The Degrees of Freedom Region of the MIMO Cognitive Interference Channel with No CSIT
这篇论文已被作者撤回修改。
2010-02-10 cs.IT math.IT
Dynamic Interference Mitigation for Generalized Partially Connected Quasi-static MIMO Interference Channel
MIMO干扰信道的最新研究表明，干扰对齐可以显著增加网络的可实现自由度（DoF）。然而，大多数这些作品都假设了一个完全连接的干扰图。在本文中，我们研究如何利用部分连接，以提高系统性能的MIMO干扰网络。我们提出了一种新的干扰抑制方案，该方案引入了预编码器和解相关器的信号子空间的约束，以减轻“许多”干扰置零约束，在预编码器和解相关器设计中的“小”自由度为代价，从而扩展了干扰对准方案的可行性区域。分析表明，该算法在对称部分连接MIMO干扰网络中能显著提高系统自由度。我们还比较了所提出的方案与各种基线的性能，并通过模拟表明，所提出的算法可以实现显着的增益随机连接的干扰网络的系统性能。
2011-05-02 cs.IT math.IT
Receive Diversity and Ergodic Performance of Interference Alignment on the MIMO Gaussian Interference Channel
本文研究了当信噪比不渐近高时，K用户高斯MIMO干扰信道（MIMO-IC）上的干扰对齐问题。我们介绍了一个泛化IA，使接收分集内的无干扰子空间。我们概括的存在性标准的IA解决方案提出的Yetis等人。这种情况下，从而建立一个多用户分集复用权衡（DMT）的干扰信道。此外，我们推导出一个封闭形式的紧下界的遍历互信息可实现使用IA在高斯MIMO-IC与高斯i.i.d.当发射信号在IA定义的子空间内为白色时，在任意SNR下的信道系数。最后，作为前面的结果的应用程序，我们比较IA在DMT允许的各个操作点所实现的性能，最近推出的基于博弈论的分布式方法。
2010-06-23 cs.IT math.IT
On the Feasibility of Linear Interference Alignment for MIMO Interference Broadcast Channels with Constant Coefficients
分析了常系数MIMO干扰广播信道中线性干扰对齐的可行性。提出并证明了一般MIMO-IBC线性IA可行的必要条件。除了适当的条件外，我们还找到了另一个必要条件来保证一类不可约干扰被消除。然后，我们证明了一个特殊的类MIMO-IBC的必要和充分条件，其中的天线的数量是由每个用户的数据流的数量整除。由于找到一个可逆的雅可比矩阵是至关重要的充分性证明，我们首先分析雅可比矩阵的稀疏结构和重复结构的影响。考虑到MIMO-IBC的雅可比矩阵中与发射矩阵和接收矩阵相对应的子矩阵具有不同的重复结构，通过分别构造这两个子矩阵，得到了一个可逆的雅可比矩阵。我们表明，对于MIMO-IBC的每个用户有一个所需的数据流，一个合适的系统是可行的。对于对称MIMO-IBC，通过分析线性IA可行性的必要条件和充分条件之间的差异，给出了天线配置的适当但不可行的区域。
2013-03-05 cs.IT math.IT
MIMO Z Channel Interference Management
本文对MIMO Z信道进行了研究。我们重点讨论了当不同用户发送码字到相应的接收机时，只有一个用户会对另一个用户造成干扰时，如何解决干扰问题。我们假设有两个发射机和两个接收机，每个都有两个天线。我们提出了一种策略，以消除干扰，同时允许不同的用户在同一时间进行传输。我们的策略是低复杂度，而性能是好的。提供了数学分析，并给出了基于我们的系统的仿真。
2012-03-31 cs.IT math.IT
Settling the feasibility of interference alignment for the MIMO interference channel: the symmetric square case
确定具有恒定信道系数的K用户MIMO干扰信道中的向量空间干扰对齐的可行性条件最近引起了很多关注，但仍然没有解决。本文的主要结果是限制在对称的正方形的情况下，所有的发射机和接收机有N个天线，每个用户的期望d发送尺寸。我们证明了对齐是可能的，当且仅当天线的数量满足N>= d（K+1）/2。我们还展示了一个必要条件，与任意系统参数的对准的可行性。一个代数几何方法是中央的结果。
2011-04-05 cs.IT math.IT
Isotropic MIMO Interference Channels without CSIT: The Loss of Degrees of Freedom
研究了在各向同性衰落信道下的两用户MIMO干扰信道。我们假设用户配备了任意数量的天线和信道状态信息（CSI）是在接收机只。获得了自由度区域的外边界，这表明在许多情况下由于在发射机处缺乏CSI而导致自由度的损失。
2009-10-15 cs.IT math.IT
The Secrecy Capacity of Gaussian MIMO Channels with Finite Memory - Full Version
在这项工作中，我们研究了保密能力的高斯多输入多输出（MIMO）窃听信道（WTC）与有限的内存，受到每个符号的平均功率约束的MIMO信道输入。具有有限存储器的MIMO信道在无线通信以及有线通信（例如，在电力线上的通信中）。为了推导有限记忆高斯MIMO WTC的保密容量，我们首先构造了一个渐近等价的块无记忆MIMO WTC，然后将其变换为一组频域上的并行、独立、无记忆MIMO WTC.有限记忆高斯MIMO WTC的保密容量被获得为并行独立无记忆MIMO WTC集合的保密容量，并且被表示为频域中输入协方差矩阵的最大化。最后，我们详细介绍了我们的结果的两个应用：第一，我们证明了有限内存的高斯标量WTC的保密容量可以通过注水来实现，并获得了这种保密容量的封闭形式的表达式。然后，我们使用我们的结果来表征窄带电力线信道的保密能力，从而解决了这个信道模型的主要开放问题之一。
2017-01-23 cs.IT 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
Retrospective Interference Alignment for the 3-user MIMO Interference Channel with delayed CSIT
研究了3用户多输入多输出干扰信道（3-user MIMO IC）的自由度（DoF），其中在发射端存在延迟信道状态信息（dCSIT）。我们将Maleki等人关于{ \it回溯干扰对齐（RIA）}的思想推广到MIMO IC，其中发射机和接收机分别配备有$(M,N)$天线。我们提出了一个两阶段的传输方案，其中每个阶段的时隙数和发送的符号数通过解决最大化问题进行优化。最后，我们回顾了现有的可实现的自由度的结果在文献中作为发送和接收天线之间的比率的函数$ρ=M/N$。该方案改进了所有其他策略时，$ρ\in \left(\frac{1}{2}, \frac{31}{32} \right]$。
2014-06-12 cs.IT math.IT
The Ergodic Capacity of The MIMO Wire-Tap Channel
这篇论文已经撤回，以提供定理1和引理1的逆的更严格的证明。
2009-07-21 cs.IT math.IT
Interference Alignment for Partially Connected MIMO Cellular Networks
针对部分连通的MIMO蜂窝网络，提出了一种迭代干扰对齐（IA）算法。这样的系统在IA算法设计中施加了几个关键的技术挑战，即由于MIMO蜂窝拓扑以及如何利用部分连接而导致的直接链路和干扰链路之间的重叠。我们将解决这些挑战，并提出了一个三阶段IA算法。作为示例，我们分析了对称部分连接MIMO蜂窝网络的所提出的算法的可实现的自由度（DoF）。我们发现，由于部分连接，与传统的IA算法相比，有显着的自由度增益。推导出的自由度界也向后兼容的完全连接的K对MIMO干扰信道上实现。
2012-03-21 cs.IT math.IT
Towards the Asymptotic Sum Capacity of the MIMO Cellular Two-Way Relay Channel
在本文中，我们考虑的收发器和中继设计的多输入多输出（MIMO）蜂窝双向中继信道（cTWRC），其中多天线基站（BS）通过多天线中继站（RS）与多个多天线移动站交换信息。我们提出了一种新的双向中继方案，以接近MIMO cTWRC的总容量。
2014-06-18 cs.IT math.IT
Near Capacity Approaching for Large MIMO Systems by Non-Binary LDPC Codes with MMSE Detection
本文研究了非二进制LDPC码在具有大量低功率天线的空间复用MIMO系统中的应用。我们证明，这种大的MIMO系统结合低复杂度MMSE检测器和非二进制LDPC码可以实现低误码率在接近MIMO容量。新提出的非二进制LDPC编码系统的性能也优于现有文献中已知的其他编码大型MIMO系统。例如，具有600个发射/接收天线的非二进制LDPC编码的BPSK-MIMO系统在距离容量3.4dB内执行，而最公知的turbo编码系统在距离容量约9.4dB处操作。基于本文提供的仿真结果，所提出的非二进制LDPC编码的大型MIMO系统能够在低比特出错率下支持超高频谱效率。
2012-03-05 cs.IT math.IT
Balancing Egoism and Altruism on the Interference Channel: The MIMO case
本文考虑了所谓的MIMO干扰信道。这种情况在诸如蜂窝网络中的多小区协调以及认知无线电网络中的频谱共享等应用中具有相关性。我们解决了每个发送器处的预编码（即波束成形）矢量的设计，目的是在目标接收器处的波束成形增益（利己主义）和减轻对其他接收器造成的干扰（利他主义）之间达成妥协。组合利己和利他波束成形先前已经被示出有助于优化MISO干扰信道中的速率（即，其中接收器不具有干扰消除能力）。在这里，我们探讨这些博弈论的概念，在更一般的情况下，MIMO信道和贝叶斯游戏的框架，使我们能够获得（半）分布式预编码技术。我们绘制平行的MIMO干扰信道，包括速率优化和干扰消除预编码技术，显示如何通过一个共同的棱镜平衡利己主义和利他主义波束成形的基础上，这些技术可以得到改进和重新解释与现有的工作。
2010-01-26 cs.IT math.IT
A Reconfigurable Distributed Algorithm for K-user MIMO Interference Networks
众所周知，干扰对准（IA）在高干扰状态下实现K用户干扰信道的总容量。另一方面，直观地清楚的是，当干扰水平非常低时，应该通过简单的（“近视”）单链路多输入多输出（MIMO）技术（例如注水）在高信噪比值处访问K（与IA的K/2相反）的和速率缩放。最近的结果表明，在某些低到中度干扰的情况下，将干扰视为噪声实际上可能更可取。在本文中，我们提出了一个分布式的迭代算法K-用户MIMO干扰网络，试图调整自己的干扰制度在手，在上述意义上，以及信道条件。该算法结合了系统范围内的均方误差最小化与注水解决方案，以调整干扰水平和信道条件，并相应地最大化每个用户的传输速率。莱斯衰落信道上的和速率计算机模拟表明，在干扰受限的制度，所提出的算法重新配置自己，以实现IA缩放，而在低到中等干扰制度，它导致自己对干扰近视MIMO传输。
2013-02-26 cs.IT math.IT
Iterative Mode-Dropping for the Sum Capacity of MIMO-MAC with Per-Antenna Power Constraint
我们提出了一种迭代的模式丢弃算法，优化输入信号，以实现每个天线功率约束的MIMO-MAC的总容量。该算法通过对等效的单用户MIMO速率最大化问题应用模式丢弃，依次优化每个用户的输入协方差矩阵。理论分析和仿真结果都表明了算法的快速收敛性。然后，我们使用该算法简要地突出了总和和每天线功率约束下的MIMO-MAC容量的差异。
2012-02-02 cs.IT math.IT
An Error Covariance Splitting Technique for Multi-User MIMO Interference Environment
针对多用户多输入多输出（MIMO）干扰下行信道，研究了一种误差协方差矩阵分裂技术。迄今为止，大多数相关工作都考虑了传统的误差协方差矩阵，该矩阵对于最大化系统容量来说并不成形。因此，我们分裂，并提出了一个新的迭代误差协方差矩阵，以减轻系统误差，最大化系统容量在本文中。数值结果表明，我们提出的方法是严格优于传统的方法。
2016-09-03 cs.IT math.IT
Large-Scale MIMO versus Network MIMO for Multicell Interference Mitigation
本文比较了两种重要的下行链路多小区干扰抑制技术，即大规模（LS）多输入多输出（MIMO）和网络MIMO。我们考虑一个合作的无线蜂窝系统工作在时分双工（TDD）模式，其中每个合作集群包括$B$基站（BS），每个配备有多个天线和调度$K$单天线用户。在LS-MIMO系统中，每个BS采用$BM$天线不仅服务于其调度的用户，而且使用迫零（ZF）波束成形来消除对协作集群内的其他用户造成的干扰。在网络MIMO系统中，每个BS仅配备有$M$天线，但是通过回程链路上的数据和信道状态信息交换以及使用ZF波束成形的联合下行链路传输来实现干扰消除。两种系统都能够完全消除集群内干扰，并为每个用户提供相同数量的空间自由度。假设由TDD提供的上行链路-下行链路信道互易性，两个系统在上行链路导频传输阶段期间经受相同的信道捕获开销。此外，每个集群处的可用总功率是固定的，并且假设在两个系统中跨下行链路波束均匀分布。建立在信道分布函数和使用工具从随机排序，本文表明，然而，从性能的角度来看，用户体验更好的服务质量，平均在小尺度衰落，LS-MIMO系统下比网络MIMO系统。多小区网络的数值仿真表明，这一结论也适用于正则化ZF波束形成方案。因此，考虑到在每个BS处添加过多数量的天线的可能的较低成本，LS-MIMO可以是朝向蜂窝网络中的干扰减轻的优选路线。
2014-07-22 cs.IT math.IT
Closed Form Secrecy Capacity of MIMO Wiretap Channels with Two Transmit Antennas
高斯多输入多输出（MIMO）窃听信道模型。输入端是一个双天线发射器，而输出端是合法的接收器和窃听器，两者都配备了多个天线。假设所有信道都是已知的。在功率约束条件下，得到了满足保密容量的最优输入协方差矩阵，并给出了保密容量的封闭表达式。
2011-07-27 cs.IT math.IT
Degrees of Freedom of the $K$ User $M \times N$ MIMO Interference Channel
我们提供了内界和外界的$K$用户多输入多输出（MIMO）高斯干扰信道与$M$天线在每个发射机和$N$天线在每个接收机的自由度的总数，如果信道系数是时变的，从一个连续的分布。当比率$\frac{\max(M,N)}{\min(M,N)}=R$等于整数时，边界是紧的。对于这种情况下，我们表明，自由度的总数等于$\min(M,N)K$，如果$K \leq R$和$\min(M,N)\frac{R}{R+1}K$，如果$K > R$。可扩展性基于干涉对齐。我们还提供了示例，其中对于具有恒定信道系数的一些MIMO干扰信道，使用干扰对齐与迫零相结合可以实现比仅仅迫零更多的自由度。
2008-08-31 cs.IT math.IT
The Capacity Region of the MIMO Interference Channel and its Reciprocity to Within a Constant Gap
对于每个节点具有任意数量天线的2用户多输入多输出（MIMO）高斯干扰信道（IC）的一般情况，其容量区域被表征为在与信道矩阵无关的恒定间隙内。Telatar和Tse在以前的工作中获得了一类干扰信道的可达速率区域和容量区域的外边界，作为所有可能的输入分布的并集。与以前的工作相比，MIMO IC，一个简单的和一个明确的可实现的编码方案在这里获得，并示出具有恒定的间隙容量属性，其中每个用户的公共和私人消息的子速率明确指定为每个可实现的速率对。因此，在这项工作中，通过首先建立明确的上限和下限的容量区域的恒定间隙容量的结果证明。还证明了互易性结果，即互易MIMO IC的容量在前向MIMO IC的容量区域的恒定间隙内。
2013-02-15 cs.IT math.IT
Retrospective Interference Alignment for the MIMO Interference Broadcast Channel
研究了当发射端只有延迟信道状态信息（延迟CSIT）时，具有2个小区和每个小区2个用户的多输入多输出（MIMO）干扰广播信道（IBC）的自由度（DoF）.回顾性干扰对准已经示出了利用延迟CSIT用于干扰、广播以及IBC的DoF方面的益处。然而，以前的工作研究延迟CSIT的IBC不利用的事实，即每个小区的用户由一个共同的发射机服务。这项工作提出了一个四阶段的预编码策略，考虑到这一点。假设发射机和接收机分别配备有$M,N$天线，提出了新的DoF内界，优于$ρ= \frac{M}{N} > 2.6413$的现有DoF内界。
2015-01-26 cs.IT math.IT
A Near-optimal User Ordering Algorithm for Non-iterative Interference Alignment Transceiver Design in MIMO Interfering Broadcast Channels
干扰对齐（IA）最近出现作为一个有前途的干扰抑制技术的干扰网络。在这封信中，我们专注于IA非迭代收发器的设计问题，在多输入多输出干扰广播信道（MIMO-IBC），并观察到，有以前未利用的灵活性，在不同的排列用户排序。通过为预定的IA信道间干扰分配选择良好的用户排序，可以实现改进的收发器设计。为了实现更实用的性能-复杂度权衡，提出了一种次优用户排序算法。仿真结果表明，与最优用户排序算法相比，该次优用户排序算法可以获得接近最优的性能，同时仅具有中等的计算复杂性。
2015-05-19 cs.IT math.IT
Spectral Efficiency Bounds for Interference-Limited SVD-MIMO Cellular Communication Systems
基于随机几何的思想，研究了干扰受限多输入多输出（MIMO）下行蜂窝系统的各态历经频谱效率。通过奇异值分解预编码和合并，为单个用户提供服务。通过近似的信道特征值的期望，我们推导出上界和下界的遍历SE。得到的上界是最好的可能的系统级性能的任何MIMO策略在非合作蜂窝网络。我们通过仿真验证我们的分析结果。我们还推测，存在的最佳数量的流是成正比的路径损耗指数。
2016-10-30 cs.IT math.IT
MIMO Capacity Characterization for Movable Antenna Systems
在本文中，我们提出了一种新的多输入多输出（MIMO）通信系统与可移动天线（MA）利用天线位置优化，以提高容量。与传统的固定位置天线（FPA）MIMO系统不同，该系统可以灵活地改变发送/接收MA的位置，从而重新配置它们之间的MIMO信道，以实现更高的容量。我们的目标是表征MA使能的点对点MIMO通信系统的能力，通过联合优化的位置的发送和接收MA以及发送信号的协方差。首先，我们开发了一种高效的交替优化算法，通过迭代优化发射协方差矩阵和每个发射/接收MA的位置来找到局部最优解，其中其他变量是固定的。接下来，我们提出了低信噪比条件下容量最大化以及多输入单输出（MISO）和单输入多输出（SIMO）情况下复杂度较低的替代算法。数值结果表明，我们提出的MA系统显着提高MIMO信道容量相比，传统的FPA系统，以及各种基准计划，和有用的见解得出的MA系统的容量增益。
2022-10-11 cs.IT math.IT
Maximizing First Order Approximate Mean of SINR under Imperfect Channel State Information for Throughput Enhancement of MIMO Interference Networks
在这篇研究论文中，信号与干扰加噪声比（SINR）的近似平均值不完美的信道状态信息（CSI）下计算和最大化的MIMO干扰网络的吞吐量增强。每个发射机和接收机分别具有M个和N个天线，并且网络以时分双工模式操作。每个收发器调整其滤波器以最大化SINR的期望值。所提出的新方法用于不完美CSI下的吞吐量增强，利用无线网络的互易性来最大化估计均值。该算法的和速率性能进行了验证，使用Monte Carlo模拟。
2018-04-02 cs.IT math.IT
Capacity and Error Rate Analysis of MIMO Satellite Communication Systems in Fading Scenarios
研究了静止轨道上单颗和多颗双极化卫星与地面移动多天线接收站构成的多输入多输出（MIMO）卫星系统的容量和出错率性能。我们评估了两个系统参数的影响，如卫星数量，接收天线的数量，和SNR和环境因素，包括大气信号衰减和信号相位干扰的整体系统性能上使用MIMO卫星系统的分析和空间模型。
2014-08-09 cs.IT math.IT
Effective Capacity of Receive Antenna Selection MIMO-OSTBC Systems in Co-Channel Interference
研究了密集环境下存在同频干扰的多输入多输出（MIMO）通信系统的时延约束性能。在发射端采用正交空时分组码（OSTBC），在下行链路采用接收天线选择（RAS）方案，以降低MIMO系统的高复杂度和高开销。这里，对于简单和便宜的移动手机，在每次使用信道时在接收机处选择一个天线。在这些假设下，在一个无线信道中的延迟服务质量（QoS）保证的最大常数到达率被提取。在准静态瑞利衰落和同信道干扰条件下，给出了采用RAS方案的MIMO-OSTBC信道有效容量的解析解。最后，提供了数值模拟和验证的理论结果。
2016-08-02 cs.IT math.IT
On the Degrees of Freedom of Asymmetric MIMO Interference Broadcast Channels
研究了非对称多输入多输出干扰广播信道（MIMO-IBC）的自由度。通过引入连接模式链的概念，推广了文[11]中提出的Genie链，导出并证明了非对称MIMO-IBC的IA可行的必要条件，即不可约条件.在任意结构的MIMO-IBC中，线性干扰对齐（IA）和渐近IA可行性都是必要的。在一类特殊的非对称两胞MIMOIBC中，证明了不可约条件是渐近IA可行的充要条件，而固有条件和不可约条件的组合是线性IA可行的充要条件.从这些条件出发，我们分别推导出了非对称G-小区MIMO-IBC的信息论最大每用户自由度和线性IA实现的最大每用户自由度，这些自由度也分别是渐近IA和线性IA实现的非对称G-小区MIMO-IBC的每用户自由度上界。
2013-10-28 cs.IT math.IT
On Designs of Full Diversity Space-Time Block Codes for Two-User MIMO Interference Channels
针对两用户MIMO干扰信道，提出了一种空时分组码（STBC）的设计准则，在每个接收端采用组迫零（ZF）算法消除用户间干扰。基于该设计准则，提出了一种在两用户干扰信道下，采用组ZF接收机实现全分集的空时分组码设计方案。当编码中的时间延迟（或码块大小）变大时，码率接近1。性能结果表明，我们提出的空时分组码与组ZF接收机可以保证全分集。
2012-09-26 cs.IT math.IT
Interference Alignment for the $K$ User MIMO Interference Channel
我们考虑$K$ -用户多输入多输出（MIMO）高斯干扰信道，每个发射机有$M$天线，每个接收机有$N$天线。假设信道系数是恒定的，并且在所有发射机和所有接收机处都是可用的。本文的主要目的是表征该通道的自由度（DoF）。使用一种新的干扰对齐技术，最近已被引入\cite{abolfazl-final}，我们表明，$\frac{MN}{M+N} K$自由度可以实现几乎所有的信道实现。此外，提供了该信道的DoF的新的上界。该上限与我们针对$K\geq K_u\define\frac{M+N}{\gcd(M,N)}$可实现的DoF一致，其中$\gcd(M,N)$表示$M$和$N$的最大公约数。在$K\geq K_u$的情况下，这给出了$M\times N$ MIMO高斯干扰信道的DoF的精确表征。
2011-09-21 cs.IT math.IT
Interference Alignment for the MIMO Interference Channel with Delayed Local CSIT
我们考虑MIMO（多输入多输出）高斯干扰信道的i.i.d.天线和信道使用上的衰落以及发射机处的延迟本地信道状态信息（CSIT）。对于两个用户的情况下，可扩展性结果的自由度（DoF）区域的这个通道。我们还证明了我们的可实现的自由度区域的一些天线配置的紧密性。有趣的是，在某些情况下，具有延迟局部CSIT的DoF区域与具有完美CSIT的DoF区域相同，并且严格大于没有CSIT的DoF区域。然后，我们考虑的$K$用户MISO（多输入单输出）IC，并表明，该通道的自由度可以大于一个延迟本地CSIT。
2011-02-28 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
Deterministic Capacity of MIMO Relay Networks
中继网络的确定性容量是当中继仅限于传输\emph{reliable}信息时网络的容量，即源消息的（渐近）确定性函数。在本文中，它表明，确定性容量的MIMO中继网络的数量可以发现在低功率制度，其中$\SNR\to0$。这是通过推导单个字母的上限并找到这些上限的极限作为$\SNR\to0$来实现的。这种技术的优点是它克服了寻找互信息的最佳分布的困难。
2009-04-01 cs.IT math.IT
Capacity-Achieving Iterative LMMSE Detection for MIMO-NOMA Systems
针对上行链路非正交多址多用户多输入多输出（MU-MIMO）系统，提出了一种迭代线性最小均方误差（LMMSE）检测算法。迭代LMMSE检测通过将整个处理分离成许多低复杂度的分布式计算而大大降低了系统的计算复杂性。然而，它通常被认为是次优的，并且实现相对较差的性能。本文首先给出了MIMO-NOMA系统迭代检测的匹配条件和面积定理。基于所提出的匹配条件和面积定理，分析了迭代LMMSE检测的可达速率域。我们证明了通过适当设计迭代LMMSE检测器，它可以实现（i）MU-MIMO系统的最佳和容量，（ii）MU-MIMO系统容量区域中的所有最大极值点，（iii）两用户MIMO系统的整个容量区域。
2016-02-24 cs.IT math.IT
User Capacity of Pilot-Contaminated TDD Massive MIMO Systems
由于导频污染会导致信号干扰噪声比（SINR）饱和，因此被认为是时分复用（TDD）大规模多输入多输出（Massive MIMO）系统的主要限制因素。然而，导频污染将如何限制下行链路大规模MIMO的用户容量，即，可接受用户的最大数量尚未得到解决。本文给出了在导频污染的情况下，用户数大于导频序列长度的大规模MIMO用户容量的显式表达式。此外，实现用户容量的方案，即，上行链路导频训练序列和下行链路功率分配已经被识别。通过使用这种容量实现方案，可以满足每个用户的SINR要求，并且在大天线尺寸（LAS）机制中能量有效的传输是可行的。与两个非容量实现方案的比较突出了我们提出的方案在实现更高的用户容量方面的优越性。
2014-11-01 cs.IT math.IT
Mean Capacity of Spatially Semi-Correlated MIMO Fading Channel
研究了空间半相关平坦衰落信道下多输入多输出（MIMO）系统的平均容量。实际上，当发射机或接收机或两侧存在相关性时，由于信道协方差（CC），容量急剧下降。大多数现有的作品，到目前为止，考虑了传统的信道协方差矩阵，还没有完全构建。因此，我们提出了一个迭代信道协方差（ICC）矩阵使用矩阵分裂（MS）技术与保证零相关系数的情况下，下行链路相关MIMO信道，以最大化的平均容量。我们的数值结果表明，所提出的ICC方法实现了最大的信道增益与高信噪比（SNR）的情况。
2016-09-24 cs.IT math.IT
Extensions on `A Convex Scheme for the Secrecy Capacity of a MIMO Wiretap Channel with a Single Antenna Eavesdropper'
物理层安全性的一个关键度量是保密容量。这是一个系统在完全保密的情况下可以传输的最大速率。对于多输入多输出（MIMO）系统（5G、6G及更高版本的较新技术），保密能力尚未完全了解。对于高斯MIMO信道，保密容量是一个非凸优化问题，一般的解决方案是不可用的。作者以前的工作表明，具有单个窃听天线的MIMO系统的保密容量是凹到一个截止点。在这项工作中，它扩展了以前的文件，结果给出了该区域以外的截止点。它示出，对于某些参数，所提出的方案是凹到一个点，凸超越它，因此可以有效地解决使用现有的凸优化软件。
2022-09-30 cs.IT math.IT
A New Outer-Bound via Interference Localization and the Degrees of Freedom Regions of MIMO Interference Networks with no CSIT
从自由度（DoF）区域的角度，在发射端没有信道状态信息（CSIT）的假设下，研究了两用户多输入多输出（MIMO）干扰和认知无线电信道。其中$M_i$和$N_i$分别表示发射机$i$和接收机$i$处的天线数量，MIMO干扰信道的DoF区域最近由Huang等人表征，Zhu和Guo，以及本文作者对天线数量的所有值，除了当$\min(M_1,N_1) > N_2 > M_2$（或$\min(M_2,N_2) > N_1 > M_1$）。后一种情况最近由朱和郭解决，他们提供了一个紧密的外部边界。在此，基于干扰局部化的思想给出了该外界的一个更简单、更广泛适用的证明。使用它，当$\min(M_1+M_2,N_1) > N_2 > M_2$（具有第二发射机认知）时，也为MIMO认知无线电信道的类别建立了DoF区域-作者先前获得的内部和外部边界不紧的唯一类别-从而也完成了一般2用户MIMO认知无线电信道的DoF区域表征。
2011-05-30 cs.IT math.IT
Interference Alignment for Multicell Multiuser MIMO Uplink Channels
本文提出了一种线性干扰对齐（IA）方案，可用于一般的多小区多用户MIMO蜂窝网络的上行链路信道。所提出的方案旨在将由来自一组发射机的信号引起的干扰对准到由仅来自这些发射机的子集的信号建立的子空间中，从而有效地减少干扰发射机的数量。给出了所提方案可实现的总自由度的封闭表达式，并通过数值分析表明，所提方案在某些情况下可实现最优自由度，在大多数情况下可提供比其他相关方案更高的总自由度.
2014-08-21 cs.IT math.IT
Carnot machine-based massive MIMO communication capacity modeling and performance analysis
与传统热机中的能量流动过程类似，信息在通信系统中也是以能量和熵的形式流动的。结合热力学卡诺机和经典香农信息论，建立了一个广义热力学MIMO（multiple input multiple outputs）通信系统，分析了采用前向纠错码的信道容量。基于通信系统中的自由度和熵的概念，在热力学理论下提出了广义信道容量。此外，推导并仿真了所提出的信道容量与噪声自由度和编码开销之间的关系。仿真结果验证了所提出的信道容量与经典的信道容量是一致的。
2022-03-18 cs.IT math.IT
Cooperative Feedback for MIMO Interference Channels
多天线预编码有效地减轻了无线网络中的干扰。然而，预编码效率会由于所需的信道状态信息（CSI）的反馈而被开销显著降低。针对这一问题，提出了一种基于有限速率CSI反馈（协作反馈）的双用户多输入多输出（MIMO）干扰信道预编码器设计方法。具体地，每个预编码器被分解为内预编码器和外预编码器，分别用于使干扰为零和提高数据链路阵列增益。内部预编码器被进一步设计为抑制由有限速率协作反馈引起的残余干扰。为了调节由于预编码器量化而产生的残余干扰，设计了附加的标量协作反馈信号以使用不同的准则来控制发射机的功率，所述准则包括应用干扰裕度、最大化总吞吐量以及最小化中断概率。仿真结果表明，这种额外的反馈有效地消除了由于量化预编码器反馈的性能下降。
2010-09-17 cs.IT math.IT
Channel Modeling between Seaborne MIMO Radar and MIMO Cellular System
雷达和蜂窝系统之间的频谱共享是一个新兴的研究领域。在本文中，我们建立了海上MIMO雷达和MIMO蜂窝系统之间的信道模型。我们对2D信道进行建模以捕获频谱共享场景的方位角方面。我们的信道建模方法允许MIMO雷达在基站（BS）的方位角位置放置精确的零陷，从而保护它们免受有害的雷达干扰。我们使用基于投影的方法，其中雷达波形投影到零空间的信道，以减轻雷达干扰BS。这也被称为基于特征调零的方法，其不同于雷达通常采用的空间调零。我们通过仿真表明，所提出的空间信道模型允许本征调零，其性能优于传统的空间调零的干扰缓解。所提出的信道模型可以被利用来使用本征置零，从而增强MIMO雷达的目标检测和波束方向图分辨率，同时减轻对BS的干扰。
2015-04-16 cs.IT math.IT
Dual Link Algorithm for the Weighted Sum Rate Maximization in MIMO Interference Channels
MIMO干扰网络优化对于日益拥挤的无线通信网络是重要的。我们提供了一个新的算法，命名为双链路算法，为MIMO多址接入信道（MAC），广播信道（BC），和一般MIMO干扰信道与高斯输入和总功率约束的加权和速率最大化的经典问题。对于MIMO MAC/BC，该算法找到最佳信号以实现容量区域边界。对于高斯输入假设的干扰信道，两个先前的最先进的算法是WMMSE算法和礼貌注水（PWF）算法。WMMSE算法是可证明收敛的，而PWF算法利用了最优发射信号结构，并且在大多数情况下收敛最快，但不能保证在所有情况下都收敛。非常希望设计一种具有两种算法的优点的算法。双链路算法就是这样一种算法。它的快速和保证收敛是重要的分布式实现和时变信道。此外，收敛性证明中使用的技术和缩放不变性性质可以在通信网络中的其他非凸问题中找到应用。
2016-04-04 cs.IT math.IT
The Degrees of Freedom Region and Interference Alignment for the MIMO Interference Channel with Delayed CSI
在快衰落和{\em delayed}信道状态信息（CSI）假设下，研究了2用户多天线或MIMO（multiple-input，multiple-output）干扰信道（IC）的自由度（DoF）区域，其中所有终端完全知道所有（或某些）信道矩阵，但具有延迟，并且每个接收机另外瞬时知道其自己的输入信道。一般的MIMO IC被认为在四个终端中的每一个处具有任意数量的天线。根据四个终端处的天线数量之间的关系将其分为几类，在延迟CSI假设下，针对四个终端处的天线数量的{\em all}个可能值，表征基本DoF区域。特别地，推导出一般MIMO IC的DoF区域上的外边界。然后，通过为每个类开发基于干扰对齐的可扩展性方案，证明了对于所有MIMO IC，此界限是紧的。一方面，在延迟CSI假设下的这些DoF区域与理想主义的"完美CSI"假设的DoF区域进行比较，其中在理想主义的"完美CSI"假设中，完美的和瞬时的CSI在所有终端处都是可用的，另一方面，这些DoF区域与保守的"无CSI"假设的DoF区域进行比较，其中CSI在接收机处是可用的，但在发射机处根本不是。
2011-03-11 cs.IT math.IT
Antenna Deployment Method for MIMO Radar under the Situation of Multiple Interference Regions
研究了分布式多输入多输出（MIMO）雷达同时考虑多个干扰区域的天线优化配置问题。提出了一种基于多目标粒子群优化（MOPSO）的天线优化部署方法，解决了天线优化部署问题。首先，我们建立了一个多目标优化问题的MIMO雷达天线部署，选择不同区域的干扰功率密度为目标函数。然后，为了在不浪费时间和计算资源的情况下获得最优部署结果，提出了一种基于间隔距离的迭代收敛准则。迭代收敛准则可以用来停止MOPSO优化过程中有效地当最优天线部署算法达到所需的收敛水平。最后，数值结果验证了所提出的算法的有效性。
2017-01-20 cs.IT math.IT
Replication-based Outer bounds and the Optimality of "Half the Cake" for Rank-Deficient MIMO Interference Networks
为了获得对MIMO干扰网络的新见解，针对$K$ -用户多输入多输出（MIMO）干扰信道探索了$\sum_{k=1}^K M_k/2$（每个用户蛋糕的一半）自由度的最优性，其中交叉信道具有任意秩约束，并且$k^{th}$发射机和接收机均配备有$M_k$天线。该结果巩固并显著概括了Krishnamurthy等人先前研究的结果，所有用户都具有$M$天线的秩亏干扰信道，以及Tang等人，其中$k^{th}$用户对具有$M_k$天线。这项工作的更广泛的成果是一种新的类的复制为基础的任意秩约束MIMO干扰网络的外部边界，其中现有用户的副本被添加为辅助用户和网络连接的选择，以确保任何可实现的计划，为原始网络也工作在新的网络。复制网络为问题创造了一个新的视角，因此，即使是简单的参数，如用户合作，当应用于复制网络时，也会变得非常强大，从而产生更强的外部边界，而不是直接应用于原始网络。值得注意的是，基于复制的界限不仅广泛适用于具有任意秩约束的MIMO干扰信道，而且更广泛地适用于甚至超出高斯设置。
2015-10-20 cs.IT math.IT
Interference Alignment Schemes Using Latin Square for Kx3 MIMO X Channel
本文研究了X通道有限时间扩展的干扰对齐方案和低计算复杂性的波束形成器选择方法。针对K × 3多输入多输出（MIMO）X信道，提出了一种基于拉丁方的链式IA方案。由于所提出的方案可以有一个更大的可能的波束形成器比传统的计划，它的性能提高了一个给定的信道的有效波束形成器的选择。此外，我们提出了一种基于条件数（CN）的波束形成器选择方法，具有低的计算复杂性，其性能改善的数值验证。
2018-10-12 cs.IT math.IT
Limited Feedback Design for Interference Alignment on MIMO Interference Networks with Heterogeneous Path Loss and Spatial Correlations
干扰对齐是K用户MIMO干扰信道中的自由度最优问题，许多先前的工作已经研究了收发器的设计。然而，这些工作主要集中在发射机处具有完美信道状态信息和对称干扰拓扑的网络上。在本文中，我们考虑一个有限的反馈系统与异构路径损耗和空间相关性，并探讨如何动态的干扰拓扑结构可以被利用，以提高反馈效率。我们提出了一种新的空间码本设计，并通过比特分配进行动态量化，以适应干扰拓扑的不对称性。我们约束系统的吞吐量根据所提出的动态方案的发送信噪比，反馈比特和干扰拓扑参数。它表明，当反馈比特的数量与SNR的比例为C_{s} \cdot \log \textrm{SNR}，网络的自由度自由度的总和被保存。此外，在具有非对称干扰拓扑的网络中，缩放系数C_{s}的值可以显著减小。
2013-02-26 cs.IT math.IT
A Rigorous Proof of the Capacity of MIMO Gauss-Markov Rayleigh Fading Channels
研究了在时变单用户多输入多输出（MIMO）瑞利衰落信道中，在接收端具有完整的信道状态信息（CSIR）和平均功率约束条件下的消息传输问题。为了描述信道随时间的变化，我们考虑一阶高斯马尔可夫模型。我们完全解决了这个问题，给出了一个封闭形式的信道容量的单字母表征，并提供了一个严格的证明。
2022-04-13 cs.IT math.IT
Self-Interference in Full-Duplex Multi-User MIMO Channels
我们考虑一个多用户多输入多输出（MIMO）设置全双工（FD）多天线节点应用线性波束形成器，同时发送和接收多个流在莱斯衰落信道。精确的第一次和第二次正的时刻的剩余自干扰（SI），涉及平方范数的非同分布的随机变量之和，推导出封闭的形式。因此调用矩量法来提供剩余SI分布的Gamma近似。所提出的定理在任意线性预编码器/解码器设计、天线和流的数量以及SI消除能力下成立。
2017-01-01 cs.IT math.IT
On the Outage Capacity of Orthogonal Space-time Block Codes Over Multi-cluster Scattering MIMO Channels
多簇散射MIMO信道是研究微微蜂窝MIMO网络的有效模型。本文研究了在这种信道上的正交空时分组码传输，其中有效信道等于n个复高斯矩阵的乘积。一个简单而准确的封闭形式近似的信道中断容量已在此设置中导出。结果是有效的任意数量的集群n-1的散射体和任意的天线配置。数值结果提供了研究之间的相对中断性能的多簇和瑞利衰落MIMO信道，其中n=1。
2014-04-04 cs.IT math.IT
Approaching the Capacity of Large-Scale MIMO Systems via Non-Binary LDPC Codes
在本文中，应用非二进制低密度奇偶校验（NBLDPC）码的MIMO系统中，采用数百个天线的发射机和接收机已被提出。与公知的低复杂度MMSE检测一起，中等长度的NBLDPC码可以更接近MIMO容量进行操作，例如，电容间隙约为3.5 dB（最佳已知间隙大于7 dB）。为了进一步降低MMSE检测的复杂度，本文还提出了一种新的软输出检测方法，该方法在低信噪比区域具有良好的编码性能，同时复杂度降低了99%。用蒙特卡罗密度演化方法分析了算法的渐近性能。发现NBLDPC码可以在MIMO容量的1.6dB内操作。此外，NBLDPC码在大型MIMO系统中的优点与存在的不完美的信道估计和空间衰落相关，这两者都是大型MIMO系统的现实情况也指出。
2012-11-21 cs.IT math.IT
