Channel Estimation and Beamforming Design for MF-RIS-Aided Communication Systems
针对MF-RIS辅助多用户通信，提出基于LS的信道估计器，结合DFT矩阵简化波束成形问题，用交替优化得到达CRLB的最优设计，可有效降低热噪声影响。
2025-01-18 eess.SP
Beamforming Design and Performance Evaluation for RIS-aided Localization using LEO Satellite Signals
本文研究使用LEO卫星信号的RIS辅助定位，推导了Cramér-Rao界并提出使其最小化的最优RIS波束成形设计，数值结果证明该方案优于基准方案，有望实现米级或亚米级定位精度。
2023-09-13 eess.SP
Holographic Airy Beamforming: Curved Trajectory Optimization for Blockage-Resilient Terahertz Communications
School of Electronics, Peking University（北京大学电子学院）
本文提出基于幅度控制的全息阿基米德波束成形方案，利用可重构全息表面实现抗阻塞的太赫兹通信，通过优化轨迹提升被阻塞用户接收功率达10dB以上。
2026-05-15 eess.SP
Unsupervised Learning for Joint Beamforming Design in RIS-aided ISAC Systems
针对RIS辅助ISAC系统传统波束成形设计复杂度高或性能不足的问题，提出基于无监督学习的IBF-Net方案，无需标注，在保证性能的同时大幅降低计算复杂度。
2024-05-15 eess.SP
Hybrid 3D Beamforming Relying on Sensor-Based Training and Channel Estimation for Reconfigurable Intelligent Surface Aided TeraHertz MIMO systems
太赫兹（THz）系统具有高带宽的优点，因此能够支持超高数据速率，尽管以高路径损耗为代价。因此，他们倾向于利用高增益波束成形。因此，本文提出了一种基于复杂传感器波束训练和信道估计的新型混合三维波束形成器，用于可重构智能表面（RIS）辅助的THz MIMO系统。提出了一种基于子阵阵列的太赫兹BS结构，并提出了相应的子RIS结构。用户的BS、RIS和接收机天线阵列都是均匀平面阵列（UPA）。超宽带（UWB）传感器集成到RIS中，UWB传感器获得的用户位置信息被用于信道估计和波束形成。此外，提出了精确波束形成算法（PBA）的新概念，通过规避定位误差所带来的性能限制，进一步提高了波束形成的精度。此外，在空间复用的支持下，推导了保持RIS辅助太赫兹信道正交性的条件。导出了近场和远场路径损耗的封闭表达式。仿真结果表明，该方案准确地估计了RIS辅助的THz信道，频谱效率得到了很大的提高，尽管其复杂度低。这使得我们的解决方案非常适合延迟敏感型应用。
2022-02-04 eess.SP
A Novel RIS-Aided EMF Exposure Aware Approach using an Angularly Equalized Virtual Propagation Channel
具有波束成形的大规模多输入多输出系统是第五代和未来第六代网络的关键组成部分。然而，在某些情况下，在BS长时间服务于同一用户的情况下，并且在某些传播条件下，这样的系统降低它们的发射功率以避免产生超出限制人与BS天线之间的距离的BS周围的圆的、超过监管阈值的电磁场暴露的不想要的区域。这样的功率降低强烈地降低了目标用户处的接收功率。最近，曝光感知波束形成方案的辅助下，自调整可重构智能表面来自最大比传输波束形成，已被提出：截断波束形成。然而，这样的方案是高度复杂的。在本文中，我们提出了一种新的和低复杂度的可重构智能表面辅助波束形成方案称为均衡波束形成，它适用于最大比传输的角度均衡的虚拟传播信道。我们的仿真结果表明，我们提出的方案优于减少波束形成方案，同时符合博览会规定。
2022-06-14 eess.SP
Secure Beamforming for Multiple Intelligent Reflecting Surfaces Aided mmWave Systems
本文研究了多智能反射面辅助毫米波系统中的安全波束形成问题。在该系统中，通过控制每个IRS的开关状态以及优化IRS的相移矩阵来最大化保密率。该问题是一个发射波束形成和IRS控制的联合优化问题，其目标是在总发射功率和单位模约束下最大化保密率。由于约束条件和耦合变量的非凸性，使得该问题难以得到最优解。为了解决这个问题，我们提出了一个交替优化（AO）的基础上连续凸近似（SCA）和流形优化（MO）技术的算法。仿真结果表明，该算法能有效提高保密率，且性能优于传统的单IRS辅助方案。
2020-12-25 eess.SP
Practical Modeling and Beamforming for Intelligent Reflecting Surface Aided Wideband Systems
智能反射面（IRS）通过智能地改变传播环境来增强无线通信，已经成为一种革命性的解决方案。以前的IRS研究都是基于一个理想的反射模型，具有恒定的振幅和可变的相移。然而，在实际应用中，实现满足这种理想反射模型的IRS是困难和不现实的。在这封信中，我们的目标是调查的反射信号的相位-幅度-频率的关系，并提出了一个实用的模型的反射系数的红外辅助宽带系统。然后，基于该实用模型，针对IRS辅助的宽带正交频分复用（OFDM）系统，研究了各子载波的联合发射功率分配和IRS波束成形优化问题。仿真结果说明了实用模型在IRS设计中的重要性，验证了所提模型的有效性。
2020-06-02 eess.SP
Low-Complexity Robust Beamforming Design for IRS-Aided MISO Systems with Imperfect Channels
本文研究了信道不确定性条件下智能反射面辅助的多输入单输出大系统。为了在满足功率约束的前提下，通过联合优化基站处的有源波束形成和IRS处的无源相移，最大化系统的平均和速率，提出了一种基于罚对偶分解（PDD）算法的鲁棒波束形成设计方法。通过应用上界最大化/最小化（BSUM）方法，在算法的每次迭代中，每个变量的最优解都可以得到封闭形式的表达式。仿真结果表明，该方案具有很低的计算复杂度，实现了高性能。
2021-03-18 eess.SP
Partially Distributed Beamforming Design for RIS-Aided Cell-Free Networks
无小区网络被认为是满足超过第五代（5G）通信的更高速率要求的有前景的技术。关于无小区网络的大多数工作集中于完全集中式波束成形以最大限度地增强系统性能，或者集中于完全分布式波束成形以避免接入点（AP）之间的大量信道状态信息（CSI）交换。为了实现网络容量的提高和CSI交换的减少，我们提出了一种适用于可重构智能表面（RIS）辅助无小区网络的部分分布式波束成形设计算法。我们的目标是最大限度地提高加权和速率的所有用户通过设计主动和被动波束成形的AP的发射功率约束和RIS元素的单位模量约束。首先将加权和速率最大化问题转化为等价的加权和均方误差（sum-MSE）最小化问题，然后采用交替优化（AO）方法迭代设计主被动波束形成器。具体地，主动波束形成向量由本地AP获得，被动波束形成向量由中央处理单元（CPU）优化。仿真结果表明，与传统的局部波束形成方法相比，部分分布式算法具有显著的性能改善，同时也进一步显示了在无小区网络中部署RIS的巨大潜力。
2022-08-10 eess.SP
Learning to Jointly Optimize Antenna Positioning and Beamforming for Movable Antenna-Aided Systems
The University of Hong Kong（香港大学）；Great Bay University（大湾区大学）；National University of Singapore（新加坡国立大学）
本文提出了一种端到端深度学习框架，用于解决移动天线辅助多用户下行链路传输系统中天线位置和波束成形的联合优化问题，通过处理离散变量和耦合约束的定位模型以及连续变量的波束成形模型，提升了总速率性能并减少了计算时间。
2026-03-17 eess.SP
BS-RIS-User Association and Beamforming Designs for RIS-aided Cellular Networks
可重构智能表面（Reconfigurable Intelligent Surface，RIS）具有自适应塑造无线传播环境的强大功能，被认为是一项具有革命性和发展前景的技术。然而，作为一种频率选择性器件，RIS只能有效地为特定频段内的信号提供可调谐相移。因此，基站（BS）-RIS-用户关联是一个重要的问题，以最大限度地提高蜂窝网络中RIS的效率和能力。在本文中，我们考虑了一个RIS辅助蜂窝网络，旨在通过设计BS RIS用户关联以及BS和RIS的主动和被动波束成形，分别最大化下行链路传输的总速率。提出了一种动态连续接入算法来设计用户关联。在动态接入过程中，提出了一种迭代算法来交替获得主被动波束形成。最后，最佳的BS-RIS的关联是通过一个穷举搜索方法。仿真结果表明，所提出的BS-RIS-用户关联和波束成形设计算法的性能显着改善。
2021-06-27 eess.SP
Optimal Beamforming Design for ISAC with Sensor-Aided Active RIS
本文针对视距链路受阻导致感知性能下降的问题，提出一种传感器辅助的有源RIS系统模型，通过设计基于逐次凸逼近的波束成形优化方法最大化回波信噪比，仿真证明其优于无传感器辅助方案。
2024-10-16 eess.SP
Reliable Beamforming at Terahertz Bands: Are Causal Representations the Way Forward?
Virginia Tech（弗吉尼亚理工大学）
未来的无线服务，如虚拟世界，需要高信息速率，可靠性和低延迟。多用户无线系统可以通过利用大量天线的丰富太赫兹带宽来满足这些要求，从而创建窄波束成形解决方案。然而，现有的解决方案缺乏对信道动态的适当建模，导致在高移动性场景中的不准确的波束成形解决方案。本文首次提出了一种动态的、语义感知的波束形成解决方案，利用变分因果推理中的新型人工智能算法来计算多模态数据的因果表示和波束形成的时变动态。仿真结果表明，所提出的太赫兹（THz）波束形成的容限引导的方法优于经典的MIMO波束形成技术。
2023-03-14 cs.IT cs.LG eess.SP
Analog Beamforming Aided by Full-Dimension One-Bit Chains
针对毫米波MIMO系统，提出利用全维1-bit ADC数字链路辅助两阶段ML算法估计AoA并设计最大化SNR的模拟波束成形，且在窄带与3GPP CDL-C宽带信道中验证。
2025-02-16 eess.SP
Terahertz Beamforming and Group Sparse Channel Estimation Relying on Low-Resolution ADCs in MU Hybrid MIMO systems
Indian Institute of Technology Kanpur（印度坎普尔理工学院）
本文提出基于贝叶斯学习的统一波束成形与信道估计框架，通过低分辨率ADC和太赫兹频段的传播效应建模，提出基于层次贝叶斯群稀疏回归的信道学习技术，实现精确波束对准与有效补偿宽带太赫兹系统中的波束扭曲效应。
2026-03-21 eess.SP
Statistical CSI-based Beamforming for RIS-Aided Multiuser MISO Systems using Deep Reinforcement Learning
针对多用户MISO无线通信中的可重构智能表面（RIS），提出了一种基于统计信道状态信息（S-CSI）的联合波束形成算法。我们使用的S-CSI，这是一个长期的平均级联通道，而不是在大多数现有的作品中使用的瞬时CSI。通过这种方法，信道估计的开销大大减少。我们提出了一个近似策略优化（PPO）算法，这是一个著名的基于行动者-评论家的强化学习（RL）算法来解决优化问题。为了测试该算法的有效性，仿真结果与评估的关键系统参数，包括莱斯因子和RIS的位置，对用户的可实现的和速率。
2022-09-03 eess.SP
Tri-Hybrid Beamforming Design for DMA-Aided Secure ISAC Systems
Harbin Institute of Technology（哈尔滨工业大学）
本文提出一种DMA辅助安全ISAC系统的三混合波束成形设计，通过三重交替优化逼近全数字解，在满足保密和功率约束下，将感知SNR提升约3 dB。
2026-09-09 eess.SP
Hybrid Beamforming with Orthogonal delay-Doppler Division Multiplexing Modulation for Terahertz Sensing and Communication
本文针对太赫兹感知与通信，提出采用正交时延-多普勒复用调制的混合波束成形，通过感知合并器设计最小化CRLB并优化预编码器，实现高精度感知与最大频谱效率，且通信与感知优化可解耦。
2025-02-25 eess.SP
Energy-Efficient IRS-Aided NOMA Beamforming for 6G Wireless Communications
本文提出了一种基于智能反射面（IRS）辅助的非正交多址接入波束形成（NOMA-BF）系统的节能交替优化框架，用于6 G无线通信。具体而言，这项工作提出了一个集中的IRS启用设计的NOMA-BF系统，以优化主动波束成形和功率分配系数（PAC）的用户在发射机在第一阶段和被动波束成形在IRS在第二阶段，以最大限度地提高网络的能量效率（EE）。然而，NOMA-BF系统可支持用户数的增加将导致NOMA用户干扰和簇间干扰（ICI）。为了减轻ICI的影响，首先采用迫零波束形成以及高效的用户聚类算法，然后通过提出的迭代算法有效地处理NOMA用户干扰，该算法通过简化的封闭形式的表达式计算NOMA用户的PAC在所需的系统约束下。在第二阶段中，被动波束形成的问题是通过基于凸差分（DC）规划和连续凸逼近（SCA）的技术解决。仿真结果表明，所提出的交替框架的能量有效的IRS辅助NOMA-BF系统可以实现收敛在几个迭代，并提供有效的性能方面的EE的系统具有低复杂度。
2022-03-30 eess.SP
Fronthaul Compression and Passive Beamforming Design for Intelligent Reflecting Surface-aided Cloud Radio Access Networks
这封信研究了在用户和远程无线电头端（RRH）之间部署多个智能反射表面（IRS）的云无线电接入网络（C-RAN）。具体地，我们考虑上行链路传输，其中每个RRH通过点对点压缩或Wyner-Ziv压缩对从用户接收的信号进行量化，然后通过容量有限的前向链路将量化比特发送到BBU池。为了最大化上行链路和速率，我们联合优化的被动波束形成器的IRS和前端压缩的量化噪声协方差矩阵。提出了一种基于Arimoto-Blahut算法和半定松弛（SDR）的联合前传压缩和无源波束形成设计方法。数值结果表明，所提出的算法实现的性能增益。
2021-04-09 eess.SP
Joint Localization and Beamforming for Reconfigurable Intelligent Surface Aided 5G mmWave Communication Systems
可重构智能表面（RIS）是提高毫米波（mmWave）通信系统传输速率的一项重要技术。以往对RIS技术的研究主要集中在提高毫米波通信系统的传输速率和保密率上。RIS技术的出现为智能无线电环境的产生创造了条件，在提高毫米波通信系统定位精度方面也具有潜在优势。部署在墙壁和物体上，RISs能够通过控制多径反射来显着改善通信和定位覆盖范围。本文研究了基于RIS的毫米波定位系统，提出了一种联合波束形成和定位问题。然而，由于目标函数取决于未知UE的位置和瞬时信道状态信息（CSI），因此这种基于RIS辅助的波束成形和定位技术具有挑战性。针对这一问题，提出了一种新的联合定位和波束形成优化算法（JLBO），并给出了算法的收敛性证明。仿真结果表明，RIS可以提高系统的用户定位精度，与传统的方案相比，该方案具有显着的性能改善。
2022-10-27 eess.SP
A Learning Aided Flexible Gradient Descent Approach to MISO Beamforming
提出一种学习辅助梯度下降（LAGD）算法来解决多输入单输出（MISO）波束形成中的加权和速率（WSR）最大化问题。所提出的LAGD算法通过基于隐式梯度下降的迭代直接优化发射预编码器，在每个迭代中，优化策略由神经网络确定，因此，是动态的和自适应的。在问题的每个实例中，该网络随机初始化，并在整个迭代求解过程中更新。因此，LAGD算法可以在任何信噪比（SNR）下实现，并且对于任意天线/用户数量，在部署之前不需要标记数据或训练。数值结果表明，LAGD算法可以优于著名的WMMSE算法，以及其他基于学习的解决方案，具有适度的计算复杂度。我们的代码可在https://github.com/XiaGroup/LAGD上获得。
2022-07-25 eess.SP
Joint Receive Antenna Selection and Beamforming in RIS-Aided MIMO Systems
本文研究了一种低复杂度的可重构智能表面辅助多用户多输入多输出系统设计。基站（BS）应用接收天线选择以将其天线的子集连接到可用射频链。对于该设置，BS切换网络、上行链路预编码器和RIS相移被联合设计，使得上行链路和速率被最大化。原理设计问题归结为NP难混合整数优化问题。因此，我们调用加权最小均方误差技术和惩罚对偶分解方法开发一个易于处理的迭代算法，有效地逼近最优设计。我们的数值研究验证了所提出的算法的效率和其优越的性能相比，基准。
2022-12-28 eess.SP
Self-Sustainable Reconfigurable Intelligent Surface Aided Simultaneous Terahertz Information and Power Transfer (STIPT)
提出了一种基于可重构智能表面（RIS）的太赫兹（THz）信息与能量同步传输（STIPT）系统。我们的目标是最大限度地提高信息用户（IU）的数据速率，同时保证能源用户（EU）和RIS的电力收集要求。为了解决非凸问题，采用基于块坐标下降（BCD）的算法交替优化IU的发射预编码，RIS的反射系数，和RIS的坐标。提出了惩罚约束凸逼近算法（PCCA）来解决RIS坐标优化这一难题，通过引入惩罚来保证解的可行性。仿真结果表明，所提出的BCD算法可以显着提高STIPT的性能，通过采用RIS。
2021-02-08 eess.SP
Robust Beamforming for IRS Aided MIMO Full Duplex Systems
针对IRS辅助MIMO全双工系统中的非完美CSI问题，提出基于期望WMMSE的统计鲁棒波束成形方法，以最大化遍历WSR并推导其上下界，仿真显示性能显著优于基线和鲁棒HD系统。
2023-08-15 eess.SP
RIS-Aided Offshore Communications with Adaptive Beamforming and Service Time Allocation
可重构智能表面（RISs）可以有意地调整入射波的相位，在重构信号传播以提高性能方面显示出巨大的潜力。在本文中，我们研究了RIS辅助的离岸系统，以提供具有成本效益的高速数据服务。船载RIS被放置在海上，以提高在船舶的信号质量，和沿海基站配备了低成本的可重构反射阵列（RRA），而不是传统的昂贵的全数字天线阵列（FDAA），以降低硬件成本。为了满足多样化海上活动的速率需求，通过联合优化波束形成方案和分配给各船的服务时间，研究有效和速率（ESR）。最优分配方案的推导，并开发了一个有效的固定点的交替上升方法，以获得一个次优解的非凸波束形成问题。数值结果表明，ESR是相当大的改善与援助的RIS，和所提出的计划使用hardwareefficient RRA只有轻微的性能损失相比，其FDAA为基础的同行。
2019-11-08 eess.SP
User Association Optimization for IRS-aided Terahertz Networks: A Matching Theory Approach
针对太赫兹通信传输距离受限的问题，本文提出采用IRS增强太赫兹系统，构建源-IRS-目的节点匹配的MINLP问题，并基于Gale-Shapley算法求解以实现稳定匹配、最大化系统和速率。
2024-01-26 eess.SP
Robust Beamforming Design for Intelligent Reflecting Surface Aided MISO Communication Systems
由于智能反射面（IRS）的信号处理能力有限，要获得理想的信道状态信息（CSI）具有挑战性。在本文中，我们研究了最坏情况下的鲁棒波束形成设计的IRS辅助多用户多输入单输出（MU-MISO）系统的假设下，不完美的CSI。我们的目标是最大限度地减少发射功率，同时确保每个用户的可达速率满足所有可能的信道错误实现的服务质量（QoS）的要求。在单位模和速率约束下，该问题是非凸的。CSI的不完善进一步增加了解决这个问题的难度。通过使用近似和转换技术，我们将这个问题转化为一个序列的半定规划（SDP）的子问题，可以有效地解决。数值结果表明，所提出的鲁棒波束形成设计可以保证所需的QoS目标的所有用户。
2020-06-01 eess.SP
Two Power Allocation and Beamforming Strategies for Active IRS-aided Wireless Network via Machine Learning
本文针对有源IRS辅助无线网络，提出两种基于机器学习的功率分配与波束赋形联合优化策略，以最大化用户信噪比和可达速率，仿真验证其性能优于固定功率分配、无源IRS及无IRS方案。
2024-06-09 eess.SP
Intelligent Reflecting Surface Aided Multicasting with Random Passive Beamforming
在这封信中，我们考虑一个多播系统，其中一个单天线发射机发送一个共同的消息给多个单天线用户，由智能反射面（IRS）配备了$N$被动反射元件的帮助。现有的IRS研究大多假设信道状态信息（CSI）的可用性，用于设计其被动波束成形。然而，CSI的获取需要随着$N$而增加的大量训练开销。相比之下，我们在这封信中提出了一种新的\emph{random passive beamforming}方案，其中IRS在每个信道相干间隔中执行独立的随机反射$Q\geq 1$次，而不需要CSI采集。对于所提出的方案，我们首先推导出一个封闭形式的近似中断概率，在此基础上，最佳的$Q$具有最佳的中断性能可以有效地获得。然后，为了比较的目的，我们推导出与传统的基于CSI的被动波束形成的中断概率的下限。数值结果表明，在高中断区（或高速率目标），小的$Q$是首选的，最优的$Q$随着中断概率的减小（或速率目标的减小）而变大.此外，当$N$和/或用户数量较大时，所提出的方案显著优于考虑训练开销的基于CSI的被动波束成形方案，从而为现有的基于CSI的方案提供了有希望的无CSI替代方案。
2020-09-01 eess.SP
Stochastic Learning-Based Robust Beamforming Design for RIS-Aided Millimeter-Wave Systems in the Presence of Random Blockages
毫米波（mmWave）通信的根本挑战在于其对阻塞的存在的敏感性，阻塞影响通信链路的连通性并最终影响整个网络的可靠性。在本文中，我们分析了一个可重构智能表面（RIS）辅助毫米波通信系统，以提高网络的可靠性和连通性，在随机阻塞的存在。为了提高混合模拟-数字波束形成的鲁棒性在随机阻塞的存在下，我们制定了一个随机优化问题的基础上最小化的总和中断概率。为了解决所提出的优化问题，我们引入了一个低复杂度的算法的基础上的随机块梯度下降法，学习明智的堵塞模式，而不搜索所有的组合可能堵塞的链接。数值结果证实了所提出的算法在中断概率和有效数据速率方面的性能优势。
2021-01-02 eess.SP
Joint Beamforming Design and 3D DoA Estimation for RIS-aided Communication System
在本文中，我们考虑了一个可重构智能表面（RIS）辅助的三维波达方向（DoA）估计系统，其中均匀平面阵列（UPA）RIS部署提供虚拟视线（LOS）链路和反射上行链路导频信号到传感器。为了克服RIS波束形成设计和DoA估计之间的相互耦合问题，我们探索了可分离的稀疏表示结构，并提出了一种交替优化算法。基于网格的DOA估计被建模为一个考虑网格偏差的联合稀疏恢复问题，联合2D-OMP方法被用来估计网格上和离网部分。相应的Cramér-Rao下界（CRLB）推导出评估的估计。然后，在RIS的波束图进行优化，以最大化的信号噪声（SNR）在传感器根据估计的角度。数值结果表明，与随机波束形成设计的基准相比，所提出的交替优化算法可以实现更低的估计误差。
2022-11-03 eess.SP
Max-Min Fairness in IRS-Aided Multi-Cell MISO Systems with Joint Transmit and Reflective Beamforming
研究了一种智能反射面（IRS）辅助的多小区多输入单输出（MISO）系统，该系统由多个多天线基站（BS）组成，每个基站与一个单天线用户进行通信，其中IRS被专门部署用于辅助无线传输和抑制小区间干扰。在此设置下，我们联合优化协调的发射波束形成在BS和反射波束形成在IRS，最大化的最小加权信号干扰噪声比（SINR）在用户的目的，在BS的个人最大发射功率和在IRS的反射约束。为了解决非凸问题，我们首先提出了一种精确交替优化设计，以交替的方式优化发射和反射波束形成向量，其中发射和反射波束形成优化子问题通过使用半定松弛（SDR）技术精确求解。然而，它具有高计算复杂度，并且由于SDR中随机化的不确定性而可能导致性能受损。为了避免这些缺点，我们进一步提出了一种不精确的交替优化设计，其中发射和反射波束形成优化子问题的不精确求解的连续凸近似（SCA）的原则的基础上。此外，为了进一步降低复杂度，我们提出了一种低复杂度的不精确交替优化设计，其中反射波束形成优化子问题的求解更加不精确。数值结果表明，所提出的三种设计方案相对于基准方案取得了显着的性能增益。此外，不精确交替优化设计优于精确交替优化的最小加权信干噪比值和计算复杂度方面。
2020-10-23 eess.SP
Quantization-Aware EE Optimization and SE-EE Tradeoff for MiLAC-Aided MU-MISO Beamforming
King Abdullah University of Science and Technology（阿卜杜拉国王科技大学）；The University of British Columbia（不列颠哥伦比亚大学）
本文研究MiLAC辅助的多用户MISO波束成形中的能效优化与SE-EE权衡，提出量化感知的能效最大化方法，并通过低复杂度算法和多目标优化技术实现高效收敛。
2026-09-21 eess.SP
Initial Beamforming for Millimeter-Wave and Terahertz Communications in 6G Mobile Systems
为了满足太比特每秒的最高数据率的需求，下一代移动通信系统需要充分利用毫米波和太赫兹波段丰富的频谱资源。然而，高频传输严重依赖于大规模天线阵列来获得高波束成形增益，用于补偿严重的传播损耗。它提出了在初始接入阶段期间的全向波束成形的问题，其中基站需要向其覆盖范围内的所有用户广播同步信号和系统信息。本文提出了一种新的初始波束形成方案，该方案通过形成一对互补波束在各个方向上提供相等的瞬时增益。数值结果表明，该方法可以实现全向覆盖，其性能明显优于随机波束形成方法。它适用于任何形式的大规模阵列，以及所有三种架构，即，数字、模拟和混合波束形成。
2022-05-02 cs.IT eess.SP math.IT
A Computer Vision Aided Beamforming Scheme with EM Exposure Control in Outdoor LOS Scenarios
在没有任何辐射控制措施的情况下，近距离的大规模毫米波天线阵列可能会导致人体大量的电磁辐射。本文结合计算机视觉中的位姿检测技术，提出了一种在室外视线场景下使用曝光避免方法的波束形成方案。该方法不需要降低发射功率，而是通过使发射波束偏离人体易受电磁辐射的部位，保护人体易受电磁辐射的部位。此外，采用更精细的波束管理粒度以更好地平衡曝光减少与通信质量损失之间的权衡，因为更精细的波束可以提供更多的可调整性以找到减少曝光的波束而不会过度降低链路质量。仿真结果表明，更细的波束管理粒度可以在保证通信质量的同时降低电磁辐射。
2020-07-28 eess.SP
Joint Channel Estimation and Beamforming for Reconfigurable Intelligent Surface Aided MIMO Systems: Sparsity-Based Approach
FuriosaAI, Inc.（FuriosaAI公司）；School of Electrical Engineering, Korea Advanced Institute of Science and Technology（韩国科学技术院电气工程学院）
本文提出了一种基于稀疏性的联合信道估计与波束成形优化算法，用于可重构智能表面辅助的MIMO通信系统，通过利用毫米波/太赫兹信道的角稀疏性，提高了系统的频谱效率。
2026-03-04 eess.SP
RIS-Aided Near-Field Localization and Channel Estimation for the Sub-Terahertz System
低硬件成本使得超大型（XL）可重构智能表面（RIS）成为用于定位和通信系统的性能增强的有吸引力的解决方案，但其导致近场传播信道，特别是对于高频通信系统，例如毫米波和亚太赫兹（subTHz）系统。这使得RIS辅助的subTHz系统的近场中的定位和信道估计更具挑战性。在本文中，我们考虑了球面波在近场的亚太赫兹系统的RIS的辅助下的传播。基于推导的近场信道模型的二阶菲涅耳近似，提出了一种近场信道估计与定位（NF-JCEL）算法。具体而言，首先通过下采样的Toeplitz协方差矩阵对用户设备（UE）的距离和到达角（AoA）进行解耦，从而可以以较低的复杂度分别估计阵列导向矢量中的垂直和方位AoA。然后，通过简单的一维搜索估计UE距离，并通过正交匹配追踪（OMP）方法获得信道衰减系数。仿真结果验证了所提NF-JCEL算法相对于传统远场算法的优越性，表明所提算法可以获得更高的分辨精度。
2022-12-09 eess.SP
Enhanced Secure Wireless Transmission Using IRS-aided Directional Modulation
智能反射面（IRS）作为一种优秀的辅助通信工具，可以显著提高通信速率，扩大覆盖范围。在本文中，我们提出了一个IRS辅助定向调制（DM）网络中的波束形成的研究。为了充分发挥IRS的优势，提出了两种提高保密率（SR）性能的波束形成方法。第一种最大保密率方法（Max-SR）交替优化保密消息（CM）波束形成向量、人工噪声（AN）波束形成向量和相移矩阵。第一个优化向量直接计算的瑞利比和最后两个求解广义幂迭代（GPI）。这种方法被称为Max-SR-GPI。为了降低计算复杂度，提出了一种新的具有迫零约束的最大化接收功率的方法（Max-RP-ZFC），该方法只考虑反射CM而不考虑AN。仿真结果表明，在随机相位IRS和无IRS的情况下，这两种方法都能获得约30%的速率增益，并且Max-SR-GPI在SR方面的性能略优于Max-RP-ZFC，特别是在小-大IRS情况下。
2022-09-29 eess.SP
Secrecy Rate Maximization for Intelligent Reflecting Surface Aided SWIPT Systems
同时无线信息和功率传输（SWIPT）和智能反射表面（IRS）是用于向能量受限的无线设备提供增强的无线通信能力和可持续能量供应的两种有前景的技术。此外，IRS和SWIPT的组合可以产生“一加一大于二”的效果。然而，由于无线媒体的广播性质，IRS辅助的SWIPT系统容易受到窃听。在本文中，我们研究了IRS辅助SWIPT系统的安全问题。我们的目标是通过联合设计的发射波束形成和人工噪声（AN）的协方差矩阵在基站（BS）和反射波束形成在IRS，在BS的发射功率约束和能量收集（EH）的约束下，在多个能量接收器的保密率最大化。为了解决制定的非凸问题，我们首先采用交替优化（AO）算法解耦的耦合变量。然后，反射波束形成，发射波束形成和AN协方差矩阵可以分别使用基于惩罚的算法和半定松弛（SDR）方法进行优化。仿真结果表明，该方案的有效性基线计划。
2020-09-09 eess.SP
Constrained Multimodal Sensing-Aided Communications: A Dynamic Beamforming Design
提出感知预算约束下的多模态感知辅助通信框架，利用位置信息建模毫米波信道，并基于 Lyapunov 优化设计联合动态感知与波束成形算法，以少量 SNR 损失大幅减少感知次数。
2025-05-15 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
RIS-Aided Integrated Sensing and Communication: Joint Beamforming and Reflection Design
通感一体化（ISAC）已被设想为缓解频谱拥塞问题的有前途的技术。受可重构智能表面（RIS）在动态操纵无线传播环境中的应用启发，本文研究了在ISAC系统中部署RIS以提高性能的问题。特别地，我们考虑一个RIS辅助ISAC系统，其中多天线基站（BS）执行多目标检测和多用户通信的协助下的RIS。我们的目标是通过联合优化发射波束形成和RIS反射系数，同时满足通信服务质量（QoS）的要求，总发射功率预算，和RIS相移的限制，最大限度地提高目标检测信噪比（SNR）的加权总和。结合优化最小化（MM），惩罚为基础的，和流形优化方法的有效交替优化算法，以解决由此产生的复杂的非凸优化问题。仿真结果表明了在ISAC系统中部署RIS的优势和我们提出的算法的有效性。
2023-02-22 eess.SP
Joint Beamforming and Position Optimization for Fluid RIS-aided ISAC Systems
Shenzhen University（深圳大学）；State Key Laboratory of Radio Frequency Heterogeneous Integration, Shenzhen University（深圳大学射频异构集成国家重点实验室）；Department of Electrical and Electronic Engineering, the University of Hong Kong（香港大学电子电气工程系）
本文提出一种基于流体RIS的ISAC系统，通过联合波束成形与位置优化提升多目标感知和多用户通信性能。
2026-01-06 eess.SP
Scalable Beamforming Design for Multi-RIS-Aided MU-MIMO Systems with Imperfect CSIT
School of Electrical Engineering, Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST)（韩国科学技术院电气工程学院）
本文提出了一种可扩展的多RIS辅助MU-MIMO系统波束成形设计，通过联合优化预编码器和RIS相移，提升频谱效率并降低计算复杂度。
2026-01-27 eess.SP
Asymptotically Near-Optimal Hybrid Beamforming for mmWave IRS-Aided MIMO Systems
针对IRS辅助毫米波MIMO系统，首次仅利用有效信道推导出反射向量与混合波束成形矩阵的联合优化近最优解，仿真证明其性能超越SOTA且对信道估计误差具有稳健性。
2024-04-25 eess.SP
Reconfigurable Codebook-Based Beamforming for RDARS-Aided mmWave MU-MIMO Systems
本文研究RDARS辅助毫米波系统的波束成形设计，提出可重构码本与分层搜索波束训练方案，为SDMA和TDMA推导最优配置与干扰抑制方案，最大化加权和速率。
2025-04-02 eess.SP
Near-field Hybrid Beamforming for Terahertz-band Integrated Sensing and Communications
针对太赫兹大规模阵列近场波束斜视降低ISAC波束成形精度的问题，提出近场太赫兹ISAC混合波束成形交替优化方法及基带波束斜视补偿方案，在无额外硬件下实现良好频谱效率与斜视抑制效果。
2023-09-25 cs.IT eess.SP math.IT
Beamforming Design with Fast Convergence for IRS-Aided Full-Duplex Communication
本文研究了智能反射面（IRS）辅助全双工（FD）通信系统的波束形成优化问题。具体来说，我们最大限度地提高双向传输的总速率，通过联合优化发射波束成形和IRS反射的波束成形。提出了一种快速收敛的交替算法来解决该问题。在该算法的每次迭代中，发射波束形成和IRS反射波束形成的解分别以半封闭形式和封闭形式获得。与现有的基于Arimoto-Blahut算法的方法相比，该方法具有更快的收敛速度和更低的计算复杂性，但性能几乎相同。
2020-08-02 cs.IT eess.SP math.IT
Model-Driven Deep Learning Enhanced Joint Beamforming and Mode Switching for RDARS-Aided MIMO Systems
针对RDARS辅助MIMO系统，提出模型驱动深度学习增强的PWM算法，联合优化波束成形与模式切换，减少一半迭代并显著提升加权和速率。
2025-10-16 eess.SP
DoF Analysis and Beamforming Design for Active IRS-aided Multi-user MIMO Wireless Communication in Rank-deficient Channels
本文针对秩亏信道下有源IRS辅助多用户MIMO系统，推导了DoF上界，提出三种闭式波束赋形方法实现最大DoF，仿真验证其可使严重秩亏信道和速率翻倍，显著提升DoF与传输速率。
2025-08-01 eess.SP
Initial Access for Millimeter-Wave and Terahertz Communications with Hybrid Beamforming
为了在第六代（6G）移动系统中实现每秒太比特（Tbps）的数据率，无线通信需要利用毫米波（mmWave）和太赫兹（THz）频带中的丰富频谱。然而，高频传输严重依赖于高波束成形增益来补偿严重的传播损耗。基于波束的系统在初始接入过程中面临障碍，其中基站必须向其覆盖范围内的所有用户广播同步信号和系统信息。因此，本文提出了一种新的全向广播方案的毫米波和太赫兹系统与混合波束形成。它通过在子阵列上形成互补波束，在所有方向上提供瞬时相等的增益。数值结果表明，该方案可以实现全方位覆盖，其性能明显优于已有方案。
2022-05-02 cs.IT eess.SP math.IT
Cooperative Beamforming and RISs Association for Multi-RISs Aided Multi-Users MmWave MIMO Systems through Graph Neural Networks
由于具有多种优点，可重构智能表面（RIS）被认为是下一代无线通信网络的有前途的解决方案，例如，定制通信环境。因此，部署多个RISs有助于克服基站（BS）和用户之间严重的信号阻塞，这也是实现更好的服务覆盖的实用有效的解决方案。然而，获得多RIS辅助通信系统的全部益处需要解决非凸的无限维优化问题，这促使使用基于学习的方法来配置最优策略。本文采用一种新型的异构图神经网络（GNN），有效地利用图的拓扑结构在无线通信优化问题。首先，我们描述了所有的通信链路功能和干扰关系，在我们的系统与异构图结构。然后，我们努力最大化的加权和速率（WSR）的所有用户通过联合优化在BS的主动波束形成，被动波束形成向量的RIS元素，以及RIS的关联策略。与大多数现有的工作，我们考虑一个更一般的情况下，每个用户的级联链路是不固定的，但动态选择最大化的WSR。仿真结果表明，我们提出的异构GNN的性能比其他基准测试好约10倍，一个合适的RIS关联策略也被验证是有效的，提高了30%的用户的服务质量。
2023-02-08 eess.SP
