Multi-Gigabit Interactive Extended Reality over Millimeter-Wave: An End-to-End System Approach
针对毫米波定向通信难以支撑高移动性下高质量XR的问题,提出端到端移动XR系统方案,通过高真实感仿真评估波束成形策略与频率的影响,并首次完成CoVRage算法的系统级评估。
2025-01-14 cs.NI eess.SP
Characterization of Using Hybrid Beamforming in mmWave Virtual Reality
针对无线VR在WLAN中的资源管理,提出基于混合波束成形的多属性效用函数,考虑处理、传输和队列延迟,在IEEE 802.11ay室内环境下与ns3相比达到95.4%准确率,并揭示最小信道增益对效用和延迟的影响。
2025-05-16 cs.NI eess.SP
Millimeter Wave MIMO based Depth Maps for Wireless Virtual and Augmented Reality
增强和虚拟现实系统(AR/VR)正在迅速成为无线领域的关键组成部分。对于沉浸式AR/VR体验,这些设备应该能够构建对周围环境的准确深度感知。目前的AR/VR设备在很大程度上依赖于使用RGB-D深度相机来实现这一目标。然而,这些深度相机的性能在几种情况下具有明显的限制,例如具有闪亮物体、暗表面和突然的颜色过渡的情况以及其他限制。在本文中,我们提出了一种新的解决方案,使用毫米波MIMO通信收发器的AR/VR深度图建设。这是由于在未来的AR/VR设备中部署先进的毫米波通信系统以满足高数据速率需求以及毫米波信号的有趣传播特性。考虑到这些系统的限制,我们开发了一个全面的框架,使用毫米波系统构建准确和高分辨率的深度图。在这个框架中,我们开发了新的感测波束成形码本方法,其特定于深度图构造目标。使用这些码本,并利用连续干扰消除的工具,我们开发了一种联合波束处理方法,可以使用实用的毫米波天线阵列构建高分辨率深度图。大量的模拟结果突出了所提出的解决方案在构建精确深度图方面的潜力。此外,这些模拟显示了在几个重要用例中,与基于RGB的方法相比,基于毫米波的深度感知的有希望的增益。
2021-02-13 cs.IT eess.SP math.IT
Wi-Fi 8: Embracing the Millimeter-Wave Era
本文探讨 Wi-Fi 8 整合毫米波技术的潜力,通过系统级仿真验证其在 VR/AR 等高需求场景下实现显著性能提升的可行性。
2024-07-08 cs.NI eess.SP
Robust Multi-Beam Secure mmWave Wireless Communication for Hybrid Wiretapping Systems
针对毫米波混合窃听系统,提出人工噪声辅助的鲁棒多波束收发方案,联合设计信息与AN波束以最小化发射功率,并抑制主动窃听干扰,提升安全性与能效。
2024-07-19 eess.SP
Impact of Receiver Antenna Polarization and Resource Scheduler on the Downlink Performance of High Velocity Users in 5G Millimeter Wave Small Cell Technology
本文针对5G毫米波小蜂窝中0–120 km/h高速用户,基于闭环空间复用评估接收机天线极化与基站调度器对下行性能的影响,发现合理选择极化可配合调度器维持更优性能,且线极化优于圆极化。
2021-09-11 eess.SP
Sub-Chain Beam for mmWave Devices: A Trade-off between Power Saving and Beam Correspondence
波束对应性或下行链路-上行链路(DL-UL)波束互易性是指DL中的最佳波束也是UL中的最佳波束的假设。这是允许5G中的现有波束管理框架严重依赖DL波束扫描并避免UL波束扫描的重要假设:UL波束是从DL参考信号的测量推断的。当无线电配置在DL和UL中对称时,波束对应性成立。然而,随着毫米波技术的成熟,DL和UL面临着不同的约束,通常会破坏波束对应关系。例如,功率约束可能要求UE仅激活其天线阵列的一部分以用于UL传输,同时仍然激活整个阵列以用于DL接收。同时,如果带子阵的上行波束(本文称为子链波束)与下行波束具有相似的辐射方向图,则波束对应关系仍然成立。本文提出了子链波束码本设计的方法,以实现功率节省和波束对应之间的权衡。
2021-12-23 cs.IT eess.SP math.IT
Impact of Array Configuration on Head-Mounted Display Performance at mmWave Bands
本文研究毫米波频段下天线阵列配置对头戴式显示器性能的影响,通过室内28GHz信道测量数据提出3个性能指标,发现3个阵列可提供稳定增益,第4个阵列可提升容量,更多阵列则无显著提升。
2024-01-10 eess.SP
A design framework for all-digital mmWave massive MIMO with per-antenna nonlinearities
毫米波MIMO将紧凑天线阵列的益处与大量元件和大带宽相结合,使得全数字波束成形具有支持具有多个吉比特/秒(Gbps)的{每个用户\it}数据速率的大量同时用户的潜力。在本文中,我们开发了一个分析模型,在这样的系统中的非线性的影响,并说明其实用程序提供硬件设计指南的两个关键挑战:低可用精度的模数转换在高采样率,和超高速射频(RF)和基带电路的非线性。我们考虑线性最小均方误差(LMMSE)接收多用户MIMO上行链路,并提供基于两个关键概念的性能保证:(a)通过一个量,我们称之为“固有SNR”的每个天线的非线性的影响的总结,(b)使用线性MMSE性能在一个理想的系统中没有非线性约束,在我们的非理想系统。对于我们的数值结果,我们采用标称参数对应于室外微微蜂窝在140 GHz的载波频率下工作,每个用户的数据速率为10 Gbps。
2020-06-30 cs.SY eess.SP eess.SY
Intelligent Reflective Surface vs. Mobile Relay-supported NLoS Avoidance in Indoor mmWave Networks
第六代无线通信(6G)被设想为产生用于改善端到端通信性能的各种技术,其中通信被设想为利用毫米波(mmWave)频率和更高频率的无线信号。其中,这些技术包括智能反射表面(IRS)和移动中继(MR),其设想的作用包括减轻非视线(NLoS)连接的负面影响,特别是在毫米波和更高频率下。这些技术背后的核心思想是使用协作网络,其中源向中继器(在这种情况下为IRS或MR)发送信号,该信号在接收时被转发到目的地。当比较这两种技术时,重要的是要认识到IRS主要被设想为附着到环境中的各种对象(例如墙壁和家具)的静态实体。相比之下,MR将具有更高的自由度,因为它们将能够在环境中无缝定位。基于上述假设,我们推导出一种用于确定室内环境中IRS和MR的最佳位置的方法,即,最大化源和目的地之间的端到端链路质量的方法。接下来,我们捕获在室内毫米波通信中IRS和MR支持的NLoS避免的通信质量指标。我们的研究结果表明,从端到端的链路质量的角度来看,MR通常优于IRS,这表明其利用潜力的吞吐量优化的NLoS避免场景。
2022-07-14 cs.ET cs.NI eess.SP
ViWi Vision-Aided mmWave Beam Tracking: Dataset, Task, and Baseline Solutions
视觉辅助无线通信受到深度学习和计算机视觉的最新进展以及对毫米波(mmWave)和太赫兹系统中视线链路的日益依赖的推动。通过利用视觉,这一新的研究方向实现了一系列有趣的新功能,例如视觉辅助毫米波波束和阻塞预测、主动切换和资源分配等。这些功能有可能可靠地支持高度移动的应用,例如车辆/无人机通信以及毫米波和太赫兹系统中的无线虚拟/增强现实。然而,研究这些有趣的应用程序需要开发特殊的数据集和机器学习任务。基于Vision-Wireless(ViWi)数据集生成框架[1],本文开发了一个先进而现实的场景/数据集,具有多个基站,移动用户和丰富的动态。在此数据集的支持下,本文定义了视觉无线毫米波波束跟踪任务(ViWi-BT),并提出了一个基线解决方案,可以为未来的ViWi-BT算法提供初始基准。
2020-02-13 cs.IT eess.SP math.IT
Fast Antenna and Beam Switching Method for mmWave Handsets with Hand Blockage
许多运营商一直看好毫米波(mmWave)通信在第五代(5G)移动宽带中的作用,因为它能够提供极高的数据速度和容量。然而,毫米波带来了与显著高的路径损耗和对阻塞的敏感性相关的挑战。特别地,当毫米波通信被应用于移动终端设备时,由于猖獗的手阻塞,通信可能频繁中断。尽管许多手机公司建议在手机上的不同位置配置多组天线模块来规避这个问题,但是通过同时打开多组天线模块来识别最佳天线模块和波束对会导致过度功耗和设备成本的问题。在这项研究中,提出了一种快速的天线和波束切换方法,称为快速ABS。在该方法中,仅一个天线模块用于接收以预测其他天线模块的最佳波束。因此,可以快速地选择未屏蔽的天线模块及其对应的波束对进行切换,以避免由于手阻塞而导致的通信质量差或断开的问题。深入的分析和广泛的模拟,其中包括推导相关的Cramér-Rao下限,表明快速ABS的性能接近的oracle解决方案,可以即时识别其他天线模块的最佳波束,即使在复杂的多径场景。此外,Fast-ABS在软件定义无线电上实现,并集成到5G新无线电物理层中。空中实验表明,Fast-ABS可以实现高效和无缝连接,尽管手阻塞。
2021-03-15 cs.IT eess.SP math.IT
CoVRage: Millimeter-Wave Beamforming for Mobile Interactive Virtual Reality
针对无线VR需低延迟传海量数据且头部转动影响波束的问题,提出coVRage接收端波束成形方案,利用HMD朝向预测动态塑形长椭圆波束覆盖AoA轨迹,实现高增益覆盖。
2025-01-14 cs.NI eess.SP
Experimental Performances of mmWave RIS-assisted 5G-Advanced Wireless Deployments in Urban Environments
本文在Turkcell毫米波测试床上实测ZTE Dynamic 2.0 RIS,验证其在城市覆盖扩展、多用户效率和VR沉浸式应用中的增益与6G潜力。
2025-06-06 cs.SY eess.SP eess.SY
Millimeter-Wave Gesture Recognition in ISAC: Does Reducing Sensing Airtime Hamper Accuracy?
Qamcom Research and Technology AB(Qamcom研究与技术公司)
本文研究了毫米波ISAC系统中减少感知时间对手势识别准确率的影响,发现低空口时间下仍能保持较高准确率,同时毫米波技术在数据吞吐方面具有优势。
2026-01-06 cs.AI eess.SP
Practical Hybrid Beamforming for Millimeter Wave Massive MIMO Full Duplex with Limited Dynamic Range
全双工(FD)无线电已经成为一种有前途的解决方案,用于经由在相同频带中的同时发送和接收来将数据率提高高达两倍。该文研究了一种新的混合波束形成(HYBF)设计,用于单小区毫米波(mmWave)大规模多输入多输出(mMIMO)FD系统中最大化加权和速率(WSR)。出于实际考虑,我们假设多天线用户和混合FD基站(BS)遭受有限的动态范围(LDR)噪声由于非理想的硬件和损伤感知HYBF方法是通过集成在毫米波波段的传统的LDR噪声模型。与传统的HYBF方案相比,我们的设计还考虑了联合和功率和实际的每天线功率约束。提出了一种新的干扰、自干扰(SI)和LDR噪声感知的上行链路(UL)用户和FD BS的最优功率分配方案,以满足联合约束。研究了多用户毫米波FD系统在不同LDR噪声水平和射频(RF)链数量的全数字半双工(HD)系统上的最大可实现增益。仿真结果表明,我们的设计优于HD系统只有几个RF链在任何LDR噪声水平。还检查了在模拟级具有幅度控制的优点,并且当混合FD BS处的RF链的数量小时,毫米波FD系统的附加增益变得明显。
2022-01-03 cs.IT eess.SP math.IT
Gesture Recognition with mmWave Wi-Fi Access Points: Lessons Learned
University of Antwerp(安特卫普大学);imec(比利时微电子研究中心)
本研究探索使用mmWave(60 GHz)Wi-Fi信号进行手势识别/姿态估计,从IEEE 802.11ad设备的周期性波束训练中提取空间波束SNR,并利用DNN分类器实现了96.77%的准确率,
2023-06-29 cs.LG eess.SP
Computer Vision Aided Blockage Prediction in Real-World Millimeter Wave Deployments
Arizona State University(亚利桑那州立大学)
本文首次对使用视觉(RGB摄像头)数据和机器学习在毫米波(mmWave)动态链路阻塞发生前进行主动预测进行了真实评估。主动预测视距(LOS)链路阻塞使毫米波/亚太赫兹网络能够在链路故障发生之前做出主动网络管理决策,例如主动波束切换和切换。这可以在有效利用无线资源的同时显著提高网络可靠性和延迟。为了在现实中评估这一收益,本文(i)开发了一种基于计算机视觉的解决方案,该解决方案处理安装在基础设施节点处的摄像头捕获的视觉数据,(ii)研究了基于大规模现实世界数据集DeepSense 6 G的拟议解决方案的可行性,该数据集包括多模态传感和通信数据。基于所采用的真实世界数据集,所开发的解决方案在预测未来$0.1$ s内发生的阻塞时实现了$\approx 90\%$准确性,并且在预测$1$ s内发生的阻塞时实现了$\approx 80\%$准确性,这突出了毫米波/亚太赫兹通信网络的有前途的解决方案。
2022-03-03 cs.CV eess.SP
Millimeter Wave Base Stations with Cameras: Vision Aided Beam and Blockage Prediction
本文探讨了一个新的研究方向,利用视觉来帮助克服关键的无线通信挑战。特别是,本文考虑了毫米波(mmWave)通信系统,这是5G及以后的主要组成部分。这些系统面临两个重要的挑战:(i)与选择最佳波束相关联的大的训练开销,以及(ii)由于对链路阻塞的高灵敏度而导致的可靠性挑战。有趣的是,大多数采用毫米波阵列的设备也可能使用摄像头,如5G手机、自动驾驶汽车和虚拟/增强现实耳机。因此,我们研究了在毫米波基站使用摄像头的潜在收益,并利用其视觉数据来帮助克服波束选择和阻塞预测挑战。为此,本文利用计算机视觉和深度学习工具,直接从相机RGB图像和sub-6 GHz通道预测毫米波波束和阻塞。实验结果揭示了有趣的见解,这些解决方案的有效性。例如,深度学习模型能够实现超过90%的波束预测准确度,这仅需要拍摄场景的镜头并且零开销。
2019-11-15 cs.IT eess.SP 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
Parallel and Distributed Hybrid Beamforming for Multicell Millimeter Wave MIMO Full Duplex
本文研究多小区 mMIMO 毫米波全双工系统的混合波束成形,提出基于 MM 的集中式方案及并行分布式框架,以更低开销和复杂度逼近集中式性能并超越全数字半双工。
2023-06-01 cs.IT eess.SP math.IT
Characterization of IRS-aided Indoor Wireless Virtual-Reality with Hybrid Beamforming
本文提出一种优化效用函数的方法,在IRS辅助的MU-MIMO OFDM室内VR系统中通过混合波束成形提高频谱效率,迭代优化IRS相移,仿真与NS3高度一致,平均准确率81.57%,且复杂度优于现有设计。
2025-05-23 cs.IT eess.SP math.IT
Effects of Small-Scale User Mobility on Highly Directional XR Communications
该研究针对XR高定向毫米波通信易受小规模用户移动影响导致波束失准的问题,构建XR游戏用户移动数据集开展分析,证实了小规模移动对波束失准的显著影响,指出需增强相关管控机制。
2024-07-08 cs.NI eess.SP
Full-Duplex Millimeter Wave MIMO Channel Estimation: A Neural Network Approach
本文研究全双工毫米波MIMO系统中的信道估计问题,提出基于神经网络的方法,通过共享导频资源降低开销,并利用NN映射解决分离天线配置下TX阵列信道估计的挑战。
2024-06-18 cs.IT eess.SP math.IT
Correlation-aware Cooperative Multigroup Broadcast 360° Video Delivery Network: A Hierarchical Deep Reinforcement Learning Approach
随着从体育赛事的体育场的任何地方接收来自无人机(UAV)的视频的严格要求以及用于向虚拟现实(VR)用户传输视频的显著高的每小区吞吐量,一种有前途的解决方案是具有协作接收和广播接入点(AP)的无小区多组广播(CF-MB)网络。为了探索向空间相关的VR用户广播用户相关的解码相关视频资源的益处,网络应该动态地调度视频并将AP集群到虚拟小区中,用于具有重叠视频请求的不同VR用户组。通过将问题分解为调度和关联子问题,我们首先介绍了传统的基于非学习的调度和关联算法,以及基于彩虹代理的集中式深度强化学习(DRL)关联方法,该方法使用卷积神经网络(CNN)从观察中生成决策。为了降低其复杂性,我们将关联问题分解为多个子问题,从而得到一个网络分布的部分可观测马尔可夫决策过程(ND-POMDP)。为了解决这个问题,我们提出了一个多智能体深度DRL算法。为了联合解决关联和调度的耦合问题,我们进一步发展了一个分层的联邦DRL算法,调度器作为元控制器,和关联作为控制器。我们的模拟结果表明,我们的CF-MB网络可以有效地处理从无人机到VR用户的实时视频传输。我们提出的学习架构是有效的和可扩展的高维合作关联问题与越来越多的AP和VR用户。此外,我们提出的算法优于非学习为基础的方法具有显着的性能改善。
2021-11-05 eess.SP
UplinkNet: Practical Commercial 5G Standalone (SA) Uplink Throughput Prediction
Department of Computer Science and Communications Engineering, Waseda University(计算机科学与通讯工程系,早稻田大学)
UplinkNet通过Android API数据预测5G上行吞吐量,实现98.9%的高准确率和低计算成本。
2025-11-20 cs.LG cs.NI eess.SP