Pinching Antenna-Aided Wireless Powered Communication Networks
研究PA辅助WPCN，在TDMA/NOMA及实际功率、损耗和非线性能量收集模型下联合优化资源与PA位置，提出EW和SPDE算法以最大化和速率。
2025-10-21 cs.NI
Intelligent Reflecting Surface Aided Wireless Energy and Information Transmission: An Overview
智能反射表面（IRS）是一种很有前途的技术，用于实现频谱和能量高效的无线网络的成本效益。现有的IRS研究主要集中在利用IRS来提高无线通信或无线信息传输（WIT）的性能，而其提高射频（RF）无线能量传输（WET）效率的潜力仍然很大。虽然IRS辅助WET与IRS辅助WIT具有相似的特性，但它们在设计目标、接收机架构和实际约束方面有根本的不同。在本文中，我们提供了一个教程概述如何有效地设计IRS辅助WET系统，以及IRS辅助系统与WIT和WET，即IRS辅助同步无线信息和功率传输（SWIPT）和IRS辅助无线供电通信网络（WPCN），主要是从通信和信号处理的角度。特别是，我们提出了最先进的解决方案，以应对这些系统运行中的独特挑战，如IRS无源反射优化，信道估计和部署。此外，我们还提出了新的解决方案，并指出了未来的研究和调查的重要方向。
2021-06-24 cs.AR cs.IT cs.NI
Optimal Operation of Active RIS-Aided Wireless Powered Communications in IoT Networks
针对无源RIS辅助无线供电通信存在双衰落衰减的问题，本文提出在物联网中应用有源RIS，推导相关性能闭式表达式并优化参数，验证其性能优于无源RIS。
2024-09-15 cs.NI
Heuristic Algorithms for RIS-assisted Wireless Networks: Exploring Heuristic-aided Machine Learning
针对RIS集成到无线网络带来的管理复杂度问题，研究梳理了RIS辅助无线网络优化的启发式算法，提出三种启发式辅助机器学习算法，案例验证启发式DRL性能优于传统DQN，为该领域优化提供新视角。
2023-11-06 cs.NI cs.SY eess.SY
Trajectory Design in Rechargeable UAV Aided Wireless Networks: A Unified Framework for Energy Efficiency and Flight Time Minimization
研究了一种可充电无人机（UAV）辅助的无线网络，在该网络中，一架无人机被派遣向一组地面终端（GT）发送信息，并在机载电池耗尽之前返回充电站（RS）。其核心目标是通过联合优化飞行速度、发射功率和悬停位置，设计一条包括飞行和充电时间在内的总持续时间最短的无人机轨迹。提出了一种基于流量的数学规划公式，为飞行和充电时间的联合优化提供了最优解。此外，为了克服最优决策的维数灾难，提出了一种两步法。在第一步中，无人机的悬停位置是固定的，并通过求解旅行商问题的能量约束（TSPE）问题初始化的可行轨迹设计。在第二步中，对于给定的初始轨迹，通过联合优化飞行速度、发射功率和悬停位置来最小化每个子行程的时间消耗。数值结果表明，所提出的方法优于最先进的技术，并在一个有效的方式减少聚合时间持续时间。
2021-04-28 cs.NI
Active Reconfigurable Intelligent Surface-Aided Terahertz Wireless Communications
本文探索主动可重构智能表面（RIS）辅助的太赫兹（THz）通信，通过制定考虑主动噪声、信号放大、分子吸收和波束失准等因素的遍历速率，解决了THz通信中遮挡敏感和覆盖受限的问题。
2024-07-03 cs.NI eess.SP
Path Planning for the Dynamic UAV-Aided Wireless Systems using Monte Carlo Tree Search
在无人机辅助无线通信系统中，在线路径规划是近年来研究的热点。为了更好地适应实时动态环境，首次提出了一种基于蒙特卡罗树搜索（MCTS）的路径规划方案。具体来说，我们考虑了一个无人机作为移动服务器为地面上的一组移动用户提供计算任务卸载服务，其中地面用户的移动遵循随机路点模型。我们的模型的目标是最大化的平均吞吐量的能量消耗和用户公平性的约束下，所提出的省时MCTS算法可以进一步提高性能。仿真结果表明，与Q学习算法和深度Q网络算法相比，该算法具有更高的平均吞吐量和更快的收敛性能。
2022-01-13 cs.NI eess.SP
RIS-aided Wireless-Powered Backscatter Communications for Sustainable Internet of Underground Things
本研究提出将可重构智能表面与无线供能反向散射地下传感器网络集成，以克服地下信道损伤，并通过农业案例证明其在总吞吐量上优于三个基准，为可持续地下物联网提供新方案。
2024-12-18 cs.NI eess.SP
Intelligent Reflecting Surface Aided Wireless Communications: A Tutorial
University of Macau（澳门大学）；National University of Singapore（新加坡国立大学）
智能反射面（IRS）是一种实现无线网络中无线信号传播的技术。通过大量低成本的无源反射元件巧妙地调整信号反射，IRS能够动态地改变无线信道以提高通信性能。因此，预计新的IRS辅助的混合无线网络，包括有源和无源组件将是非常有前途的，以实现可持续的容量增长的成本效益在未来。尽管IRS具有巨大的潜力，但它面临着有效集成到无线网络中的新挑战，例如反射优化，信道估计和通信设计角度的部署。在本文中，我们提供了一个教程概述IRS辅助无线通信，以解决上述问题，并阐述其反射和信道模型，硬件架构和实际的限制，以及各种吸引人的应用在无线网络中。此外，我们强调了值得在未来工作中进一步研究的重要方向。
2020-07-07 cs.IT cs.LG cs.NI
Relay-aided Slotted Aloha for Optical Wireless Communications
我们考虑一种中继辅助时隙ALOHA解决方案，用于基于光无线通信（OWC）的物联网（IoT）的上行链路随机接入。上行链路的第一阶段，即物联网设备和中继之间的上行链路，是使用室内OWC实现的，而中继和基站之间的第二阶段，代表基于低功率广域网（如LoRaWAN）的远程RF传输，并发生在室外。吞吐量性能依赖于OWC和RF信道条件进行观察。由于添加中继的性能增益的行为突出和调查在不同的信道和业务条件下。
2022-09-22 cs.IT cs.NI math.IT
Active-IRS Aided Wireless Network: System Modeling and Performance Analysis
有源智能反射面（IRS）利用\emph{power amplification}实现了灵活的信号反射控制，有效地补偿了传统无源IRS辅助系统中的积距离路径损耗。在这封信中，我们描述了一个积极的IRS辅助单细胞无线网络的通信性能。为此，我们首先提出了一种\emph{customized} IRS部署策略，其中主动IRS均匀地部署在与小区同心的环内，以服务于远离基站的用户。接下来，给定$m$衰落信道，我们通过使用\emph{mixture Gamma distribution}近似来表征级联的有源IRS信道，并推导出在信道衰落上平均的用户处的平均信噪比（SNR）的封闭形式的表达式。此外，我们数值计算表明，为了最大限度地提高系统性能，有必要选择一个适当的主动IRS密度给定一个固定数量的总反射元件，这显着不同于被动IRS的情况下，集中式IRS部署方案是更好的。此外，当反射元件的总数小时，有源IRS辅助的无线网络比无源IRS对应物实现更高的空间吞吐量。
2022-11-08 cs.IT cs.NI math.IT
Continual Meta-Reinforcement Learning for UAV-Aided Vehicular Wireless Networks
University of Bologna（博洛尼亚大学）；King’s College London（伦敦国王学院）
无人空中基站（UABS）可以部署在车载无线网络中，以支持诸如通过车联网（V2X）服务的扩展感测等应用。在这样的系统中的一个关键问题是设计算法，可以有效地优化轨迹的UABS，以最大限度地提高覆盖率。在现有的解决方案中，通常通过传统的强化学习（RL），对于任何新的业务配置从头开始执行这种优化。在本文中，我们建议使用连续元RL作为一种手段，将信息从以前经历的交通配置转移到新的条件下，目标是减少优化UABS的政策所需的时间。采用连续Meta策略搜索（CoMPS）策略，我们证明了显着的效率提高相比，传统的RL，以及天真的迁移学习方法。
2022-10-05 cs.LG cs.NI
Secure Communications in the Presence of a Buffer-Aided Wireless-Powered Relay With Self-Energy Recycling
我们考虑一个中继辅助的无线网络，其中能量收集缓冲器辅助中继节点由希望与其目的地通信的源节点的射频信号供电。我们提出了两个安全的合作协议的网络组成的源节点配备了一个数据缓冲区与它的目的地在存在一个缓冲区辅助中继节点和窃听者通信。我们提出的协议设计的基础上的信道状态信息和缓冲区的状态信息在源和中继节点。在我们的分析中，考虑到数据在源节点队列（缓冲区）和能量回收过程中的中继的突发性。此外，我们考虑到解码和信号处理电路的功耗限制。对于一个无限大小的电池在继电器的极限情况下，我们推导出一个充分条件的能量队列饱和。我们的数值结果表明，我们提出的协议的吞吐量增益。
2016-12-18 cs.IT cs.NI math.IT
Performance Analysis and Resource Allocation of STAR-RIS Aided Wireless-Powered NOMA System
提出了一种同时发射和反射的可重构智能表面（STAR-RIS）辅助无线供电的非正交多址（NOMA）系统，该系统包括一个接入点（AP）、一个STAR-RIS和位于STAR-RIS两侧的两个非正交用户。在该系统中，用户首先在下行链路中从AP获取射频能量，然后采用所获取的能量在上行链路中并发地向AP发送信息。两个政策被认为是拟议的系统。第一种是下行链路采用时间交换协议，而上行链路采用能量分割协议，称为TEP。第二个假设能量分裂协议被用于下行链路和上行链路，称为EEP。在Nakagami-m衰落信道下，研究了TEP和EEP系统的中断概率、总吞吐量和平均信息年龄。此外，我们还分析了中断概率，总吞吐量，和平均AOI的STAR-RIS辅助无线供电的时分多址（TDMA）系统。仿真和数值结果表明，所提出的系统与TEP和EEP优于基线方案，并显着提高和吞吐量性能，但降低中断概率和平均AoI性能相比，STAR-RIS辅助无线供电TDMA系统。此外，为了最大化总吞吐量，并确保一定的平均AoI，我们设计了一个基于遗传算法的时间分配和功率分配（GA-TAPA）算法。仿真结果表明，GA-TAPA方法通过自适应调整系统参数，可以显著提高系统的总吞吐量。
2023-01-21 cs.IT cs.NI math.IT
Towards Smart and Reconfigurable Environment: Intelligent Reflecting Surface Aided Wireless Network
尽管第五代（5G）技术将显著提高当今无线通信网络的频谱和能源效率，但其高复杂性和硬件成本以及越来越多的能耗仍然是有待解决的关键问题。此外，尽管这样的技术通常能够适应空间和时间变化的无线环境，但是在其上的信号传播基本上是随机的并且在很大程度上是不可控的。最近，智能反射表面（IRS）已被提出作为一个革命性的解决方案，以解决这个开放的问题，通过巧妙地重新配置无线传播环境，使用大量的低成本，无源，反射元件集成在一个平面上。具体地，IRS的不同元件可以通过控制入射信号的幅度和/或相位来独立地反射入射信号，从而协作地实现用于信号增强或消除的细粒度三维（3D）无源波束成形。本文介绍了IRS技术的发展概况，包括IRS技术在无线通信中的主要应用、相对于现有技术的竞争优势、硬件结构以及相应的新信号模型。我们专注于设计和实现新的IRS辅助混合（有源和无源组件）无线网络的关键挑战，相比，传统的网络，仅包括有源组件。此外，数值结果显示，在典型的无线网络场景中使用IRS显着的性能增强的潜力。
2019-08-30 cs.IT cs.NI math.IT
Hierarchical Deep Reinforcement Learning for Age-of-Information Minimization in IRS-aided and Wireless-powered Wireless Networks
在本文中，我们专注于无线供电的传感器网络协调的多天线接入点（AP）。每个节点可以生成感测信息，并使用从AP的信号波束成形收集的能量向AP报告最新信息。我们的目标是最小化的平均年龄的信息（AoI），通过适应节点的传输调度和传输控制策略联合。为了减少传输延迟，智能反射表面（IRS）被用来通过控制AP的波束形成向量和IRS的相移矩阵来增强信道条件。考虑到不同传感节点的动态数据到达，我们提出了一个分层深度强化学习（DRL）框架，分两步实现AoI最小化。用户的传输调度首先由外环DRL方法（例如DQN或PPO算法）确定，然后使用内环优化来使上行链路信息传输或下行链路能量传递适应于所有节点。一个简单而有效的近似也被提出来减少内部循环的朗姆酒时间开销。数值实验结果表明，分层学习框架在平均AoI和不同节点之间的比例公平性方面优于典型基线。
2022-12-27 cs.NI cs.SY eess.SY
An Artificial-Noise-Aided Secure Scheme for Hybrid Parallel PLC/Wireless OFDM Systems
我们研究了室内混合并行电力线/无线正交频分复用（OFDM）通信系统的物理层安全性。我们提出了一个人工噪声（AN）辅助计划，以提高系统的安全性，在窃听者的存在下，利用电力线和无线通信介质的解耦性质。该方案不要求合法节点知道窃听者链路的瞬时信道状态信息。在我们提出的方案中，合法的发射机（爱丽丝）和合法的接收机（鲍勃）合作，以确保混合系统，其中AN信号共享从鲍勃到爱丽丝的链路上具有较低的信道噪声比（CNR），而信息流除了噪声放大版本的接收到的AN信号从爱丽丝发送到鲍勃的链路上具有较高的CNR在每个OFDM子信道。此外，我们调查的发射功率电平在两个爱丽丝和鲍勃和数据和AN信号之间的功率分配比在爱丽丝的安全吞吐量的效果。我们调查了单链路窃听攻击，只有一个链路暴露于窃听攻击，和两个链路窃听攻击，两个链路暴露于窃听攻击。
2017-10-30 cs.IT cs.NI math.IT
A Survey on UAV-Aided Maritime Communications: Deployment Considerations, Applications, and Future Challenges
海事活动是经济增长的一个主要领域，有几个新兴的海事物联网用例，如智能港口、自主导航和海洋监测系统。这个令人兴奋的生态系统的主要推动力是为不断增加的船舶、浮标、平台、传感器和执行器提供宽带、低延迟和可靠的无线覆盖。为此，将无人机（UAV）集成到海上通信中，为无线连接引入了空中维度，超越了目前的部署，目前的部署主要依赖于覆盖范围有限的岸基基站和高延迟的卫星链路。考虑到无人机辅助无线通信的潜力，本调查提出了最先进的无人机辅助海上通信，其中，在一般情况下，是基于传统的优化和机器学习辅助的方法。更具体地说，相关的无人机为基础的网络架构一起讨论其积木的作用。然后，讨论了海洋环境中的物理层、资源管理、云/边缘计算和缓存无人机辅助解决方案，并根据其性能目标进行了分组。针对无人机机动灵活、机动灵活、机动灵活的特点，深入研究了海上无人机轨迹优化问题。此外，为了阐明现实世界的部署现状，无人机辅助海上通信的实验研究和实施细节。最后，给出了无人机辅助海上通信领域中与第六代（6 G）先进技术集成相关的几个重要开放问题。
2022-09-20 cs.NI eess.SP
Wireless-Friendly Window Position Optimization for RIS-Aided Outdoor-to-Indoor Networks based on Multi-Modal Large Language Model
Department of Electronic and Electrical Engineering, the University of Sheffield（电子与电气工程系，谢菲尔德大学）；Department of Computer Science and Technology, University of Cambridge（计算机科学与技术系，剑桥大学）；Brunel University London（伦敦布鲁内尔大学）；School of Information and Electronic Engineering, Zhejiang Gongshang University（信息与电子工程学院，浙江工商大学）；Design & Health Lab, Department of Architecture, Built Environment and Construction Engineering, Politecnico di Milano（设计与健康实验室，建筑、环境与土木工程系，米兰理工学院）；Department of Computer Science, Brunel University London（计算机科学系，伦敦布鲁内尔大学）；The State Key Laboratory of Synthetical Automation for Process Industries and The College of Information Science and Engineering, Northeastern University（过程工业综合自动化国家重点实验室和信息科学与工程学院，东北大学）；Centre for Wireless Innovation, Queen’s University of Belfast（无线创新中心，贝尔法斯特女王大学）
本文提出基于多模态大语言模型的LMWO框架，联合优化RIS辅助室外到室内网络的窗户位置与RIS波束方向，在保证采光性能的同时显著提升无线性能。
2025-06-21 cs.LG cs.NI eess.SP
Wireless Communication Aided by Intelligent Reflecting Surface: Active or Passive?
在这封信中，我们认为一个智能反射面（IRS）辅助无线通信系统，其中一个有源或无源IRS是用来协助接入点和用户之间的通信。首先，我们分别考虑下行链路/上行链路通信，并优化IRS的位置，以实现有源或无源IRS的速率最大化。我们发现，主动IRS应部署在更接近接收器与IRS的放大功率下降，而相反，被动IRS应部署在发射器或接收器附近。此外，与优化的IRS的位置，被动IRS示出优于其主动对应时，反射元件的数量是足够大的和/或主动IRS放大功率太小。接下来，我们优化的IRS放置的有源和无源IRS，以最大限度地提高上行链路和下行链路通信的加权和速率。我们表明，在这种情况下，被动IRS更有可能实现卓越的速率性能。这是因为最佳有源IRS放置需要平衡上行链路和下行链路中的速率性能，而在发射机或接收机附近部署无源IRS是最佳的，而不管上行链路或下行链路。
2021-09-10 cs.IT cs.NI math.IT
Detection and blind channel estimation for UAV-aided wireless sensor networks in smart cities under mobile jamming attack
无人机（UAV）可以通过多种方式集成到无线传感器网络（WSNs）中，用于智能城市应用。其中，无人机可以通过从地面传感器和计量装置上传数据，然后将其下载到中央单元，以“存储-携带和转发”的方式用作中继。然而，上传和下载阶段都容易受到潜在的威胁和攻击。作为传统无线网络的遗留问题，干扰攻击仍然是UAV辅助通信的主要和严重威胁之一，特别是当干扰机也是移动的时，例如，它安装在无人机上或陆地车辆内。在本文中，我们研究了抗干扰通信的无人机辅助无线传感器网络运行在双选择性信道在下载阶段。在这种情况下，由UAV和恶意移动干扰机发射的信号经历由于多径传播效应引起的时间分散和由其移动性引起的频率分散。为了抑制高功率干扰信号，我们提出了一种盲物理层技术，通过基于检测器输出的符号级后排序的串行干扰消除来联合检测无人机和干扰机符号。振幅，相位，时间延迟，和多普勒频移-所需的实现所提出的检测策略-盲估计数据通过使用的算法，利用接收信号的几乎循环平稳特性和多载波调制格式的详细结构。仿真结果证实了所提出的方法的抗干扰能力，对于不同的移动场景的干扰机。
2021-12-06 cs.NI eess.SP stat.AP
Fog-Aided Wireless Networks for Content Delivery: Fundamental Latency Trade-Offs
研究了一种雾辅助无线网络架构，其中边缘节点（EN），如基站，通过专用的前传链路连接到云处理器，同时也被赋予缓存。云处理使得能够在EN处集中实现协作传输策略，尽管代价是由于前传传输而增加的延迟。相比之下，在EN处对流行内容的主动缓存允许缓存文件的低延迟交付，但是通常具有在EN之间的合作传输的有限机会。云处理和边缘缓存之间的相互作用从信息理论的观点通过调查高信噪比（SNR）度量的基本限制来解决，称为归一化交付时间（NDT），其捕获用于将任何所请求的内容递送到用户的最坏情况的编码等待时间。NDT定义的假设下，无论是串行或流水线的前传边缘传输，并作为一个函数的前传和缓存容量的限制进行了研究。提出了跨前传和无线或边缘段的放置和交付策略，目的是最大限度地减少NDT。NDT的信息理论下限也来自。可扩展性参数和下限被用来描述最小NDT在一些重要的特殊情况下，包括没有缓存能力的系统，以及证明所提出的方案实现最优性在一个常数乘因子2的所有值的问题参数。
2019-12-18 cs.IT cs.NI math.IT
Online Edge Caching in Fog-Aided Wireless Network
在雾无线电接入网络（F-RAN）架构中，边缘节点（EN）（诸如基站）配备有有限容量的高速缓存，以及可以支持来自云处理器的给定传输速率的前传链路。F-RAN中的内容递送的现有信息理论分析集中于具有单独的内容放置和递送阶段的离线缓存。相比之下，这项工作认为在线缓存设置，其中一组流行的文件是随时间变化的，缓存补充和内容交付可以发生在每个时隙。该分析集中在长期的归一化传输时间（NDT），它捕获的时间依赖性的编码延迟在多个时隙中的高信噪比制度的表征。在线缓存和交付计划的基础上反应性和主动缓存的研究，其性能进行了比较，以最佳的离线缓存方案分析和通过数值结果。
2017-12-03 cs.IT cs.NI math.IT
Probabilistic Caching in Wireless D2D Networks: Cache Hit Optimal vs. Throughput Optimal
从传统的缓存命中优化在启用缓存的无线网络，我们认为一种替代的优化方法的概率缓存放置在随机无线D2D缓存网络考虑到D2D传输的可靠性。使用随机几何的工具，我们提供了一个封闭形式的近似缓存辅助吞吐量，它衡量的密度成功地服务于本地设备缓存的请求，我们得到了最佳的缓存概率与数值优化。与缓存命中最优的情况相比，通过缓存辅助吞吐量优化获得的最优缓存概率在成功服务的用户请求的密度方面显示出显着的增益，特别是在密集的用户环境中。
2016-11-09 cs.IT cs.NI math.IT
Online-Score-Aided Federated Learning for Resource-Constrained Wireless Clients with Continual Data Arrival
Utah State University（犹他州立大学）；University of Southern California（南加州大学）
针对资源受限且有持续数据到达的无线客户端，提出在线分数辅助联邦学习算法OSAFL，理论分析持续数据等因素对收敛边界的影响及应对方法，通过多数据集和模型的模拟验证了该算法比现有基线更有效。
2026-07-21 cs.DC cs.LG cs.NI
Cache-Aided Interactive Multiview Video Streaming in Small Cell Wireless Networks
具有高速率和低延迟要求的新型交互式多媒体应用的出现导致无线蜂窝网络上的视频数据流量急剧增加。为宏小区的小基站赋予可以存储一些内容的高速缓存是一种有前途的技术，以应对回程连接上不断增加的压力，并减少要求苛刻的视频应用的延迟。在这项工作中，交付的一组无线用户的交互式多视点视频异构蜂窝网络中进行了研究。从现有的工作，专注于优化的交付延迟和忽略的视频特性，缓存和调度策略联合优化，考虑到交付的视频质量和视频交付时间的限制。我们制定我们的联合缓存和调度问题的平均预期的视频失真最小化，并表明，这个问题是NP-难的。然后，我们提供了一个等价的制定子模块集函数最大化的基础上，并提出了一个贪婪的解决方案与$\frac{1}{2}(1-\mbox{e}^{-1})$近似保证。联合缓存和调度策略的评估表明，它显着优于基于流行度缓存和独立调度的基准算法。本文的另一个重要贡献是一个新的常数逼近比的贪婪子模集函数最大化受到$d$维背包约束。
2018-04-03 cs.IT cs.MM cs.NI
