Channel Modeling in RIS-Empowered Wireless Communications
实现下一代无线技术的最关键方面之一是开发准确一致的信道模型，以便在实际测量的帮助下进行有效验证。从这个观点出发，最近已经进行了显著的研究，以通过包括可重构智能表面（RIS）来对涉及无线传播环境的修改的传播信道进行建模。本研究的主要目的是提出一个愿景的信道建模策略的RIS授权的通信系统考虑到国家的最先进的信道和传播建模的努力在文献中。此外，还期望引起对开源和符合标准的物理信道建模工作的关注，以提供关于未来无线网络中的RIS的实际用例的全面见解。
2022-01-17 cs.IT eess.SP math.IT
Reconfigurable Intelligent Surfaces for Wireless Communications: Overview of Hardware Designs, Channel Models, and Estimation Techniques
未来第六代（6G）无线通信网络的苛刻目标已经刺激了最近对用于无线连接的新型材料和射频前端架构以及革命性通信和计算范例的研究工作。在6G的先驱候选技术中，有一种是可重构智能表面（RISs），它是一种人工平面结构，具有集成电子电路，可以通过编程来操纵各种功能的入射电磁场。在无线网络中部署RISs最近被提倡为将任何无线信号传播环境转换为动态可编程环境的革命性手段，旨在用于各种联网目标，例如覆盖范围扩展和容量提升，具有能量效率和保密性的时空聚焦以及低电磁场暴露。出于最近在该领域的RIS和随之而来的开创性的概念，RIS使智能无线环境的兴趣越来越大，在本文中，我们概述和分类的RIS硬件架构的最新进展，以及最新的发展在建模的RIS单元元素和RIS授权的无线信号传播。我们还提出了一个全面的概述的信道估计方法的RIS授权的通信系统，这构成了一个先决条件的一步，在未来的无线网络中的RIS的优化纳入。最后，我们讨论了RIS技术在最新无线通信标准中的相关性，并强调了RIS技术的当前和未来标准化活动以及随之而来的RIS授权无线网络方法。
2022-03-07 cs.IT eess.SP math.IT
Bit Error Rate Performance and Diversity Analysis for Mediumband Wireless Communication
本文通过统计分析和仿真研究了TmTs平面上中带信道的未编码误码率与分集阶数性能极限，证明合理设计的中带无线系统可利用深衰落避免效应在非视距环境中实现更优误码率和更高阶分集。
2023-11-21 cs.IT eess.SP math.IT
Performance Analysis of Intelligent Reflective Surfaces for Wireless Communication
提出了一种用于辅助无线通信的智能反射表面（IRS）的基本性能界限的统计特性。为此，中断概率，平均符号错误概率，和可达到的速率界推导出封闭形式。通过在高信噪比（SNR）制度的渐近分析，可实现的分集阶数。因此，我们表明，只有可控的相位调整，可以实现的顺序中的无源反射元件嵌入在IRS的数量的分集增益。因此，IRS具有通过智能地控制传播信道而不采用额外的有源射频链来提高无线性能的巨大潜力。
2020-02-13 cs.IT eess.SP math.IT
On-Demand Based Wireless Resources Trading for Green Communications
绿色通信的目的是在不影响用户服务质量（QoS）的前提下，尽可能地降低通信系统的能耗。绿色无线通信的一个有效途径是按需策略，该策略根据用户需求的数量和位置来调整功耗。应用按需通信模型，我们提出了一种新的方案-无线资源交易，它描述了不同的无线资源之间的交易关系，为给定数量的性能指标。根据无线资源交易关系，对于同一组性能指标，可以消耗不同的无线资源。因此，为了最小化给定性能指标的能量消耗，我们可以用其他类型的无线资源来换取所需性能指标下的能量资源。基于无线资源交易关系，推导出绿色无线通信的最优能量带宽和能量时间无线资源交易关系。我们还开发了一个自适应的交易策略，通过使用不同的带宽或不同的延迟不同的传输距离与可用带宽和可接受的延迟范围在无线网络中。我们进行的模拟表明，无线网络的能量消耗可以显着降低我们提出的无线资源交易计划。
2011-05-02 cs.IT math.IT
Terahertz Communications (TeraCom): Challenges and Impact on 6G Wireless Systems
太赫兹通信被设想为6 G的关键技术，6 G需要100+ Gbps的数据速率、1毫秒的延迟以及其他性能指标。作为一种基础的无线基础设施，太赫兹通信可以促进大量有前途的应用，包括下一代WLAN系统，如Tera-WiFi，太赫兹无线回程，以及其他期待已久的新的通信模式。作为有效的无线通信和网络设计的基础，本文强调了太赫兹信道的关键特性和器件技术的最新进展。在此基础上，阐述了6 G无线通信和组网的影响和指导原则。我们相信太赫兹技术的进步将有助于最终缩小所谓的太赫兹差距，并将实现太赫兹通信作为6 G无线系统的支柱。
2019-12-13 cs.IT cs.SY eess.SP
Nine Challenges in Artificial Intelligence and Wireless Communications for 6G
近年来，在人工智能（AI）中开发的技术，特别是在机器学习（ML）中开发的技术，已经成功地应用于各个领域，导致人们普遍认为AI将在未来的无线通信中共同发挥重要作用。为了实现这一愿望，我们提出了人工智能/机器学习和无线通信跨学科领域需要解决的九个挑战，特别关注第六代（6 G）无线网络。具体来说，本文将这九个挑战分为人工智能中的计算、分布式神经网络和学习以及ML支持的语义通信。
2021-09-23 cs.IT math.IT
Graph Neural Networks Meet Wireless Communications: Motivation, Applications, and Future Directions
Zhejiang University（浙江大学）；North Carolina State University（北卡罗来纳州立大学）；Imperial College London（伦敦帝国理工学院）
图神经网络（GNNs）作为一种高效的图分析工具，具有特别适合无线通信特点和要求的特性，在下一代无线通信中具有良好的发展潜力。本文旨在全面概述GNN和无线通信之间的相互作用，包括用于无线通信的GNN（GNN4Com）和用于GNN的无线通信（Com4GNN）。特别是，我们讨论GNN4Com的基础上如何构建图形模型，并介绍Com4GNN与相应的激励措施。我们还强调了潜在的研究方向，以促进未来的研究工作GNNs在无线通信。
2022-12-08 cs.AI cs.IT math.IT
Stochastic Online Control for Energy-Harvesting Wireless Networks with Battery Imperfections
在能量收集（EH）网络中，能量存储设备（即，电池）通常并不完美。在本文中，我们考虑一个实用的电池模型，有限的电池容量，能量（放电）充电损失，能量耗散。考虑到这样的电池的缺陷，我们依靠李雅普诺夫优化技术开发一个随机的在线控制方案，旨在最大限度地利用EH多跳无线网络的数据率。它是建立该算法可以提供一个可行的和有效的数据准入，功率分配，路由和调度解决方案，而不需要任何统计知识的随机信道，数据流量，和EH过程。数值结果表明了该方法的优点。
2016-05-27 cs.IT math.IT
Further Analysis on Resource Allocation in Wireless Communications Under Imperfect Channel State Information
由于存在一些错误，本文已被作者撤回。
2010-02-26 cs.IT math.IT
Cooperative Strategies for Wireless-Powered Communications: An Overview
射频（RF）能量传输和收获已被广泛研究，最近作为一种有前途的方法，以显着延长生命周期的能量受限的无线网络。这种技术具有很大的潜力，可以为无线设备提供相对稳定和连续的RF能量;因此，它开辟了一种新的研究范式，称为无线供电通信（WPC），这带来了许多新的研究机会，具有广泛的应用。其中，面向高效WPC的协作方案的设计和分析是当前研究的热点。本文概述了WPC的各种合作策略，特别强调无线供电的合作通信的中继协议，认知无线供电网络的合作频谱共享方案，以及对无线供电的安全通信的合作干扰策略。在结束本文之前，我们还确定了这一领域的几个有趣的研究方向。
2017-11-25 cs.IT math.IT
Semantic Security for Indoor THz-Wireless Communication
研究了工业室内太赫兹（THz）无线通信应用中的物理层安全问题。我们使用一个类似的模型被用于加性高斯白噪声（AWGN）无线通信信道。一个细胞通信和定向通信的情况下进行了分析，以说明可实现的语义安全保证窃听信道与有限块长度太赫兹无线通信链路。我们表明，弱定向发射机（爱丽丝）天线，它允许与多个合法的接收机（鲍勃）没有适应的对齐，导致在大的不安全区域的小区类型的通信。在定向通信场景中，仅当Alice和Bob之间的距离较大时，所产生的不安全区域才被示出为覆盖室内环境的大体积。因此，我们的结果为两个选定的情况下，有一个严格的权衡之间的目标语义安全级别和可靠和安全的合法接收器的数量。此外，保密码参数和天线属性上可实现的语义安全级别的影响进行了说明，以显示可能的改进方向，以保证实际可接受的安全级别与PLS方法的工业室内太赫兹无线通信应用。
2021-07-19 cs.CR cs.IT eess.SP
Study and Capacity Evaluation of SISO, MISO and MIMO RF Wireless Communication Systems
无线通信系统已经经历了从SISO系统到MIMO系统的不同世代。带宽是无线通信中的一个重要约束。在无线通信中，高数据传输速率对于诸如三重播放（即数据、语音和视频）的服务是必不可少的。在用户端，容量决定了通信系统的质量。本文旨在比较不同的射频无线通信系统，如SISO，MISO，SIMO和MIMO系统的容量基础上，并解释的概念，因为今天，无线通信已经从2G，3G发展到4G和公司正在努力创造越来越多的容量网络，以便数据率可以增加，客户可以受益更多。无线通信系统的最终目标是建立一个全球性的个人和多媒体通信没有任何容量问题。
2014-03-30 cs.IT cs.NI math.IT
Communication Tradeoffs in Wireless Networks
我们在各种衰落的假设下，在无线网络中的最大可实现的广播速率的特征。我们的结果表现出在这种情况下，通过协作波束形成策略和网络中可用的自由度的数量之间的性能的二元性。
2016-01-24 cs.IT math.IT
Intelligent Wireless Communications Enabled by Cognitive Radio and Machine Learning
智能地利用资源以满足服务和用户行为的日益增长的多样性的需求的能力标志着无线通信系统的未来。智能无线通信旨在使系统能够感知和评估可用资源，自主学习以适应感知的无线环境，并重新配置其操作模式以最大限度地利用可用资源。感知能力和可重构性是认知无线电的基本特征，而现代机器学习技术在系统自适应方面具有巨大的潜力。本文讨论了认知无线电技术和机器学习技术的发展，强调了它们在提高无线通信系统的频谱利用率和能量利用率方面的作用。我们描述了最先进的相关技术，涵盖频谱感知和接入方法和强大的机器学习算法，使频谱和能源效率的通信在动态无线环境中。我们还提出了这些技术的实际应用，并确定进一步的研究挑战，认知无线电和机器学习应用到现有的和未来的无线通信系统。
2018-12-25 cs.IT math.IT
Division Algebras and Wireless Communication
本文综述了近年来除代数在无线通信中的应用。
2009-06-09 cs.IT math.IT math.NT
Communication-Efficient Edge AI Inference Over Wireless Networks
School of Information Science and Technology, ShanghaiTech University（上海科技大学信息科学与技术学院）
鉴于智能设备的快速增长，预计大量高风险人工智能（AI）应用，例如，无人驾驶飞机、自动驾驶汽车、触觉机器人，将在不久的将来部署在无线网络的边缘。因此，智能通信网络将被设计为利用先进的无线技术和边缘计算技术来支持各种终端设备上的AI应用，这些终端设备具有有限的通信、计算、硬件和能源资源。在本文中，我们将介绍在网络边缘有效部署模型推理的原则，以提供低延迟和节能的AI服务。这包括用于低延迟设备分布式模型推理的无线分布式计算框架以及用于节能边缘协作模型推理的无线协作传输策略。通过智能反射面建立智能无线电传播环境，进一步提高了边缘推理系统的通信效率。
2020-04-28 cs.IT cs.LG eess.SP
Wireless Communications with Unmanned Aerial Vehicles: Opportunities and Challenges
包括无人机（UAV）的无线通信系统承诺为没有基础设施覆盖的设备提供具有成本效益的无线连接。与地面通信或基于高空平台（HAP）的通信相比，具有低空UAV的按需无线系统通常部署更快，重新配置更灵活，并且由于存在短距离视线（LoS）链路，可能具有更好的通信信道。然而，利用高度移动和能量受限的无人机进行无线通信也带来了许多新的挑战。在本文中，我们提供了一个无人机辅助无线通信的概述，通过介绍基本的网络架构和主要信道的特点，突出的关键设计考虑因素，以及新的机会被利用。
2016-02-11 cs.IT cs.NI math.IT
A General Utility Optimization Framework for Energy Harvesting Based Wireless Communications
近年来，期望无线通信系统通过用能量收集（EH）设备替换诸如电池之类的常规固定电源来实现更具成本效益和可持续性的操作，能量收集（EH）设备可以从可再生能源（例如，太阳能和风能）。然而，这种EH电源本质上是随机的和不稳定的，并且因此对可靠的通信设计提出了新的挑战，并且已经引发了对基于EH的无线通信的大量研究兴趣。在现有工作的基础上，在这篇文章中，我们开发了一个通用的优化框架，以最大限度地提高EH无线通信系统的效用。我们的框架封装了各种设计问题，如吞吐量最大化和中断概率最小化在单用户和多用户设置，并提供了有用的指导方针，以实际设计的一般EH为基础的通信系统与不同的假设知识随时间变化的无线信道和EH率在发射机。
2015-01-07 cs.IT math.IT
Covert Wireless Communication in Presence of a Multi-Antenna Adversary and Delay Constraints
隐蔽通信隐藏消息的传输，同时确保在接收器处的可靠信息解码，从而在无线通信中提供增强的安全性。在这封信中，隐蔽通信中存在的多天线的对手和延迟约束下被认为是。在准静态无线衰落信道的假设下，我们分析了增加在对手处使用的天线数量对隐蔽通信可达到的吞吐量的影响。结果表明，在一个单一的天线对手相比，对手的天线的数量略有增加，大大降低了隐蔽的吞吐量，即使是放松隐蔽性的要求。
2019-10-16 cs.IT math.IT
A Survey on Channel Estimation and Practical Passive Beamforming Design for Intelligent Reflecting Surface Aided Wireless Communications
智能反射表面（IRS）通过实时数字控制经由大量无源反射元件的信号反射，已经成为实现用于无线通信的智能和可重构无线电环境的关键使能技术。传统的无线通信技术只能适应动态无线信道，但对动态无线信道没有或有限的控制，与之不同的是，IRS提供了一种新的和具有成本效益的手段，以主动的方式对抗无线信道损伤。然而，尽管IRS具有巨大的潜力，但在其有效集成到无线通信系统中，特别是在各种实际硬件约束下的信道估计和无源波束形成设计方面，IRS面临着新的和独特的挑战。在本文中，我们提供了一个全面的调查最新的研究在IRS辅助无线通信，重点是有前途的解决方案，以解决实际的设计问题。此外，我们讨论了新的和新兴的IRS架构和应用程序，以及他们的实际设计问题，以激励未来的研究。
2022-02-01 cs.ET cs.IT eess.SP
Simulating Mediumband Wireless Communication Systems: A Concise Description
School of Engineering, ESIGELEC（ESIGELEC工程学院）
本文提出了一种在MATLAB中模拟中频无线通信系统的简要方法，重点描述了关键物理层子系统的操作，以捕捉中频通信的动态特性。
2025-12-23 cs.IT math.IT
Real-time testbed for diversity in powerline and wireless smart grid communications
双向通信是智能电网的一个关键特征。它通过电力线通信或无线通信技术来实现。利用这两种技术可以潜在地增强通信可靠性，并且已经提出了许多分集合并方案。在本文中，我们提出了一个灵活实时的【形】测试平台来评估物理信道上的分集合并方案。该测试平台提供了电力线和无线通信操作的物理层的基本部分。本文的主要工作包括：1）设计并实现了一个实时的【形】电力线与无线同时通信分集测试平台; 2）发布了该测试平台的设置信息和完整的源代码; 3）在该测试平台上对最大比合并（MRC）进行了性能评估。作为初步的结果，我们表明，MRC的性能从测试平台上获得的物理信道上的测量是非常接近的模拟在各种测试情况下，在受控的实验室环境。
2017-10-29 cs.IT math.IT
Wireless Powered Communication: Opportunities and Challenges
无线通信的性能从根本上受到无线设备的有限电池寿命的限制，无线设备的操作由于需要手动电池更换/再充电而频繁中断。射频（RF）使能的无线能量传输（WET）技术的最新进展提供了一种称为无线供电通信（WPC）的有吸引力的解决方案，其中无线设备由专用无线功率发射器供电以通过空中提供连续且稳定的微波能量。作为实现真正永久通信的关键技术，WPC开辟了建立一个网络的潜力，与电池供电的网络相比，该网络具有更大的吞吐量、更高的鲁棒性和更高的灵活性。然而，无线能源和信息传输的结合也提出了许多新的研究问题和实现问题需要解决。在本文中，我们概述了最先进的射频WET技术及其在无线通信中的应用，重点介绍了未来的关键设计挑战、解决方案和机遇。
2014-12-29 cs.IT cs.NI math.IT
Optimal Online Transmission Policy for Energy-Constrained Wireless-Powered Communication Networks
本文研究了在给定能量预算的无线供电通信系统中，在线传输策略的设计。系统设计目标是利用无线供电节点的能量存储能力最大化系统的长期吞吐量。我们制定的设计问题作为一个约束马尔可夫决策过程（CMDP）的问题，并通过拉格朗日方法获得在每个衰落块的发射功率和时间分配的最优策略。为了研究不同场景下的系统性能，采用不同的系统参数进行了数值仿真。我们的仿真结果表明，最优策略显着优于短视的政策，只最大化吞吐量在当前衰落块。此外，发射功率和时间的最优分配被证明是不敏感的调制和编码方案的变化，这有利于其实际实现。
2019-02-25 cs.IT math.IT
D2D Communications Underlaying Wireless Powered Communication Networks
在本文中，我们调查的资源分配问题的D2D通信下的无线供电的通信网络，其中多个D2D对收获能量从一个发电站配备有多个天线，然后发送信息信号同时在相同的频谱资源。其目标是通过联合时间调度和功率控制来最大化总吞吐量，同时满足能量因果约束。该方法首先将非凸规划问题转化为一个非线性分式规划问题，并进行了巧妙的重构。然后，利用D.C.（两个凸函数的差）规划，通过迭代地求解一系列凸问题来获得非凸问题的次优解。仿真结果表明，该方案在不同的场景下都能很好地工作，与现有方案相比，可以显著提高系统的吞吐量。
2018-05-29 cs.IT eess.SP math.IT
Age of Information in a SWIPT and URLLC enabled Wireless Communications System
本文估计的新鲜度的信息在无线中继通信系统，采用同时无线信息和功率传输（SWIPT）超可靠低延迟通信（URLLC）的约束下操作。信息年龄（AoI）度量计算当前时间与接收器接收的最近更新的时间戳之间的时间差，在此用于估计信息的新鲜度。短分组通信方案用于满足所提出的无线网络的可靠性和延迟要求，并使用有限块长度理论分析其性能。此外，通过利用新的近似方法，所提出的系统的平均AoI（AAoI）的表达式推导。最后，数值分析用于评估和验证推导的结果。
2022-11-18 cs.IT math.IT
Compressed Sensing for Wireless Communications : Useful Tips and Tricks
压缩感知作为一种从少量线性测量数据中恢复稀疏信号的方法，近年来引起了人们极大的兴趣。为了将CS技术应用于无线通信系统，存在要知道的许多事情以及要考虑的若干问题。然而，在进行CS研究时提出的问题并不容易得到简单易行的答案。本文的主要目的是提供无线通信研究人员在设计基于CS的无线系统时需要知道的基本知识和有用的提示。首先，我们提出了CS技术的概述，包括基本设置，稀疏恢复算法，和性能保证。然后，我们描述了CS的三个不同的子问题，即，稀疏估计、支持识别和稀疏检测，以及各种无线通信应用。我们还解决了基于CS的无线通信系统的设计中遇到的主要问题。这些包括CS技术的潜力和局限性，应该知道的有用提示，应该注意的细微之处，以及一些先验知识，以实现更好的性能。我们希望这篇文章将是一个有用的指导无线通信研究人员，甚至非专家掌握CS技术的要点。
2016-12-20 cs.IT math.IT
A Survey of Intelligent Reflecting Surfaces (IRSs): Towards 6G Wireless Communication Networks
智能反射表面（IRS）可调整无线环境以提高频谱和能源效率。鉴于IRS概念作为6 G无线通信的一种有前途的技术最近受到了广泛关注，本文对IRS进行了综述。具体来说，我们将最近的IRS研究分类如下。对于IRS辅助通信，总结包括容量/数据速率分析、功率/频谱优化、信道估计、基于深度学习的设计和可靠性分析。然后，我们审查IRS的实现，以及使用IRS在安全通信，终端定位，和其他新的应用。我们进一步确定了IRS的未来研究方向，并设想IRS技术在6 G通信网络中发挥关键作用，类似于5G网络中的大规模多输入多输出。作为对IRS的及时总结，我们的工作将对研究6 G网络IRS的研究人员和从业人员感兴趣。
2019-11-02 cs.IT cs.NI eess.SP
Surveillance and Intervention of Infrastructure-Free Mobile Communications: A New Wireless Security Paradigm
传统的无线安全假设无线通信是合法的，旨在保护它们免受恶意窃听和干扰攻击。然而，新兴的无基础设施的移动通信网络很可能被非法使用（例如，犯罪分子或恐怖分子），但难以监控，从而对公共安全提出了新的挑战。为了解决这个问题，本文提出了一种无线安全的范式转变，即通过联合利用合法的窃听和干扰来监视和干预无基础设施的可疑和恶意无线通信。特别地，提出了{ \emph{proactive eavesdropping} }（通过干扰）来拦截和解码来自可疑通信链路的信息，以便推断它们的意图并决定针对它们的进一步措施。还提出了{ \emph{Cognitive jamming} }（通过窃听），以中断、禁用甚至欺骗目标恶意无线通信，从而实现各种干预任务。
2016-12-23 cs.CR cs.IT math.IT
Ultra-Reliable Short-Packet Communications with Wireless Energy Transfer
我们分析和优化的无线系统的能量传输在下行链路和信息传输在上行链路，准静态Nakagami-m衰落。我们认为超可靠的通信场景代表第五代无线系统，具有严格的错误和延迟要求。研究了差错概率和时延，给出了差错概率的近似表达式，并通过仿真验证了其有效性。数值结果表明，对于给定的消息长度，存在用于能量和信息传输的最佳信道数。
2017-02-21 cs.IT math.IT
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
ViWi: A Deep Learning Dataset Framework for Vision-Aided Wireless Communications
Arizona State University（亚利桑那州立大学）
人工智能，特别是机器学习在塑造无线通信的未来方面发挥着越来越大的作用，开辟了许多新的有趣的研究方向。本文激发了\textit{vision-aided wireless communications}的新方向的研究，其目的是利用视觉感官信息来解决无线通信问题。与任何由机器学习驱动的新研究方向一样，获得开发数据集是视觉辅助无线通信面临的第一个也是最重要的挑战。本文通过介绍Vision-Wireless（ViWi）数据集框架来解决这个问题。它是一个参数化、系统化和可扩展的数据生成框架。它利用先进的3D建模和光线跟踪软件为相同的场景生成高保真合成无线和视觉数据样本。其结果是一个框架，不仅提供了一种生成训练和测试数据集的方法，而且有助于提供一个共同的基础，可以在此基础上评估不同机器学习解决方案的质量。
2020-04-22 cs.IT cs.LG eess.SP
Communications and Signals Design for Wireless Power Transmission
辐射无线功率传输（WPT）是一种很有前途的技术，可以为无线设备提供具有成本效益的实时功率供应。虽然辐射WPT与广泛研究的无线信息传输或通信有许多相似的特性，但它们在设计目标、发射器/接收器架构和硬件约束等方面也有很大不同。在这篇文章中，我们首先概述了各种WPT技术、辐射WPT技术的历史发展以及设计当代辐射WPT系统的主要挑战。然后，我们将重点讨论可用于应对这些挑战的新通信和信号处理技术。讨论的主题包括能量采集器建模、WPT的能量波束成形、信道捕获、多用户WPT中的功率区域表征、线性和非线性能量接收器模型的波形设计、WPT的安全和健康问题、大规模MIMO（多输入多输出）和毫米波（mmWave）使能的WPT、无线充电控制以及无线功率和通信系统协同设计。我们还指出了未来研究的方向是有希望的。
2016-11-21 cs.IT math.IT
Mediumband Wireless Communication
多径现象是无线通信中不可避免的基本现象，它影响着现代无线通信系统的几乎每一个组成部分。多径对接收信号的影响取决于延迟扩展（即，与不同多径分量相关联的时间延迟的扩展）相对于无线通信系统的信令周期是大还是小。在窄带系统中，延迟扩展约为信令周期的十分之一（或更少）。宽带系统的延迟扩展和信令周期处于相同的数量级。在这两个极端之间，似乎存在着一类重要但被忽视的系统，其延迟扩展既不小也不大到足以使它们落入这两个基本类别。在本文中，多径对这类系统的影响表示为中频带以后的研究，其信道的特点是紧凑的形式，以便使未来的研究这类无线通信系统。
2022-12-10 cs.IT math.IT
Real-Time Dispersion Code Multiple Access (DCMA) for High-Speed Wireless Communications
我们的模型，演示和分散码多址接入（DCMA）的特点，从而显示这种纯模拟和实时的【形】多址接入方案的高速无线通信的适用性。我们首先从数学上描述了DCMA，并显示了切比雪夫色散编码在这项技术中的适当性。接下来，我们在2 X 2 DCMA系统中提供了一个实验性的概念验证。最后，我们从带宽、色散群时延摆幅、系统维数和信噪比等方面对DCMA进行了统计分析。
2017-03-03 cs.IT math.IT
Wireless Powered Protocol Exploiting Energy Harvesting During Cognitive Communications
在这封信中，提出了一种新的无线供电协议，以最大限度地提高系统吞吐量的能量收集（EH）的认知无线电网络，同时满足最低的主用户速率要求。对于EH，我们利用来自主基站的专用无线功率传输以及由于主用户和次用户之间的无线信息传输而可用的环境功率传输。具体地，我们证明了优化问题的凸性，并获得了全局最优解的半封闭形式。数值结果验证了分析的正确性，并表明在不同系统参数下，$70\%$的平均性能优于基准方案。
2020-01-28 cs.IT math.IT
Seven Defining Features of Terahertz (THz) Wireless Systems: A Fellowship of Communication and Sensing
太赫兹（THz）频段（0.1- 10 THz）的无线通信被视为未来6 G无线系统的基石之一。由于大量的可用带宽，太赫兹频率可以潜在地提供无线容量性能增益，并实现高分辨率感测。然而，在太赫兹波段操作无线系统受到高度不确定的信道的限制。有效地，这些通道限制导致不可靠的间歇性链路，这是由于短的通信范围，以及对阻塞和分子吸收的高度敏感性。因此，这种障碍可能会破坏太赫兹波段的高速率通信和高分辨率传感能力的承诺。在这种情况下，本文将探讨有效地部署和操作下一代太赫兹无线系统，将协同支持通信和传感服务的奖学金所需的步骤。为此，我们首先通过描述太赫兹频段的基本原理来搭建舞台。基于这些基本原理，我们描述了THz无线系统的七个独特的定义特征：1）频带的准光学性，2）THz定制的无线架构，3）与低频段的协同作用，4）联合传感和通信系统，5）PHY层程序，6）频谱接入技术，7）实时网络优化。这七个定义功能使我们能够阐明如何重新设计我们今天所知道的无线系统，以便使它们准备好支持THz频段。此外，这些功能突出了THz系统如何将每一个通信挑战转化为感知机会。最终，本文的目标是绘制一个前瞻性的路线图，揭示必要的解决方案和里程碑，使太赫兹频率实现其作为下一代无线系统游戏规则改变者的潜力。
2021-09-25 cs.IT math.IT
An Energy-Efficient Compressive Sensing Framework Incorporating Online Dictionary Learning for Long-term Wireless Health Monitoring
无线体域网（WBAN）正在移动医疗领域取代传统的有线连接的监护设备。由于无线数据传输在传感器节点的功耗中占主导地位，因此在不丢失太多信息的情况下减少数据量是有益的。与现有的压缩技术相比，压缩感知（CS）是实现这一目标的完美候选者。在本文中，我们提出了一个通用的框架，利用CS和在线词典学习（ODL）一起。学习的字典携带原始信号的各个特征，在这些特征下，与预定字典相比，信号具有更稀疏的表示。因此，压缩比有效地提高了2- 4倍相比，以前的作品。此外，所提出的框架卸载预处理从传感器节点到服务器节点之前的字典学习，提供进一步降低硬件成本。由于它是数据驱动的，所提出的框架有可能与广泛的生理信号一起使用。
2016-06-05 cs.IT math.IT
Performance of Polar Codes on wireless communications Channel
本文讨论了极化码这种容量实现型信道编码在无线通信信道中的性能。通过推广离散无记忆信道中Bhattacharyya参数的定义，给出了在高斯衰落和瑞利衰落两种连续信道中Bhattacharyya参数的特殊表达式，包括递推公式和初始值。通过图像和语音传输，分析了极化码在瑞利衰落信道中的应用。通过与低密度奇偶校验码（LDPC）在相同情况下的比较，我们的仿真结果表明，极化码具有更好的性能比LDPC码。极化码将是无线通信信道的良好候选。
2012-04-27 cs.IT math.IT
Doppler Effect Assisted Wireless Communication for Interference Mitigation
多普勒效应是波传播中出现的一种基本现象，其中移动的观察者经历波的波长的膨胀或收缩。当发射机和接收机之间存在相对运动时，它也出现在射频（RF）无线通信中，并且被广泛认为是可靠无线通信的主要损害。本文提出了多普勒辅助无线通信，利用多普勒效应的同信道干扰抑制。所提出的系统还利用了传播环境和网络拓扑结构，并由一个旋转薄鼓形天线的接入点。旋转鼓形接收天线被设计成使干扰信号远离期望的信号频带。本文包括一个详细的系统模型，结果表明，在良好的衰落条件下，同信道干扰可以显着减少。因此，可以预期，通过扩展这里提出的基本系统，可以设计更复杂的无线系统和网络。
2019-04-07 cs.IT math.IT
Ultra-Reliable Cooperative Short-Packet Communications with Wireless Energy Transfer
分析了在准静态瑞利衰落下，有限块长和有限电池能量的协作无线通信系统。源节点和中继节点由无线能量传输（WET）过程供电，同时使用收集的能量来馈送其电路，发送导频信号以估计接收器处的信道，并用于无线信息传输（WIT）。考虑数据传输功率之外的其他功耗源。在理想的直接通信系统中，在理想/不理想信道状态信息（CSI）下，研究了错误概率，同时达到精确的闭合形式近似。我们认为超可靠通信（URC）场景正在讨论下一个第五代（5G）无线系统。数值结果表明，存在一个最佳的导频发射功率的信道估计，这与收获的能量增加。我们还显示了合作的重要性，即使考虑到复用损耗，以满足错误和延迟的限制URC系统。
2018-01-01 cs.IT math.IT
Hiding Information in Noise: Fundamental Limits of Covert Wireless Communication
广泛部署的基于防御的安全性可以防止未经授权的解码，但不能确保通信的不可检测性。然而，隐蔽或低检测/拦截概率（LPD/LPI）通信在从隐蔽军事行动和社会动乱的组织到无线网络用户的隐私保护的许多场景中是至关重要的。此外，加密的数据甚至只是信号的传输都可能引起怀疑，即使是理论上最强大的加密也经常被使用非计算方法（如侧信道分析）的确定对手击败。各种隐蔽通信技术被开发来解决这些问题，包括隐写术的有限字母无噪声应用和扩频系统的无线通信。在回顾了这些隐蔽通信系统之后，本文讨论了关于其能力的基本限制的新结果，并为此类系统的未来提供了一个愿景。
2015-05-30 cs.IT math.IT
Online Caching with Wireless Fronthauling and Delivery in Fog-Aided Networks
雾无线电接入网络（F-RAN）利用边缘节点（EN）处的缓存内容和到云的前传连接进行内容交付。假设云和每个EN之间的专用前传链路，以前的工作集中在使用离线或在线缓存的F-RAN的分析上，这取决于内容流行度是时不变的还是时变的。扩展已经完成了多播前传链路连接云只有两个EN和时间不变的流行。相比之下，这项工作的范围是在多播前传链路将任意数量的EN连接到云的情况下，并且内容流行度是随时间变化的。归一化传输时间（NDT）被用作性能指标，并通过调查主动在线缓存，分析结果表明，前传传输的功率缩放设置F-RAN的性能限制。
2020-06-12 cs.IT math.IT
Reconfigurable Intelligent Surfaces for Rich Scattering Wireless Communications: Recent Experiments, Challenges, and Opportunities
可重构智能表面（RISs）的制造和实验的最新进展激发了智能无线电环境的概念，根据该智能无线电环境，无线介质中的信息承载波形的传播服从可编程性。尽管最近关于RIS-enabled无线通信的绝大多数实验研究都围绕准自由空间中的窄带波束成形，但RISs被预见将彻底改变密集城市以及室内场景中的宽带无线连接，这些场景通常被表征为表现出严重多径条件的强烈混响环境。在这篇文章中，利用最近的物理驱动的实验探索的RIS授权波传播控制在复杂的散射腔，我们确定的潜力的时空控制提供的RIS，以提高无线通信丰富的散射信道通过两个案例研究。首先，一个RIS部署形状的多径信道脉冲响应，这是为了实现更高的可实现的通信速率。其次，利用RIS可调传播环境作为模拟多路复用器，使用波指纹定位非合作对象，即使它们在视线之外。未来的研究挑战和机遇的算法设计和实验的智能丰富的散射无线环境，使第六代（6 G）无线通信的RIS进行了讨论。
2021-03-26 cs.IT math.IT
Extreme Age of Information for Wireless-Powered Communication Systems
分析研究了无线通信系统的极限或最大信息年龄（AoI）。特别是，一个无线供电的单天线源节点和接收器（连接到电网）配备有多个天线被认为是独立的瑞利衰落信道下操作时。通过极值理论及其相应的统计特征，我们证明了极端的AoI收敛到Gumbel分布，而其相应的参数是在简单的封闭形式的表达式。利用这一结果，极端AoI实现的风险分析评估，根据一些相关的性能指标，而一些有用的工程见解表现出来。
2022-01-20 cs.IT math.IT
Backscatter Communications for Wireless Powered Sensor Networks with Collision Resolution
无线供电反向散射通信是下一代低功耗传感器网络（如物联网）的一项有吸引力的技术。然而，由于多个同时传输和二元反向散射信道，反向散射遭受冲突，这极大地衰减了读取器处的接收信号。这封信涉及从大规模的角度来看，传感器网络中的后向散射通信，并考虑各种冲突解决技术：定向天线，超窄带传输和连续干扰消除。我们推导出解码概率的解析表达式，我们的结果显示了显着的收益，这可以实现从上述技术。
2017-07-10 cs.IT math.IT
IRS-Empowered Wireless Communications: State-of-the-Art, Key Techniques, and Open Issues
在这篇文章中，我们概述了智能反射面（IRS）授权的无线通信系统。我们首先介绍了IRS辅助无线传输的基本原理。在此基础上，探讨了IRS与毫米波、非正交多址、物理层安全等多种先进传输技术的融合。接下来，我们讨论了硬件损伤和不完整的信道状态信息对IRS系统性能的影响。最后，我们强调几个有待解决的开放问题。
2021-01-19 cs.IT math.IT
Massive Access for Future Wireless Communication Systems
多址技术在过去的几十年里在无线通信中扮演着重要的角色：它增加了信道的容量，允许不同的用户同时接入系统。然而，传统的多址技术，如最初设计用于当前的以人为中心的无线网络，是不可扩展的未来的以机器为中心的无线网络。大规模接入（在文献中以诸如无源大规模随机接入、大规模连接、大规模机器类型通信和多接入信道等名称进行研究）通过在每个蜂窝网络中潜在地支持数百万个设备而展现出与当前网络的彻底决裂。连接设备数量的巨大增长需要从根本上重新思考传统的多址接入技术，以支持适合大规模随机接入的新方案。在这一背景下出现的许多新挑战中，最相关的是：大量突发设备同时发送短分组的通信的基本限制，低复杂度和高能效的大规模接入编码和通信方案的设计，用于在具有零星传输的大量潜在用户设备中检测相对少量的活动用户的有效方法模式，以及大规模接入与大规模MIMO等重要无线通信技术的融合。本文介绍了大规模接入无线通信的概念和当代研究这一重要课题的概述。
2020-02-25 cs.IT math.IT
Quantum Optimization in Wireless Communication Systems: Principles and Applications
University of Cyprus（塞浦路斯大学）；Qounselor
本文探讨了量子优化在无线通信系统设计中的原理与应用，分析了量子退火和量子近似优化算法，并通过实验验证了被动重构智能表面波束成形的设计。
2025-12-02 cs.IT math.IT
Decentralized Inference with Graph Neural Networks in Wireless Communication Systems
Zhejiang University（浙江大学）；North Carolina State University（北卡罗来纳州立大学）
图神经网络（GNN）是一种高效的图数据神经网络模型，广泛应用于包括无线通信在内的不同领域。与其他神经网络模型不同，GNN可以以分散的方式实现，邻居之间进行信息交换，使其成为无线通信系统中分散控制的潜在强大工具。然而，主要的瓶颈是无线信道损伤，恶化了GNN的预测鲁棒性。为了克服这一障碍，本文分析并增强了分散GNN在不同无线通信系统中的鲁棒性。具体来说，以GNN二元分类器为例，我们首先开发了一种方法来验证预测是否稳健。然后，我们分析了分散GNN二进制分类器在未编码和编码的无线通信系统中的性能。为了弥补不完美的无线传输和提高预测的鲁棒性，我们进一步提出了新的重传机制，上述两个通信系统，分别。通过对合成图数据的仿真，验证了我们的分析，验证了所提出的重传机制的有效性，并为实际实现提供了一些见解。
2021-11-14 cs.IT cs.LG math.IT
Intelligent Omni-Surfaces for Full-Dimensional Wireless Communications: Principle, Technology, and Implementation
本文提出智能全表面IOS，通过协同调控反射与折射实现表面双侧全维通信，给出工作原理、混合波束成形方案、原型实验及应用挑战。
2021-09-26 cs.IT math.IT
Channel Estimation for RIS Assisted Wireless Communications: Part I -- Fundamentals, Solutions, and Future Opportunities
低硬件成本和低能耗的可重构智能表面（RIS）已被认为是未来6 G通信的潜在技术，以提高覆盖范围和容量。为了实现这一目标，在RIS辅助的无线通信系统中，准确的信道状态信息（CSI）对于基站（BS）和RIS处的联合波束成形是必不可少的。然而，信道估计是具有挑战性的，因为大量的无源RIS元件不能发送、接收或处理信号。在本文的第一部分中，我们概述了RIS辅助无线通信系统中信道估计的基本原理、解决方案和未来的机会。值得注意的是，一个新的信道估计方案与低导频开销将在本文的第二部分。
2021-01-23 cs.IT math.IT
A True Random Number Generator Method Embedded in Wireless Communication Systems
为了增加无线设备的数量，例如，无论是移动终端还是物联网终端，密码系统对于安全通信至关重要。在这方面，随机数生成是至关重要的，因为密码系统的适当功能依赖于它来正常工作。提出了一种适用于无线通信系统的真随机数发生器（TRNG）方法。通过在这样的系统中嵌入TRNG，不需要额外的模拟电路，并且只要无线通信系统正常工作，就可以限制工作条件，从而使TRNG方法具有成本效益。我们还提出了一些理论背景和考虑。我们接下来进行实验验证，这有力地支持了所提出的方法的可行性。
2019-03-17 cs.CR cs.IT math.IT
