小化干扰并最大化吞吐量。由于硅光子学提供了一个非常适合支持光学前传的硬件平台，它有望推动智能边缘的采用。我们提出了采用我们的解决方案的问题，提出了一个网络致密化的战略，并引用最近的演示来支持我们的方法。
2021-07-12 cs.NI eess.SP
Towards Industry 5.0: Intelligent Reflecting Surface (IRS) in Smart Manufacturing
工业5.0设想人类和机器之间的密切合作，需要超可靠和低延迟通信（URLLC）。智能反射表面（IRS）有可能在实现工业5.0的无线URLLC方面发挥关键作用。IRS预计将成为6G无线通信网络的关键推动者，因为它可以通过创建可控的无线电环境来显着提高无线网络性能。在本文中，我们首先概述了IRS技术，然后概念化IRS在未来智能制造环境中的实施潜力，以支持工业5.0的出现和一系列应用。最后，为了促进这一领域的未来研究，我们讨论了IRS技术在现代智能制造中的优势、面临的挑战和机遇。
2022-06-23 cs.NI eess.SP
WaveFlex: A Smart Surface for Private CBRS Wireless Cellular Networks
WaveFlex是一种智能表面，通过利用频率分集和时间动态性，在不修改网络的情况下，为私有LTE/5G网络提供平均8.50 dB的SNR增益和最高4.36 Mbps的吞吐量提升。
2023-10-17 cs.NI eess.SP
Evaluation of a beam switching smart antenna array for use in traffic telematics V2X applications
针对 V2X 交通远程信息处理中通信距离与延迟难题，本文评估带定向选择和高增益的快速切换智能天线阵列，并通过仿真、实验室及场地测试验证其链路增强效果。
2025-03-18 eess.SP
Power Systems Performance under 5G Radio Access Network in a Co-Simulation Environment
通信可以通过允许不同的网格组件彼此通信它们的状态来改善对重要系统参数的控制。这种信息交换需要可靠和快速的通信基础设施。5G通信可能是实现这一目标的可行手段。本文研究了5G无线接入网络下几种智能电网应用的性能。评估了包括设定点变化和瞬态在内的不同场景，结果表明，当使用5G网络来传达系统状态时，系统保持稳定。
2021-08-17 cs.NI cs.SY eess.SP
Leveraging RIS-Enabled Smart Signal Propagation for Solving Infeasible Localization Problems
可重构智能表面可重构智能表面（RISs）在通信和定位方面具有巨大的潜力。虽然现在已经很好地理解了通信的好处，但是该技术的突破性本质很可能在于其在常规方法失败时提供位置估计的能力（例如，由于现有基础设施不足）。已经确定了有限数量的示例场景，但是文献中仍然缺少对可能的启用RIS的本地化场景的概述。在本文中，我们将提供这样的概述，并将本地化扩展到甚至包括用户方向或速度。特别是，我们考虑本地化的情况下，各种数量的RISs，单天线或多天线基站，窄带或宽带传输，近场和远场操作。此外，我们提供了一个简短的描述一般RIS操作与无线电定位的基本原理，实验验证的本地化方案与两个RIS，以及关键的研究方向和开放的挑战，具体到RIS启用的定位和传感。
2022-04-25 eess.SP
AI-Driven Radio Propagation Prediction in Automated Warehouses using Variational Autoencoders
Rochester Institute of Technology（罗切斯特理工学院）；Re:Build Manufacturing（Re:Build制造公司）
本文提出基于变分自编码器（VAE）的AI框架WISVA，用于预测自动化仓库的无线电传播，其外推性能优于传统自编码器，可实现5G无线信号的高精度建模。
2026-09-03 eess.IV eess.SP
Reconfigurable Intelligent Surfaces based Cognitive Radio Networks
在过去的十年中，认知无线电（CR）已经成为一种通过动态频谱接入技术来提高频谱效率的技术。最近，随着研究兴趣从5G通信转移到其他领域，诸如可重构智能表面（RIS）等新技术已经成为智能无线电环境的推动者，以进一步改善信号覆盖和频谱管理能力。基于CR和RIS的承诺，本文旨在研究在网络中采用这两个概念作为最大化潜在利益的一种手段的概念。本文认为两个独立的模型，基于RIS的网络，并分析了几个性能指标与CR二级用户。蒙特卡罗模拟验证推导的表达式。结果表明，系统的关键参数的影响和CR网络的明显改善，在存在的RIS增强的主网络。
2020-08-25 eess.SP
An Indoor Radio Mapping Dataset Combining 3D Point Clouds and RSSI
Jožef Stefan Institute, Department of Communication Systems（乔泽夫·斯塔芬研究所，通信系统系）；International Postgraduate School Jožef Stefan, Information and Communication Technologies（国际研究生学校乔泽夫·斯塔芬，信息与通信技术）；Faculty of Engineering, Shibaura Institute of Technology（工学院， Shibaura技术研究所）
本文提出了一种结合3D点云和RSSI的室内无线电映射数据集，用于支持无线网络规划和优化。
2026-02-11 cs.AI eess.SP
Reconfigurable Intelligent Surfaces for Wireless Communications: Principles, Challenges, and Opportunities
最近，在无线网络中使用可重构智能表面（RIS）来创建智能无线电环境的研究已经掀起了一阵热潮。在智能无线电环境中，表面能够以可编程的方式操纵入射电磁波的传播，以主动改变信道实现，这将无线信道变成可以优化以提高整体系统性能的可控系统块。在这篇文章中，我们提供了一个教程概述可重构智能表面（RIS）的无线通信。我们描述了可重构智能表面（RIS）的工作原理，并详细介绍了不同的候选人实现使用元表面和反射阵列。我们讨论了适用于这两种实现的信道模型，并研究获得准确的信道估计的可行性。此外，我们还讨论了RIS优化与传统MIMO阵列预编码的不同之处，突出了与这一新兴技术相关的挑战和潜在机遇。最后，我们提出了数值结果来说明的权力，一个RIS在塑造一个MIMO信道的关键属性。
2020-05-02 eess.SP
A cloud-IoT platform for passive radio sensing: challenges and application case studies
我们提出了一个平台，用于将无源无线电传感和视觉技术集成到云物联网框架中，该框架执行实时信道质量信息（CQI）时间序列处理和分析。无线电传感和视觉技术允许通过使用无线电波作为探测信号来被动地检测和跟踪物体或人，该探测信号对它们传播通过的环境的2D/3D视图进行编码。从接收到的无线电信号或CQI进行视图重建是基于实时数据处理工具，这些工具结合了来自可能异构物联网网络的多个无线电测量。该平台的目的是有效地存储和分析不同类型的CQI时间序列，并提供形式化的语义CQI数据操作（本体模型）。然后，第三方可以通过JSON-REST调用访问后处理的数据。最后，所提出的系统支持基于相应应用的CQI数据收集的重新配置。所提出的工具的性能进行评估，通过两个实验案例研究，重点是辅助生活应用程序在智能空间环境和驾驶员行为识别的车内控制服务。这两项研究都采用并比较了当前和未来（5G）标准支持的不同CQI操纵模型和无线电设备。
2021-03-26 eess.SP
Multimodal Radio and Vision Fusion for Robust Localization in Urban V2I Communications
针对城市V2I通信中GPS信号易被遮挡导致定位误差的问题，提出一种融合信道状态信息（CSI）与视觉信息的多模态对比学习回归定位框架，仿真验证其定位精度优于传统及单模态方法。
2025-08-25 eess.SP
Full-Duplex meets Reconfigurable Surfaces: RIS-assisted SIC for Full-Duplex Radios
可重构智能表面（RIS）是6G智能无线电环境中各种新应用的关键推动因素。利用RIS原型系统，本文旨在增强带内全双工（FD）通信系统通信系统的自干扰（SI）消除。SI抑制是FD通信的关键要求，因为SI通过用其自己的发射信号遮蔽来自远距离节点的接收信号而严重限制节点的性能。为此，我们建议通过利用RIS在模拟域中形成合适的消除信号来辅助SI消除。建立在256元素RIS原型，我们目前的结果，从一个实际的测试平台的RIS辅助SI取消。给定天线设计提供的44 dB初始模拟隔离，我们能够在窄带情况下额外消除59 dB的泄漏信号，从而在没有额外数字消除的情况下实现103 dB的总体SI抑制。所介绍的案例研究表明，在此基础上构建FD通信系统具有良好的性能。
2022-03-04 eess.SP
OPERAnet: A Multimodal Activity Recognition Dataset Acquired from Radio Frequency and Vision-based Sensors
本文提出了一个全面的数据集，旨在评估被动的人类活动识别（HAR）和定位技术与同步射频（RF）设备和基于视觉的传感器获得的测量。该数据集由RF数据组成，包括从WiFi网络接口卡（NIC）提取的信道状态信息（CSI）、基于软件定义无线电（SDR）平台构建的无源WiFi雷达（PWR）以及经由商用现成硬件获取的超宽带（UWB）信号。它还包括从Kinect传感器获取的基于视觉/视频的数据。提供了大约8小时的带注释的测量结果，这些测量结果是从进行6项日常活动的6名参与者的两个房间中收集的。该数据集可用于推进WiFi和基于视觉的HAR，例如，使用模式识别、骨架表示、深度学习算法或其他新方法来准确识别人类活动。此外，它可以潜在地用于被动地跟踪室内环境中的人。这些数据集是在智能家居、老年人护理和监控应用中开发新算法和方法所需的关键工具。
2021-10-08 eess.IV eess.SP
Probabilistic RF-Assisted Camera Wake-Up through Self-Supervised Gaussian Process Regression
无线传感器的研究代表了一个不断发展的技术领域，这要归功于它们的高度灵活性和可扩展性，快速和经济的部署，以及在工业，民用和家庭环境中的普遍性。然而，维护成本和传感器的可靠性受到电池寿命的强烈影响，这可能会限制它们的使用。在本文中，我们考虑一个无线智能相机，配备了一个低能量的无线电接收器，并用于视觉检测移动的无线电发射目标。为了在不牺牲检测能力的情况下保持相机的寿命，我们设计了一个概率能量感知控制器来打开/关闭相机。利用无线电信号强度，通过自监督高斯过程回归和递归贝叶斯估计相结合的方法来预测目标的可探测性。数值和实验结果表明，自动训练过程最大限度地减少了人为干预，而控制器保证了高检测精度和低能耗。
2021-05-01 cs.SY eess.SP eess.SY
