Enabling Long mmWave Aerial Backhaul Links via Fixed-Wing UAVs: Performance and Design
我们提出了一种基于固定翼无人机（无人机）的毫米波（mmWave）回程链路，该链路是一种经济高效且易于部署的解决方案，可将灾难或偏远地区连接到最近的核心网络。首先，我们充分表征单中继固定翼无人机基于通信系统考虑到现实的物理参数的影响，如无人机的圆形路径，飞行路径的临界点，障碍物的高度和位置，飞行高度，跟踪误差，无人机的振动的严重程度，真实的3D天线方向图，毫米波大气信道损耗，温度和气压。其次，我们推导出分布的信号噪声比（SNR）度量，这是基于一系列狄拉克δ函数的总和。使用SNR分布，我们推导出封闭形式的表达式中断概率和遍历容量的考虑系统作为所有系统参数的函数。为了提供一个可接受的服务质量较长的链路长度，我们扩展的解析表达式的多中继系统。通过Monte-Carlo模拟验证了封闭式表达式的准确性。最后，通过提供足够的仿真结果，我们调查的关键信道参数，如天线方向图增益和飞行路径上所考虑的系统的性能的影响，我们仔细分析这些参数之间的关系，以最大限度地提高平均信道容量。
2022-03-15 eess.SP
Distributionally Robust Physical-Layer Security for Satellite Communication via Aerial Reconfigurable Intelligent Surface
Xi’an Jiaotong University（西安交通大学）；Shenzhen Research Institute of Northwestern Polytechnical University（西北工业大学深圳研究院）；Institute of Telecommunication and Navigation Satellites, China Academy of Space Technology（中国空间技术研究院通信导航卫星研究所）；ZTE Corporation（中兴通讯股份有限公司）
针对卫星通信易被窃听的问题，提出利用空中可重构智能表面（ARIS）增强物理层安全，通过联合优化发射和反射波束成形，并采用基于矩的模糊集刻画信道不确定性，实现分布鲁棒的保密速率优化。
2026-05-29 cs.IT eess.SP math.IT
RIS-Assisted Survivable Backhaul Recovery in Small-Cell Systems
KTH Royal Institute of Technology（皇家理工学院）；Bilkent University（比尔肯特大学）
针对小小区网络回程电缆故障，提出可重构智能表面（RIS）辅助的备份框架，通过联合优化基站选择、RIS相位和预编码向量最大化可解析回程流量，将生存率从58%提升至72%。
2026-05-26 cs.IT eess.SP math.IT
Satellite- and Cache-assisted UAV: A Joint Cache Placement, Resource Allocation, and Trajectory Optimization for 6G Aerial Networks
本文考虑了LEO卫星和缓存辅助的无人机通信在地面网络中的内容交付，这表明了下一代系统提供无处不在的连接和高容量的巨大潜力。具体地，由UAV提供缓存以减少回程拥塞，并且LEO卫星支持UAV的回程链路。在这种情况下，我们的目标是最大限度地提高每个地面用户（GU）的最小可实现的吞吐量，通过联合优化缓存的位置，无人机的资源分配，和轨迹，而缓存容量和飞行时间是有限的。公式化的问题是具有挑战性的直接解决，由于其非凸性和组合性质。将该问题分解为三个子问题：（1）在无人机资源和轨迹固定的情况下，缓存布局优化问题;（2）在无人机资源和轨迹固定的情况下，缓存布局优化问题;（3）在无人机资源和轨迹固定的情况下，缓存布局优化问题。在子问题解的基础上，利用块坐标下降法（BCD）和逐次凸逼近法（SCA）提出了一种有效的交替算法。仿真结果表明，最大最小吞吐量和总的可实现吞吐量的提高，应用我们提出的算法，而不是其他基准计划。
2021-06-09 cs.IT eess.SP math.IT
Backhaul-Aware Intelligent Positioning of UAVs and Association of Terrestrial Base Stations for Fronthaul Connectivity
蜂窝用户的迅速增长需要现有蜂窝基础设施的新进展。处理这种巨大增长的单向式方法是密集地部署地面小型小区基站（TSB），并仔细管理智能回程/前传网络。然而，地面回程集线器显著地遭受密集衰落环境，并且难以安装在典型的城市环境中。因此，本文考虑用由无人机（UAV）组成的空中网络来代替地面回程网络，以提供TSB与地面核心网络（GCN）之间的前传连接。为此，我们专注于联合定位的无人机和TSBS的关联，使整个系统的总速率最大化。特别地，TSBS与UAV的关联问题在通信相关的约束下被公式化，即，带宽、到UAV的连接数量、功率限制、干扰阈值、UAV高度和回程数据速率。为了满足这一联合目标，我们利用遗传算法（GA），由于我们的优化问题的离线性质。该方法的性能进行评估，使用无监督学习的k-means聚类算法。我们观察到，所提出的方法是非常有效的，以满足智能前传网络的要求。
2021-05-01 eess.SP
Optimizing Age of Information Through Aerial Reconfigurable Intelligent Surfaces: A Deep Reinforcement Learning Approach
我们研究了将无人机（UAV）与可重构智能表面（RIS）元件集成以被动地将物联网设备（IoTD）采样的信息中继到基站（BS）的好处。为了保持中继信息的新鲜度，以最小化期望信息量（AoI）为目标的优化问题被制定为优化无人机的高度、通信调度和RIS元件的相移。在缺乏物联网设备激活模式的先验知识的情况下，开发了邻近策略优化算法来解决这个混合整数非凸优化问题。数值结果表明，我们提出的算法优于所有其他的AoI。
2020-11-09 eess.SP
Energy Efficiency Maximization in RIS-Aided Cell-Free Network with Limited Backhaul
将可重构智能表面集成到无蜂窝（RIS-CF）网络中，是未来无线系统以低成本、低功耗提高容量和覆盖的有效解决方案。RISs的反射系数可以被编程以增强在用户处接收的信号。这封信解决了在接入点的发射波束形成器和在RIS的反射系数的联合设计，以最大限度地提高能源效率（EE）的RIS-CF网络，考虑到有限的回程容量的限制。由于一个非常具有计算挑战性的非凸问题，我们开发了一个简单而有效的交替下降算法的解决方案。数值结果表明，RIS-CF网络的效率得到了很大的提高，显示了使用RIS的好处。
2021-03-08 eess.SP
Robust Beamforming Design for RIS-aided Cell-free Systems with CSI Uncertainties and Capacity-limited Backhaul
针对RIS辅助无小区系统，考虑CSI不确定性和容量受限回传，提出联合优化AP预编码与RIS相移的鲁棒波束赋形算法，以最大化最差情况总和速率，并实现低复杂度高性能。
2023-05-09 cs.IT eess.SP math.IT
Aerial Platforms with Reconfigurable Smart Surfaces for 5G and Beyond
预计空中平台将在第五代（5G）无线网络及以后（B5 G）中提供增强的无缝连接。这通常可以通过支持嵌入在重型和能源密集型设备中的先进车载通信功能来实现。可替代地，可重新配置的智能表面（RSS），其智能地利用/回收环境中的信号反射，正日益被认为是一种新的无线通信范例，以改善通信链路。事实上，它们的低成本、低功耗、重量轻和灵活部署使其成为与5G/B5 G技术集成的有吸引力的候选者。在这篇文章中，我们讨论了综合的方法，在空中平台的RSS集成。首先，我们提出了一个RSS技术，其操作和通信类型的审查。接下来，我们描述了如何RSS可以用于空中平台，我们提出了一个控制架构的工作流程。然后，提出并讨论了几个潜在的用例。最后，确定了相关的研究挑战。
2020-11-04 cs.SY eess.SP eess.SY
Long mmWave Backhaul Connectivity Using Fixed-Wing UAVs
本文讨论了一种基于固定翼无人机（UAV）的毫米波（mmWave）回程链路的分析，该回程链路是一种经济高效且易于部署的解决方案，可将灾难或偏远地区连接到最近的核心网络。在考虑无人机振动、跟踪误差、真实3GPP天线方向图、无人机高度、飞行路径以及物理障碍物影响等实际信道参数的基础上，提出了基于固定翼无人机的中继系统的优化设计方法。所考虑的系统的性能进行评估的中断概率和信道容量，同时考虑到系统参数的影响，如无人机飞行路径和天线方向图的最佳选择。
2022-03-08 eess.SP
UAV Swarm-Enabled Aerial Reconfigurable Intelligent Surface
可重构智能表面（RIS）通过调整无源反射元件的幅度和/或相位来优化信号反射，从而在无线网络中提供巨大的频谱和能量效率。利用无人机的灵活性和机动性，RIS可以安装在无人机上，实现三维信号反射。与传统的地面RIS（TRIS）相比，空中RIS（ARIS）具有更高的部署灵活性，可靠的空对地链路和全景全角度反射。然而，由于无人机的有效载荷和电池容量有限，无人机难以携带具有大量反射元件的RIS。因此，不能保证孔径增益的可缩放性。在实践中，多个无人机可以形成无人机群，以协同启用ARIS。在本文中，我们首先概述了无人机群支持的ARIS（SARIS），包括其动机和与TRIS和ARIS相比的竞争优势，以及其在无线网络中的新的变革性应用。然后，我们解决的关键挑战，设计的SARIS的波束成形设计，SARIS信道估计，和SARIS的部署和移动。接下来，潜在的性能增强的SARIS展示和初步的数值结果进行了讨论。最后，说明了开放的研究机会。
2021-03-10 eess.SP
3D Trajectory Optimization in UAV-Assisted Cellular Networks Considering Antenna Radiation Pattern and Backhaul Constraint
研究了在干扰严重的下行蜂窝网络中，三维天线辐射方向图和回程约束对无人机（UAV）最优三维路径规划问题的影响。我们考虑一种蜂窝连接的无人机，其任务是在固定时间内在两个位置之间旅行，并且它可以通过充当中继来改善地面用户的蜂窝连接。由于蜂窝基站的天线增益随UAV高度显著变化，因此UAV可以通过在其任务过程中改变其高度来提高其回程链路中的信号质量。这个问题是非凸的，因此，我们探索动态规划技术来解决它。我们表明，3D最优路径可以引入显着的网络性能增益的轨迹与固定的无人机高度。
2020-03-09 eess.SP
Reconfigurable Airspace: Synergizing Movable Antenna and Intelligent Surface for Low-Altitude ISAC Networks
本文提出利用可移动天线与智能反射表面协同重构空域，以解决低空无人机ISAC网络中的机动性、传播复杂性和感知通信权衡问题，并分析了两种部署场景下的关键挑战与研究方向。
2025-11-13 cs.IT eess.SP math.IT
Deploying an Aerial Reconfigurable Intelligent Surface for Vehicle-to-Vehicle Communications (PL: Wykorzystanie powietrznych przełączalnych inteligentnych powierzchni do komunikacji międzypojazdowej)
本文提出利用搭载可重构智能表面的无人机中继站，通过优化轨迹与朝向，增强车对车通信吞吐量并抑制干扰，仿真验证了有效性。
2025-03-25 cs.NI eess.SP
UAV-Based in-band Integrated Access and Backhaul for 5G Communications
我们介绍了使用无人机（UAV）作为无人机基站的概念，用于5G网络的带内综合接入和回程（IB-IAB）场景。我们首先提出了一个系统模型，用于在IB-IAB多层无人机蜂窝网络中的前向链路传输。然后，我们研究了这种情况下的关键挑战，并提出了一个框架，利用无人机的飞行能力作为主要的自由度，找到最佳的预编码器设计的回程链路，用户基站关联，无人机3D悬停位置，和功率分配。我们讨论了如何利用该算法来优化网络的性能在大规模和小规模。最后，我们使用一个详尽的搜索为基础的解决方案，以证明所提出的算法在接收信号干扰加噪声比（SINR）和整体网络的总和速率方面可以实现的性能增益。
2018-07-19 cs.NI eess.SP
DDPG Learning for Aerial RIS-Assisted MU-MISO Communications
本文定义了优化的下行链路多用户多输入，单输出（MU-MISO）的和速率为地面用户服务的空中可重构智能表面（ARIS），作为一个中继到地面基站的问题。深度确定性策略梯度（DDPG）被提出来计算最佳的有源波束形成矩阵在基站和反射元件的相移在ARIS最大化的数据速率。仿真结果表明，与深度Q学习（DQL）和基线方法相比，该方案具有优越性。
2022-07-13 cs.IT eess.SP math.IT
Interference Management in UAV-assisted Integrated Access and Backhaul Cellular Networks
集成接入和回程（IAB）网络架构可以实现下一代蜂窝网络的灵活和快速部署。然而，接入和回程链路之间的相互干扰、站点间距离小以及用户分布的空间动态性对IAB网络的实际部署提出了重大挑战。为了解决这些问题，我们利用无人机（UAV）作为悬停IAB节点的飞行能力，并提出了一种干扰管理算法，以最大限度地提高IAB网络的总速率。特别是，我们共同优化用户和基站的关联，接入和回程传输的下行链路功率分配，以及无人机的空间配置。我们考虑两种无人机的空间配置模式：分布式无人机和无人机天线阵列（DAA），并显示它们是如何交织在一起的地面用户的空间分布。我们的数值结果表明，所提出的算法实现了$2.9\times$和$6.7\times$增益的平均接收下行链路信号干扰加噪声比（SINR）和整体网络的总和速率，分别。最后，数值结果表明，无人机不仅可以用于覆盖范围的改善，但也用于容量提升IAB蜂窝网络。
2019-07-25 eess.SP
Link Budget Analysis for Reconfigurable Smart Surfaces in Aerial Platforms
包括无人机（UAV）、高空平台站（HAPS）和低地球轨道（LEO）卫星在内的非地面网络预计将在第六代无线网络中发挥关键作用。凭借其固有的特点，如灵活的布局，宽的足迹，和首选的信道条件，他们可以解决目前的地面网络的几个挑战，但是，他们的成功和广泛采用依赖于节能的板载通信系统。在这种情况下，将可重构智能表面（RSS）集成到空中平台中被认为是实现空中平台节能和成本效益部署的关键因素。事实上，RSS由低成本的反射器组成，能够以近乎被动的方式巧妙地引导信号。我们在本文中的RSS辅助通信的链接预算下讨论的RSS反射范式在文献中，即镜面反射和散射反射范式类型。具体来说，我们分析了RSS装备的空中平台的特点，并比较其通信性能与RSS辅助地面网络，使用标准化的信道模型。此外，我们推导出最佳的空中平台放置在这两个反射范例。所获得的结果提供了重要的见解RSS辅助通信的设计。例如，给定HAPS具有大的RSS表面，它在大多数研究的场景中提供优越的链路预算性能。相比之下，UAV上有限的RSS区域和LEO卫星通信中的大传播损耗使它们不适合支持地面用户。最后，配备RSS的平台的最佳位置可以取决于平台的高度、覆盖范围和环境类型。
2021-08-16 cs.SY eess.SP eess.SY
Ray Tracing Analysis for UAV-assisted Integrated Access and Backhaul Millimeter Wave Networks
最近，在蜂窝通信中使用毫米波（mmWave）频谱吸引了越来越多的兴趣，以支持预期的业务需求的大规模增长。然而，毫米波频率下的高路径损耗带来了严峻的挑战。在本文中，我们分析了潜在的覆盖增益使用无人机（UAV），悬停中继，在综合接入和回程（IAB）毫米波蜂窝场景。具体而言，我们利用WinProp软件包，采用射线跟踪方法，在30和60 GHz频段的室外毫米波信道的传播特性研究在曼哈顿样的环境。在这样做时，我们提出了放大和转发（AF）和解码和转发（DF）中继机制在WinProp软件的实现。我们展示了如何在接入和回程链路的覆盖光线跟踪地图的基础上定义无人机的3D部署。此外，我们提出了一个自适应的无人机发射功率的AF中继。我们证明，借助射线跟踪模拟，所提出的中继模式的下行链路覆盖方面的性能增益，和接收信号干扰噪声比（SINR）。
2019-07-04 eess.SP
3-D Position Optimization of Solar-Powered Hovering UAV Relay in Optical Wireless Backhaul
针对太阳能悬停无人机中继连接传感器场与OGS的光无线回程场景，研究三维位置优化，揭示大气条件对最优位置和端到端容量的关键影响。
2024-01-29 eess.SP
UAV-Enabled Joint Sensing, Communication, Powering and Backhaul Transmission in Maritime Monitoring Networks
本文提出一种无人机使能的联合感知、通信、供能和回传传输方案，通过联合优化时间分配、无人机轨迹、关联和功率调度，并开发新型优化框架，有效解决了能量受限海上监测网络的数据采集问题。
2025-05-29 eess.SP
EMF-Efficient MU-MIMO Networks: Harnessing Aerial RIS Technology
本文提出ARIS辅助的多用户MIMO上行架构，通过联合优化波束赋形、资源、功率、相移与轨迹降低EMF暴露，较固定ARIS和无ARIS方案分别减排超30%和90%。
2024-12-08 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
Learn to Access and Backhaul the Sky: Multi-Scale Radio Map Guided Multi-UAV Cooperation
The Hong Kong University of Science and Technology (Guangzhou)（香港科技大学（广州））
针对无人机群在三维场景中因用户移动和建筑遮挡导致的端到端瓶颈问题，提出多尺度无线电地图引导（MRMG）框架，结合全局、局部和链路级地图信息，通过多智能体强化学习实现无人机移动、下一跳选择和功率控制的联合优化，显著提升网络吞吐量和边缘用户速率。
2026-06-05 eess.SP
Integrating Low-Altitude SAR Imaging into UAV Data Backhaul
Nanjing University of Information Science and Technology（南京信息工程大学）；National Mobile Communications Research Laboratory, Southeast University（东南大学移动通信国家重点实验室）；Southeast University（东南大学）；Beijing University of Posts and Telecommunications（北京邮电大学）；Southern University of Science and Technology (SUSTech)（南方科技大学）；Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）
本文提出一种数据辅助的OFDM-SAR成像框架，利用上行通信数据符号进行传感，通过统一的时频域滤波框架抑制数据随机性，提升动态无人机信道中的高分辨率成像性能。
2026-04-01 eess.SP
UAVs with Reconfigurable Intelligent Surfaces: Applications, Challenges, and Opportunities
可重构智能表面（RIS）是一种可以集成到墙壁中并影响电磁波传播的超材料。这种典型的无源射频（RF）技术正在出现用于室内和室外使用，具有在日益具有挑战性的无线电环境中使无线通信更加可靠的潜力。本文进一步介绍了移动RIS，特别是由无人机（UAV）携带的RIS，以支持未来的蜂窝通信网络和服务。我们详细介绍了几个用例，挑战和未来的研究机会，以低成本和低能耗的方式设计和优化无线系统。
2020-12-08 cs.ET eess.SP
Robust Secure UAV Communications with the Aid of Reconfigurable Intelligent Surfaces
研究了一种新型的无人机安全通信系统，该系统利用可重构智能表面（RISs）实现无人机与地面用户之间的通信，而窃听者则倾向于窃听他们的信息。由于无人机的容量有限，RIS被应用于进一步提高安全通信的质量。无人机与地面用户之间的通信采用时分多址（TDMA）协议，即下行链路（DL）和上行链路（UL）通信。特别地，假设窃听信道的信道状态信息（CSI）是不完美的。我们的目标是最大限度地提高平均最坏情况下的保密率的鲁棒联合设计的无人机的轨迹，RIS的被动波束形成，和合法发射机的发射功率。由于联合上行下行优化问题的非凸性，其求解具有挑战性。为此，我们开发了一个有效的算法交替优化（AO）技术的基础上。具体地说，制定的问题被分为三个子问题，和逐次凸逼近（SCA），S-过程，和半定松弛（SDR）被用来解决这些非凸子问题。数值实验结果表明，与基准算法相比，该算法的平均保密率有了较大的提高，同时也验证了该算法的鲁棒性。
2021-04-28 cs.IT eess.SP math.IT
Distributed UAV Placement Optimization for Cooperative Line-of-Sight MIMO Communications
利用无人机进行协作通信是无基础设施无线网络中一项很有前途的技术。基于无人机的通信的关键挑战之一是回程吞吐量。在本文中，我们提出了优化的无人机群的位置，以实现高复用增益的视线（LoS）MIMO回程。我们开发了两种分布式算法来定位无人机，使得每个无人机移动最小的距离，以实现最高容量的LoS MIMO信道。第一种方法使用迭代梯度下降（GD），第二种方法使用迭代蛮力（BF）。仿真结果表明，这两种算法可以实现高达6倍的容量相比，该方法依赖于随机无人机的位置，在文献中提出的。BF具有不需要任何位置信息的优点，而GD对运动中的误差不太敏感。
2018-11-06 eess.SP
Air-to-Air Communications Beyond 5G: A Novel 3D CoMP Transmission Scheme
将协同多点传输技术与随机几何理论相结合，提出了一种由空中基站（aBS）和空中用户设备（aUE）组成的$3$ D蜂窝模型.对于这种新的$3$ D架构，开发了一种基于二项式-Delaunay四面体化的aBS部署模型，该模型确保了给定空间的无缝覆盖。此外，设计了一种通用的、实用的频率分配方案，有效地消除了小区间干扰。基于该模型，针对两种类型的aUE导出包括可实现的数据率和覆盖概率的性能度量：{ \it i）}一般aUE（即，与其服务aBS具有不同距离的aUE）和{ \it ii）}最差情况aUE（即，与其服务aBS具有相等距离的aUE）。仿真和数值结果表明，所提出的方法着重优于传统的二项式Voronoi曲面细分没有CoMP。直观地，它提供了类似的性能，利用传统的CoMP方案的二项式Voronoi曲面细分，但，引入了一个大大减少的计算复杂性和回程/信令开销。
2020-07-16 cs.IT eess.SP math.IT
Integration of Beyond Diagonal RIS and UAVs in 6G NTNs: Enhancing Aerial Connectivity
针对传统对角RIS信道调控能力有限的问题，本文提出将BD-RIS与无人机通信集成应用于6G非地面网络，阐述相关技术基础与集成潜力，开展搭载透射式BD-RIS的无人机通信案例研究并指明未来方向，有望提升无线覆盖与频谱效率。
2025-02-22 cs.ET eess.SP
Elevation Angle-Dependent 3D Trajectory Design for Aerial RIS-aided Communication
研究了一种概率视距信道下的空中可重构智能表面（RIS）辅助通信系统。以最小平均可达速率最大化为目标的最优化问题，用于联合设计通信调度、RIS的相移和三维（3D）UAV轨迹。为了解决这样一个非凸问题，我们提出了一个有效的迭代算法，以获得其次优解。仿真结果表明，该方案的性能明显优于现有方案，为无人机机载RIS通信系统的仰角和距离权衡提供了新的思路。
2022-04-09 eess.SP
Flexible Reconfigurable Intelligent Surface-Aided Covert Communications in UAV Networks
本文提出了一种基于柔性可重构智能表面的无人机隐秘通信框架，通过联合优化无人机轨迹、RIS反射向量和NOMA功率分配，提升隐秘通信性能。
2025-12-10 cs.IT eess.SP math.IT
Reconfigurable Intelligent Surfaces for 6G: Emerging Hardware Architectures, Applications, and Open Challenges
本文综述了面向6G的RIS新兴硬件架构、多样化工作模式及索引调制、ISAC等关键应用，并讨论了实验进展与开放挑战，揭示其对未来无线网络的变革性影响。
2024-06-14 cs.IT eess.SP math.IT
A Tutorial on Non-Terrestrial Networks: Towards Global and Ubiquitous 6G Connectivity
本教程全面探讨了非地面网络（NTN）在6G中的愿景、关键使能技术（如AI、DRL、RIS、MIMO波束成形及NGMA）及现实应用，突显其在实现全球无缝连接中的关键作用。
2024-12-21 cs.IT eess.SP math.IT
Aerial RIS-Enhanced Communications: Joint UAV Trajectory, Altitude Control, and Phase Shift Design
针对四旋翼无人机搭载的空中RIS（ARIS）飞行倾斜与高度变化导致波束失准的问题，提出基于欧拉角的联合控制方案，通过带优先经验回放的软演员-评论家算法优化ARIS高度、轨迹与相移，结合注水法与二分法优化基站波束成形，显著提升系统和速率与抗倾斜性能。
2025-10-11 cs.IT eess.SP math.IT
Toward Lightweight Aerial 5G gNBs: Reproducible OAI Testbed on Commodity ARM Platforms
King Abdullah University of Science and Technology (KAUST)（阿卜杜拉国王科技大学）
本研究在商用ARM平台上验证OAI 5G DU的可行性，通过Jetson和Raspberry Pi实现分离式架构，保持高吞吐量并支持应急广播，为轻量化空中基站提供可复现方案。
2026-10-06 cs.CR eess.SP
Millimeter-Wave for Unmanned Aerial Vehicles Networks: Enabling Multi-Beam Multi-Stream Communications
随着第五代（5G）移动网络的积极标准化和部署，许多新的车载通信技术被开发以支持和丰富各种应用场景。无人机通信是构建下一代高度可重构移动网络的一种重要解决方案。本文首先从网络、系统和硬件设计的角度对未来无人机应用的挑战进行了研究和展望，然后提出了一种工作在毫米波（mmWave）频段并支持多波束多流通信的无人机空中基站（ABS）原型。在世界上第一个无人机ABS的现场试验测试方面，上下行链路的数据速率为每秒数千兆比特，在温和的恶劣天气条件下具有良好的稳定性和可靠性。
2018-10-16 eess.SP
Shape Adaptive Reconfigurable Holographic Surfaces
Pontifical Catholic University of Rio de Janeiro（里约热内卢天主教大学）；JuliaSpace LLC.（JuliaSpace有限责任公司）
本文提出形状自适应可重构全息表面，通过动态改变表面几何形状提供额外空间自由度，以缓解阻塞并提升6G及未来无线网络中的数据速率。
2026-09-23 eess.SP
Efficient UAV Hovering, Resource Allocation, and Trajectory Design for ISAC with Limited Backhaul Capacity
本文针对回程容量受限的无人机ISAC系统，联合优化轨迹、波束成形、功率分配和悬停时间以最小化功耗，并通过半定松弛、大M法、惩罚方法和逐次凸逼近等变换技术获得低复杂度次优解，仿真验证了其在功率节省和感知质量方面的优势。
2024-09-02 eess.SP
Conformal Reconfigurable Intelligent Surfaces: A Cylindrical Geometry Perspective
本文提出了一种基于柱面几何的可重构智能表面研究方法，通过精确模型和优化策略实现高效波束合成，验证了单比特RIS在无线通信中的可行性。
2026-01-30 eess.SP
Meta Reinforcement Learning for Resource Allocation in Aerial Active-RIS-assisted Networks with Rate-Splitting Multiple Access
本研究提出元强化学习算法，联合优化波束成形、RIS元素开关、相移、放大因子、公共速率及无人机轨迹，以最大化空中有源RIS辅助RSMA网络的能量效率，相比无源RIS和NOMA方案显著提升EE。
2024-03-13 cs.IT eess.SP math.IT
On the Performance of UAV Relaying with Reconfigurable Antenna and Media Based Modulation in the Presence of Shadowed Fading
无人机（UAV）最近引起了学术界和工业界的极大兴趣。受无人机广泛使用的影响，考虑了城市中高层建筑和摩天大楼对无人机通信的影响，提出了一种基于可重构天线的无人机通信方法。更确切地说，RA提供通过镜像激活模式（MAP）接收信息，使得它可以通过仅使用一个射频（RF）链来实现具有降低的错误概率的接收分集。此外，可以通过使用具有降低的成本的RA来开发用于利用MAP的数据传输的基于媒体的调制（MBM）技术。为了量化所提出的无人机系统的性能，我们推导出一个严格的上限的整体错误概率，考虑近似信道模型的无人机的标准化研究。结果表明，RA可以使整个系统在错误性能方面对阴影和衰落效应更具弹性，并且它们是能量有效的。
2022-06-09 eess.SP
Robust Secrecy via Aerial Reflection and Jamming: Joint Optimization of Deployment and Transmission
可重构智能表面（RISs）被认为具有增强无线安全的巨大潜力，但其性能增益在很大程度上取决于RISs在网络拓扑中的部署位置。在本文中，我们考虑反窃听通信建立通过一个RIS在一个固定的位置，以及一个空中平台安装另一个RIS和一个友好的干扰机，以进一步提高保密性。空中RIS有助于增强合法信号，通过固定RIS加强空中合作干扰。通过对空中平台的优化部署，进一步提高了空中反射和干扰的安全增益。我们特别考虑了不完美的信道状态信息问题，并解决了最坏情况下的保密鲁棒性能。将制定的鲁棒保密率最大化问题分解为两层，其中内层通过鲁棒优化解决反射和干扰，外层通过深度强化学习解决空中部署。仿真结果显示了在不同的网络拓扑下的部署，并证明了我们的建议在最坏情况下的安全供应方面的性能优越性与基线相比。
2023-02-28 cs.NI eess.SP
RIS-Assisted Aerial Non-Terrestrial Networks: An Intelligent Synergy with Deep Reinforcement Learning
本文探讨了深度强化学习在优化RIS辅助空中非地面网络中的应用，重点采用H-PPO算法处理复杂混合动作空间，通过ARIS辅助的CoMP-NOMA网络案例验证其能有效最大化总速率，并指出了未来研究方向。
2024-12-25 eess.SP
SLIPT-Enabled Ground-to-UAV FSO Systems with Optical Reconfigurable Intelligent Surfaces
Institute of Industrial Science, The University of Tokyo（东京大学工业科学研究所）
研究提出由SLIPT赋能、ORIS辅助的地对无人机FSO通信系统，为克服LoS限制引入ORIS，对组合信道特性建模分析并推导相关闭式表达式，数值结果显示该系统能提高EH效率且维持性能。
2026-07-17 eess.SP
Reflections in the Sky: Joint Trajectory and Passive Beamforming Design for Secure UAV Networks with Reconfigurable Intelligent Surface
研究了可重构智能表面（RIS）辅助上行无线通信系统的安全能量效率最大化问题。我们专注于通过联合优化无人机的轨迹，RIS的相移，用户的关联和发射功率来最大化系统的安全能量效率。为了解决这个问题，我们将原问题分为三个子问题，并提出了一个有效的迭代算法。特别是，逐次凸逼近法（SCA）被应用于解决非凸无人机轨迹，RIS的相移，和发射功率优化子问题。我们进一步提供了两种方案来简化相位和轨迹子问题的求解。仿真结果表明，该算法收敛速度快，与不含RIS的传统方案相比，安全能量效率提高了38%.
2020-06-05 eess.SP
Reconfigurable Intelligent Surface-assisted Multi-UAV Networks: Efficient Resource Allocation with Deep Reinforcement Learning
在本文中，我们提出了可重构智能表面（RIS）辅助无人机（UAV）网络，可以利用无人机的灵活性和RIS的反射，以提高网络的性能。为了最大限度地提高所考虑的网络的能源效率（EE），我们共同优化无人机的功率分配和RIS的相移矩阵。提出了一种深度强化学习（DRL）方法，用于以集中方式解决时变通道的连续优化问题。此外，还提出了一种并行学习方法，以减少集中式方法的信息传输要求。数值结果表明，我们提出的计划相比，传统的方法在EE，灵活性和处理时间方面有显着改善。我们提出的用于RIS辅助无人机网络的DRL方法可以用于实时应用，因为它们具有即时决策和处理动态环境设置的时变信道的能力。
2021-08-05 eess.SP
Hybrid Offline-Online Design for Reconfigurable Intelligent Surface Aided UAV Communication
本文研究了在一般莱斯衰落信道下，城市地区可重构智能表面（RIS）辅助无人机（UAV）通信系统。提出了一种离线-在线混合设计方案，利用统计信道状态信息（S-CSI）和瞬时信道状态信息（I-CSI）来提高系统性能。对于离线阶段，我们的目标是通过联合优化RIS的相移和UAV轨迹，最大化基于S-CSI的预期平均可实现速率。由于随机优化问题的非凸性，使得该问题很难求解。为了解决这个问题，我们提出了一个有效的算法，利用随机逐次凸逼近（SSCA）技术。对于在线阶段，UAV根据有效的I-CSI自适应地调整发射波束成形和用户调度。数值结果表明，所提出的混合设计的性能优于各种Bechmark计划，也表现出良好的系统性能和CSI开销之间的权衡。
2022-05-27 cs.SY eess.SP eess.SY
An Experimental mmWave Channel Model for UAV-to-UAV Communications
无人机（UAV）网络可以提供弹性通信基础设施，以在流量高峰或灾难场景的情况下增强地面网络。然而，为了能够做到这一点，它们需要基于高带宽无线技术来实现无线电接入和回程。在这方面，毫米波（mmWave）频谱代表了一种诱人的解决方案，因为它提供了大量未开发的频谱，可以为空中平台提供超高的数据速率。然而，空中毫米波信道经历与相同频带中的地面部署显著不同的特性。到目前为止，毫米波空中信道尚未被广泛研究和建模。具体而言，UAV微移动性（由于控制回路中的不精确性以及包括风在内的外部因素）和高度定向的毫米波传输的组合需要特设模型来准确地捕获UAV部署的性能。为了填补这一空白，我们提出了一个经验传播损耗模型的无人机到无人机通信在60 GHz的基础上，进行了广泛的空中测量活动与Facebook的Terragraph信道探测器。我们将其与3GPP信道模型进行比较，并公开测量数据集。
2020-08-06 cs.NI eess.SP
Efficient DOA Estimation Method for Reconfigurable Intelligent Surfaces Aided UAV Swarm
传统的波达方向（DOA）估计方法是在多个接收信道上进行的。在本文中，一个变化的DOA估计问题，解决了在一个不同的情况下，只有一个全功能的接收通道。提出了一种利用多个提升式可重构智能表面（RIS）的无人机群体系统来进行方位估计。无人机的运动会显著降低DOA估计性能，现有的原子范数最小化（ANM）方法不能用于阵列扰动的场景。针对无人机的位置扰动，提出了一种基于原子范数的DOA估计方法，利用位置扰动参数定义原子范数。然后，一个定制的半定规划（SDP）方法来解决原子范数为基础的方法，其中不同于传统的SDP方法，制定了一个额外的转换矩阵。此外，梯度下降法被应用到细化估计的DOA和位置扰动进一步。仿真结果表明，在仅有一个接收通道的无人机群系统中，该方法的DOA估计性能明显优于各种基准方法。
2022-03-19 eess.SP
UAV-Mounted Aerial Relays in Military Communications: A Comprehensive Survey
University of Ottawa（渥太华大学）；Ibb University（伊卜大学）；Royal Military College of Canada（加拿大皇家军事学院）
本文综述了无人机搭载空中中继在军事通信中的应用，比较了AR与TR范式，并提出MCRES指标和决策算法以指导中继系统的选型和部署。
2026-01-27 cs.IT cs.MM cs.NI
Improving UAV Communication in Cell Free MIMO Using a Reconfigurable Intelligent Surface
在当前地面网络中与无人机（UAV）的通信由于接入点（AP）的向下倾斜而遭受不良信号强度，所述接入点（AP）被优化以服务地面用户端（GUE）。为了解决这个问题，可以将AP天线向上倾斜或分配更多的功率来服务UAV。然而，这负面地影响GUE下行链路（DL）速率。在本文中，我们提出使用可重构智能表面（RIS）来解决这一挑战，以增强UAV通信，同时保持3GPP规定的向下天线倾斜并潜在地改善GUE的DL性能。我们表明，在共轭波束成形（CB）预编码和适当的功率分配之间的GUE和无人机在AP，一个RIS与相移配置为向无人机反射无线电信号可以显着提高无人机DL吞吐量，同时有利于GUE。数值结果表明，RIS辅助系统可以在满足要求的数据速率下为无人机提供服务，同时相对于没有无人机和RIS的CF-MIMO系统，提高了GUE的下行性能。我们支持这一结论，通过模拟下不同数量的RIS反射元件，无人机的高度，和功率分配因子。
2022-09-21 eess.SP
Miniature UAV-Aided Cooperative THz Networks with Reconfigurable Energy Harvesting Holographic Surfaces
本文提出一种微型无人机搭载可重构全息表面进行能量收集的协作太赫兹网络，通过两阶段优化NOMA功率系数和飞行轨迹，显著提升能量效率。
2025-10-06 eess.SP
Improving SAGIN Resilience to Jamming with Reconfigurable Intelligent Surfaces
本文研究空天地一体化网络中利用部署在无人机上的可重构智能表面对抗GEO卫星干扰的问题，通过交替优化和半定松弛联合优化RIS波束成形与LEO卫星发射功率以最大化信干噪比，并验证了靠近用户部署RIS的有效性。
2025-07-04 eess.SP
