MmWave Communication With Active Ambient Perception
在现有的通信系统中，当每个UE（用户设备）移动到新的位置或另一个UE取代其位置时，应该重复地估计每个UE（用户设备）的信道状态信息。底层环境信息，包括潜在反射器的具体布局，其提供关于所有UE的信道结构的更详细信息，尚未被充分探索和利用。在本文中，我们重新思考毫米波信道估计问题，在一个新的和间接的方式，即，不是在每个时间和对于任何特定位置估计所得到的复合信道响应，而是首先利用毫米波天线阵列的吸引人的雷达能力进行环境感知，然后完成基于位置的稀疏信道重构。以这种方式，可以基于感知的环境信息快速合成到达特定位置的准静态UE的稀疏信道，从而大大降低信令开销和在线计算复杂度。基于重构的毫米波信道，设计并实现了单波束毫米波通信，取得了良好的性能。这种方法实际上将雷达与通信结合起来，这可能为未来的通信系统设计开辟一种新的范例。
2019-03-23 eess.SP
Orbital-Angular-Momentum Embedded Massive MIMO: Achieving Multiplicative Spectrum-Efficiency for mmWave Communications
针对传统毫米波大规模MIMO未利用轨道角动量正交态增益的问题，提出OAM嵌入MIMO框架，通过抛物面会聚、模式分解检测及注水功率分配实现倍增频谱效率增益，仿真验证其性能显著优于传统方案。
2024-08-13 eess.SP
Near-field Boundary Distance in mmWave and THz Communications with Misaligned Antenna Arrays
KTH Royal Institute of Technology（皇家理工学院）
本文提出了一种通用数学框架，用于在各种现实阵列旋转和偏移情况下表征定向毫米波和太赫兹通信系统的近场距离，推导了多种天线配置下的紧凑闭合表达式。
2026-03-16 eess.SP
Separable multidimensional orthogonal matching pursuit and its application to joint localization and communication at mmWave
贪婪稀疏恢复已成为一种流行的工具，在许多应用中，虽然它的复杂性仍然是禁止大型稀疏字典或传感矩阵时，必须利用。在本文中，我们制定第一类新的稀疏恢复问题，利用多维字典和可分性的测量矩阵，出现在某些问题。在此基础上，提出了一种新的算法--可分离多维正交匹配追踪算法（SMOMP），该算法能够以较低的复杂度解决这类问题。最后，我们将SMOMP应用于毫米波联合定位和通信问题，并以数值方式显示其有效性，以合理的复杂度提供高精度的信道和位置估计。
2022-10-31 eess.SP
Manifold Optimization Methods for Hybrid beamforming in mmWave Dual-Function Radar-Communication System
作为一种低成本的替代方案，模拟和数字混合波束形成结构是一种很有前途的毫米波系统方案。针对毫米波双功能雷达通信（DFRC）系统，研究了部分连接和全连接两种混合波束形成结构，其中发射端与下行用户通信，同时检测雷达目标。在恒模和功率约束下，通过最小化雷达和通信性能的加权和来表达优化问题。针对这两个结果问题所导致的非凸性，提出了有效的黎曼优化算法.针对全连通结构，提出了一种基于交替方向乘子法（ADMM）的流形算法.而对于部分连通结构，提出了一种低复杂度的黎曼积流形信赖域（RPM-TR）算法来逼近近似最优解. 数值仿真表明了本文方法的有效性.
2022-09-04 eess.SP
Channel Covariance Matrix Estimation via Dimension Reduction for Hybrid MIMO MmWave Communication Systems
具有较低硬件复杂度和功耗的混合大规模多输入多输出结构已被认为是毫米波（mmWave）通信的潜在候选。信道协方差信息可用于设计发射机预编码器、接收机合并器、信道估计器等。然而，混合结构仅允许观察到低维信号，这增加了信道协方差矩阵估计的困难。本文通过克罗内克积展开将信道协方差估计表示为结构化低秩矩阵感知问题，并使用低复杂度算法来解决该问题。通过对均匀线阵和均匀正方形平面阵的仿真，验证了该方法的有效性。
2019-06-24 eess.SP
High-Resolution Channel Estimation for Intelligent Reflecting Surface-Assisted MmWave Communications
本文研究了智能反射面（IRS）辅助毫米波（mmWave）多输入多输出（MIMO）通信中的高分辨率信道估计问题，这是保证进一步高速率数据传输的前提。针对毫米波信道的稀疏性，从稀疏信号恢复的角度提出了级联信道估计问题，并提出了一种新的两步级联信道估计算法，用于在IRS辅助的毫米波MIMO通信中高分辨率地估计用户-IRS-基站级联信道。更具体地，第一步是估计粗略的角域信息（ADI），并通过波束训练进一步建立鲁棒上行链路。第二步，利用粗ADI，提出了一种自适应网格匹配追踪（AGMP）算法，以较低的复杂度估计高分辨率的级联信道状态信息（CSI）。仿真结果验证了所提出的两步信道估计协议明显优于现有技术方案，即，基于波束训练的信道估计，同时可以获得理想CSI所达到的接近最优的系统性能。
2020-06-21 eess.SP
Resource Allocation for mmWave-NOMA Communication through Multiple Access Points Considering Human Blockages
提出了一种新的用于拥挤场所的毫米波非正交多址接入（mmWave-NOMA）通信中的资源分配优化框架。MmWave通信受到诸如人体等障碍物的严重阻塞，特别是在密集区域。因此，详细的方法建模的阻塞事件在场地的情况下介绍。此外，在不同位置考虑了几个毫米波接入点。以网络总速率最大化为目标，将资源分配问题转化为一个混合整数非线性规划问题，该问题一般是NP-难的。因此，一个三阶段的低复杂度的解决方案，提出了解决这个问题。首先，提出了一种用户调度算法，提出了一种改进的最坏连接交换算法。其次，采用模拟退火算法求解天线分配问题。然后，以最大化网络总速率和保证服务质量约束为目标，采用差分凸规划方法求解非凸功率分配优化问题。仿真结果表明，在阻塞效应下，所提出的mmWave-NOMA方案比传统的mmWave-orthogonal多址接入方案的性能平均好23%。此外，所提出的解决方案的性能比最优值低11.4%，同时降低了96%的复杂度。
2020-10-11 eess.SP
Effects of Digital Map on the RT-based Channel Model for UAV mmWave Communications
基于几何学和射线跟踪理论，提出了一种适用于无人机（UAV）辅助空地（A2G）通信的毫米波（mmWave）信道模型和参数计算方法。为了加快参数计算速度，提出了一种在原始数字地图上重建场景数据库的方法。在28 GHz的校园场景下，通过大量的仿真，分析了重构精度对信道参数和特性的影响。仿真和分析结果表明，简化后的数据库可以节省高达50%的时间消耗。然而，在校园场景中，统计特性的差异是轻微的。
2020-07-28 eess.SP
Guard Beam: Protecting mmWave Communication through In-Band Early Blockage Prediction
人为阻塞是动态环境中毫米波通信网络面临的主要挑战之一。人体的遮蔽导致显著的接收功率降级，并且可能突然且频繁地发生。考虑到毫米波通信中使用的巨大带宽，数百毫秒的遮蔽周期可能会中断通信并导致显著的数据丢失。更长的遮蔽期可能会导致长时间的链路中断。因此，必须采用阻塞预测机制来检测毫米波链路附近的移动阻塞。通过尽可能早地检测潜在的阻塞，用户设备可以通过在阴影发生之前建立新的连接并执行与替代基站的波束训练来进行预测。本文提出了一种利用额外的保护波束来保护主通信波束的早期移动阻塞检测机制。保护波束旨在通过扩展基站的视场来感测环境。可以通过观察由视场内的阻挡物的存在引起的接收信号波动来早期检测阻挡物。我们推导出一个信道模型的预遮蔽事件，设计了一个移动的阻塞检测算法的保护波束，并评估保护波束的性能理论和实验的基础上，使用我们的毫米波测试平台的测量活动。我们的研究结果表明，保护光束可以扩展检测范围，并预测阻塞高达360毫秒之前的阴影发生。
2022-08-14 eess.SP
A Review on Coexistence Issues of Broadband Millimeter-Wave Communications
毫米波（mmWave）频带具有比传统频段更高的频率和更宽的频谱，适用于以短距离高速率通信为特征的下一代无线网络。作为一个新来者，毫米波有望与现有服务具有向后兼容性，并与其他技术合作，以提高系统性能。因此，共存问题成为下一代无线通信的重要课题。在本文中，我们系统地回顾了宽带毫米波通信的共存问题及其在文献中提出的相应解决方案，有助于阐明毫米波设计的见解。特别地，本文中所调查的工作可以分为四类：与微波通信的共存、与固定业务的共存、与非正交多址接入（NOMA）的共存以及其他共存问题。数值计算结果的启发，文献中提出了更深入的分析。我们还指出了每个类别的一些挑战和未来方向，作为进一步研究宽带毫米波通信共存问题的路线图。
2020-08-20 eess.SP
Zero-Shot Generalization for Blockage Localization in mmWave Communication
本文提出一种基于自监督学习的毫米波通信遮挡预测方法，通过LiDAR数据标记RF数据训练深度学习模型，仅用RF数据预测物体位置以实现遮挡定位，在收发机位置变化时无需重训，动态环境中准确率达74%。
2024-12-18 eess.SP
Hybrid Beamforming With Sub-arrayed MIMO Radar: Enabling Joint Sensing and Communication at mmWave Band
本文提出了一种将混合波束形成技术与子阵列MIMO雷达技术相结合的毫米波（mmWave）波段双功能雷达通信（DFRC）系统波束形成设计方法。我们假设基站（BS）服务于位于非视距（NLoS）信道中的用户设备（UE），该用户设备同时主动检测位于视距（LoS）信道中的多个目标。给定最优通信波束形成器和期望的雷达波束方向图，在非凸恒模（CM）和功率约束下，设计模拟和数字波束形成器，使得通信和雷达波束形成误差的加权和最小。该优化问题可分解为三个子问题，并采用交替极小化方法求解。数值仿真验证了所提出的波束成形设计的可行性，并表明我们的方法提供了一个有利的性能之间的权衡传感和通信。
2018-10-24 eess.SP
On NOMA-Based mmWave Communications
非正交多址接入（NOMA）和毫米波（mmWave）通信是提高第五代（5G）移动网络系统容量的两种有前途的技术。前者通过对功率域信息进行调制，可以获得较高的频谱效率，后者可以提供极大的频谱资源。起伏双射线（FTR）信道模型已经被实验证明能够准确地描述毫米波通信中的小尺度衰落效应。本文从中断概率（OP）和遍历容量（EC）两个方面研究了毫米波通信系统中基于NOMA的FTR信道通信性能。具体来说，我们考虑的情况下，一个基站（BS）发送信号，两个用户同时在NOMA计划。BS和用户都配备有单个天线。两种功率分配策略被认为是：第一个是一个一般的（固定的）功率分配方案下，我们得到的OP和EC的NOMA用户在封闭的形式;另一个是一个最优的功率分配方案，可以实现最大的和速率为整个系统。在第二种方案下，不仅得到了OP和EC的封闭形式，而且得到了EC的上、下界。此外，我们还推导了在高平均信噪比区域的OP的渐近表达式，以研究这两种方案下的分集阶数。最后，我们通过Monte-Carlo模拟证明了我们导出的表达式的正确性和准确性。
2020-09-15 eess.SP
3D Scene Based Beam Selection for mmWave Communications
在本文中，我们提出了一种新的基于3D场景的毫米波通信波束选择框架，仅依赖于环境数据和深度学习技术。与其他带外边信息辅助通信策略不同，所提出的策略充分利用了环境信息，从3D场景重建中获得的周围建筑物/汽车/树木的形状、位置甚至材质。具体来说，我们构建了神经网络，输入为3D场景的点云，输出为光束索引。与LIDAR辅助技术相比，该方法利用摄像机离线拍摄的多幅图像重建三维场景，大大降低了成本，适用于小型移动终端。仿真结果表明，所提出的基于三维场景的波束选择方法在精度上优于激光雷达方法。
2020-06-24 eess.SP
Modeling RIS Empowered Outdoor-to-Indoor Communication in mmWave Cellular Networks
随着毫米波（mmWave）在蜂窝网络上的越来越多的采用，由于建筑物的高穿透损耗，室外到室内（O2I）通信已经成为具有挑战性的研究问题之一。为了解决这个问题，我们调查的实用性，利用可重构智能表面（RISs），以协助这种O2I通信。我们提出了一个新的概念，预制的RIS授权墙组成的大量的无芯片射频识别（RFID）传感器。每个传感器都有自己的延迟线。这些内置在建筑物墙壁内的传感器可以潜在地由主集成电路（IC）控制以调节撞击信号的相位。为了评估我们的想法，我们使用阻塞模型的随机几何工具对毫米波网络中基于RIS的O2 I通信进行了彻底的性能分析。我们的分析有利于两个封闭形式的近似的下行链路信噪比（SNR）覆盖概率为基于RIS的O2I通信。我们进行了广泛的模拟，以评估所得出的表达式的准确性，从而提供新的观察和发现。
2021-01-04 eess.SP
Physics-Inspired Target Shape Detection and Reconstruction in mmWave Communication Systems
College of Information Science and Electronic Engineering, Zhejiang University（浙江大学信息与电子工程学院）；Zhejiang Provincial Key Laboratory of Info. Proc., Commun. & Netw. (IPCAN)（浙江省信息处理、通信与网络重点实验室）；Zhejiang Lab（之江实验室）
本文提出了一种基于霍夫变换和PCA的毫米波通信系统中目标形状检测与重构方法，通过融合散射和反射信号以提高重构精度。
2026-02-05 eess.SP
Joint Communication and Sensing in RIS-enabled mmWave Networks
本文研究了存在RIS的mmWave OFDM联合通信与感知系统，通过联合设计混合波束成形和RIS相移以最小化弦距离度量保证感知功能，并采用基于惩罚方法和流形ADMM的算法解决非凸优化问题，仿真证实了RIS对感知与通信性能的提升及两者间的权衡。
2023-03-24 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
Efficient Dual-Blind Deconvolution for Joint Radar-Communication Systems Using ADMM: Enhancing Channel Estimation and Signal Recovery in 5G mmWave Networks
提出基于ADMM的框架，通过凸约束和近端算子迭代优化雷达信道与发射信号，实现毫米波联合雷达通信系统的双盲反卷积，有效提升信道估计与通信性能。
2026-06-07 eess.SP
SPARCS: A Sparse Recovery Approach for Integrated Communication and Human Sensing in mmWave Systems
使用毫米波（mmWave）设备检测和分类人体运动的一种成熟方法是对不同身体部位的小尺度多普勒效应（称为微多普勒）进行时频分析，这需要对信道脉冲响应（CIR）进行规则间隔和密集采样。目前在文献中，这是使用专用雷达传感器或中断通信来传输专用感测波形来完成的，这需要高开销和信道利用率。在这项工作中，我们提出了SPARCS，一个集成的人类传感和通信解决方案的毫米波系统。SPARCS是第一种从不规则和稀疏的CIR样本中重建高质量的人体运动特征的方法，例如在通信流量模式期间获得的特征。为了实现这一点，我们制定的微多普勒提取稀疏恢复问题，这是至关重要的，使通信和传感之间的平滑集成。此外，如果需要的话，我们的系统可以无缝地注入短CIR估计字段到信道中时，通信流量是不存在的或不足的微多普勒提取。SPARCS有效地利用了毫米波信道的固有稀疏性，从而相对于可用方法大幅降低了感测开销。我们在IEEE 802.11ay软件定义无线电（SDR）平台上实现了SPARCS，该平台工作在60 GHz频段，收集符合标准的CIR轨迹，与真实WiFi接入点的流量模式相匹配。我们的研究结果表明，SPARCS获得的微多普勒签名使一个典型的下游应用，如人类活动识别与现有方法相比，开销降低了7倍以上，同时实现了更好的识别性能。
2022-05-06 eess.SP
Impact of atmospheric impairments on mmWave based outdoor communication
近年来，移动数据需求的大幅增长以及智能手机和平板电脑等个人通信设备的迅速普及是移动服务提供商面临的主要挑战。在过去的几年中，分配给当前运行的移动通信系统的频谱已经以相当大的速率饱和，使得未来的第五代网络在不应用新频率的情况下将不能运行。根据5G的概念，毫米波频段也将与目前使用的频段一起使用。然而，在这个特定的光谱中，引入了由于降水和大气吸收而引起的新的和最重要的衰减因子。本文利用MATLAB软件研究了降水、雾和大气吸收对毫米波传播的影响。
2018-06-13 eess.SP
Signal Shaping for Non-Uniform Beamspace Modulated mmWave Hybrid MIMO Communications
研究了毫米波（mmWave）多输入多输出（MIMO）通信中基于最大化最小欧氏距离（MMED）准则的自适应信号整形方法。在这项工作中，我们利用模拟预编码器的索引来携带信息，并优化用于每个模拟预编码器激活状态的符号向量集。具体来说，我们首先提出了一个联合优化的信号整形（JOSS）的方法，其中用于所有模拟预编码器激活状态的符号向量集联合优化，通过解决一系列的二次约束二次规划（QCQP）问题。JOSS表现出良好的性能，但是，具有高的计算复杂度。为了降低计算复杂度，我们提出了一个完整的基于预编码的信号整形（FPSS）的方法和一个对角预编码的信号整形（DPSS）的方法，其中的全数字预编码器或对角数字预编码器的所有模拟预编码器激活状态的优化，通过解决两个小规模的QCQP问题。仿真结果表明，与现有的毫米波传输解决方案相比，所提出的信号整形方法可以在可靠性方面提供可观的性能增益。
2020-06-23 eess.SP
Leveraging Sensing at the Infrastructure for mmWave Communication
毫米波频段中的车联网（V2X）通信是实现信息娱乐、协作感知和增强现实辅助驾驶等应用的高数据速率的一种方式。毫米波通信依赖于大型天线阵列，配置这些阵列会带来很高的训练开销。在本文中，我们鼓励使用基础设施安装的传感器（这将是未来智慧城市的一部分）进行毫米波通信。我们提供了数值和测量结果，以证明来自这些基础设施传感器的信息减少了毫米波阵列配置开销。最后，我们概述了未来的研究方向，以帮助实现毫米波通信的基础设施传感器的使用。
2019-11-22 cs.IT eess.SP math.IT
Spectral Efficiency Optimization for mmWave Wideband MIMO RIS-assisted Communication
可重构智能表面（RIS）是一种被动或半被动的异质元表面，由许多可调单元组成。RIS作为一种有前途的新技术正在获得发展势头，能够将传播环境转换为可控参数。在本文中，我们研究了协同设计的每个子载波的功率分配矩阵和多元素的RIS相移在下行链路中使用28 GHz频段的宽带MIMO传输。我们在改进RIS辅助链路方面的贡献包括：（1）增强了系统建模，包括路径损耗和阻塞建模，以及均匀矩形阵列（URA）设计;（2）设计了梯度上升协同设计算法;（3）对所提出的算法进行了渐近（Big O）复杂度分析和运行时复杂度评估。
2021-12-15 eess.SP
Height-Dependent LoS Probability Model for A2G MmWave Communications under Built-up Scenarios
基于组合场景下的三维传播特性，提出了一种基于高度依赖的空地毫米波（mmWave）通信视距（LoS）概率模型。综合考虑情景因素，即，建筑物高度分布、建筑物宽度、建筑物间距、收发器高度等参数的预测方法，将ITU-R标准的预测方法扩展到低空和高空两种情况。为了加快故障概率的预测速度，在理论表达式的基础上建立了故障概率的近似参数模型。基于射线跟踪法的仿真结果表明，该模型与现有模型在低空具有较好的一致性。但是，它在高海拔地区的性能更好。该模型可用于A2 G通信系统的小区覆盖、中断概率、误比特率等信道建模和性能分析。
2021-09-06 eess.SP
Site-specific online compressive beam codebook learning in mmWave vehicular communication
毫米波（mmWave）通信是支持车辆网络中Gbps传感器数据共享的一种可行的解决方案。在车载通信中使用毫米波和高移动性的大型天线阵列使得设计快速波束对准解决方案具有挑战性。在本文中，我们提出了一种新的框架，学习信道的出发角（AoD）统计在基站（BS），并使用此信息来有效地获取信道测量。我们的框架集成了在线学习的压缩感知（CS）码本学习和优化的码本用于基于CS的波束对准。我们制定了一个CS矩阵优化问题的基础上，AoD统计在BS。此外，基于CS信道测量，我们开发了在BS处更新和学习这样的信道AoD统计的技术。我们使用置信上限（UCB）算法来学习AoD统计和CS矩阵。数值结果表明，CS矩阵在所提出的框架提供更快的波束对准比标准CS矩阵设计。仿真结果表明，所提出的波束训练技术可以减少80%的开销相比，穷举波束搜索，和70%相比，不利用任何AoD统计的标准CS解决方案。
2020-05-11 eess.SP
Sub-6GHz Assisted mmWave Hybrid Beamforming with Heterogeneous Graph Neural Network
针对多小区异构网络中mmWave混合波束成形设计难题，提出一种异构图神经网络（HGNN），利用sub-6GHz信道信息学习内在关系以最大化系统频谱效率，并通过注意力机制与残差结构显著提升性能。
2024-04-26 eess.SP
A Holistic Link Budget Analysis for mmWave and THz Communications in Non-Terrestrial Networks
Istanbul Technical University（伊斯坦布尔技术大学）；Izmir Institute of Technology（伊兹密尔理工学院）；Carleton University（卡尔顿大学）
针对6G非地面网络中的毫米波/太赫兹通信，提出一种综合链路预算分析方法，考虑自由空间损耗、大气吸收、天气影响、电离层扰动、极化失配、馈线损耗、天线电路约束、衰落、指向误差和非白噪声等，结果表明多层结构结合高增益天线可实现多吉比特链路。
2026-06-28 eess.SP
Adaptive Beamwidth Configuration for Millimeter Wave V2X Scheduling
毫米波（mmWave）技术将支持互联和自动驾驶汽车（CAV）所需的V2X服务的高带宽和数据速率要求。mmWave V2X技术将利用定向天线，挑战动态场景中的通信管理，包括可用链路的识别，波束对准和调度。先前的研究表明，当毫米波通信得到辅助信息（如在低于6GHz V2X技术中传输的辅助信息）的支持时，这些挑战可以减少。在此背景下，本文提出了一种用于6GHz以下V2X技术支持的V2V通信的波束宽度感知毫米波调度方案。该提案使毫米波发射机能够通过调整波束宽度配置，同时向多个相邻车辆调度毫米波传输。此外，该提案还导出了毫米波发射机在有限数量的调度间隔中应用于联系其相邻车辆的最小波束宽度。所获得的结果表明，该提案有助于增加可以传输到相邻车辆的毫米波数据量。
2021-12-14 eess.SP
Fast Transceiver Design for RIS-Assisted MIMO mmWave Wireless Communications
本文针对收发端均采用均匀圆形阵列的RIS辅助MIMO毫米波通信系统，提出降低旋转角度对非循环信道矩阵影响的算法、收发端及RIS的相位优化方案和低复杂度快速逐符号ML检测方案，通过仿真验证了理论有效性。
2024-08-13 eess.SP
Channel Tracking for RIS-aided mmWave Communications Under High Mobility Scenarios
新兴的可重构智能表面（RIS）技术有望应用于毫米波（mmWave）通信系统中，以有效地补偿传播损耗或解决阻塞问题。考虑到实际应用中用户的高度移动性，实时调整相位偏移以使波束对准移动用户是非常必要的，这就需要频繁地估计信道状态信息。因此，必须设计有效的信道跟踪方案以避免复杂的信道估计过程。在本文中，我们开发了一种新的信道跟踪方案，与传统的计划有两个优点。首先，我们的跟踪方案是基于级联的角度在RIS，而不是准确的角度值，这是更实际的。其次，它可以在噪声可以是非高斯的更一般的设置下使用。仿真结果表明，该方案具有较高的跟踪精度，并验证了其优于现有的基于EKF的跟踪方案。
2023-02-07 eess.SP
Generative AI-enabled Blockage Prediction for Robust Dual-Band mmWave Communication
提出基于视觉变换器的视觉辅助阻塞预测方法，在雾-云架构中利用生成式AI压缩视觉数据，实现毫米波与Sub-6 GHz智能切换，在DeepSense 6G数据集上达到92.78%准确率并减少70.31%带宽。
2025-01-20 eess.SP
Towards Real-World 6G Drone Communication: Position and Camera Aided Beam Prediction
毫米波（mmWave）和太赫兹（THz）通信系统通常部署大型天线阵列以保证足够的接收信号功率。然而，与这些阵列相关的波束训练开销使得这些系统难以支持高度移动的应用，例如无人机通信。为了克服这一挑战，本文提出了一种基于机器学习的方法，该方法利用视觉和位置数据等额外的传感数据，实现快速准确的毫米波/太赫兹波束预测。开发的框架在现实世界的多模态毫米波无人机通信数据集上进行评估，该数据集包括共存的相机，实用的GPS和毫米波波束训练数据。所提出的感测辅助解决方案实现了86.32%的前1波束预测准确度以及接近100%的前3和前5准确度，同时大大降低了波束训练开销。这突出了一个很有前途的解决方案，可以实现高度移动的6 G无人机通信。
2022-05-24 eess.SP
A General Framework for RIS-Aided mmWave Communication Networks: Channel Estimation and Mobile User Tracking
可重构智能表面（RIS）作为一种提高无线通信性能的新技术，已经得到了广泛的讨论。基于RIS的独特设计，其元件可以反射，吸收，吸收或聚焦入射波向任何所需的方向。这些功能被证明是克服毫米波（mmWave）的高传播条件（包括路径衰减和阻塞）的主要解决方案。然而，由于RIS元件的无源性质以及多输入多输出（MIMO）系统产生的估计开销，RIS辅助通信中的信道估计仍然是主要关注点。因此，用户跟踪尚未进行分析。本文是第一个工作，解决信道估计，波束成形，和用户跟踪下实际毫米波RIS-MIMO系统。通过给出RIS设计与MIMO系统的数学关系，提出了RIS设计的三阶段框架。首先使用分层波束搜索来估计基站（BS）与RIS之间的信道，然后使用迭代解析算法来估计RIS与用户之间的信道。最后，一个流行的跟踪算法被用来跟踪RIS和用户之间的信道参数。系统分析表明，所提出的框架在实时场景中的鲁棒性和有效性。
2020-09-02 eess.SP
Integrated Communication and Computing in Time-Varying mmWave Channels
本文提出一种在时变毫米波信道中集成通信与计算的收发机框架，通过并行信道跟踪与检测及BiGaBP算法，实现高效ICC，仿真验证其性能优越。
2025-09-09 eess.SP
Machine Learning-Based 3D Channel Modeling for U2V mmWave Communications
无人机（UAV）毫米波（mmWave）技术可以为未来的通信网络提供灵活的链路和高数据速率。针对三维散射空间、三维速度、三维天线阵列，特别是三维旋转等新特性，提出了一种基于机器学习的无人机-飞行器（U2 V）毫米波信道模型。同时，开发了一种基于ML的信道参数计算和生成网络。确定性参数是基于简化的几何信息计算的，而随机参数是由基于反向传播的神经网络（BPNN）和生成对抗网络（GAN）生成的，其中训练数据集是从大量射线跟踪（RT）模拟中获得的。此外，信道统计特性的理论表达式，即，推导并分析了功率延迟分布（PDP）、自相关函数（ACF）、多普勒功率谱密度（DPSD）和互相关函数（CCF）。最后，在28 GHz的典型城市场景下生成U2 V毫米波信道。生成的PDP和DPSD与基于RT的结果吻合较好，验证了该方法的有效性。此外，三维旋转的影响，这在以前的工作中很少报道，可以观察到在所产生的CCF和ACF，这也是与理论和测量结果一致。
2021-09-05 eess.SP
Multi-Band Patch Antenna Array for Out-of-Band Aided Millimeter Wave Communication
Institute of Telecommunications, TU Wien（维也纳工业大学电信研究所）；PIDSO Propagation Ideas and Solutions GmbH（PIDSO传播理念与解决方案有限公司）
研究在sub-6 GHz天线前放置毫米波天线结构的影响，通过仿真和测量评估其对辐射方向图的影响，发现影响较小，共位配置可行。
2026-05-28 eess.SP
Over-the-Air Transmission of Zak-OTFS on mmWave Communications Testbed
针对毫米波通信面临的路径损耗等问题，提出基于Zak变换的OTFS（Zak-OTFS），设计完整空中传输系统并通过COSMOS测试平台验证其可行性与稳健性，为5G之后及6G系统提供高效波形方案。
2025-11-10 eess.SP
Proximal Policy Optimization for Integrated Sensing and Communication in mmWave Systems
本文提出一种基于PPO算法的动态资源分配与波束跟踪方法，在毫米波系统中协调优化传感与通信决策，显著降低了平均分组错误率及波束跟踪开销，并展现出优异的泛化能力。
2023-06-27 eess.SP
Radar Aided mmWave Vehicle-to-InfrastructureLink Configuration Using Deep Learning
波束训练过程的高开销是建立毫米波通信链路时的主要挑战，特别是对于信道高度动态的车辆到一切（V2X）场景。在本文中，我们通过实现两个深度神经网络（DNN）来获得先验信息，以加快波束训练过程，这些深度神经网络在车辆到基础设施（V2I）系统中实现雷达到通信（R2C）信道信息转换。具体地，第一DNN被构建为从雷达方位功率谱（APS）中提取信息以重构通信APS，而第二DNN利用从雷达信道的空间协方差中提取的信息来实现R2C协方差预测。实现的数据速率和估计的和真实的通信APS之间的相似性被用来评估预测性能。协方差估计方法通常提供更高的相似性，因为APS预测不能总是捕获雷达和通信APS之间的失配。与直接利用雷达APS而不尝试将其转换到通信信道的波束训练方法相比，我们提出的深度学习（DL）辅助方法显着降低了波束训练开销，从而在使用通信APS预测和协方差预测时分别提高了13.3%和21.9%。
2021-11-16 eess.SP
Switch-based Hybrid Beamforming for Massive MIMO Communications in mmWave Bands
基于开关的混合网络是大规模毫米波天线阵列波束形成的一种很有前途的实现方式。通过充分利用毫米波信道的稀疏特性，与基于移相器的结构相比，这种混合波束成形降低了复杂性和功耗。然而，由于这种基于开关的结构的二进制性质，在模拟域中设计最佳波束形成器的难度是令人望而却步的。因此，在这里，我们提出了一种新的方法来设计一个基于开关的混合波束形成器的大规模多输入多输出通信毫米波波段。首先，我们提出了一种解耦的模拟和数字波束形成器的联合优化的方法，将问题限制在一个秩约束的子空间。然后，我们通过两种方法近似解决方案：范数最大化（SHD-NM）和优化（SHD-QRQU）。在范数最大化方法中，我们提出了一个修改的顺序凸规划（SCP）过程，最大限度地提高互信息，同时解决由Frobenius范数近似对数行列式所引起的失配。在第二种方法中，我们采用QR分解的互信息的下限。我们还引入了线性约束，以包括常用的部分连接结构。最后，我们通过几个数值例子来说明所提出的方法的可行性和有效性。结果表明，所提出的方法能够密切跟踪无约束最优波束形成器和相移混合波束形成器提供的频谱效率，并优于竞争对手的基于开关的混合波束形成器。
2019-08-29 eess.SP
Deep Learning for Hierarchical Beam Alignment in mmWave Communication Systems
在毫米波（mmWave）通信系统中，快速且精确的波束对准对于支持高质量数据传输至关重要。在这项工作中，我们提出了一种新的基于深度学习的分层波束对准方法，该方法学习两层探测码本（PC），并使用它们的测量结果以粗到细的搜索方式预测最佳波束。具体而言，所提出的方法首先使用层1 PC执行粗信道测量，然后选择层2 PC进行细信道测量，并且最后基于粗测量和细测量两者来预测最优波束。提出的深度神经网络（DNN）架构分为两步进行训练。首先，第一层PC和第二层PC选择器被联合训练。之后，所有的第2层PC与最佳波束预测器一起被联合训练。学习的层次PC可以捕捉传播环境的特征。基于真实光线跟踪数据集的数值结果表明，该方法在对准精度和扫描开销方面都优于现有的光束对准方法。
2022-09-08 eess.SP
Millimeter-Wave Propagation Modeling and Measurement
毫米波（mmWave）通信由于其对大量可用频谱资源的接入而成为第五代（5G）移动网络中最有前途的技术之一。尽管理论上具有高数据速率的潜力，但在移动网络中使用毫米波仍然存在几个关键技术挑战，例如严重的路径损耗，高穿透损耗，窄波束宽度等。因此，准确可靠地了解毫米波信道传播特性对于开发5G无线通信系统至关重要。在本文中，首先介绍了毫米波的基本特性。然后，讨论了两种主要的河道建模方法。最后，为了研究毫米波频段的信道特性，使用三种不同的大规模阵列拓扑结构进行测量活动，并提取和分析了典型的信道参数。
2018-04-05 eess.SP
Low-Complexity Blind Estimator of SNR and MSE for mmWave Multi-Antenna Communications
DGIST（大邱科学技术院）
本文提出了一种低复杂度的盲估计器，用于毫米波多天线通信中的信噪比和均方误差估计，利用信道在波束域中的稀疏性提高估计精度。
2026-01-15 eess.SP
Integrated Sensing and Communications Towards Proactive Beamforming in mmWave V2I via Multi-Modal Feature Fusion (MMFF)
提出基于多模态特征融合网络（MMFF-Net）的主动波束成形方案，融合多模态感知与通信特征以提升毫米波 V2I 窄波束对准精度，在 ViWi 数据集上验证表明其能提高可达速率、降低中断概率并保证复杂场景下的稳健预测。
2024-03-26 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
Software-Defined MIMO OFDM Joint Radar-Communication Platform with Fully Digital mmWave Architecture
大规模部署具有协作传感和操纵技术的互联车辆，增加了对5.9 GHz车联网通信（V2X）频段的需求。除了V2X频谱，24和77 GHz的未充分利用的毫米波（mmWave）频段可用于补充V2X通信，并为新兴宽带应用提供高数据速率支持。为此目的，联合雷达通信（JRC）系统已在文献中提出了使用相同的波形和硬件来执行这两个功能。在这项工作中，我们提出了一个软件定义的多输入多输出（MIMO）JRC与正交频分复用（OFDM）的24 GHz毫米波波段。我们使用商用软件定义无线电和定制的毫米波前端实现了一个实时操作的全双工JRC平台。通过全数字MIMO架构，我们展示了毫米波频段MIMO OFDM JRC的同步数据传输和高分辨率雷达成像能力。
2023-02-11 cs.AR eess.SP
Codebook-Based User Tracking in IRS-Assisted mmWave Communication Networks
提出了一种基于码本的智能反射面辅助毫米波系统的移动用户跟踪方案。所提出的UT方案利用从IRS到移动用户的方向的时间相关性来选择提供朝向用户的反射的IRS相移。为此，基于广义似然比测试（GLRT）周期性地估计用户的方向，并且从若干过去的方向估计推断用户的移动轨迹。所提出的UT方案的效率是根据平均有效速率来评估的，平均有效速率考虑了所需的信令开销和所实现的信噪比（SNR）。我们的研究结果表明，对于中高信噪比，所提出的基于码本的UT方案实现了更高的有效率比两个参考方法的基础上全码本搜索和优化的个别IRS单元格，分别。
2022-11-16 eess.SP
Vision-Based Reconfigurable Intelligent Surface Beam Tracking for mmWave Communications
本文提出基于计算机视觉的可重构智能表面波束赋形算法，以降低复杂性和成本，并证明该表面可提供额外多径分量，在阻塞及视距/非视距场景中提升信道容量。
2023-10-27 eess.SP
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
On Energy Efficiency and Fairness Maximization in RIS-Assisted MU-MISO mmWave Communications
可重构智能表面（RISs）被认为是克服毫米波（mmWave）波段中的阻塞问题的有希望的解决方案。能量效率是具有大量天线的毫米波系统中的重要性能度量。然而，由于毫米波系统中严重的路径损耗，资源分配算法倾向于将大部分资源分配给具有较高信道增益的用户。在本文中，我们提出了一种基于字典的方法来找到最佳的功率分配，RIS相移矩阵，和模拟预编码器，最大限度地提高能源效率和用户的公平性。我们解决相应的多目标优化问题分两个阶段。在第一阶段，我们最大化的能源效率，并在第二阶段，我们最大化的公平性受到最小的能源效率约束。我们提出了一个交替优化过程来解决每个阶段的优化问题。在第一阶段中使用Dinkelbach方法并在第二阶段中使用凸优化技术找到最优功率分配，使用梯度上升算法找到RIS相移矩阵，并且使用波束对准确定模拟预编码器。数值结果表明，该算法在提高最小加权速率的同时，能量效率降低幅度较小，且可控，能够在能量效率和公平性之间取得较好的平衡.
2022-11-16 eess.SP
Adaptive Beamforming Design for mmWave RIS-Aided Joint Localization and Communication
已经提出了可重构智能表面（RIS）的概念来改变电磁波的传播，例如，反射、衍射和折射。为了实现这一目标，需要优化离散RIS单元的相位值。在本文中，我们认为，RI辅助毫米波（毫米波）多输入多输出（MIMO）系统的精确定位和高数据速率传输。我们提出了一种自适应移相器设计的基础上分层码本和反馈的移动台（MS）。该方案的优点在于RIS不需要部署任何有源传感器和基带处理单元。在移相器的更新过程期间，MS处的组合向量也被顺序地细化。仿真结果表明，所提出的算法的性能改善的随机设计方案，在定位精度和数据速率。此外，性能收敛到穷举搜索方案，即使在低信号噪声比制度。
2019-11-07 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
