On the Gain of Joint Processing of Pilot and Data Symbols in Stationary Rayleigh Fading Channels
在许多典型的移动通信接收机中，基于导频符号来估计信道，以允许在单独的处理步骤中进行相干检测和解码。目前，在打破这种分离的接收器上花费了大量的工作，例如，通过基于关于数据符号的可靠性信息来增强信道估计。在目前的工作中，我们评估可能的收益的联合处理的数据和导频符号的情况下，一个单独的处理在平稳的瑞利平坦衰落信道的背景下相比。因此，我们讨论了导频和数据符号的联合处理的可能增益的性质。我们表明，可以通过联合处理获得的附加信息被捕获在时间相关的信道估计误差的单独的基于导频的信道估计，这是不检索的信道解码器在单独处理的情况下。此外，我们推导出一个新的下限的联合处理的导频和数据符号的可实现的速率。
2011-02-18 cs.IT math.IT
Massive MIMO over Correlated Fading Channels: Multi-Cell MMSE Processing, Pilot Assignment and Power Control
针对相关瑞利衰落下的多小区大规模MIMO系统，本文利用渐近SINR近似提出低复杂度导频分配和功率控制方案，有效降低导频污染与开销，提升频谱效率和用户公平性。
2025-07-06 cs.IT math.IT
Optimum Power Allocations for Fading Decode-and-Forward Relay Channel
在本文中，对于衰落解码和转发全双工中继信道，我们解析地推导出最佳功率分配。个别电源和继电器的功率约束的假设和相关的优化问题进行了分析，为两种情况。首先，对源功率、中继功率以及源和中继的发射信号之间的相关系数进行优化。然后，对于相关系数的固定值，优化问题进行了分析。它也被证明，优化问题是凸的这两种情况。最后，通过模拟每个场景的理论结果的影响进行了讨论。
2012-02-06 cs.IT math.IT
Pilot-Assisted Short-Packet Transmission over Multiantenna Fading Channels: A 5G Case Study
利用有限块长度信息论的最新结果，我们研究了5G系统中控制信道的设计问题。该设置涉及在严格的延迟和可靠性约束下，在提供有限的频率分集而没有时间分集的传播信道上传输包含小信息有效载荷的短数据分组。我们提出了一个可扩展性界限，建立在随机编码联合界限与参数$s$（Martinez & Guillén i Fàbregas，2011），它依赖于正交相移键控调制，导频辅助传输估计衰落信道，并在接收机缩放最近邻解码。使用我们的可扩展性界限，我们确定有多少导频符号应该被发送到最佳的信道估计误差和速率损失之间的贸易由于导频开销。我们的分析还揭示了使用多个天线在发射机和/或接收机，以提供满足严格的可靠性约束所需的空间分集的重要性。
2018-02-01 cs.IT math.IT
Entropy and Channel Capacity under Optimum Power and Rate Adaptation over Generalized Fading Conditions
精确的衰落特性和信道容量确定在传统和新兴的通信系统中都是至关重要的。本文研究了传输介质的非线性及其对信道容量的影响。这种衰落条件的特点是首先使用信息理论的措施，即香农熵，交叉熵和相对熵。然后分析了功率自适应和无功率自适应对信道容量的影响。通过与计算机模拟结果的比较，推导出了封闭形式的表达式，并进行了验证。结果表明，衰落非线性的影响是显着大于衰落参数，如散射波功率比，和在每个集群的多径分量的同相和正交分量之间的相关系数。
2016-12-29 cs.IT math.IT
Performance of Optimum and Suboptimum Combining Diversity Reception for Binary DPSK over Independent, Nonidentical Rayleigh Fading Channels
本文研究了在非选择性瑞利衰落信道中采用组合分集接收的差分检测的二进制差分相移键控系统的误码性能。假设空间天线分集接收。多样性分支是独立的，但具有不同的分布统计。每个分支中的衰落过程被假定为具有任意多普勒带宽的任意多普勒频谱。最优分集接收和次优分集接收被认为是。以前的结果只适用于一阶和二阶多样性的情况。我们的结果是更一般的多样性的顺序是任意的。此外，误码率（BEP）的结果得到了一个精确的，封闭形式的表达式，它显示的行为的BEP作为一个显式的函数的一个比特间隔的衰落相关系数在匹配滤波器的输出，每个分支的每比特的平均信噪比和多样性的顺序。一个简单的，更容易计算的最佳分集检测器的BEP绑定的BADFFFF也推导出来。
2010-08-25 cs.IT math.IT
Performance of Optimum Combining in a Poisson Field of Interferers and Rayleigh Fading Channels
本文研究了无功率控制的分布式多址网络中天线阵列处理的性能。干扰被表示为泊松点过程。期望信号和干扰信号都受到路径损耗衰落（具有大于2的指数）和独立的瑞利衰落的影响。使用这些假设，我们推导出精确的封闭形式的输出信号与干扰加噪声比的累积分布函数的表达式时，应用最佳组合。这导致在中断概率方面的网络性能的相关测量，这又提供了对可以通过天线阵列处理实现的网络容量增益的了解。我们提出和讨论的应用程序的例子，以及一些数值结果。
2010-01-20 cs.IT math.IT
Optimizing Pilot Length for a Go/No-Go Decision in Two-State Block Fading Channels with Feedback
我们提出了一种方法，每个用户独立地寻求最小化的时间，他们占用的通道。从本质上讲，我们寻求最小化的传输符号的数量所需的数据包进行通信，假设可变长度编码与反馈。用户发送导频序列来估计信道质量，并决定是继续传输还是等待下一个机会。因此，即使用户已经获得接入，用户也可以选择离开信道，以便增加网络吞吐量并且还节省其自身的能量资源。本文通过对导频数目和信道识别门限的优化，使得传输数据包所需的符号总数（包括导频）最小。我们证明了一个充分条件的最佳导频长度和信道识别阈值。这个最佳的参数对数值求解和减少信道占用显示为各种信道设置。
2014-10-10 cs.IT math.IT
A Simple Capacity Lower Bound for Communication with Superimposed Pilots
我们提出了一个新的封闭形式的下限的高斯输入互信息的非相干通信（即，其中发射机和接收机都不知道衰落状态）。我们的界产生积极的（非平凡的）值，即使在最具挑战性的情况下，零均值快速衰落，一个制度，在该制度中，传统的正交时分复用导频的方法是无效的，并为其中，据作者所知，没有简单的分析界是已知的。其推导依赖于赋予发射信号非零均值，其可以被解释为附加地叠加到承载信息的高斯信号上的导频符号。在封闭的形式计算的最佳分数的发射功率，应该专用于这个导频，并显示出倾向于在低SNR的一半，并在高SNR的限制以上$2-\sqrt{2} \approx 0.586$。我们进一步展示了如何可以细化的非零均值衰落的一般情况下的界。最后，我们陈述我们的限制的MIMO设置的扩展，并将其应用于比较叠加与正交导频的SISO瑞利块衰落信道。
2018-04-19 cs.IT math.IT
Pilot Reuse for Massive MIMO Transmission over Spatially Correlated Rayleigh Fading Channels
我们提出了导频复用（PR）在单个小区的大规模多用户多输入多输出（MIMO）传输，以减少导频开销。对于空间相关瑞利衰落信道，当基站天线数趋于无穷大时，建立了信道空间相关性与信道功率角谱之间的关系。利用该信道模型，当复用导频的用户终端的信道到达间隔角不重叠时，可以最小化信道估计的均方误差（MSE），这表明了在受限信道角扩展的空间相关大规模MIMO信道上进行PR的可行性.考虑到信道估计性能可能会下降，由于PR，我们还开发了封闭形式的鲁棒多用户上行链路接收机和下行链路预编码器，最小化信号检测的和MSE，并揭示了它们之间的对偶。随后，我们调查导频调度，这决定了PR模式，在两个最小MSE相关的标准，并提出了一个低复杂度的导频调度算法，它只依赖于信道统计。仿真结果表明，所提出的PR方案提供了显着的性能增益比传统的正交训练方案的净频谱效率。
2015-02-18 cs.IT math.IT
Optimum Linear LLR Calculation for Iterative Decoding on Fading Channels
在接收端没有信道状态信息的衰落信道中，计算真实对数似然比（LLR）是复杂的。现有的工作假设加性噪声的功率是已知的，并使用信道输出的线性函数中的衰落增益的期望值来找到近似的LLR。在这项工作中，我们首先假设的功率的加性噪声是已知的，我们找到的最佳线性近似的LLR的意义上的最大可实现的传输速率的信道上。在该线性LLR计算下的最大可实现速率几乎等于在真实LLR计算下的最大可实现速率。我们还观察到，这种方法似乎是最佳的意义上的比特出错率性能太。这些结果，然后扩展到的情况下，噪声功率是未知的接收机和性能几乎相同的情况下，噪声功率是完全已知的。
2007-04-19 cs.IT math.IT
Pilot-Based Unsourced Random Access with a Massive MIMO Receiver in the Quasi-Static Fading Regime
在这项工作中，我们对待无源随机接入问题的瑞利块衰落AWGN信道与多个接收天线。具体来说，我们考虑缓慢衰落的情况下，相干块长度是大的活跃用户的数量相比，可以在一个相干块中发送的消息。无源随机接入是指一种免授权随机接入形式，其中用户被认为是先验不可区分的，并且接收器恢复所发送消息的列表直到排列。在这项工作中，我们表明，当相干块的长度是足够大的，一个传统的方法的基础上传输的非正交导频序列与随后的信道估计和最大比合并（MRC）提供了一个简单的节能的解决方案，其性能可以很好地近似在封闭的形式。对于有限块长度的仿真，我们使用随机子采样的DFT矩阵作为导频矩阵，使用低复杂度的近似消息传递算法进行活动检测，并使用最先进的极化码作为单用户纠错码，并使用连续消除列表解码器。这些模拟证明了所提出的方法的可扩展性和分析的质量。
2021-08-10 cs.IT math.IT
Achievable Rates and Training Optimization for Fading Relay Channels with Memory
本文研究了时间选择性平坦衰落中继信道的传输问题。假设信道衰落系数是未知的先验。传输过程分为两个阶段：网络训练阶段和数据传输阶段。在训练阶段，发送导频符号，接收机采用单导频MMSE估计或非因果维纳滤波器来学习信道。在数据传输阶段考虑了放大转发（AF）和解码转发（DF）技术，得到了可达速率表达式。训练周期，数据和训练功率分配的联合优化，通过使用可实现的速率表达式。数值结果得到考虑高斯-马尔可夫和低通衰落模型。计算可压缩速率，并研究每比特能量的要求。给出了导频符号和数据符号之间的最优功率分配。
2008-12-08 cs.IT math.IT
Asymptotically optimal pilot allocation over Markovian fading channels
研究了马尔可夫衰落信道下无线网络中的导频分配问题。在无线系统中，信道状态信息（CSI）是在基站（BS）处收集的，特别地，本文考虑了一种导频辅助的信道估计方法（TDD模式）。通常，可用的导频比用户少，因此在每个时隙，调度器需要以最大化长期平均吞吐量为目标来决定向用户分配导频。在如何使用有限的导频方面存在固有的权衡：将导频分配给具有最新CSI和良好信道条件的用户以供利用，或者将导频分配给具有过时CSI的用户以供探索。正如我们所示，所产生的导频分配问题是一个不安分的强盗问题，因此其最优解是遥不可及的。在本文中，我们提出了一个近似，通过拉格朗日松弛方法，提供了一个低复杂性的启发式，惠特尔指数政策。我们证明了这一政策是渐近最优的许多用户制度（当系统中的用户数量和可用的导频信道感测增长大）。我们评估的性能惠特尔的指数政策在各种情况下，并说明其显着良好的性能。
2016-08-30 cs.IT math.IT math.OC
Pilot Contamination Elimination for Channel Estimation with Complete Knowledge of Large-Scale Fading in Downlink Massive MIMO Systems
大规模多输入多输出是未来第五代系统的一项重要技术。然而，由于导频污染，大规模多输入多输出系统仍然受到限制，导频污染由于由同一小区中的用户向相邻小区发送的导频序列的非正交性而影响数据率。在对大尺度衰落信道估计的基础上，通过对最大比传输和迫零预编码方法的性能分析，提出了一种在大尺度衰落信道下，利用正交导频复用序列消除边缘用户信道质量差时的伪码的信道估计方法。当天线阵元数接近无穷大时，通过为用户分组分配PRS，我们推导出了下行链路可达到的DR和信干噪比的下界，从而缓解了这个问题。仿真结果表明，由于更好的信道估计和更小的性能损失，可以实现高的DR。
2021-06-25 cs.IT eess.SP math.IT
Training Optimization for Gauss-Markov Rayleigh Fading Channels
在本文中，导频辅助传输高斯马尔可夫瑞利衰落信道被认为是。研究了一种简单的场景，其中每T个符号发送单个导频信号，并且在导频之间发送T-1个数据符号。首先，假设在发射机处采用二进制相移键控（BPSK）调制。在此假设下，通过最大化可实现的速率表达式来联合优化训练周期以及数据和训练功率分配。使用最佳训练参数计算可压缩速率和每比特能量要求。其次，将估计误差视为加性高斯噪声的另一个来源，得到了一个容量下界，并通过最大化这个下界来优化训练参数。
2007-05-01 cs.IT math.IT
Optimum Transmission Rate in Fading Channels with Markovian Sources and QoS Constraints
本文研究了在瑞利衰落信道下，由单发射机和单接收机组成的机器型通信网络的可靠性和时延性能。源的流量到达建模为马尔可夫过程，即离散时间马尔可夫过程，流体马尔可夫过程，马尔可夫调制泊松过程，并施加延迟/缓冲区溢出约束。我们的方法是基于可靠性和延迟中断概率，其中发射机不知道信道条件，因此发射机将在固定速率上传输信息。固定速率传输被建模为一个两状态离散时间马尔可夫过程，它确定了无线传输的可靠性水平。使用有效带宽和有效容量理论，我们评估可靠性和延迟之间的权衡，并确定QoS要求。研究了在QoS约束条件下，不同来源的MTC设备流量对有效传输速率的影响。
2018-08-21 cs.IT math.IT
Short Packets over Block-Memoryless Fading Channels: Pilot-Assisted or Noncoherent Transmission?
我们提出了非渐近的上限和下限的最大编码速率时，可实现传输短数据包在莱斯无记忆块衰落信道的数据包错误概率的给定要求。我们专注于实际相关的情况下，没有\emph{a priori}信道状态信息可在发射机和接收机。建立在最小-最大逆的上限相比，两个下限：第一个依赖于一个非相干传输策略，其中的衰落信道不明确估计在接收机;第二个采用导频辅助传输（PAT），其次是最大似然信道估计和缩放失配最近邻解码在接收机。我们的界限是紧到足以揭开最佳数量的分集分支，一个数据包应该跨越，使每比特所需的能量，以实现一个目标的数据包错误概率最小化，对于一个给定的约束的码率和数据包的大小。此外，边界揭示了非相干传输比PAT更节能，即使当导频符号的数量和它们的功率被优化时。例如，对于在块大小等于$8$符号的块衰落信道上使用速率为$0.48$比特/信道使用的信道码来发送$168$符号的编码分组的情况，PAT需要每信息比特额外的$1.2$ dB能量，以实现与适当设计的非相干传输方案相比为$10^{-3}$的分组差错概率。最后，我们设计了一个PAT计划的基础上打孔咬尾准循环码和有序统计解码，其性能接近（$1$ dB差距在$10^{-3}$分组错误概率），我们的PAT下界预测。这表明，PAT下限提供了有用的指导方针，实际PAT计划的设计。
2017-12-18 cs.IT math.IT
Random Pilot and Data Access for Massive MIMO Spatially Correlated Rayleigh Fading Channels
由于导频序列的限制和设备活动的间歇模式，在拥挤的场景中随机接入是必要的。目前，大多数相关的工作是基于独立同分布（i.i.d.）渠道然而，大规模多输入多输出（MIMO）信道并不总是独立同相的。在现实的室外无线传播环境中。针对空间相关瑞利衰落信道下的上行大规模多输入多输出系统，提出了一种设备分组和导频集分配算法。首先，将设备分成多个组，并且同一组内的设备的信道协方差矩阵近似正交。在每个组中，分配专用导频集。然后，有源设备执行随机导频和数据接入过程。推导了该方案的信道估计均方误差（MSE-CE）和频谱效率，并证明了当冲突设备具有非重叠的到达角（AoA）间隔时，MSE-CE最小。仿真结果表明，该协议的MSE-CE和频谱效率比传统方案有了提高。特别是对于长导频序列，所提出的方案的MSE-CE在宽信噪比（SNR）区域上接近理论下限。此外，MSE-CE性能增益在高SNR和强相关场景中是显著的。
2019-08-15 cs.IT eess.SP math.IT
Adaptive Training for Correlated Fading Channels with Feedback
我们考虑通过时间选择性，相关（一阶马尔可夫）瑞利衰落信道的平均功率约束的数据传输。在接收机处利用导频信号估计信道，并且将该估计反馈给发射机。该估计用于相干解调，并调整数据和导频功率。我们明确地确定了最佳的导频和数据功率控制策略在连续时间限制的信道状态演变为一个Ornstein-Uhlenbeck扩散过程，并估计由一个卡尔曼滤波器在接收机。最优导频策略在零和最大（峰值约束）值之间切换（"bang-bang“控制），并且在低信噪比（等效地，大带宽）下近似于最优离散时间策略。切换边界是根据系统状态（估计的信道均值和相关的误差方差）定义的，并且可以显式计算。在最优策略下，发射机通过在信道衰落时降低训练功率来节省功率，从而提高数据率。数值结果表明，由于自适应训练方案的反馈，相对于常数（非自适应）的训练，这并不需要反馈的可实现的速率显着增加。增益在相对低的SNR和快速衰落时更明显。通过Monte Carlo模拟进一步验证了结果。
2009-08-10 cs.IT math.IT
Unsourced Random Access with a Massive MIMO Receiver Using Multiple Stages of Orthogonal Pilots
本文研究了瑞利块衰落信道下接收机配置多天线的无源随机接入问题。我们采用多个阶段的正交导频，其中每一个是随机挑选的码本。在所提出的方案中，每个用户使用极化码对其消息进行编码，并将其附加到所选择的导频序列以构建其发送的信号。因此，接收信号由用户信号的叠加组成，每个用户信号由多个正交导频部分和极化编码部分组成。我们使用一个迭代的方法来解码发送的消息，以及一个合适的连续干扰消除方案。通过大量的仿真结果表明，该方案的性能显着优于现有的方法URA多输入多输出衰落信道。
2022-05-19 cs.IT math.IT
Coding Versus ARQ in Fading Channels: How reliable should the PHY be?
研究了瑞利块衰落信道中信道编码和自动重传请求（ARQ）的折衷。重编码系统对应于具有很少ARQ重传的低传输速率，而较轻编码对应于较高传输速率但更多重传。最佳的错误概率，其中最佳是指最大化的平均成功的吞吐量，推导出并示出为一个递减函数的平均信号-噪声比和信道分集阶。这项工作的一般结论是，最佳错误概率相当大（例如，10%或更大），并且以非常小的错误概率操作可能导致显著降低的吞吐量。即使考虑到诸如延迟约束和确认反馈错误等许多实际ARQ考虑，该结论也成立。
2010-03-30 cs.IT math.IT
Pilot-Symbol-Assisted Communications with Noncausal and Causal Wiener Filters
本文研究了时间选择性平坦衰落信道中的导频辅助传输。假设在接收机处采用非因果和因果维纳滤波器来借助于由发射机周期性地发送的训练符号来执行信道估计。对于这两个滤波器，估计误差的方差从信道的多普勒功率谱获得。随后，可实现的速率表达式提供。通过最大化可实现的速率表达式来联合优化训练周期以及数据和训练功率分配。通过将衰落建模为高斯-马尔可夫过程，得到了数值结果。因果和非因果滤波方法的可实现的速率进行了比较。对于特定的参数范围内考虑的文件中，所产生的性能损失，通过使用因果过滤器，而不是一个非因果过滤器被证明是小的。分析了由于快衰落引起的信道多普勒频谱欠采样版本中出现的混叠的影响。最后，能量每比特的要求进行了调查，在存在的非因果和因果维纳滤波器。
2008-12-08 cs.IT math.IT
Optimum Power Control at Finite Blocklength
本文研究了在给定块长度$n$和错误概率$ε$的情况下，当码字受到长期（即，对所有码字平均）功率约束。最大信道编码速率的大$n$展开中的二阶项的特征在于加性高斯白噪声（AWGN）信道和具有在发射机和接收机处都可用的完美信道状态信息的准静态衰落信道。它表明，在这两种情况下，二阶项是成比例的$\sqrt{n^{-1}\ln n}$。对于准静态衰落的情况下，这个二阶项是通过截断的信道反转，即，通过级联的色散最优码的AWGN信道服从短期功率约束，与功率控制器，反转的信道时，衰落增益高于一定的阈值。最大信道编码率的估计是很容易的，对于AWGN和准静态衰落的情况下。
2015-07-14 cs.IT math.IT
Hardware-Aware Pilot Decontamination Precoding for Multi-cell mMIMO Systems With Rician Fading
我们考虑一个硬件受损的多小区莱斯衰落的大规模多输入多输出（mMIMO）系统与两层导频净化预编码，也被称为大规模衰落预编码（LSFP）。每个BS配备有灵活的动态模数转换器（ADC）/数模转换器（DAC）架构，并且用户设备（UE）具有低分辨率ADC。此外，BS和UE都具有硬件受损的射频链。动态ADC/DAC架构允许我们改变连接到每个BS天线的ADC/DAC的分辨率，并适当地选择它们以最大化SE。我们提出了一种失真感知的最小均方误差（DA-MMSE）预编码器，并研究其使用与两层LSFP和传统的单层预编码（SLP）的硬件受损mMIMO系统。我们讨论了LSFP和SLP与DA-MMSE和失真感知MMSE（DU-MMSE）预编码器的用例，这将为系统设计人员提供关于其在实际系统中使用的关键见解。
2022-11-29 cs.IT eess.SP math.IT
Effective Capacity of URLLC over Parallel Fading Channels with Imperfect Channel State Information
研究了有限块长度（FBL）下多个并行子信道上的点对点超可靠低延迟通信（URLLC）传输的有效容量.基于合理的假设和近似，我们推导出有效容量作为导频长度，解码错误概率，发射功率和子信道数的函数。然后，我们揭示了上述参数的有效容量的显着影响。推导了有效容量的封闭下界，并提出了一种基于交替优化的算法来寻找最佳导频长度和解码错误概率。仿真结果验证了我们的理论分析，并表明封闭形式的下限是非常紧密的。此外，通过对优化后的有效容量的仿真，对导频长度和译码错误概率的优化提供了启示，以评估实际系统中的最佳参数。
2022-10-19 cs.IT math.IT
Efficient evaluation of the error probability for pilot-assisted URLLC with Massive MIMO
本文针对导频辅助URLLC有限块长传输，提出基于衰落块数而非每块信道使用数的鞍点近似，显著降低错误概率评估所需的蒙特卡洛样本。
2023-08-18 cs.IT math.IT
Optimal Training for Non-Feedback Adaptive PSAM over Time-Varying Rayleigh Fading Channels
时变快衰落信道是无线通信系统设计中的一个主要挑战。已经引入了导频符号辅助调制（PSAM）以减轻衰落的影响并允许相干解调。本文研究了时变瑞利衰落信道下\emph{non-feedback}自适应PSAM方案的性能。一个模块化的方法被引入用于以一种有效的方式计算速率。此外，四个传输策略进行了分析，我们展示了如何优化培训的持续时间和功率分配的信道条件和从一个传输策略到另一个不同。这些计划的性能是衡量使用二进制信令的可实现的速率。我们正式表明，因果估计，将所有的功率放在最后一个导频符号预计是最佳的。此外，衰落过程的自相关是基于该过程的平稳一阶高斯-马尔可夫模型，或者当分析高阶相关时基于Jakes模型。
2015-10-14 cs.IT math.IT
On Communication over Unknown Sparse Frequency-Selective Block-Fading Channels
本文考虑离散时间信道的可靠通信问题，信道的冲激响应具有长度$L$和精确的$S\leq L$非零系数，其支持度和系数在$N>L$信道使用的块上保持固定，但在块与块之间独立地变化。这里，假设信道的支持和系数实现都是未知的，尽管它们的统计是已知的。假设高斯非零系数和噪声，并专注于高信噪比制度，它首先表明，遍历非相干信道容量具有前对数因子$1-\frac{S}{N}$的任何$L$。然后，它示出，根据容量预对数因子的速率与任意小的错误概率进行通信，它足以使用导频辅助正交频分复用（OFDM）与$S$导频每个衰落块，结合适当的非相干解码器。由于可扩展性的结果是证明使用非相干解码器的衰落块$K$的数量呈指数增长的复杂性，一个更简单的解码器，基于$S+1$导频，也提出了。其$ε$ -可实现的速率被示出为具有等于$1-\frac{S+1}{N}$的前对数因子，其中先前考虑的信道，而其可实现的速率被示出为具有前对数因子$1-\frac{S+1}{N}$，当块衰落信道的支持随时间保持固定时。
2011-06-27 cs.IT math.IT
Fundamental Limits of Low-Density Spreading NOMA with Fading
本文导出了衰落条件下低密度扩频非正交多址信道的线性检测独立译码和最佳译码时的频谱效率。大系统的限制，其中用户的数量和数量的信号维度增长与固定的比例，称为负载，被认为是。在最佳解码的情况下，它被发现，低密度扩展underperformed密集扩展的所有负载。相反，线性检测的特征在于欠载与过载状态下的不同行为。特别是，它示出的频谱效率的变化平滑负载的增加。然而，在过载状态下，低密度扩展的频谱效率高于密集扩展的频谱效率。
2018-01-27 cs.IT math.IT
Parametric Channel Estimation by Exploiting Hopping Pilots in Uplink OFDMA
提出了一种适用于OFDMA系统上行链路伪随机子信道化的参数信道估计算法。该算法利用跳频导频帮助ESPRIT估计多径衰落信道的时延子空间，并利用全局导频内插数据子载波。因此，它大大优于传统的本地通道插值器。
2008-11-04 cs.IT math.IT
Transmit Power Policy and Ergodic Multicast Rate Analysis of Cognitive Radio Networks in Generalized Fading
本文确定了认知无线电网络中主用户中断约束下的点对多点通信的最优次用户功率分配和遍历组播速率。利用极值理论（EVT）的工具，首先证明了独立同分布（i.i.d.）信干比（SIR）随机变量（RV）是威布尔分布，当用户信号和干扰信号经历独立和非同分布（i.n.i.d.）$κ-μ$阴影衰落。此外，实际的最小分布的威布尔分布的收敛速度。然后，该限制分布用于确定在广义衰落场景中在主网络处受到中断约束的认知无线电网络中的次网络的最优发射功率。此外，渐进遍历多播速率的次用户进行了分析，不同的信道衰落参数。
2019-10-27 cs.IT math.IT
Peak-Age Violation Guarantees for the Transmission of Short Packets over Fading Channels
我们调查的概率，在多天线无线衰落信道上工作的点对点通信系统中的信息的峰值年龄超过一个预定值。根据具有服务中的抢占的后来先服务策略来调度分组，并且使用简单的自动重复请求协议在信道上传输分组。我们考虑正交相移键控调制，导频辅助传输，最大似然信道估计，和失配缩放最近邻解码。我们的分析，利用非渐近工具在信息论，允许一个确定，对于一个给定的信息包大小，物理层参数，如SNR，发射和接收天线的数量，利用的频率分集的量，和导频符号的数量，以确保系统低于目标峰值年龄违规概率。
2019-03-15 cs.IT math.IT
An Energy Efficiency Perspective on Training for Fading Channels
本文研究了块瑞利衰落信道中基于训练的传输对比特能量的要求。导频信号被用来获得信道衰落系数的最小均方误差（MMSE）估计。能量效率分析在最坏的情况下，其中信道估计被假定为完美的，并且估计中的误差被认为是加性高斯噪声的另一个来源。结果表明，位能量的需求增长没有约束的，因为该位趋于零，和最小的位能量是在一个非零的位的值，低于该值的人不应该操作。块长度的最小位能量和最小值时达到的最小值上的效果进行了研究。闪光训练计划进行了分析，并显示，以提高能源效率在低功耗制度。当峰值功率约束施加在导频信号上时，也进行能量效率分析。
2007-05-01 cs.IT math.IT
Is Synchronization a Bottleneck for Pilot-Assisted URLLC Links?
本文针对非理想同步块衰落下的导频辅助 URLLC，提出联合同步与信道估计算法及有限码长 RCUs 界和鞍点近似，揭示延迟相关模型决定同步是否构成性能瓶颈。
2024-09-09 cs.IT math.IT
Coded DS-CDMA Systems with Iterative Channel Estimation and no Pilot Symbols
在本文中，我们描述了直接序列码分多址（DS-CDMA）系统与四相移键控，其中信道估计，相干解调和解码迭代进行，而不使用任何训练或导频符号。针对采用非规则重复累积码的DS-CDMA系统，提出了一种基于期望最大化的信道估计算法，该算法能够估计出在干扰和热噪声共同作用下的衰落幅度、相位和干扰功率谱密度（PSD）。在从接收的符号获得衰落幅度、相位和干扰PSD的初始估计之后，通过使用来自信道解码器的软反馈来迭代地更新这些参数的后续值。更新后的估计与接收到的符号相结合，并迭代地传递给解码器。导频符号的消除简化了系统设计，并且允许增强的信息吞吐量、改进的比特出错率或更高的频谱效率。干扰功率谱估计使DS-CDMA系统能够有效地抑制干扰。
2010-08-19 cs.IT math.IT
Channel Estimation with Systematic Polar Codes
研究极化码在衰落信道中的性能对于极化码在无线通信中的应用具有重要意义。信道估计是在衰落信道中进行通信的基本步骤。对于系统极化码和非系统极化码两者，它们的构造基于信息集和已知的冻结比特。存在系统和非系统极化码的有效实现。当涉及到信道估计或信道跟踪时，传统上在码字中插入额外的导频符号。为了提高极化码在有限域中的性能，本文从极化码的编码符号中选取导频符号。为了保持极化码编码的现有有效结构，导频选择是关键的，因为并非所有选择都可以重用现有结构。本文提出了两种导频选择，表示为不均匀导频选择（UEPS）和均匀导频选择（EPS），其不改变有效的极化编码结构。建议的UEPS和EPS被证明满足有效的施工条件。EPS的性能优于UEPS和传统的导频插入方案。仿真结果验证了所提出的导频选择方案的性能。
2018-01-09 cs.IT math.IT
Multi-cell Hybrid Millimeter Wave Systems: Pilot Contamination and Interference Mitigation
本文研究了多输入多输出（MIMO）网络中多小区多用户（MU）混合毫米波（mmWave）通信的系统性能。由于导频符号在不同小区之间的重用，导频污染预计会降低信道估计的性能，这被认为是传统多小区MU大规模MIMO网络的基本性能瓶颈。为了分析导频污染对系统性能的影响，本文首先推导了在Rician衰落信道下，文献[2]中提出的信道估计算法的归一化均方误差（MSE）的闭式近似。我们的分析和仿真结果表明，所产生的导频污染和噪声的影响的信道估计误差渐近消失的天线数量的增加配备在每个射频（RF）链在所需的BS。此外，通过采用迫零（ZF）预编码在每个小区的下行链路传输，我们推导出一个紧密的封闭形式的近似的平均可达速率每个用户。研究结果表明，在莱斯衰落信道下，通过简单地增加基站的天线数量，可以有效地抑制导频污染引起的小区内干扰和小区间干扰。
2018-06-07 cs.IT math.IT
Differential Diversity Reception of MDPSK over Independent Rayleigh Channels with Nonidentical Branch Statistics and Asymmetric Fading Spectrum
本文研究了在非选择性、独立、非均匀分布的瑞利衰落信道中差分检测的差分相移键控（DPSK）分集接收机的最佳结构及其性能分析。每个分支的衰落过程被假定为具有任意多普勒带宽的任意多普勒谱，但具有不同的、非对称的衰落功率谱密度特性。以8-DPSK为例，最佳分集接收机的平均误比特概率（BEP）是通过计算三个比特中每一个的BEP来获得的。推导出的BEP结果给出了精确的，明确的，封闭形式的表达式，清楚地显示了作为各种系统参数的函数的性能的行为。
2007-04-09 cs.IT cs.PF math.IT
Symbol Error Rates of Maximum-Likelihood Detector: Convex/Concave Behavior and Applications
研究了AWGN信道（非衰落信道和衰落信道）下最大似然检测器符号出错率的凸性/凸性特性。通用条件下，SER是一个凸/凹函数的SNR确定。SER的一阶和二阶导数的普遍界，得到的任意星座，其中一些是紧的。最后讨论了这些结果的应用，包括空间复用系统中的最优功率分配，降低或增加（干扰问题）出错率的最优功率/分时分配，以及对衰落信道的影响。
2007-05-08 cs.IT math.IT
Line-of-Sight and Pilot Contamination Effects on Correlated Multi-cell Massive MIMO Systems
本工作考虑了具有$L$小区的多小区大规模MIMO系统的上行链路（UL），每个$K$单天线用户与$N-$天线基站（BS）通信。该信道模型包括具有不同的每用户莱斯因子和信道相关矩阵的莱斯衰落，并考虑到导频污染和不完美的CSI。其目的是评估这种系统的性能与不同的单细胞和多细胞检测方法。在前者中，我们研究MRC和单小区MMSE（S-MMSE）;至于后者，我们感兴趣的是多小区MMSE（M-MMSE），最近被证明在瑞利衰落提供无界速率。假设无限的$N$限制，并产生信息的封闭形式的近似，证实了有限系统尺寸的数值结果的选择。因此，这些表达式是准确的，并提供了相关的见解不同的系统参数对整体性能的影响。
2018-12-17 cs.IT math.IT
Uplink Performance of Large Optimum-Combining Antenna Arrays in Poisson-Cell Networks
分析了基站按泊松点过程（PPP）分布的无线网络上行链路。假设基站具有大量天线，并且使用线性最小均方误差（MMSE）空间处理用于多址接入。每个小区的活动移动台的数量被限制，以允许使用在每个小区中正交的导频序列进行信道估计。当精确的信道估计是可用的时，在这样的系统的典型小区中的随机定位的链路的累积分布函数（CDF）被导出。当信道估计遭受导频污染时，为频谱效率提供了一个简单的界限。结果提供了深入了解所谓的大规模多输入多输出（MIMO）系统在空间分布的蜂窝网络的性能。
2013-11-19 cs.IT math.IT
Large-Scale Fading Precoding for Maximizing the Product of SINRs
针对多小区大规模MIMO（multiple-input multiple-output）系统下行链路中的导频污染问题，提出了一种大尺度衰落预编码方案。莱斯衰落与空间相关的信道被认为是视线（LOS）的信道分量是随机相移在每个相干块。大尺度衰落预编码权值的设计基于最大化用户的信号与干扰加噪声比（SINR）的乘积，这提供了最大最小公平性与和速率最大化之间的良好平衡。频谱效率（SE）的基础上推导出的缩放最小二乘（LS）估计的信道，它只利用解扩导频信号没有任何矩阵求逆。仿真结果表明，与传统的单层预编码相比，两层大尺度衰落预编码提高了几乎所有用户的SE。
2020-02-04 cs.IT eess.SP math.IT
Device Activity Detection for Massive Grant-Free Access Under Frequency-Selective Rayleigh Fading
在频率选择性衰落环境下，大规模免授权接入的设备活动检测和信道估计一直是一个突出的问题。本文旨在应对这一挑战。具体而言，我们提出了一种基于正交频分复用（OFDM）的大规模免授权接入方案，用于具有一个M天线基站（BS），N个单天线物联网（IoT）设备和P个信道抽头的宽带系统。我们得到两个不同的，但等效的频率选择性瑞利衰落下的接收导频信号的模型。基于每个模型，我们制定设备活动检测作为一个非凸的最大似然估计（MLE）问题，并提出了一个迭代算法，以获得一个稳定点，使用最佳技术。所提出的两种基于MLE的方法具有相同的计算复杂性阶O（NPL ^2），而与M无关，并且当P=1时退化为现有的基于MLE的设备活动检测方法。传统的信道估计方法可以容易地应用于基于所接收的导频信号的导出模型之一来在频率选择性瑞利衰落下对检测到的有源设备进行信道估计。仿真结果表明，这两种方法具有不同的系统参数优势，可以相互补充，为频率选择性瑞利衰落下的免授权大规模接入提供有前途的设备活动检测设计。
2021-12-31 cs.IT math.IT
Learning How to Demodulate from Few Pilots via Meta-Learning
考虑物联网（IoT）场景，其中设备使用具有很少导频符号的短分组零星地发送。每个设备在衰落信道上传输，其特征在于具有唯一非线性传递函数的放大器。导频的数量通常不足以获得端到端信道的准确估计，端到端信道包括衰落和放大器失真的影响。本文提出使用元学习来解决这个问题。因此，来自先前IoT传输的导频被用作元训练，以便学习能够从很少的导频快速适应新的端到端信道条件的解调器。数值结果验证了该方法的优点相比，训练方案，无论是不利用以前的传输或应用标准的学习算法，以前收到的数据。
2019-03-06 cs.IT eess.SP math.IT
On the Cramer-Rao Lower Bound for Spatial Correlation Matrices of Doubly Selective Fading Channels for MIMO OFDM Systems
本文给出了MIMO OFDM系统在时变多径衰落信道中的CRLB的解析表达式和空间相关矩阵的最大似然估计。分析和数值计算结果表明，样本数量和频率选择性的顺序对CRLB有显着的影响。此外，导频数目、信噪比以及归一化最大多普勒扩展共同影响频率选择性的有效阶数。
2008-11-04 cs.IT math.IT
Deep Channel Prediction: A DNN Framework for Receiver Design in Time-Varying Fading Channels
在时变衰落信道中，使用每个相干间隔发送的导频符号来估计信道系数。对于具有高多普勒扩展的信道，随时间的快速信道变化将需要相当大的带宽用于导频传输，从而导致差的吞吐量。在本文中，我们提出了一种新的接收机架构，使用深度递归神经网络（RNN），学习信道变化，从而减少信道估计所需的导频符号的数量。具体来说，我们设计并训练一个RNN来学习时变信道中的相关性，并在广泛的多普勒和信噪比（SNR）范围内以良好的精度预测未来的信道系数。建议的训练方法，使准确的通道预测，通过使用技术，如教师力量的培训，提前停止，并减少高原上的学习率。此外，通过基于多普勒和SNR将预测的数量适应于未来来实现针对不同多普勒和SNR的预测的鲁棒性。数值结果表明，该接收机在时变衰落信道中具有良好的误码性能。我们还提出了一个数据决策驱动的接收机架构，使用RNN，进一步降低了导频开销，同时保持良好的误码性能。
2022-03-23 cs.IT eess.SP math.IT
Scalable Cell-Free Massive MIMO Systems with Finite Resolution ADCs/DACs over Spatially Correlated Rician Fading Channels
在本文中，可扩展的无小区大规模MIMO（SCF-mMIMO）系统中，所有的用户设备（UE）和接入点（AP）采用有限分辨率的数字到模拟转换器（DAC）和模拟到数字转换器（ADC）和相关莱斯衰落下的性能评估的分析框架，提出。通过使用最大比合并（MRC）检测，通用表达式的上行链路（UL）的频谱效率（SE）的分布式和集中式方案。为了进一步降低原有局部部分MMSE（LP-MMSE）和部分MMSE（P-MMSE）检测器的计算复杂性（CC），提出了两种新的可扩展的低复杂度MMSE检测器，分别用于分布式和集中式方案，其SE性能非常接近.此外，对于分布式方案的一个新的部分大规模衰落解码（P-LSFD）加权矢量的引入和分析SE性能是非常相似的一个等效的不可扩展的LSFD矢量的性能。最后，提出了一种由AP簇形成、导频分配和功率控制三部分组成的可扩展算法，该算法优于传统的随机导频分配和基于用户组的导频分配策略，并且与等功率传输策略相反，它保证了所有接入UE的服务质量（QoS）公平性。
2021-09-15 cs.IT cs.NI math.IT
Capacity scaling in a Non-coherent Wideband Massive SIMO Block Fading Channel
研究了在单输入多输出（SIMO）块瑞利衰落信道中，当带宽和接收天线数均趋于无穷大，发射功率固定时，相干和非相干信道容量的缩放关系.发射机没有信道状态信息（CSI），而接收机可以具有Genie提供的CSI（相干接收机），或者仅具有信道统计（非相干接收机）。我们的研究结果表明，如果可用带宽小于一个阈值带宽，这是成比例的（最多的领先阶项）的天线数量的平方根，有没有差距的相干容量和非相干容量的容量缩放行为。另一方面，当带宽大于该阈值时，存在容量缩放间隙。由于使用导频符号进行信道估计的可实现速率受到非相干容量约束，这项工作揭示了在具有大量接收天线的系统中的导频辅助相干接收器无法利用高于给定阈值的多余频谱来获得容量增益。
2020-02-20 cs.IT math.IT
Optimizing Pilot Overhead for Ultra-Reliable Short-Packet Transmission
在本文中，我们优化了超可靠的短数据包传输的导频开销，并研究了这种开销对数据包大小和错误概率的依赖关系。特别是，我们考虑一个点到点的通信，其中一个传感器发送消息到一个中心节点，或基站，在AWGN与瑞利衰落信道。我们正式的近似可达到的速率在给定的块长度，导频长度和错误概率方面的优化。这导致更准确的导频开销优化。仿真结果表明，在优化导频开销时，综合考虑数据包大小和错误概率是非常重要的。
2017-05-08 cs.IT math.IT
Large-Scale-Fading Decoding in Cellular Massive MIMO Systems with Spatially Correlated Channels
大规模多输入多输出（MIMO）系统由于导频污染现象会受到小区间相干干扰的影响。本文研究了一种两层解码方法，可以减轻多小区大规模MIMO中的相干和非相干干扰。为此，每个基站（BS）首先基于上行链路导频使用最小均方误差（MMSE）或逐元素MMSE（EW-MMSE）估计来估计到小区内用户的信道。估计用于每个BS上的本地解码，随后是第二解码层，其中BS协作以减轻小区间干扰。计算任意两层解码方案的上行链路可实现频谱效率（SE）表达式。一个封闭形式的表达式，然后获得相关瑞利衰落，最大比合并，并建议在第二层的大规模衰落解码（LSFD）。我们还制定了一个总和SE最大化问题的数据功率和LSFD向量作为优化变量。由于这是一个NP难问题，我们开发了一个低复杂度的算法的基础上加权MMSE方法，以获得局部最优。数值结果表明，数据功率控制和LSFD提高了单层解码多小区Massive MIMO系统的总和SE性能。
2019-01-16 cs.IT math.IT
Fully Asynchronous Unsourced Random Access over Fading Channels
IHP - Leibniz Institute for High Performance Microelectronics（IHP-莱布尼茨高性能微电子研究所）；Imperial College London（帝国理工学院）；German Aerospace Center (DLR)（德国航空航天中心）
该研究提出了一种完全异步的无源随机接入方案，通过极码和导频序列结合双滑动窗口解码器，实现对衰落信道中异步用户数据的高效解码与干扰抵消。
2025-12-22 cs.IT eess.SP math.IT
Doppler Spread Estimation by Tracking the Delay-Subspace for OFDM Systems in Doubly Selective Fading Channels
提出了一种新的梳状导频OFDM系统最大多普勒扩展估计算法。通过跟踪时变多径信道的漂移延迟子空间，可以精确地测量多普勒相关参数，并将其展开成一个非线性的高阶多项式方程，利用牛顿法可以很容易地求解最大多普勒扩展。其性能通过仿真证明。
2008-11-04 cs.IT math.IT
Cell-Free Massive MIMO-OFDM Transmission over Frequency-Selective Fading Channels
该文提出并分析了频率选择性衰落信道下基于正交频分复用（OFDM）的无小区大规模多输入多输出（CFmMIMO）多载波传输。提出了频域共轭波束形成、导频分配和用户特定的资源分配。CFmMIMO-OFDM是可扩展的，以服务于大量的用户，并且是灵活的，以提供不同的数据率的异构应用。
2021-07-03 cs.IT eess.SP math.IT
