RF-Flashlight Testbed for Verification of Real-Time Geofencing of EESS Radiometers and Millimeter-Wave Ground-to-Satellite Propagation Models
提出 RF-flashlight 地对星干扰测试平台，用于实验验证保护 EESS 辐射计的 RTG 机制及含地形、建筑和非视距路径的毫米波传播模型。
2024-02-28 eess.SP
Spectrum Coexistence, Network Dimensioning, and Cell-Free Architectures in 5G and 5G-Advanced Wireless Networks
University of Maryland, College Park（马里兰大学帕克分校）
本文综述了5G及5G-Advanced无线网络中的频谱共存、网络维度设计和无细胞架构等关键技术与挑战。
2026-02-06 eess.SP
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
Low-Complexity Limited-Feedback Deep Hybrid Beamforming for Broadband Massive MIMO Communications
在宽带毫米波（mm-Wave）系统中，期望设计具有用于整个频带的公共模拟波束形成器的混合波束形成器，同时在不同的频率子带中采用不同的基带波束形成器。此外，性能很大程度上依赖于信道信息的完备性。在本文中，我们提出了一种深度学习（DL）框架，用于宽带毫米波大规模多输入多输出系统中的混合波束形成器设计。我们设计了一个卷积神经网络（CNN），它接受所有子载波的信道矩阵作为输入，CNN的输出是混合波束形成器。所提出的CNN架构是用不完美的信道矩阵训练的，以便针对信道数据中的偏差提供鲁棒性能。因此，所提出的预编码方案可以处理不完美或有限的反馈情况下，信道的完整和准确的知识是不可用的。我们表明，建议的DL框架是更强大的，计算复杂性比传统的优化和相位提取为基础的方法。
2019-10-31 eess.SP
5G NR-LTE Coexistence: Opportunities, Challenges, and Solutions
5G新无线电（NR）承诺支持多种服务，如增强型移动宽带（eMBB）、超可靠低延迟通信（URLLC）和大规模机器类型通信（mMTC）。这需要频谱，其中大部分被4G长期演进（LTE）占用。因此，预计网络运营商将使用现有的LTE基础设施部署5G，同时迁移到NR。此外，运营商必须在迁移期间支持传统LTE设备，因此LTE和NR系统将在可预见的未来共存。在本文中，我们将讨论LTE-NR共存，首先回顾两种无线电接入技术。然后，我们描述了第三代合作伙伴计划（3GPP）的贡献，以解决共存问题和目录的主要共存方案。最后，我们介绍了一种新的频谱共享方案，可以应用于共存的情况下研究。
2022-10-11 cs.NI eess.SP
Intelligent Environments based on Ultra-Massive MIMO Platforms for Wireless Communication in Millimeter Wave and Terahertz Bands
毫米波（30-300 GHz）和太赫兹波段（0.3-10 THz）通信被设想为关键的无线技术，以满足5G及以后时代对每秒太比特（Tbps）链路的需求。在这个超宽带频率范围内非常大的可用带宽是以非常高的传播损耗为代价的，这与毫米波和太赫兹波段收发器的低功率相结合限制了通信距离和数据速率。在本文中，智能通信环境的概念，使超大规模多输入多输出平台的毫米波和太赫兹频段的频率，以增加通信距离和数据速率。端到端的物理模型的开发，考虑到新型的智能等离子体天线阵列，可以操作在传输，接收，反射和波导的能力，以及毫米波和太赫兹波段多径信道的特点。基于所建立的模型，针对不同的应用场景给出了大量的量化结果，以说明在超大规模多输入多输出环境下，MIMO系统在可达距离和数据速率方面的性能改进。
2019-04-16 eess.SP
Broadband Non-Geostationary Satellite Communication Systems: Research Challenges and Key Opportunities
本文系统梳理了宽带NGSO卫星通信系统在星座架构、频谱共存、资源管理和组网等方面的关键挑战，并展望了未来研究方向。
2021-01-27 eess.SP
Uplink Interference Mitigation Techniques for Coexistence of 5G mmWave Users with Incumbents at 70 and 80 GHz
71- 76 GHz（70 GHz）和81- 86 GHz（80 GHz）的毫米波频谱有可能赋予第五代新无线电（5G-NR）以千兆速率的移动连接。然而，一个紧迫的问题是在这些频带中的现任系统的存在，这主要是点对点固定站（FS）。在本文中，我们首先通过解析主要城市中现有站点的数据库来确定现任者的关键属性，以制定几个建模准则并描述其部署几何形状和天线规格。其次，我们开发了一个详细的上行链路干扰框架，以计算从室外5G-NR用户到FS的聚合干扰。然后，我们提出了几个案例研究，在人口稠密的地区，使用实际的现任数据库和建筑布局。我们的模拟结果表明，在70 GHz和80 GHz下，5G共存前景看好，因为由于这些频段的传播损耗以及现有和5G系统的部署几何结构，大多数FS的干扰远低于本底噪声。对于少数可能产生较高干扰的FS，我们提出了几种被动干扰缓解技术，如基于角度的禁区和空间功率控制。仿真结果表明，该技术可以有效地保护FS，而不会明显降低5G覆盖范围。
2018-11-22 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
Hybrid Beamforming and Combining for Millimeter Wave Full Duplex Massive MIMO Interference Channel
全双工（FD）通信可以彻底改变无线通信，因为它避免了使用独立的信道进行双向通信。这项工作推广了毫米波（mmWave）频段的点对点FD通信，包括K对大规模MIMO FD节点同时工作。我们提出了一种新的联合混合波束成形（HYBF）和加权和速率（WSR）最大化的合并方案，使大规模MIMO FD链路的共存成本有效。该算法依赖于基于最小化-最大化方法的替代优化。此外，我们提出了一种新的SI和大规模MIMO干扰信道感知功率分配方案，包括最优功率控制。仿真结果表明，显着的性能改善相比，传统的双向全数字半双工（HD）系统。
2022-01-04 cs.IT eess.SP math.IT
IMT to Satellite Stochastic Interference Modeling and Coexistence Analysis of Upper 6 GHz Band Service
5G网络容量需求激增，以及毫米波（mmW）和亚太赫兹（THz）频段等高频覆盖距离有限，导致人们考虑使用较高的6 GHz（U6 G）频谱进行无线电接入。然而，由于这些频段中存在现有的卫星（SAT）服务，因此评估地面U6G站对SAT系统的干扰影响至关重要。文献中仍然缺少对U6G对SAT干扰的综合研究。在本文中，我们提出了一个随机干扰模型（SMI）来评估U6G到SAT的干扰，包括阵列增益和杂波损失的统计特性，并考虑不同的干扰模式。此外，我们提出了一个近似的几何为基础的随机干扰模型（GSMI）作为替代方法SMI时，杂波损失分布是不可用的。我们的研究结果表明，给定典型的国际移动通信（IMT）参数，聚合的干扰功率远低于相关的保护标准，我们证明了数值GSMI方法高估的聚合干扰功率只有2dB相比，SMI方法。
2022-09-14 eess.SP
An Accurate Approximation of Resource Request Distributions in Millimeter Wave 3GPP New Radio Systems
最近标准化的基于毫米波的3GPP新无线电技术有望成为未来5G系统指定的增强型移动宽带（eMBB）和超可靠低延迟通信（URLLC）服务的推动者。这种系统的数学建模的第一步之一是将会话资源请求概率质量函数（pmf）表征为信道条件、小区大小、应用需求、用户位置和包括在空中接口处采用的调制和编码方案的系统参数的函数。不幸的是，这个pmf不能通过初等函数来表达。在本文中，我们开发了一个精确的近似所寻求的pmf。首先，我们表明，正态分布提供了一个相当准确的近似的累积分布函数（CDF）的信号噪声比的通信系统中工作在毫米频段，进一步允许通过误差函数评估的资源请求pmf。我们还研究了阴影衰落对资源请求pmf的影响。
2019-08-23 cs.NI eess.SP
Coexistence analysis of Wi-Fi 6E and 5G NR-U in the 6 GHz band
本文通过广泛仿真研究了Wi-Fi 6E与5G NR-U在6 GHz频段高干扰密集住宅场景下的下行吞吐量共存表现，并探讨了MAC帧聚合、能量检测阈值及MCOT等参数对共存的影响，为设计公平共存策略提供见解。
2025-06-28 cs.NI eess.SP
A Comparative Systems-Engineering Framework for RFI Coexistence in Radio Astronomy and Aviation Safety Systems
University of South Africa（南非大学）
本文提出统一共存余量框架，将射电天文与航空安全系统的两类干扰阈值标准统一，通过案例研究发现两者收敛于同一三要素解决方案，且射电干涉测量工具可复用至航空安全相关操作，核心贡献为该通用形式及设计模式。
2026-08-04 astro-ph.IM cs.SY eess.SP
The Ultimate Weapon for Ultra-Broadband 6G: Digital Beamforming and Doubly Massive mmWave MIMO
将毫米波用于无线通信是5G系统相对于前几代蜂窝系统的主要技术创新之一。然而，到目前为止，它们的考虑主要限于使用模拟或至多混合模拟-数字波束成形结构的情况，从而对理论上可以在这些频率处实现的复用能力和峰值数据率造成限制。然而，电子领域的最新进展使得数字波束成形结构的能耗至少与模拟波束成形结构的能耗相当，从而使它们从过去一年中被置于的贫民窟中恢复过来。数字波束成形，加上在通信链路两端使用大型天线阵列，有望成为未来6 G网络的秘密武器之一，能够为超宽带连接释放前所未有的频谱和能源效率价值。
2021-03-03 cs.IT eess.SP math.IT
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
Multi-User Scheduling in Hybrid Millimeter Wave Massive MIMO Systems
虽然毫米波频段为移动宽带服务提供了大带宽，但它们遭受严重的路径损耗和阴影。可以应用诸如波束成形（BF）的多天线技术来补偿信号衰减。我们考虑一种特殊情况下的混合BF称为每流混合BF（PSHBF），这是更容易实现比一般的混合BF，因为它规避了联合模拟-数字波束形成器优化的需要。在基站处采用BF使得能够在同一资源块中向若干用户传输多个数据流。在本文中，我们提供了一个离线研究的比例公平多用户调度的毫米波系统PSHBF了解各种系统参数的性能的影响。我们制定多用户调度作为一个优化问题。为了解决非凸性，我们提供了一个可行的解决方案，并通过数值例子表明，所提供的解决方案的性能是非常接近的上限。使用这个框架，我们提供了广泛的数值研究揭示了几个工程见解。
2021-09-13 cs.IT eess.SP math.IT
Will Emerging Millimeter-Wave Cellular Networks Cause Harmful Interference to Weather Satellites?
我们研究了现实的5G毫米波蜂窝网络是否会对23.8 GHz频段的气象卫星传感造成有害的带外干扰。我们估计上行链路和下行链路的干扰，从一个单一的发射机和一个网络的发射机在纽约市，使用真实的3D建筑数据和现实的天线方向图。我们对MetOp-B气象卫星的位置及其扫描方向和代表性城市小区站点的地面干扰天线方向进行了详细的射线跟踪传播模拟。除了ITU-R阈值-136 dBm/200 MHz之外，我们还提出了一组与卫星传感器灵敏度直接相关的有害干扰阈值。我们的研究结果表明，如果考虑ITU-R阈值，3GPP功率泄漏限制足以确保来自单个5G设备的干扰不会有害，但如果天气预测软件只能容忍非常低的干扰水平，则不会。重要的是，即使考虑到最不保守的ITU-R阈值，实际上具有现实网络密度的5G网络产生的聚合干扰通常也是有害的。总体而言，我们的综合共存研究因此强烈表明，额外的工程和/或监管解决方案将是必要的，以保护气象卫星被动传感免受毫米波蜂窝网络干扰。
2022-10-14 cs.NI eess.SP
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
Double-Side Delay Alignment Modulation for Multi-User Millimeter Wave and TeraHertz Communications
本文研究多用户毫米波与太赫兹通信中的双侧时延对齐调制，揭示其时延补偿约束，证明天线足够多时单侧 DAM 更优，并提出两种低复杂度波束成形策略，相比 OFDM 提升频谱效率和降低峰均功率比。
2024-10-22 eess.SP
URLLC and eMBB Coexistence in MIMO Non-orthogonal Multiple Access Systems
增强型移动宽带（eMBB）和超可靠低延迟通信（URLLC）是第五代移动通信系统（5G）中的两种主要预期服务。具体而言，eMBB应用支持极高数据率通信，而URLLC服务旨在提供具有高可靠性通信的严格延迟。由于URLLC和eMBB服务对服务质量（QoS）的要求不同，它们之间的频谱共享成为一个具有挑战性的调度问题。在本文中，我们的目标是研究穿孔技术下的多输入多输出（MIMO）非正交多址（NOMA）系统中的URLLC和eMBB协同调度/共存问题。该目标函数通过联合用户选择和功率分配调度，在满足URLLC用户时延要求的同时，最大化eMBB用户的数据率。为了解决这个问题，我们首先引入了一个eMBB用户聚类机制，以平衡系统性能和计算复杂性。之后，我们将原问题分解为两个子问题，即用户选择和功率分配的调度问题。我们引入了Gale-Shapley（GS）理论来解决用户选择问题，并引入了连续凸近似（SCA）和凸差分（D.C.）编程来处理功率分配问题。最后，利用迭代算法以较低的计算复杂性找到全局解。数值结果表明了所提算法的有效性，也验证了所提方法优于其他基线方法。
2021-09-13 cs.IT eess.SP math.IT
Context-Aware Spectrum Coexistence of Terrestrial Beyond 5G Networks in Satellite Bands
本文提出CAT3S框架，通过上下文感知的基站控制优化地面5G网络在卫星频段的频谱共享，在避免有害干扰的同时显著提升了频谱利用率。
2024-02-14 cs.NI eess.SP
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
GMD-Based Hybrid Beamforming for Large Reconfigurable Intelligent Surface Assisted Millimeter-Wave Massive MIMO
可重构智能表面（RIS）被认为是一种节能的方法来重塑无线环境，以提高吞吐量。它的无源特性大大降低了能源消耗，这使得RIS成为实现未来智慧城市的一项有前途的技术。现有的RIS波束成形设计主要集中在优化单载波系统的频谱效率。为了避免MIMO系统中不同空间域子信道上复杂的比特分配问题，本文提出了一种基于几何均值分解的波束形成算法，该算法适用于RIS辅助的毫米波（mmWave）混合MIMO系统，使得空间域中多个并行数据流可以被认为具有相同的信道增益。具体地说，通过利用毫米波大规模MIMO信道在不同子载波上的共同角域稀疏性，利用同步正交匹配追踪算法从过采样2D-DFT码本中获得最佳多波束。此外，通过仅利用与视线（LoS）信道相关联的到达角和离开角，我们进一步通过最大化LoS信道的阵列增益来设计RIS的移相器。仿真结果表明，该方案可以获得更好的BER性能比传统的方法。我们的工作是一个初步的尝试，讨论了宽带混合波束赋形的RIS辅助毫米波混合MIMO系统。
2020-01-17 cs.IT eess.SP math.IT
Computer Vision Aided URLL Communications: Proactive Service Identification and Coexistence
Arizona State University（亚利桑那州立大学）
对共存的超可靠和低延迟（URLL）和增强型移动宽带（eMBB）服务的支持是当前和未来无线通信网络的关键挑战。这两种类型的服务引入了严格的、并且有时是冲突的资源分配要求，这可能导致无线网络中的可靠性、延迟和资源利用之间的功率斗争。解决这一挑战的困难可以追溯到在分配无线资源时占主导地位的反应性方法。该分配操作是基于接收到的服务请求和全局网络统计来执行的，其可以不包含\textit{proaction}的意义。因此，本文提出了一种新的框架称为\textit{service identification}开发新的主动资源分配算法。开发的框架基于视觉数据（例如由RGB相机捕获）和深度学习（例如，深度神经网络）。该框架的最终目标是使未来的无线网络具有分析用户行为、预测传入服务和执行主动资源分配的能力。为了展示所提出的框架的潜力，考虑了具有两个共存的URLL和eMBB服务的无线网络场景，并且设计了两个深度学习算法来利用RGB视频帧并预测传入服务类型及其请求时间。一个评估数据集的基础上所考虑的情况下开发和使用的两种算法的性能进行评估。结果证实了预期的价值的主动无线网络，所提出的模型，使高效的网络性能，确保超过$85\%$利用网络资源在$\sim 98\%$可靠性。这为未来的视觉辅助无线通信网络指明了一个很有前途的方向。
2021-03-18 cs.CV eess.SP
Beam-Domain Channel Estimation for mmWave MIMO using Sub-6 GHz Out-of-Band Information
Institute of Telecommunications, TU Wien（维也纳科技大学电信研究所）
研究针对未来无线MIMO系统整合频段下的毫米波MIMO信道估计问题，提出利用低于6GHz带外信息的波束域信道估计方法，经与传统方法对比，该方法在视距和非视距场景下频谱效率表现更优。
2026-10-21 eess.SP
Should We Worry About Interference in Emerging Dense NGSO Satellite Constellations?
许多卫星运营商正计划部署NGSO系统，用于Ku、Ka和V波段的宽带通信服务，其中一些已经发射。因此，由于星座的异质性导致的干扰水平增加和相互作用的复杂性，预计系统间卫星共存将面临新的挑战。这一点对Ku波段尤其重要，因为Ku波段的NGSO系统最为多样化，而现有的地球静止轨道系统往往支持关键服务，因此必须保护这些系统不受干扰。因此，必须评估相互系统间干扰的影响，基本干扰缓解技术的效率，以及新系统是否需要监管干预。我们进行了广泛的研究卫星间共存的Ku波段，我们认为所有最近提出的NGSO和一些选定的GSO系统。我们的吞吐量下降的结果表明，现有的频谱管理可能不足以确保地球静止轨道的保护，从NGSO干扰，特别是由于高发射功率的LEO开普勒卫星。这也导致对其他NGSO系统的强干扰，其中传统的干扰减轻技术（如旁视）可能表现不佳。具体地，旁视对于大星座可能是有益的，但是对于小星座是有害的。此外，我们确认，卫星运营商之间的频带分割显着降低吞吐量，也为Ku波段。我们的研究结果总体上表明，新的NGSO系统的卫星间相互作用的复杂性太高，无法通过简单的干扰缓解技术进行管理。这意味着将需要更复杂的工程解决方案，以及可能更严格的监管要求，以确保新兴的密集NGSO部署的共存。
2019-09-11 cs.NI eess.SP
Integrated lithium niobate photonic millimeter-wave radar
本研究基于4英寸晶圆级薄膜铌酸锂技术，研制出工作在V波段的集成光子毫米波雷达，实现厘米级多目标测距、测速及逆合成孔径成像，突破了传统集成光子雷达难达毫米波频段的瓶颈。
2025-02-23 eess.SP physics.app-ph physics.optics
Sky High 5G: New Radio for Air-to-Ground Communications
如今，移动运营商开始部署第五代（5G）网络，以扩大宽带无线服务的覆盖范围。相比之下，飞行中的连接仍然有限，其服务质量并不总是符合预期。在空对地（A2G）通信系统中采用5G新无线电（NR）可以帮助缩小空中和地面连接之间的差距。在本文中，我们重点关注基于5G NR的直接A2G通信。我们首先提供了现有的A2G系统，这是基于前几代移动技术的概述。然后，我们确认了NR A2G系统的可行性与性能研究的范围内的频带从低于7 GHz的毫米波频率。结果表明，NR A2G系统可以为空中连接提供显著提高的数据率。我们还确定了与NR A2G通信相关的主要挑战，讨论了应对挑战的增强措施，并为未来的研究指出了富有成效的途径。
2020-03-13 cs.NI eess.SP
