Opportunistic Scheduling in Underlay Cognitive Radio based MIMO-RF/FSO Networks
针对基于认知无线电的多输入多输出射频/自由空间光（MIMO-RF/FSO）解码转发系统，提出了一种基于固定干扰功率约束和比例干扰功率约束的次用户发射机（SU-TX）机会调度的最优度量.为了分析所提出的系统的性能，封闭形式的表达式推导出考虑Nakagami- $m$衰落RF链路上的正交空时分组码传输的精确和渐近中断概率。此外，中继和目的地eNodeB之间的FSO链路被建模为具有指向误差的广义马拉加$(\mathcal{M})$湍流信道。最后，仿真结果开发几个有趣的见解到端到端的系统性能和选择概率的SU-TX。它还表明，所提出的系统优于现有的文献中。
2018-05-23 cs.IT math.IT
Opportunistic Scheduling and Beamforming for MIMO-OFDMA Downlink Systems with Reduced Feedback
针对MIMO-OFDMA下行链路系统，提出了一种减少反馈的启发式调度和波束形成方案。不同于传统的波束形成方案，其中波束形成仅由基站（BS）在每个子载波的方式来实现，所提出的方案利用一种新的信道分解技术，由BS和移动终端（MT）联合执行波束形成。所得到的波束成形方案允许BS仅采用{ \em one}波束成形矩阵（BFM）来为{ \em all}个子载波形成波束，而每个MT在本地完成每个子载波的波束成形任务。因此，对于具有$Q$子载波的MIMO-OFDMA系统，与传统方案所需的$Q$ BFM索引和$Q$可支持的吞吐量相比，所提出的机会调度和波束成形方案仅需要一个BFM索引和从每个MT返回到BS的$Q$可支持的吞吐量。所提出的方案的优点变得更加明显时，通过分组相邻的子载波到排他性集群和返回的集群信息，从每个MT实现进一步的反馈减少。理论分析和计算机模拟证实了所提出的降反馈方案的有效性。
2008-02-28 cs.IT math.IT
Exploiting the degree of freedom in the frequency domain and the near-far effect among different access points (APs), this paper proposes an opportunistic transmission scheme in cell-free massive MIMO-OFDM systems. The key idea is to orthogonally assign subcarriers among different users, so that there is only one user on each subcarrier. Then, a user is only served by its near APs through opportunistic selection, while the far APs are deactivated to avoid wasting power over their channels with severe propagation losses. Moreover, the number of active APs per subcarrier becomes small due to the…
2022-04-30 cs.IT eess.SP math.IT
Multiuser MIMO Wireless Energy Transfer With Coexisting Opportunistic Communication
这封信认为，一个主要的多用户多输入多输出（MIMO）无线能量传输（WET）系统和一个共存的次要的点对点MIMO无线信息传输（WIT）系统之间的频谱共享，其中WET产生干扰WIT和降低其吞吐量性能。我们表明，由于干扰，WIT系统遭受损失的自由度（DoF）的能量发射机（ET），其中，在一般情况下，需要大于1，以优化多用户WET与用户公平性的考虑发送的能量波束的数量成正比。为了最小化WIT中的自由度损失，我们进一步提出了一种基于分时原理的新的单波束能量传输方案，其中ET每次发送一个最优能量波束。这种新的方案实现了相同的WET系统的最佳性能，并最大限度地减少其干扰的WIT系统的影响。
2015-01-09 cs.IT math.IT
On the Achievable DoF and User Scaling Law of Opportunistic Interference Alignment in 3-Transmitter MIMO Interference Channels
在本文中，我们提出了三个发射机的多输入多输出（MIMO）干扰信道（IC）的机会干扰对齐（OIA）计划。在所提出的OIA中，每个发射机具有其自己的用户组，并且选择具有最对齐的干扰信号的单个用户。利用多个用户提供的用户维度来对准干扰信号。与传统的IA相反，在发射机处不需要所有信道链路的完美信道状态信息，并且每个用户仅反馈一个标量值以指示干扰信道对准得有多好。我们证明，每个发射机可以实现相同的自由度（DoF）的干扰自由的情况下，通过用户选择在我们的系统模型，接收天线的数量是发送天线的数量的两倍。使用几何解释，我们找到所需的用户缩放，以获得任意非零自由度。提出了两种OIA方案，并与各种用户选择方案的可达速率/自由度和复杂度进行了比较。
2013-03-08 cs.IT math.IT
Opportunistic Interference Alignment in MIMO Interference Channels
我们提出了两种干扰对齐技术，这样一个机会点到点多输入多输出（MIMO）链路可以重用，而不产生任何额外的干扰，相同的频带的一个类似的预先存在的主链路。在这种情况下，我们利用的事实是，在功率约束下，虽然每个无线电最大化独立的速率通过注水在他们的信道传输矩阵奇异值，经常，不是所有的人都使用。因此，通过对准机会无线电的干扰，可以在确保预先存在的链路上的零干扰的同时以显著的速率进行发送。我们提出了一个线性预编码器完美的干扰对齐和功率分配方案，最大限度地提高个人数据率的次级链路。我们的数值计算结果表明，显着的数据率实现，即使在天线数量减少。
2008-06-24 cs.GT cs.IT math.IT
SINR Analysis of Opportunistic MIMO-SDMA Downlink Systems with Linear Combining
对于线性合并的多用户MIMO-SDMA下行链路系统，作者先前已经提出了一种启发式调度（OS）方案。特别是，它已被证明，可以实现显着的性能改善，通过将低复杂度的线性组合技术到设计的操作系统方案的MIMO-SDMA。然而，该先前的分析是基于有效信号干扰比（SIR）执行的，假设干扰受限场景，这通常是基于SDMA的系统中的有效假设。结果表明，有效SIR的极限分布是Frechet型。令人惊讶的是，相应的缩放定律被发现遵循$ε\log K$与$0<ε<1$，而不是传统的$\log\log K$形式。受此启发，本文利用极值理论推导了基于信干噪比（SINR）的渐近吞吐量和缩放定律。有效信干噪比的极限分布的Gumbel型的收敛性。由此产生的缩放定律被发现是由传统的$\log\log K$形式。仿真结果验证了这些新的结果。基于SIR和SINR的分析的比较表明，基于SIR的分析是更有效的基于SDMA的系统的计算，它捕获的渐近系统性能具有更高的保真度。
2008-02-28 cs.IT math.IT
Analysis of Uncoordinated Opportunistic Two-Hop Wireless Ad Hoc Systems
我们考虑一个时隙的两跳无线系统中，源发送到中继在偶数时隙（第一跳）和中继转发的数据包到目的地在奇数时隙（第二跳）。每个源可以在第一跳中连接到多个中继。在存在干扰并且没有中继器的紧密协调的情况下，不清楚哪个中继器应该发送分组。我们提出了四个分散的中继选择方法，一些基于位置信息和其他的接收信号强度（RSS）的基础上。我们提供了一个完整的分析表征这些方法使用随机几何工具。我们使用模拟结果来比较这些方法的端到端的成功概率。
2009-01-15 cs.IT math.IT
Opportunistic Interference Alignment for MIMO Interfering Multiple-Access Channels
我们考虑$K$ -小区多输入多输出（MIMO）干扰多址接入信道（IMAC）与时不变的信道系数，其中每个小区由一个基站（BS）与$M$天线和$N$用户具有$L$天线。在本文中，我们提出了两个机会干扰对齐（OIA）技术，利用多个发射天线在每个用户：天线选择为基础的OIA和奇异值分解（SVD）为基础的OIA。它们的性能进行了分析方面的\textit{user scaling law}需要实现$KS$度的自由度（DoF），其中$S(\le M)$表示每个小区的同时发送用户的数量。我们假设每个选定的用户在每个时隙发送单个数据流。结果表明，天线选择为基础的OIA不从根本上改变用户缩放条件，如果$L$是固定的，与单输入多输出（SIMO）IMAC的情况下，这是由$\text{SNR}^{(K 1)S}$，其中SNR表示的信号噪声比。此外，我们表明，基于SVD的OIA可以大大减少用户缩放条件$\text{SNR}^{(K-1)S-L+1}$通过优化每个用户的权重向量。仿真结果验证了所提出的OIA技术推导的标度律。在MIMO IMAC信道中，将所提出的OIA技术与传统技术的和速率性能进行了比较，结果表明，所提出的OIA技术优于传统技术。
2013-06-28 cs.IT math.IT
Enhancing Multiuser MIMO Through Opportunistic D2D Cooperation
我们提出了一种蜂窝架构，它结合了多用户MIMO（MU-MIMO）下行链路与机会使用的未授权ISM频段建立设备到设备（D2 D）的合作。该架构包括基于通过D2 D中继形成下行链路虚拟MIMO信道的物理层协作方案，以及用于这种D2 D使能网络的新颖的资源分配策略。我们证明了物理层方案的近似最优性，并证明了这种合作提高了系统中最弱用户的有效SNR，特别是在多用户制度中，由于多用户分集。为了利用这个物理层计划，我们制定了合作用户调度和中继选择问题，使用网络效用最大化框架。对于这样的合作网络，我们提出了一种新的实用工具度量，联合捕获公平的吞吐量和中继系统中的成本。我们提出了一个联合用户调度和中继选择算法，我们证明是渐近最优的。我们研究的架构，通过系统级模拟在广泛的场景。这些模拟的亮点是小区边缘（底部第五百分位）用户的数据率的大约$6$ x改进（在最先进的SU-MIMO上），同时仍然改进了总体吞吐量，并且考虑了各种系统约束。
2017-03-06 cs.IT cs.NI math.IT
Distributed Opportunistic Scheduling For Ad-Hoc Communications Under Noisy Channel Estimation
研究了无线ad-hoc网络中多个链路使用随机接入竞争同一信道的分布式机会调度问题。在这样的网络中，分布式机会调度（DOS）涉及联合信道探测和分布式调度的过程。它已被证明，在完美的信道估计，最大化网络吞吐量的最佳DOS是一个纯阈值的政策。在本文中，这种形式主义被推广到探讨DOS下的噪声信道估计，其中的传输速率需要从估计的速率，以减少中断后退。结果表明，最优调度策略仍然是基于阈值的，并且速率阈值原来是估计误差的方差的函数，并且是退避速率函数的函数。由于最佳退避率是棘手的，一个次优的线性退避方案，回退估计的信噪比（SNR），从而速率的建议。通过迭代算法可以得到相应的最优退避比和速率门限。最后，仿真结果表明，增加训练时间，以提高信道估计的探测效率为代价所造成的权衡。
2008-02-28 cs.IT math.IT
Cache-Enabled Opportunistic Cooperative MIMO for Video Streaming in Wireless Systems
我们提出了一个高速缓存使能的机会合作MIMO（CoMP）框架的无线视频流。通过使用新颖的MDS编码的随机缓存方案在中继站（RS）处缓存视频文件的一部分，基站（BS）和RS机会性地采用CoMP来实现空间复用增益而无需昂贵的有效载荷回程。我们研究了两个时间尺度的联合优化的电源和缓存控制，以支持实时视频流。缓存控制是为了创造更多的CoMP机会，并适应视频文件的长期流行。功率控制是为了保证服务质量的要求，是自适应的信道状态信息（CSI），缓存状态在RS和队列状态信息（QSI）在用户。将联合问题分解为内部功率控制问题和外部缓存控制问题。我们首先从近似的Bellman方程推导出一个封闭形式的功率控制策略。在此基础上，将外问题转化为凸随机优化问题，并提出了一种随机次梯度算法来求解，最后证明了该算法在高信噪比和小时隙时是渐近最优的。通过仿真验证了其在各种基线上的优越性能。
2013-11-08 cs.IT cs.MM math.IT
A Frequency-Domain Opportunistic Approach for Spectral-Efficient Cell-Free Massive MIMO
针对宽带无蜂窝大规模MIMO的信道频率选择性问题，提出一种利用OFDM频域灵活性和AP远近效应的机会式激活方法，可提升频谱效率与下行性能，效果优于两种基准方法。
2025-02-24 cs.IT eess.SP math.IT
Opportunistic Downlink Interference Alignment for Multi-Cell MIMO Networks
在本文中，我们提出了一个机会下行干扰对齐（ODIA）的干扰受限的蜂窝下行链路，智能地结合用户调度和下行IA技术。所提出的ODIA不仅有效地降低了来自其他小区基站（BS）的小区间干扰的影响，而且消除了同一小区中的空间流之间的小区内干扰。我们表明，实现目标自由度（DoF）所需的最小用户数量可以从根本上减少，即，与现有的下行链路IA方案相比，通过使用ODIA可以改进基本用户缩放定律。此外，在ODIA框架中采用了有限反馈策略，并分析了有限反馈系统实现与理想CSI系统相同的ODIA用户缩放定律所需的反馈比特数。为了进一步提高和速率，我们还对原始的ODIA进行了修改，从而实现了最佳的多用户分集增益，即，即使在存在下行链路小区间干扰的情况下，也可以针对每个空间流计算$\log\log N$，其中$N$表示小区中的用户数量。仿真结果表明，ODIA显着优于现有的干扰管理技术的总和速率在现实的蜂窝环境。注意，ODIA以非协作和解耦的方式操作，即，它不需要BS之间的信息交换，也不需要BS和用户之间的迭代波束形成器优化，从而导致更容易的实现。
2017-01-06 cs.IT math.IT
Compressive Sensing for Feedback Reduction in MIMO Broadcast Channels
我们提出了一个广义的反馈模型和压缩感知的机会反馈机制，在MIMO广播信道的反馈资源减少的假设下，上行链路和下行链路信道都经历块瑞利衰落。反馈资源被共享，并且由强用户（即，其信道质量信息高于某个固定阈值的用户）机会性地访问。强用户在所有共享渠道上发送相同的反馈信息。它们由基站经由压缩感测来识别。模拟和数字反馈被认为是。建议的模拟和数字机会反馈方案示出，以实现相同的和速率吞吐量所实现的专用反馈方案，但与反馈信道增长的用户数仅为几何。此外，还存在反馈负载的减少。在模拟反馈的情况下，我们表明，该方案减少了反馈噪声，最终导致更好的吞吐量，而在数字反馈的情况下，该方案在嘈杂的情况下，几乎实现了在一个无噪声的专用反馈的情况下获得的吞吐量。我们还表明，对于一个固定的给定预算的反馈比特，存在一个折衷之间的共享信道的数量和阈值的反馈SINR的准确性。
2009-07-10 cs.IT math.IT
Opportunistic Spatial Orthogonalization and Its Application in Fading Cognitive Radio Networks
认知空间分集（OSO）是一种认知无线电方案，它允许次用户的存在，从而提高系统吞吐量，即使主用户一直占用所有的频带。值得注意的是，如果仔细选择干扰容限，则在不牺牲主用户的性能的情况下获得该吞吐量优势。其关键思想是利用空间维度正交用户，从而最大限度地减少干扰。然而，与时间和频率维度不同，所有多维空间信道的集合没有通用的基础，这促使了OSO的发展。一方面，OSO可以看作是一种利用信道随机性和独立性的多用户分集方案。另一方面，OSO可以被解释为机会干扰对准方案，其中来自多个次级用户的干扰在与主用户的信号空间正交的方向上机会对准。在多输入多输出（MIMO）信道的情况下，OSO方案可以被解释为在本征信道上“骑峰”，并且传统上被视为有害的病态MIMO信道被示出为相对于总吞吐量是有益的。提出的优势进行了深入研究，无论是分析和数值。
2009-04-28 cs.IT math.IT
Compressed Sensing for Feedback Reduction in MIMO Broadcast Channels
我们提出了一个广义的反馈模型和压缩感知的机会反馈机制，在MIMO广播信道的反馈资源减少的假设下，上行链路和下行链路信道都经历块瑞利衰落。反馈资源被共享，并且由强用户（即，其信道质量信息高于某个固定阈值的用户）机会性地访问。强用户在所有共享渠道上发送相同的反馈信息。它们由基站经由压缩感测来识别。模拟和数字反馈被认为是。建议的模拟和数字机会反馈方案示出，以实现相同的和速率吞吐量所实现的专用反馈方案，但与反馈信道增长的用户数仅为几何。此外，还存在反馈负载的减少。在模拟反馈的情况下，我们表明，所提出的方案减少了反馈噪声，最终导致更好的吞吐量，而在数字反馈的情况下，在嘈杂的情况下，所提出的方案几乎实现了在无噪声的专用反馈情况下获得的吞吐量。我们还表明，对于一个给定的固定预算的反馈比特，存在一个折衷之间的共享信道的数量和阈值的反馈SNR的准确性。
2015-02-13 cs.IT math.IT
On the Degrees of Freedom for Opportunistic Interference Alignment with 1-Bit Feedback: The 3 Cell Case
启发式干扰对齐（OIA）利用信道的随机性和用户选择的多用户分集。对于OIA，发射机需要信道状态信息（CSI），其通常在接收机侧测量并经由反馈信道发送到发射机侧。Lee和Choi表明，假设完美的实值反馈，每个发射机的$d$自由度（DoF）在3小区MIMO干扰信道中是可实现的。然而，实值变量的反馈仍然需要无限的速率。在本文中，我们研究了1比特量化的机会干扰对齐（OIA）在3小区干扰信道。我们证明，1位反馈是足够的，以实现最佳的自由度$d$在3小区MIMO干扰信道，如果每个小区的用户数被缩放为${\rm SNR}^{d^2}$。重要的是，具有1位反馈的OIA所需的用户数量与具有实值反馈的相同。对于一个给定的系统配置，我们提供了一个最佳选择的1位量化器，它捕获了大部分的容量提供了一个系统与实值反馈。使用我们的新的1比特反馈方案OIA，我们比较OIA与IA，并表明OIA具有更低的复杂度，并提供了更好的速率在蜂窝通信系统的实际操作区域。
2015-05-05 cs.IT math.IT
Parallel Opportunistic Routing in Wireless Networks
我们研究机会路由在一个大型的无线Ad Hoc网络的好处，通过研究如何的电源，延迟，和总吞吐量规模的源-目的地对的数量增加到最大的操作。我们的机会路由在某种意义上是新颖的，它是大规模并行的，即，它由许多节点同时执行以在控制用户间干扰的同时最大化机会增益。传统的多跳传输，不采用机会路由的缩放行为也检查比较。我们的研究结果表明，我们的机会路由可以表现出净改善的整体功率-延迟权衡传统的路由提供了一个对数的提升在缩放定律。这样的增益是可能的，因为接收机可以容忍由于多用户分集增益提供的增加的接收信号功率而引起的更多干扰，这意味着具有更多的同时传输是可能的。
2011-07-05 cs.IT math.IT
Mixed-Timescale Precoding and Cache Control in Cached MIMO Interference Network
考虑MIMO干扰网络中的媒体流，其中多个基站（BS）使用固定数据率同时向其相关联的用户递送媒体。性能从根本上受到交叉链路干扰的限制。我们提出了一个缓存引起的机会协作MIMO（CoMP）的干扰缓解。通过缓存媒体文件的一部分，BS机会性地采用CoMP来将交叉链路干扰转换为空间复用增益。研究了在速率约束下，以最小化发射功率为目标的MIMO预编码和缓存控制的混合时间尺度优化问题。缓存控制是为了创造更多的CoMP机会，并适应媒体文件的长期流行。预编码是为了保证速率要求，并且是自适应的信道状态信息和缓存状态在BS。联合随机优化问题被分解为短期预编码和长期缓存控制问题。我们提出了一个预编码算法，收敛到一个稳定点的短期问题。在此基础上，我们利用长期问题的隐藏凸性，并提出了一个低复杂性和鲁棒性的解决方案，使用随机次梯度。该解决方案在各种基线上具有显著的增益，并且不需要媒体流行度的明确知识。
2013-11-08 cs.IT math.IT
Joint Spatial Division and Multiplexing: Opportunistic Beamforming and User Grouping
联合空分复用（JSDM）是最近提出的方案，以实现频分双工（FDD）系统的大规模MIMO类增益和简化的系统操作。其关键思想在于将用户划分为具有近似相似协方差的组，并使用两阶段下行链路波束成形：预波束成形器，其取决于信道协方差并最小化跨组的干扰，以及预波束成形后的有效信道的多用户MIMO预编码器，以抵消组内的干扰。我们首先专注于一个固定数量的天线和大量的用户的制度，并表明，机会与用户选择波束成形产生显着的增益，因此，信道相关性可能会产生一个容量的改善不相关的“各向同性”的信道结果谢里夫和Hassibi。我们证明，在存在不同的相关性组之间，一个块对角化的预波束形成器的设计方法实现了最佳的和率缩放。接下来，我们考虑大量的天线和用户的政权，用户选择不提供显着的增益。在这里，我们提出了一个简化的用户分组算法，当天线的数量变得非常大，在一个现实的设置，用户是随机分布的，并具有不同的到达角和角扩展取决于传播环境的集群用户成组。我们随后的分析导致了一个概率调度算法，在每个组内的用户随机预选的基础上从大系统分析得出的概率，根据公平性标准。这是有利的，因为仅需要所选择的用户反馈其信道状态信息（CSIT）。
2013-05-30 cs.IT math.IT
A New Coordinated Beamformer for MIMO-based Ad Hoc Networks
该研究提出了一种新的方案，基于MIMO的ad hoc网络。这是完成的，而使用的干扰驱动技术（IDT）在Nakagami-m衰落信道与完美的信道状态信息在发送器和接收器。建议使用该技术来减少所有不需要的干扰的影响，这些干扰通常由与所使用的节点相关的定义的无线电传输范围的重叠引起。事实上，IDT被用作一个协调的波束形成器在合作计划，根据均方误差准则。方法和分析结果进行证明的能力的文件。
2015-11-22 cs.IT cs.NI math.IT
Multi-Antenna Communication in Ad Hoc Networks: Achieving MIMO Gains with SIMO Transmission
多天线接收机的好处是在无线ad hoc网络中进行了研究，主要发现是，网络吞吐量可以线性缩放与接收天线的数量NR，即使每个发送节点只使用一个单一的天线。这与单用户、多用户和自组织无线网络中的大量现有工作形成对比，这些工作已经表明，当多个接收和发射天线（即，MIMO传输），但是当仅使用单个发射天线（即，SIMO传输）。通过使用接收自由度来同时抑制干扰并增加期望信号的功率，并且利用随后的性能益处来增加同时传输的密度而不是传输速率，来实现线性增益。该结果在传输容量框架中得到了证明，该框架假设在存在随机定位的干扰器的情况下的单跳传输，但是还示出了该结果在模型的几种松弛下成立，包括不完美的信道知识、多跳传输和规则网络（即，确定性地位于网格上）。
2009-12-24 cs.IT math.IT
Opportunistic Collaborative Beamforming with One-Bit Feedback
针对瑞利衰落信道下的自组网传感器网络，提出了一种能量有效的机会协作波束形成器。与传统的协作波束成形方案相比，其中每个源节点使用信道状态信息来校正其本地载波偏移和信道相位，所提出的波束成形方案机会主义地选择源节点的子集，所述源节点的子集的接收信号在预期接收器处以准相干方式组合。机会协作波束形成器中的节点不执行本地相位预补偿。因此，每个节点只需要来自目的地的一位反馈，以便确定它是否应该或不应该参与协作波束形成器。理论分析表明，所提出的波束形成方案获得的接收信号功率与可用源节点的数量成线性比例。由于最优节点选择规则需要在所有可能的源节点子集上进行穷举搜索，因此开发了两种低复杂度的选择算法。仿真结果验证了采用低复杂度选择算法的机会协作波束形成的有效性。
2008-07-15 cs.IT math.IT
Distributed Opportunistic Scheduling With Two-Level Probing
研究了无线ad-hoc网络中多条链路在数据传输前使用随机接入方式竞争信道的分布式机会调度问题。简单地说，DOS涉及用于ad-hoc（对等）通信的联合信道探测和分布式调度的过程。由于在实践中，链路条件估计噪声观测，传输速率必须从估计的速率后退，以避免传输中断。然后，一个自然的问题是，是否值得成功竞争的链路执行进一步的信道探测，以减少估计误差，在额外的探测的成本。因此，出于动机，这项工作调查DOS与两级信道探测优化之间的权衡吞吐量增益更准确的速率估计和由此产生的额外延迟。利用不完全信息的最优停止理论，我们表明，最优调度策略是基于阈值的，其特征在于由一个或两个阈值，这取决于网络设置。这两种情况下的必要和充分条件严格成立。特别是，我们的分析表明，当第一级估计的信道条件落在两个阈值之间时，执行第二级信道探测是最佳的。数值结果表明，所提出的DOS与两级通道探测的有效性。我们还将我们的研究扩展到有限反馈的情况，其中从接收器到其发送器的反馈采取（0，1，e）的形式。
2009-07-13 cs.IT math.IT
On capacity of wireless ad hoc networks with MIMO MMSE receivers
无线ad-hoc网络在家庭、商业场所和热点地区被广泛采用，预计在不久的将来，它将提供与有线对等网络并行的宽带服务。为了解决这一需求，能够提供数倍容量增加的MIMO技术具有重大的前景。以前的工作的ad-hoc网络的容量分析是基于一个隐含的假设，每个节点只有一个天线。分析的核心是一个几何区域的特征，称为排除区域，它量化了一个链接占用的空间资源的量。然而，当在每个节点处部署多个天线时，多个链路可以同时在彼此附近进行传输，因为现在可以通过空间信号处理来抑制干扰。因此，链路不再独占地占据几何区域，使得“排除区域”的概念不再适用。在本文中，我们研究了MIMO ad-hoc网络的链路层吞吐量容量。与以前的工作相比，每个链路占用的空间资源量的特征在于它对其他链路施加的实际干扰。为了计算链路层容量，我们首先推导出接收机处的检测后SINR的概率分布。然后使用结果来计算活动链路的数量和区域内可以维持的相应数据率。我们的分析将作为MIMO ad-hoc网络的介质访问协议的设计指南。据我们所知，本文是第一次尝试通过考虑实际的物理层信号和干扰模型来表征MIMO ad-hoc网络的容量。
2008-02-24 cs.IT cs.NI math.IT
Transmission Capacity of Full-Duplex MIMO Ad-Hoc Network with Limited Self-Interference Cancellation
在本文中，我们提出了一种联合收发器波束成形设计，同时减轻自干扰（SI）和部分节点间干扰的全双工多输入多输出的ad-hoc网络，然后推导出相应的网络的传输容量上限（TC-UB）。在特定收发天线配置的条件下，我们允许SI效应在发射端被消除，并且在接收端提供额外的自由度以用于更多的节点间干扰消除。此外，由于所提出的波束成形设计和不完美的SI信道估计，获得TC-UB的传统方法是不适用的。这促使我们利用占主导地位的区域加上牛顿-拉夫森方法迭代制定TC-UB。结果表明，当接收天线数目较少时，推导的TC-UB与实际的TC-UB非常接近。此外，我们提出的波束形成设计优于现有的波束形成策略，FD模式的工作比HD模式在低信噪比区域。
2018-09-09 cs.IT math.IT
Interference-Aware Scheduling for Connectivity in MIMO Ad Hoc Multicast Networks
我们考虑一个多播的情况下，涉及一个ad hoc网络的同信道MIMO节点，其中源节点试图通过一些预定义的多跳路由树共享流消息与网络中的所有节点。假设消息被分解为数据包，并且在多个帧上进行传输。每个帧被划分为多个时隙，路由树中的每条链路都被分配了一个时隙来传输其当前数据包。我们提出了一种算法，用于确定时隙的数量和在这些时隙中的链路的调度，以优化网络的连通性，我们定义为所有链路可以达到所需的吞吐量的概率。除了时分复用之外，MIMO节点还采用波束成形来管理链路同时活动时的干扰，并且波束成形器的设计考虑到了最大连接度量。过时的信道状态信息（CSI）的影响被考虑在调度和波束成形设计。我们还推导出的网络连接和总发射功率的界限，以说明干扰对网络性能的影响。我们的仿真结果表明，时隙的数量的选择是优化网络性能的关键，并说明了多个天线在提高网络连接的显着优势。
2012-01-02 cs.IT math.IT
MIMO-NOMA Design for Small Packet Transmission in the Internet of Things
物联网（IoT）的一个特点是，系统中的一些用户需要快速服务于小数据包传输。针对这一需求，本文设计了一种新的多输入多输出非正交多址接入（MIMO-NOMA）方案，其中一个用户的服务质量（QoS）要求得到严格满足，另一个用户则利用NOMA的概念得到机会性服务。这种新方案的新颖性在于，它面临的挑战是，大多数现有的MIMO-NOMA方案依赖于用户的信道条件不同的假设，这是一个强假设，在实践中可能是无效的。所提出的预编码和检测策略可以有效地在用户的有效信道增益之间产生显著的差异，因此即使用户的原始信道条件相似，也可以实现NOMA的潜力。分析和数值结果表明，所提出的MIMO-NOMA方案的性能。
2016-03-01 cs.IT math.IT
MIMO Downlink Scheduling with Non-Perfect Channel State Knowledge
下行链路调度方案是公知的，并且在信道状态对于调度器是完全已知的假设下被广泛研究。在多用户MIMO（广播）的情况下，下行链路调度在非完美的信道状态信息（CSI）的存在下，只有很少处理。在本文中，我们提供了一个总体框架，系统地解决这个问题。此外，我们照亮的信道状态预测误差所发挥的关键作用：我们的计划在一个根本不同的方式对待用户与小信道预测误差（“可预测”用户）和用户与大信道预测误差（“不可预测”用户），并可以被解释为一个接近最佳的机会分时策略之间的MIMO下行链路波束成形可预测的用户和空时编码不可预测的用户。我们的研究结果，基于一个现实的MIMO信道模型中使用的3GPP标准化，表明所提出的算法可以显着优于传统的“不匹配”的调度方案，对待可用的CSI，如果它是完美的。
2009-07-09 cs.IT math.IT
Study of Opportunistic Cooperation Techniques using Jamming and Relays for Physical-Layer Security in Buffer-aided Relay Networks
本文研究了多输入多输出（MIMO）缓冲辅助中继网络中的机会中继和干扰协作机制。该网络由一个信源、任意数量的中继节点、合法用户和窃听者组成，并受物理层安全约束。我们提出了一个算法来选择一组中继节点来增强合法用户的传输，另一组中继节点来执行干扰的窃听。考虑中继间干扰（IRI），可以实现干扰消除，以帮助合法用户的传输。其次，IRI还可以用于进一步增加干扰信号对窃听者的危害程度。通过利用干扰信号可以存储在中继节点的事实，我们还提出了一种混合算法来设置一个信号干扰噪声比（SINR）阈值在节点，以确定存储在中继节点的信号的类型。通过这种分离，具有高SINR的信号作为常规中继系统被传递给用户，而低SINR性能信号作为潜在的干扰信号被存储。仿真结果表明，所提出的技术获得了显着的改进，在保密率比以前报道的算法。
2015-12-23 cs.IT math.IT
Multi-mode Transmission for the MIMO Broadcast Channel with Imperfect Channel State Information
本文提出了一种自适应多模式传输策略，以提高频谱效率实现在多输入多输出（MIMO）广播信道延迟和量化的信道状态信息。自适应策略调整活动用户的数量，表示为传输模式，以平衡发射阵列增益，空分复用增益，和残留的用户间干扰。精确的封闭形式的近似推导出不同模式的可实现的速率，这有助于确定的活动模式，最大限度地提高平均总吞吐量给定的反馈延迟和信道量化误差。所提出的传输策略与轮询调度相结合，并在中等信噪比下提供单用户MIMO的吞吐量增益。它只需要从少量用户反馈瞬时信道状态信息。与反馈负载约束，该算法提供的性能接近的机会调度与即时反馈，从大量的用户。
2010-03-13 cs.IT math.IT
Fundamental Storage-Latency Tradeoff in Cache-Aided MIMO Interference Networks
高速缓存是一种有效的技术，以改善用户感知体验的内容交付在无线网络中。无线缓存不同于传统的Web缓存，因为它可以利用无线介质的广播性质，从而机会主义地改变网络拓扑结构。本文研究了一个由3个发射机和3个接收机组成的MIMO干扰网络。通过在发送器和接收器侧进行缓存，网络被改变为MIMO广播信道、MIMO X信道和MIMO多播信道的混合形式。我们分析了这些新的信道模型的自由度（DoF）使用实际的干扰管理方案。基于对这些DoF结果的集体使用，我们然后获得网络的可实现的归一化交付时间（NDT），这是一种信息理论度量，用于评估给定缓存大小下的最坏情况交付时间。所获得的NDT是针对任意M、N和任何可行的高速缓存大小。它被证明是最佳的，在某些情况下，在其他情况下，从最佳的乘法差距为3。本文还讨论了任意数量的发射机和接收机的网络的扩展问题。
2017-05-14 cs.IT math.IT
Virtual-MIMO-Boosted Information Propagation on Highways
在车辆通信中，与交通相关的信息应该尽可能快地在网络上传播，以保持更安全的交通系统。这促使我们开发更有效的信息传播方案。在本文中，我们提出了一种新的虚拟MIMO使能的信息传播方案，其中车辆机会主义地形成虚拟天线阵列，以提高传输范围，从而加快信息沿高速公路传播。我们将信息传播过程建模为更新奖励过程，并详细研究了该方案的\emph{Information Propagation Speed}（IPS）。导出了相应的封闭形式的IPS，它表明IPS随着车辆密度的增加而三次增加，但最终将收敛到一个恒定的上限。此外，流动性的增加也通过提供更多的交流机会促进了信息的传播。然而，有限的网络密度本质上决定了信息传播的瓶颈。进行了大量的模拟，以验证我们的分析。我们还表明，该方案表现出显着的IPS增益超过其传统的对应。
2015-11-10 cs.IT math.IT
Opportunistic Relaying for Space-Time Coded Cooperation with Multiple Antenna Terminals
本文研究了瑞利衰落信道下多天线终端的无线中继网络，并在放大转发（A&F）模式下应用了分布式空时编码（DSTC）。A&F方案以每个中继器发送接收到的符号的线性组合的缩放版本的方式使用。结果表明，结合中继站的功率分配，A&F DSTC导致机会中继方案，其中仅选择最佳中继站来中继源的空时编码信号。此外，假设在源节点的源中继CSI的知识，我们设计了一个有效的功率分配，优于均匀功率分配的源天线。接下来，假设M-PSK或M-QAM调制，我们分析了所提出的协作分集传输方案在具有多天线源和目的地的无线中继网络中的性能。我们推导出在目的地接收到的SNR的概率密度函数（PDF）。然后，PDF被用来确定符号出错率（SER）在瑞利衰落信道。我们推导出封闭形式的近似的平均SER在高信噪比的情况下，从中我们找到系统的分集阶RminfNs;Ndg，其中R，Ns和Nd是中继，源天线和目的地天线的数量，分别。仿真结果表明，当R = 2，Ns = 2，Nd = 1时，在误码率为10^{-4}时，该系统的信噪比比A&F MIMO DSTC系统提高了6 dB以上。
2011-02-12 cs.IT math.IT
A Multi-Channel Diversity Based MAC Protocol for Power-Constrained Cognitive Ad Hoc Networks
认知Ad Hoc网络（CAHN）中的媒体访问控制（MAC）协议设计的主要挑战之一是如何有效地利用多个机会信道，这些信道动态变化并且受到有限的功率资源的影响。为了克服这一挑战，在本文中，我们首先提出了一种新的多样性技术称为\emph{Multi-Channel Diversity}（MCD），允许每个次要节点同时使用多个信道，每个节点只有一个无线电功率上限。利用提出的MCD，我们开发了一个基于MCD的MAC（MCD-MAC）协议，它可以有效地利用可用的信道资源，通过联合功率信道分配。特别地，将功率信道联合分配问题转化为多选择背包问题，通过动态规划得到最优传输策略，使网络吞吐量最大化。仿真结果表明，我们提出的MCD-MAC协议可以显着提高网络吞吐量相比，现有的协议。
2011-04-30 cs.IT math.IT
Opportunistic Scheduling in Heterogeneous Networks: Distributed Algorithms and System Capacity
在这项工作中，我们设计和分析新的分布式调度算法的多用户MIMO系统。特别是，我们认为，不需要发送信道状态信息的中央处理单元的算法，也不需要用户之间的通信本身，然而，我们证明他们的性能非常接近的中央控制系统，这是能够调度最强的用户在每个时隙。我们的分析是基于一个新的应用程序的点过程近似。这种新的技术使我们能够检查非均匀的情况下，如非均匀分布的用户，或处理各种QoS的考虑，并给出精确的表达式，这些计划下的系统的容量，解决问题的解析迄今已被打开。可能的应用包括但不限于诸如3GPP LTE的现代4G网络或随机接入协议。
2012-07-16 cs.IT cs.NI math.IT
Distributed Opportunistic Scheduling for Energy Harvesting Based Wireless Networks: A Two-Stage Probing Approach
本文考虑了一个异构的ad hoc网络与多个发射机-接收机对，其中所有的发射机都能够收获可再生能源的环境和竞争的一个共享信道随机访问。特别是，我们专注于两种不同的情况下：恒定的能量收集（EH）率模型，其中EH率在感兴趣的时间内保持恒定，和i.i.d. EH速率模型，其中EH速率独立且相同地分布在不同的竞争时隙上。为了量化能量状态信息（ESI）和信道状态信息（CSI）的作用，提出了一种具有两阶段探测和先保存再发送能量利用的分布式机会调度（DOS）框架.然后通过一维搜索得到最优吞吐量和最优调度策略，一种迭代算法，在每次迭代中包括以下两个步骤：首先，假设每个发射机的存储能量水平是固定的，具有给定的分布，期望吞吐量最大化问题被表示为最优停止问题，其解被证明存在，然后针对两个模型导出;第二，对于固定的停止规则，在每个发射机的能量水平被证明是平稳的，并提出了一个有效的迭代算法来计算其稳态分布。最后，我们验证了我们的分析数值结果和量化的吞吐量增益相比，尽力而为的交付计划。
2015-05-16 cs.IT math.IT
Motivated by the ever-growing demand for \emph{green} wireless communications and the advantages of \emph{cell-free} (CF) massive multiple-input multiple-output (MIMO) systems, we focus on the design of their downlink for optimal \emph{energy efficiency} (EE). To address this fundamental topic, we assume that each access point (AP) is deployed with multiple antennas and serves multiple users on the same time-frequency resource while the APs are Poisson point process (PPP) distributed, which approaches realistically their opportunistic spatial randomness. Relied on tools from stochastic geometr…
2021-02-08 cs.IT math.IT
Decision Fusion in Space-Time Spreading aided Distributed MIMO WSNs
本文提出在分布式MIMO WSNs中采用空时扩频（STS）技术处理传感器决策，以平衡分集与复用增益并消除MAC固有干扰，同时构建最优与次优融合规则，实现3至6倍的性能提升。
2020-05-16 cs.IT eess.SP math.IT
In this paper, we obtain asymptotic expressions for the ergodic capacity of the keyhole multiple-input multiple-output (MIMO) channel at low signal-to-noise ratio (SNR) in independent and identically distributed Nakagami-$m$ fading conditions with perfect channel state information at the transmitter and receiver. We show that the low-SNR capacity of this keyhole MIMO channel scales proportionally as $\frac{\textrm{SNR}}{4} \log^2 \left(1/{\textrm{SNR}}\right)$. Our main contribution is to identify a surprising result that the low-SNR capacity of the MIMO fading channel increases in the presenc…
2022-06-05 cs.IT eess.SP math.IT
MIMO Interference Alignment in Random Access Networks
在本文中，我们分析了一个多输入多输出（MIMO）干扰信道中的节点是随机分布在一个平面上的空间泊松簇点过程。每个簇使用干扰对齐（IA）来抑制簇内干扰，但与大多数IA工作不同的是，我们不会忽略簇间干扰。我们还将信道状态信息的准确性与节点之间的距离联系起来，即CSI的质量随着距离的增加而降低。考虑到训练和反馈开销，我们推导出这种MIMO IA ad hoc网络的传输容量，然后将其与开环（干扰盲）空间复用进行比较。最后，我们提出了示例性的系统设置，其中空间复用优于IA由于不完美的信道状态信息或非对齐的簇间干扰。
2012-07-19 cs.IT math.IT
Ergodic Transmission Capacity of Wireless Ad Hoc Networks with Interference Management
大多数关于无线网络吞吐量的工作忽略了无线信道固有的时间相关性，因为它降低了可处理性。为了更好地建模和量化无线网络吞吐量的时间变化，本文介绍了一种称为遍历传输容量（ETC），它包括空间和时间遍历性的度量。网络中的所有发射机形成一个齐次泊松点过程，所有信道由有限状态马尔可夫链建模。刻画了中断概率和ETC的界，并讨论了它们在稀疏网络和稠密网络中的标度行为。从这些结果中，我们表明，ETC的特点是信道状态相关向量和不变的马尔可夫链的概率向量的内积。这表明，信道感知的机会传输并不总是增加ETC。最后，我们看看中断概率与干扰管理从随机几何的角度来看。由于干扰管理中断概率和ETC的改进界限的特点，他们提供了一些有用的见解，如何有效地管理稀疏和密集网络中的干扰。
2011-03-31 cs.IT math.IT
Fog Massive MIMO: A User-Centric Seamless Hot-Spot Architecture
如针对5G网络所提出的，数据和控制平面的解耦将使多层网络的有效实现成为可能，其中用户设备（UE）节点通过顶层宏小区获得覆盖和连接，并且同时通过层次结构中的较低层实现高吞吐量低延迟通信。本文考虑了一种用于这种较低层的新架构，称为雾大规模MIMO，其中UE能够以无缝和机会主义的方式建立高吞吐量低延迟数据链路，因为它们穿过高容量无线基础设施节点的浓雾，称为远程无线电头端（RRH）。密集多小区网络中的传统切换机制固有地引起频繁的切换和导频序列重新分配，结果导致过多的协议开销和显著的延迟。在所提出的雾大规模MIMO架构中，UE以完全自主的方式将其自身无缝地且隐式地关联到最方便的RRH。每个UE利用唯一的上行链路导频序列，并且通过新颖的编码的“运行中”导频污染控制机制来减轻导频污染。我们通过随机几何分析的频谱效率和中断概率的建议架构，使用最近的一些结果在布尔模型中的独特的覆盖范围，并提供了一个详细的比较相对于一个理想化的基线大规模MIMO蜂窝系统，忽略协议开销和延迟，由于明确的用户-小区关联。我们的分析，支持广泛的系统仿真，揭示了存在一个“甜蜜点”的每个导频用户负载（每个导频的用户数），使所提出的系统实现的频谱效率接近一个理想的蜂窝系统的最小距离的用户基站的关联和没有导频/切换开销。
2018-03-20 cs.IT math.IT
Capacity and performance analysis for multi-user system under distributed opportunistic scheduling in a time dependent channel
考虑多用户多址接入信道的问题。虽然存在若干多用户编码技术，但在实际场景中，并非所有用户都可以被同时调度。因此，一个关键问题是在给定的时隙中调度哪些用户。根据现实的方法的信道的时间依赖性，我们采用了分布式调度算法，其中每个用户，在每个时隙的开始，估计他的信道增益，并将其与阈值进行比较，如果超过它的用户可以发送。在这项工作中，我们感兴趣的系统的预期容量和延迟和服务质量的数据积累在这个调度方案下的用户。首先，我们推导出针对该时间相关环境的调度（分布式和集中式）下的预期容量，并且示出其缩放定律是$O(σ_g\sqrt{2\log K}+μ_g)$，其中$σ_g, μ_g$是良好的信道参数（假设高斯容量近似，例如，在MIMO下），而$K$是用户数。然后，我们转向这样的系统的性能分析，同时假设用户不一定是完全积压，并特别关注的排队问题和队列之间的强依赖性，别无选择，只能转向近似模型，这个系统。我们采用著名的模型Ephremides和朱给出了新的结果的碰撞概率的收敛到其平均值（随着用户数量的增长），因此为随后的系统性能指标，如吞吐量和延迟。我们进一步利用这一发现，提出了一个更简单的近似模型，它准确地描述了系统的行为时，队列的数量是大的。近似模型预测的系统性能与仿真结果吻合良好。
2015-07-12 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
An Overview of Signal Processing Techniques for Millimeter Wave MIMO Systems
毫米波（mmWave）频率下的通信正在定义无线通信的新时代。毫米波频带提供了比目前在商业无线系统中使用的带宽更高的带宽通信信道。毫米波的应用是巨大的：无线局域网和个人区域网络在未经许可的频段，5G蜂窝系统，更不用说车辆区域网络，ad hoc网络和可穿戴设备。信号处理对于实现下一代毫米波通信至关重要。由于在发射机和接收机处使用大型天线阵列，结合射频和混合信号功率约束，需要新的多输入多输出（MIMO）通信信号处理技术。由于宽带宽，低复杂度的收发器算法变得重要。有机会利用压缩感知等技术进行信道估计和波束成形。本文概述了毫米波无线系统中的信号处理挑战，重点介绍了在更高载波频率下使用MIMO通信所面临的挑战。
2015-12-09 cs.IT math.IT
The optimal design of aperiodic/irregular clustered phased arrays for base stations (BSs) in multi-user multiple-input multiple-output (MU-MIMO) communication systems is addressed. The paper proposes an ad-hoc synthesis method aimed at maximizing the users traffic capacity within the cell served by the BS, while guaranteeing the sufficient level of signal at the terminals. Towards this end, the search of the optimal aperiodic clustering is carried out through a customized tiling technique able to consider both single and multiple tile shapes as well as to assure the complete coverage of the an…
2021-07-28 cs.IT math.IT
WiFlix: Adaptive Video Streaming in Massive MU-MIMO Wireless Networks
我们考虑的问题，同时按需流存储的视频多个用户在多小区无线网络中，多个单播流会话并行运行，并共享相同的频带。每个流会话由视频“块”的顺序传输形成，使得每个块在其回放截止时间内到达对应的用户回放缓冲器。我们将问题公式化为网络效用最大化（NUM），其中目标是公平地最大化用户的视频流体验质量（QoE），然后使用李亚普诺夫优化导出迭代控制策略，该策略解决NUM问题达到任何精度水平，并产生在线协议，其中每次迭代的控制动作分解为由用户请求队列互连的两层：i）在每个用户节点处实现的使人联想到DASH的视频流适配层;所提出的块请求方案是一种拉策略，其中每个用户机会主义地从相邻基站请求视频块，并且基于请求队列的当前大小动态地适应其请求的质量。对于传输调度组件，我们首先描述了一般的最大权重调度器，然后将其具体化到无线网络中的基站具有多用户MIMO（MU-MIMO）波束成形能力。我们利用信道硬化效应的大规模MIMO信道（大规模MIMO），并设计了一个低复杂度的用户选择方案，以解决潜在的组合问题，选择用户子集的下行链路波束成形，可以很容易地实现，并在每个基站独立运行。
2015-05-26 cs.IT cs.NI math.IT
Minimizing Hidden-Node Network Interference by Optimizing SISO and MIMO Spectral Efficiency
在本文中，最佳的频谱效率（数据率除以消息带宽），最大限度地减少造成破坏性干扰的概率为ad hoc无线网络或认知无线电进行了研究。考虑两个基本的问题约束：一个给定的消息大小，或固定的数据率。也就是说，正在优化的交易是在更长的传输持续时间和更宽的带宽与更高的传输功率之间进行的。单输入单输出（SISO）和多输入多输出（MIMO）的链接。这里，链路优化其频谱效率以成为“好邻居”。干扰概率的特征在于无线网络中隐藏节点接收到的信号功率超过某个阈值的概率。优化的频谱效率是发射机到隐藏节点的信道指数的函数，排他地。结果表明，对于典型的信道指数，每天线略大于1~b/s/Hz的频谱效率是最佳的。它还表明，最佳的频谱效率是有效的，在环境中有多个隐藏节点。碰撞的概率也明确的评估作为频谱效率的函数。
2011-01-29 cs.IT math.IT
Network MIMO with Linear Zero-Forcing Beamforming: Large System Analysis, Impact of Channel Estimation and Reduced-Complexity Scheduling
我们考虑多天线基站和单天线用户终端的多小区系统的下行链路，任意基站合作集群，距离相关的传播路径损耗，和一般的“公平性”的要求。同一协作簇中的基站采用具有线性迫零波束成形的联合传输，受到总和或每个基站功率约束。集群间干扰在用户终端处被视为噪声。系统频谱效率的解析表达式中发现的大系统的限制，每个基站的用户和天线的数量趋于无穷大与给定的比率。特别是，对于每个基站的功率约束，我们发现在随机矩阵理论的新结果，产生的摩尔-彭罗斯伪逆的结构化非独立同分布的子矩阵的平方Frobenius范数。由协作簇、用户分布和路径损耗系数得到的信道矩阵。该分析扩展到通过显式下行链路信道训练和上行链路反馈获得的发射机处的非理想信道状态信息（CSIT）的情况。具体来说，我们的研究结果照亮了大量的合作天线的好处和估计高维信道向量的成本之间的权衡。此外，我们的分析导致一个新的简化的下行链路调度方案，根据从大系统的结果，根据所需的公平性标准获得的概率预先选择的用户。所提出的方案执行接近最佳（有限维）的机会用户选择，而需要显着较少的信道状态反馈，因为只有一小部分预选用户必须反馈他们的信道状态信息。
2011-09-12 cs.IT math.IT
On the Spectrum Handoff for Cognitive Radio Ad Hoc Networks without Common Control Channel
认知无线电（CR）技术是一种很有前途的解决方案，以提高频谱利用率，使非授权用户利用频谱的机会主义的方式。由于非授权用户是授权频谱的临时访问者，当授权用户收回频谱时，他们被要求腾出频谱。由于授权用户出现的随机性，对授权和非授权通信的中断通常难以防止。在本章中，提出了一个积极的频谱切换框架CR ad hoc网络，以解决这些问题。在所提出的框架中，信道切换策略和主动频谱切换协议，提出了让未授权用户腾出信道之前，授权用户利用它，以避免不必要的干扰。针对非授权用户的网络协调方案也被纳入到频谱切换协议的设计中，以实现信道会合。此外，提出了一种分布式信道选择方案，以消除非授权用户之间的冲突。在我们提出的框架中，未授权用户相互协调，而不使用公共控制信道。我们比较了我们提出的主动频谱切换协议与反应频谱切换协议，在该协议下，未授权用户切换信道发生冲突后，与授权传输。仿真结果表明，我们的主动频谱切换优于反应式频谱切换方法在更高的吞吐量和更少的冲突授权用户。此外，我们提出了一种新的三维离散时间马尔可夫链来描述反应性频谱中断的过程，并分析了非授权用户的性能。我们验证了我们提出的马尔可夫模型对模拟和频谱切换场景中的其他参数的兴趣得到的数值结果。
2011-04-30 cs.IT math.IT
Throughput Improvement and Its Tradeoff with The Queuing Delay in the Diamond Relay Networks
钻石中继信道模型作为无线Ad Hoc网络中的一种基本传输模型，近年来受到了广泛的关注。节点协作和机会调度机制是提高无线网络性能的两项重要技术。在本文中，我们考虑这样一个问题，如何有效地结合机会调度和合作模式在瑞利衰落的情况下。为此，我们首先比较了吞吐量的SRP（空间复用模式）和AFP（放大转发模式）在半双工的情况下，假设信道侧信息是已知的，然后拿出一个新的调度方案。这将是，仅在SRP和AFP之间切换对获得预期的改进几乎没有帮助，因为SRP由于其有效的空间重用而平均而言总是优于AFP。为了进一步提高吞吐量，我们提出了一种新的处理策略，在SRP模式下，在两个中继都使用缓冲区。通过有效地利用增益相对较高的链路，可以以排队延迟为代价大大提高吞吐量。此外，我们将定量评估排队延迟和吞吐量和额外的排队延迟之间的权衡。最后，为了实现我们提出的策略，并确保它始终运行在稳定的状态，我们提出了两个标准和一个算法的切换阈值的选择和调整。
2009-07-10 cs.IT math.IT
Scaling Laws for Ergodic Spectral Efficiency in MIMO Poisson Networks
在本文中，我们研究了随机无线网络中的多天线通信的好处，其中的拓扑结构是由随机几何建模。设置是[1]中介绍的泊松双极模型的设置，泊松双极模型是ad-hoc和设备到设备（D2 D）网络的自然模型。主要的发现是，在接收器与其相关联的发射器之间的信道状态信息的知识的情况下，通过迫零连续干扰消除，并且对于适当的天线配置，遍历频谱效率可以被使得与1）发射和接收天线的数量的最小值、2）节点的密度和3）路径损耗指数两者线性地缩放。该线性增益是通过使用发射天线来发送多个数据流（例如，通过开环传输方法）并且通过利用接收天线来消除干扰来实现的。此外，当接收器能够从一定数量的邻近干扰器学习信道状态信息时，当使用连续干扰消除方法时可以实现更高的缩放增益。推导出的缩放定律的一个主要含义是，空间复用传输方法对于在多天线随机无线网络中获得更好的和最终最优的缩放定律是必不可少的。仿真结果支持这一分析。
2016-08-22 cs.IT math.IT
