On the Use of Walsh Domain Equalizer for Performance Enhancement of MIMO-OFDM Communication Systems
本文研究基于 FWHT 的 MCM 系统，提出利用 BMA 的非线性 JLCOZF-SIC 均衡器，在频偏、噪声和 Rayleigh 衰落条件下提升 MIMO-OFDM 性能。
2023-12-16 cs.IT cs.PF math.IT
Turbo-Equalization Using Partial Gaussian Approximation
本文研究了码间干扰（ISI）信道中编码数据传输的Turbo均衡。我们提出了一个消息传递算法，使用的期望传播规则转换从解调器解码器的均衡器传递的消息，并通过使用部分高斯近似（PGA）计算由均衡器返回的消息。Monte Carlo模拟结果表明，这种方法导致了显着的性能改善相比，国家的最先进的涡轮均衡器，并允许交易的复杂性性能。我们利用ISI信道模型的具体结构，以显着降低PGA的复杂性相比，在最初的论文中考虑提出的方法。
2016-03-14 cs.IT math.IT
A Posteriori Equivalence: A New Perspective for Design of Optimal Channel Shortening Equalizers
研究了码间干扰信道中最优检测的信道缩短均衡问题。问题是选择线性均衡器和部分响应目标滤波器，使得组合产生最佳检测性能。而不是使用MMSE均衡的传统方法，我们直接寻求所有均衡器和目标对，产生最佳的检测性能的序列或符号的出错率。这导致了一个新的概念的均衡和目标通道之间的后验等价性与一个简单的表征在其潜在的概率分布。使用这种特性，我们展示了令人惊讶的存在一个无限的家庭的均衡器和目标对的任何最大后验概率（MAP）为基础的检测器设计的目标通道是同时MAP最优的均衡通道。对于其输入符号具有相等能量的信道，例如q-PSK，利用monic目标约束设计的MMSE均衡器产生属于该最优设计族的解决方案。虽然，这些设计产生IIR目标滤波器，但这些想法被扩展到设计良好的FIR目标。对于任意选择的目标和均衡器，我们推导出序列检测错误的概率的表达式。该表达式用于设计最佳FIR目标和IIR均衡器，并量化FIR近似惩罚。
2007-10-19 cs.IT math.IT
Approximate ML Decision Feedback Block Equalizer for Doubly Selective Fading Channels
为了在低复杂度下有效地抑制码间干扰（ISI），本文提出了一种适用于双选择性（频率选择性，时间选择性）衰落信道的近似最大似然（ML）判决反馈块均衡器（A-ML-DFBE）。建议的均衡器设计，使有效地利用特殊的时域表示的多径信道，通过匹配滤波器，滑动窗口，高斯近似，和决策反馈。A-ML-DFBE具有以下特点：1）其性能接近于最大似然序列估计（MLSE），明显优于基于最小均方误差（MMSE）的检测器; 2）其复杂度明显低于传统均衡器; 3）通过调整滑动窗口的长度，容易实现复杂度和性能的折衷; 4）反馈滤波器结构简单，长度固定。符号出错率（SER）的推导来表征的行为的A-ML-DFBE，它也可以用来找到所提出的均衡器的关键参数。此外，我们进一步证明了A-ML-DFBE获得了全多径分集。
2011-12-04 cs.IT math.IT
Turbo Equalization with Coarse Quantization using the Information Bottleneck Method
本研究针对码间干扰信道，提出基于信息瓶颈方法设计查找表的粗量化Turbo均衡器，通过简化LUT结构整合解码器反馈，在面积效率和纠错性能上均优于传统及非Turbo均衡方案。
2024-09-13 cs.IT eess.SP math.IT
A Low-Complexity Graph-Based LMMSE Receiver for MIMO ISI Channels with M-QAM Modulation
为了消除多输入多输出（MIMO）通信中的符号间和流间干扰，提出了一种低复杂度的基于图的线性最小均方误差（LMMSE）均衡器。所提出的施加在图上的状态空间表示提供了随块长度线性增加的计算复杂性。此外，由于在所提出的无循环因子图中使用的高斯假设，所建议的均衡器结构的复杂性不受信令空间的大小的影响。此外，我们引入了一种有效的方法来计算外部比特对数似然比（LLR）值的LMMSE估计兼容的高阶字母，这是表现得比其他方法在文献中。总的来说，我们提供了一个有效的接收机结构，达到高数据率的频率选择性MIMO系统的性能被证明是非常接近一个天才辅助匹配滤波器通过广泛的模拟约束。
2017-01-02 cs.IT math.IT
A Low-Complexity Graph-Based LMMSE Receiver Designed for Colored Noise Induced by FTN-Signaling
提出了一种低复杂度的基于图的线性最小均方误差（LMMSE）均衡器，该均衡器同时考虑了符号间干扰（ISI）和快于奈奎斯特（FTN）信号中固有的非白噪声的影响。为了将噪声信号的统计信息纳入LMMSE算法实现的因子图中，我们提出了一种将其建模为自回归（AR）过程的方法。此外，我们开发了一种新的机制，建议的均衡器和信道解码器之间的信息交换，通过涡轮迭代。基于这些改进，我们表明，所提出的低复杂度的接收机结构执行接近最佳解码器操作在ISI免费的理想情况下，通过模拟没有FTN信令。
2014-05-13 cs.IT math.IT
Enhanced MIMO-DCT-OFDM System Using Cosine Domain Equalizer
本文提出用余弦域均衡器（CDE）替代频域均衡器（FDE）以增强MIMO-DCT-OFDM系统，在4x4配置下仿真时间较传统LZF-FDE和LMMSE-FDE分别减少约81.21%和83.74%，显著提升了效率。
2023-11-24 cs.IT cs.PF eess.SP
Limiting Performance of Conventional and Widely Linear DFT-precoded-OFDM Receivers in Wideband Frequency Selective Channels
本文描述了线性和判决反馈均衡器（DFE）的限制行为，在单/多天线系统采用实/复值调制字母表。宽带频率选择性信道建模使用瑞利衰落信道模型与无限数量的时域信道抽头。使用这个模型，我们表明，所考虑的均衡器提供了一个固定的后信号噪声比（后SNR）在均衡器的输出，接近匹配滤波器界（MFB）。后SNR的一般表达式得到迫零（ZF）为基础的常规接收机以及接收机采用广泛的线性（WL）处理的情况下。仿真研究了基于MMSE和ZF的接收机的误出错率性能。结果表明，所考虑的接收机有利地利用丰富的频率选择性信道，以减轻衰落和符号间干扰（ISI），同时提供与MFB相当的性能。
2013-07-14 cs.IT math.IT
A Capacity Achieving and Low Complexity Multilevel Coding Scheme for ISI Channels
我们提出了一种计算效率高的多级编码方案，以实现使用二进制输入层的ISI信道的容量。发射机采用具有线性映射的多级编码。接收器使用多级解码，其中每一级执行单独的线性最小均方误差（LMMSE）均衡和解码。该方案的最优性是由于当信噪比足够低时，LMMSE均衡器在ISI信道中是信息无损的。计算复杂性低，并且与信道脉冲响应的长度和层的数量成线性比例。每层的解码器都会看到等效的AWGN信道，这使得编码变得简单。
2005-11-08 cs.IT math.IT
Cyclic Delay Transmission for Vector OFDM Systems
单天线矢量OFDM（V-OFDM）系统在过去已经被提出和研究。它包含了传统的OFDM和单载波频域均衡器（SC-FDE）作为两种特殊情况，并通过选择适当的矢量大小，可以灵活地选择任意数量的符号间干扰（ISI）。在本文中，我们开发了循环延迟分集（CDD）传输的V-OFDM当有多个发射天线（CDD-V-OFDM）。类似于CDD-OFDM系统，CDD-V-OFDM也可以收集空间和多径的差异。由于V-OFDM首先将单输入单输出（SISO）ISI信道转换为阶数/长度比$K$小几倍的多输入多输出（MIMO）ISI信道，其中$K$是矢量大小，因此对于给定带宽，CDD-V-OFDM可以容纳比CDD-OFDM多$K$倍的发射天线来收集所有空间和多径色散。该特性将特别有益于大规模MIMO系统。我们表明，在每个子载波的线性MMSE均衡器，CDD-V-OFDM实现分集阶$d_{\text{CDD-V-OFDM}}^{\text{MMSE}} = \min \{ \lfloor 2^{-R}K \rfloor, N_t L \} +1$，其中$R$是传输速率，$N_t$是发射天线的数量，和$L$是每个发射和接收天线对之间的ISI信道长度。模拟来说明我们的理论。
2014-10-11 cs.IT math.IT
ISI Mitigation Techniques in Molecular Communication
分子通信是利用分子传递信息的一个新的通信领域。在所提出的方法中，通过扩散的分子通信（MCvD）是特别有效的。MCvD中的主要挑战之一是码间干扰（ISI），其抑制高数据率下的通信。此外，在纳米尺度上，能源效率成为一个重要问题。在解决这些问题之前，必须计算接收信号的预定阈值以做出决定。在本文中，提出了一种分析技术来确定最佳阈值，而在文献中，这些阈值一般是经验计算。由于本文的主要目标是建立一个MCvD系统，适用于工作在高数据率，而不牺牲质量，新的调制和滤波技术，提出了减少ISI的影响，提高能源效率。作为一种基于发射机的解决方案，提出了一种用于MCvD的调制技术，即分子跃迁频移键控（MTSK），以便通过抑制ISI来提高数据率。此外，为了能量效率，提出了利用残余分子的功率调节技术。最后，作为基于接收机的解决方案，提出了一种新的能量有效的判决反馈滤波器（DFF）作为替代的解码器，如最小均方误差（MMSE）和判决反馈均衡器（DFE）。在出错率方面比较了DFF均衡器和MMSE均衡器的误码性能，并得出结论，DFF由于其较低的计算复杂性，在能量效率方面可能更具优势。
2014-10-30 cs.ET cs.IT math.IT
DFE/THP duality for FBMC with highly frequency selective channels
基于滤波器组的具有偏移QAM系统的多载波（FBMC/OQAM）是未来第五代（5G）无线标准的波形的强有力候选者。与其它多载波方案相比，这些系统可以实现最大的频谱效率，特别是在高频率选择性传播条件下。在这种情况下，需要在接收器或发射器侧的每个子载波中插入多抽头、分数间隔的均衡器或预编码器，以补偿符号间干扰（ISI）和载波间干扰（ICI）。在本文中，我们提出了一种新的Tomlinson-Harashima预编码器（THP）的设计FBMC/OQAM的基础上的均方误差（MSE）的最小均方误差（MMSE）设计的判决反馈均衡器（DFE）的对偶。
2017-06-27 cs.IT math.IT
Mixed-ADC Massive MIMO Uplink in Frequency-Selective Channels
本文的目的是研究最近开发的混合ADC结构的频率选择性通道。采用诸如正交频分复用（OFDM）的多载波技术来处理符号间干扰（ISI）。针对单比特量化的非线性带来的载波间干扰，设计了一种频域均衡器。针对静态单输入多输出（SIMO）信道，推导了广义互信息（GMI）的封闭表达式，并在此基础上优化了线性频域均衡器。分析，然后扩展到遍历时变SIMO信道估计的信道状态信息（CSI），在数字上紧的下限和上限的GMI推导。分析框架自然适用于多用户场景，静态和时变信道。大量的数值研究表明，混合ADC架构与一个小比例的高分辨率ADC确实实现了理想的传统架构的可实现的速率的主要部分，并且它显着提高了性能相比，一位大规模MIMO。
2016-09-26 cs.IT math.IT
Blind Equalization and Channel Estimation in Coherent Optical Communications Using Variational Autoencoders
Karlsruhe Institute of Technology（卡尔斯鲁厄理工学院）；Nokia（诺基亚）
本文研究了基于变分推理的自适应盲均衡器在光通信载波恢复中的应用。这些均衡器基于最大似然信道估计的低复杂度近似。我们将变分自编码器（VAE）均衡器的概念推广到高阶调制格式，包括概率星座成形（PCS），在光通信中无处不在，在接收机过采样，和双偏振传输。除了基于卷积神经网络的黑盒均衡器之外，我们还提出了基于线性蝶形滤波器的基于模型的均衡器，并使用变分推理范式训练滤波器系数。作为副产品，VAE还提供可靠的信道估计。我们分析了VAE在经典的加性高斯白噪声（AWGN）信道与符号间干扰（ISI）和色散线性光双偏振信道的性能和灵活性。我们表明，它可以扩展盲自适应均衡器的应用范围优于国家的最先进的恒模算法（CMA）的PCS固定，但也随时间变化的信道。评价伴随着超参数分析。
2022-09-15 cs.IT cs.LG eess.SP
Joint Successive Cancellation Decoding of Polar Codes over Intersymbol Interference Channels
极化码是一类适用于二进制输入离散无记忆信道（B-DMC）的容量实现码。然而，当应用于具有符号间干扰（ISI）的信道时，该码可能与BCJR均衡和常规解码方法一起表现不佳。针对ISI问题，提出了一种极化码在ISI信道下的联合连续抵消（SC）译码算法，该算法将均衡与常规译码相结合。译码方法的初始化信息是码间干扰码字符号的似然函数而不是码字符号。该译码器与传统的SC译码器一样采用递归公式，无需迭代。这与在均衡器和解码器之间执行迭代的常规迭代算法相反。此外，所提出的SC网格解码可以很容易地扩展到列表解码，这可以进一步提高性能。仿真结果表明，在ISI信道中，该方案的性能明显优于传统的译码方案。
2014-04-11 cs.IT math.IT
Computing Lower Bounds on the Information Rate of Intersymbol Interference Channels
可证明的下界的信息率I（X; X+S+N），其中X是从一个固定的，有限大小的字母，S离散值的随机变量（RV）和N高斯RV的符号。信息速率I（X; X+S+N）用作被高斯噪声破坏的码间干扰（ISI）信道的容量的严格下限。新的边界可以计算出一个合理的计算负荷，并提供了一个类似的水平的紧密性作为众所周知的固定下限的Shamai和Laroia的一个很好的范围有限ISI信道的实际利益。所提出的界限的计算需要评估的幅度总和的前体ISI条款，以及其中的主要条款的识别看到在输出的最小均方误差（MMSE）的判决反馈均衡器（DFE）。
2011-10-03 cs.IT math.IT
Trellis-Based Equalization for Sparse ISI Channels Revisited
稀疏码间干扰（ISI）信道在各种高数据速率通信系统中都会遇到。这样的信道具有大的信道存储器长度，但只有少量的有效信道系数。在本文中，基于网格的稀疏ISI信道的均衡重新审视。由于大的信道存储器长度，最大似然检测的复杂性，例如，通过维特比算法（VA），通常是禁止的。在本文的第一部分，提出了一个统一的框架，基于因子图的复杂性降低，而不损失的最优性。在这个新的背景下，两个已知的稀疏ISI信道的降低复杂度的算法概括：多网格VA（M-VA）和并行网格VA（P-VA）。它表明，M-VA，虽然声称，不导致降低计算复杂性。另一方面，P-VA导致复杂度显著降低，但只能应用于某一类稀疏信道。在本文的第二部分中，一个统一的方法来解决一般稀疏信道：它表明，在接收机使用线性滤波器使得应用标准的减少状态的基于网格的均衡器算法是可行的，没有显着损失的最优性。数值结果验证了所提出的接收机结构的有效性。
2005-08-10 cs.IT math.IT
A Low-complexity Channel Shortening Receiver with Diversity Support for Evolved 2G Device
第二代（2G）蜂窝网络是当前机器对机器（M2M）通信的主力。2G设备中的分集可以以多个接收分支和盲重复的形式存在。在存在分集的情况下，码间干扰（ISI）均衡和同信道干扰（CCI）抑制通常非常复杂。在本文中，我们考虑的改进与接收分集的2G设备。我们推导出一个低复杂度的接收器的基础上的信道缩短滤波器，它允许总结所有的分集分支到一个单一的流过滤后，同时保持完整的分集增益。求和后的流随后由单流最大对数MAP（MLM）均衡器处理。信道缩短滤波器被设计为最大化Ungerboeck检测模型的互信息下限（MILB）。其滤波器系数可以主要通过离散傅立叶变换（DFT）获得。与现有的基于同态滤波的信道缩短器配合延迟判决反馈MLM均衡器相比，该信道缩短器具有更好的性能。此外，均衡复杂度，在实值乘法方面，减少了一个因子，等于分集分支的数量。
2015-11-24 cs.IT math.IT
Transceiver Design For SC-FDE Based MIMO Relay Systems
在本文中，我们提出了一个联合收发器的设计单载波频域均衡（SC-FDE）为基础的多输入多输出（MIMO）中继系统。为此，我们首先推导出最佳的最小均方误差线性和判决反馈频域均衡滤波器在目的地随着相应的误差协方差矩阵在均衡器的输出。随后，我们制定的源和中继预编码矩阵的设计问题，作为一个家庭的舒尔凸和舒尔凹函数的均方误差的均衡器的输出下单独的功率约束的源和中继的最小化。通过利用误差协方差矩阵的性质和优势化理论的结果，我们推导出源和中继预编码矩阵的最优结构，这使得我们能够将矩阵优化问题转化为标量功率优化问题。采用高信噪比近似的目标函数，我们得到的功率分配变量的全局最优解。仿真结果表明，该系统的优良性能和传统的正交频分复用的MIMO中继系统相比，其优越性。
2012-10-14 cs.IT math.IT
Delay Alignment Modulation: Enabling Equalization-Free Single-Carrier Communication
本文提出了一种新的宽带传输技术，称为延迟对齐调制（DAM），它使低复杂度的均衡免费的单载波通信，而不会受到符号间干扰（ISI）。DAM的关键思想是在发射机侧故意为承载信息的符号引入适当的延迟，使得在时间色散信道上传播之后，所有多径信号分量将同时且建设性地到达接收机。我们首先表明，通过应用DAM的基本多输入单输出（MISO）通信系统，ISI免费加性高斯白噪声（AWGN）系统可以得到简单的迫零（ZF）波束形成。此外，更一般的DAM方案进行了研究与ISI最大比传输（MRT）和ISI最小均方误差（MMSE）波束形成。仿真结果表明，当信道稀疏或天线尺寸较大时，DAM不仅以较低的复杂度解决了正交频分复用（OFDM）面临的峰均功率比（PAPR）高、带外辐射（OOB）严重、易受载波频偏（CFO）影响等问题，而且由于保护间隔开销的节省而实现了更高的频谱效率。
2022-01-07 cs.IT eess.SP math.IT
Single Carrier Frequency Domain Detectors for Internet of Underwater Things
提出了一种低复杂度的水下物联网通信检测方法。信号通过几个传感器从源传输到目的地。为了简化在发送器和传感器节点的计算操作，提出了一种单载波频域均衡器（SC-FDE）和放大转发（AF）协议。快速傅里叶变换（FFT）和循环前缀（CP）的使用也被提出来简化这些算法相比，时域均衡。由于精确的信道数据是很难捕获在水下通信，FDE的自适应实现提出了一种解决方案，可以采用当信道经历快速多普勒频移。这两种自适应检测器基于最小均方（LMS）和递归最小平方（RLS）原理。数值仿真表明，该检测器的误比特率性能接近理想最小均方误差（MMSE）。
2022-03-18 cs.IT cs.PF eess.SP
Easily Computed Lower Bounds on the Information Rate of Intersymbol Interference Channels
给出了信息速率I（X; X+S+N）的可证下界，其中X是从有限大小的字母表中独立均匀地抽取的符号，S是离散值随机变量（RV），N是高斯RV.众所周知，S表示判决反馈均衡器（DFE）输出端的前体码间干扰（ISI），I（X; X+S+N）用作对称信息速率（SIR）以及被高斯噪声破坏的ISI信道的容量的紧下限。当在许多公知的有限ISI信道上进行评估时，这些新的界限在所有信噪比（SNR）范围内提供了与Shamai和Laroia所确定的下限非常相似的针对SIR的紧密度水平，而当在高SNR处封闭观察时，这些新的界限实际上更紧密。新的下界分两步得到：首先，引入一个“不匹配”的互信息函数，它可以被证明是I（X; X+S+N）的下界。其次，该函数从下面进一步由一个表达式限定，该表达式可以通过一些具有小计算负载的一维积分来容易地计算。
2011-10-04 cs.IT math.IT
Overlap Frequency Domain Equalization for Faster-than-Nyquist Signaling
本文提出了一种基于重叠频域均衡（FDE）的快于奈奎斯特信令（FTNS），它可以补偿FTNS在发射端和接收端的限带滤波器以及频率选择性衰落信道引起的符号间干扰（ISI）。由于重叠FDE在发射机处不需要任何保护间隔（GI），例如循环前缀（CP），因此与使用传统FDE的FTNS方案相比，可以实现更高的频谱效率。在该方法中，均衡器的权重推导基于最小均方误差（MMSE）准则考虑到色噪声，由于接收滤波器。此外，为了降低计算复杂性，我们还给出了一个近似的FDE权重。通过计算机模拟证明了该方案的性能。
2015-09-02 cs.IT math.IT
Single-Carrier Delay Alignment Modulation for Multi-IRS Aided Communication
本文将DAM用于多IRS辅助宽带通信，提出基于路径的MRT、ZF和MMSE波束赋形与相移联合设计，证明其在频谱效率、BER和PAPR上优于OFDM。
2023-08-17 cs.IT math.IT
Optical Time-Frequency Packing: Principles, Design, Implementation, and Experimental Demonstration
时频打包（TFP）传输提供了最高的可实现的频谱效率与约束的符号字母表和检测器的复杂性。在这项工作中，TFP技术的光纤系统的应用进行了研究和实验证明。主要的理论方面，设计指导方针和实施问题进行了讨论，重点是那些方面是特有的全要素生产率系统。特别是，自适应补偿的传播损伤，匹配滤波，和最大后验概率检测的蝶形均衡器和4个8状态并行Bahl-Cocke-Jelinek-Raviv（BCJR）检测器的组合。提出了一种新的算法，确保自适应均衡，信道估计，并在均衡器和BCJR检测器之间的任务的适当分配。设计了一组具有不同速率的不规则低密度奇偶校验码，使其在低误码率下工作，并在不同的信噪比下接近TFP所能达到的频谱效率极限。设计的系统的实验演示，最后提供了五个双偏振QPSK调制的光载波，密集包装在100 GHz的带宽，采用循环回路，以测试系统的性能在不同的传输距离。
2015-06-09 cs.IT math.IT physics.optics
Comparison of the Achievable Rates in OFDM and Single Carrier Modulation with I.I.D. Inputs
我们比较了单载波和OFDM调制方案中的最大可实现速率，在i.i.d.的实际假设下。有限字母输入和具有加性高斯噪声的线性ISI。我们表明，Shamai-Laroia近似作为两个速率之间的桥梁：虽然众所周知，这种近似往往是一个下界的单载波可实现的速率，它被发现也基本上是上界的OFDM可实现的速率。我们应用信息估计关系，以严格建立这一结果的一般输入分布和锐化它常用的PAM和QAM星座。为此，新的界限PAM输入标量高斯信道的MMSE估计推导，这可能是普遍的兴趣。我们的研究结果表明，在合理的假设下，最佳的单载波方案可以提供显着优于OFDM的频谱效率，激励这种系统的进一步研究。
2014-11-01 cs.IT math.IT
Equalized Time Reversal Beamforming for Indoor Wireless Communications
时间反转（TR）技术是一种频率选择性信道下的波束形成技术，由于其能量利用率高、计算复杂性低等优点，在无线通信中受到越来越多的关注。在本文中，我们提出了两个贡献的时间反转（TR）的无线波束形成单用户室内宽带MISO系统。首先，我们提供了新的分析基带TR系统使用两种常用的室内传播信道模型。我们推导出封闭形式的近似符号间干扰（ISI）与这些信道模型，以表征传播条件（如功率延迟分布，延迟扩展和带宽）对TR性能指标的影响。特别是，我们分析了TR波束形成的空间聚焦和时间压缩性能，以及它们对比特出错率（BER）的影响。作为第二个贡献，我们介绍了均衡TR（ETR）技术，减轻了传统TR的ISI。建议的ETR利用迫零预均衡器在与TR预滤波器级联配置的发射机。与以往的方法，在TR系统中的ISI缓解，我们推导出理论的ETR的性能界限，并表明，它大大提高了传统TR的BER性能，其波束形成能力的影响最小。通过数值模拟，我们验证了我们的封闭形式的近似，并表明，建议ETR技术优于传统的TR在任何SNR下的BER。
2017-02-18 cs.IT cs.NI math.IT
Learning to Equalize: Data-Driven Frequency-Domain Signal Recovery in Molecular Communications
School of Integrated Technology, Yonsei University（延世大学综合技术学院）
本文提出基于LSTM的频域均衡技术，通过时序建模改善分子通信中的ISI和噪声抑制，提升通信可靠性。
2025-11-22 cs.IT math.IT q-bio.SC
On the Performance of Single- and Multi-carrier Modulation Schemes for Indoor Visible Light Communication Systems
在本文中，我们调查和比较的性能单载波和多载波调制方案的室内可见光通信（VLC）。在考虑LED传输函数非线性失真的情况下，分析了单载波频域均衡（SCFDE）、正交频分复用（OFDM）和开关键控（OOK）结合最小均方误差均衡（MMSE）对室内光信道多径失真的影响。我们的研究结果表明，SCFDE系统，相比于OFDM系统，没有遭受高峰均功率比（PAPR），可以优于OFDM和OOK系统。我们进一步研究了LED偏置点对OFDM系统性能的影响，并表明，偏置LED的最佳值可以显着提高系统的性能。比特交织编码调制（BICM）也被考虑用于OFDM和SCFDE系统，以进一步补偿由于符号间干扰（ISI）和LED非线性引起的信号退化。
2015-02-02 cs.IT math.IT
Achievable Rate Region and Path-Based Beamforming for Multi-User Single-Carrier Delay Alignment Modulation
本文研究多用户毫米波大规模MIMO中的延迟对齐调制技术，通过延迟预补偿和基于路径的波束成形消除符号间干扰和用户间干扰，刻画可达速率区域并提出三种低复杂度波束成形策略，仿真验证其相比OFDM具有更高频谱效率和更低峰均比。
2023-09-01 cs.IT eess.SP math.IT
Unsupervised Linear and Nonlinear Channel Equalization and Decoding using Variational Autoencoders
Tel-Aviv University（特拉维夫大学）
介绍了一种新的盲信道均衡和译码方法，即变分推理方法，特别是变分自编码器（VAE）。首先，我们考虑重建的未编码的数据符号传输在一个嘈杂的线性符号间干扰（ISI）的信道，与一个未知的脉冲响应，而不使用导频符号。我们推导出一个近似的最大似然估计的信道参数和重建的传输数据。我们表现出显着和一致的改善，在出错率的重建符号，相比现有的盲均衡方法，如恒模，从而使更快的信道采集。VAE均衡器使用具有少量自由参数的卷积神经网络。这些结果被推广到未知参数的噪声非线性ISI信道的盲均衡。然后，我们考虑编码通信使用低密度奇偶校验（LDPC）码在噪声线性或非线性ISI信道上传输。目标是在不使用导频符号的情况下，根据与所发送的码字相对应的信道观测来重构所发送的消息。我们证明了改进的期望最大化（EM）算法，使用涡轮均衡。此外，不同于EM，我们的方法的计算复杂性不具有对信道冲激响应的大小的指数依赖性。
2020-04-13 cs.IT cs.LG eess.SP
Multi-User Delay Alignment Modulation for Millimeter Wave Massive MIMO
延迟对齐调制（DAM）是一种新型的宽带通信技术，它利用毫米波（mmWave）大规模多输入多输出（MIMO）系统的高空间分辨率和多径稀疏性来抑制符号间干扰（ISI），而不依赖于信道均衡或多载波传输等传统技术。在本文中，我们扩展DAM技术的多用户毫米波大规模MIMO通信系统。我们首先提供渐近分析表明，当基站（BS）天线的数量远大于信道路径的总数，DAM是能够消除ISI和用户间干扰（IUI）与简单的延迟预补偿和每路径为基础的最大比传输（MRT）波束成形。然后，我们研究了一般的多用户DAM设计，考虑在每路径的基础上，即MRT，迫零（ZF）和正则化迫零（RZF）的三个经典的发射波束成形策略。仿真结果表明，多用户DAM可以显着优于基准单载波ISI缓解技术，只使用每个用户的最强信道路径。
2022-11-14 cs.IT eess.SP math.IT
Low-complexity Equalization of Zak-OTFS Via Neumann Series
Duke University（杜克大学）；Department of Electrical Engineering, Indian Institute of Technology Delhi（德里印度理工学院电气工程系）；Cohere Technologies Inc.（Cohere科技有限公司）；Department of Mathematics, University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校数学系）
该研究提出通过推广离散仿射傅里叶变换（GDAFT）选择Zak-OTFS载波波形的正交基，实现卫星、地对无人机等信道的低复杂度均衡，可最大化信道能量对角分量，对分数延迟和多普勒频移鲁棒。
2026-10-09 cs.IT eess.SP math.IT
Fast DGT Based Receivers for GFDM in Broadband Channels
广义频分复用（GFDM）是最近的多载波5G波形候选，具有脉冲成形滤波器的灵活性。然而，选择脉冲成形滤波器的灵活性可能导致载波间干扰（ICI）和符号间干扰（ISI），这在宽带信道中变得更加严重。为了消除码间干扰和子载波间干扰，本文基于离散Gabor变换（DGT），首先将发射端GFDM信号作为逆DGT（IDGT）处理，然后利用频域DGT恢复（作为接收端）GFDM信号。此外，为了降低复杂度，一个次优的频域DGT称为本地DGT（LDGT）的发展。对提出的基于DGT的接收机进行了分析。
2016-02-16 cs.IT math.IT
Channel Independent Precoder for OFDM-based Systems over Fading Channels
本文提出一种用于衰落信道OFDM系统的信道独立预编码器，通过信息重新分配和交织器降低接收端瞬时噪声功率方差，并用削波因子约束改进ZF均衡器的增益，以适应信道条件。
2025-01-24 cs.IT eess.SP math.IT
Delay Alignment Modulation: Manipulating Channel Delay Spread for Efficient Single- and Multi-Carrier Communication
本文提出通用DAM框架，通过空间-时延预补偿与MRT波束成形操控信道时延扩展，并设计DAM-OFDM以降低CP开销和PAPR，仿真显示其频谱效率、BER及PAPR均优于传统OFDM。
2023-08-15 cs.IT eess.SP math.IT
Integrated Sensing and Communication with Delay Alignment Modulation: Performance Analysis and Beamforming Optimization
延迟对准调制（DAM）最近已经被提出来实现可操纵的信道延迟扩展以用于高效的单载波或多载波通信。特别地，利用完美的延迟对准，即使利用单载波（SC）传输也可以消除符号间干扰（ISI），而不依赖于复杂的信道均衡。DAM的核心思想是延迟预补偿和基于路径的波束形成，使得所有多径信号分量可以同时到达接收机并且相长地叠加，而不是引起有害的ISI。与经典的正交频分复用（OFDM）传输相比，DAM使能的SC通信具有几个吸引人的优点，包括低峰均功率比（PAPR）和对多普勒频移的高容忍度，这使得DAM也吸引雷达感测。因此，在本文中，DAM的通感一体化（ISAC）系统进行了研究。首先研究了无ISI SC通信和雷达感知的输出信噪比（SNR），然后推导了基于DAM感知的模糊函数（AF）和综合旁瓣比（ISR）的闭合表达式。此外，我们研究了基于DAM的ISAC的波束形成设计问题，以最大化通信SNR，同时保证感知SNR和ISR方面的感知性能。最后，我们提供了性能比较DAM和OFDM ISAC，它表明，DAM信号可以实现更好的通信和感知性能，由于其低PAPR，减少保护间隔开销，以及更高的容忍多普勒频移。仿真结果显示了DAM在ISAC中的巨大潜力。
2022-07-08 cs.IT eess.SP math.IT
Pulse Shaping Diversity to Enhance Throughput in Ultra-Dense Small Cell Networks
多输入多输出（MIMO）蜂窝网络中的空间复用（SM）增益在与超密集小小区网络结合使用时是有限的。这种限制是由于通道对之间的大的空间相关性。更具体地，这是由于i）用户设备（UE）和基站（BS）之间的视线（LOS）通信以及ii）天线元件之间的间隔不足。我们建议在相邻的天线与不同的内插滤波器，引入脉冲整形分集，最终导致改善的SINR和吞吐量在UE的发射信号的形状。在该技术中，每个天线以相对于相邻天线的相对偏移来发送其自己的数据流。必须是符号周期的一部分的延迟用脉冲成形信号内插，并生成虚拟MIMO信道，其导致接收机处的改善的分集和SINR。注意，具有符号间干扰（ISI）的非整数采样周期应当在接收器处被减轻。为此，我们建议使用分数间隔均衡器（FSE）设计的最小均方误差（MMSE）标准的基础上。仿真结果表明，对于2x2 MIMO和50 m的站点间距离（ISD），UE处的中值接收SINR和吞吐量分别提高了11 dB和2倍，这验证了脉冲整形可以克服超密集小小区网络中的差SM增益。
2016-05-12 cs.IT math.IT
Delay-Doppler Alignment Modulation for Spatially Sparse Massive MIMO Communication
本文提出延迟-多普勒对齐调制（DDAM），将延迟对齐调制扩展到时变MIMO信道，通过延迟-多普勒补偿和路径波束成形消除多普勒效应，实现无ISI传输，并优化频谱效率。
2023-09-02 cs.IT eess.SP math.IT
Interference-Free OFDM: Rethinking OFDM for Interference Networks with Inter-Symbol Interference
本文研究了具有符号间干扰的$K$ -用户单输入单输出干扰信道，其中信道系数假定为线性时不变，具有有限长度的冲激响应。本文的主要发现是，在发射机处没有信道状态信息（CSIT）的情况下，可以使和谱效率与$K$线性地成比例，只要期望链路具有比干扰链路更长的冲激响应。这种线性增益是通过我们称为\textit{interference-free orthogonal frequency division multiplexing (IF-OFDM)}的新型多载波通信方案实现的。此外，当发射机能够仅从其配对的接收机学习CSIT时，可以通过将IF-OFDM和基于奇异值分解的矢量编码与注水功率分配级联的两阶段传输方法来实现更高的和谱效率。导出的结果的一个主要含义是，每个链路的子载波上的单独编码是足够的线性增加的总和频谱效率与$K$在干扰信道与ISI。模拟结果支持这一说法。
2016-09-08 cs.IT math.IT
Band-Sweeping M-ary PSK (BS-M-PSK) Modulation and Transceiver Design
信道估计是无线通信系统接收机设计者遇到的主要问题。对于移动接收机，系统遇到的衰落信道通常是时变的。此外，信道的频率响应对于城市环境是频率选择性的，在城市环境中，与符号持续时间相比，延迟扩展相当大。信道估计对于均衡接收数据和消除由色散信道引起的符号间干扰（ISI）是必不可少的。因此，传统的收发器插入已知值的导频符号，并检测导频符号中的变化，以便推导出信道响应。因为这些导频不携带信息，所以降低了系统的吞吐量。本文提出了一种新的调制方案。该技术依赖于使用没有固定频率的载波信号，载波音扫描专用于传输的频带，并检测频带内的传递函数增益。通过周期性斜坡信号进行频率调制（FM）的载波信号通过信道传递函数变为幅度调制（AM），并且因此，接收机获得对信道响应的估计，而不使用降低系统吞吐量或数据率的导频。载波信号本身充当动态频域导频。该技术仅适用于恒定能量系统，因此它适用于PSK收发器。提出的调制技术的数学公式，收发器的设计和性能分析。
2014-01-30 cs.IT cs.NI math.IT
Channel Shortening by Large Multiantenna Precoding in OFDM
大于循环前缀（CP）的信道延迟扩展在正交频分复用（OFDM）中产生载波间/符号间干扰（ISI/ICI）。最近对低延迟应用的兴趣促使使用较短的OFDM符号，其中可以以干扰为代价缩小CP，或者保持CP但具有较大的开销。或者，本文研究了利用大的多天线预编码的属性，以引导发送的信号能量朝向信道路径内的CP不足的信道缩短方法。结果表明，ISI/ICI可以渐近消除传统的基于子载波的预编码与无限数量的天线。这是通过在频率选择性预编码器内部引入时间延迟选择性以便移除不期望的延迟信号、提供干扰减轻与多径组合增益之间的折衷并且导致高SNR中的后续增益来实现的。这种频域预编码方法，创造的时间-频率（TF）预编码，相比时间反转（TR）滤波，其渐近速率是最佳的，但引入后调制处理与信道相关的信号失真。除了保持传统的预编码多天线OFDM结构之外，有限大小的分析表明，TF预编码比TR滤波更快地收敛到其渐近速率，使得TF预编码可以在具有不那么多天线的高SNR机制中优于TR滤波。
2021-02-11 cs.IT math.IT
How Does CP Length Affect the Sensing Range for OFDM-ISAC?
本文通过理论分析和仿真证明OFDM-ISAC的感知范围可远超CP长度限制，并提出滑窗感知方法以缓解远距离目标功率衰减，为CP长度设计提供指导。
2025-03-11 cs.ET cs.IT eess.SP
Channel Estimation for Delay Alignment Modulation
本文针对延迟对齐调制（DAM）在实际应用中需要发射端CSI的问题，提出一种基于块正交匹配追踪（BOMP）算法的高效信道估计方法，利用信道向量的块稀疏性以低训练开销有效获取CSI，使基于估计CSI的DAM性能逼近完美CSI的理想情况。
2023-03-31 cs.IT eess.SP math.IT
Decode and Forward Relaying for SC-FDE Systems with a Multi-Antenna Relay
针对含多天线中继的 SC-FDE 协作系统，提出基于 MMSE 的带或不带判决反馈均衡方案，并利用强对偶性求解非凸最优功率分配。
2025-03-13 cs.IT eess.SP math.IT
Discrete-Time Ping-pong Optimized Pulse Shaping-OFDM (POPS-OFDM) Operating on Time and Frequency Dispersive Channels for 5G Systems
第四代（4G）移动通信系统被优化以通过确保严格的同步和完美的正交性来提供具有高终端移动性的高数据率。然而，几年前还不可行的新应用的趋势揭示了这种严格同步的主要限制，并提出了新的挑战和严格的要求。但是，粗同步会严重破坏正交频分复用（OFDM）信号波形的正交性，导致载波间干扰（ICI）和符号间干扰（ISI）。因此，为了满足即将到来的要求，非正交波形的使用变得更加重要。在这种情况下，我们在这里提出了一种新的波形结构，称为乒乓优化脉冲整形OFDM（POPS-OFDM），它被认为是下一代5G移动通信系统无线电接口优化的有吸引力的候选者。通过最大化信号与干扰加噪声比（SINR），该方法允许在发射器（Tx）和接收器（Rx）侧的多载波系统的最佳和直接的波形设计。在本文中，我们分析了所提出的波形的几个特点，并阐明了相关的功能，这使得它成为5G系统无线电接口波形设计的有力候选者。
2015-12-13 cs.IT math.IT
Spectral Efficiency Analysis for Spatial Modulation in Massive MIMO Uplink over Dispersive Channels
平坦衰落信道模型通常被用来分析大规模空间调制多输入多输出（SM-MIMO）系统的性能。然而，在宽带短消息传输中，频率选择性衰落信道引起的严重符号间干扰（ISI）不容忽视，这对系统性能造成了严重影响，尤其是对于单载波短消息（SC-SM）传输方案。据作者所知，没有一个以前的研究人员能够提供一个全面的分析，可实现的频谱效率（SE）的大规模SC-SM MIMO上行链路传输。分析了单小区大规模SC-SM MIMO系统的上行链路估计误差，提出了一个紧闭形式的估计误差下界，用于量化基站采用最大比合并进行多用户检测时的估计误差。同时考虑了非理想信道估计和发射相关性的影响。蒙特卡罗模拟进行验证我们提出的SE下限的紧密性。理论分析和仿真结果均表明，上行单小区大规模SC-SM MIMO系统的SE具有优于单天线UE所实现的上行SE的潜力。
2017-02-28 cs.IT math.IT
