Block-Level Unitary Query: Incorporating Orthogonal-like Space-time Code with Query Diversity for MIMO Backscatter RFID
由于物联网（IoT）的新兴领域，未来的后向散射RFID要求更加可靠和数据密集。受此启发，正交空时分组码（OSTBC），这是非常成功的移动通信的低复杂度和高性能，已经被研究用于后向散射RFID。另一方面，最近提出的一种称为酉查询的方案被证明能够通过利用查询多样性大大提高后向散射无线电的可靠性。因此，将经典的OSTBC（在标签端）与最近提出的酉查询（在查询端）相结合似乎是有希望的。然而，在本文中，我们表明，简单，直接就业的OSTBC与酉查询引起的线性解码问题，并最终导致严重的性能下降。作为最近提出的酉查询和经典的OSTBC专门为MIMO后向散射RFID的重新设计，我们提出了一个BUTQ-mOSTBC设计对的想法，提出了块级酉查询（BUTQ）在查询端和相应的修改OSTBC（mOSTBC）在标签端。BUTQ-mOSTBC既能解决线性译码问题，又保持了经典OSTBC的简单性和高性能，同时实现了$M \times L \times N$ MIMO反向散射RFID信道的查询分集。
2015-02-17 cs.IT math.IT
Unitary Query for the $M \times L \times N$ MIMO Backscatter RFID Channel
MIMO反向散射RFID系统由三个操作端组成：查询端（具有$M$读取器发射天线）、标签端（具有$L$标签天线）和接收端（具有$N$读取器接收天线）。RFID中的这种$M \times L \times N$设置可以带来空间分集，并且已经针对标签端的STC进行了研究。目前对查询端的理解是，它只是标签的能量提供者，查询信号设计不能提高性能。然而，我们提出了一种新的\textit{unitary query}计划，它创建时间分集\emph{within channel coherent time}，并可以产生\emph{significant}性能的改善。为了克服在查询端采用酉查询而在标签端采用STC时难以评估性能的困难，我们基于某些精心构造的矩阵的秩导出了一种新的度量。该度量意味着酉查询具有优越的性能。仿真结果表明，在中等信噪比条件下，酉查询可以带来$5-10$ dB的增益.此外，酉查询还可以显著提高单天线标签的性能，允许采用低复杂度和小尺寸的单天线标签以获得高性能。这种改进是无法实现的单天线标签时，采用传统的统一查询。
2014-04-14 cs.IT math.IT
Performance Analysis of Massive MIMO Networks with Random Unitary Pilot Matrices
获得大规模MIMO网络的信道状态信息的常见方法是在每个小区中使用相同的正交训练序列。我们称之为全导频复用（FPR）方案。在本文中，我们研究了另一种方法，每个小区使用不同的正交导频（DOP）序列集。考虑到与匹配滤波器（MF）接收器的上行链路通信，我们首先推导出在大的系统政权，在基站的天线的数量，在每个小区中的用户的数量，和训练持续时间增长大的固定比率的SINR。为了便于分析，从Haar分布的随机酉矩阵中提取正交导频。所得的表达式是简单的，易于计算。数值仿真结果表明，渐近信干噪比可以精确地逼近有限大小系统。其次，我们推导了DOP方案在简单功率控制下的用户容量，并表明它一般优于FPR方案。
2017-09-11 cs.IT math.IT
2D Unitary ESPRIT Based Super-Resolution Channel Estimation for Millimeter-Wave Massive MIMO with Hybrid Precoding
具有混合预编码的毫米波（mmWave）大规模多输入多输出（MIMO）是用于未来5G无线通信的有前景的技术。由于毫米波大规模MIMO信道的天线数量较多，而射频链路数量较少，估计高维毫米波大规模MIMO信道将带来较大的导频开销。针对这一问题，提出了一种基于二维统一ESPRIT算法的超分辨率信道估计方案。通过利用毫米波信道的角度稀疏性，可以高精度地联合估计连续分布的到达角/离开角（AoA/AoD）。具体而言，通过在基站（BS）和移动台（MS）处设计上行链路训练信号，我们首先使用低导频开销来估计低维有效信道，其具有与待估计的高维毫米波MIMO信道相同的阵列响应的移位不变性。从低维有效信道出发，利用二维酉ESPRIT信道估计算法，可以联合获得AoA和AoD的超分辨率估计。此外，可以基于最小二乘（LS）准则来获取相关联的路径增益。最后，我们可以根据所获得的AoA、AoD和路径增益来重构高维毫米波MIMO信道。仿真结果证实了该方案优于传统方案，具有更低的导频开销。
2017-10-30 cs.IT math.IT
Upper and Lower Bounds for the Ergodic Capacity of MIMO Jacobi Fading Channels
在多（芯/模）光纤通信中，传输信道可以被建模为Haar分布酉矩阵的复子矩阵（复Jacobi酉系综）。在这封信中，我们提出了新的解析表达式的上界和下界的遍历容量的多输入多输出雅可比衰落信道。最近的结果的Jacobi酉系综的行列式推导出一个严格的遍历能力的下界。我们使用詹森不等式提供了一个分析的封闭形式的上限遍历容量在任何信号噪声比（SNR）。的遍历能力，在低和高信噪比制度的封闭形式的表达式，也来自。仿真结果验证了推导表达式的准确性。
2017-02-27 cs.IT math.IT
Full Diversity Unitary Precoded Integer-Forcing
我们考虑一个点对点的平坦衰落MIMO信道，信道状态信息在发送端和接收端都已知。在发射机侧，在每个天线处采用网格编码方案以将信息符号映射到从相同码本中提取的独立网格码字。然后，将每个格形码字乘以酉预编码矩阵${\bf P}$，并通过信道发送。在接收器侧，采用整数强制（IF）线性接收器。我们将该方案表示为酉预编码整数强迫（UPIF）。我们表明，UPIF可以实现全分集的约束下，基于最短向量的预编码矩阵${\bf P}$产生的格。这个约束和一个更简单的版本提供了两种类型的全分集UPIF的设计标准。类型I使用在每个信道实现时适配的酉预编码器。类型II使用酉预编码器，其对于所有信道实现保持固定。然后，我们验证了我们的结果，在$2\times2$，和$4\times 4$ MIMO使用不同的QAM星座的计算机模拟。我们最后表明，建议的类型II UPIF优于MIMO预编码X-码在高数据率。
2015-04-01 cs.IT math.IT
Robust MMSE Precoding for Multiuser MIMO Relay Systems using Switched Relaying and Side Information
针对不完全信道状态信息（CSI）下的多用户多输入多输出（MIMO）中继系统，提出了一种新的预编码方案。基站（BS）和MIMO中继站（RS）都配备有酉矩阵的相同码本。根据码本的每个元素，我们创建一个潜在的预编码矩阵对，即BS预编码矩阵和RS预编码矩阵。通过将来自码本的适当酉矩阵乘以功率缩放因子来形成RS预编码矩阵。基于给定的CSI和发射符号块，通过合适的选择机制来选择从各种酉矩阵导出的所有可能的潜在预编码矩阵对的类内的最佳预编码矩阵对以用于传输，该选择机制被设计为最小化预先估计的接收向量与真实发射符号向量之间的平方欧几里德距离。我们开发了一个最小均方误差（MMSE）的设计算法的潜在预编码矩阵对的建设。在所提出的方案中，BS仅向RS发送酉矩阵的索引及其功率缩放因子，而不是发送完整的处理矩阵。这大大降低了开销。仿真结果表明，与其他最近报道的预编码算法相比，所提出的预编码方案能够提供更好的鲁棒性对CSI估计误差和多用户干扰的影响。
2014-12-17 cs.IT math.IT
New Lower Bound on the Ergodic Capacity of Optical MIMO Channels
在本文中，我们提出了一个分析的多输入多输出（MIMO）光信道的遍历容量的下限。事实证明，将mt个输入（模式/核心）耦合到mr个输出（模式/核心）的光学MIMO信道矩阵可以被建模为m × m个Haar分布酉矩阵的子矩阵，其中m > mt，mr。使用来自酉系综的随机矩阵的本征值的概率密度可以用Christoffel-Darboux内核来表示的事实。我们提供了一个新的解析表达式的遍历能力的信号噪声比（SNR）的函数。此外，我们推导出一个封闭形式的下界表达式的遍历能力。此外，我们还推导出一个近似的遍历容量在低信噪比制度。最后，我们提出了数值结果支持的表达式。
2017-01-30 cs.IT math.IT
On the Capacity of Large-MIMO Block-Fading Channels
我们的瑞利块衰落多输入多输出（MIMO）信道的容量在非相干设置的发射机和接收机没有先验知识的衰落信道的实现。我们证明，酉空时调制（USTM）是不是实现在高信噪比（SNR）制度的容量时，天线的总数超过衰落信道的相干时间（表示在符号持续时间的倍数），这种情况是相关的MIMO系统与大型天线阵列（大型MIMO系统）。这一结果肯定地解决了Zheng & Tse（2002）的一个猜想。实现容量的输入信号，我们称之为贝塔变量空时调制（BSTM），原来是一个酉各向同性分布的随机矩阵，和一个对角矩阵，其非零元素分布为适当大小的贝塔分布随机矩阵的特征值的平方根的产品。数值结果表明，在大MIMO系统中使用BSTM而不是USTM，对于实际感兴趣的SNR值，可以获得高达13%的速率增益。
2012-09-30 cs.IT math.IT
Limited Feedback for Multi-Antenna Multi-user Communications with Generalized Multi-Unitary Decomposition
在本文中，我们提出了一种分解方法称为广义多酉分解（GMUD），这是有用的多用户MIMO预编码。该分解将复矩阵H变换为PRQ，其中R是其第一行仅在最左边位置包含非零用户定义值的特殊矩阵，P和Q是一对酉矩阵。我们提出的GMUD的主要吸引力是我们可以获得多个解决方案的P和Q >。与GMUD，我们提出了一种预编码方法的MIMO多用户系统，不需要完整的信道状态信息（CSI）在发送端。所提出的预编码方法使用多个酉矩阵的属性来补偿不准确的反馈信息，因为发射机可以引导各个用户的传输波束，使得用户间干扰保持最小。
2008-06-20 cs.IT math.IT
Efficient Channel Estimation for RIS-Aided MIMO Communications with Unitary Approximate Message Passing
可重构智能表面（RIS）是非常有前途的无线网络，以实现高能源效率，扩大覆盖范围，提高容量，大规模的连接，等释放的全部潜力的RIS辅助通信，获取准确的信道状态信息是至关重要的，但这是非常具有挑战性的。对于RIS辅助的多输入和多输出（MIMO）通信，现有的信道估计方法具有随着RIS单元$N$的数量快速增长的计算复杂性（例如，以$N^2$或$N^3$的顺序）和/或对所涉及的基质具有特殊要求（例如，为了算法收敛以获得满意的性能，矩阵需要是稀疏的），这阻碍了它们的应用。在这项工作中，而不是使用传统的信号模型在文献中，我们推导出一个新的信号模型，通过适当的矢量化和减少操作。然后，利用酉近似消息传递（UAMP），我们开发了一种更有效的信道估计器，该估计器的复杂度与$N$呈线性关系，并且由于UAMP的鲁棒性，对相关矩阵没有特殊要求。这为该算法在具有较大$N$的一般RIS辅助MIMO系统中的应用提供了便利。此外，大量的数值结果表明，所提出的估计提供了更好的性能和/或需要显着更少的训练符号，从而导致显着减少训练开销和延迟。
2021-12-31 cs.IT eess.SP math.IT
Steepest Gradient-Based Orthogonal Precoder For Integer-Forcing MIMO
在本文中，我们开发了一个正交预编码方案的整数强制（IF）的线性接收机使用最陡梯度算法。虽然该方案可以被视为酉预编码整数强迫（UPIF）的特殊情况，但它有两个主要优点。首先，正交预编码在可达速率、中断概率和出错率方面优于其酉对应物。我们通过理论和数值分析验证了这一优势。其次，它表现出较低的复杂度，因为正交矩阵的维数是一半的酉矩阵在实值域。为了找到“好”的正交预编码矩阵，我们提出了一个有效的算法的基础上最陡梯度算法，利用正交矩阵的几何性质作为李群。该算法具有较低的复杂度，可以很容易地应用到任意的MIMO配置。我们还在数值上确认，所提出的正交预编码在某些情况下优于UPIF类型II，并且在高阶QAM方案中优于X预编码器，例如，$64$ -和$256$ -QAM。
2019-04-19 cs.IT math.IT math.OC
A Training based Distributed Non-Coherent Space-Time Coding Strategy
酉空时调制是在非相干多输入多输出（MIMO）信道上进行通信的有效手段。在这封信中，差分酉空时编码和非相干空时编码的训练为基础的方法，金和Tarokh的解决。对于这种方法，多组可解码的必要条件和充分条件推导出一个简单的方式假设一个广义似然比测试接收机和一个酉码本。扩展Kim和Tarokh的共址MIMO系统的方法，提出了一种新的基于训练的无线中继网络分布式非相干空时编码方法。提出了一种两组可解码分布式非相干空时码的显式构造方法，该方法在所有偶数个中继节点上实现完全协作分集。
2007-07-13 cs.IT math.IT
Rate Analysis and Optimization of LoS Beyond Diagonal RIS-assisted MIMO Systems
本文针对BD-RIS辅助MIMO系统在视距收发信道与非视距直连链路下的速率问题，推导了可达速率闭式表达式及最优酉对称散射矩阵，并通过仿真验证其在弱直连链路莱斯信道下仍具竞争力。
2025-04-10 cs.IT math.IT
Capacity of Differential versus Non-Differential Unitary Space-Time Modulation for MIMO channels
差分酉空时调制（DUSTM）及其早期的非差分对应物USTM允许高吞吐量MIMO通信，而发射机或接收机完全不拥有信道状态信息（CSI）。对于各向同性随机酉输入，我们得到了精确的封闭形式的表达的概率密度的DUSTM接收信号，这使得直接的Monte Carlo评估其互信息。我们比较了DUSTM和USTM的性能，通过数值计算的互信息，并通过分析低和高信噪比的渐近表达式。在我们的比较中，等效酉空时信号的符号持续时间都等于T，接收天线的数量N也等于T。对于DUSTM，发射天线的数量被方案约束为M = T/2，而USTM没有这样的约束。如果DUSTM和USTM在高SNR下利用相同数量的发射天线，则以比特/秒/Hz表示的差分和非差分方案的归一化互信息渐近相等，其中差分方案执行得稍微好一些，而在低SNR下，DUSTM的归一化互信息渐近为USTM的归一化互信息的两倍。相反，如果USTM利用最佳数量的发射天线，则USTM可以在足够低的SNR下胜过DUSTM。
2005-12-12 cond-mat.stat-mech cs.IT math-ph
Subcarrier grouping with environmental sensing for MIMO-OFDM systems over correlated double-selective fading channels
随着MIMO-OFDM系统中物理天线数和子载波数的增加，信道侧信息反馈量和信号预编码复杂度的增加将消耗更多的系统资源，甚至达到不可容忍的程度。为了解决这个问题，以前的工作主要集中在固定的子载波分组大小和预编码的MIMO信号在同一组与酉信道状态信息（CSI）。它可以减少系统的负担，但这样的过程会导致系统容量的损失，由于在预编码过程中的信道失配。在本文中，我们考虑了MIMOOFDM系统在双选择i.i.d.瑞利信道的容量损失，并从理论上研究了群大小与容量损失之间的定量关系.利用我们的理论结果，我们还提出了一个自适应子载波分组算法，它不仅能够有一个很好的控制系统的服务质量，但也减少了系统负担显着。数值结果表明，MIMO-OFDM系统的系统设计提供了有价值的见解，并表明所提出的子载波分组方案是非常有效的，在一些常见的情况下。
2017-06-19 cs.IT math.IT
Capacity-Region-Achieving Sparse Regression Codes for MIMO Multiple-Access Channels
Zhejiang University（浙江大学）；Xidian University（西安电子科技大学）；Tsinghua University（清华大学）；Technical University of Berlin（柏林工业大学）
本文提出了一种用于MIMO多址信道的稀疏回归码编码框架，通过随机半单位正交字典矩阵实现多用户并行干扰抵消。理论推导了基于MA-OAMP接收机的最优编码原则，结合时间共享实现容量区域。
2026-07-07 cs.IT math.IT
MIMO Capacity Maximization with Beyond-Diagonal RIS
本文研究BD-RIS辅助的MIMO链路容量最大化问题，通过在酉矩阵流形上交替优化发射协方差矩阵和对称酉散射矩阵，提出高效算法，显著提升了传统对角RIS架构的容量。
2024-06-04 cs.IT eess.SP math.IT
The Capacity of Gaussian MIMO Channels Under Total and Per-Antenna Power Constraints
固定高斯多输入多输出（MIMO）信道的容量和总功率（TP）约束下的最优传输策略和完整的信道状态信息是众所周知的。这个问题在一般情况下仍然是开放的，在个别的每天线（PA）的功率约束，而一些特殊情况下已经得到解决。这些包括用于MIMO信道的满秩解决方案和用于多输入单输出（MISO）信道的一般解决方案。本文考虑了固定高斯MISO信道，在一般情况下，在总功率和天线功率联合约束下，以封闭形式给出了其容量和最优传输策略。特别地，最优策略是混合的，包括两部分：第一部分是等增益传输，第二部分是最大比传输，它们分别负责PA和TP约束。给出了最优波束形成向量的封闭形式，并提出了一个准确而简单的近似容量。最后，通过建立联合功率约束下衰落MIMO信道的遍历容量，将上述结果推广到MIMO情况，当衰落分布为右酉不变时（其中i.i.d.和半相关瑞利衰落是特殊情况）。与固定的MISO的情况下，最佳的信令示出在这种情况下是各向同性的。
2016-12-14 cs.IT math.IT
A General Rate Duality of the MIMO Multiple Access Channel and the MIMO Broadcast Channel
我们提出了一个通用的多址接入信道（MAC）和广播信道（BC），这是适用于系统和不具有非线性干扰消除之间的速率对偶。与Vishwanath等人的具有干扰减法的最新速率二元性不同，所提出的对偶性是基于滤波器的而不是基于协方差的，并且利用所产生的酉自由度来对每个点对点链路去相关。因此，它允许非协作逐流解码，这降低了复杂度和延迟。此外，从一个域到另一个域的转换在其计算期间不表现出任何依赖性，使得其可用于并行实现而不是串行实现。此外，我们推导出一个率的对偶性与多天线终端的系统时，没有干扰（预）减法的线性滤波和一个单一的用户的不同流不被视为自干扰。这两个对偶是基于一个框架已经应用到MAC和BC之间的均方误差对偶。由于这种新颖的速率二元性，BC中具有线性滤波的任何基于速率的优化现在可以在双MAC中处理，其中由于信道和预编码器索引的对准，所产生的表达式导致比BC中更有效的算法解决方案。
2008-07-28 cs.IT math.IT
Reduced-Rank Channel Estimation for Large-Scale MIMO Systems
针对大规模多输入多输出（MIMO）系统，提出了两种降秩信道估计器，并分析了它们的均方误差（MSE）性能。利用信道的变换域稀疏性，估计器产生出色的性能，并可以提供额外的平均到达角（AoA）信息。它示出，估计是有效的，一个必须选择一个适当的预定酉基（变换），并能够确定占主导地位的信道秩和相关的子空间。进一步的均方误差分析揭示了阵列大小、信道秩、信噪比和估计器性能之间的关系。它提供了理论基础，提出的秩确定和平均AoA估计算法以及。一个角度对齐操作包括在我们的信道模型被证明是有效的，在进一步降低所需的秩，移动的主导基向量的范围（信道频谱），并提高估计器的性能时，使用合适的基础。我们还得出深刻的类比MIMO信道建模，变换编码，并行空间搜索，接收波束成形。计算机实验结果提供了各种估计器参数的数值效果和建议的信道估计和秩确定方法的优点。
2016-09-08 cs.IT math.IT
Joint Constellation Design for Noncoherent MIMO Multiple-Access Channels
本文研究了非相干多输入多输出多址信道（MAC）下的联合星座设计问题。通过对非相干最大似然检测误差的分析，提出了新的设计准则，以最小化错误概率。作为一个基线的方法，我们适应几个现有的设计标准的点到点通道的MAC。此外，我们提出了新的设计标准。我们提出的第一个设计指标是在成对错误概率指数的非渐近下限和上限的主导项。利用Hermitian正定矩阵流形上的黎曼距离给出了该界的一个几何解释。从高信噪比下对该度量的分析中，我们得到了进一步简化的度量。对于任何给定的星座大小集合，可以在星座符号集合上优化所提出的度量。出于简化的度量，我们提出了一个简单的星座结构，包括在分区的单用户星座。我们还提供了一个概括我们以前提出的建设的基础上预编码个别星座的较低的维度。对于固定的联合星座，设计度量可以在每用户发射功率上进一步优化，特别是当用户以不同速率发射时。考虑到酉空时调制，我们研究了将每个单独的星座图构建为一组由各自的发射功率缩放的截断酉矩阵的选项。数值结果表明，我们提出的指标是有意义的，并可以作为目标，通过数值优化，表现更好，对于相同的传输速率和功率约束，比一个共同的基于导频的计划和星座优化与现有的指标生成星座。
2022-07-05 cs.IT math.IT
Grassmannian Constellation Design for Noncoherent MIMO Systems Using Autoencoders
在这封信中，我们提出了一个自动编码器（AE）设计格拉斯曼星座在非相干（NC）多输入多输出（MIMO）系统。为了保证格拉斯曼星座的性质，建议AE构造的传输符号后，酉空时调制。它在训练过程中根据交叉熵惩罚输入和输出符号之间的差异，这被认为是一种通用的优化方法。与非格拉斯曼星座和传统构造的格拉斯曼星座相比，所提出的AE学习的星座在高SNR范围内具有显著的符号出错率（SER）性能增益。所得到的格拉斯曼星座的建议AE实现更高的多样性比非格拉斯曼星座在i.i.d.瑞利信道此外，所提出的方法可以适应不同的信道统计通过训练与相应的信道实现。
2021-09-01 cs.IT eess.SP math.IT
The Jacobi MIMO Channel
本文提出了一种新的MIMO信道衰落模型--Jacobi衰落模型。它断言将$m_t$输入耦合到$m_r$输出的传递矩阵$H$是$m\times m$随机（Haar分布）酉矩阵的子矩阵。$H$的（平方）奇异值遵循随机矩阵的经典Jacobi系综定律;因此该通道被命名为。定义这种信道的一个动机来自多模/多芯光纤通信。事实证明，这个模型可以从性质上不同于瑞利模型，从而导致有趣的实际和理论结果。这项工作首先评估遍历容量的信道。然后，它认为非遍历的情况下，它分析了中断概率和分集复用的权衡。在其中$k=m_t+m_r-m > 0$的情况下，示出了至少$k$自由度被保证对于任何信道实现不衰落，从而在相应速率下实现零中断概率或无限分集阶数。一个简单的计划，利用（可能过时的）信道状态反馈，实现无中断保证。最后，指出随着$m$的增加，Jacobi模型逐渐接近Rayleigh模型，并讨论了该模型在其它通信网络中的适用性。
2012-08-15 cs.IT math.IT
Signal and Interference Leakage Minimization in MIMO Uplink-Downlink Cellular Networks
在基站（BS）和MIMO蜂窝系统的用户处的空间域中的线性处理使得能够控制小区间和小区间干扰。已经提出了许多迭代算法，其允许BS和用户仅基于本地信道状态信息经由消息交换以分布式方式计算发送侧和接收侧线性处理器。在本文中，提出了一种新的这样的策略，需要交换的酉矩阵之间的BS和用户。具体地说，集中在一个一般的上行链路和下行链路操作的细胞，线性处理器的设计获得的交替优化解决方案的问题，最小化的加权和的下行链路和上行链路小区间干扰功率和泄漏的信号功率在空间正交的接收子空间。对于下行链路操作的小区，通过最小均方误差（MMSE）或迫零（ZF）预编码来处理小区内干扰，对于上行链路操作的小区，通过联合解码来处理。数值结果验证了所提出的技术相对于现有的类似技术，只占干扰功率的优化的优势。
2014-08-22 cs.IT math.IT
Outage Capacity for the Optical MIMO Channel
光纤通信中的MIMO处理技术已经被提出作为一种有前途的方法来满足对信息吞吐量的日益增长的需求。在这种情况下，多个通道对应于光纤中的多个模式和/或多个芯。本文在一个简单的信道模型下，给出了高斯输入下该系统的互信息分布的特征。假设纤芯之间存在显著的串扰，后向散射可以忽略不计，光纤中的传播接近无损，我们将传输信道建模为随机复酉矩阵。传输中的损耗可以通过光纤中未利用的信道的数量来参数化。我们以双重方式分析系统。首先，我们评估了中断概率的封闭形式的表达式，这是方便的小矩阵。我们还应用渐近方法，特别是库仑气体方法从统计力学，得到封闭形式的结果的遍历互信息，其方差以及中断概率为高斯输入的限制大量的核心/模式。通过比较我们的分析结果模拟，我们看到，尽管这种方法是名义上有效的大量的模式，我们的方法是相当准确的，即使是小到中等数量的通道。
2013-12-01 cs.IT math.IT
Interference Minimization in Beyond-Diagonal RIS-assisted MIMO Interference Channels
本文提出两阶段波束成形方法，利用超越对角可重构智能表面最小化MIMO干扰信道中的干扰泄漏，并设计多种预编码器，其中最大化总速率方案在中等单元数和高功率下可提升超过20%的总速率。
2025-03-25 cs.IT math.IT
Constrained Riemannian Noncoherent Constellations for the MIMO Multiple Access Channel
我们考虑多用户星座的设计与K个用户的多址接入信道（MAC），与M个天线，同时发送到一个接收机配备了N个天线通过瑞利块衰落信道，当没有信道状态信息（CSI）是提供给发送器或接收器。在相干时间至少为T>=（K+1）M的全分集情况下，提出的星座设计准则是基于由Bobller和Varanasi推导的多用户成对错误概率（PEP）的渐近表达式。在非全分集的情况下，以前的PEP表达式不再有效，建议的设计标准是基于代理的PEP最近提出的Ngo和杨。虽然PEP表达式及其边界或代理先前被认为是难以优化的，但在这项工作中，我们推导出它们各自的无约束梯度。这些梯度又被用于在代表不同功率约束的不同黎曼流形中优化所提出的成本函数。特别是，除了标准的酉空时调制（USTM）导致格拉斯曼流形上的优化，我们考虑一个更宽松的每码字功率约束导致优化的所谓的斜流形，和平均功率约束导致优化的所谓的跟踪流形。配备这些理论工具，我们设计的MIMO MAC在全分集和非全分集的情况下，与国家的最先进的性能在符号出错率（SER）的多用户星座。
2022-09-02 cs.IT math.IT
Capacity Maximization for MIMO Channels Assisted by Beyond-Diagonal RIS
本文针对MIMO信道推导了首个闭式容量最大化的超越对角RIS反射矩阵，揭示了路径配对机制及高信噪比下的行为，并通过数值验证了其有效性。
2025-01-22 cs.IT eess.SP math.IT
Closed-Loop Sparse Channel Estimation for Wideband Millimeter-Wave Full-Dimensional MIMO Systems
针对宽带毫米波混合全维多输入多输出时分双工系统，提出了一种闭环稀疏信道估计方法，该方法充分利用了信道在角度域和时延域的稀疏性。在下行链路CE阶段，在基站（BS）处设计随机发送预编码器以用于信道探测，并且在用户设备（UD）处设计接收组合器以将混合阵列可视化为低维数字阵列，以便于多维酉ESPRIT（MDU-ESPRIT）算法来估计相应的到达角（AoA）。在上行链路CE阶段，利用估计的下行链路AoA，即上行链路偏离角（AoD），来设计UD处的多波束发送预编码器，以使得BS能够估计上行链路AoA，即，在基站设计的接收合并器的基础上，利用MDU-ESPRIT算法，分析了不同用户终端的下行AoD以及不同用户终端的时延。此外，提出了一种最大似然方法来配对的信道参数在这两个阶段，然后获得路径增益使用最小二乘估计。根据谱估计理论，该方案可以获得稀疏多径分量的AoA/AoD和延迟的超分辨率估计，并且训练开销很小。仿真结果验证了更好的CE性能和较低的计算复杂性，我们的解决方案比现有的国家的最先进的方法。
2019-09-16 cs.IT math.IT
Capacity and Character Expansions: Moment generating function and other exact results for MIMO correlated channels
我们应用一个有前途的新方法，从李群的表示领域来计算酉群上的积分，这对多天线通信很重要。为了证明这种技术的力量和简单性，我们首先重新推导出一些结果，最近在无线信息论的社会中使用，只使用几个简单的步骤。特别是，我们得到的联合概率分布矩阵GG* 的特征值，与G的半相关高斯随机矩阵或高斯随机矩阵与非零均值（和G* 其厄密共轭）。然后，这些联合概率分布函数可以用于计算两端具有多个天线的高斯信道的互信息的矩生成函数，其中高斯信道具有其信道矩阵G的该概率分布。然后，我们转向以前未解决的问题，计算的矩生成函数的互信息的MIMO（多输入多输出）信道，这是相关的接收机和发射机。由该矩母函数得到了互信息的各态历经平均，并研究了中断概率。这些方法可以应用于许多其他问题。作为一个特殊的例子，我们研究了酉编码的MIMO系统的空时传输，我们推导出接收信号的分布时，在发射端的信道矩阵相关。
2005-09-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cs.IT
Deep Unfolding-Based Channel Estimation for Wideband TeraHertz Near-Field Massive MIMO Systems
针对太赫兹近场大规模MIMO信道估计难题，提出基于深度展开的估计算法，结合频率相关近场字典与定制DNN学习迭代更新规则，搭配混合训练方法，实现了性能、复杂度与鲁棒性的提升。
2024-08-13 cs.IT eess.SP math.IT
Joint Approximate Covariance Diagonalization with Applications in MIMO Virtual Beam Design
我们研究的问题的最大似然（ML）估计的一个近似的共同特征结构，即近似的共同特征向量集（CES），协方差矩阵的集合给出了其相关的i.i.d向量实现。该问题在多用户MIMO通信中具有直接应用，其中基站（BS）通过导频传输访问瞬时用户信道向量并且尝试执行联合多用户下行链路（DL）预编码。人们普遍认为，这个任务的有效实现取决于一组共同的“虚拟波束”的适当设计，捕获用户信道协方差之间的共同本征结构。在本文中，我们提出了一种新的方法来获得这个共同的特征结构铸造它作为一个ML估计问题。我们证明了在协方差可联合对角化的特殊情况下，所提出的ML问题的全局最优解与公共特征结构一致。然后，我们提出了一个投影梯度下降（PGD）方法来解决酉矩阵流形上的ML优化问题，并证明了其收敛到一个稳定点。通过详尽的模拟，我们说明，在联合对角化协方差的情况下，我们提出的方法收敛到确切的CES。此外，在协方差不可联合对角化的一般情况下，它会产生一个近似对角化所有协方差的解决方案。此外，实验结果表明，我们提出的方法优于著名的联合近似对角化的特征矩阵（JADE）方法在文献中。
2020-05-29 cs.IT eess.SP math.IT
Matrix Factorization Based Blind Bayesian Receiver for Grant-Free Random Access in mmWave MIMO mMTC
针对毫米波MIMO系统免授权随机接入中导频开销大问题，提出基于矩阵分解的盲贝叶斯接收机，实现无导频的联合用户活动检测、信道估计与信号检测，有效降低开销与延迟。
2023-04-10 cs.IT eess.SP math.IT
Joint Transmit Beamforming and Reflection Optimization for Beyond Diagonal RIS Aided Multi-Cell MIMO Communication
The Hong Kong Polytechnic University（香港理工大学）
针对6G超密集多小区MIMO的干扰问题，本文提出BD-RIS辅助下联合优化发射波束赋形与反射矩阵的AO算法，可最大化加权和速率，性能优于基准方案。
2026-10-14 cs.IT eess.SP math.IT
Comparative Study of SVD and QRS in Closed-Loop Beamforming Systems
我们比较了两种闭环波束形成算法，一个基于奇异值分解（SVD）和其他基于等对角QR分解（QRS）。SVD具有并行化MIMO信道的优点，但是每个子信道具有不同的增益。QRS具有对于分解的信道具有相等对角值的优点，但是子信道不是完全并行的，因此需要连续干扰消除或其他技术来执行解码。我们考虑一个闭环系统的反馈信息是一个酉波束形成矩阵。由于离散和有限的调制集，当不执行调制集选择时，SVD可能具有比QRS差的性能。然而，如果调制集的选择是最佳的，我们表明，SVD可以优于QRS。
2008-06-23 cs.IT math.IT
Distributed Space-Time Codes for Cooperative Networks with Partial CSI
在假定中继节点知道信源相位分量的情况下，研究了基于两阶段传输的Jing-Hassibi协作分集协议和广义非正交放大转发（GNAF）协议的设计准则和全分集分布式空时码（DSTC）.它示出，这在此部分信道状态信息（CSI），几个众所周知的空时码的共位MIMO（多输入多输出）信道变得适合用作DSTC。特别是，众所周知的复正交设计，广义坐标交织正交设计（GCIODs）和酉重量单符号可解码（UW-SSD）码被证明是满足所需的设计约束的DSTC。利用宽松的代码设计约束，我们提出了从Clifford代数获得的具有低ML解码复杂度的DSTC。
2007-01-09 cs.IT math.IT
Neural Network-Assisted Hybrid Model Based Message Passing for Parametric Holographic MIMO Near Field Channel Estimation
针对HMIMO近场信道估计中由并矢格林函数引起的非线性与积分复杂性难题，提出一种神经网络辅助的混合信道模型，并结合因子图表示与UAMP算法设计贝叶斯信道估计算法，显著提升了估计性能。
2024-08-29 cs.IT eess.SP math.IT
Secret Key Rate Analysis of RIS-Assisted THz MIMO CV-QKD Systems under Access-Constrained Eavesdropping
Indian Institute of Technology Bhubaneswar（印度理工学院布巴内斯瓦尔分校）；National and Kapodistrian University of Athens（雅典国立卡波迪斯特里阿斯大学）；University of Illinois Chicago（伊利诺伊大学芝加哥分校）
本文研究了RIS辅助的THz MIMO连续变量量子密钥分发系统在局部和全局窃听下的秘密密钥率问题，推导了新的SKR表达式，并提出优化框架以最大化SKR性能。
2026-08-06 cs.CR cs.IT eess.SP
