Deep Joint CSI Feedback and Multiuser Precoding for MIMO OFDM Systems
提出一种基于深度学习的联合CSI反馈与多用户预编码方法，利用深度联合信源信道编码压缩CSI特征向量并联合调整预编码方向与功率，显著提升了低信噪比与低反馈开销下的下行和速率。
2024-04-25 cs.IT eess.SP math.IT
Capacity Bounds for Multiuser Channels with Non-Causal Channel State Information at the Transmitters
在本文中，容量的内和外边界建立的多用户信道与信道状态信息（CSI）已知的非因果关系在发射机：多址信道（MAC），广播信道（BC）与公共信息，和中继信道（RC）。对于每个信道，在一些特殊情况下，实际容量区域也被导出。具体而言，它示出，对于一些确定性模型与非因果CSI在发射机，类似于科斯塔的高斯信道，CSI的可用性在确定性接收机不影响容量区域。
2011-05-17 cs.IT math.IT
Multiuser Diversity in Downlink Channels: When does the Feedback Cost Outweigh the Spectral Efficiency Gain?
在本文中，我们进行了单天线广播信道的多用户分集的成本效益分析。众所周知，多用户分集可以是有益的，但是存在与获取瞬时CSI相关联的显著成本。我们进行了成本效益分析的多用户分集的2种类型的CSI反馈方法，专用反馈和SNR依赖的反馈，量化有多少用户应该反馈CSI从净吞吐量的角度来看。专用反馈，其中正交资源分配给每个用户，具有显着的反馈成本，这限制了可用的多用户分集，可以使用的量。SNR相关的反馈方法，其中只有SNR高于阈值的用户尝试反馈，具有相对小得多的反馈成本，这允许使用所有可用的多用户分集。接下来，我们研究了减少信噪比变化的单用户多天线技术对反馈用户数的影响。可以看出，使用单用户多天线技术的广播信道应减少空间维度的反馈用户的数量。
2011-02-08 cs.IT math.IT
Long-Term CSI-based Design for RIS-Aided Multiuser MISO Systems Exploiting Deep Reinforcement Learning
本文研究了可重构智能表面辅助多用户通信网络的传输设计问题。不同于现有的大多数贡献，我们考虑长期CSI为基础的传输设计，其中在基站（BS）的波束成形向量和在RIS的相移设计基于长期CSI，这可以显着降低信道估计开销。由于缺乏明确的遍历数据率表达式，我们提出了一种新的深度确定性策略梯度（DDPG）的算法来解决优化问题，这是通过使用离线方式产生的信道向量进行训练。仿真结果表明，可实现的净吞吐量高于传统的瞬时CSI为基础的计划时，考虑到信道估计开销。
2021-11-24 cs.IT eess.SP math.IT
Sum-Rate Maximization for Linearly Precoded Downlink Multiuser MISO Systems with Partial CSIT: A Rate-Splitting Approach
研究了在发射端信道状态信息不完全的情况下，下行MU-MISO系统的和速率最大化问题。相反，现有的作品，我们认为，而非正统的传输方案。特别地，针对其中一个用户的消息被分成两部分：可以被所有用户恢复的公共部分，以及由相应用户恢复的私有部分。另一方面，其余用户通过私人消息接收他们的信息。当CSIT误差随着SNR的增加而衰减时，这种速率分裂（RS）方法被证明可以提高可实现的自由度（DoF）。在这项工作中，RS策略与线性预编码器设计和优化技术相结合，以实现在整个SNR范围内最大化的遍历SR（ESR）性能。预编码器设计的基础上部分CSIT知识，通过解决一个随机速率优化问题，使用样本平均近似（SAA）加上加权最小均方误差（WMMSE）的方法。数值结果表明，除了ESR增益，RS的好处还包括放宽CSIT质量要求和增强的可实现的速率区域相比，传统的传输与NoRS。
2016-08-24 cs.IT math.IT
Robust THP Transceiver Designs for Multiuser MIMO Downlink with Imperfect CSIT
在本文中，我们提出了强大的联合非线性收发器设计的多用户多输入多输出（MIMO）下行链路中存在的缺陷，在发射机（CSIT）的信道状态信息。基站（BS）配备有多个发射天线，并且每个用户终端配备有一个或多个接收天线。BS采用汤姆林森-原岛预编码（THP）用于在发射机处的用户间干扰预消除。我们认为强大的收发器设计，共同优化的发射THP滤波器和接收滤波器的两种型号的CSIT错误。第一个模型是随机误差（SE）模型，其中CSIT误差是高斯分布的。当CSIT误差由信道估计误差主导时，该模型是适用的。在这种情况下，所提出的鲁棒收发器设计寻求在对总BS发射功率的约束下最小化和均方误差（SMSE）的随机函数。我们提出了一个迭代算法来解决这个问题。我们考虑的另一个模型是范数有界误差（NBE）模型，其中CSIT误差可以由不确定性集指定。当CSIT误差由量化误差主导时，该模型是适用的。在这种情况下，我们考虑最差情况设计。对于该模型，我们考虑鲁棒的i）最小SMSE，ii）MSE约束，和iii）MSE平衡收发器设计。我们提出了迭代算法来解决这些问题，其中每次迭代涉及一对半定规划（SDP）。此外，我们考虑了所提出的算法的情况下，每个天线的功率约束的扩展。
2009-09-22 cs.IT math.IT
Globally Optimal Resource Allocation Design for Discrete Phase Shift IRS-Assisted Multiuser Networks with Perfect and Imperfect CSI
本文研究了离散相移IRS辅助多用户MISO系统在完美与非完美CSI下的资源分配问题，联合优化基站波束成形与IRS相移以最小化总发射功率，提出基于GBD的全局最优算法和基于SCA的低复杂度次优算法，数值结果验证了其有效性与显著性能增益。
2024-04-29 cs.IT math.IT
Poisoned Feedback: The Impact of Malicious Users in Closed-Loop Multiuser MIMO Systems
发射端准确的信道状态信息（CSI）是多天线网络下行链路频谱效率最大化的关键。在这项工作中，我们分析了一种新形式的物理层攻击这样的闭环无线网络。具体而言，本文考虑了恶意用户在多用户组播系统中故意不准确的反馈的影响。数值结果表明，由于敌对用户故意反馈虚假CSI，闭环传输方案的性能显着下降。
2010-08-23 cs.IT math.IT
Probability-constrained Power Optimization for Multiuser MISO Systems with Imperfect CSI: A Bernstein Approximation Approach
我们考虑在下行链路蜂窝无线系统中的基站配备了多个发射天线和移动用户配备了单接收天线的功率分配。这样的系统可以被建模为多用户MISO系统。我们假设多天线发射机采用一些固定的波束形成器来传输数据，目标是优化不同用户的功率分配，以满足一定的QoS约束，与不完善的发射端信道状态信息（CSI）。具体来说，对于MISO干扰信道，我们考虑发射功率最小化问题和最大-最小SINR问题。对于MISO广播信道，我们考虑MSE约束的发射功率最小化问题。所有这些问题都被公式化为概率约束优化问题。利用Bernstein近似将概率约束保守地转化为确定性约束，从而将原随机优化问题转化为凸优化问题。然而，转换后的问题不能使用标准求解器直接求解，因为其中一个约束本身就是一个优化问题。我们采用长步长对数障碍切割平面（LLBCP）算法，以克服困难。大量的仿真结果证明了所提出的方法的有效性，并在性能上优于一些现有的方法。
2013-03-19 cs.IT math.IT
Efficient Beamforming for Discrete SIM-Aided Multiuser Systems Under Statistical CSI
School of Information Science and Engineering, Shandong University（山东大学信息科学与工程学院）；School of EEE Nanyang Technological University（南洋理工大学电气电子工程学院）
本文提出了一种在统计CSI下，通过联合功率分配和离散相移优化，实现SIM辅助多用户MISO下行系统高效波束成形的方法，显著降低计算复杂度并保持高性能。
2026-01-21 cs.IT math.IT
Rate-Splitting Multiple Access for Multi-Antenna Broadcast Channel with Imperfect CSIT and CSIR
速率分裂多址（RSMA）是一种多用户多天线通信的传输和多址接入策略。本文研究了发送端和接收端信道状态信息不完全时RSMA和速率的优化问题。RSMA方法对不完美CSIT的鲁棒性在以前的研究中进行了研究，而没有考虑不完美CSIR的影响。这促使我们开发一个强大的设计依赖于RSMA在存在不完美的CSIT和CSIR。由于RSMA预编码器设计和功率分配的优化问题是非凸的，很难直接求解。为了解决非凸性问题，我们提出了一种新的交替优化算法的基础上半定松弛（SDR）和凹凸过程（CCCP）技术。仿真结果表明，RSMA算法对不理想的CSIR和CSIT具有很好的鲁棒性，从而提高了和速率性能。
2021-02-17 cs.IT math.IT
Imperfect Delayed CSIT can be as Useful as Perfect Delayed CSIT: DoF Analysis and Constructions for the BC
在双用户广播信道的设置中，其中双天线发射机将信息传送到两个单天线接收机，Maddah-Ali和Tse最近的工作已经表明，即使在没有任何当前CSIT的知识的情况下，在发射机处的延迟信道状态信息的完美知识（完美延迟CSIT）也是有用的。Kobayashi等人在最近的工作中揭示了完美延迟CSIT的类似益处，Yang等人，以及Gou和Jafar，将上述扩展到完全延迟CSIT和不完全电流CSIT的情况。这里的工作考虑了在上述广播信道上与不完美的延迟和不完美的当前CSIT通信的一般问题，并且揭示了即使实质上降级和不完美的延迟CSIT实际上也足以实现先前与完美延迟CSIT相关联的上述增益。这项工作提出了新的多相广播计划，适当地利用知识的不完美的延迟和不完美的电流CSIT，在许多情况下，以匹配的最佳自由度（DoF）区域实现完美的延迟CSIT。除了理论上的限制和明确构造的预编码器，工作适用于获得实际的洞察力，当它是值得提高CSIT质量。
2012-06-23 cs.IT math.IT
Analog Versus Hybrid Precoding for Multiuser Massive MIMO with Quantized CSI Feedback
在这封信中，我们研究了下行链路多用户大规模多输入多输出（MIMO）系统的子连接结构在有限的反馈信道的性能。理论上分析了纯模拟预编码和混合预编码系统的紧速率近似。量化的模拟和数字预编码的效果，其特征在于在派生的表达式。此外，它揭示了纯模拟预编码优于混合预编码使用最大比传输（MRT）或迫零（ZF）在一定的条件下，我们在理论上描述的条件在封闭形式的信噪比（SNR），用户数和反馈比特数。数值结果验证了瑞利信道和毫米波信道的推导结论。
2020-06-01 cs.IT eess.SP math.IT
The DoF Region of Two-User MIMO Broadcast Channel with Delayed Imperfect-Quality CSIT
发射端的信道状态信息（CSIT）对无线网络的性能起着重要的作用。CSIT模型可以是延迟的和非质量的，因为反馈链路具有延迟并且信道状态信息（CSI）反馈具有失真。因此，在本文中，我们的特点度的自由度（DoF）区域的两个用户多输入多输出（MIMO）广播信道与延迟的高质量CSIT，其中的天线配置可以是任意的。DoF区域的逆证明是基于物理退化信道的增强。DoF区域的可扩展性证明是通过一种新颖的传输方案设计，其中每个相位的持续时间和传输符号的数量基于延迟CSIT的可扩展性质量来配置。其结果是，我们表明，延迟的非线性质量CSIT的自由度区域位于自由度区域之间的自由度区域没有CSIT和延迟CSIT的自由度区域。
2022-04-01 cs.IT math.IT
Training and Feedback Optimization for Multiuser MIMO Downlink
我们考虑MIMO衰落广播信道，其中衰落信道系数在跨越相干时间$\times$相干带宽的时频块上是恒定的。在闭环系统中，通过基站发送的下行链路训练和来自每个用户终端的显式反馈来获取发射机处的信道状态信息（CSIT）。在开环系统中，CSIT通过利用上行链路训练和信道互易性来获得。我们使用一个紧密的封闭形式的下限遍历可实现的速率在CSIT错误的存在下，以优化系统的整体吞吐量，考虑到明确的开销，由于信道估计和信道状态反馈。基于实际系统的三个时频块模型，我们提供了一些有用的指导方针，为整个系统的优化。特别是，数字（量化）反馈被发现提供了一个很大的优势超过模拟（非量化）反馈。
2009-12-10 cs.IT math.IT
Wireless Powered Cooperative Relaying using NOMA with Imperfect CSI
研究了由一个信源、两个用户和一个EH中继节点组成的能量收集（EH）协作非正交多址（NOMA）网络中不完美信道状态（CSI）信息的影响.中继器不配备固定电源，而是充当无线供电节点，以帮助向用户传输信号。针对固定功率分配和动态功率分配两种不同的功率分配策略，推导了不完美信道状态信息下两个用户的中断概率的封闭表达式。蒙特卡洛模拟被用来数值评估不完美的CSI的效果。这些结果证实了理论中断分析，并表明NOMA可以优于正交多址，即使有不完美的CSI。
2018-09-29 cs.IT math.IT
Adaptive Mode Selection in Multiuser MISO Cognitive Networks with Limited Cooperation and Feedback
在本文中，我们考虑了一个多用户MISO下行认知网络与主网络共存。为了利用空间自由度同时抵消网间干扰和网内（用户间）干扰，提出了基于瞬时信道状态信息（CSI）在多天线认知基站（BS）上进行迫零波束形成（ZFBF）。在认知网络中设计ZFBF的挑战在于如何获得干扰CSI。为了解决这个问题，我们引入了一个有限的网络间的合作协议，即量化的CSI运输从主接收机到认知BS通过购买。显然，反馈量越多，性能越好，但反馈成本也越高。为了达到性能和反馈代价之间的平衡，以反馈效用函数（定义为在满足干扰约束条件下，平均和速率与反馈代价之差）最大化为优化目标，推导出传输模式和反馈量联合优化方案。此外，我们定量研究了CSI反馈延迟的影响，并得到相应的优化方案。此外，通过渐近分析，我们提出了一些简单的格式。最后，数值结果证实了我们的理论主张的有效性。
2013-10-16 cs.IT math.IT
On Interference Alignment with Imperfect CSI: Characterizations of Outage Probability, Ergodic Rate and SER
在本文中，我们给出了一个统一的性能分析的干扰对齐（IA）在MIMO干扰信道。而不是渐近特性，即自由度（DOF）在高信噪比（SNR），我们专注于其他实际的性能指标，即中断概率，遍历率和符号出错率（SER）。特别是，我们认为不完美的IA，由于事实上，发射机通常只有不完美的信道状态信息（CSI）在实际情况下。通过表征不完美CSI的影响，我们推导出中断概率，遍历率和SER在CSI精度，发送SNR，信道条件，天线数量，每个通信对的数据流的数量方面的精确的封闭形式的表达式。此外，我们得到了一些重要的指导方针，IA性能优化下不完美CSI的性能损失最小化IA与完美CSI。最后，我们的理论索赔进行了验证仿真结果。
2015-01-25 cs.IT math.IT
Hybrid Beamforming Design and Performance with Imperfect Phase Shifters in Multiuser Millimeter Wave Systems
混合波束形成（HBF）包括射频域的相移阵列模拟波束形成和基带域的数字波束形成。移相阵列通常由大量移相器组成。移相器受制造工艺的限制，不可避免地存在移相误差和增益误差。在本文中，我们研究了不完善的移相器对多用户毫米波大规模MIMO系统1的性能与无线信道建模的莱斯衰落的影响。我们推导出的上限的可实现的和速率与不完美的移相器，这可以是非常紧时，在基站的天线的数量远远大于用户的数量。结果表明，由于相移误差和增益误差，存在性能上限。然后，我们提出了一种新的信道估计和混合波束形成方法来解决这个问题，以低的训练开销。当信道路径较少且信道Rician K因子较大时，它表现良好，这在室外毫米波通信环境中可以容易地满足。我们进一步在性能和训练开销之间进行权衡，使算法能够在更多的传播环境中工作。
2018-09-04 cs.IT math.IT
Data Augmentation Empowered Neural Precoding for Multiuser MIMO with MMSE Model
利用深度学习方法的预编码设计已经被广泛研究用于多用户多输入多输出（MU-MIMO）系统。然而，传统的神经预编码设计应用基于黑盒的神经网络，其不太可解释。在本文中，我们提出了一种基于深度学习的预编码方法，该方法基于神经预编码网络的可解释设计，即iPNet。特别地，iPNet模仿经典的最小均方误差（MMSE）预编码，并且在神经网络架构的设计中近似矩阵求逆。具体而言，建议的iPNet由一个模型驱动的组件网络，负责增强输入信道状态信息（CSI），和一个数据驱动的子网络，负责从这个增强的CSI预编码计算。后一个数据驱动模块被明确地解释为MMSE预编码器的无监督学习者。仿真结果表明，通过利用增强的CSI，所提出的iPNet比现有的黑盒设计实现了显着的性能提升，并且还表现出针对CSI不匹配的增强的通用性。
2022-03-04 cs.IT eess.SP math.IT
Multiuser Beamforming for Partially-Connected Millimeter Wave Massive MIMO
针对部分连接毫米波大规模MIMO系统，提出了基于完美CSI的低复杂度混合波束成形方案和基于不完美CSI的仅模拟波束成形方案，有效最大化总速率并缓解多用户干扰。
2023-11-25 cs.IT eess.SP math.IT
Sum Secrecy Rate in Full-Duplex Wiretap Channel with Imperfect CSI
在本文中，我们考虑在全双工窃听信道中存在窃听者和不完美的信道状态信息（CSI）的可实现的和保密率。我们假设参与全双工通信的用户和窃听者都有单天线。用户具有各自的发射功率约束。它们还发射干扰信号以提高保密率。通过最大化和保密率得到可实现的完美保密率域。给出了相应的消息信号和干扰信号的最佳功率。数值结果表明，不完美的CSI上的可实现的保密率区域的影响。
2014-01-16 cs.IT math.IT
On Stochastic Orders and Fast Fading Multiuser Channels with Statistical CSIT
本文研究了衰落高斯多用户信道。如果信道对于发射机是完全已知的，则已经针对其中信道可以满足某些信息理论阶数（诸如劣化或强/非常强的干扰）的许多情况建立了容量。在这里，我们研究的情况下，只有统计的信道是已知的发射机，这是一个开放的问题，在一般情况下。本文的主要贡献如下：首先，我们引入了一个框架来分类随机衰落信道的联合分布的基础上，利用三个方案：最大耦合，耦合，和copula。所有方案的基本精神是，我们通过改变联合分布来获得等效信道，使得它现在满足一定的信息论顺序，同时确保不同用户的信道的边缘分布不变。该等效多用户信道的构造允许我们直接利用现有的容量结果，其中包括高斯干扰信道、高斯广播信道和高斯窃听信道。我们还扩展的框架，以一个特定的内存结构，即有限状态的信道，其中马尔可夫衰落广播信道作为一个特殊情况进行了讨论。几个实际的例子，如瑞利衰落和Nakagami- \textit{m}衰落说明推导结果的适用性。
2018-10-03 cs.IT math.IT
Causal/Predictive Imperfect Channel State Information in Block-Fading Channels
我们考虑一个多输入多输出（MIMO）块衰落信道的一般模型的信道状态信息在发射机（CSIT）。该模型覆盖了具有因果CSIT的系统，其中仅过去衰落块的CSIT可用，以及预测CSIT，其中某些未来衰落块的CSIT可用。在长期功率约束下，研究了信道的最优分集复用折衷（DMT）和速率分集折衷（RDT）。不完美（失配）CSIT的最佳DMT和RDT的影响也进行了研究。我们的研究结果表明，中断分集增益通过提供不完美的因果/预测CSIT，导致新的见解系统的设计和分析。
2014-09-25 cs.IT math.IT
Imperfect and Unmatched CSIT is Still Useful for the Frequency Correlated MISO Broadcast Channel
由于Maddah-Ali和Tse表明完全陈旧的发射机侧信道状态信息（CSIT）仍然有益于多输入多输出（MISO）广播信道（BC）的自由度（DoF），因此学术文献中有很多兴趣研究不完美CSIT对时间相关广播信道的\emph{DoF}区域的影响。尽管迄今为止的研究重点一直是时间相关信道，但频率相关信道也存在类似但不同的问题。实际上，不完美的CSIT还影响频率相关信道的DoF区域，如当前多载波无线系统所例示的。这种贡献，在文献中的第一次，调查了一般的频率相关设置，其中两个天线发射机有两个相邻的子带上的两个单天线用户的CSI的不完善的知识。将迫零波束形成（ZFBF）与Maddah-Ali和Tse提出的方案相结合，提出了一种新的波束形成方案。该方案的可达自由度区域表示为CSIT质量的函数。
2013-04-03 cs.IT math.IT
Alternating Minimization for Wideband Multiuser IRS-aided MIMO Systems under Imperfect CSI
针对非完美CSI下的宽带多用户IRS辅助MIMO系统，提出基于MMSE与BC-MAC对偶性的交替最小化联合设计方法，可显著提升系统性能。
2024-01-29 cs.IT eess.SP math.IT
On the Secrecy Outage Capacity of Physical Layer Security in Large-Scale MIMO Relaying Systems with Imperfect CSI
研究了大规模多输入多输出（LS-MIMO）中继系统的物理层安全问题。LS-MIMO中继系统的优势被用来提高无线安全性和频谱效率。特别是，短拦截距离引起的挑战性问题得到了很好的解决。在非常实际的假设下，即，在无窃听者信道状态信息（CSI）和不完全合法信道状态信息（CSI）两种情况下，研究了不完全CSI对两种典型中继系统的影响，放大和转发（AF）和解码和转发（DF）系统，并获得显式表达式的保密中断能力的两种情况。最后，数值结果验证了我们的理论结论.
2014-01-14 cs.IT math.IT
A Rate Splitting Strategy for Massive MIMO with Imperfect CSIT
在多用户MIMO广播信道中，当发射端信道状态信息（CSIT）不完全时，多用户干扰会影响系统的速率性能。为了解决多用户干扰的不利影响，最近已经提出了一种速率分裂（RS）方法，该方法将一个选定的用户的消息分成公共和私有部分，并将公共消息叠加在私有消息之上。公共消息从公共码本中提取，并且应该由所有用户解码。在本文中，我们推广的想法RS到大规模阵列政权与不完善CSIT。通过进一步利用信道的二阶统计特性，我们提出了一种新的和通用的框架分层速率分裂（HRS），特别适合于大规模MIMO系统。HRS同时发送针对每个用户的私有消息和两种公共消息，这两种公共消息可以分别由所有用户和用户子集解码。我们分析了RS和HRS的渐近和速率，并优化了公共消息的预编码器。一个封闭形式的功率分配推导出系统参数的影响提供了见解。最后，仿真结果验证了RS和HRS在不同基线上的显著和速率增益。
2015-12-22 cs.IT math.IT
Bit-Interleaved Coded Multiple Beamforming with Imperfect CSIT
本文讨论了比特交织编码多波束形成（BICMB）的性能[1]，[2]与波束形成向量的不完善的知识。大多数对发射端有限速率信道状态信息（CSIT）的研究都假设预编码矩阵在任意酉变换下具有不变性。在BICMB中，此属性不成立。另一方面，BICMB的最佳预编码器和检测器在对角酉变换下不变。为了设计一个有限速率的CSIT系统的BICMB，我们提出了一个新的失真测量优化下的不变性。基于这种新的失真测度，我们引入了一组新的质心，并采用广义Lloyd算法进行码书设计。我们提供的仿真结果表明，所提出的失真措施和各种接收机的线性检测器的码本设计实现的性能改善。我们表明，虽然这些接收器具有相同的性能完美的CSIT，他们的性能不完美的CSIT下的变化。
2008-05-08 cs.IT math.IT
Generalized Nearest Neighbor Decoding for MIMO Channels with Imperfect Channel State Information
针对多输入多输出（MIMO）衰落信道中信道状态信息（CSI）不完全的情况，提出了一种新的接收机结构，该结构结合了最近提出的广义最近邻解码规则（GNNDR）和基于连续干扰消除（SIC）思想的连续过程.认识到信道的输入输出关系是一个非线性映射下不完美的CSI，GNNDR是能够提取信息嵌入在联合观察信道输出和不完美的CSI比传统的线性计划，更有效地揭示了我们通过广义互信息（GMI）的可达速率分析。仿真结果表明，该方案的性能接近理想信道状态下的信道容量，明显优于传统的导频辅助方案，后者先估计信道状态信息，然后将估计的信道状态信息作为真实信道状态信息进行相干解码。
2021-08-30 cs.IT math.IT
Performance Analysis of ZF Receivers with Imperfect CSI for Uplink Massive MIMO Systems
本文研究了多小区环境下大规模多输入多输出系统的上行链路。由于基站（BS）使用从用户发送的导频信号来估计信道状态信息（CSI），因此实际上每个BS将具有不完美的CSI。假设采用迫零方法消除多用户干扰，推导了基站在不理想CSI下的信干噪比（SINR）、可达速率、中断概率和符号出错率的概率密度函数（PDF）的精确解析表达式。的SER的上限也推导出任意数量的天线在BS。此外，我们推导出的情况下，在BS的天线的数量趋于无穷大的可实现的速率的上限，并通过给出数值结果的分析进行了验证。
2016-06-10 cs.IT math.IT
Secure Wireless Information and Power Transfer in Large-Scale MIMO Relaying Systems with Imperfect CSI
在本文中，我们解决的问题，安全的无线信息和功率传输的大规模多输入多输出（LS-MIMO）放大转发（AF）中继系统。利用LS-MIMO中继的优势来提高无线安全性、传输速率和能量效率。特别是，短拦截距离和长传输距离带来的挑战性问题得到了很好的解决。在非常实际的假设下，即，在无窃听者信道状态信息（CSI）和不完全合法信道状态信息的情况下，研究了不完全CSI对保密中断容量的影响，得到了保密中断容量与发射功率和信道条件的显式关系。然后，我们提出了一个最佳的功率分配方案，在中继，以最大限度地提高保密中断容量。最后，我们的理论索赔进行了验证仿真结果。
2014-07-21 cs.IT math.IT
Sum Secrecy Rate in MISO Full-Duplex Wiretap Channel with Imperfect CSI
本文研究了在MISO（multiple-input-single-output）{ \em full-duplex}窃听信道中，存在被动窃听者和不完全信道状态信息（CSI）时的可达和保密率.我们假设参与全双工通信的用户具有多个发射天线，并且用户和窃听者各自具有单个接收天线。用户具有各自的发射功率约束。它们还发射干扰信号以提高保密率。通过最大化最坏情况下的和保密率，得到了可实现的完美保密率域。我们还得到了相应的发送协方差矩阵与消息信号和干扰信号。数值结果表明，不完美的CSI上的可实现的保密率区域的影响。
2015-03-25 cs.IT math.IT
Degrees-of-Freedom Region of MISO-OFDMA Broadcast Channel with Imperfect CSIT
本文研究了发射端信道状态信息不完善的两用户频率相关多输入单输出（MISO）广播信道（BC）的自由度区域。我们假设系统由任意数量的子带组成，表示为$L$。此外，CSIT状态在用户和子带之间变化。一个紧密的外边界被发现作为两个用户之间的最小平均CSIT质量的函数。基于跨子带的CSIT状态，DoF区域被解释为在两个用户的CSIT都是完美的、或者完美且未知的场景中的最优DoF区域的加权和。受加权和解释的启发，并确定Chen等人提出的不匹配CSIT的最佳方案的益处，我们还设计了一种方案，该方案实现了频域BC中的一般$L$子带情形的上限，从而示出了DoF区域的最优性。
2013-10-24 cs.IT math.IT
Reconfigurable Intelligent Surfaces-Assisted Multiuser MIMO Uplink Transmission with Partial CSI
本文认为，应用可重构智能表面（RISs）（a.k.a.智能反射表面（IRS））来辅助从若干多天线用户终端（UT）到多天线基站（BS）的多用户多输入多输出（MIMO）上行链路传输。为了减少信令开销，在我们的调查中，仅利用部分信道状态信息（CSI），包括RIS和BS之间的瞬时CSI以及UT和RIS之间的缓慢变化的统计CSI。特别地，提出了一种优化框架，用于联合设计UT的发射协方差矩阵和RIS相移矩阵，以最大化具有部分CSI的系统全局能量效率（GEE）。首先，我们得到的UT的最佳发送协方差矩阵的特征向量的封闭形式的解决方案。然后，为了便于设计的发射功率分配矩阵和RIS相移，我们推导出一个渐近确定性等价的目标函数与随机矩阵理论的帮助。我们进一步提出了一个次优算法来解决GEE最大化问题，保证收敛，利用交替优化，分式规划和顺序优化的方法。数值结果证实了所提出的方法的有效性，以及相当大的GEE增益所提供的RIS辅助传输计划在传统的基线。
2020-03-29 cs.IT eess.SP math.IT
Capacity Analysis of Bidirectional AF Relay Selection with Imperfect Channel State Information
在这封信中，我们分析了双向放大和转发中继选择（RS）的遍历容量与不完美的信道状态信息（CSI），即，过时的CSI和不完美的信道估计。在实际应用中，由于CSI的不完美性，无法获得最大化遍历容量的最优RS方案。因此，讨论和分析了两种次优RS方案，其中第一种RS方案是基于不完美信道系数的，第二种RS方案是基于预测信道系数的。给出了不完美CSI下的遍历容量的封闭形式，与仿真结果吻合较好。结果表明，当信道状态信息不完全时，双向RS的遍历容量会大大降低，而基于信道预测的RS方案具有更好的性能，当预测长度足够大时，它无限接近最优性能。
2013-01-21 cs.IT math.IT
RIS-Assisted Multiuser NOMA Networks With Imperfect CSI Under Transceiver Hardware Impairments
Northeastern University at Qinhuangdao（东北大学秦皇岛分校）；School of Computer and Communication Engineering, Northeastern University at Qinhuangdao（东北大学秦皇岛分校计算机与通信工程学院）；Shandong University（山东大学）；School of Information Science and Engineering, Shandong University（山东大学信息科学与工程学院）；Nanyang Technological University（南洋理工大学）；School of Electrical and Electronics Engineering, Nanyang Technological University（南洋理工大学电气与电子工程学院）；Southeast University（东南大学）；National Mobile Communications Research Laboratory, Southeast University（东南大学移动通信国家重点实验室）
针对RIS辅助NOMA网络在硬件损伤和不完美CSI下的性能下降，提出鲁棒设计最小化发射功率，利用Bernstein不等式和半定松弛求解，多波束优于单波束。
2026-09-29 cs.IT math.IT
Outage Constrained Robust Transmit Optimization for Multiuser MISO Downlinks: Tractable Approximations by Conic Optimization
在本文中，我们考虑一个概率信号干扰噪声比（SINR）约束的问题，在不完美的信道状态信息（CSI）的存在下，多用户多输入单输出（MISO）下行链路的情况下，发射波束成形设计。特别是，我们处理基于中断的服务质量约束，其中每个用户的SINR不满足服务要求的概率不能低于给定的中断概率规范。研究概率SINR约束问题的解决方法很重要，因为实际系统中经常存在CSI错误，如果处理不当，可能会导致严重的SINR中断。然而，主要的技术挑战是如何处理概率SINR约束。为了解决这个问题，我们提出了一种新的松弛-约束（RAR）方法，它包括两个关键要素-半定松弛（SDR），和保守近似概率约束的分析工具。其基本目标是建立近似的概率SINR约束公式的形式凸锥优化问题，使他们可以很容易地实现可用的求解器。使用一个直观的最坏情况的参数或专门的概率结果，我们开发了各种保守的近似方案处理概率约束与二次不确定性。因此，我们得到了几个RAR替代处理概率SINR约束的问题。我们的技术适用于复高斯CSI误差和i.i.d.未知分布的有界CSI误差。此外，从我们广泛的模拟结果表明，建议RAR方法显着改善现有的，无论是在解决方案的质量和计算复杂性。
2011-08-04 cs.IT math.IT
Average Achievable Rate Analysis of Cell-Free Massive MIMO in the Finite Blocklength Regime with Imperfect CSI
针对无小区大规模MIMO系统在超可靠低延迟通信约束下非理想CSI对有限块长平均可达速率影响未充分探索的问题，本文提出拉普拉斯域闭式表达式分析框架，通过理论推导与数值仿真验证准确性，并表明该架构可缓解非理想CSI导致的性能损失。
2025-08-26 cs.IT math.IT
On the Fundamental Feedback-vs-Performance Tradeoff over the MISO-BC with Imperfect and Delayed CSIT
这项工作认为，多用户多输入单输出（MISO）广播信道（BC），其中具有M个天线的发射机发送信息到K个单天线用户，并在那里-如预期的那样-在发射机（CSIT）的信道状态信息的质量和及时性是不完美的。出于多少反馈是必要的，以实现一定的性能的基本问题，这项工作旨在建立自由度（DoF）的性能和CSIT反馈质量之间的权衡界限。具体而言，这项工作为具有部分电流CSIT的一般K用户MISO BC提供了一种新的DoF区域外边界，其自然地弥合了没有电流CSIT（仅延迟CSIT或没有CSIT）的情况与具有完全CSIT的情况之间的差距。然后，该工作表征了总和DoF的任何点所需的最小CSIT反馈，这对于M >= K的情况以及M=2，K=3的情况是最优的。
2013-02-04 cs.IT math.IT
Multiuser MIMO Sequential Beamforming with Full-duplex Training
多个发射天线可以通过同时对多个用户进行波束成形来显著提高下行链路频谱效率。然而，多用户波束成形需要在发射机处的信道状态信息（CSI），这导致训练开销并且降低整体可实现的频谱效率。在本文中，我们提出并分析了一种顺序波束形成策略，利用全双工基站实现下行链路数据传输的同时，通过带内闭环或开环训练CSI采集。我们的研究结果表明，全双工能力可以提高单向流量的频谱效率，利用它来减少CSI估计的控制开销。在中等信噪比制度，我们解析推导出紧密近似的最佳训练时间和特征相关联的各自的频谱效率。我们进一步表征了增强的复用增益性能在高SNR制度。在这两种制度中，所提出的全双工策略的性能进行比较，以量化的频谱效率的提高。利用来自3GPP的实验数据[1]和3D信道模型[2]，在块长度为500个符号的1.4 MHz 8X8系统LTE系统中，所提出的策略在闭环和开环训练下分别获得了130%和8%的频谱效率提高。
2017-01-29 cs.IT math.IT
Online Multi-Cell Coordinated MIMO Wireless Network Virtualization with Imperfect CSI
我们考虑在线协调预编码设计下行链路无线网络虚拟化（WNV）在多小区多输入多输出（MIMO）网络与不完善的信道状态信息（CSI）。在我们的WNV框架中，基础设施提供商（InP）拥有由几个服务提供商（SP）共享的每个基站，而这些服务提供商彼此不知道。SP根据用户业务的虚拟化需求设计其预编码器，而InP设计实际的预编码解决方案以满足SP的业务需求。我们的目标是最大限度地减少长期的时间平均预期的预编码偏差在MIMO衰落信道，每个小区的长期和短期的发射功率限制。我们提出了一种在线协调预编码算法的虚拟化，它提供了一个完全分布式的半封闭形式的预编码解决方案，在每个小区，仅基于当前不完善的CSI没有任何CSI交换跨小区。考虑到不完美的CSI的InP和SP的双重影响，我们表明，我们提出的算法是在一个$O(δ)$的差距，从最佳的任何时间范围内，其中$δ$是一个CSI不准确的指标。仿真结果验证了我们提出的算法的性能下两种常用的预编码技术在一个典型的城市微小区网络环境。
2021-05-17 cs.IT math.IT
Downlink Precoding with Mixed Statistical and Imperfect Instantaneous CSI for Massive MIMO Systems
本文研究了大规模多输入多输出（MIMO）系统中一种新的下行链路传输模式的可行性，仅具有统计信道状态信息（CSI）的用户和具有不完美瞬时CSI的用户。研究了混合利用统计CSI和非理想瞬时CSI的下行链路预编码设计问题。首先从理论上分析了两类用户之间的相互干扰对可达速率的影响。在此基础上，考虑到互干扰抑制，提出了一种扩展迫零（eZF）和扩展最大比传输（eMRT）预编码方法，分别以最小化基站总发射功率和最大化用户接收信号功率为目标。由于利用了统计CSI，避免了基于导频的信道估计，从而使更多的活跃用户，更高的系统和速率和更短的传输延迟。最后通过仿真验证了理论分析的正确性和所提出的预编码方法的优越性。
2017-11-30 cs.IT math.IT
Robust MMSE Precoding for Multiuser MIMO Relay Systems using Switched Relaying and Side Information
针对不完全信道状态信息（CSI）下的多用户多输入多输出（MIMO）中继系统，提出了一种新的预编码方案。基站（BS）和MIMO中继站（RS）都配备有酉矩阵的相同码本。根据码本的每个元素，我们创建一个潜在的预编码矩阵对，即BS预编码矩阵和RS预编码矩阵。通过将来自码本的适当酉矩阵乘以功率缩放因子来形成RS预编码矩阵。基于给定的CSI和发射符号块，通过合适的选择机制来选择从各种酉矩阵导出的所有可能的潜在预编码矩阵对的类内的最佳预编码矩阵对以用于传输，该选择机制被设计为最小化预先估计的接收向量与真实发射符号向量之间的平方欧几里德距离。我们开发了一个最小均方误差（MMSE）的设计算法的潜在预编码矩阵对的建设。在所提出的方案中，BS仅向RS发送酉矩阵的索引及其功率缩放因子，而不是发送完整的处理矩阵。这大大降低了开销。仿真结果表明，与其他最近报道的预编码算法相比，所提出的预编码方案能够提供更好的鲁棒性对CSI估计误差和多用户干扰的影响。
2014-12-17 cs.IT math.IT
On the Joint Impact of Hardware Impairments and Imperfect CSI on Successive Decoding
在本文中，一个空间复用多输入多输出（MIMO）系统时，随着RF的硬件缺陷发生在通信设置的分析研究。更具体地，当实现连续干扰消除（SIC）时，考虑收发器处的硬件损伤和接收器处的不完美信道状态信息（CSI）的情形。分析了两种流行的线性检测方案，即迫零SIC（ZF-SIC）和最小均方误差SIC（MMSE-SIC）。当考虑独立同分布的瑞利衰落信道时，给出了新的SIC各阶段中断概率的解析表达式。此外，著名的连续SIC阶段之间的误差传播效应进行了分析，而封闭形式的表达式推导出一些特殊情况下的利益。最后，有用的工程见解体现，如可实现的分集阶数，ZF和MMSE-SIC之间的性能差异，以及不完美的CSI和/或硬件损伤的存在对整体系统性能的影响。
2016-10-05 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
Constructive Multiuser Interference in Symbol Level Precoding for the MISO Downlink Channel
研究了多天线系统下行链路中多用户同时传输时的干扰问题。利用符号级预编码，本文讨论了一种新的多用户干扰抑制方法。提出了联合利用数据信息（DI）和信道状态信息（CSI）来设计符号级预编码器的概念。在这个方向上，数据流之间的干扰在某些条件下被转换为有用信号，该有用信号可以提高下行链路传输的信号干扰噪声比（SINR）。我们提出了一个最大比传输（MRT）为基础的算法，联合利用DI和CSI收集建设性多用户干扰的好处。随后，建立相长干扰下行链路传输与物理层多播之间的关系。在这种情况下，新的建设性干扰预编码技术，解决了发射功率最小化（最小功率）在每个用户的接收机的单个SINR约束提出。此外，通过最大化的加权最小SINR（最大最小SINR）的用户的公平性是通过找到最小功率和最大最小SINR问题之间的联系。此外，启发式预编码技术，提出了解决加权和率的问题。最后，大量的数值结果表明，所提出的计划优于其他国家的最先进的技术。
2014-08-20 cs.IT math.IT
Outage Bound for Max-Based Downlink Scheduling With Imperfect CSIT and Delay Constraint
我们考虑下行链路基于最大值的调度，其中基站和每个用户都配备有一个天线。在每个时隙中，基站获得所有用户的信道增益，并选择具有最大平方信道增益的用户。假设发射机处的信道状态信息（CSIT），即，平方信道增益可能是不准确的，我们推导出中断概率的下限，当在延迟约束下不满足所需的数据率时发生中断。的界限是紧密的瑞利衰落，并显示所需的速率和CSIT错误影响中断性能。
2016-06-13 cs.IT math.IT
Secrecy Sum-Rates with Regularized Channel Inversion Precoding under Imperfect CSI at the Transmitter
在本文中，我们研究了正则化的信道反转预编码的性能在MISO广播信道的机密消息下不完美的信道状态信息在发送端（CSIT）。我们得到了一个近似的可实现的保密和率，这几乎肯定是准确的发射天线的数量和用户的数量增长到无穷大，在一个固定的比例。仿真结果表明，这种分析是准确的，即使是有限大小的系统。对于FDD系统，我们确定CSIT误差必须如何与SNR成比例，并且我们推导出确保与具有完美CSIT的情况下的恒定高SNR速率间隙所需的反馈比特数。对于TDD系统，我们研究了最佳的信道训练量，最大限度地提高高信噪比的保密和速率。
2013-04-23 cs.IT math.IT
Coding for Quasi-Static Fading Channel with Imperfect CSI at the Transmitter and Quantized Feedback
本文针对发射端具有不完美信道状态信息和量化反馈的准静态衰落信道，通过在 SK 型收发机中引入模格函数与辅助信号，完全消除了由 I-CSIT 引起的译码错误，成功设计了高效的 SK 型编码方案。
2025-07-02 cs.IT math.IT
Detection of Spatially-Modulated Signals in Doubly Selective Fading Channels With Imperfect CSI
为了检测空间调制信号，接收器需要每个发射-接收天线对的信道状态信息（CSI）。虽然CSI并不完美且随时间变化，但大多数空间调制（SM）系统的研究都假设CSI和时不变信道是完全已知的。多个空间子信道之间的空间相关性，这是必须考虑CSI是不完美的，也往往被忽视。在本文中，我们释放上述假设，并考虑CSI的不确定性以及时空选择性。我们推导出信道估计误差感知最大似然（CEEA-ML）检测器以及PSK和QAM信号的几个低复杂度的替代方案。由于CSI的不确定性取决于所使用的信道估计器，我们认为在我们的研究中的决策反馈和基于模型的估计。最大似然检测器和一些次优检测器的出错率性能进行了分析。通过仿真和分析得到的数值结果表明，CEEA-ML检测器提供了明显的性能增益对传统的失配SM检测器，在许多情况下，所提出的次优检测器只会产生很小的性能损失。
2017-05-12 cs.IT math.IT
Optimal Use of Current and Outdated Channel State Information - Degrees of Freedom of the MISO BC with Mixed CSIT
我们考虑一个多输入单输出（MISO）广播信道与混合信道状态信息在发射机（CSIT），由不完美的当前CSIT和完美过时的CSIT。Kobayashi等人最近的工作提出了一种方案，该方案利用了不完美的当前CSIT和完美的过时CSIT，并且实现了比单独地仅利用不完美的当前CSIT或仅利用过时CSIT可能的更高的自由度（DoF）。在这项工作中，我们进一步提高了可实现的自由度在这种设置中，通过纳入额外的私人消息，并提供了一个严格的信息理论自由度的外边界，从而确定自由度的最佳使用混合CSIT。新的结果是更强的，即使在原来的设置只有延迟CSIT，因为它允许我们删除的限制性假设的统计等效衰落的所有用户。
2012-03-06 cs.IT math.IT
C-RAN Zero-Forcing with Imperfect CSI: Analysis and Precode\&Quantize Feedback
在未来的蜂窝网络中，通过远程无线头端（RRH）的集群进行下行链路联合传输是用于提高吞吐量的必要技术。该方法需要在设计联合预编码器的处理单元处的全局信道状态信息（CSI）。为此，必须在RRH和该单元之间共享大量CSI。本文提出了两个贡献。第一个是一个新的上限的速率损失，这意味着一个下限的可实现的速率，通过集群的RRH采用联合迫零（ZF）与不完整的CSI。第二个贡献，这遵循的见解，从约束，是一个新的CSI共享方案，大大减少了大的开销与获取全球CSI联合传输。简而言之，每个RRH应用本地预编码矩阵，其创建可以用更少的比特更准确地量化的低维有效信道，从而减少共享CSI的开销。除了CSI共享开销之外，该方案还降低了必须递送到集群中的每个RRH的数据率。
2021-11-28 cs.IT math.IT
On the Outage Performance of SWIPT-NOMA-CRS with imperfect SIC and CSI
本文提出了一种基于非正交多址接入的协作中继系统（NOMA-CRS）来提高频谱效率。此外，提出了NOMA-CRS中继的无线信息和功率同步传输（SWIPT）。在SWIPT-NOMA-CRS中，实现了三种不同的能量收集（EH）协议，功率共享（PS）、分时（TS）和理想协议。针对所有三种EH协议，研究了SWIPT-NOMA-CRS的中断性能。在分析中，代表实际/合理的情况下，不完美的连续干扰消除器（SIC）和不完美的信道状态信息（CSI）被考虑在内。推导出的中断概率（OP）的表达式通过计算机模拟验证。此外，还推导了不含EH的NOMA-CRS基准方案在不理想SIC和CSI下的OP。基于大量的模拟，揭示了SWIPT-NOMA-CRS优于没有EH的NOMA-CRS。最后，讨论了各参数对SWIPT-NOMA-CRS中断性能的影响，给出了给定场景下的最优PS因子、TS因子和功率分配系数。
2020-09-29 cs.IT math.IT
