Rapid emergence of smart mobility necessitates high-volume bursty data transmission over a single link between a target vehicle and its designated edge computing-enabled Base Station (BS) or Roadside Unit (RSU), which must be completed within a short time period when the vehicle traverses the coverage area. However, in bandwidth-limited scenarios, conventional communication systems face a fundamental throughput ceiling at each single vehicle. This limitation persists even when all time-frequency resources are allocated to a single vehicle, as the underlying channel lacks sufficient spatial diversity to support higher data rates. To break this throughput ceiling, in this paper, we propose a novel reflection-enhanced transmission framework by strategically employing dedicated specular reflecting surfaces along roadways to proactively augment the transmission environments. This setup concentrates dispersed signals from multiple directions toward a target vehicle, analogous to the light-focusing effect of a concave magnifying lens, thereby enhancing the spatial diversity and achievable rank of an individual channel. This allows a BS to allocate more transmission layers to one single user, consequently significantly raising the throughput ceiling for individual vehicles. Moreover, we also introduce dynamic virtualization methods for reflecting panel patch groups, compatible with existing communication systems, to flexibly manage interference with other coexisting users. Furthermore, collaborative rotation among multiple reflecting panels is introduced to enhance signal concentration. Finally, the schematic effectiveness is rigorously validated through 3GPP-compliant system-level simulations, demonstrating significant throughput boosts.


翻译:智能交通的快速发展要求在目标车辆与其指定的支持边缘计算的基站(BS)或路侧单元(RSU)之间的单链路上,在车辆穿越覆盖区域的短时间内完成大容量突发数据传输。然而,在带宽受限的场景下,传统通信系统在每个单一车辆处面临一个根本的吞吐量上限。即使将所有时频资源分配给单一车辆,这一限制依然存在,因为底层信道缺乏足够的空间分集来支持更高的数据速率。为突破此吞吐量瓶颈,本文提出一种新颖的反射增强传输框架,通过沿道路战略性部署专用的镜面反射面,主动增强传输环境。该设置将来自多个方向的分散信号集中到目标车辆,类似于凹面放大镜的聚光效应,从而提升单个信道的空间分集和可达秩。这使得基站能够为单一用户分配更多传输层,从而显著提高单个车辆的吞吐量上限。此外,我们还引入了反射面板片组的动态虚拟化方法,该方法与现有通信系统兼容,可灵活管理与其它共存用户间的干扰。进一步地,通过引入多个反射面板间的协同旋转以增强信号集中度。最后,通过符合3GPP标准的系统级仿真严格验证了方案的有效性,证明了吞吐量的显著提升。

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