Geometry Based UAV Trajectory Planning for Mixed User Traffic in mmWave Communication
提出一种基于计算几何的无人机轨迹规划方案，利用阿波罗尼斯圆和最小包围球等工具，在毫米波通信中兼顾URLLC低时延与eMBB高吞吐量需求，有效提升了系统的总吞吐量。
2025-04-01 cs.NI
Handover and SINR-Aware Path Optimization in 5G-UAV mmWave Communication using DRL
Institute of Information Science and Technologies (ISTI) CNR（国家研究委员会信息科学与技术研究所（ISTI））
针对动态信道下UAV毫米波通信的路径优化问题，提出无模型AC-DRL框架，综合飞行时间、切换、连接性和SINR，实现最短时间、最少切换与高SINR的最优路径决策。
2025-04-03 cs.LG cs.NI eess.SP
SkyHaul: An Autonomous Gigabit Network Fabric in the Sky
我们设计并建造了SKYHAUL，这是第一个使用毫米波无线网状回程连接的大型自主自组织无人机网络。虽然毫米波回程的使用为一类新的带宽密集型、延迟敏感的协作应用（例如，灾难期间的LTE覆盖，在具有挑战性的地形中进行救援期间的监视），无人机网络允许这些应用在远远超出目前限制单个无人机的视距的操作范围内执行。为了实现部署和维护机载毫米波网状回程以满足动态应用的挑战性愿景，SKYHAUL的设计融合了各种元素：（1）同时解决应用跟踪和回程连接的特定角色无人机操作（2）联合解决部署问题的新颖算法（位置、UAV的偏航）和跨UAV网络的流量路由;以及（3）在应用动态期间用于UAV回程的快速和安全重新配置的可证明的最佳解决方案。我们在四架DJI Matrice 600 Pro上实现了SKYHAUL，通过自主飞行操作以及大规模模拟来展示其实用性和性能。
2020-06-19 cs.NI eess.SP
User-UAV Association for Dynamic User in mmWave Communication for eMBB and URLLC
针对无人机辅助毫米波通信中动态用户关联问题，提出考虑用户移动性和不同业务视距需求的关联策略，通过解析和几何阴影多边形方法计算视距区域与半径，提升吞吐量并优于现有方法。
2025-05-23 cs.NI
Joint Optimization of UAV-Carried IRS for Urban Low Altitude mmWave Communications with Deep Reinforcement Learning
本文针对城市低空毫米波通信受建筑物遮挡的问题，提出利用无人机搭载IRS建立视距信道，并通过融合神经情景控制与LSTM的深度强化学习方法联合优化IRS相移和无人机轨迹，在提升传输速率的同时降低能耗，仿真验证了其优于基准算法。
2025-01-06 cs.NI
3D Placement and Orientation of mmWave-based UAVs for Guaranteed LoS Coverage
无人机（UAV）作为空中基站，由于其高度的灵活性和自主性，是提供无线通信的有前途的解决方案。此外，诸如延展实境等新兴服务需要高容量通信。为了实现这一点，毫米波（mmWave）和最近的太赫兹波段已经被考虑用于UAV通信。然而，在这些高频率下的通信需要到终端的视线（LoS），这些终端可能位于3D空间中，并且可能由于阻挡对象（如建筑物和树木）而具有极其有限的直视线（LoV）。在本文中，我们研究的问题，确定无人机的三维布局和方向，使用户有保证的LoS覆盖至少有一个无人机和无人机-用户对之间的信噪比（SNR）最大化。我们制定的问题作为一个整数线性规划（ILP）的问题，并证明其NP-困难。接下来，我们提出了一个低复杂度的基于几何的贪心算法来有效地解决这个问题。我们的仿真结果表明，该算法（几乎）总是保证LoS覆盖所有用户在所有考虑的模拟设置。
2021-04-27 cs.IT cs.MA cs.NI
On the Beamforming Design of Millimeter Wave UAV Networks: Power vs. Capacity Trade-Offs
毫米波（mmWave）技术使无人机（UAV）能够在第五代（5G）和更高（6G）网络中提供宽带高速无线连接。然而，实现模拟波束形成（ABF）的单个UAV的有限的覆盖区需要多个空中站成群地操作以提供无处不在的网络覆盖，从而在电池功耗和群管理方面造成严重的限制。一种可能的补救措施是研究混合波束成形（HBF）收发器的概念，其使用模拟波束成形器的组合作为解决方案，以在波束成形设计中实现更高的灵活性。这种方法允许多个地面用户同时服务于同一个无人机站，尽管涉及更高的能量消耗在射频（RF）域比其ABF对应。本文提出了一种易于处理的随机分析来表征城市场景中无人机毫米波网络的下行链路遍历容量和功耗，重点是ABF和HBF架构之间的权衡。一个多波束覆盖模型推导出作为一个功能的几个无人机特定的参数，包括无人机的数量，部署高度，天线配置，和波束成形设计。我们的研究结果，通过仿真验证，表明，虽然ABF在高海拔地区实现了更好的遍历能力，HBF配置与多个波束，尽管使用更耗电的RF块，消耗更少的功率，所有的时间与有限的容量退化。
2020-10-23 cs.NI eess.SP
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
Demo: MmWave Lens MIMO
在第五代（5G）通信中，射频透镜天线以其高天线增益和低硬件成本的优点被引入模拟/数字混合波束形成技术中。在本文中，我们设计和制造适当的射频透镜天线的毫米波通信中确定的仿真分析，并提出了一个实时毫米波透镜MIMO测试平台。此外，在传统的相移MIMO，波束偏斜，毫米波通信的宽带所造成的问题，估计与制作的RF透镜天线。
2020-04-27 cs.NI eess.SP
Beam Training and Tracking in MmWave Communication: A Survey
在毫米波（mmWave）频带上进行通信正迎来移动通信的新时代，其提供了10 Gbps高数据速率传输的可用性。然而，毫米波链路由于严重的自由空间路径损耗和障碍物的阻挡而容易发生短传输距离通信。为了克服这些挑战，高度定向波束被利用以通过混合波束成形来实现鲁棒链路。准确地对准发射器和接收器波束，即波束训练，对于高数据速率传输是至关重要的。然而，它可能会导致巨大的开销，这对初始接入、切换和跟踪具有负面影响。此外，用户的移动模式是复杂的和动态的，这可能会导致跟踪错误和大的跟踪延迟。有效的波束跟踪方法对维持鲁棒链路具有积极作用。本文概述了毫米波频段的波束训练和跟踪技术，并揭示了第六代（6G）移动网络未来研究的见解。特别是，提出了一些开放的研究问题，以实现快速，准确，鲁棒的波束训练和跟踪。我们希望这项调查为毫米波通信领域的研究人员提供指导。
2022-05-20 cs.NI eess.SP
Hybrid Precoding Design for Reconfigurable Intelligent Surface aided mmWave Communication Systems
在这封信中，我们专注于混合预编码（HP）设计的可重构智能表面（RIS）辅助多用户（MU）毫米波（mmWave）通信系统。具体而言，我们的目标是最小化的接收符号和发送符号之间的均方误差（MSE），通过联合优化的模拟-数字HP在基站（BS）和在RIS的相移（PS），其中的非凸元素明智的恒定模约束的模拟预编码和PS的处理，通过诉诸梯度投影（GP）方法。我们分析证明了所提出的算法的收敛性，并通过数值结果表明所提出的设计所需的性能增益。
2019-11-29 cs.NI eess.SP
Network-Connected UAV Communications: Potentials and Challenges
本文探讨了使用联网无人机（UAV）通信作为一种引人注目的解决方案，以实现高速率信息传输，并支持超可靠的UAV远程指挥和控制。我们首先讨论了无人机的用例和由此产生的通信需求，以及用于网络连接的无人机通信的灵活架构。然后从理论上分析了信号的传输和干扰特性，并重点介绍了设计和优化的考虑，包括天线设计、非正交多址通信以及网络选择和关联优化。最后，通过案例分析，验证了无人机联网通信的可行性。
2018-05-29 cs.NI eess.SP
Gemini: Integrating Full-fledged Sensing upon Millimeter Wave Communications
本文提出全功能毫米波集成感知与通信系统Gemini，通过自干扰消除、联合优化调度和单双站融合感知算法，在保障通信吞吐量的同时实现优于商用毫米波雷达的感知性能。
2024-10-22 cs.NI eess.SP
Envision of mmWave Wireless Communication with Artificial Intelligence
未来无线通信系统面临传统频谱资源短缺和无线业务需求爆炸式增长的瓶颈。利用频谱资源的毫米波通信已成为下一代无线宽带蜂窝通信的有效选择。然而，传输路径损耗大以及氧气和水分子吸收严重等特性给毫米波通信带来了巨大挑战，需要寻求一种不同于低频无线通信的技术途径。在分析了毫米波的传输特性之后，全面分析了毫米波通信技术和射频前端的研究进展，深入分析了毫米波通信技术面临的技术挑战，并提出了相应的研究方向。最后，人工智能和机器学习的发展也被应用到了毫米波通信中，所以本文也涵盖了这些部分。
2023-01-12 cs.NI eess.SP
Beyond D2D: Full Dimension UAV-to-Everything Communications in 6G
在本文中，我们考虑了一个互联网的无人机（UAV）在蜂窝网络中，无人机作为空中用户收集各种传感器数据，并发送收集到的数据到他们的传输目的地通过蜂窝链路。与传统蜂窝网络中的地面用户不同，不同的无人机由于其传感应用而具有不同的通信需求，需要一种更灵活的通信框架。为了解决这个问题，我们提出了一个无人机到一切（U2X）的网络，它使无人机能够调整其通信模式全维度根据其传感应用的要求。在本文中，我们首先介绍了U2X通信的概念，并详细阐述了其三种通信模式。然后，讨论了U2X通信的关键技术，包括联合感知与传输协议、无人机轨迹设计和无线电资源管理。然后提出了一种基于强化学习的U2X通信数学框架。最后，对U2X通信的扩展进行了介绍。
2020-04-04 cs.NI eess.SP
Place, Slice and Schedule: Hierarchical O-RAN Control of a Tethered mmWave UAV-gNB
Clemson University（克莱姆森大学）
该研究针对tethered毫米波无人机gNB的O-RAN控制问题，提出分层RIC架构，实现位置、切片与调度协同，提升eMBB和URLLC性能。
2026-08-26 cs.AI cs.NI
One Pixel Image and RF Signal Based Split Learning for mmWave Received Power Prediction
针对毫米波（mmWave）射频（RF）信号的接收功率预测，提出了一种多模态分裂学习（SL）框架，该框架集成了RF接收信号功率和物理分离实体观察到的深度图像。为了提高其通信效率，同时保护数据隐私，我们提出了一个SL神经网络架构，压缩通信有效载荷，即，图像.与仅利用RF信号的基线相比，数值结果表明，仅将一个像素图像与RF信号集成的SL实现了更高的预测精度，同时最大限度地提高了通信效率和隐私保证。
2019-11-05 cs.NI eess.SP
A Survey of Millimeter Wave (mmWave) Communications for 5G: Opportunities and Challenges
随着移动数据需求的爆炸式增长，第五代（5G）移动网络将利用毫米波（mmWave）频带中的大量频谱来大大增加通信容量。在高传播损耗、方向性和对阻塞的敏感性方面，毫米波通信与现有的其他通信系统之间存在根本差异。毫米波通信的这些特性对充分利用毫米波通信的潜力提出了若干挑战，包括集成电路和系统设计、干扰管理、空间复用、抗阻塞和动态控制。为了应对这些挑战，我们对现有的解决方案和标准进行了调查，并提出了毫米波通信架构和协议的设计指南。我们还讨论了毫米波通信在5G网络中的潜在应用，包括小小区接入，蜂窝接入和无线回程。最后，我们讨论了相关的开放研究问题，包括新的物理层技术，软件定义的网络架构，网络状态信息的测量，有效的控制机制和异构网络，这些问题应该进一步研究，以促进毫米波通信系统在未来5G网络中的部署。
2015-02-25 cs.NI
The New Purity and Capacity Models for the OAM-mmWave Communication Systems under Atmospheric Turbulence
轨道角动量（OAM）无线通信技术是近年来研究的热点。但是在分析基于OAM的毫米波（OAM-mmWave）通信系统的容量时，很少考虑大气湍流的影响。在大气环境中传播的OAM毫米波通常会受到大气湍流的干扰，导致OAM信道间的串扰、容量下降等。考虑大气湍流的影响，提出了一种新的OAM毫米波通信系统的纯度模型和容量模型。仿真结果表明，大气湍流对OAM-mmWave的传输有明显的干扰作用，随着传输频率的增加，OAM-mmWave通信系统的容量逐渐减小。
2019-09-10 cs.IT cs.NI eess.SP
Evaluation of IEEE 802.11ad for mmWave V2V Communications
自动驾驶车辆可以通过与附近车辆交换丰富的传感器数据来构建对其周围环境的更准确感知。这种交换可能需要比ITS-G5/DSRC和蜂窝V2X当前提供的带宽更大的带宽。毫米波（mmWave）通信可以提供更高的带宽，并可以补充当前的V2X标准。最近的研究已经开始调查IEEE 802.11ad支持高带宽车辆通信的潜力。本文介绍了IEEE 802.11ad MAC（媒体访问控制）的首次性能评估和毫米波V2 V通信的波束形成机制。该研究强调了现有的机会和缺点，这些机会和缺点应该指导V2 V通信的毫米波通信的发展。
2018-04-19 cs.NI
On the Feasibility of Integrating mmWave and IEEE 802.11p for V2V Communications
最近，毫米波（mmWave）频带已经被研究为支持新兴汽车应用的预见的极端数据率需求的手段，其超出了用于车辆通信的现有技术的能力。然而，这种潜力受到严重的各向同性路径损耗和高频信道的恶劣传播的阻碍。此外，毫米波信号通常是定向的，以受益于波束成形增益，并且需要波束的频繁重新对准以保持连接。当考虑车辆到车辆（V2V）传输时，由于车辆场景的高度移动性质，这些限制特别具有挑战性，并且对适当的车辆通信设计提出了新的挑战。在本文中，我们进行了模拟，以比较IEEE 802.11p和毫米波技术的性能，以支持V2V网络，旨在提供有关这两种技术如何相互补充，以满足未来汽车服务的要求的见解。结果表明，基于毫米波的策略支持超高传输速度，IEEE 802.11p系统有能力保证可靠和鲁棒的通信。
2018-07-04 cs.NI
Impact of Device Thermal Performance on 5G mmWave Communication Systems
据报道，5G毫米波（mmWave）蜂窝网络通过速度测试提供1-2 Gbps的下行链路吞吐量。然而，这些速度测试仅捕获几秒钟的吞吐量，并且不能代表几分钟内的持续吞吐量。我们报告了迈阿密，芝加哥和旧金山三个城市的持续吞吐量的第一次测量结果，在那里我们观察到由于手机连接到部署的5G毫米波基站（BS）时皮肤温度上升而导致的吞吐量限制。电话和BS之间的无线电资源控制（RRC）消息指示聚合毫米波信道的数量从4减少到1，随后切换到4G。我们用手机升温时的红外图像证实了这些测量结果。因此，毫米波吞吐量将不受网络特性的限制，而是受设备热管理的限制。
2022-06-30 cs.NI
Recent Results on Proportional Fair Scheduling for mmWave-based Industrial Wireless Networks
毫米波（mmWave）通信最近吸引了工业界和学术界的极大关注。毫米波频谱的大带宽可用性以及低干扰特性对于工业通信特别有吸引力。然而，诸如毫米波通信的覆盖和阻塞之类的固有挑战导致信道质量高度波动。本文探讨了基于毫米波的工业无线应用的无线介质访问控制（MAC）路由器。我们的目标是设计一个高性能和增强的公平性MAC调度算法，快速响应信道变化。我们的工作的关键贡献是一种方法来修改标准的比例公平（SPF）调度。它引入了更多的灵活性和动态特性。与SPF相比，我们的增强型比例公平（EPF）调度器不仅提高了用户在恶劣信道条件下的优先级，而且还加快了波动信道条件下的反应时间。通过为所有用户提供更高的公平性和增强系统鲁棒性，它特别适合于散射丰富的工业毫米波通信环境。通过广泛的性能评估的基础上广泛接受的网络模拟器（ns-3），我们表明，新的调度器实现了更好的性能，提供超低延迟和可靠的服务毫米波为基础的工业通信。
2020-07-11 cs.NI
Coverage Enhancement for mmWave Communications using Passive Reflectors
预计毫米波（mmWave）技术将主导未来的5G网络，主要是由于这些频率下可用的频谱很大。然而，由于更高的路径损耗，在毫米波频率下覆盖显著恶化，特别是对于非视线（NLOS）场景。在这项工作中，我们探讨了使用无源反射器，以提高毫米波信号覆盖NLOS室内区域。测量进行了使用PXI的毫米波收发器平台从国家仪器公司在28 GHz的工作，并在类似的环境中的射线跟踪（RT）模拟的结果进行比较。对于测量和RT模拟，使用不同形状的金属无源反射器来观察NLOS区域中接收器网格上的覆盖（信号强度）统计。对于尺寸为24 × 24英寸和33 × 33英寸的方形金属片反射器，我们观察到NLOS区域中的接收功率显著增加，与无反射器的情况相比，中值增益为20 dB。圆柱形反射器在接收器网格上显示出比方向性更强的平面反射器更均匀的覆盖。
2018-05-25 cs.NI eess.SP physics.app-ph
Performance Analysis of Urban Mmwave Multi-hop V2V Communications with Shifted-Exponential Distribution Headway
随着自动驾驶和5G移动通信系统的出现，如何设计车载网络以满足自动驾驶汽车之间超可靠低延迟通信（URLLC）的要求，受到学术界和工业界的广泛关注。本文研究了城市道路环境下基于毫米波多跳V2V通信的自动驾驶汽车之间的消息传输延迟和可靠性。考虑到车辆不能任意接近的事实，提出了移动指数分布来建模车头距（车头与跟车者车头之间的距离）。仿真结果表明，消息传输时延和可靠性随着路径损耗指数的增大而减小，同时也受到相邻车辆之间最小安全距离的影响。
2019-03-19 cs.NI
Autonomous Driving From the Sky: Design and End-to-End Performance Evaluation
对于无人驾驶汽车来说，来自本地传感器的信息共享起着至关重要的作用。这对于处理带宽受限的通信系统来说可能是具有挑战性的，这要求采用新的无线技术（如在毫米波频带中）来解决容量问题。另一种方法是利用无人机，它能够为人类用户和他们的汽车提供空中鸟瞰的景象，从而提供更广泛和更集中的观察。在这篇文章中，我们结合这两个方面，设计了一个新的框架，其中无人机，在毫米波操作，广播感觉信息到地面作为一种手段，以扩大（本地）感知范围的车辆。为此，我们使用ns-3进行了全栈端到端仿真活动，考虑了来自斯坦福无人机数据集的真实无人机数据，并研究了代表不同无人机对地通信策略的四种场景。我们的研究结果集中在天空中的集中式数据处理与地面上的分布式本地处理之间的权衡，并考虑了与通信过程的吞吐量，延迟和可靠性相关的因素。
2022-05-24 cs.NI
Efficient V2V Communication Scheme for 5G MmWave Hyper-Connected CAVs
互联和自动驾驶车辆（CAV）需要持续访问传感数据，以执行复杂的高速机动和高级轨迹规划。高优先级的CAV特别依赖于由CAV之间的感觉数据交换促进的扩展感知视野。现有的技术，如专用短程通信（DSRC）是装备不足，以提供先进的合作感知服务。这就需要更复杂的技术，如5G毫米波（mmWaves）。在这项工作中，我们提出了一种分布式车辆到车辆（V2V）毫米波关联方案，以异构的方式操作。我们的系统利用DSRC频带内交换的信息来引导最佳CAV对的形成。使用稳定的固定装置匹配游戏，我们形成V2V多点对多点链路。与更传统的点对点链路相比，我们的系统为高优先级CAV提供了几乎两倍的传感数据交换容量，同时使网络中所有车辆的mmWaves信道利用率提高了一倍。
2018-03-02 cs.NI
Device-to-Device Communications Enabled Energy Efficient Multicast Scheduling in mmWave Small Cells
为了跟上移动业务需求的快速增长，毫米波（mmWave）频带中的小型小区的密集部署已经成为下一代无线通信系统的有希望的候选。随着毫米波通信的巨大带宽极大地增加了数据率，应该减轻能量消耗以获得更高的能量效率。由于内容的流行性，许多基于内容的移动应用程序可以由多播服务支持。毫米波通信利用定向天线来克服高路径损耗，并且可以实现并发传输以获得更好的多播服务。另一方面，应当利用物理邻近的设备到设备（D2D）通信来提高多播性能。在本文中，我们提出了一种节能的多播调度方案，简称为EMS，它利用D2D通信和并发传输，以实现高能效。在EMS中，D2D路径规划算法建立多跳D2D传输路径，并且并发调度算法将D2D路径上的链路分配到不同的配对中。然后通过功率控制算法调整链路的发射功率。此外，我们从理论上分析了D2D通信和并发传输在降低能耗中的作用。在各种系统参数下的大量仿真表明，EMS在能耗方面的优越性能相比，国家的最先进的计划。此外，我们还研究了干扰阈值的选择，以优化网络性能。
2017-12-14 cs.NI
Spectrum Resource Management and Interference Mitigation for D2D Communications with Awareness of BER Constraint in mmWave 5G Underlay Network
本文提出的工作涉及的问题，大量的需求更高的容量。为此，我们研究了室外毫米波小区中用于蜂窝和D2D通信的上行链路的频谱资源管理。事实上，我们提供了第一个洞察如何优化系统性能方面的可实现的吞吐量，同时实现了大量的准入设备和生成的干扰约束之间的妥协。我们提出了一个数学公式的优化目标属于混合整数实优化方案。为了克服其复杂性，我们采用启发式算法，并通过仿真结果测试其效率，特别是在QoS的BER的影响。
2016-05-19 cs.NI
Exploiting Device-to-Device Communications to Enhance Spatial Reuse for Popular Content Downloading in Directional mmWave Small Cells
随着移动需求的爆炸式增长，宏小区网络下的毫米波（mmWave）频带中的小小区已经吸引了学术界和工业界的强烈兴趣。60 GHz频段中的mmWave通信能够利用巨大的未授权带宽来提供多个Gbps的传输速率。在这种情况下，毫米波频带中的设备到设备（D2D）通信由于不干扰宏小区网络和更高的可实现传输速率而应被充分利用。此外，由于定向传输的干扰较少，因此可以调度包括D2D链路的多个链路以用于并发传输（空间重用）。随着基于内容的移动应用的普及，需要对小小区中流行的内容下载进行优化，以提高网络性能并增强用户体验。在本文中，我们开发了一种高效的调度方案，用于毫米波小小区中的流行内容下载，称为PCDS（流行内容下载调度），其中利用了近距离的D2D通信和并发传输来提高传输效率。在PCDS中，设计了传输路径选择算法来为用户建立多跳传输路径，旨在更好地利用D2D通信和并发传输。在传输路径选择之后，设计了一种并发传输调度算法，以最大化空间复用增益。通过大量的模拟各种流量模式下，我们证明PCDS实现了接近最佳的性能，延迟和吞吐量，也优于其他现有的协议相比，特别是在重负载下的性能。
2015-09-24 cs.NI
Ultra-Reliable Communication in 5G mmWave Networks: A Risk-Sensitive Approach
这封信研究了在5G毫米波（mmWave）大规模多输入多输出（MIMO）网络中提供千兆无线接入和可靠通信的问题。与基于平均度量的经典网络设计相比，提出了一种基于分布式风险敏感强化学习的框架，以联合优化波束宽度和发射功率，同时考虑到毫米波链路因阻塞而引起的敏感性。数值结果表明，我们提出的算法实现了超过9 Gbps的用户吞吐量的保证概率为90%，而基线保证小于7.5 Gbps。更重要的是，存在速率-可靠性-网络密度的权衡，其中随着用户密度从每平方公里16个增加到每平方公里96个，在所提出的模型和基准模型中，达到4 Gbps的用户的比例分别减少了11.61%和39.11%。
2019-08-14 cs.NI
A Channel Measurement Campaign for mmWave Communication in Industrial Settings
工业4.0非常依赖无线技术。能源效率和设备成本在用于工业自动化的这种无线系统的初始设计中发挥了重要作用。然而，高可靠性、高吞吐量和低延迟也是制造业等某些行业的关键。从这个意义上说，现有的工业环境无线解决方案是有限的。毫米波（mmWave）通信等新兴技术非常有希望解决这一瓶颈。尽管如此，在恶劣的工业环境中，在如此高的频率下的传播特性还没有得到很好的理解。这一领域的相关工作仅限于特定情景下的孤立测量。在这项工作中，我们在高度代表性的工业环境中进行了广泛的测量活动。最重要的是，我们得到了广泛接受的毫米波信道模型，适合这些环境的信道参数的统计分布。这是一个非常有价值的贡献，因为该领域的研究人员可以使用我们的经验模型来了解他们的毫米波系统在典型工业环境中的性能。除了分析和讨论我们的见解，本文还与研究界分享了我们广泛的数据集。
2019-03-25 cs.NI
Throughput and Robustness Guaranteed Beam Tracking for mmWave Wireless Networks
随着对超高速无线通信和现有低频带（例如，sub-6 GHz）变得越来越拥挤，具有大频谱可用的毫米波（mmWave）被认为是未来无线通信的最有前途的频带。由于毫米波具有严重的路径损耗，因此应采用波束成形技术将发射功率和接收区域集中在窄波束上，以实现长距离通信。然而，用户的移动性会带来频繁的波束切换，这将降低体验质量（QoE）。因此，有效的光束跟踪机制需要仔细研究。然而，现有的波束跟踪机制集中在系统吞吐量最大化没有考虑波束切换和链路鲁棒性。针对移动毫米波通信系统，提出了一种同时考虑系统吞吐量和切换概率的吞吐量和鲁棒性保证波束跟踪机制。仿真结果表明，所提出的吞吐量和鲁棒性保证的波束跟踪机制可以提供更好的性能比其他波束跟踪机制。
2017-09-12 cs.NI
Integrated Millimeter Wave and Sub-6 GHz Wireless Networks: A Roadmap for Joint Mobile Broadband and Ultra-Reliable Low-Latency Communications
下一代无线网络必须通过跨越增强型移动宽带（eMBB）的广泛无线服务以及超可靠低延迟通信（URLLC）来实现增强现实和联网自动驾驶汽车等新兴技术。由于频谱稀缺，仅依赖于稀缺的低于6 GHz的微波（$μ$ W）频段的现有无线系统将不能满足未来无线服务的这种严格和混合的服务要求。同时，在高频毫米波（mmWave）频带下操作被视为有吸引力的解决方案，这主要是由于大规模多天线通信的带宽可用性和可能性。然而，毫米波通信由于其对阻塞、高路径损耗和信道不确定性的敏感性而固有地不可靠。因此，为了提供URLLC和高速无线接入，期望将$μ$ W网络的可靠性与毫米波网络的高容量无缝集成。为此，本文介绍了\emph{integrated mmWave-$μ$W}通信的第一个综合教程。这种设想的集成设计将使无线网络能够实现URLLC以及eMBB，这是通过利用两个世界中的最佳世界来实现的：$μ$ W波段的可靠远程通信和毫米波频率的定向高速通信。为了实现这一目标，讨论了关键的解决方案概念，包括无线电接口的新架构、URLLC感知帧结构和资源分配方法以及移动性管理，以实现集成毫米波- $μ$ W通信的潜力。讨论了每种方案的机遇和挑战，并给出了关键结果，以显示所开发的集成毫米波- $μ$ W框架的优点。
2018-10-30 cs.IT cs.NI eess.SP
Device-to-Device Communications Enabled Multicast Scheduling with the Multi-Level Codebook in mmWave Small Cells
随着移动数据的指数增长，在毫米波（mmWave）频带中部署小小区以增强传统的同构宏小区网络以及利用设备到设备（D2 D）通信以提高支持基于内容的移动应用的多播服务的效率的兴趣越来越大。为了补偿毫米波波段的高传播损耗，必须采用高增益的定向天线，而优化多播服务是提高网络性能的关键。在本文中，提出了一种高效的多播调度方案，用于在毫米波频带中的小小区，称为MD 2D，其中，利用紧密接近的D2 D通信和多级天线码本。具体地，提出了用户划分和多播路径规划算法，将多播组中的用户划分为子集，并为每个子集确定发送节点，以实现D2 D通信和多级天线码本的最佳利用。然后，多播调度算法调度每个子集的传输。此外，为了优化网络性能，用户划分阈值的最佳选择进行了分析。性能评估表明，MD 2D实现了最好的性能，在网络吞吐量和能源效率方面，与其他现有的计划。与次优方案相比，MD 2D使网络吞吐量提高了约27%.
2018-11-26 cs.NI
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
Agentic AI for Embodied-enhanced Beam Prediction in Low-Altitude Economy Networks
School of Electronic Science and Engineering, South China Normal University（南方科技大学电子科学与工程学院）；School of Intelligent Engineering, Shaoguan university（韶关大学智能工程学院）；School of Automation, Guangdong University of Technology（广东工业大学自动化学院）
本文提出了一种基于多代理协作推理的混合波束预测模型，通过整合时序建模、视觉编码和多模态融合，提升低空经济网络中UAV通信的波束预测精度与鲁棒性。
2026-03-12 cs.AI cs.NI
Digital Twin-Enabled Blockage-Aware Dynamic mmWave Multi-Hop V2X Communication
本文提出将移动性数字孪生与多跳路由控制平面集成，结合环境数据和轨迹预测实现阻塞感知的毫米波V2X动态路由，仿真验证其显著优于传统方法。
2025-03-17 cs.NI cs.SY eess.SY
Energy-Efficient Power Control of Train-ground mmWave Communication for High Speed Trains
高速训练系统已被证明是一个非常灵活和有吸引力的系统，可以在各种情况下，在不同的上下文和文化的开发。因此，高速列车在世界各地广泛部署。为高速列车提供更可靠、更高数据率的通信服务已成为最紧迫的挑战之一。由于有大量的频谱可用，毫米波（mmWave）系统能够为高速列车提供每秒几吉比特的传输速率。同时，毫米波通信也遭受高衰减，因此应考虑更高的能量效率。提出了一种适用于高速列车的车-地毫米波通信的节能功率控制方案。针对一种波束切换的波束对准方法，首先建立了位置预测模型、实际方向天线模型和接收功率模型。然后在保证传输数据总量的前提下，通过功率最小化算法合理分配传输功率。在此基础上，本文还提出了一种混合优化方案，并找到了当分段数趋于无穷大时的总能耗极限。通过对不同系统参数和速度估计误差的仿真，我们证明了我们的方案的优越性能。
2019-07-17 cs.IT cs.NI math.IT
Position Aware 60 GHz mmWave Beamforming for V2V Communications Utilizing Deep Learning
University of Massachusetts Dartmouth（马萨诸塞大学达特茅斯分校）；Yeshiva University（叶史瓦大学）
针对传统毫米波波束成形方法在高动态V2V场景中延迟和计算开销大的问题，提出基于深度学习、利用车辆位置信息预测最优波束的方案，在真实数据集上平均可达链路接收功率的84.58%。
2024-02-02 cs.AI cs.LG cs.NI
