Communicating in the Mediumband:What it is and Why it Matters
本文介绍中频带无线通信这一新兴领域，阐明其介于窄带与宽带之间的独特信道特性，并指出在不改变传播环境的情况下，通过中频带通信可将不利非视距条件转化为有利条件，从而为无线通信带来显著增益。
2024-08-31 cs.IT eess.SP math.IT
Near-field Integrated Sensing and Communication: Opportunities and Challenges
本文研究新型近场ISAC，探讨近场通信与感知的优势，提出联合、感知辅助通信与通信辅助感知三种方法及解决方案，并指出未来研究方向。
2024-07-26 cs.IT eess.SP math.IT
Near-Field Communications for 6G: Fundamentals, Challenges, Potentials, and Future Directions
本文系统梳理6G近场通信的传播基础、范围判定、挑战应对与潜力利用技术，并指出开放问题及未来方向。
2022-09-15 cs.IT eess.SP math.IT
Holographic MIMO Communications: What is the benefit of closely spaced antennas?
本文利用多端口通信理论分析全息MIMO系统中紧密排列天线的性能，发现仅中等尺寸阵列的频谱效率随间距减小而提升，大型阵列改善甚微。
2024-03-19 cs.IT eess.SP math.IT
Reconfigurable Intelligent Surface-Aided Near-field Communications for 6G: Opportunities and Challenges
本文研究RIS辅助6G近场通信，分析两类RIS的信道模型、功率缩放律与有效自由度，并提出两阶段分层波束训练及低复杂度逐元素波束赋形方案。
2024-03-04 cs.IT eess.SP math.IT
Separate Source Channel Coding Is Still What You Need: An LLM-based Rethinking
本文挑战联合信源信道编码范式，主张分离信源信道编码，利用大语言模型进行信源压缩和纠错码变换器增强纠错，证明其在现代通信系统中性能更优且更可行。
2025-05-26 cs.IT eess.SP math.IT
Near-Field Integrated Sensing and Communications
本文提出近场ISAC框架，利用额外距离维度联合优化感知与通信，推导克拉美罗界并在通信速率约束下最小化，针对全数字和混合天线分别给出全局最优与高质量波形解，验证了其相对远场ISAC的性能增益。
2025-09-23 cs.IT eess.SP math.IT
Terahertz Near-Field Communications and Sensing
本文研究太赫兹近场通信与感知的特性与挑战，提出基于真实时延的混合波束成形方案解决宽带波束分裂问题，并指出近场效应可提升感知性能、缓解通信复用增益下降。
2023-06-16 cs.IT eess.SP math.IT
Near-Field Communications for Extremely Large-Scale MIMO: A Beamspace Perspective
本文从波束空间视角研究XL-MIMO近场通信，利用分数阶傅里叶变换构建近场波束空间并分析其组件，展示了其优于现有方法的特性及未来应用方向。
2024-10-15 cs.IT eess.SP math.IT
Physical Layer Security in Near-Field Communications
本文提出近场安全传输框架，通过两阶段混合波束赋形算法最大化近场保密容量，并揭示近场安全主要依赖合法用户与窃听者之间的距离差异而非角度差异。
2023-04-13 cs.IT eess.SP math.IT
Toward Beamfocusing-Aided Near-Field Communications: Research Advances, Potential, and Challenges
本文综述了面向波束聚焦辅助的近场通信研究进展，分析了其相对远场通信的优势及信道建模、波束聚焦和硬件设计等关键挑战，并通过数值结果验证其在空间复用和定位精度上的潜力，同时指出未来研究方向。
2023-09-17 cs.IT eess.SP math.IT
NOMA-Based Coexistence of Near-Field and Far-Field Massive MIMO Communications
本文提出利用NOMA原理复用为近场用户预配置的空间波束来服务远场用户，实现近场与远场大规模MIMO通信共存，并证明增加基站天线数可有效提升系统性能。
2023-09-17 cs.IT eess.SP math.IT
Learning what to say and how precisely: Efficient Communication via Differentiable Discrete Communication Learning
University of Manchester（曼彻斯特大学）；BITS Goa（戈亚理工学院）；Carnegie Mellon University（卡内基梅隆大学）；TU Darmstadt（德累斯顿技术大学）
针对MARL中带宽受限的通信问题，提出可微分离散通信学习框架DDCL，通过扩展支持无界信号实现即插即用，使智能体能动态调整消息精度，在匹配或超越任务性能的同时将带宽降低超一个数量级。
2025-11-03 cs.IT cs.LG cs.MA
Resource Allocation for Near-Field Communications: Fundamentals, Tools, and Outlooks
本文综述近场通信中的资源分配问题，梳理可用资源及其与远场通信的差异，总结数值优化与机器学习工具，并展望未来研究方向。
2024-05-12 cs.IT eess.SP math.IT
Near-Field Communications: A Degree-of-Freedom Perspective
研究近场MIMO系统的自由度，分析SPD与CAP天线及三个相关性能指标，数值实验证明近场通信比远场通信提供更多空间自由度。
2023-08-02 cs.IT eess.SP math.IT
Near-Field Beam Management for Extremely Large-Scale Array Communications
本文研究极大规模阵列通信的近场波束管理，概述了近场通信应用，并探讨了近场波束训练、跟踪与调度三种方法的设计问题及解决方案。
2023-06-28 cs.IT eess.SP math.IT
Enabling More Users to Benefit from Near-Field Communications: From Linear to Circular Array
本文针对均匀线性阵列在大角度下近场区域缩小的问题，提出利用均匀圆形阵列的旋转对称性扩大近场覆盖范围，并设计同心环码本和正交波束赋形方法，使更多用户受益于近场通信。
2023-10-30 cs.IT eess.SP math.IT
Hierarchical Codebook Design for Near-Field MmWave MIMO Communications Systems
具有模拟或混合模拟/数字架构的通信系统通常依赖于预定义的码本来执行波束成形。随着天线阵列尺寸的增大，近场情况下球面波阵面的特性是不可忽略的。因此，有必要设计一种自适应于近场场景的码本。在这封信中，我们研究了近场情况下的分层码本设计方法。提出了一种控制波束增益的计算方法，并设计了满足菲涅尔区覆盖要求的底层码本。对于上层码本，我们提出了波束旋转和波束重定位的方法来放置一个任意的波束图案在目标位置。仿真结果表明了所提出的近场分层码本设计的优越性。
2022-12-15 cs.IT eess.SP math.IT
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
Empowering Near-Field Communications in Low-Altitude Economy with LLM: Fundamentals, Potentials, Solutions, and Future Directions
Department of Electronic Engineering, Tsinghua University（清华大学电子工程系）；State Key Laboratory of Space Network and Communications（空间网络与通信国家重点实验室）
本文探讨利用大型语言模型（LLM）解决低空经济中近场通信的挑战，提出基于LLM的方案以区分远近场用户并设计多用户预编码，提升频谱效率。
2025-06-20 cs.IT cs.LG eess.SP
Sphere Precoding for Robust Near-Field Communications
本文针对近场通信对用户移动敏感的问题，提出球面预编码方法，通过单球信道模型和凸松弛优化，在保证目标用户信号功率的同时抑制对其他用户的干扰，实现鲁棒且高速率的近场通信。
2025-03-09 cs.IT eess.SP math.IT
Take What You Need: Flexible Multi-Task Semantic Communications with Channel Adaptation
School of Electronics and Information Technology, Sun Yat-sen University（中山大学电子与信息工程学院）；EURECOM（欧洲通信学院）；Singapore University of Technology and Design（新加坡科技设计大学）
本文提出一种基于掩码自编码器的信道自适应多任务语义通信框架，通过多任务感知评分和信道感知提取优化传输，在图像重建与目标检测中优于传统方法。
2026-09-10 cs.CV cs.IT cs.NI
Communication Modes with Large Intelligent Surfaces in the Near Field
本文提出了一种实用的方法，当天线工作在近场区域的通信模式的定义，通过实现ad-hoc波束利用大型天线的聚焦能力。然后利用所提出的用于定义通信模式的波束空间建模来导出它们的数量的表达式（即，自由度），以及对于几种感兴趣的情况，例如对于大天线和小天线之间的通信，在发射和接收天线处的基组的封闭形式定义。数值结果表明，准最佳通信可以从聚焦函数。这转化为即使在视线信道条件下也显著增强信道容量的可能性，而不需要在发射/接收天线上实现最佳但复杂的相位/幅度分布以及求助于密集的数值解。传统的傍轴近似下有效的结果进行了修订，根据建议的建模，表明可以从不同的角度得到类似的结论。
2021-12-06 cs.IT eess.SP math.IT
Mixed Near- and Far-Field Communications for Extremely Large-Scale Array: An Interference Perspective
超大规模阵列（XL阵列）被设想在未来的无线网络中实现超高的频谱效率。不同于现有的工作，主要集中在近场通信，我们认为在本文中，一个新的和实际的情况下，称为混合的近场和远场通信，在网络中同时存在近场和远场用户。针对这种情况，首先利用菲涅耳函数得到了远场波束在近场用户处引起的用户间干扰的闭合表达式，并在此基础上分析了基站天线数目、远场用户（FU）角度、近场用户（NU）角度和距离对干扰的影响。当BS天线数和NU距离相对较小时，和/或NU和FU角度差较小时，存在较强的干扰。然后，我们进一步得到了NU的可达速率以及它的速率损失所造成的FU干扰。最后，数值结果证实了我们的分析结果。
2023-01-29 cs.IT eess.SP math.IT
A Tutorial on Near-Field XL-MIMO Communications Towards 6G
本文系统综述面向6G的近场XL-MIMO通信，涵盖NUSW与空间非平稳信道建模、SNR缩放等性能分析及波束训练、信道估计、DAM等关键设计。
2024-04-03 cs.IT eess.SP math.IT
Airy Beam Dispersion in Near-Field Wideband Terahertz Communications
School of Electrical and Information Engineering, Zhengzhou University（郑州大学电气与信息工程学院）
针对近场宽带太赫兹通信中的艾里光束色散问题，基于菲涅耳衍射积分推导了闭式轨迹表达式，并开发了真时延辅助的艾里波束赋形结构以主动控制色散。
2026-05-23 cs.IT eess.SP math.IT
Rethinking Integrated Sensing and Communication: When Near Field Meets Wideband
该研究针对近场宽带感知通信一体化系统，分析了近场信道特征与效应，提出其可替代大带宽实现信号复用与距离感知，还具备独有的多普勒域能力，并探讨了相关范式转变方向。
2024-01-14 cs.IT eess.SP math.IT
Full Duplex Holographic MIMO for Near-Field Integrated Sensing and Communications
本文研究近场太赫兹全双工全息MIMO基站，通过优化动态超表面天线参数，同时提升目标感知精度与下行通信性能，实现集成感知与通信。
2023-08-07 cs.IT eess.SP math.IT
Near-Field Spatial Correlation for Extremely Large-Scale Array Communications
超大规模阵列（XL-阵列）通信对应于天线尺寸如此之大以至于散射体和/或用户可能不再位于远场区域中的系统。本文摒弃了传统的远场均匀平面波（UPW）假设，考虑了更一般的非均匀球面波（NUSW）特性，研究了XL阵列通信的近场空间相关性。结果表明，与远场信道的空间相关性仅依赖于功率角谱不同，近场信道的空间相关性不仅依赖于散射功率分布，还依赖于散射点的距离，称为功率位置谱。根据散射体的位置分布，导出了近场空间相关性的一种新的积分表达式，其中远场空间相关性是一种特殊情况。结果表明，与远场情况不同，近场空间相关不再表现出空间平稳性，因为每对天线的相关系数不仅取决于它们的相对距离，还取决于它们的具体位置。为了获得进一步的见解，我们提出了一个广义的一环模型散射体分布，通过允许环中心灵活定位，而不是在传统的一环模型与阵列中心重合。数值结果表明XL阵列通信近场空间相关建模的必要性。
2022-01-09 cs.IT eess.SP math.IT
Location-Driven Beamforming for RIS-Assisted Near-Field Communications
本文系统研究位置信息在RIS辅助近场通信中的应用，提出基于菲涅尔区模型的位置驱动波束成形方案，并阐述其优势与挑战。
2024-07-18 cs.IT math.IT
What If Memory Information is Stored Inside the Neuron, Instead of in the Synapse?
大脑中的记忆信息通常被认为存储在突触中。然而，最近一项突破性的电生理学研究提出了记忆信息可能实际上存储在神经元本身内部的可能性。利用信息论和通信系统工程的观点，我们研究了记忆信息如何在神经元之间可靠地传输的问题。我们确定了2种影响神经元通信的错误（即，信道误差和源误差）以及合理的误差减轻解决方案。我们确认这些解决方案的可行性，使用模拟。四种替代假说的突触的功能也提出了建议。最后，我们强调了一些研究方向，以及潜在的应用领域。
2021-01-24 cs.IT math.IT q-bio.NC
Value of Communication in Goal-Oriented Semantic Communications: A Pareto Analysis
Linköping University（林雪平大学）
本文通过帕累托分析研究了通信在目标导向语义通信中的价值，提出SPLIT算法用于构建帕累托前沿。
2026-08-03 cs.IT cs.NI cs.SY
Achievable Rate of Near-Field Communications Based on Physically Consistent Models
本文介绍了一种新的信息论方法，研究互耦（MC）的影响，发射和接收天线之间，单输入单输出（SISO）近场通信的整体性能。通过结合有限的天线尺寸约束，利用朱的理论和假设下的正则最小散射，我们推导出MC之间的两个辐射体积的固定大小。利用互易定理得到了自阻抗和互阻抗的表达式。基于电路理论的SISO无线电通信系统的两端口模型，我们建立了一个给定的发射和接收天线尺寸对的可实现的速率，从而提供了一个物理尺寸约束下的系统性能的上限。通过这些研究结果的镜头，我们揭示了新的光MC的影响信息理论的限制，使用紧凑型天线的近场通信。
2021-12-10 cs.IT math.IT
Unlocking Potentials of Near-Field Propagation: ELAA-Empowered Integrated Sensing and Communication
本文系统研究了ELAA赋能的近场通信与感知一体化（ISAC），分析了近场传播对通信与感知的双刃剑效应及典型应用，阐述了双功能一体化带来的机遇与额外自由度优势，并指出了关键技术挑战。
2024-04-29 cs.IT math.IT
Learning-based near- versus far-field boundaries for ultra-massive MIMO communications
Technische Universität Berlin（柏林工业大学）；King Abdullah University of Science and Technology (KAUST)（阿卜杜拉国王科技大学）；American University of Beirut (AUB)（贝鲁特美国大学）
本文提出一种基于物理特征与OPTICS聚类的无监督学习框架，仅利用接收信号功率变化即可准确区分UM-MIMO系统中的近场与远场区域，无需信道状态信息，仿真验证其与理论边界一致。
2026-09-21 cs.IT math.IT
Joint Near Field Uplink Communication and Localization Using Message Passing-Based Sparse Bayesian Learning
针对近场集成感知与通信系统的上行通信与定位需求，将联合检测定位建模为稀疏信号恢复问题，提出基于UAMP的低复杂度SBL算法，仿真验证了方法的有效性。
2024-04-14 cs.IT math.IT
Integrated Near Field Sensing and Communications Using Unitary Approximate Message Passing Based Matrix Factorization
针对ISAC系统上行近场联合定位与信号检测问题，提出结合VI与UAMP的低复杂度贝叶斯矩阵分解算法UAMP-MF，并通过仿真验证其优越性能。
2024-06-11 cs.IT math.IT
Non-Linear Precoding via Dirty Paper Coding for Near-Field Downlink MISO Communications
Indian Institute of Technology Dharwad（印度技术学院达尔瓦德分校）
本文提出基于香肠纸编码的非线性预编码方法，通过预取消已知干扰提升近场下行MISO通信的总速率性能。
2025-11-20 cs.IT math.IT
Coordination Capacity
我们开发的网络合作与协调理论的要素。而不是考虑一个通信网络作为一种手段，分布信息，或重建随机过程在远程节点，我们问什么样的依赖关系可以建立在给定的通信约束的节点之间。具体地，在节点之间具有通信速率{ R_{i,j} }的网络中，我们询问所有可实现的联合分布p（x1，.，xm）在网络的节点处的动作。解决了几个网络，包括任意大的级联网络。分布式合作可以解决许多问题，如分布式游戏，分布式控制，并建立互信息边界上的一个物理系统的一部分对另一个。
2010-05-26 cs.IT math.IT
A near-optimal direct-sum theorem for communication complexity
我们证明了两方随机通信复杂性的一个近似最优直和定理。设$f\subseteq X \times Y\times Z$为关系，$\varepsilon> 0$和$k$为整数。我们证明了$$\mathrm{R}^{\mathrm{pub}}_\varepsilon(f^k) \cdot \log(\mathrm{R}^{\mathrm{pub}}_\varepsilon(f^k)) \ge Ω(k \cdot \mathrm{R}^{\mathrm{pub}}_\varepsilon(f)) \enspace,$$，其中$f^k= f \times \ldots \times f$（$k$ -times）和$\mathrm{R}^{\mathrm{pub}}_\varepsilon(\cdot)$表示具有最坏情况错误$\varepsilon$的公共硬币随机通信复杂性。给出了一个具有通信代价$c \cdot k$和最坏错误$\varepsilon$的$f^k$的协议$\mathcal{P}$，给出了一个具有外部信息代价$O(c)$和最坏错误$\varepsilon$的$f$的协议$\mathcal{Q}$.然后，我们使用Barak，Braverman，Chen和Rao [2013]的消息压缩协议来模拟具有通信$O(c \cdot \log(c\cdot k))$的$\mathcal{Q}…
2020-09-03 cs.IT math.IT
Low Complexity Artificial Noise Aided Beam Focusing Design in Near-Field Terahertz Communications
本文针对近场太赫兹窃听通信，提出低复杂度人工噪声辅助波束聚焦方案，通过优化波束聚焦与功率分配最大化保密速率，数值验证了性能提升，尤其当窃听者更靠近基站时。
2025-08-05 cs.IT math.IT
Near-optimal bounds on bounded-round quantum communication complexity of disjointness
我们证明了一个接近最佳的轮通信的折衷双方量子通信复杂性的不相交性。对于协议与$r$轮，我们证明了一个下界的$\tildeΩ(n/r + r)$计算不相交的输入大小$n$，这是最佳的对数因子所需的通信。由于Jain、Radhakrishnan和Sen [JRS 03]，之前的最佳下限为$Ω(n/r^2 + r)$。在此过程中，我们开发了几种量子信息复杂性的工具，其中之一是量子信息复杂性的广义差异方法的下限。作为推论，我们得到了任意布尔函数$f$的量子通信复杂性至多为$2^{O(QIC(f))}$，其中$QIC(f)$是$f$的无先验量子信息复杂性（有错误$1/3$）.
2015-05-12 cs.CC cs.IT math.IT
PHY Research Is Sick but Curable: An Empirical Analysis
自蜂窝通信范式成熟以来，关于物理层（PHY）学术研究对无线通信的有用性的争议和争论一直存在。特别是，研究人员怀疑蜂窝通信的性能改善主要归因于电信基础设施和无线电频谱的增加，而不是PHY学术研究，但缺乏具体的证据。为了从客观的角度回应这一争议，我们采用计量经济学的方法来量化物理学术研究和其他绩效决定因素的贡献。通过实证分析和获得的定量证据，尽管是初步的，我们阐明了以下问题：1）是什么决定了蜂窝网络性能的跨国差异; 2）物理层学术研究和其他因素在多大程度上影响蜂窝网络性能; 3）我们可以从数据分析中获得什么建议物理层研究的利益相关者。据我们所知，这篇文章是第一个“实证电信研究”，第一次努力涉及计量经济学方法来评估物理学学术研究的有用性。
2019-08-16 cs.CY cs.IT math.IT
Machine Learning in Near-Field Communication for 6G: A Survey
本文综述了机器学习在6G近场通信中的应用，涵盖信道估计、波束赋形与安全增强，并指出数据隐私和计算开销等挑战及未来方向。
2025-09-20 cs.ET cs.IT math.IT
Joint Near-Field Target Tracking and Communications with Full Duplex Holographic MIMO
针对近场场景，提出两端配备 DMA 的全双工全息 MIMO 联合目标跟踪与多用户通信框架，通过扩展 Fresnel 近似并设计混合 A/D 收发的子空间跟踪方案最大化和速率。
2024-01-22 cs.ET cs.IT math.IT
Toward Fast Reliable Communication at Rates Near Capacity with Gaussian Noise
Yale University（耶鲁大学）；Barron Field, LLC（巴伦菲尔德有限责任公司）
针对加性高斯噪声信道中码字平均功率受限的情况，提出了稀疏叠加码和自适应逐次译码方法。码字是向量子集的线性组合，消息由子集的选择索引。提出了一种可行的译码算法。通信是可靠的错误概率指数小的香农容量以下的所有速率。
2010-06-19 cs.IT cs.LG math.IT
Beamspace Modulation for Near Field Capacity Improvement in XL-MIMO Communications
本文针对XL-MIMO近场空间自由度增加的问题，提出波束空间调制（BM）策略，利用固定少量射频链路将空间自由度作为调制资源提升容量，理论和仿真证明其频谱效率显著优于现有基准。
2023-05-17 cs.IT cs.SY eess.SY
