Physical Layer Security in Frequency-Domain Time-Reversal SISO OFDM Communication
提出了一种用于单输入单输出（SISO）正交频分复用（OFDM）系统的频域时间反转（TR）预编码器。为了最大限度地提高通信的保密性，设计了一种适合于基于FDTR的OFDM SISO系统的人工噪声（AN）信号。当潜在窃听者的信道状态信息（CSI）未知时，该方案保证了向合法用户通信的保密性。特别是，我们推导出一个AN信号，不损坏的数据传输到合法的接收器，但降低了解码性能的窃听。一个封闭的形式近似的AN能量注入定义，以最大限度地提高保密率（SR）的通信。仿真结果证明了所提出的安全FDTR SISO OFDM系统的安全性能。
2019-09-26 cs.IT math.IT
A multi-level soft frequency reuse technique for wireless communication systems
本文提出了一种适用于无线通信系统的多级软频率复用方案和资源分配方法。在所提出的ML-SFR方案中，与传统的2级SFR方案相比，存在2N个功率密度限制级，实现了更好的干扰模式，并进一步提高了小区边缘和总体数据率。给出了一个8电平SFR方案的详细设计。数值结果表明，小区边缘频谱效率提高到复用1的5倍，整体频谱效率提高了31%。ML-SFR可以用于当前的4G系统中，并且将是未来5G系统的候选关键技术。
2014-06-11 cs.IT math.IT
Space-Frequency Block Code for MIMO-OFDM Communication Systems with Reconfigurable Antennas
提出了一种适用于多输入多输出（MIMO）正交频分复用（OFDM）系统的空频分组编码方案。在该系统中，假设发射机侧的天线阵列的每个元件是可重新配置的，使得它可以独立地改变其辐射图案的物理特性。所提出的分组码是全速率的，并且在频率选择性衰落信道上受益于空间、频率和可重构辐射方向图状态分集。我们提供了仿真结果来证明所提出的分组编码技术的性能，并与以前的SF编码方案在MIMO-OFDM系统中进行比较。结果表明，该码实现了更高的分集和编码增益相比，其他可用的SF码。
2015-08-13 cs.IT math.IT
Coded Modulation for Power Line Communications
讨论了编码调制技术在电力线通信中的应用。我们结合多进制FSK与多样性和编码，使传输对永久频率干扰和脉冲噪声的鲁棒性。我们给出了一个特定的编码/调制方案的例子，这是在协议与现有的CENELEC规范。该方案可以被认为是编码跳频的一种形式，因此可扩展到任何频率范围。
2011-04-08 cs.IT math.IT
Frequency-Hopping MIMO Radar-Based Communications: An Overview
在射频技术进步的推动下，雷达和通信系统的融合变得越来越有前途，并被设想为未来6 G网络的关键特征。近年来，跳频MIMO雷达被引入到双功能雷达通信系统中。FH-MIMO基于雷达的DFRC（FH-MIMO DFRC）优于许多以前的以雷达为中心的DFRC设计，其符号率可以超过雷达脉冲重复频率。然而，许多实际问题，特别是那些关于有效的数据通信的问题，尚未探索/解决。为了提高人们对新DFRC的认识和理解，本文对FH-MIMO DFRC进行了介绍。我们全面回顾了新DFRC的许多重要方面：信道/信号模型，信令策略，调制/解调处理和信道估计方法，仅举几例。我们还强调了FH-MIMO DFRC中存在的主要问题，并提出了潜在的解决方案，以阐明未来的研究工作。
2020-10-19 cs.IT eess.SP math.IT
Orthogonal Time Frequency Space (OTFS) Modulation for Wireless Communications
正交时频空间（OTFS）调制是一种新提出的多载波传输方案，它创新性地将信息符号复用在延迟多普勒（DD）域而不是传统的时频（TF）域。DD域符号复用引起DD域信息符号与DD域信道响应之间的直接交互，DD域信道响应通常是准静态的、紧凑的、可分离的和潜在稀疏的。因此，OTFS调制相对于用于无线通信的常规正交频分复用（OFDM）调制具有吸引人的优点。本文主要研究了OTFS调制在无线通信中的相关问题，特别是其信号检测、性能分析和应用。这些重要的方面进行了讨论的基础上审查的国家的最先进的和详细推导OTFS调制从离散Zak变换（DZT）。最后，对OTFS调制的未来研究方向进行了总结。
2022-08-25 cs.IT eess.SP math.IT
Wideband Multi-User MIMO Communications with Frequency Selective RISs: Element Response Modeling and Sum-Rate Maximization
可重构智能表面（RISs）是用于未来无线通信系统的新兴技术，其能够以节能的方式实现改进的覆盖。RISs通常是超材料表面，由超材料元件的二维布置构成，其个体响应在文献中通常被建模为可调节移相器。然而，该模型仅适用于窄带通信，并且当利用宽带传输时，必须考虑超材料的频率选择性，其响应通常遵循洛伦兹曲线。在本文中，我们考虑了一个宽带RIS-empowered多用户多输入多输出（MIMO）无线系统的上行链路与正交频分复用（OFDM）信令，同时考虑RISs的频率选择性。特别是，我们专注于设计的可控参数，指示每个RIS超材料元件的洛伦兹响应，以最大限度地提高可实现的总和速率。我们设计了一个方案，结合块坐标下降与惩罚对偶分解，以解决由此产生的具有挑战性的优化框架。我们的仿真结果揭示了在宽带设置中使用现实频率选择性RIS可以实现的速率，并量化了使用最先进的方法时发生的性能损失，该方法假设RIS元件表现为频率平坦移相器。
2022-03-25 cs.IT math.IT
Combination of Visible Light and Radio Frequency Bands for Device-to-Device Communication
未来的移动网络应该服务于用户所需的高数据率。为了适应高数据率，可以利用附近移动终端（MT）之间的直接通信，称为设备到设备（D2 D）通信。此外，高频带中的通信（例如可见光通信（VLC））也被预见为高数据率的使能器。在传统的D2 D通信中，成对的MT应该重用相同的频率以保持系统的高频谱效率。然而，这意味着D2 D对之间的干扰或复杂且高级的资源分配算法的利用。在本文中，我们提出了一个新的概念D2 D通信相结合的VLC和RF技术，以最大限度地提高系统的容量。本文提供了所提出的概念的操作限制的分析，并研究了由RF和VLC频带的组合使用引入的容量增益用于D2 D。此外，我们还讨论了与所提出的RF-VLC D2 D概念相关的几个实际问题。进行的分析表明，与独立RF D2 D和VLC D2 D相比，RF-VLC D2 D能够分别将室内场景中的容量提高4.1和1.5倍。
2017-06-14 cs.IT math.IT
Frequency response of diffusion-based molecular communication channels in bounded environment
近年来，分子通信（MC）作为细胞或分子机器人之间的微尺度通信被研究。在以前的工作中，MC信道在无界环境中进行了分析。然而，许多实验实现的MC通道被壁包围，因此边界条件应明确考虑到MC通道的动力学分析。在本文中，我们提出了一个框架来分析一维MC通道的频率响应的基础上的扩散方程的边界。特别地，我们将MC信道分解为扩散系统和边界系统，并基于传递函数给出了MC信道的截止频率与通信距离之间的关系。然后，我们分析了一个特定的MC信道的频率响应，并揭示了边界可以限制MC信道的通信带宽。
2022-03-25 cs.IT cs.SY eess.SY
Scalable Device-to-Device Communications For Frequency Reuse >> 1
基于邻近的应用正在成为快速增长的市场，这表明设备到设备（D2D）通信正在成为未来移动数据网的重要部分。我们提出了可扩展的准入和D2D通信蜂窝网络的功率控制方法，以增加频率资源的重用，从而提高网络容量，同时保持所有用户的QoS。所提出的方法的目的是在QoS约束下最大化D2D链路的数量，因此最大化网络频率重用，同时考虑多小区环境中不同级别的复杂度和可用信道状态信息（CSI）。仿真结果表明，采用D2D和所提出的多小区干扰协调和低功率传输方法，网络频谱效率可以提高10倍，同时可以保证较低的中断概率，为所有用户提供QoS。
2016-10-18 cs.IT cs.NI math.IT
Joint Doppler frequency shift compensation and data detection method using 2-D unitary ESPRIT algorithm for SIMO-OFDM railway communication systems
本文针对快时变稀疏多径信道下的SIMO-OFDM铁路通信系统，提出了一种基于2-D酉ESPRIT算法的联合多普勒频移补偿和数据检测方法。通过利用循环前缀（CP）的无ISI部分构造空时阵列数据矩阵，提出了一种新的基于二维酉ESPRIT算法的全路径DOA和多普勒频移自配对联合估计算法。然后，基于所获得的估计，开发了联合多普勒频移补偿和数据检测方法。该方法包括三个部分：（a）对接收信号进行空间滤波，得到各径对应的信号，并对各径对应的信号进行时域多普勒频移补偿;（b）将各径多普勒频移补偿后的信号相加;（c）对相加后的信号进行FFT，去除CP后检测出所需信息。此外，我们还证明了经过多普勒频移补偿后的信道矩阵是时不变的，从而有效地避免了ICI。最后，仿真结果表明，所提出的方法的性能，并与传统的方法进行比较。
2012-10-28 cs.IT math.IT
On the Performance Limits of Pilot-Based Estimation of Bandlimited Frequency-Selective Communication Channels
在本文中，基于导频的估计的准确性的带宽限制的频率选择性通信信道的评估界限的问题解决。该方法以均方误差作为信道估计的品质因数，采用抽头延迟线模型来表示具有有限个未知参数的连续时间信道。这允许导出用于信道探测的最佳波形和封闭形式的Cramer-Rao界限的一些性质。
2012-03-13 cs.IT cs.NI math.IT
DC-Informative Joint Color-Frequency Modulation for Visible Light Communications
本文研究了使用红/绿/蓝发光二极管（RGB LED）的可见光通信（VLC）系统的星座设计问题，提出了一种直流信息联合色频调制（DCI-JCFM）方法。该方法联合利用可用的分集资源，包括不同的光波长，多个基带子载波，和自适应直流偏置。星座是在高维空间中设计的，在高维空间中，利用了相对于低维对应物的紧凑球体填充优势。考虑到多个实际照明约束，非凸优化问题，寻求最小的出错率与固定的光谱效率。所提出的方案相比，一个解耦的计划，星座是单独设计的每个LED。DCI-JCFM显着的收益，观察通过模拟平衡，不平衡和非常不平衡的颜色照明被认为是。
2015-01-09 cs.IT math.IT
Conceptual Proposal: Frequency Offset Modulation for High-Efficiency Communications
频率偏移调制（FOM）是一种新的概念，它可以同时提供高能量效率和高频谱效率的通信。在FOM系统中，部署发射机（TX）阵列，并且在任何信令时刻仅激活一个TX用于数据传输。通过在整个占用带宽中的非常微小的频率偏移来区分的TX索引被利用来隐式地传送比特单元而没有任何功率或信号辐射，从而节省功率和频谱资源。此外，FOM的特点是通过删除可区分的空间信道和完善的先验信道知识的严格要求，而保留的优点，没有信道间干扰，不需要天线间同步。此外，一个混合的解决方案相结合的FOM和空间调制进行了讨论，以进一步提高能量效率和频谱效率。因此，FOM将成为一种支持各种跨学科领域不断增长的高容量数据流量的绿色解决方案。
2016-11-13 cs.IT math.IT
Micro frequency hopping spread spectrum modulation and encryption technology
本文提出基带内的微跳频技术，并基于循环移位和相位置乱设计扩频调制与加密方法，利用线性微跳频符号的相关性和时延频偏线性关系支持多用户通信、测距测速，验证了其在物联网、军事通信等领域的应用价值。
2024-08-01 cs.IT math.IT
Performance Evaluation of an Orthogonal Frequency Division Multiplexing based Wireless Communication System with implementation of Least Mean Square Equalization technique
正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM）技术由于其高数据率传输能力、高带宽利用率以及对多径时延的鲁棒性，近年来被应用于无线通信系统中。衰落是接收机中考虑的主要方面之一。为了消除衰落的影响，接收端必须在数据解调之前进行信道估计和均衡。本文主要研究频率选择性衰落信道下OFDM通信中基于导频的信道估计技术。提出了一种针对正交频分复用（OFDM）系统的信道均衡方法。在FFT处理之前插入一个自适应均衡器，可以减轻可变延迟和多径的影响，以消除或大大减少保护间隔，并获得一定的频谱效率。自适应算法是基于自适应滤波与平均（AFA）的参数更新。在建立OFDM系统模型的基础上，通过大量的计算机模拟，研究了信道均衡系统的性能。结果表明，更高的收敛速度和适应速度相比，最常用的算法之一-最小均方（LMS）。
2012-12-30 cs.IT math.IT
Statistical Channel Model with Multi-Frequency and Arbitrary Antenna Beamwidth for Millimeter-Wave Outdoor Communications
本文提出了一个三维毫米波统计信道冲激响应模型，从28 GHz和73 GHz的超宽带传播测量。提供了支持任意载波频率、RF带宽和天线波束宽度（对于全向天线和任意定向天线两者）的精确的3GPP类信道模型。时间簇和空间波瓣模型参数提取的经验分布从现场测量。用于生成信道系数的逐步建模过程被示出为与来自现场测量的统计数据一致，从而确认统计信道模型忠实地重新创建用于毫米波5G空中接口设计的空间和时间信道冲激响应。
2015-11-21 cs.IT math.IT
Integrated Sensing and Communications with Affine Frequency Division Multiplexing
本文提出基于仿射频分复用（AFDM）的集成感知与通信系统，证明仅用一个导频符号即可达到与完整帧几乎相同的感知性能，并利用AFDM啁啾特性实现简单自干扰消除，避免昂贵的全双工方法。
2024-02-26 cs.IT eess.SP math.IT
Revisiting Frequency Reuse towards Supporting Ultra-Reliable Ubiquitous-Rate Communication
NGMN联盟声明的5G无线系统的目标之一是在任何地方提供中等速率（50+ Mbps）和非常高的可靠性。我们将这种服务称为超可靠普适速率通信（UR2C）。本文研究了频率复用在下行链路中支持UR2C的作用。为此，考虑了两种频率复用方案：用户特定频率复用（FRu）和BS特定频率复用（FRb）。对于给定的单位频率信道，FRu减少服务用户设备（UE）的数量，而FRb直接减少干扰基站（BS）的数量。这增加了与干扰BS的距离，并且信号干扰比（SIR）达到超可靠性，例如，在随机挑选的UE处的99%SIR覆盖。然而，超可靠性是以减少的频率分配为代价实现的，这可能降低整体下行链路速率。为了公平地捕捉这种可靠性率的权衡，我们提出无处不在的速率定义为最大的下行链路速率，其所需的SIR可以实现超可靠性。通过使用随机几何，我们推导出封闭形式的普遍存在率以及最佳频率复用规则UR2C。
2017-03-14 cs.IT cs.NI math.IT
An Efficient Frequency Diversity Scheme for Ultra-Reliable Communications in Two-Path Fading Channels
针对双径衰落信道中收发距离未知的超可靠通信问题，提出一种双频率并行分集方案，通过优化频率间隔最大化最坏接收功率，并给出最优间隔算法，显著提升可靠性。
2024-06-14 cs.IT math.IT
Combined Radar and Communications with Phase-Modulated Frequency Permutations
本文研究雷达与通信一体化问题，证明MPSK调制对雷达局部精度影响可忽略，并提出基于Lehmer码和匈牙利算法的相位调制频率排列新信令方案，同时从通信和感知两个角度给出了理论性能分析。
2022-05-23 cs.IT eess.SP math.IT
Frequency Permutation Subsets for Joint Radar and Communication
本文针对联合雷达与通信系统，提出频率排列子集选择方法，结合整数规划与匈牙利算法接收机设计，在改善通信误码率的同时降低雷达旁瓣并提升感知精度。
2022-07-21 cs.IT eess.SP math.IT
A Message Passing Detection based Affine Frequency Division Multiplexing Communication System
针对AFDM检测研究不足，提出一种利用信道稀疏性进行联合干扰消除与检测的低复杂度消息传递算法，仿真表明其性能优于MMSE和MRC检测。
2023-08-31 cs.IT eess.SP math.IT
Frequency Permutations for Joint Radar and Communications
提出了一种基于步进频率雷达波形的雷达与通信联合技术。通过使用频率音调序列的排列实现的波形中的随机化被用于数据传输。提出了一种新的信令方案，其中输入数据和波形之间的映射是基于称为Lehmer码的高效组合变换来执行的。考虑最佳最大似然（ML）检测，推导出加性高斯白噪声（AWGN）信道中通信块错误概率的联合界和最近邻近似。结果进一步扩展到包括莱斯衰落信道模型，其中瑞利衰落信道模型作为一种特殊情况。此外，一个有效的通信接收机的实现进行了讨论，匈牙利算法的基础上，实现了最佳的性能与更低的操作复杂度相比，一个穷举搜索。从雷达的角度来看，两个关键的分析工具，即模糊函数（AF）和费舍尔信息矩阵的推导。此外，精确的Cramer-Rao下界（CRLB）的延迟和多普勒估计误差的近似推导出的基础上的波形的距离和速度估计精度进行了分析。数值例子是用来突出的分析的准确性，并说明所提出的波形的性能。
2021-10-25 cs.IT eess.SP math.IT
Frequency Diverse RIS (FD-RIS) Enhanced Wireless Communications via Joint Distance-Angle Beamforming
针对传统RIS仅能角度波束成形的局限，提出带时间调制的FD-RIS实现联合距离-角度波束成形，推导信号模型并构建速率最大化非凸优化问题，设计基于CEO的迭代算法求解，仿真验证其性能优于传统RIS方案且算法有效性优于GA基准。
2024-09-13 cs.IT eess.SP math.IT
Design and Performance Analysis of an Index Time Frequency Modulation Scheme for Optical Communications
在本文中，我们提出了一种适用于光通信的索引调制系统，基于联合驱动信号的时间和频率：索引时间跳频（I-TFH）系统。我们从功率和频谱效率的角度分析了它的性能，以及它在非湍流自由空间光（FSO）信道的错误概率方面的行为。我们将I-TFH与已经提出的具有相同性质的指数调制系统进行比较，但是其中驱动发射器的幅度或数量而不是信号频率。我们推导和比较所有这些系统的平均符号和比特错误概率的近似。仿真结果表明，所述近似是足够紧的信号噪声比和系统参数的宽范围内。此外，I-TFH在BER和/或功率效率方面表现得比比较替代方案更好，并且可以在各种上下文中提供有趣的特性。
2019-05-27 cs.IT eess.SP math.IT
The communication cost of security and privacy in federated frequency estimation
我们考虑联合频率估计问题，其中每个用户持有来自大小- $d$域的私有项$X_i$，并且服务器旨在估计经验频率（即，直方图）与$n \ll d$的$n$项目。在没有任何安全和隐私考虑的情况下，每个用户都可以使用$\log d$位将其项传送到服务器。然而，安全聚合协议的朴素应用需要每个用户的$d\log n$位。我们能否减少安全聚合所需的通信，安全性是否伴随着通信的基本成本？在本文中，我们开发了一个信息理论模型的安全聚合，使我们能够表征的基本成本的安全性和隐私的通信。我们表明，与安全性（没有隐私）$Ω\left( n \log d \right)$位每个用户是必要的，足以让服务器计算的频率分布。这明显小于简单方案所需的每用户$d\log n$比特，但明显高于没有安全性时所需的每用户$\log d$比特。为了实现差分隐私，我们构造了一个线性方案的基础上，一个嘈杂的草图，局部扰动的数据，不需要一个可信的服务器（a.k.a.）。分布式差分隐私）。在$\ell_2$和$\ell_\infty$丢失的情况下分析了该方案。通过使用我们的信息理论框架，我们表明，该方案实现了最佳的准确性，隐私的权衡与最佳的通信成本，同时匹配的性能集中的情况下，数据存储在中央服务器。
2022-11-18 cs.DS cs.IT math.IT
Orthogonal Time Frequency Space Modulation -- Part III: ISAC and Potential Applications
本教程的前两部分介绍了正交时频空间（OTFS）调制，讨论了延迟多普勒（DD）域通信的基本原理以及收发器设计的一些先进技术。在这封信中，我们将提出一个基于OTFS的集成传感和通信（ISAC）系统，这被认为是下一代无线通信的使能技术。特别是，我们说明了OTFS-ISAC系统的传感以及通信模型。接下来，我们表明，受益于时不变的DD信道，感测参数可以用于推断的通信信道，导致一个有效的传输方案。由于这两种功能都是在同一个DD域中实现的，我们简要讨论了基于OTFS的ISAC系统的几个有前途的好处，这些好处尚未完全公布。最后，OTFS的一系列潜在的应用，为未来的无线网络将突出显示。
2022-09-12 cs.IT eess.SP math.IT
Affine Frequency Division Multiplexing For Communications on Sparse Time-Varying Channels
本文针对双重稀疏的线性时变信道，证明仿射频分复用（AFDM）波形在信道估计中能以最小导频和保护开销实现目标均方误差，优于传统及新近波形。
2023-09-05 cs.ET cs.IT math.IT
Physical Layer Security in a SISO Communication using Frequency-Domain Time-Reversal OFDM Precoding and Artificial Noise Injection
提出了一种频域（FD）时间反转（TR）预编码器，用于在使用正交频分复用（OFDM）和人工噪声（AN）信号注入的单输入单输出（SISO）系统中执行物理层安全（PLS）。AN信号不会破坏到合法接收器的数据传输，但会降低窃听者的解码性能。该方案在时分双工（TDD）系统中，利用信道互易性，当发送端知道合法链路的瞬时信道状态信息（CSI），但不知道潜在窃听者的瞬时CSI时，保证了对合法用户通信的保密性。三个最佳的解码结构在窃听被认为是在快衰落（FF）环境中取决于Alice和Bob之间的握手过程。封闭形式的近似的AN能量注入，以最大限度地提高SR的通信。此外，当Eve的信噪比（SNR）为无穷大时，确定了合法接收机端保证给定SR所需的条件。此外，还提出了注水功率分配策略，进一步增强了方案的保密性。仿真结果证明了所提出的安全系统的安全性能。
2020-11-13 cs.IT eess.SP math.IT
Learning to Equalize: Data-Driven Frequency-Domain Signal Recovery in Molecular Communications
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
Performance of Downlink and Uplink Integrated Sensing and Communications (ISAC) Systems
这封信分析了综合传感和通信（ISAC）系统的基本性能。对于下行链路和上行链路ISAC，分集阶数进行了分析，以评估的通信速率（CR）和高信噪比（SNR）的斜率被揭露的CR以及感测速率（SR）。此外，可实现的下行链路和上行链路CR-SR区域的特征。结果表明，ISAC可以提供更多的自由度的CR和SR比传统的频分传感和通信系统，其中隔离的频带用于感测和通信，分别。
2022-06-16 cs.IT eess.SP math.IT
