Diversity-Multiplexing Tradeoff of Double Scattering MIMO Channels
众所周知，在复用增益和分集增益方面，双散射的存在降低了MIMO信道的性能。本文给出了双散射MIMO信道分集复用折衷（DMT）的封闭表达式。结果表明，对于具有nT发射天线、nR接收天线和nS散射体的信道，对于任意的nT、nS和nR，DMT仅依赖于三元组（nT，nS，nR）的有序形式.还建立了双散射信道与单散射信道具有相同DMT的条件。
2006-03-31 cs.IT math.IT
The Diversity Multiplexing Tradeoff for Interference Networks
分析了干扰信道、X信道、Z干扰信道和Z信道等干扰网络的分集复用折衷问题。特别是，我们调查的影响率分裂和信道知识的发射机。我们还使用Z信道和Z干扰信道的DMT来提取对毫微微小区网络的“大声邻居”问题的见解。
2009-05-14 cs.IT math.IT
Optimum Diversity-Multiplexing Tradeoff in the Multiple Relays Network
在本文中，考虑了多中继网络中，其中$K$单天线中继辅助单天线发射机与单天线接收机在半双工模式下进行通信。一个新的放大和转发（AF）计划提出了这个网络，并实现最佳的分集复用的权衡曲线。
2007-09-27 cs.IT math.IT
Diversity-Multiplexing Tradeoff in the Low-SNR Regime
流行的分集复用折衷框架的扩展，低信噪比（或宽带）制度的建议。分集增益的概念被证明是多余的，在这种制度，因为中断概率是SNR无关的，并取决于复用增益和信道功率增益统计。DMT框架下的中断概率得到了一个明确的，封闭的形式为广泛的一类信道。低和高信噪比制度的边界明确确定的标量瑞利衰落信道，表示一个显着的限制时，复用增益小的SNR渐近DMT。
2011-02-25 cs.IT math.IT
Transmit Diversity v. Spatial Multiplexing in Modern MIMO Systems
一个当代的角度之间的权衡发射天线分集和空间复用。有人认为，在大多数现代无线系统的背景下以及对于感兴趣的操作点，利用所有可用空间自由度进行复用的传输技术优于显式牺牲空间复用以实现多样性的技术。因此，在这样的系统的上下文中，在MIMO通信中基本上不需要在发射天线分集和空间复用之间做出决定。然而，要得出这一结论，需要对信道和一些关键系统特性进行充分建模，并采用适当的性能指标;如果做不到这一点，可能会得出截然不同的结论。作为具体示例，使用3GPP长期演进系统设计来说明这种对比。
2009-03-05 cs.IT math.IT
On the Performance of Space-Time MIMO Multiplexing for Free Space Optical Communications
由于部署光纤的相对高的成本，自由空间光（FSO）链路已经被开发为用于下一代蜂窝网络的成本有效的替代技术。然而，为了在未来通信系统的物理层中具有实际作用，必须提高FSO链路的数据率。为此，在本文中，我们采用了多输入多输出（MIMO）复用方案与两个收发器，以增加所考虑的FSO系统的数据率。与MIMO分集情况不同，MIMO复用的性能受并行信道间干扰的影响很大。为了解决这个问题，我们提出了一种新的空时方案，显着减少并行信道之间的干扰。我们分析了所提出的方案的BER和中断概率的性能。
2018-10-04 cs.IT math.IT
Massive MIMO Performance Comparison of Beamforming and Multiplexing in the Terahertz Band
在本文中，我们比较了两个主要的MIMO技术，波束成形和复用，在太赫兹（THz）波段的性能。THz波段的主要问题是其巨大的传播损耗，这是由电磁波的分子吸收引起的巨大信号衰减引起的。为了克服路径损耗问题，已经建议在网络中采用大规模MIMO，并且期望在几米内的距离内提供Tbps。在这种背景下，波束成形最近被研究为主要技术，以利用太赫兹中的MIMO并克服非常高的路径损耗，假设太赫兹通信信道是视距（LoS）并且没有显著的多径射线。另一方面，最近的研究还表明，众所周知的分子吸收的能量可以立即以相同的频率重新辐射。这种再辐射信号与主信号相关，并且可以为通信信道提供丰富的散射路径。这意味着即使在THz频带的LoS场景中也可以实现显著的MIMO复用增益。我们的仿真结果揭示了一个令人惊讶的观察，MIMO复用可能是一个更好的选择比MIMO波束成形在一定条件下的太赫兹通信。
2017-10-26 cs.IT math.IT
Diversity-Multiplexing Tradeoff in Selective-Fading MIMO Channels
我们建立了相干时间，频率和时间-频率选择性衰落MIMO信道的最佳分集复用（DM）权衡，并提供了一个DM权衡最优的代码设计准则。我们的研究结果是基于与一个给定的选择性衰落MIMO信道的“詹森信道”的分析。由于互信息是相关随机变量的总和，原始问题在分析上似乎难以处理，而Jensen信道在DM权衡的意义上等同于原始信道，并且很好地适合于分析处理。最后，作为我们的研究结果的结果，我们发现，经典的秩准则的空时码设计（在选择性衰落MIMO信道），确保DM权衡的意义上的最优性。
2007-04-25 cs.IT math.IT
Diversity-Multiplexing Tradeoff of Cooperative Communication with Linear Network Coded Relays
为了减轻无线传输中衰落带来的不利影响，同时获得高吞吐量和更好的频谱效率，网络编码和协作通信受到了研究界的广泛关注。在这项工作中，我们分析了网络编码方案的合作通信设置与多个源和目的地。该协议实现了充分的多样性秩序在一个稍微减少的复用率相比，现有的计划在文献中的代价。我们表明，我们的计划优于传统的合作方面的多样性复用的权衡。
2010-03-26 cs.IT math.IT
Diversity-Multiplexing tradeoff of the Two-User Interference Channel
分集复用折衷（DMT）是慢衰落信道中数据率和可靠性之间的基本折衷的粗略高SNR近似。本文研究了双用户单天线高斯干扰信道的基本DMT特性。我们表明，类的多级叠加编码方案普遍实现（所有衰落统计）的DMT为两个用户的干扰信道。对于对称DMT的特殊情况，当两个用户具有相同的速率和分集增益要求时，我们描述了由Han-Kobayashi方案实现的DMT，其对应于两级叠加编码。
2009-09-08 cs.IT math.IT
Multiplexing Analysis of Millimeter-Wave Massive MIMO Systems
本文研究了毫米波大规模MIMO系统的空间复用问题。针对单用户毫米波系统采用分布式天线子阵结构，其中发射机和接收机分别由Kt和Kr个子阵组成，首先推导出子阵天线数趋于无穷大时的渐近复用增益公式。具体地，假设所有子信道具有相同的平均传播路径数L，该公式意味着通过采用这种分布式天线子阵列架构，可以实现精确的平均最大复用增益KrKtL。该结果意味着与共置天线架构相比，使用分布式天线子阵列架构可以与KrKt成比例地放大最大复用增益。为了进一步揭示分集增益和复用增益之间的关系，还给出了分集-复用折衷的简单表征。复用增益分析，然后扩展到多用户的情况下。此外，模拟/数字混合处理的仿真结果证实了分析结果。
2018-07-29 cs.IT math.IT
Low Complexity Sphere Decoding for Spatial Multiplexing MIMO
本文提出了一种新的多输入多输出（MIMO）传输译码方法，该方法结合了球形译码（SD）和迫零（ZF）技术，提供了一种接近最优的低复杂度和高性能的恒定时间修正球形译码算法。该算法是专为大量的发射天线，并允许有效的硬件实现。我们通过限制总体SD迭代的数量来做到这一点。此外，我们还确定了具有高条件数的矩阵更容易发生SD。
2008-02-29 cs.IT math.IT
Frequency-Domain Decoupling for MIMO-GFDM Spatial Multiplexing
针对MIMO-GFDM空间复用场景下的实现难题，研究了一类可实现无载波间干扰与频域解耦的GFDM原型滤波器，并提出基于深度优先球形译码的高效检测方法，可显著降低计算复杂度。
2018-04-05 cs.IT math.IT
Diversity-Multiplexing-Delay Tradeoffs in MIMO Multihop Networks with ARQ
研究了多跳MIMO中继网络中采用ARQ的分集、复用和时延的折衷问题，其中随机时延是由发送和ARQ重传引起的。这导致了一个最佳的ARQ分配问题，每跳延迟或端到端延迟约束。最优ARQ分配必须在接收机在分配的最大ARQ轮中未能解码的ARQ错误和由于延迟引起的分组丢失之间进行权衡。这两个概率的错误，其特征在于使用分集复用延迟权衡（DMDT）（无延迟）和随机延迟的尾概率，分别使用大偏差技术。然后，最优ARQ分配问题可以被表述为凸优化问题。我们发现，最佳的ARQ分配应该平衡每个链路的性能，以及避免显着的队列延迟，这也是通过数值例子证明。
2010-01-05 cs.IT math.IT
On the Achievable Diversity-Multiplexing Tradeoff in MIMO Fading Channels with Imperfect CSIT
在本文中，我们分析了分集和复用在多输入多输出（MIMO）信道与不完善的信道状态信息在发送端（CSIT）的基本权衡。我们表明，不完美的CSIT，更高的分集增益，以及更有效的分集复用权衡（DMT）可以实现。在具有K个发射/接收天线的多输入单输出（MISO）/单输入多输出（SIMO）信道的情况下，可以在空间复用增益r处获得d（r）=K（1-r+Kα）的分集增益，其中α是本文定义的CSIT质量。对于M（M>1）个发射天线和N（N>1）个接收天线的一般MIMO信道，我们证明了根据α的值，可以得到不同的DMT，并且α的值对可实现的分集有很大的影响，特别是在高复用增益下。具体地，当α高于某个阈值时，可以实现d（r）=MN（1+MNα）-（M+N-1）r的分集增益;否则，可实现的DMT低得多，并且可以被描述为取决于M、N、r和α的不连续线段的集合。我们的分析表明，不完美的CSIT显着提高可实现的分集增益，同时享受高空间复用增益。
2009-08-16 cs.IT math.IT
Diversity-Multiplexing Tradeoffs in MIMO Relay Channels
研究了准静态慢衰落环境中具有多天线终端的多跳中继信道。对于全双工和半双工中继的基本分集复用权衡（DMT）进行了分析。结果表明，虽然解码和转发（DF）中继实现最佳DMT在全双工中继的情况下，动态解码和转发（DDF）协议是必要的，以实现最佳DMT，如果中继被约束为半双工操作。对于后者的情况下，静态协议被认为是以及，相应的可实现的DMT性能的特点。
2008-08-14 cs.IT math.IT
Selective-Fading Multiple-Access MIMO Channels: Diversity-Multiplexing Tradeoff and Dominant Outage Event Regions
我们建立了最佳的分集复用（DM）权衡相干选择性衰落多址MIMO信道，并提供相应的代码设计准则。作为一个副产品，在概念层面上，我们发现一个有趣的DM权衡框架之间的关系和概念的主要错误事件区域，首先介绍了在AWGN的情况下，由Gallager，IEEE trans.IT，1985年。这种关系使我们能够准确地描述在MIMO衰落多址信道的错误机制。特别是，我们发现，对于一个给定的速率元组，最大可实现的分集阶数是由一个单一的中断事件，占主导地位的总错误概率指数SNR。最后，我们研究了Badr和Belfiore在国际苏黎世通信研讨会上提出的分布式空时码构造。，2008年，使用本文推导的规范设计标准。
2009-06-26 cs.IT math.IT
On the achievable diversity-multiplexing tradeoff in interference channels
分析了具有理想接收信道状态信息和无发射信道状态信息的两用户单天线衰落干扰信道。对于非常强的干扰的情况，我们证明了解码干扰，同时将预期信号视为噪声，减去结果，然后解码期望信号，这一过程称为“剥离”，实现了在Akuiyibo和Leveque，Int.Zurich Seminar on Commun.，2008.证明是建设性的意义上说，它提供了相应的代码设计准则DMT最优。对于一般的干扰水平，我们计算的DMT的固定功率分裂韩和小林型叠加编码方案，提供相应的叠加码的设计标准，并发现，该方案是DMT最优的某些复用速率。
2009-05-01 cs.IT math.IT
Capacity Limits and Multiplexing Gains of MIMO Channels with Transceiver Impairments
理想MIMO信道的容量具有高SNR斜率，其等于发射和接收天线的数量的最小值。这封信分析了当物理收发器损伤导致失真时，这一结果是否成立。我们证明分析，这样的物理MIMO信道有一个有限的容量上限，任何信道分布和SNR。因此，高SNR斜率下降到零。这似乎令人沮丧，但我们证明了令人鼓舞的结果，采用MIMO的相对容量增益至少与理想的收发器一样大。
2014-05-01 cs.IT math.IT
Impact of Spatial Correlation on the Finite-SNR Diversity-Multiplexing Tradeoff
空间相关性对多元天线（MEA）信道性能极限的影响进行了分析，在有限的信号噪声比（SNR）值的分集复用权衡（DMT）。首先推导出中断概率的下界。使用此绑定准确的有限SNR估计的DMT，然后导出。该估计允许在有限SNR下洞察空间相关性对DMT的影响。正如预期的那样，DMT随着空间相关性的增加而严重退化。此外，使用渐近分析，我们表明，我们的框架包括众所周知的结果有关的DMT的渐近行为。
2008-04-14 cs.IT math.IT
On the Multiplexing Gain of Discrete-Time MIMO Phase Noise Channels
具有相位不确定性的点对点离散时间多输入多输出（MIMO）信道（MIMO相位噪声信道）的容量仍然是开放的。事实上，甚至在高信噪比（SNR）状态下的容量的pre-log（复用增益）通常也是未知的。我们在这方面取得了一些进展，这两类这样的渠道。在信道的各个路径上具有相位噪声（模型A）的情况下，我们表明复用增益为1/2，这意味着容量在高SNR下不随信道尺寸而缩放。在信道的输入和输出处都有相位噪声的情况下（模型B），复用增益的上限为1/2 min{nt，（nr-2）^++1}，下限为1/2 min{nt，floor（（nr+1）/2）}，其中nt和nr分别是发射天线和接收天线的数量。复用增益在没有接收相位噪声的情况下提高到1/2 min{nt，nr}，在没有发送相位噪声的情况下提高到1/2 min{2nt-1，nr}。在模型B的所有情况下，复用增益与min{nt，nr}成线性比例。我们的主要结果依赖于非平凡的上限和下限的能力，这样的渠道的推导。
2016-11-08 cs.IT math.IT
The Diversity Multiplexing Tradeoff of the MIMO Half-Duplex Relay Channel
三节点、多输入、多输出（MIMO）、准静态、瑞利衰落、半双工中继信道的基本分集复用折衷针对每个节点处的任意数量的天线来表征，并且其中允许中继的机会调度（或动态操作），即，中继器可以在依赖于信道的时间在接收和发送模式之间切换。在这种最一般的情况下，分集复用权衡的特点是一个简单的，两个变量的优化问题的解决方案。这个问题，然后解决在封闭形式的特殊类别的信道定义的天线在三个节点的数量上的某些限制。这里开发的关键数学工具，使明确表征的多样性复用权衡是三个相互关联的随机Wishart矩阵的联合特征值分布。以前，没有实际表征分集复用权衡，Yuksel和Erkip基于Cover和El Gamal的经典压缩和转发方案的动态压缩和转发（DCF）协议的权衡度量的最优性被示出。然而，该方案需要中继站处的全局信道状态信息（CSI）。在这项工作中，所谓的量化映射和前向（QMF）编码方案由于Avestimehr { \em et} { \em al}被采用作为可重复性方案，具有附加的好处，它实现了最佳的权衡，只有知识的（信道相关的）切换时间在中继节点。此外，在特殊类的MIMO半双工中继信道中，即使没有这些知识，也可以实现最佳折衷。这样的结果是以前已知的，只有半双工中继信道在每个节点处的单个天线，也通过QMF方案。
2011-06-30 cs.IT math.IT
Diversity-Multiplexing Tradeoff in Selective-Fading Multiple-Access MIMO Channels
建立了相干选择性衰落多址多输入多输出（MIMO）信道的最优分集复用（DM）折衷，并给出了相应的码设计准则。作为一个副产品，在概念层面上，我们发现一个有趣的DM权衡框架和主导错误事件区域的概念之间的关系，这是首次引入的AWGN的情况下，由Gallager，IEEE trans.IT，1985年。这种关系允许准确地描述MIMO衰落多址信道中的错误机制。特别是，我们发现，对于一个给定的速率元组，最大可实现的分集阶数是由占主导地位的总错误概率在SNR指数的错误事件。最后，我们证明了Badr和Belfiore最近提出的分布式空时码构造，2008年，满足本文推导的规范设计标准。
2008-05-01 cs.IT math.IT
Downlink Channel Reconstruction for Spatial Multiplexing in Massive MIMO Systems
为了在基站获取信道状态信息，大规模多输入多输出（MIMO）系统的研究大多考虑时分复用（TDD），以利用上下行信道的互易性。然而，即使在TDD中，BS仍然需要发送下行链路训练信号，其在3GPP标准中被称为信道状态信息参考信号（CSI-RS），以在实践中支持空间复用。这是因为，由于功耗和电路复杂性问题，在许多情况下，在用户设备（UE）处，发射天线的数量小于接收天线的数量。由于这种失配，来自UE的上行链路探测参考信号（SRS）不足以使BS获得完整的下行链路MIMO CSI。因此，在接收到下行链路CSI-RS之后，UE需要使用预定义的码本向BS反馈量化的CSI以支持空间复用。在本文中，提出了可能的方法来重建完整的下行链路MIMO CSI在BS考虑实际的天线结构，减少下行链路CSI-RS开销，通过利用SRS和量化的下行链路CSI。数值结果表明，基于所提出的下行MIMO CSI重构技术的空间复用的频谱效率优于仅基于量化CSI的传统方法。
2021-02-10 cs.IT math.IT
Joint Transmitter-Receiver Design for the Downlink Multiuser Spatial Multiplexing MIMO System
本文提出了一种联合发射机-接收机设计，以最小化加权和功率下的后处理信号干扰噪声比（post-SINR）的约束下，所有子信道。仿真结果表明，该算法不仅可以满足后SINR约束，而且可以方便地调整用户之间的功率分配，通过相应的改变权重。因此，该算法可以通过降低边缘用户的发射功率来消除邻小区干扰，而不会带来性能损失。
2008-11-04 cs.IT math.IT
Optimal Diversity-Multiplexing Tradeoff in Selective-Fading MIMO Channels
我们建立了相干时间，频率和时间-频率选择性衰落多输入多输出（MIMO）信道的最佳分集复用（DM）的权衡，并提供了一个代码设计标准DM权衡最优。我们的研究结果是基于一个给定的选择性衰落MIMO信道的“詹森信道”的新概念。由于通道输入和输出之间的互信息是相关随机变量的和，原始问题在分析上似乎是难以解决的，而Jensen通道在DM折衷的意义上等同于原始通道，并且很好地适合于分析处理。我们制定了一个系统的程序设计DM权衡最佳码一般选择性衰落MIMO信道的设计问题可以分为两个简单和独立的问题：内码的设计，或预编码器，适应于信道统计（即，选择性特性）和独立于信道统计的外码。我们的结果得到了吸引人的几何直观的支持，第一次指出的平坦衰落的情况下，郑和Tse，IEEE trans. inf. Theory，2003年。
2009-07-14 cs.IT math.IT
The Throughput-Reliability Tradeoff in MIMO Channels
本文研究了一种中断受限的MIMO信道。我们建立在郑和谢的优雅的多样性复用的权衡制定更好地理解错误的概率，传输速率和信噪比之间的渐近关系。特别是，我们确定的限制所施加的多路复用增益的概念，并制定了一个新的配方的吞吐量可靠性的权衡，避免了这种限制。新的特征，然后用来阐明MIMO信道的中断概率曲线所表现出的渐近趋势。
2005-09-07 cs.IT math.IT
Statistical Multiplexing of Computations in C-RAN with Tradeoffs in Latency and Energy
在云无线电接入网络（C-RAN）架构中，来自多个远程无线电头端的基带信号在集中式基带单元（BBU）池中处理。该架构允许网络运营商使BBU的计算资源适应在BBU处经历的聚合接入负载，其可以在每个空中接口接入帧中改变。通过适配资源可以实现的节省程度是节省、适配频率和增加的排队时间之间的折衷。如果用于资源复用的自适应的时间尺度大于接入帧持续时间，则这可能导致额外的接入延迟并限制能量节省。在本文中，我们通过考虑资源复用的两个极端时间尺度来研究权衡：（i）长期，其中计算资源在比接入帧持续时间大得多的时间段上被适配;（ii）短期，其中适配低于接入帧持续时间。我们开发了一个通用的C-RAN排队模型，该模型描述了访问延迟，并显示，对于泊松到达，长期多路复用实现了与短期多路复用相当的节省，同时提供低实现复杂性。
2017-03-15 cs.IT math.IT
Wireless Network Code Design and Performance Analysis using Diversity-Multiplexing Tradeoff
为了减轻无线传输中衰落带来的不利影响，同时获得高吞吐量和更好的频谱效率，网络编码和协作通信受到了研究界的广泛关注。在这项工作中，我们设计和分析确定性和随机网络编码方案的合作通信设置与多个源和目的地。我们表明，我们的计划优于传统的合作分集复用权衡（DMT）。具体地说，它实现了全分集阶数的代价是稍微降低复用速率。建立了$(N+M,M,N+1)$系统MDS码的奇偶校验矩阵与$N$源-目的对和$M$中继的协作通信系统中的网络编码系数之间的联系。我们提出了两种方法来生成网络编码矩阵：使用Cauchy矩阵和Vandermonde矩阵，并建立它们都提供最大分集阶。
2010-04-19 cs.IT math.IT
Upper-lower bounded-complexity QRD-M for spatial multiplexing MIMO-OFDM systems
多输入多输出（MIMO）技术与正交频分复用（OFDM）技术相结合被认为是在不增加频谱资源的情况下提高信道容量的最终解决方案。在接收器侧，挑战在于设计能够分离从不同天线同时发送的独立流的低复杂度检测算法。本文介绍了一种复杂度上下界的QRD-M算法（ULBC QRD-M）。在所提出的算法中，我们解决了传统的球形解码的高极端复杂度的问题，通过固定的上限复杂度的传统QRD-M。另一方面，ULBC QRD-M智能地取消了所有不必要的假设，以实现非常低的计算要求。分析和仿真结果表明，该算法的性能达到了传统的QRD-M，只有26%的所需的计算。
2010-05-27 cs.IT math.IT
Tradeoff between Diversity and Multiplexing Gains in Block Fading Optical Wireless Channels
分集复用折衷（DMT）为无线通信中不同的多输入多输出（MIMO）方案提供了基本的性能度量。在本文中，我们探讨了块衰落光无线通信（OWC）的信道，并在光峰值和平均功率约束的存在下，表征DMT。三种不同的衰落分布被认为是，这反映了不同的信道条件。在每种信道条件下，当块长度足够大时，我们得到了最优DMT，并且当块长度较小时，我们还推导了DMT曲线的上下界。这些结果与现有的射频（RF）信道DMT结果有很大的不同。这些差异可能是由于光输入信号是实数和有界的，而其RF对应物通常是复数和无界的。
2021-12-09 cs.IT math.IT
Resource Allocation for Power Minimization in the Downlink of THP-based Spatial Multiplexing MIMO-OFDMA Systems
在这项工作中，我们处理空间复用MIMO-OFDMA系统的下行链路中的资源分配。特别是，我们集中在问题上的联合优化的发送和接收处理矩阵，信道分配和功率分配的目标，最大限度地减少总功耗，同时满足不同的服务质量要求。一个分层的体系结构中使用的用户首先被划分在不同的组的基础上，他们的信道质量，然后信道分配和收发器的设计顺序地解决从一组用户最不利的信道条件。在基站处使用在用户级操作的Tomlinson-Harashima预编码器来去除属于不同组的用户之间的多用户干扰。数值结果被用来突出所提出的解决方案的有效性，并与现有的替代品进行比较。
2014-04-18 cs.IT math.IT
A Diversity-Multiplexing-Delay Tradeoff of ARQ Protocols in The Z-interference Channel
在这项工作中，我们分析了单天线自动重传请求（ARQ）Z干扰信道（ZIC）的基本性能权衡。具体而言，我们的特点是实现三维之间的权衡多样性（可靠性），复用（吞吐量），和延迟（最大重传次数）的两个ARQ协议：一个非合作协议和合作的。考虑到不存在合作，我们研究了固定功率分裂的Han-Kobayashi（HK）方法的可实现的权衡。有趣的是，我们证明，如果第二个用户发送的共同部分，只有它的消息在其成功的解码和解码失败的情况下，在第一个用户，通信得到改善，通过保持或停止传输的共同和私人的消息。我们得到了封闭形式的表达式，可实现的权衡下，香港分裂。根据合作，两个特殊的情况下，香港被认为是静态和动态解码器。这两种解码器之间的差异在于后者动态选择应用哪种HK特殊情况解码的能力。合作显着增加可实现的第一用户多样性。
2012-04-03 cs.IT math.IT
Spatial Multiplexing of QPSK Signals with a Single Radio: Antenna Design and Over-the-Air Experiments
本文介绍了第一个完全操作的波束空间MIMO天线的两个QPSK流的空间复用的实现和性能分析。该天线由一个平面三端口辐射器和两个端接在无源端口上的变容二极管组成。图案重新配置用于将MIMO信息编码到远场中的正交虚拟基图案上。测量活动进行了比较的波束空间MIMO系统的性能与传统的2 ×？2实际传播条件下的MIMO系统。传播测量进行了两个系统和互信息和符号出错率估计从蒙特卡洛模拟测量的信道矩阵。仿真结果表明，当信道散射充分时，波束空间MIMO系统和传统MIMO系统在NLOS情况下具有相似的有限星座容量和误码性能。相比之下，在LOS信道中，观察到的容量性能取决于接收天线的相对极化。
2016-08-30 cs.IT math.IT
Intelligent Reflecting Surface Aided MIMO with Cascaded LoS Links: Channel Modelling and Full Multiplexing Region
本文研究了智能反射面（IRS）辅助多输入多输出（MIMO）系统通过级联视距（LoS）链路的建模和优化。在第一部分中，我们建立了一个新的IRS辅助MIMO信道模型，命名为级联LoS MIMO信道。建议的信道模型包括一个发射机（Tx）和一个接收机（Rx）都配备了均匀的线性阵列，和一个IRS是用来使发射机和接收机之间的通信通过IRS看到的LoS链接。当对电磁波在IRS的反射进行建模时，我们考虑了不同反射元件上波前的曲率。基于所建立的模型，我们研究了级联LoS MIMO系统的空间复用能力。我们介绍了级联LoS MIMO信道的全复用区域（FMR）的概念，其中FMR是Tx-IRS和IRS-Rx距离对的联合，使全复用通信。根据一种特殊的被动波束形成策略，称为反射聚焦，我们推导出的FMR的内界，并提供相应的方向设置的天线阵列，使充分复用。基于所提出的信道模型和反射聚焦，在第二部分中讨论了互信息最大化问题。
2022-07-10 cs.IT eess.SP math.IT
An Information-Theoretic Characterization of MIMO-FAS: Optimization, Diversity-Multiplexing Tradeoff and $q$-Outage Capacity
本文采用信息论方法研究MIMO-FAS的性能极限，提出QR MIMO-FAS次优方案最大化高SNR下速率，推导了最优分集复用折衷，并引入q-中断容量指标，证明MIMO-FAS显著优于传统MIMO。
2023-10-25 cs.IT math.IT
Joint source and channel coding for MIMO systems: Is it better to be robust or quick?
我们开发了一个框架，以优化MIMO系统中的分集，复用和延迟之间的权衡，以尽量减少端到端的失真。我们首先专注于MIMO系统中的分集复用权衡，并开发分析结果，以尽量减少失真的矢量量化器级联的空时MIMO信道码。在高信噪比制度，我们得到了一个封闭的形式表达的端到端的失真作为分集复用权衡曲线上的最佳点的函数。对于大但有限的SNR，我们通过凸优化找到这个最佳点。然后，我们考虑MIMO系统使用ARQ重传提供额外的多样性的代价延迟。对于没有延迟约束的源，通过最大化ARQ窗口大小来最小化失真。这导致ARQ增强的复用分集折衷区域，其中失真以与没有ARQ相同的方式在该区域上最小化。在源延迟约束下，问题公式化改变以考虑与随机消息到达和随机ARQ完成时间相关联的延迟失真。我们使用一个动态规划制定捕捉信道分集复用权衡在有限的SNR以及随机到达和重传动态，我们解决了最佳的复用分集延迟权衡，以尽量减少端到端的失真与源编码器，信道，和ARQ重传。我们的研究结果表明，一个延迟敏感的系统应该适应其工作点上的分集复用延迟权衡区的系统动力学。我们提供的数值结果表明，这种自适应政策的分集/复用的信道码和静态ARQ窗口大小的静态分配显着的性能增益。
2008-01-24 cs.IT math.IT
Achievable Diversity-Rate Tradeoff of MIMO AF Relaying Systems with MMSE Transceivers
研究了多输入多输出放大转发中继系统中基于最小均方误差（MMSE）的最优收发器的分集阶数。虽然分集复用折衷（DMT）分析准确地预测了MMSE接收机对于正复用增益的行为，但事实证明，对于固定速率的情况，通过DMT的性能是非常不可预测的，因为MMSE策略表现出复杂的速率相关行为。在本文中，我们建立了MIMO AF中继系统的分集率权衡性能的MMSE收发机作为一个封闭的形式为所有固定的速率，从而提供了一个完整的表征的分集阶数与DMT的早期工作。
2013-12-16 cs.IT math.IT
Diversity-Multiplexing Tradeoff of Network Coding with Bidirectional Random Relaying
本文提出了一种基于双向随机中继集的分集复用折衷（DMT）算法，其中所有节点的分布是一个平稳的泊松点过程。这是DMT的非平凡扩展，因为它需要考虑中继节点的合作（或缺乏合作）、业务模式以及前向和反向业务方向之间的时间分配。然后，我们使用这种权衡比较传统的时分多跳（TDMH）和网络编码（NC）的DMT。我们的主要结果是推导出的DMT为TDMH和NC。令人惊讶的是，这表明，如果中继节点协作，则NC并不总是具有比TDMH更好的DMT，因为难以同时实现两个源节点的双向发射分集。事实上，对于某些业务模式，由于前向和反向传输方向之间的次优时间分配，NC可能具有更差的DMT。
2009-09-25 cs.IT math.IT
The diversity-multiplexing tradeoff of the MIMO Z interference channel
针对每个节点具有任意数量天线的准静态衰落MIMO Z干扰信道（Z-IC），在发射端信道状态信息（CSIT）和短期平均功率约束的假设下，建立了基本的广义分集复用折衷（GDMT）.在GDMT框架中，允许直接链路信噪比（SNR）和交叉链路干扰噪声比（INR）变化，使得它们相对于dB标度中的标称SNR的比率，即，SNR/INR指数是固定的。结果表明，一个简单的汉-小林消息分裂/部分干扰解码方案，只使用部分CSIT -其中第二个发射机的信号只取决于其交叉链路信道矩阵和第一个用户的发射信号不需要任何CSIT无论如何-可以实现全CSIT GDMT的MIMO Z-IC。对于一定范围的复用增益，还获得了在No-CSIT假设下的MIMO Z-IC的GDMT。该范围的大小取决于四个节点处的天线数量以及直接链路和交叉链路的SNR和INR指数。对于某些类别的信道，包括其中受干扰的接收器具有比其他节点更多的天线的那些信道，或者当INR指数大于某个阈值时，在No-CSIT假设下的MIMO Z-IC的GDMT被完全表征。
2012-06-17 cs.IT math.IT
Elevated Multiplexing and Signal Space Partitioning in the 2 User MIMO IC with Partial CSIT
研究了任意天线配置下的$2$用户MIMO干扰信道，在每个信道的任意水平的部分CSIT下，找到任一用户可实现的自由度（DoF），同时另一用户实现其完全无干扰DoF。我们的目标是获得新的见解，由于包括MIMO（多个天线在发射机和接收机）的信号空间划分方案与部分CSIT。从这项研究中出现的一个有趣的想法是“提升的复用”，其中信号被分成流并以提高的功率电平从单独的天线发送，这允许这些信号在一个接收器处被联合解码，该接收器具有更少的空间维度和更低的干扰本底，而另一个接收机同时能够对具有较高干扰基底但跨越更大数量的空间干扰基底的这些信号进行单独解码尺寸.值得注意的是，我们发现，有一个自由度的好处，从增加在发射机的天线数量，即使该发射机已经有更多的天线比其所需的接收机，并没有CSIT。
2016-04-03 cs.IT math.IT
Fundamental Limits in Correlated Fading MIMO Broadcast Channels: Benefits of Transmit Correlation Diversity
我们调查的高斯MIMO广播信道（BC）的空间相关衰落的渐近容量限制，以了解何时以及有多少传输相关性有助于容量。通过对用户的信道协方差（等效地，在发射机侧的发射相关性）施加结构（也称为\emph{transmit correlation diversity}），发射相关性对MIMO BC的功率增益的影响在系统参数的几个状态中被表征，特别关注大规模阵列（或大规模MIMO）状态。考虑到下行链路训练的代价，我们给出了多用户MIMO下行链路系统的渐近容量界，看看发射相关分集如何影响系统的复用增益。我们利用联合空分复用（JSDM）的概念，推导出的容量界限。在多用户MIMO系统中，发射相关分集可以显著提高复用增益和功率增益。特别是，在无线通信中的新类型的多样性，以提高系统的复用增益高达由这种多样性的度数的一个因素。最后，传统的大规模MIMO系统不利用发射相关性的性能限制的特点。
2014-10-10 cs.IT math.IT
Diversity Multiplexing Tradeoff of the Half-duplex Slow Fading Multiple Access Channel based on Generalized Quantize-and-Forward Scheme
研究了半双工慢衰落多址接入中继信道（HD-MARC）下广义量化转发（GQF）中继方案的分集复用折衷（DMT）问题。压缩和转发（CF）方案已被证明，以实现最佳的DMT时，中继的目的地链路的信道状态信息（CSI）是在中继。然而，由于无线系统的实际考虑，在中继处具有中继-目的地链路的CSI并不总是可能的。相比之下，在这项工作中，DMT的GQF方案推导没有中继目的地链路CSI在中继。它示出，即使没有知识的中继目的地CSI，GQF计划实现相同的DMT，实现CF计划与CSI的全部知识。
2014-06-20 cs.IT math.IT
Diversity-multiplexing Gain Tradeoff: a Tool in Algebra?
自空时编码发明以来，大量的代数方法被应用于编码设计中。特别是代数数论和中心单代数一直处于研究的前沿。在本文中，我们正在扭转局面，并询问信息论是否可以作为代数的工具。我们将首先从Zheng和Tse的分集复用增益（DMT）界导出一些推论，然后展示这些结果如何用于分析某些除代数的阶的单位群。作者并不声称代数结果是新的，但我们确实发现，代数和信息论之间的这种有趣的关系是相当令人惊讶的，值得指出。
2011-05-18 cs.IT math.IT
Spatial Modulation for More Spatial Multiplexing: RF-Chain-Limited Generalized Spatial Modulation Aided MmWave MIMO with Hybrid Precoding
混合预编码在毫米波多输入多输出系统中的应用已被证明可以有效减少射频链路的数量。然而，独立数据流的最大数量通常受到RF链数量的限制，这导致限制空间复用增益。为了进一步提高可实现的频谱效率（SE），在本文中，我们提出了一种新的广义空间调制（GenSM）辅助毫米波MIMO系统通过有源天线组的索引来传送额外的数据流，而不需要额外的RF链。此外，我们还提出了一种混合模拟和数字预编码方案的SE最大化。更具体地说，一个封闭形式的下限首先推导出量化的建议系统的可实现的SE。利用该下界作为代价函数，提出了一种两步算法来优化混合预编码器。该算法不仅利用了代价函数在数字功率分配向量上的收敛性，而且调用了凸$\ell_\infty$松弛算法来处理模拟预编码所施加的非凸约束。最后，所提出的方案是通过仿真来表现出优于最先进的毫米波MIMO方案方面可实现的SE。
2017-09-08 cs.IT math.IT
Spatial Modulation- Spatial Multiplexing in Massive MIMO
大规模MIMO是5G技术的候选技术，通过在基站收发站（BTS）使用大量天线（超过64个），有望在无线数据率和链路可靠性方面获得显著收益。额外的天线通过将信号能量的传输和接收集中到更小的空间区域来提供帮助。这带来了吞吐量的巨大改进。然而，它需要大量的射频（RF）链（通常等于发射天线的数量），这是一个主要的缺点。克服这些问题的一种方法是使用空间调制（SM）。在SM中，发射天线的索引被用作额外的信息源以提高整体频谱效率。特别地，任意数量的信息比特的组被映射到两个星座中：基于调制方案的信号星座和用于编码发射天线的索引的空间星座。然而，低频谱效率是SM的主要缺点。因此，SM与空间复用的组合是在有限数量的RF链的情况下提高频谱效率的有效方式。
2016-05-07 cs.IT math.IT
Explicit Space-Time Codes Achieving The Diversity-Multiplexing Gain Tradeoff
Zheng和Tse最近的结果指出，在准静态信道上，在空间复用增益和分集增益之间存在基本的折衷，称为分集复用增益（D-MG）折衷，其可以通过空时（ST）块码同时实现。这种折衷在i.i.d.的情况下是精确已知的。瑞利衰落，T ≥ n_t+n_r-1，其中T是编码发生的时隙数，n_t，n_r分别是发射和接收天线数。对于T < n_t+n_r-1，只有D-MG折衷的上界和下界可用。在本文中，我们提出了一个完整的解决问题的显式构造D-MG最优ST码，即，对于任何数量的接收天线实现D-MG折衷的码。证明了当T=n_t=n时，基于循环除代数（CDA）的ST码具有非零行列式性质，是D-MG最优的.虽然这种代码的结构以前已知的限制值n，我们在这里提供了一个结构，这样的代码是有效的所有n。对于矩形，T > n_t的情况下，我们提出了两个一般的技术，建立D-MG-最优矩形ST码从他们的平方对应。我们结果的副产品确定，所有T>= n_t的D-MG权衡与之前已知的T >= n_t + n_r-1的D-MG权衡相同。
2006-02-15 cs.IT math.IT
Diversity-Multiplexing Tradeoff for the Multiple-Antenna Wire-tap Channel
研究了短时功率约束下的衰落多天线（MIMO）窃听信道。定义了秘密分集增益和秘密复用增益。使用这些定义，秘密分集复用权衡（DMT）的计算分析没有发射机侧信道状态信息（CSI）和完整的CSI。当发送端没有CSI时，在高斯码本的假设下，证明了窃听者同时窃取了发送端和接收端的天线，秘密DMT依赖于剩余的自由度.当CSI在发射机（CSIT）处可用时，窃听者仅窃取发射机天线。这种对CSI可用性的依赖性不同于没有保密约束的DMT结果，其中在短期功率约束下，对于发射机处的无CSI和全CSI，DMT保持相同。当CSIT可用时，示出迫零型方案以实现秘密DMT。
2010-12-10 cs.IT math.IT
On-off Switched Interference Alignment for Diversity Multiplexing Tradeoff Improvement in the 2-User X-Network with Two Antennas
为了提高干扰信道中的分集增益，从而最大限度地提高分集复用权衡（DMT），我们提出了开关切换干扰对齐（IA），其中IA是间歇性地利用开关IA开/关。对于开关量，本文采用了符号扩展IA和Alamandro编码IA。推导和分析所提出的方案的DMT，我们发现，间歇利用IA与同时非唯一解码可以改善DMT在2用户X信道与两个天线。所提出的两种方案都被示出为实现4的分集增益和$\frac{4}{3}$的每个用户的DoF。特别是，开关切换IA与Alamerican编码，据我们所知，超过任何其他现有的计划，2用户X信道与两个天线，几乎接近理想的DMT。
2018-11-21 cs.IT math.IT
Diversity-Multiplexing Tradeoff for the MIMO Static Half-Duplex Relay
在这项工作中，我们研究了多天线（MIMO）静态半双工中继信道的分集复用折衷（DMT）。在一定的假设下，推导出DMT上界的一般表达式，该上界可以通过中继处的压缩转发协议来实现。DMT表达式一般作为最小化问题的解给出，并且当中继信道关于天线数目对称时，即源和目的地每个具有n个天线，并且中继具有m个天线时，找到了显式表达式。观察到，当中继具有单个天线时，静态半双工DMT与全双工DMT匹配，并且当中继具有多个天线时，静态半双工DMT严格低于全双工DMT。此外，上界的推导涉及到球面积分（即关于酉群U（n）上Haar测度的积分）的新的渐近研究，这本身就是一个数学兴趣的话题。
2009-11-08 cs.IT math.IT
MIMO Two-way Relay Channel: Diversity-Multiplexing Tradeoff Analysis
考虑了多跳双向中继信道，其中所有终端都配备有多个天线。假设独立的准静态瑞利衰落信道和信道状态信息可在接收机，我们表征的最佳分集复用增益权衡（DMT）曲线的全双工中继终端。它示出的最佳DMT可以通过压缩和转发类型的中继策略，其中中继量化其接收到的信号，并发送相应的信道码字。值得注意的是，利用该传输协议，在相反方向上的两个传输可以同时实现它们各自的单用户最优DMT性能，尽管它们对彼此造成干扰。基于该方案在双向中继信道下的最优性，提出了一种新的适用于单向多跳MIMO中继信道的动态压缩转发（DCF）协议，并证明了该方案具有最优的DMT性能.
2008-12-18 cs.IT math.IT
On the Achievable Diversity-Multiplexing Tradeoffs in Half-Duplex Cooperative Channels
在本文中，我们提出了新的合作传输协议的延迟有限的相干衰落信道组成的N（半双工和单天线）的合作伙伴和一个小区站点。在我们的工作中，我们区分中继，合作广播（下行链路），合作多址（上行链路）信道。对于中继信道，我们研究了两类合作方案，即放大和转发（AF）协议和解码和转发（DF）协议。对于第一类，我们建立了一个上限上实现的分集复用的权衡与一个单一的中继。然后，我们构建了一个新的AF协议，达到这个上限。该算法扩展到一般情况下，N-1中继，它被证明优于空时编码协议的Laneman和Warenell，而不需要解码/编码的中继。对于这类DF协议，我们提出了一种动态解码转发（DDF）协议，该协议在复用增益0 < r < 1/N的情况下实现了最优折衷。此外，与一个单一的中继，DDF协议示出占主导地位的AF协议的所有复用增益的类。DDF协议的优越性在协作广播信道中表现得更为明显。这种情况是相反的合作多址信道，我们提出了一个新的AF协议，实现了所有复用增益的最佳权衡。在这三种情况下，所提出的协议的一个显著特征是它们不依赖于正交子空间，从而允许更有效地利用资源。事实上，使用我们的研究结果可以说，以前提出的协议的次优源于他们使用的正交子空间，而不是半双工约束。
2005-06-07 cs.IT math.IT
Millimeter Wave MIMO with Lens Antenna Array: A New Path Division Multiplexing Paradigm
毫米波（mmWave）通信是用于5G蜂窝系统的有前途的技术。为了补偿毫米波系统中的严重路径损耗，通常使用大型天线阵列来实现显著的波束成形增益。然而，由于与射频（RF）链相关联的高硬件和功耗成本，期望实现大天线增益，但是仅使用有限数量的RF链用于毫米波通信。为此，我们在本文中研究了一种新的透镜天线阵列使毫米波MIMO通信系统。我们首先表明，所提出的透镜天线阵列在接收器/发射器的阵列响应遵循“sinc”函数，其中具有峰值响应的天线由接收/发射信号的到达角（AoA）/离开角（AoD）确定。通过利用透镜天线阵列的这种独特特性以及毫米波信道的多径稀疏性，我们提出了一种新的低成本和容量实现MIMO传输方案，称为\emph{orthogonal path division multiplexing (OPDM)}。对于具有不充分分离的AoA和/或AoD的信道，我们还提出了一种简单的基于组的小规模MIMO处理的\emph{path grouping}技术，以减轻路径间干扰。数值结果提供了比较性能的毫米波MIMO系统与传统阵列的透镜天线阵列，在不同的实际设置。结果表明，所提出的系统实现了显着的吞吐量增益以及复杂性和硬件成本的降低，都使它成为一个有吸引力的新的范例毫米波MIMO通信。
2015-07-07 cs.IT math.IT
Finite-SNR Diversity-Multiplexing Tradeoff and Optimum Power Allocation in Bidirectional Cooperative Networks
本文重点研究了双向协作网络中的两种主要协议--模拟网络编码（ANC）和时分广播（TDBC）。首先推导了这两种协议的中断概率的下界。这些下限在整个信噪比（SNR）范围内都是非常紧的，与信道方差的值无关。基于这些下界，有限SNR分集复用的ANC和TDBC协议的折衷。其次，我们研究如何有效地使用信道状态信息（CSI）在这两个协议。具体而言，提出了一种最佳的ANC协议的功率分配方案。它同时最小化中断概率和最大化该协议的总互信息。对于TDBC协议，在等功率分配的假设下，提出了一种在中继端合并接收信号的最优方法。该方法在最小化中断概率的同时，最大化TDBC协议的总互信息。
2008-10-15 cs.IT math.IT
