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
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
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
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
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
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
Optimal Use of Current and Outdated Channel State Information - Degrees of Freedom of the MISO BC with Mixed CSIT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
Overloaded Multiuser MISO Transmission with Imperfect CSIT
下一代无线通信网络所需的功能将是同时为大量具有异构CSIT质量和需求的设备提供服务的能力。在本文中，我们考虑重载MISO BC与两组CSIT质量。我们提出了一种传输方案，其中退化的符号叠加在顶部的空间复用符号。所开发的策略允许以非正交的方式为所有用户提供服务，分析表明，与现有方案相比，该策略具有更好的性能。此外，在自由度意义上的最优性。
2016-12-05 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
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
MISO Networks with Imperfect CSIT: A Topological Rate-Splitting Approach
近年来，发射端信道状态信息不完全的多输入单输出（MISO）网络的自由度（DoF）问题引起了广泛的关注。一种可实现的方案被称为速率分裂（RS），它集成了公共消息多播和私有消息单播。本文针对一般的$K$ -cell MISO IC，其中每个干扰链路的CSIT具有任意的不完善质量，首先识别RS实现的DoF区域。其次，我们介绍了一种新的方案，所谓的拓扑RS（TRS），其新颖之处在于在一个多层结构的RS和传输多个共同的消息进行解码的用户组，而不是所有的用户。TRS的设计是出于一种新的解释的$K$ -细胞IC与不完美的CSIT作为一系列的部分连接的网络的加权和。我们表明，由TRS实现的自由度区域覆盖了RS实现的自由度区域。此外，我们找到了最大的总和自由度通过超图分数包装TRS实现，这产生了最好的总和自由度到目前为止。最后，对于一个现实的情况下，每个用户连接到三个占主导地位的发射机，我们确定了TRS严格优于传统计划的充分条件。
2016-03-25 cs.IT math.IT
On the Degrees of freedom of the K-user MISO Interference Channel with imperfect delayed CSIT
本文研究了K用户多输入单输出（MISO）干扰信道（IC）的自由度（DoF），该干扰信道在发射端具有不完全延迟信道状态信息（dCSIT）。对于这种设置，提供了新的自由度内键，并以基于合作的外边界为基准。可重构性结果基于预编码方案，该预编码方案利用回溯干扰对准（RIA）的概念，通过时间对准干扰接收信号。所提出的方法优于所有以前已知的计划。此外，我们研究了所提出的方案下的信道估计误差（CEE）的dCSIT报告，并推导出一个封闭形式的表达式，可实现的自由度与不完美的dCSIT。
2014-05-12 cs.IT math.IT
A Hierarchical Rate Splitting Strategy for FDD Massive MIMO under 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。为了解决干扰问题，最近提出了一种速率分裂（RS）方法，该方法将一个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，我们提出了一种新的和一般的框架，表示为分层速率分裂（HRS），这是特别适合于FDD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。分析了不完全CSIT下HRS的渐近和率。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，仿真结果验证了显着的和速率增益HRS在不同的基线。
2015-07-28 cs.IT math.IT
Optimal DoF of the K-User Broadcast Channel with Delayed and Imperfect Current CSIT
这项工作研究了$K$ -用户MISO广播信道（BC）的最佳自由度（DoF），该广播信道具有在发射机处的延迟的信道状态信息（CSIT）和附加的当前噪声CSIT，其中当前信道估计误差在$α\in[0,1]$的~ $P^{-α}$中缩放。本文首次建立了最佳的自由度在这种设置感谢一个新的传输方案，实现了难以捉摸的自由度最佳组合的Maddah-Ali和Tse计划（MAT）中介绍了他们的开创性工作在$2010$与迫零（ZF）的任意数量的用户。导出的总和DoF采用令人惊讶的简单形式$(1-α) K/H_K+αK$，其中$H_K\triangleq \sum_{k=1}^K \frac{1}{k}$是仅使用MAT实现的总和DoF。
2016-11-18 cs.IT math.IT
Rate-Splitting with Hybrid Messages: DoF Analysis of the Two-User MIMO Broadcast Channel with Imperfect CSIT
本文研究不完美 CSIT 下两用户 MIMO 广播信道的混合单播与多播消息传输，刻画最优 DoF 区域，并提出感知混合消息的速率分割方案。
2024-03-01 cs.IT math.IT
Joint User Selection, Power Allocation, and Precoding Design with Imperfect CSIT for Multi-Cell MU-MIMO Downlink Systems
针对多小区多用户多输入多输出（MU-MIMO）系统，在发射端信道状态信息（CSIT）不完全的情况下，提出了一种新的用户选择、功率分配和预编码的联合优化设计框架.通过在高维空间中表示联合优化变量，将加权和谱效率最大化公式化为瑞利矩乘积的最大化。虽然这仍然是一个非凸问题，一个计算效率高的算法，称为广义功率迭代预编码（GPIP），提出。该算法收敛于目标函数的一个稳定点（局部最大值），因此它保证了一阶最优解。通过调整加权和频谱效率中的权重，GPIP产生用于用户选择、功率分配和下行链路预编码的联合解决方案。GPIP还被扩展到多小区场景，其中协作基站通过在协作BS内共享全局但不完美的CSIT来执行联合用户选择并设计它们的预编码向量。系统级仿真结果表明，相对于传统的用户选择和线性下行链路预编码所提出的方法的增益。
2019-02-03 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
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
AMMSE Optimization for Multiuser MISO Systems with Imperfect CSIT and Perfect CSIR
在本文中，我们考虑的MU-MISO系统的鲁棒线性预编码器的设计，用户有完美的信道状态信息（CSI），而BS有部分CSI。具体地，除了估计误差向量的协方差矩阵之外，BS还可以访问信道向量的不完美估计。利用二阶泰勒展开得到了平均最小均方误差（AMMSE）的封闭表达式。这种近似是用来制定两个基于公平的鲁棒设计问题：最大AMMSE约束问题和功率约束问题。我们提出了一种基于凸优化技术的算法来解决第一个问题，而第二个问题是通过利用这两个问题之间的密切关系，除了它们的单调性。
2014-09-20 cs.IT math.IT
Multi-user Linear Precoding for Multi-polarized Massive MIMO System under Imperfect CSIT
空间限制和信道获取阻碍了Massive MIMO在实际设置中的轻松部署。受LTE-高级的当前部署的启发，使用多极化天线可以是解决空间约束的有效解决方案。此外，双结构预编码，其中基于空间相关性的预处理和随后的线性预编码的基础上的短期信道状态信息（CSIT）在发射机级联，可以有效地减少反馈开销。通过对空间相关的移动台（MS）进行分组和预处理，预编码信号空间的维度被减小，并且相应的短期CSIT维度被减小。在本文中，为了进一步减少反馈开销，我们提出了一种双结构的多用户线性预编码，其中基于共极化的子分组方法在预处理阶段被附加应用于空间分组的MS。在非理想CSIT条件下，基于随机矩阵理论对该方案进行了渐近分析。通过研究渐近性能的行为，我们还提出了一种新的双结构预编码，其中预编码模式在两种双结构预编码策略之间切换：1）仅基于空间相关性的预处理和2）基于空间相关性和极化的预处理。最后，我们将其扩展到三维双结构预编码。
2015-01-12 cs.IT math.IT
Low Complexity Delay-Constrained Beamforming for Multi-User MIMO Systems with Imperfect CSIT
本文研究了发射端信道状态信息不完全的下行链路多用户MIMO（MU-MIMO）系统的时延约束波束成形控制问题。时滞约束控制问题被表示为一个无穷时域平均费用部分可观测马尔可夫决策过程。为了解决维数灾难的问题，我们引入了一个虚拟的连续时间系统，并利用扰动分析法推导出了一个封闭形式的近似价值函数。CSIT错误。为了解决条件分组出错率（PER）的问题，我们利用Bernstein型不等式建立了一个易于处理的闭合形式近似。基于相对价值函数和条件PER的封闭形式近似，我们提出了一个保守的原始波束形成控制问题的制定。保守问题是非凸的，我们将其转化为一个凸问题，使用半定松弛（SDR）技术。然后，我们提出了一个交替迭代算法来解决SDR问题。最后，通过仿真将所提出的方案与各种基线进行比较，结果表明可以实现显着的性能增益。
2013-05-12 cs.IT math.IT
MISO Broadcast Channel with Imperfect and (Un)matched CSIT in the Frequency Domain: DoF Region and Transmission Strategies
在这方面的贡献，我们专注于频域两个用户多输入单输出广播信道（MISO BC）的发射机有不完美的和（不）匹配的两个用户在两个子带的信道状态信息（CSI）。我们提供了一个上界的自由度（DoF）区域，这是严格的状态相比，最先进的。通过分解的子带到子信道根据CSI反馈质量，我们解释的DoF区域的加权和，在每个子信道。此外，我们研究了次优方案，即频分多址（FDMA），迫零波束形成（ZFBF）和$S_3^{3/2}$方案Tandon等人时，\emph{DoF}损失的总和。结果表明，通过次优策略之间的切换，我们可以获得至少80%和66.7%的最佳总和\emph{DoF}性能不匹配和匹配CSIT的情况下，分别。
2013-10-24 cs.IT math.IT
Parallel BCC with One Common and Two Confidential Messages and Imperfect CSIT
我们考虑一个广播通信系统中的并行子信道，发射机发送三个消息：一个共同的消息，两个用户，和两个机密的消息，每个用户需要保持秘密，从其他用户。我们假设部分信道状态信息在发射机（CSIT），源于噪声信道估计。本文的第一个贡献是保密容量区域边界的特征作为加权和率问题的解决方案，适当的权重。部分CSIT通过向估计的信道增益添加裕度来解决。第二篇论文的贡献是这个问题的解决方案，在几乎封闭的形式，只有两个单一的实参数必须优化，例如，通过二分法搜索。一方面，所考虑的问题概括了现有的文献中，只有两个三个消息被发送。另一方面，该解决方案也发现实际应用到具有保密性和公平性约束的正交频分复用（OFDM）系统的资源分配中。
2015-01-20 cs.IT math.IT
Secure Rate-Splitting for MIMO Broadcast Channel with Imperfect CSIT and a Jammer
本文研究了两用户多输入多输出（MIMO）广播信道中发射端信道状态信息不完全（CSIT）和多天线干扰机的安全速率分裂问题，其中每个接收端具有相同数量的天线，干扰机具有完全信道状态信息（CSI）.具体而言，我们设计了一个安全的速率分裂多址接入策略，其中的安全性，分裂的私人和共同的消息是确保预编码器设计与联合调零和对齐的泄漏信息，关于不同的天线配置。此外，我们表明，通过安全速率分裂实现的和安全自由度（SDoF）是最优的，优于传统的迫零。因此，我们揭示了两个用户的MIMO广播信道与不完美的CSIT和一个干扰的总和SDOF，并验证了在这种情况下，以MIMO为重点的安全目的的速率分裂的优越性。
2022-07-11 cs.IT eess.SP math.IT
A Large-System Analysis of the Imperfect-CSIT Gaussian Broadcast Channel with a DPC-based Transmission Strategy
考虑了具有$K$发射天线和$K$单天线用户的高斯广播信道（GBC），其中信道状态信息在发射机处通过每个用户容量为$r$比特的有限速率反馈链路获得。吞吐量（即，由$K$归一化的和速率）在极限中被分析为具有$\frac{r}{K} \to \bar{r}$的$K \to \infty$。考虑迫零脏纸编码（ZFDPC）的传输策略，推导出渐近吞吐量的封闭表达式。据观察，即使在有限速率反馈设置下，ZFDPC实现了显着更高的吞吐量比迫零波束成形。使用渐近吞吐量表达式，获得的用户数被选择，以最大限度地提高吞吐量的问题得到解决。
2010-02-18 cs.IT math.IT
Large System Analysis of Cooperative Multi-cell Downlink Transmission via Regularized Channel Inversion with Imperfect CSIT
在本文中，我们分析了遍历和速率的多小区下行链路系统与基站（BS）合作使用正则化迫零（RZF）预编码。我们的模型假设BS和用户之间的信道具有独立的空间相关性和不完美的信道状态信息在发射机（CSIT）是可用的。我们的推导是基于高维随机矩阵理论（RMT）的假设下，在基站和用户的天线数量接近无穷大的一些固定的比例。特别是，遍历和率的确定性等价表达式，得到有助于了解BS的联合操作，这导致一个有效的方法来找到渐近最优的正则化参数的RZF。在另一个应用中，我们使用确定性的信道速率来研究最优的反馈比特分配BS之间的遍历和速率最大化，反馈比特的总数约束。通过分析分配的性质，我们进一步提出了一种方案，大大减少了优化的搜索空间。仿真结果表明，遍历和率可实现的子空间搜索提供了可比的结果，通过在各种典型的设置下的穷举搜索。
2013-07-14 cs.IT math.IT
MISO Broadcast Channel with Delayed and Evolving CSIT
这项工作考虑了两个用户MISO广播信道与逐步和延迟积累的信道状态信息在发射机（CSIT），并解决了有多少反馈是必要的，以及何时，为了实现一定程度的自由度（DoF）的性能的问题。受可能不会立即传达完美CSIT的有限容量反馈链路的激励，并且关注块衰落场景，我们考虑随着时间在相干周期（T信道使用-演进的当前CSIT）上的进展或在之后的任何时间（延迟的CSIT）逐渐增加的CSIT质量。具体地说，对于任何一组反馈质量指数a_t，t=1，.，T，描述在时间t<=T时当前CSIT估计的均方误差的高SNR衰减率（在相干周期期间），该工作描述了在几个不同的演变CSIT设置中的最佳DOF区域，包括具有完美延迟CSIT的设置，反馈质量因用户而异的非对称设置，以及在存在对应于具有有限数量的总反馈比特的不完美延迟CSIT的情况下考虑DoF区域。这些结果支持新的多阶段预编码方案，利用逐步提高CSIT。这里的方法自然地结合了不同的设置，例如Maddah-Ali和Tse的完美延迟CSIT设置，Yang等人以及Gou和Jafar的不完美电流CSIT设置，Maleki等人的不对称设置，以及Lee和Heath的不那么延迟的CSIT设置。
2012-11-07 cs.IT math.IT
Achievable DoF Regions of MIMO Networks with Imperfect CSIT
我们专注于一个两个接收机多输入多输出（MIMO）广播信道（BC）和干扰信道（IC）在每个节点的任意数量的天线。我们假设在发射机（CSIT）的本地信道状态信息的不完善的知识，其误差衰减的信号噪声比。有了这样的配置，我们的特点是实现度的自由度（DoF）的区域在BC和IC，提出了一种速率分裂的方法，它将每个接收器的消息分为一个共同的部分和一个私人的一部分。与针对对称MIMO情况设计的RS方案相比，该方案适用于每个节点具有任意数量天线的一般非对称部署。在BC中，所提出的块1）对两个接收器的私有消息采用不相等的功率分配，2）利用在一个接收器处具有额外空间维度的益处，以及3）利用空时传输来执行。这些功能使该计划产生更大的自由度区域比平凡地扩展的计划设计的对称情况。在IC中，我们修改了BC情况下提出的方案，通过应用线性变换的信道矩阵。这种线性变换使我们能够识别两个发射信号相互干扰的信号空间，并提出适当的功率分配策略。可实现的自由度区域被示出为对于某些天线配置是最佳的。
2017-06-05 cs.IT math.IT
Symmetric Two-User MIMO BC and IC with Evolving Feedback
扩展最近的研究结果的两个用户MISO广播信道（BC）与不完美的和延迟的信道状态信息在发射机（CSIT），这里的工作探讨了两个用户MIMO BC和两个用户MIMO干扰信道（MIMO IC）的性能，在存在的反馈与不断变化的质量和及时性。在标准假设下，并且在每个发射机有M个天线和每个接收机有N个天线的情况下，该工作推导出DoF区域，该DoF区域对于足够好（但可能不完美）的延迟CSIT的大范围是最佳的。该区域简明地捕获具有预测的、当前的和延迟的CSIT的效果，以及简明地捕获关于任何信道在任何时间提供的CSIT的质量的效果。除了描述在MIMO设置中使用这种不完美和延迟反馈的限制的进展之外，这项工作还提供了不同的见解，包括以下事实：越来越多的接收天线可以允许降低质量反馈，以及IC中的直接链路不需要CSIT。
2013-06-16 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
Toward the Performance vs. Feedback Tradeoff for the Two-User MISO Broadcast Channel
对于两个用户的MISO广播信道与不完美的和延迟的信道状态信息在发射机（CSIT），工作探讨了性能之间的权衡，一方面，和CSIT的及时性和准确性的另一方面。这项工作考虑了一个广泛的设置，其中通信发生在一个随机衰落过程的存在下，并在存在的反馈过程中，在任何时间点，可以提供CSIT估计-一些任意精度-任何过去，当前或未来的信道实现。这种反馈质量可能在CSIT准确性和及时性的所有范围内随时间波动，范围从完全准确和即时可用的估计到最小准确性的延迟估计。在标准假设下，工作得到的自由度（DoF）的区域，这是严格的大范围的CSIT质量。该导出的DoF区域简明地捕获信道相关性的影响，预测的、当前的和延迟的CSIT的准确性，并且通常捕获关于任何信道在任何时间提供的CSIT的质量的影响。这项工作还介绍了新的计划-在不完善和延迟CSIT的背景下-采用编码和解码的相位马尔可夫结构。的结果举行了一大类的块和非块衰落信道模型，他们统一和扩展了许多以前的尝试，以捕捉不完美和延迟反馈的效果。这种一般性还允许考虑新颖的相关设置，诸如新的周期性演进的反馈设置，其中反馈比特的逐渐累积随着时间在有限相干周期上的进展而逐渐地改善CSIT。
2013-09-24 cs.IT math.IT
The DoF Region of the Multiple-Antenna Time Correlated Interference Channel with Delayed CSIT
我们考虑时间相关的多天线干扰信道，其中发射机具有（i）从易延迟反馈信道获得的延迟信道状态信息（CSI）以及（ii）例如从基于这些过去信道样本的预测获得的不完美的当前CSIT。在这种条件下，我们推导出两用户多天线干扰信道的自由度（DoF）区域。所提出的DoF实现方案利用为完全过时的CSIT反馈信道设计的空间-时间对准协议的特定组合（最初由Maddah-Ali等人为广播信道开发，后来由Vaze等人和Ghasemi等人扩展到干扰信道）。同时使用简单的迫零（ZF）预编码器。基本成分在于在应用初始不完美ZF预编码器之后留下的残余干扰的量化和反馈。我们的重点是MISO设置，虽然扩展到某些MIMO的情况下也被考虑。
2012-04-30 cs.IT math.IT
DoF Upper Bound on Three-User MISO Broadcast Channel with Two Antennas and Mixed CSIT
本文研究了具有两根发射天线和混合CSIT的三用户MISO广播信道，利用genie-aided signaling和极值不等式推导出sum-DoF上界，并证明其最多比预期sum-DoF大12.5%。
2023-06-25 cs.IT math.IT
Dirty-paper Coding without Channel Information at the Transmitter and Imperfect Estimation at the Receiver
在本文中，我们研究的影响，不完善的信道估计在接收机和没有信道知识在发射机上的容量的衰落科斯塔的信道状态信息非因果已知的发射机。我们推导出最佳的脏纸编码（DPC）计划和相应的可实现的速率与高斯输入的假设。我们的研究结果，不相关的瑞利衰落，提供直观的见解的影响的信道估计和信道特性（如信噪比，衰落过程，信道训练）的可实现的速率。这些在多用户无线通信（例如广播信道）和信息嵌入应用（例如鲁棒水印）的实际场景中是有用的。我们还研究了适合每个应用程序的最佳训练设计。我们提供了一个单用户衰落科斯塔的信道与最大似然（ML）信道估计的数值结果。这些说明了一个有趣的实际的权衡之间的训练量和它的影响，使用DPC方案的干扰消除性能。
2007-06-19 cs.IT math.IT
Degrees-of-Freedom Region of Time Correlated MISO Broadcast Channel with Perfect Delayed CSIT and Asymmetric Partial Current CSIT
不完全CSIT对时间相关MISO广播信道的自由度（DoF）的影响最近引起了很多关注。Maddah-Ali和Tse已经证明，完全陈旧的CSIT仍然有利于DoF。在最近的工作中，Yang等人通过对双用户MISO广播信道的部分电流CSIT进行积分来扩展结果。然而，迄今为止，这些研究都集中在对称的情况下。在这方面的贡献，我们调查了一个更一般的情况下，发射机具有知识的当前CSI的两个用户具有不平等的质量。在我们的工作中的重要组成部分在于组播的方式偷听到的干扰，以提高自由度。最佳的自由度区域简单地证明，并使用一种新的传输方案，假设无限数量的信道使用，它的可扩展性。
2012-11-19 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
Generalized Degrees-of-Freedom of the 2-User Case MISO Broadcast Channel with Distributed CSIT
这项工作分析了广义自由度（GDoF）的2用户多输入单输出（MISO）广播信道（BC）在所谓的分布式CSIT制度，与分散的无线网络的应用。这种机制与经典的有限CSIT机制的不同之处在于，CSIT不仅有噪声，而且在发射机（TX）之间也不完全共享。因此，每个TX基于本地CSIT和其他TX处的统计质量信息对数据进行预编码。我们推导出GDoF结果，并获得了令人惊讶的结果，即通过对路径损耗信息的具体计算，分散式预编码网络可以达到与中心节点获得两个TX估计的Genie-aided集中式网络相同的性能。该方案中的关键成分是所谓的主动-被动迫零（AP-ZF）预编码，其使预编码器设计最佳地适应不同TX处可用的不同本地CSIT质量。
2017-02-14 cs.IT math.IT
Improving Energy Efficiency Through Multimode Transmission in the Downlink MIMO Systems
研究了在发射端信道状态信息（CSIT）不完全的下行MIMO系统中，自适应调整系统参数（包括带宽、发射功率和模式）以最大化系统的“比特每焦耳”能量效率（BPJ-EE）的问题。通过模式，我们指的是传输方案的选择，即奇异值分解（SVD）或块对角化（BD）、活动发送/接收天线数量和活动用户数量。我们首先推导出每种专用模式的最佳带宽和发射功率。在推导过程中，提出了准确的容量估计策略，以应对不完美的CSIT造成的容量预测问题。然后，提出了一种基于遍历容量的模式切换策略，以进一步改善BPJ-EE，它提供了在给定的场景下的首选模式的见解。模式切换折衷了不同功率部分，利用了复用增益和不完美CSIT引起的用户间干扰之间的折衷，显著改善了BPJ-EE。
2012-01-18 cs.IT math.IT
On Storage Allocation in Cache-Enabled Interference Channels with Mixed CSIT
最近，已经表明，在高速缓存使能的干扰信道中，发送侧和接收侧的存储在自由度（DoF）方面具有相等的值。这是通过假设发射机处的全信道状态信息（CSIT）而导出的。在本文中，我们考虑了一个更实际的情况下，在训练/反馈阶段应该存在获得CSIT，在此期间，瞬时信道状态是不知道的发射机。这导致延迟和当前CSIT可用性的组合，称为混合CSIT。在此设置中，我们推导出具有混合CSIT的高速缓存使能干扰信道的DoF，其取决于在发送侧和接收侧可用的存储器以及训练/反馈阶段持续时间。在对比的情况下，有充分的CSIT，我们证明，在我们的设置，在接收端的存储是更有价值的比在发送端。这是由于由发射机的高速缓存授予的合作机会强烈地基于瞬时CSIT可用性的事实。然而，由接收器的高速缓存提供的多播机会对于这种不完美是鲁棒的。
2017-01-21 cs.IT math.IT
Coded Modulation with Mismatched CSIT over Block-Fading Channels
研究了具有离散输入和发射端不匹配（不完全）信道状态信息的时延受限块衰落信道（CSIT）上的可靠通信。CSIT失配被建模为高斯随机变量，其方差作为信噪比（SNR）的幂衰减。一个特别的重点放在大信噪比衰减的中断概率时，使用长期功率约束的功率控制。在没有明确表征相应的功率分配算法的情况下，我们推导出中断指数作为系统参数的函数，包括CSIT噪声方差指数和峰值功率约束指数。它示出，CSIT，即使有噪声，总是有益的，并导致重要的增益的指数。它还表明，当多维旋转或预编码器在发射机处使用，可以获得进一步的指数增益，但以较大的解码复杂度为代价。
2009-06-01 cs.IT math.IT
Rate-Splitting and Sum-DoF for the K-User MISO Broadcast Channel with Mixed CSIT and Order-(K-1) Messages
本文针对混合CSIT和阶数(K-1)消息的K用户MISO广播信道，提出嵌入回顾性干扰对齐的速率分裂方案以刻画自由度之和，并发现K>2时自由度之和随CSIT质量饱和。
2023-09-10 cs.IT math.IT
Exploiting Hybrid Channel Information for Downlink Multi-User MIMO Scheduling
研究了在发射端信道状态信息（CSIT）不完善的情况下的下行链路多用户MIMO（MU-MIMO）调度问题，CSIT包括粗信道状态信息和当前信道状态信息，以及细信道状态信息和延迟信道状态信息。该调度问题的特征在于基于当前CSIT调度用户以获得即时增益和调度用户以获得更精细但延迟的CSIT和潜在更大的未来增益之间的复杂的“开发-探索权衡”。我们解决这个调度问题，制定了一个基于帧的联合调度和反馈的方法，在每个帧中的一个政策是作为一个马尔可夫决策过程的解决方案。我们证明，我们提出的方法可以任意接近最优，然后证明其显着的收益超过传统的MU-MIMO调度。
2013-03-19 cs.IT math.IT
Robust Precoding for Network MIMO with Hierarchical CSIT
在这项工作中，我们考虑一个无线网络与K合作发射机（TX）联合服务K接收机（RX）。由于回程网络的实际限制，考虑其中每个TX接收其自己的多用户信道状态的不完美估计的设置是相关的，该设置被表示为分布式信道状态信息（CSI）设置。在这项工作中，我们专注于一个特定的分布式CSI配置，称为分层CSI配置，其中TX可以通过增加CSI级别来排序。该场景对于具有异构回程的未来网络特别相关，其中与弱回程链路连接的TX将仅接收粗略估计，而具有较强回程的TX将具有更准确的CSI。在这种情况下，我们制定的最佳预编码作为一个团队决策问题。最佳地解决这个问题是非常具有挑战性的，我们提出了一种启发式的方法，允许获得一个简单的，但有效的和实用的预编码算法。所提出的预编码算法利用CSI的分层结构，以使传输对TX处的不完美CSI知识更加鲁棒。
2014-06-30 cs.IT math.IT
Cooperative Multiple-Access Channels with Distributed State Information
本文研究了一种无记忆的状态相关多址接入信道（MAC），其中两个发射机希望在发射机处的信道状态信息（CSIT）和接收机处的信道状态信息（CSIR）具有因果关系和不完全性的假设下向接收机传送消息。为了强调物理上分布的节点之间的发射机合作的限制，我们专注于所谓的分布式CSIT假设，即每个发射机有其各自的信道知识，而消息可以被假设为部分或全部共享先验发射机之间通过利用一些板载存储器。在这种设置下，本文的第一部分描述了任意CSIT和CSIR结构的共同消息容量的信道在手。最优方案建立在香农策略上，即通过让信道输入仅是当前CSIT的函数来构造最优码。对于CSIT是CSIR的确定性函数的特殊情况，所考虑的方案也实现了一个公共消息和两个私有消息的容量区域。第二部分解决了一个重要的实例，以前的一般结果的上下文中的合作多天线高斯信道下i.i.d.在频分双工模式中操作的衰落，使得经由完美CSIR的显式反馈来获取CSIT。通过应用于高斯码的分布式线性预编码来实现当前信道的容量。令人惊讶的是，我们证明，它是次优的发送由发射天线的数量为界的数据流的数量，通常认为在一个集中的CSIT设置。最后，数值例子来评估的总和容量的二进制MAC与二进制状态，以及高斯MAC与i.i.d.衰落
2021-06-17 cs.IT math.IT
Study of Clustered Robust Linear Precoding for Cell-Free MU-MIMO Networks
本文针对无小区MU-MIMO系统中CSIT不完善导致的残余干扰问题，提出在优化目标中加入加载项的鲁棒预编码方法，并利用用户与接入点簇降低计算和信令开销，实验证明其性能优于传统MMSE预编码器。
2024-07-07 cs.IT math.IT
Study of Robust Adaptive Power Allocation Techniques for Rate Splitting based MU-MIMO systems
与传统方法相比，速率分裂（RS）系统可以更好地处理发射端的不完美信道状态信息（CSIT）。然而，这需要通常具有高计算复杂性的适当的功率分配，这对于实际和大型系统可能是不够的。为此，自适应功率分配技术可以以低计算成本提供良好的性能。针对RS多用户多输入多输出（MU-MIMO）系统，提出了一种新的鲁棒自适应功率分配技术。特别是，我们开发了一个强大的自适应功率分配的基础上随机梯度学习和RS系统的发送符号和接收信号之间的均方误差最小化。所提出的鲁棒功率分配策略结合了信道误差方差的知识来处理不完美的CSIT，并在存在不确定性的情况下调整功率电平。对所提出的功率分配算法的凸性和稳定性进行了分析，并研究了它们的计算复杂性和功率分配策略的理论界限。数值结果表明，在不理想CSIT条件下，自适应功率分配的RS系统的和速率性能优于RS和传统MU-MIMO系统。% \vspace{-0.75em}
2022-06-04 cs.IT math.IT
Sum Rate Maximization for MU-MISO with Partial CSIT using Joint Multicasting and Broadcasting
在本文中，我们考虑一个MU-MISO系统，其中用户具有高度准确的信道状态信息（CSI），而基站（BS）具有部分CSI组成的一个不完美的信道估计和统计知识的CSI错误。以最大化平均和速率（ASR）服从功率约束为目标，考虑了一种特殊的传输方案，其中BS除了传统的专用符号之外，还以多播方式发送公共符号。该方案被称为联合多播和广播（JMB）。ASR问题转化为一个增广的平均加权和均方误差（AWSMSE）的问题，使用交替优化（AO）解决。通过仿真证明了与多播部分的合并伴随着增强的速率性能。
2015-02-12 cs.IT math.IT
Degrees of Freedom of Certain Interference Alignment Schemes with Distributed CSIT
在这项工作中，我们考虑在MIMO干扰信道（IC）中使用干扰对齐（IA）的假设下，每个发射机（TX）有机会获得信道状态信息（CSI），通常不同于其他TX可用。此设置称为分布式CSIT。在CSI精度由一组幂指数控制的设置中，我们表明，在静态3用户MIMO平方IC中，分布式CSIT可以实现的自由度（DoF）的数量至少等于跨TX和跨干扰链路的最差精度所实现的DoF。我们进一步推测，这恰好代表了所实现的自由度。该结果与通常研究的集中式CSIT配置（其中所有TX共享相同的、可能不完美的信道估计）形成强烈对比，对于集中式CSIT配置，示出了在接收器（RX）i处实现的DoF仅受其自身反馈的质量限制。这示出了TX之间的CSI差异的关键影响，并且突出了分布式预编码所付出的代价。
2013-05-07 cs.IT math.IT
Achieving Max-Min Fairness for MU-MISO with Partial CSIT: A Multicast Assisted Transmission
我们解决的最大-最小公平性设计问题的MU-MISO系统与部分信道状态信息（CSI）在基站（BS），包括一个不完美的信道估计和统计知识的估计误差，和完美的CSI在接收机。目标是最大化受发射功率约束的用户之间的最小平均速率（AR）。采用非常规的传输方案，其中基站（BS）除了传统的专用消息之外还发送公共消息。在CSIT不够精确以执行干扰调零的情况下，通过根据不同用户的需要将公共消息的部分分配给他们来辅助各个速率。AR问题转化为一个增广的平均加权均方误差（AWMSE）问题，使用交替优化（AO）解决。通过模拟证明了将共同的消息的好处。
2015-02-12 cs.IT math.IT
Degrees of Freedom of Time Correlated MISO Broadcast Channel with Delayed CSIT
我们考虑时间相关的多输入单输出（MISO）广播信道的发射机有不完善的知识，除了延迟信道状态信息的当前信道状态。通过将当前信道状态信息的质量表示为P^-α，其中信噪比为P，α为常数\geq 0，我们刻画了这种更一般的两用户MISO广播相关信道的最佳自由度区域。所提出的方案的基本成分在于量化和多播的窃听干扰，同时广播新的私人消息。我们提出的方案之间的桥梁顺利最近提出的方案Maddah-Ali和Tse没有当前状态信息和一个简单的迫零波束形成完美的当前状态信息。
2012-08-26 cs.IT math.IT
A Comparison between RSMA, SDMA, and OMA in Multibeam LEO Satellite Systems
低地球轨道（LEO）卫星系统能够实现接近全球的覆盖，因此有望成为未来通信标准的重要支柱。然而，LEO卫星面临的一个特殊挑战是高轨道速度，由于其精确的信道估计是困难的。我们将这种影响建模为错误的出发角度（AoD），这对应于发射机（CSIT）处的不完美信道状态信息（CSI）。较差的CSIT和非正交用户信道通过增加用户间干扰（IUI）来降低空分多址（SDMA）预编码的性能。与SDMA相反，在正交多址（OMA）中不存在IUI，但是它需要用于每个用户的正交时间或频率资源。统一SDMA、OMA和非正交多址（NOMA）的速率分割多址（RSMA）最近已被证明是考虑不完美CSIT的鲁棒干扰管理的灵活方法。在本文中，我们研究RSMA作为一个有前途的策略，以管理IUI在LEO卫星下行链路系统所造成的非正交用户信道，以及不完善的CSIT。我们评估的最佳配置RSMA依赖于卫星和用户之间的几何星座。
2023-01-27 cs.IT eess.SP math.IT
On the Degrees of Freedom of the K-User Time Correlated Broadcast Channel with Delayed CSIT
研究了K用户MISO广播信道（BC）的自由度（DoF），当发射机（TX）除了对当前信道的不完美估计之外，还可以访问延迟信道估计。在反馈延迟在相干时间内的情况下，当前估计可以例如从应用于过去估计的预测中获得。基于先前在具有两个用户的这种设置上的最新工作，当前信道的估计误差的特征在于其在指数α处缩放为P，其中α=1（resp.α=0）对应于基本上完美的估计（相应地，在DoF方面，在这项工作中，我们有助于在这样的设置中的自由度区域的特征，推导出的自由度区域的外边界，并提供一个可实现的自由度区域。通过开发一种新的对准方案（称为Kα-MAT方案）来获得可实现的DoF，该方案基于Maddah-Ali和Tse的MAT对准方案的原理以及迫零（Zero-Forcing），以在接收到的延迟CSIT与瞬时信道状态相关时实现更大的DoF。
2013-01-10 cs.IT math.IT
Improved SINR Approximation for Downlink RSMA-based Networks with Outdated Channel State Information
本文提出了一种改进的下行SDMA网络中基于过时CSIT的SINR近似方法，以提高多用户MIMO系统的性能分析精度。
2026-07-15 cs.IT eess.SP math.IT
The Degrees of Freedom Region of Temporally-Correlated MIMO Networks with Delayed CSIT
我们考虑时间相关的多输入多输出（MIMO）广播信道（BC）和干扰信道（IC），其中发射机具有（i）从时延倾向反馈信道获得的延迟信道状态信息（CSI）以及（ii）获得的不完美的当前CSIT，例如，从基于时间相关性的这些过去信道样本的基础上的预测。在这种条件下，具有一般天线配置的两用户广播和干扰MIMO网络的自由度（DoF）区域被完全表征为预测质量指示符的函数。具体而言，提出了一个简单的统一框架，允许达到最佳的自由度区域的一般天线配置和当前CSIT质量。这种框架建立在具有干扰量化的块马尔可夫编码的基础上，最佳地结合了过时和瞬时CSIT的使用。我们的工作的一个显着特点是，通过改变功率分配，在自由度区域中的每一个点都可以实现一个单一的计划。其结果是，而不是检查外边界区域的每个角点的可并行性，通常在文献中做的，我们提出了一个新的系统的方法来证明可并行性。
2013-06-05 cs.IT math.IT
