Optimal Distributed Beamforming for MISO Interference Channels
我们考虑的问题，量化的帕累托最优边界的可实现的速率区域多输入单输出（MISO）的干扰信道，问题归结为解决一系列的凸可行性问题后，一定的变换。通过两种新的分布式最优波束形成算法解决了可行性问题，第一种是基于交替投影方法的并行计算，第二种是基于循环投影方法的局部计算。这两个算法的收敛性证明。
2010-11-29 cs.IT math.IT
Multi-User MISO Interference Channels with Single-User Detection: Optimality of Beamforming and the Achievable Rate Region
对于具有多天线发射机和单天线接收机的多用户干扰信道，通过将每个发射机限制为高斯输入并且将每个接收机限制为单用户检测器，计算最大可实现速率区域相当于解决一族非凸优化问题。识别在预期接收器处的信号功率和在非预期接收器处的干扰功率之间的内在联系，将原始的非凸优化问题族转换为新的凸优化问题族。结果表明，对于这样的干扰信道，每个接收机实现单用户检测，发射机波束成形可以实现所有的边界点的可达速率区域。
2009-07-03 cs.IT math.IT
Maximum Signal Minus Interference to Noise Ratio Multiuser Receive Beamforming
受低数据率物联网（IoT）和电子健康设备的大规模部署以及对高可靠通信的需求的启发，本文提出了用于单输入多输出（SIMO）多址接入信道（MAC）的上行链路的接收波束成形技术，该技术基于每用户差错概率度量和一维信令。虽然通过直接最小化误差概率（MPE）的波束形成具有比诸如迫零和最小均方误差波束形成的经典波束形成方法潜在的优点，但是MPE波束形成导致非凸和高度非线性的优化问题。本文通过增加一组基于调制的约束条件，将MPE波束形成问题转化为一个凸规划问题。然后，一个简化的版本的MPE波束形成的建议，减少了指数数量的限制，在MPE波束形成问题。简化的问题也被证明是一个凸规划问题。简化问题的复杂性进一步降低，通过最小化凸函数，作为上界的错误概率。这个上限的最小化导致引入一个新的度量，这是所谓的信号减去干扰噪声比（SMINR）。结果表明，最大化SMINR导致波束形成向量的封闭形式的表达式，以及现有的波束形成方法的性能改善。
2017-05-16 cs.IT math.IT
Transmit Beamforming for Interference Exploitation in the Underlay Cognitive Radio Z-channel
本文介绍了新的发射波束形成方法的认知无线电（CR）Z信道。所提出的传输方案利用关于SBS处的干扰的非因果信息来重新设计CR波束成形优化问题。这样做的目的是通过利用次级链路中的相长干扰来提高次级用户的服务质量（QoS）。波束形成器的设计，以最大限度地减少最坏的次用户的符号错误概率（SEP）的约束下的瞬时总发射功率，在主链路的瞬时干扰的功率。该问题被表述为一个二元概率约束规划（BPCP）问题。我们表明，BPCP问题可以转化为一个凸优化问题，可以解决实际SEP，例如，屏障法。一个计算效率高的紧近似方法也被开发来计算近最优的解决方案。仿真结果和分析表明，该近似问题的平均每下行帧计算复杂性与传统的CR下行波束赋形问题相当。此外，所提出的方法提供了显着的性能改进相比，传统的CR下行链路波束成形，同时保证在瞬时的基础上，在传统的波束成形器的平均QoS保证的主用户的QoS。
2016-06-21 cs.IT math.IT
Interference-Nulling Time-Reversal Beamforming for mm-Wave Massive MIMO in Multi-User Frequency-Selective Indoor Channels
毫米波（mm-wave）和大规模MIMO已经被提出用于下一代无线系统。然而，这些技术的实施存在许多公开的问题。特别地，波束成形在mm波系统中是必要的，以便对抗高传播损耗。然而，传统的波束控制在具有频率选择性衰落的富散射多径信道中并不总是合适的，例如在室内环境中发现的那些。在这种情况下，时间反演（TR）被认为是一种有前途的波束成形技术，这种毫米波大规模MIMO系统。在本文中，我们分析了一个基带TR波束成形系统的毫米波多用户大规模MIMO。我们验证，随着天线数量的增加，TR产生良好的均衡和干扰缓解性能，但用户间干扰（IUI）仍然是一个主要的损害。因此，我们提出了一种新的技术称为干扰零TR（INTR），以尽量减少IUI。我们数值评估INTR的性能，并将其与传统TR和均衡TR波束形成进行比较。我们使用60 GHz MIMO信道模型与空间相关的IEEE 802.11ad SISO NLoS模型的基础上。我们证明，INTR优于传统的TR方面的平均BER每用户和可实现的总和速率在不同的条件下，同时提供分集和复用增益。
2015-06-18 cs.IT math.IT
Bit-Interleaved Coded Multiple Beamforming with Perfect Coding in Massive MIMO Systems
本文研究了在毫米波大规模多输入多输出（MIMO）系统中采用理想编码的比特交织编码多波束形成（BICMB），以获得最大的分集增益和复用增益。使用BICMB的完美编码使我们能够做到这一点。我们表明，通过使用BICMB和完美的编码，分集增益变得独立于发送数据流的数量和在每个远程天线单元（RAU）在发送器和接收器的天线的数量。假设发射机和接收机都知道完美的信道状态信息（CSI），并且天线数量趋于无穷大。后一种假设可以通过每个RAU中的大量天线来放松，类似于所有大规模MIMO研究的情况。仿真结果表明，当满足理想信道状态信息假设时，采用理想编码的BICMB可以得到分析预测的分集增益值。
2020-05-05 cs.IT math.IT
Cooperative Beamforming for Cognitive Radio-Based Broadcasting Systems with Asynchronous Interferences
为了解决异步干扰问题的一个广义的情况下，多个主和多个辅助接收机，在本文中，我们提出了一种创新的合作波束形成技术。特别地，协作波束成形设计被公式化为最优化问题，其最大化次级目的地的加权和可实现的传输速率，同时其保持主接收器处的异步干扰低于其目标阈值。针对这一问题，提出了一种两阶段次优协作波束形成技术。首先，它找到对应于不同次要目的地的波束成形方向。其次，它在不同的波束成形方向之间分配功率。由于对应于多个主接收机的多个干扰约束，第二阶段中的功率分配方案仍然是复杂的。因此，我们还提出了一种低复杂度的功率分配算法。建议的波束成形技术的情况下，当合作CR节点（CCRNs）有统计或错误的信道知识的主接收机扩展。我们还研究了联合CCRN选择和波束形成技术的性能。数值结果表明，与迫零波束形成（ZFBF）技术相比，该波束形成技术可以显著降低主接收端的异步干扰信号，提高次接收端的总传输速率.
2014-05-08 cs.IT math.IT math.OC
Joint Relay-User Beamforming Design in Full-Duplex Two-Way Relay Channel
研究了多天线全双工双向中继信道。对于这种三节点网络，波束成形设计需要抑制自干扰。虽然传统的方法是应用迫零来减轻自干扰，但它可能会损害期望的信号。本文通过求解服务质量约束下的波束形成设计问题，提出了一种保留部分自干扰的设计方案。由于环路自干扰的存在，该问题具有挑战性，因此提出了一种保证收敛的交替优化算法来联合设计中继用户波束形成器。数值结果表明，该方案的性能优于迫零方法，并实现了接近理想情况下的发射功率。
2016-10-17 cs.IT math.IT
Cooperative Interference Management with MISO Beamforming
该对应关系研究了多小区系统中的下行链路传输，其中每个具有多个天线的多个基站（BS）协作地设计它们各自的发射波束成形向量以优化整体系统性能。为简单起见，假设所有移动站（MS）均配备有单个天线，并且在每个小区中同时存在一个活动MS。因此，感兴趣的系统可以通过称为MISO-IC的多输入单输出（MISO）干扰信道（IC）来建模，其中干扰被视为噪声。我们提出了一种新的方法来表征不同的速率元组的活跃MS上的可达速率区域的MISO-IC的帕累托边界，通过探索MISO-IC和认知无线电（CR）MISO信道之间的关系。我们表明，每个帕累托边界率元组的MISO-IC可以实现在一个分散的方式时，每个BS达到自己的信道容量受到一定的一组干扰功率约束（也称为干扰温度约束的CR系统）在其他MS接收机。此外，我们表明，这一结果导致一个新的分散算法实现多小区合作下行波束成形。
2010-06-28 cs.IT math.IT
Pricing-based Distributed Energy-Efficient Beamforming for MISO Interference Channels
在本文中，我们认为最大化的加权和能源效率（WS-EE）的多输入单输出（MISO）干扰信道（IC），这是公认的异构网络（HetNets），多小区网络等的一般模型的问题。为了解决这个问题，我们开发了一个高效的分布式波束成形算法的基础上的定价机制。具体来说，我们仔细介绍了分布式波束成形设计的价格指标，幸运的是，它允许有效的封闭形式的解决方案，每用户波束向量优化问题。理论上证明了基于分布式定价的波束形成设计的收敛性。此外，我们提出了一种实现策略，建议的分布式算法与有限的信息交换。数值结果表明，我们的算法比现有的算法收敛得更快，同时产生可比的，有时甚至更好的性能方面的WS-EE. Finally，通过考虑回程功耗，有趣的是，表明所提出的算法与有限的信息交换实现更好的WS-EE比完全的信息交换为基础的算法在某些特殊情况下。
2015-12-15 cs.IT math.IT
Beamforming for MISO Interference Channels with QoS and RF Energy Transfer
我们考虑一个多用户多输入单输出干扰信道的接收机的特点是由服务质量（QoS）和射频（RF）能量收集（EH）的约束。我们考虑功率分离RF-EH技术，其中每个接收器将接收到的信号分成两个部分：a）用于信息解码和b）用于电池充电。支持QoS和RF-EH约束的最小所需功率被公式化为优化问题，该优化问题结合了每个发射机处的发射功率和波束成形设计以及每个接收机处的功率分配比。我们考虑固定波束成形的情况下，当波束成形设计被纳入优化问题。对于固定波束形成，我们研究了三个标准的波束形成方案，迫零（ZF），正则化迫零（RZF）和最大比传输（MRT）的混合方案，MRT-ZF，包括MRT和ZF波束形成的线性组合也检查。在此基础上，针对MRT、RZF和MRT-ZF波束形成问题，提出了基于二阶锥规划的优化算法。此外，利用半定规划（SDP）和秩松弛的帮助下，波束形成和功率分配的联合优化进行了研究。
2013-11-28 cs.IT math.IT
SoftNull: Many-Antenna Full-Duplex Wireless via Digital Beamforming
在本文中，我们提出并研究了一种数字控制的方法，称为软同步，使全双工多天线系统。与大多数依靠模拟消除器来抑制自干扰的设计不同，SoftwareTM依靠数字发射波束成形来减少自干扰。软干扰并不试图完美地消除自干扰，而是试图充分减少自干扰，以防止淹没接收机的动态范围。剩余的自干扰然后由接收器数字地消除。我们评估的性能，Softcraft使用测量从72元天线阵列在室内和室外环境。我们发现，Softcycle可以显着优于半双工的小小区在多天线制度，其中天线的数量是远远超过同时服务的用户数量。
2017-03-26 cs.IT math.IT
Asymptotically Optimal Beamforming for Video Streaming in Multi-Antenna Interference Networks
在本文中，我们考虑在多天线干扰网络中的视频流应用的波束赋形控制。利用重业务近似技术，我们首先推导出离散时间排队系统的扩散极限。基于扩散极限，我们制定了一个无限时域遍历控制问题，以最大限度地减少基站的平均功率成本的限制的播放中断成本和缓冲区溢出成本的移动用户。为了应对队列耦合的挑战，我们利用网络中的弱干扰耦合属性，推导出一个封闭形式的近似价值函数的最优性方程，以及相关的误差界使用扰动分析。基于封闭形式的近似价值函数，我们提出了一种低复杂度的感知波束形成控制算法，该算法在足够小的交叉信道路径增益下是渐近最优的。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。
2013-09-21 cs.IT math.IT
Exploiting Known Interference as Green Signal Power for Downlink Beamforming Optimization
该研究针对多用户MISO下行链路，提出利用已知建设性干扰的波束成形方案，降低发射功率并提升SINR，还扩展了鲁棒方案，实现显著功耗节省。
2015-05-06 cs.IT math.IT
Interference Modeling for Cellular Networks under Beamforming Transmission
我们提出了分析模型的干扰功率分布在蜂窝系统中采用MIMO波束成形在丰富和有限的散射环境，捕获非视线信号传播的微波和毫米波波段，分别。两个候选模型被认为是：逆高斯分布和逆威布尔分布，都是两个参数的重尾分布。我们进一步提出了这两个分布的混合物作为一个模型，三个参数。为了估计这些分布的参数，使用三种方法：矩匹配，个体分布最大似然估计（MLE），和混合分布MLE与设计的期望最大化算法。然后，我们引入简单的拟合函数的混合模型参数作为多项式的信道路径损耗指数和阴影方差。为了衡量这些模型的优良性，使用信息论度量相对熵来捕获从模型分布到参考分布的距离。干扰模型进行测试，通过模拟蜂窝网络的基础上随机几何获得的数据。结果表明，三参数混合模型对干扰功率的模拟具有很好的拟合效果。该混合模型被进一步用于分析采用联合发射和接收波束成形的蜂窝网络的容量，并证实了与仿真的良好拟合。
2017-05-31 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
Rate-Splitting for Max-Min Fair Multigroup Multicast Beamforming in Overloaded Systems
在本文中，我们考虑的问题，实现最大最小公平性之间的多个同信道多播组通过发送波束成形。我们明确地专注于过载的情况下，发射天线的数量是不够的，以抵消所有组间干扰。鉴于日益增长的低延迟内容交付需求，此类场景正变得越来越相关，并且还通常出现在多波束卫星系统中。我们推导出经典的波束成形策略的性能限制，使用自由度分析揭示其局限性，例如，速率饱和在过载的情况下，由于组间干扰。为了解决干扰，我们提出了一种基于降级波束形成和连续干扰消除的策略。虽然降级策略解决了速率饱和问题，但这是以牺牲所有空间复用增益为代价的。这促使制定一个统一的战略，结合前两个战略的好处。我们提出了一种基于速率分割（RS）的波束形成策略，该策略将发送给每个组的消息分为降级部分和指定部分，并将降级和指定的波束形成流叠加发送。通过自由度分析证明了该策略的优越性。最后，我们解决了RS波束成形设计问题，并通过仿真证明了显着的性能增益。
2017-07-02 cs.IT math.IT
Multiple Beamforming with Perfect Coding
完美空时分组码（PSTBC）实现了全分集、全速率、非零常数最小行列式、均匀的天线平均发射能量和良好的成形。然而，高解码复杂度是实践中的关键问题。当信道状态信息（CSI）在发射机和接收机都可用时，通常将奇异值分解（SVD）应用于多输入多输出（MIMO）系统以提高吞吐量或性能。本文提出了两种新的波束形成技术，即完全编码多波束形成（PCMB）和比特交织编码多波束形成与完全编码（BICMB-PC），分别采用了PSTBC和SVD，并进行了信道编码和未进行信道编码。与采用PSTBC的MIMO系统相比，在发射机处具有CSI（CSIT）的PCMB的解码复杂度大幅降低，提供了CSIT的新前景。特别地，由于生成矩阵的特殊性质，PCMB在2维和4维上提供比现有技术的基于SVD的未编码技术低得多的解码复杂度。类似地，BICMB-PC的解码复杂度在这两个维度上远低于最先进的基于SVD的编码技术，并且复杂度增益大于未编码的情况。此外，这些上述复杂性降低是在性能上仅有可忽略的或适度的损失的情况下实现的。
2012-01-30 cs.IT math.IT
Movable Antenna Enabled Interference Network: Joint Antenna Position and Beamforming Design
本文研究可移动天线辅助MISO干扰信道，通过联合优化天线位置与波束赋形降低总发射功率，提出逐次凸近似与二阶锥规划交替迭代算法，数值结果验证其优于传统方案并提升频率复用能力。
2024-04-03 cs.IT eess.SP math.IT
Robust Beamforming in Interference Channels with Imperfect Transmitter Channel Information
我们认为$K$链路在相同的频谱带中同时工作。每个发射器有多个天线，而每个接收器使用单个天线。此设置对应于多输入单输出干扰信道。我们假设在单用户解码接收机完美的信道状态信息，而发射机只有真实信道的估计。信道估计误差被假定为有界的椭圆形区域，其几何形状是已知的发射机。鲁棒波束成形优化最坏情况下的接收功率增益，并且帕累托最优点是最坏情况下可实现的速率元组，从该最坏情况下可实现的速率元组不可能在不降低另一链路的性能的情况下提高链路的性能。我们描述了在任何帕累托最优点操作所需的鲁棒波束形成向量。此外，这些波束成形向量由$K(K-1)$实值参数参数化。我们分析了系统在高信噪比和低信噪比下的频谱效率。只有当估计误差与逆SNR成线性比例时，迫零传输才能在高SNR下实现全复用增益。如果误差与SNR无关，则单用户传输在高SNR下是最佳的。在低SNR下，鲁棒的最大比率传输优化了可靠通信的每比特最小能量。数值模拟验证了理论结果。
2012-03-22 cs.IT math.IT
Opportunistic Beamforming using Dumb Basis Patterns in Multiple Access Cognitive Channels
本文研究了干扰受限多址接入（MAC）认知信道中从次网络到主网络存在视距干扰（LoS）时的多用户分集问题。结果表明，对于$N$次用户，并假设莱斯干扰信道，次和容量的规模像$\log\left(\frac{K^{2}+K}{\mathcal{W}\left(\frac{K e^{K}}{N}\right)}\right)$，其中$K$是莱斯信道的$K$因子，和$\mathcal{W}(.)$是朗伯W函数。因此，LoS干扰阻碍了在瑞利信道中经历的可实现的多用户分集增益，其中总容量像$\log(N)$那样增长。为了克服这个问题，我们提出了使用单无线电电子可控寄生阵列辐射器（ESPAR）天线在二次移动终端。使用ESPAR天线，我们诱导干扰信道的人为波动恢复$\log(N)$增长率通过分配随机权重正交{ \it基础模式}。我们将这种技术称为{ \it随机空中波束形成}（RAB）。虽然LoS干扰本来是一个源的容量障碍，我们表明，使用RAB，它实际上可以被利用来提高多用户干扰的多样性，通过提高{ \it有效用户数}以最小的硬件复杂性。
2014-07-05 cs.IT math.IT
Outage Probability and Outage-Based Robust Beamforming for MIMO Interference Channels with Imperfect Channel State Information
本文研究了多输入多输出（MIMO）干扰信道下的中断概率和基于中断的波束设计问题。首先，在信道状态信息（CSI）误差为高斯分布的假设下，推导了MIMO干扰信道中中断概率的闭式表达式，并利用Besloff界研究了中断概率随系统参数变化的渐近行为.它示出了中断概率指数下降相对于CSI的质量测量的CSI的均方误差的倒数。其次，基于导出的中断概率表达式，提出了一种最大化和中断率的迭代波束设计算法。数值结果表明，所提出的波束设计算法产生更好的和中断率性能比传统的算法，如干扰对齐的假设下完美的CSI。
2012-06-27 cs.IT math.IT
Bit-Interleaved Coded Multiple Beamforming with Perfect Coding
当发射机和接收机都知道信道状态信息（CSI）时，在多输入多输出（MIMO）系统中通常使用采用奇异值分解（SVD）的波束成形技术。在没有信道编码的情况下，在全分集和全复用之间存在折衷。当添加信道编码时，只要码率Rc和所使用的子信道的数目S满足条件RcS<=1，就可以实现这两者。通过添加适当设计的星座预编码器，对于未编码系统和编码系统两者，可以实现全分集和全复用两者，其中具有更高的解码复杂度的折衷，例如，完全预编码多波束成形（FPMB）和具有完全预编码的比特交织编码多波束成形（BICMB-FP），而没有条件RcS<=1。完美空时分组码（PSTBC）是一种全速率全分集空时码，可实现MIMO系统的高效成形和高编码增益。本文介绍了一种新的波束形成技术--比特交织编码多波束形成与完美编码（BICMB-PC）。BICMB-PC通过卷积编码SVD系统传输PSTBC。与BICMB-FP类似，BICMB-PC实现了全分集和全复用，其性能与BICMB-FP几乎相同。BICMB-PC的优点在于，它可以提供比BICMB-FP低得多的解码复杂度，因为对于2维和4维的BICMB-PC，接收信号的实部和虚部可以被分离，并且仅需要与编码比特相对应的部分来获取维特比解码器的一个比特度量。
2012-08-15 cs.IT math.IT
On the Robustness of Coordinated Beamforming to Uncoordinated Interference and CSI Uncertainty
随着网络部署变得越来越密集，干扰作为主要的性能降级因素而出现。为了应对这一趋势，长期演进（LTE）结合了旨在实现不同基站之间的协作的特征，这种技术被称为协调多点（CoMP）。然而，最近的现场试验结果和理论研究的性能的CoMP方案显示，他们的收益并不像最初预期的那样高，尽管他们的大协调开销。在本文中，我们回顾了最近先进的协调波束形成（CB）计划，一个特殊的家庭的CoMP，减少了协调开销，通过联合选择的发送和接收线性滤波器。我们专注于评估他们的弹性不协调干扰和信道状态信息（CSI）的不完善，这两个严重限制了所有CoMP方案的性能增益。我们提出了一个简单的系统模型，旨在将不同的参数的相对干扰功率和CSI误差的兴趣，然后利用它的性能评估的国家的最先进的CB计划。它表明，盲目地应用CB在所有系统的情况下，确实可以适得其反。
2017-01-23 cs.IT math.IT
Balancing Egoism and Altruism on MIMO Interference Channel
本文考虑了所谓的多输入多输出干扰信道（MIMO-IC），它在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。我们认为，波束成形设计框架的基础上达成妥协的波束成形增益在预期的接收器（利己主义）和减轻对其他接收器（利他主义）的干扰。结合利己主义和利他主义波束成形已经在先前的几篇论文中被示出为有助于优化多输入单输出干扰信道MISO-IC（即，其中接收器没有干扰消除能力）中的速率。在这里，通过使用贝叶斯游戏的框架，我们揭示了更多的光在更一般的情况下，MIMO信道，更特别是当协调方只有信道状态信息（CSI）的信道，他们可以直接测量这些博弈论的概念。这使我们能够获得分布式波束成形技术。我们画平行与现有的工作MIMO-IC，包括速率优化和干扰对齐预编码技术，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善或重新解释。我们的分析和模拟，目前仅限于单流传输每个用户证明了已知的干扰对齐的方法在所谓的非对称网络的情况下的总速率性能方面的改进。
2010-10-07 cs.IT math.IT
On Beamformer Design for Multiuser MIMO Interference Channels
针对多用户时不变多输入多输出干扰信道，研究了几种线性波束形成器的设计方法。值得注意的是，考虑了干扰对齐和基于和速率的算法，例如最大信号干扰加噪声（max-SINR）算法。干扰对齐下的最优线性波束形成由两层组成：内部预编码器和解码器（或接收滤波器）完成干扰对齐以消除用户间干扰，外部预编码器和解码器对角化内部预编码器和解码器干扰对齐产生的有效单用户信道。在高信噪比下，建立了这种两层波束形成与最大信干噪比算法之间的关系。此外，最大信干噪比算法的线性波束形成算法的类内的最优性，其局部收敛指数率，建立在高信噪比。
2010-11-29 cs.IT math.IT
Achievable Rate Region of MISO Interference Channel Aided by Intelligent Reflecting Surface
研究了智能反射面辅助下多输入单输出（MISO）干扰信道的可达速率域。我们利用协调IRS提供的额外设计自由度来增强期望信号和抑制干扰，从而扩大干扰信道的可达速率区域。为此，我们联合优化发射机处的主动发射波束成形和IRS处的被动反射波束成形，受到反射波束成形向量的恒模约束。为了解决非凸优化问题，我们提出了一种迭代算法来优化发射波束形成通过二阶锥规划（SOCP）和反射波束形成通过半定松弛（SDR）。数值结果表明，该算法的IRS辅助干扰信道的性能可以显着优于传统的干扰信道没有IRS。
2020-05-19 cs.IT eess.SP math.IT
Coordinated Beamforming with Relaxed Zero Forcing: The Sequential Orthogonal Projection Combining Method and Rate Control
本文研究了K个收发机对多输入单输出（MISO）和多输入多输出（MIMO）干扰信道下基于松弛迫零（RZF）的协作波束形成问题。在RZF协调波束成形中，放松常规的迫零干扰泄漏约束，使得允许到不期望的接收器的一些预定干扰泄漏，以便针对比迫零（ZF）方案的速率更大的速率增加波束设计空间，或者当ZF不可能时使波束设计可行。在MISO的情况下，它示出的RZF框架下的一组给定的干扰泄漏水平的速率最大化的波束矢量可以通过顺序正交投影组合（SOPC）。在此基础上，分别给出了两用户和三用户情况下的精确解和近似解，并给出了一般情况下RZF协作波束形成的有效波束设计算法。此外，速率控制问题下的RZF框架被认为是。一个集中式的方法和分布式的启发式方法，提出了控制的位置设计的速率元组在可实现的速率区域。最后，RZF框架扩展到MIMO干扰信道推导出一个新的下界上的每个用户的速率。
2012-10-02 cs.IT math.IT
Full-Duplex Relay based on Zero-Forcing Beamforming
在本文中，我们提出了一个全双工中继（FDR）的基础上迫零波束成形（ZFBF）的多用户MIMO中继系统。在基站处采用ZFBF来同时抑制中继的自干扰和多用户干扰。数值结果表明，所提出的FDR可以提高和速率性能相比，半双工中继（HDR），如果发送和接收天线之间的足够的隔离，确保在中继。
2010-06-09 cs.IT math.IT
Distributed Multi-Stream Beamforming in MIMO Multi-Relay Interference Networks
本文研究了干扰网络中存在直接链路时，多个放大转发（AF）中继辅助下的多流传输问题。目标是在流信号干扰噪声比（SINR）约束下，通过波束成形优化来最小化发射机和中继的总功率。对于发射波束成形优化，该问题是众所周知的非凸二次约束二次规划（QCQP），其是NP难求解的。在半定松弛（SDR）后，问题可以通过交替方向乘子法（ADMM）算法的分布式实现的最优解。分析和大量的数值分析表明，建议的ADMM解决方案收敛到最佳的集中式解决方案。该算法的收敛速度，计算复杂度和消息交换负载优于现有的解决方案。此外，通过在中继侧的SINR近似，还提出了分布式联合发射和中继波束成形优化，以增加的复杂度为代价，进一步提高了总的功率节省。
2018-12-15 cs.IT eess.SP math.IT
Transmission Capacity of Full-Duplex MIMO Ad-Hoc Network with Limited Self-Interference Cancellation
在本文中，我们提出了一种联合收发器波束成形设计，同时减轻自干扰（SI）和部分节点间干扰的全双工多输入多输出的ad-hoc网络，然后推导出相应的网络的传输容量上限（TC-UB）。在特定收发天线配置的条件下，我们允许SI效应在发射端被消除，并且在接收端提供额外的自由度以用于更多的节点间干扰消除。此外，由于所提出的波束成形设计和不完美的SI信道估计，获得TC-UB的传统方法是不适用的。这促使我们利用占主导地位的区域加上牛顿-拉夫森方法迭代制定TC-UB。结果表明，当接收天线数目较少时，推导的TC-UB与实际的TC-UB非常接近。此外，我们提出的波束形成设计优于现有的波束形成策略，FD模式的工作比HD模式在低信噪比区域。
2018-09-09 cs.IT math.IT
Distributed Beamforming in Wireless Multiuser Relay-Interference Networks with Quantized Feedback
我们研究具有任意数量的发射机、中继器和接收机的无线放大转发中继干扰网络中的量化波束成形。我们设计的量化器的信道状态信息，以尽量减少的概率，至少有一个接收机错误地解码其所需的符号（S）。相应地，我们引入了一个广义的多样性措施，封装传统的一阶多样性。此外，它还结合了二阶分集，这与发射机功率相关的对数项，出现在出错率表达式。首先，我们表明，无论量化器和反馈量，使用的中继干扰网络遭受二阶分集损失相比，无干扰网络。然后，两种不同的量化方案进行了研究：第一，使用一个全局量化器，我们表明，一个简单的中继选择方案可以实现最大的多样性。然后，使用本地化方法，我们构建固定长度和可变长度的本地（分布式）量化器（fLQs和vLQs）。我们的fLQ实现了最大的一阶分集，而我们的vLQ实现了最大的分集。此外，我们表明，所有承诺的多样性和阵列增益可以获得任意低的反馈率时，发射机功率足够大。最后，我们通过模拟证实了我们的分析结果。
2010-07-30 cs.IT math.IT
Rotatable Antenna-Enhanced Beamforming: Signal Enhancement and Interference Suppression
针对固定取向天线阵列波束成形的信号增强与干扰抑制受限问题，提出通过优化天线旋转角度与权重向量的可旋转天线增强波束成形方案，仿真验证其阵列增益优于传统方案。
2025-10-22 cs.IT math.IT
Full Duplex (FD) communication can revolutionize wireless communications as it avoids using independent channels for bi-directional communications. This work generalizes the point-to-point FD communication in millimeter wave (mmWave) band consisting of K-pairs of massive MIMO FD nodes operating simultaneously. We present a novel joint hybrid beamforming (HYBF) and combining scheme for weighted sum-rate (WSR) maximization to enable the coexistence of massive MIMO FD links cost-efficiently. The proposed algorithm relies on alternative optimization based on the minorization-maximization method. M…
2022-01-04 cs.IT eess.SP math.IT
CB-REFIM: A Practical Coordinated Beamforming in Multicell Networks
多小区系统的性能不可避免地受到干扰和可用资源的限制。虽然可以通过基站（BS）协调来减轻小区间干扰，但是对BS间信息交换和计算复杂性的需求随着小区、子载波和用户的数量而快速增长。另一方面，现有的一些协作波束形成方法需要计算矩阵的伪逆或广义特征向量，这在实际系统中难以实现。为了解决这些问题，我们提出了一种新的线性波束成形跨越一组协调的小区，只有有限的回程信令。资源分配（即预编码和功率控制）被公式化为具有信号与干扰加噪声比（SINR）的目标函数的优化问题，以便在功率约束下最大化瞬时加权和速率。虽然原问题是非凸的，很难得到最优解，但基于Karush-Kuhn-Tucker（KKT）条件给出了一个迭代算法。为了具有低计算复杂性和信令开销的实用解决方案，我们提出了CB-REESTING（基于协调波束成形参考的干扰管理），并显示最近提出的REESTING算法可以被解释为CB-REESTING的特殊情况。我们通过广泛的模拟评估CB-REESTING，并观察到所提出的策略达到接近最佳的性能。
2014-07-09 cs.IT math.IT
Coordinated Beamforming for Multiuser MISO Interference Channel under Rate Outage Constraints
本文研究了多输入单输出（MISO）干扰信道下的协作波束形成设计问题，假设发射端只有信道分布信息（CDI）。在给定的接收机速率中断概率要求下，我们的目标是最大化系统效用（例如，加权和速率、加权几何平均速率和加权谐波平均速率）服从速率中断约束和单独功率约束。中断约束，但是，导致一个复杂的，非凸结构所考虑的波束成形设计问题，使优化问题难以处理。{虽然}这个非凸优化问题可以用穷举搜索的方式来解决，但这种蛮力方法只在发射机-接收机对的数量很小时才可行。对于具有大量发射器-接收器对的系统，计算上高效的替代方案是必要的。因此，本文的重点是设计这种有效的近似方法。特别是，通过采用半定松弛（SDR）和一阶近似技术，我们提出了一种有效的连续凸近似（SCA）算法，通过解决一系列凸近似问题，提供高质量的近似波束形成解决方案。由此获得的解决方案进一步示出为原始中断约束波束成形设计问题的SDR的稳定点。{此外}，我们提出了一种分布式SCA算法，其中每个发射机使用本地CDI和从与其他发射机的有限消息交换中获得的信息来优化其自己的波束形成器。我们的仿真结果表明，所提出的SCA算法和它的分布式对应确实收敛，并接近最佳的性能可以实现所有考虑的系统效用。
2012-11-22 cs.IT math.IT
Beamforming is an essential technology in the 5G massive multiple-input-multiple-output (MMIMO) communications, which are subject to many impairments due to the nature of wireless transmission channel, i.e. the air. The inter-cell interference (ICI) is one of the main impairments faced by 5G communications due to frequency-reuse technologies. In this paper, we propose a reinforcement learning (RL) assisted full dynamic beamforming for ICI mitigation in 5G downlink. The proposed algorithm is a joint of beamforming and full dynamic Q-learning technology to minimize the ICI, and results in a low-…
2021-07-02 cs.AI cs.IT cs.NI
Secure Beamforming in Full-Duplex SWIPT Systems With Loopback Self-Interference Cancellation
由于无线信道的广播性质，安全性是全双工（FD）通信系统中的关键问题。针对具有自干扰抵消功能的频分多址无线信息与功率同步传输（FD-SWIPT）系统，提出了信息与人工噪声波束赋形向量的联合设计方法。为了保证FD-SWIPT系统的高安全性和能量收集性能，所提出的设计被公式化为能量传送率约束下的保密率最大化问题。虽然保密率最大化问题是非凸的，我们解决它通过半定松弛和二维搜索。我们证明了我们所提出的算法的最优性，并通过模拟展示其性能。
2018-01-08 cs.IT cs.NI math.IT
Generic Multiuser Coordinated Beamforming for Underlay Spectrum Sharing
波束成形技术最近已经被研究为用于无线电频谱共享的可能的使能器。现有的波束成形技术有几个共同的局限性：它们通常是系统模型特定的，不能与任意数量的发射/接收天线，并且不能服务于任意数量的用户。此外，用于频谱共享的波束成形技术不考虑源自现任主系统的干扰。这项工作扩展了共同的干扰共享模型，通过将来自现任系统的干扰到通用的组合波束成形设计，可以应用于干扰，广播或多址信道。本文提出了两种新的多用户波束形成算法的用户公平性和和最大化的总和速率，利用新推导的凸优化问题的发射和接收波束形成器的计算中的递归优化。这两种波束形成算法提供了有效的操作的干扰，广播和多址信道，以及任意数量的天线和辅助用户在系统中。此外，本文提出了一种连续的发送/接收优化方法，降低了所提出的递归算法的计算复杂性。结果表明，所提出的复杂性降低显着提高了收敛速度，并可以方便他们的操作的情况下，需要灵活的波束形成器的计算。
2015-04-24 cs.IT math.IT physics.data-an
Cognitive Beamforming Made Practical: Effective Interference Channel and Learning-Throughput Tradeoff
本文研究了在与现有主无线电（PR）链路机会频谱共享的情况下，辅助链路或所谓的认知无线电（CR）链路的传输策略。假设CR发射机配备有多个天线，由此可以联合部署发射预编码和功率控制，以在避免PR终端处的干扰和优化CR链路的性能之间进行平衡。这种操作被称为认知波束成形（CB）。与先前的CB研究，假设CR发射机干扰PR终端的信道的完美的知识，本文提出了一种实用的CB方案，利用有效干扰信道（EIC）的新思想，它可以有效地估计在CR发射机从其观察到的PR信号。不知何故令人惊讶的是，本文表明，基于学习的CB计划与EIC提高CR信道容量对传统的计划，即使与确切的CR到PR信道的知识，当PR链路配备有多个天线，但只在一个子空间的总可用空间维度。此外，本文提出了算法的CR估计EIC在有限的学习时间。由于信道估计误差，所提出的CB方案在PR终端处引起泄漏干扰，这导致CR的有趣的学习吞吐量折衷现象，与其在信道学习和数据传输之间的时间分配有关。本文推导出最佳的信道学习时间，以最大限度地提高有效吞吐量的CR链路，受CR发射功率约束和干扰功率约束的PR终端。
2009-08-03 cs.IT math.IT
Random Aerial Beamforming for Underlay Cognitive Radio with Exposed Secondary Users
在本文中，我们介绍了暴露的次级用户问题的认知无线电系统中，无论是次到主和主到次信道有一个视线（LoS）组件。基于莱斯模型的LoS信道，我们表明，分析和数值，LoS干扰阻碍了可实现的次要用户容量时，干扰约束施加在主用户接收机。这是由当存在主导LoS分量时干扰信道波动的差的动态范围引起的。为了提高这样的系统的容量，我们提出了一个电子可控寄生阵列辐射（ESPAR）天线在二次终端的使用。ESPAR天线涉及单个RF链，并且具有可重新配置的辐射方向图，该辐射方向图通过经由改变一组电抗性负载向M个标准正交基辐射方向图分配任意权重来控制。通过将正交模式视为多个虚拟哑天线，我们随时间随机改变它们的权重，从而创建人工信道波动，可以完美地消除LoS干扰的不良影响。该方案被称为随机空中波束成形（RAB），并且由于其使用单个RF链，因此非常适合于紧凑且低成本的移动终端。此外，我们调查暴露在多用户设置中的次用户问题，表明LoS干扰阻碍多用户干扰分集，并影响SU容量的增长率作为用户数量的函数。使用RAB，我们表明，实际上可以利用LoS干扰，以提高多用户分集通过机会调零。
2015-08-01 cs.IT math.IT
With the high development of wireless communication techniques, it is widely used in various fields for convenient and efficient data transmission. Different from commonly used assumption of the time-invariant wireless channel, we focus on the research on the time-varying wireless downlink channel to get close to the practical situation. Our objective is to gain the maximum value of sum rate in the time-varying channel under the some constraints about cut-off signal-to-interference and noise ratio (SINR), transmitted power and beamforming. In order to adapt the rapid changing channel, we aband…
2020-11-07 cs.IT math.IT
Multi-Antenna Aided Secrecy Beamforming Optimization for Wirelessly Powered HetNets
本文考虑了无线供电的双层异构网络（HetNets）的新范式。具体地，毫微微小区基站（FBS）由功率信标（PB）供电，并且在存在潜在窃听者（EVE）和宏基站（MBS）的情况下向合法毫微微小区用户（FU）发送机密信息。在这种情况下，我们研究了三个不同层次的FBS-EVE信道状态信息（CSI），即完美的，不完美的和完全未知的FBS-EVE CSI下的保密波束形成设计。首先，给定FBS处的理想全局CSI，以理想保密率最大化为目标，联合优化PB能量协方差矩阵、FBS信息协方差矩阵和时间分裂因子。在假设FBS-EVE CSI不完美的情况下，分别研究了确定性CSI误差和统计性CSI误差对应的最坏情况SRM问题和中断约束SRM问题。此外，针对FBS-EVE信道状态信息未知的实际情况，研究了人工噪声（AN）辅助的保密波束形成设计。我们的分析表明，对于所有上述情况下的最佳PB能量和FBS信息保密波束成形的秩-1。此外，对于FBS-EVE CSI的所有考虑的情况，当跨层干扰约束不活动时，闭合形式的PB能量波束成形解决方案是可用的。数值仿真结果表明，所有建议的保密波束形成设计相比，采用基线算法的保密性能的优势。
2019-11-14 cs.IT math.IT
Degrees of Freedom of MIMO Cellular Networks: Decomposition and Linear Beamforming Design
研究了G个小区、每个小区有K个用户、每个基站有N个天线、每个用户有M个天线的MIMO蜂窝网络的对称自由度（DoF）。特别是，我们调查的分解与渐近干扰对齐（IA）或线性波束形成方案的基础上的可扩展性技术，并表明有不同的制度（G，K，M，N），其中一个优于其他。我们首先注意到，单边和双边分解与渐近IA实现相同的自由度。然后，我们建立特定的天线配置下，使用基于分解的计划实现的自由度是最佳的，通过推导出一组外边界的对称自由度。对于线性波束成形方案，我们首先关注小型网络，并提出了一种基于填充比概念的线性波束成形结构化方法。填充比描述了一组发射波束形成器投射的干扰足迹或阴影，并使我们能够识别用于对准干扰的底层结构。这种结构化波束成形设计可以被示出为实现两小区两用户/小区网络和两小区三用户/小区网络的最佳空间归一化DoF（sDoF）。对于较大的网络，我们开发了一种非结构化的方法来线性干扰对齐，其中发射波束形成器的设计，以满足IA的条件，而不明确确定的基础结构IA。本文的主要数值见解是，这样的方法似乎能够实现最佳的sDoF的MIMO蜂窝网络的制度，线性波束成形占主导地位的渐近分解，和一个显着的一部分sDoF的其他地方。值得注意的是，多项式同一性检验似乎在识别前一种情况下可实现的sDoF区域的边界中起着关键作用。
2013-12-10 cs.IT math.IT
Optimal Multiuser Transmit Beamforming: A Difficult Problem with a Simple Solution Structure
发射波束成形是用于从$N$天线阵列到一个或多个用户的信号传输的通用技术[1]。在无线通信中，目标是增加预期用户处的信号功率并减少对非预期用户的干扰。高信号功率是通过从所有天线发射相同的数据信号来实现的，但是具有不同的幅度和相位，使得信号分量在用户处相干地相加。低干扰是通过使信号分量在非预期用户处相消地增加来实现的。这在数学上对应于将波束成形向量（其描述幅度和相位）设计为具有与描述预期信道的向量的大内积和与非预期用户信道的小内积。虽然设计使预期用户处的信号功率最大化的波束成形向量是相当容易的，但是难以在使信号功率最大化和使干扰泄漏最小化之间取得完美的平衡。事实上，多用户发射波束成形的优化通常是非确定性多项式时间（NP）困难问题[2]。然而，本讲座表明，最佳发射波束成形具有非常直观的性质和解释的简单结构。该结构为低复杂度的波束形成方案提供了理论基础。(See完整的摘要/介绍请参见本讲义）
2014-04-23 cs.IT math.IT
Advanced Coordinated Beamforming for the Downlink of Future LTE Cellular Networks
传统频带中的现代蜂窝网络是众所周知的干扰受限的，特别是在城市地区，其中基站被部署在彼此非常接近的位置。长期演进（LTE）的最新版本结合了用于协调下行链路传输的特征，作为管理干扰的有效手段。最近的现场试验结果和理论研究的联合传输（JT）协调多点（CoMP）计划的性能显示，然而，他们的收益并不像最初预期的那样高，尽管大的协调开销。已知这些方案对协调基站之间的同步或信息交换中的缺陷以及不协调的干扰非常敏感。在这篇文章中，我们回顾了最近先进的协调波束成形（CB）方案作为替代方案，需要更少的开销比JT CoMP，同时在现实条件下实现良好的性能。通过规定，在越来越感兴趣的某些LTE场景中，不协调干扰构成了CoMP技术整体性能的主要因素，我们在此评估了现有技术CB对不协调干扰的弹性。我们还描述了这些技术如何利用当前蜂窝网络的最新规范，以及当我们考虑标准化反馈和协调时，它们如何执行。这使我们能够确定一些关键的障碍和研究方向，以解决LTE向移动通信的未来发展。
2016-04-15 cs.IT math.IT
QoS-Aware Downlink Beamforming for Joint Transmission in Multi-Cell Networks
本文针对多小区网络下行传输，提出基于上下行对偶性和半定松弛的QoS感知联合传输波束赋形设计，在完美与不完美CSI条件下同时增强信号强度并抑制干扰。
2023-10-30 cs.IT math.IT
Distributed Optimization for Coordinated Beamforming in Multi-Cell Multigroup Multicast Systems: Power Minimization and SINR Balancing
研究了多小区多组多输入单输出系统中的协作多播波束形成问题。每个基站（BS）通过形成具有每组公共信息的单个波束来服务多组用户。我们提出了集中式和分布式波束形成算法，两个不同的优化目标。第一个目标是最小化所有BS的总传输功率，同时保证用户特定的最低服务质量目标。半定松弛（SDR）方法被用来近似的非凸组播问题作为一个半定规划（SDP），这是通过集中处理可解。随后，提出了两种替代的分布式方法。第一种方法通过原始分解将SDP转化为两级优化。在较高级别，针对固定波束成形器优化小区间干扰功率，而较低级别通过针对给定小区间干扰约束最小化BS特定发射功率来局部优化波束成形器。第二个分布式解决方案是通过乘法器的交替方向方法实现的，其中通过经由一致性约束强制相等将小区间干扰优化划分为局部和全局优化。我们进一步提出了一个集中式和一个简单的分布式波束成形设计的信号与干扰加噪声比（SINR）的平衡问题，其中最小的用户之间的SINR最大化与给定的每BS功率约束。这个问题通过二分法作为一系列SDP可行性问题来解决。仿真结果表明了所提出的协作波束形成算法优于传统的非协作传输方案，并说明了分布式方法的快速收敛性。
2017-10-02 cs.IT math.IT
Joint Wireless Information and Energy Transfer with Reduced Feedback in MIMO Interference Channels
为了确定用于MIMO干扰信道（IFC）中的联合无线信息和能量传输（JWIET）的传输策略，信息接入点（IAP）和能量接入点（EAP）需要到信息解码（ID）移动站（MS）和能量收集（EH）MS两者的它们相关联的链路的信道状态信息（CSI）（所谓的本地CSI）。为了减少两用户MIMO IFC中JWIET的MS反馈开销，提出了一种在EAP处需要部分CSI的测地线能量波束形成方案。在两用户MIMO IFC中，证明了测地线能量波束形成是最优的波束形成策略。通过对IAP的发射信号协方差增加秩一约束，我们可以利用测地线信息波束形成来进一步减少IAP的反馈开销。在IAP发射信号秩为1的约束下，证明了测地线信息/能量波束形成方法是两用户MIMO IFC中JWIET的最优策略。我们还讨论了建议的秩一测地线信息/能量波束成形策略的扩展到一般K用户MIMO IFC。最后，通过统计分析不完美部分CSIT下的可达速率-能量性能，我们提出了一种适用于EH MS和ID MS的自适应比特分配策略。
2015-01-12 cs.IT math.IT
Adaptive Beamforming in Interference Networks via Bi-Directional Training
我们研究分布式算法调整波束形成矢量和接收机滤波器在多输入多输出（MIMO）干扰网络，假设每个用户使用一个单一的波束和线性滤波器在接收机。在这样的设置中，已经研究了几种分布式算法，用于在发射机和接收机处假设完美的信道状态信息（CSI）来最大化和速率或和效用。本文的重点是研究时变信道下的自适应算法，而不需要假设发射端或接收端的信道状态信息。具体来说，我们认为最近的最大信干噪比算法的时分双工系统的自适应版本。该算法使用一段时间的双向训练，然后是一个数据传输块。使用当前波束形成器发送前向方向上的训练，并用于调整接收滤波器。使用当前接收滤波器作为波束发送反向训练，并用于调整发射波束成形器。接收滤波器和波束形成器的自适应都是使用当前块的最小二乘目标来完成的。为了提高性能时，训练数据是有限的，我们还考虑使用指数加权数据从以前的块。数值结果比较在不同的设置中的算法的性能。
2010-03-24 cs.IT math.IT
In this paper, we consider a common unicast beamforming network where Alice utilizes the communication to Carol as a cover and covertly transmits a message to Bob without being recognized by Willie. We investigate the beamformer design of Alice to maximize the covert rate to Bob when Alice has either perfect or imperfect knowledge about Willie's channel state information (WCSI). For the perfect WCSI case, the problem is formulated under the perfect covert constraint, and we develop a covert beamformer by applying semidefinite relaxation and the bisection method. Then, to reduce the computation…
2021-03-31 cs.IT math.IT
Secrecy Beamforming for SWIPT MISO Heterogeneous Cellular Networks
在本文中，我们考虑的安全传输设计的多输入单输出的毫微微蜂窝覆盖的宏蜂窝在同信道部署。毫微微小区基站向信息接收毫微微小区用户（FU）发送机密消息，并向能量接收（ER）FU发送能量信号，同时限制对宏小区用户（MU）的干扰。ER FU有可能窃听机密消息。通过考虑公平性，我们提出了一个和对数保密率最大化波束形成设计问题下的干扰约束的MU和能量收集（EH）的限制ER FU。公式化的设计问题是非平凡的解决，由于非凸性，这是在目标和约束。为了解决这一问题，提出了一种基于半定松弛和逐次凸逼近的算法。仿真结果验证了所提出的波束形成设计的有效性。
2018-06-28 cs.IT math.IT
Multicell Random Beamforming with CDF-based Scheduling: Exact Rate and Scaling Laws
在采用随机波束形成作为传输方案的多小区多用户MIMO下行链路中，小区间和小区内干扰的异构大尺度信道效应使基于分布式调度的系统的分析复杂化。在本文中，我们扩展了[1]和[2]中的分析，以研究上述具有挑战性的场景。在[1]和[2]中使用的基于累积分布函数（CDF）的调度策略被用来维持用户之间的公平性，同时获得多用户分集增益。在基于CDF的调度策略下，推导了每个用户的个体和速率的封闭形式表达式。更重要的是，与此分布式调度策略，我们进行渐近（在用户）分析，以确定信号与干扰加噪声比的极限分布，并建立个人的缩放定律为每个用户。
2013-06-08 cs.IT math.IT
Leakage-Based Robust Beamforming for Multi-Antenna Broadcast System with Per-Antenna Power Constraints and Quantized CDI
在本文中，我们研究了鲁棒波束形成方案的多用户多输入单输出（MU-MISO）系统与每个天线的功率约束和量化的信道方向信息（CDI）反馈。我们的设计目标是最大化的加权和速率性能的期望，通过控制干扰泄漏和合理分配的用户设备（UE）之间的功率。首先，我们证明了非鲁棒迫零（ZF）波束成形方案的最优性的意义下产生的最小量的平均UE间干扰量化CDI。然后，我们推导出非鲁棒ZF波束成形方案的干扰泄漏功率的累积密度函数（CDF）的封闭形式的表达式，在此基础上，我们调整泄漏阈值，并提出了两个鲁棒波束成形方案，每个天线功率约束下，使用几何规划（GP）的迭代过程来更新每个UE的功率分配。仿真结果表明，所提出的鲁棒波束形成方案的平均加权和速率性能优于现有的计划。
2020-03-17 cs.IT eess.SP math.IT
