Dispersion of Infinite Constellations in Fast Fading Channels
在这项工作中，我们扩展了Poltyrev提出的无功率约束的通信设置，在接收机处具有信道状态信息（CSI）的快衰落信道。最佳码字密度，或实际上最佳归一化对数密度（NLD），被认为是。Poltyrev的容量为这个通道是最高的可实现的NLD，在可能的大块长度，保证消失的错误概率。对于给定的有限块长度n和固定的错误概率，在最高可实现的NLD和Poltyrev的容量之间存在差距。与其他信道一样，该间隙随着信道色散V在n上的平方根乘以允许误差概率的逆Q函数而渐近消失。在高信噪比条件下，该色散等于功率受限快衰落信道的色散。连接的峰值功率受限衰落信道的误差指数也进行了讨论。
2014-04-20 cs.IT math.IT
Linear Precoding for MIMO Channels with QAM Constellations and Reduced Complexity
本文研究了结合正交幅度调制（QAM）的多输入多输出（MIMO）系统中线性预编码器的设计问题。首先，基于Gauss-Hermite求积准则，提出了一种新的有效的方法来计算一般多输入多输出（MIMO）系统的输入输出互信息及其相应的梯度。然后，该方法被利用在块坐标梯度上升优化过程中，以确定全局最优的线性预编码器相对于MIMO输入输出互信息的QAM系统与相对适中的MIMO信道大小。所提出的方法接下来与复杂度降低的每组处理（PGP）技术结合应用，该技术是半最优的，以在发射机（CSIT）处完美的信道状态信息以及统计信道状态信息（SCSI）场景，具有高发射和接收天线尺寸，并且星座尺寸高达$M=64$。我们的数值结果表明，开发的预编码器提供显着更好的性能比没有预编码器的配置，和最大分集预编码器的QAM星座大小$M=16,~32$，$~64$和MIMO信道大小$100\times100$。
2016-03-09 cs.IT math.IT
Near-Field Perturbation Effect on Constellation Error in Beam-Space MIMO
波束空间MIMO最近已经被提出作为一种有前途的解决方案，以使得能够使用单个RF链和单个图案可重构天线来发送多个数据流。由于在波束空间MIMO系统中，发射天线的辐射图案被用作编码信息的额外维度，因此发射天线与其周围物体的近场相互作用影响系统的空间复用性能。通过数值模拟，在以前的工作中，它已经得出结论，在BPSK信令波束空间MIMO是不是更容易受到近场耦合比其传统的同行。在这项工作中，我们将研究扩展到高阶调制方案的情况下，外部扰动的存在也会影响波束空间MIMO天线发送的数据星座点。为此目的，当将QPSK波束空间MIMO天线放置在用户的手模型附近时，评估发射信号的误差矢量幅度。所得到的结果强调了在实际应用中重新考虑波束空间MIMO系统的解码方法的重要性。
2016-08-01 cs.IT math.IT
Error Performance of Multidimensional Lattice Constellations-Part I: A Parallelotope Geometry Based Approach for the AWGN Channel
多维格型星座具有信号空间分集（SSD）的特性，在衰落信道下的单天线传输中得到了广泛的研究，重点是其优化设计以获得高分集增益。在这两部分的系列论文中，我们提出了一种新的组合几何方法的基础上平行六面体几何，任意结构，尺寸和秩的多维有限格星座的性能评估。在第一部分中，我们提出了一个多维信号集的精确符号错误概率（SEP）的解析表达式，和两个新的封闭形式的界限，命名为多球下界（MLSB）和多球上界（MPEST）。第二部分将分析扩展到衰落信道上的传输，多维信号集通常用于对抗衰落退化。数值和仿真结果表明，该几何方法得到了精确、严密的表达式，可有效地用于加性高斯白噪声（AWGN）和衰落信道下的多维格形星座的性能评估和设计.
2012-07-03 cs.IT math.IT
Multidimensional Coded Modulation in Block-Fading Channnels
研究了Nakagami- $m$块衰落信道中多维信号集上编码调制方案的构造问题。特别是，我们认为最佳的分集可靠性指数的错误概率时，得到的多维星座旋转的经典复平面信号星座。我们表明，多维旋转的全维实现最佳多样性的可靠性指数，也实现了高斯星座。全维度的多维旋转引起大的解码复杂度，并且在某些情况下，使用较小维度的多个旋转可能是有益的。我们还研究了在这种情况下的多样性的可靠性指数，这产生了最佳的速率分集复杂度在块衰落信道与离散输入的权衡。
2007-11-26 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
Optimal Throughput-Diversity-Delay Tradeoff in MIMO ARQ Block-Fading Channels
在本文中，我们考虑了一个自动重传请求（ARQ）重传协议信令块衰落多输入多输出（MIMO）信道。与以前的工作不同，我们允许多个衰落块内的每个传输（ARQ回合），我们约束发射机的固定速率的复杂信号星座图构建的代码。特别是，我们研究了一般情况下的平均输入功率约束的星座，以及实际上重要的有限离散星座的情况。该场景是在MIMO ARQ信道上采用正交频分复用技术的实际无线通信系统的合适模型。两种情况下的衰落动态被认为是，即短期的静态衰落信道衰落增益随机变化的每个ARQ轮，和长期的静态衰落信道衰落增益保持恒定的所有ARQ轮有关的一个给定的消息。作为我们的主要结果，我们证明了对于块衰落MIMO ARQ信道与离散输入信号星座满足短期功率约束，最佳的信噪比（SNR）指数是由一个修改的Singleton界，所有的系统参数。为了证明理论分析的实际意义，我们提出的数值结果表明，实际的Singleton界实现最大距离可分离码实现最佳的SNR指数。
2007-01-20 cs.IT math.IT
The Role of Large-Scale Fading in Uplink Massive MIMO Systems
在这封信中，我们分析了一个大的上行链路多用户多输入多输出（MU-MIMO）系统在广义$K$衰落信道的遍历容量。在所考虑的情况下，多个用户将其信息发送到配备有大量天线的基站。由于大规模MIMO系统中快衰落的影响逐渐消失，大规模衰落成为影响大规模MIMO系统遍历容量的最主要因素。关于这一事实，在我们的工作中，我们集中我们的注意力在大规模MIMO系统的大规模衰落的影响。具体地说，一些有趣的和新颖的遍历容量的下界已经得到了完美的信道状态信息（CSI）和不完美的CSI。仿真结果评估这些解析表达式的准确性。
2014-06-12 cs.IT math.IT
Diversity of the MMSE receiver in flat fading and frequency selective MIMO channels at fixed rate
在这方面的贡献，MIMO MMSE接收机的分集的评估解决有限速率在平坦衰落信道和频率选择性衰落信道与循环前缀。最近已经观察到，与其他MIMO接收机相比，MMSE接收机具有取决于目标有限速率的分集，并且对于足够低的速率，MMSE接收机达到全分集，即ML接收机的分集。到目前为止，这一现象只得到了部分解释。本文的主要目的是对平坦衰落MIMO信道给出完整的证明，并改进已有的在带循环前缀的频率选择性MIMO信道中的部分结果。
2011-11-16 cs.IT math.IT
Optimal Constellations for the Low SNR Noncoherent MIMO Block Rayleigh Fading Channel
当每个自由度的信噪比（SNR）较低时，考虑了离散输入/连续输出非相干多输入多输出（MIMO）瑞利块衰落信道中的可靠通信。提出并解决了两个关键问题，以获得最佳的离散输入。在这两个问题中，输入星座的每个空时时隙的平均和峰值功率受到约束。在第一个问题中，输入星座的峰值功率与平均功率比（PPAPR）保持固定，而在第二个问题中，峰值功率独立于平均功率而固定。在第一个PPAPR约束问题中，互信息，其增长为O（SNR ^2），最大化到SNR的二阶。在第二个峰值约束问题中，其中互信息表现为O（SNR），明确表征了直到一阶最优的星座结构，或者等效地，最小化能量/比特的星座结构。此外，在一阶最优的星座中，表征了使互信息最大化到二阶或等效地宽带斜率的星座。在PPAPR约束和峰值约束问题中，最优星座以封闭形式作为非凸优化的解获得，有趣的是，它们被发现是相同的。由于其特殊的结构，通常的解决方案被称为空时正交秩一调制（STORM）。在这两个问题中，可以看出，STORM提供了非相干MIMO容量的行为的尖锐表征。
2008-09-22 cs.IT math.IT
MIMO-OTFS in High-Doppler Fading Channels: Signal Detection and Channel Estimation
正交时频空间（OTFS）调制是最近引入的一种复用技术，设计在2维（2D）延迟-多普勒域，适用于高多普勒衰落信道。OTFS通过一系列二维变换将双色散信道转换为延迟-多普勒域中的几乎无衰落信道。在本文中，我们专注于MIMO-OTFS带来的高频谱和能量效率的好处，MIMO和OTFS在高多普勒衰落信道的鲁棒性。OTFS信道-符号耦合和稀疏延迟-多普勒信道脉冲响应使得能够在高多普勒环境中进行有效的MIMO信道估计。提出了一种基于消息传递的迭代信号检测算法和一种适用于MIMO-OTFS的时延-多普勒域信道估计算法。所提出的信道估计方案使用延迟-多普勒域中的脉冲作为用于估计的导频。我们还比较了MIMO-OTFS的性能与MIMO-OFDM在高多普勒情况下。
2018-05-06 cs.IT math.IT
One-Bit Precoding and Constellation Range Design for Massive MIMO with QAM Signaling
使用低分辨率数模转换器（DAC）进行发射预编码为大规模多输入多输出（MIMO）实现提供了至关重要的能效优势。针对下行大规模MIMO传输中的平均符号出错率（SER）最小化问题，提出了一种正交幅度调制（QAM）星座范围和1比特符号级预编码设计方法。首先推导出具有低分辨率DAC预编码的SER的严格上限。推导出的表达式表明，一比特预编码的性能下降可以解释为QAM星座的有效最小距离的减少。使用所获得的SER表达式，我们提出了一个QAM星座范围设计的单用户的情况下。结果表明，在大规模MIMO限制下，采用1比特预编码的星座图范围的合理选择是采用每符号功率约束的无限分辨率预编码，但要减小$\sqrt{2/π}$或约$0.8$。相应的最小距离减少转化为1比特预编码和无限分辨率预编码的性能之间的约2dB的差距。本文进一步提出了一种低复杂度的启发式算法的一比特预编码器的设计。最后，提出的QAM星座范围和预编码器的设计推广到多用户下行链路。我们建议通过与一比特预编码的$\sqrt{2/π}$相同的因子来缩放具有每符号功率约束的无限分辨率迫零（ZF）预编码的星座范围。所提出的一比特预编码方案被示出为在无限分辨率ZF的2dB内。在天线数量方面，一比特预编码需要大约50%的天线来实现与无限分辨率预编码相同的性能。
2018-03-14 cs.IT math.IT
Diversity-Multiplexing Tradeoff in Selective-Fading MIMO Channels
我们建立了相干时间，频率和时间-频率选择性衰落MIMO信道的最佳分集复用（DM）权衡，并提供了一个DM权衡最优的代码设计准则。我们的研究结果是基于与一个给定的选择性衰落MIMO信道的“詹森信道”的分析。由于互信息是相关随机变量的总和，原始问题在分析上似乎难以处理，而Jensen信道在DM权衡的意义上等同于原始信道，并且很好地适合于分析处理。最后，作为我们的研究结果的结果，我们发现，经典的秩准则的空时码设计（在选择性衰落MIMO信道），确保DM权衡的意义上的最优性。
2007-04-25 cs.IT math.IT
Circular Sphere Decoding: A Low Complexity Detection for MIMO Systems with General Two-dimensional Signal Constellations
本文提出了一种低复杂度的复值球译码（CV-SD）算法，称为圆球译码（CSD），适用于任意二维的星座的多输入多输出（MIMO）系统。CSD提供了一种新的约束测试。此约束测试经过精心设计，以便在测试的度量计算中删除元素依赖性。因此，约束测试变得简单，执行不限制其星座结构。通过额外地采用这种简单的测试作为预筛选测试，CSD降低了CV-SD搜索的复杂性。我们表明，复杂性的降低是显着的，而其最大似然（ML）的性能不受影响。我们还提供了一个强大的工具来估计任何特定的搜索树的修剪能力。使用这个工具，我们提出了预测和改变策略，导致进一步降低复杂性CSD。扩展所提出的方法软输出SD也提出。
2016-05-20 cs.IT math.IT
On the performance of Golden space-time trellis coded modulation over MIMO block fading channels
针对慢衰落信道下的高速多输入多输出（MIMO）$2\times 2$系统，提出了一种基于\cite{Hong06}的Golden空时网格编码调制（GST-TCM）方案。在这封信中，我们提出的性能分析GST-TCM块衰落信道，其中信道矩阵是恒定的码字长度的一部分，并从一个分数到另一个，独立。实际上，针对特定的块衰落信道参数设计这样的码是没有用的，并且鲁棒的解决方案是优选的。然后，我们分析和模拟表明，GST-TCM设计的慢衰落信道确实是强大的所有块衰落信道条件。
2007-11-08 cs.IT math.IT
Message Transmission and Common Randomness Generation over MIMO Slow Fading Channels with Arbitrary Channel State Distribution
研究了在平均输入功率受限、加性高斯白噪声（AWGN）、任意状态分布和接收端可获得完整信道状态信息（CSIR）的单用户多输入多输出（MIMO）慢衰落信道中的消息传输问题和公共随机性（CR）生成问题.首先，我们推导出一个下限和上限的MIMO慢衰落信道的中断传输容量的任意状态分布，并表明，边界一致，除了可能在中断传输容量的不连续点，其中有，最多，可数多。为了证明中断传输容量的下界，我们还建立了一个特定的复合MIMO高斯信道的容量。其次，我们定义了中断CR容量的两个源模型与单向通信在MIMO慢衰落信道与任意状态分布，并建立一个下限和上限，它使用我们的MIMO慢衰落信道的中断传输容量的界限。
2022-10-21 cs.IT math.IT
On the Equivalence of Semidifinite Relaxations for MIMO Detection with General Constellations
多输入多输出（MIMO）检测问题是现代数字通信中的一个基本问题。基于半定松弛（SDR）的算法是解决该问题的一类流行的方法，因为该算法具有多项式时间的最坏情况复杂度，并且通常可以实现良好的检测出错率性能。尽管存在各种不同的SDR的MIMO检测问题的文献中，很少有人知道这些SDR之间的关系。本文旨在填补这一理论空白。特别是，本文表明，现有的两个SDR的MIMO检测问题，这需要相当不同的形式，并提出了使用不同的技术，是等效的。作为等价性结果的副产品，在充分条件下可以得到上述两个SDR之一的紧密性。
2019-02-18 cs.IT math.IT
Iterative Detection and Decoding Algorithms using LDPC Codes for MIMO Systems in Block-Fading Channels
针对块衰落和快瑞利衰落信道下的多输入多输出（MIMO）系统，提出了基于低密度奇偶校验（LDPC）码的迭代检测和译码（IDD）算法。软输入软输出最小均方误差接收机与连续干扰消除被认为是。特别是，我们设计了一种新的策略来提高IDD方案的出错率（BER）性能，该策略考虑了使用根校验LDPC码时块衰落信道中解码器的软\textit{a posteriori}输出。一个MIMO IDD接收机与软信息处理，利用码结构和对数似然比的行为也被开发。此外，我们提出了一个调度算法的LDPC码译码块衰落信道。仿真结果表明，所提出的技术在块衰落和快衰落信道的BER方面的显着增益。
2015-05-04 cs.IT math.IT
Iterative Detection and LDPC Decoding Algorithms for MIMO Systems in Block-Fading Channels
针对块衰落$F = 2$和快衰落Rayleigh信道，提出了一种基于低密度奇偶检验（LDPC）码的多输入多输出（MIMO）系统迭代检测与译码（IDD）方案。利用码的结构和对数似然比（LLR）的特性，设计了一种具有软信息处理的IDD接收机。最小均方误差（MMSE）与连续干扰消除（SIC）和并行干扰消除（PIC）计划。软\textit{a posteriori}输出的解码器在块衰落信道与根校验LDPC码允许我们创建一个新的策略，以改善比特出错率（BER）的MIMO IDD方案。我们提出的策略在某些情况下，导致高达3dB的增益块衰落信道的BER和高达1dB的快衰落信道。
2014-04-08 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
Structure of Optimal Input Covariance Matrices for MIMO Systems with Covariance Feedback under General Correlated Fading
本文描述了单用户多输入/多输出（MIMO）通信系统的协方差反馈和一般相关衰落下的最优输入协方差矩阵的结构。我们的方法是基于新的概念，正确的交换子和恢复以前推导的结果克罗内克产品模型。条件推导出允许显着简化的优化问题。
2006-09-29 cs.IT math.IT
Degrees of Freedom of Generic Block-Fading MIMO Channels without A Priori Channel State Information
我们研究了非相干环境下通用MIMO Rayleigh块衰落信道的高信噪比容量，在非相干环境下，发射机和接收机都没有先验信道状态信息，但都知道信道统计信息。与完善的恒定块衰落模型相比，我们允许衰落在每个块内变化，具有“通用”的时间相关性（在干扰对齐文献中使用的意义上）。我们表明，一个通用的MIMO瑞利块衰落信道的自由度的$T$发射天线和块长度$N$的数量是由$T(1-1/N)$提供，$T<N$和接收天线的数量至少是$T(N-1)/(N-T)$。与恒定块衰落信道（其中每个块内的衰落是恒定的）的比较示出，对于大块长度，通用相关性将自由度的数量增加多达四倍。
2014-11-05 cs.IT math.IT
On the Separability of Ergodic Fading MIMO Channels: A Lattice Coding Approach
本文研究了具有独立衰落块的块衰落信道上的点对点通信。当发射机（CSIT）和接收机（CSIR）处的信道状态信息都可用时，大多数可实现的方案使用可分离编码，即，在不同的衰落状态上独立地和并行地编码。不幸的是，可分离编码具有缺点，包括在通信两端的大存储器需求。本文提出了一种格型编码和解码方案，实现遍历容量没有可分离的编码，格型码本和解码决策区域是通用的跨信道实现。我们首先证明了这一结果的衰落分布离散，有限的支持，其序列是鲁棒的典型。结果，然后扩展到连续衰落分布，以及多输入多输出（MIMO）系统。此外，所提出的方案的一个变体，提出了MIMO遍历衰落信道CSIR只有，在那里我们证明了存在一个通用的码本，实现有限支持衰落分布的能力在一个恒定的间隙内的速率。与文献中的其他方案相比，差距很小。还提供了对连续值衰落的扩展。
2018-08-24 cs.IT math.IT
On Precoding for Constant K-User MIMO Gaussian Interference Channel with Finite Constellation Inputs
本文考虑用于恒定信道系数$K$-用户MIMO高斯干扰信道（MIMO GIC）的线性预编码，其中每个发射机$i$（Tx-$i$）需要针对$i=1,2,\cdots,K$向接收机$i$（Rx-$i$）发送每个信道使用的$d_i$独立复符号，该复符号从具有均匀分布的固定有限星座取值。当干扰信道系数为零时，由于信噪比（SNR）趋于无穷大，我们将Tx-$i$使用任何线性预编码器实现的最大速率定义为Tx-$i$的星座约束饱和容量（CCSC）。当干扰被视为噪声时，我们推导出由Tx-$i$实现的速率的高SNR近似，并且该速率由Tx-$i$和Rx-$i$之间的互信息给出，表示为$I[X_i;Y_i]$.推导出了对于Tx-$i$，$I[X_i;Y_i]$趋于CCSC的预编码器的一组充分必要条件.有趣的是，为干扰对齐（IA）设计的预编码器满足这些必要和充分条件。此外，我们提出了基于梯度上升的算法，以优化通过预编码与有限的星座输入和噪声处理干扰实现的和速率。针对每个节点处具有两个天线的3用户MIMO GIC使用所提出的算法的仿真研究，其中对于所有$i$具有$d_i=1$，并且具有BPSK和QPSK输入，示出了在中等SNR下，在遍历和速率方面超过由从一些已知IA算法获得的预编码器产生的增益0.1比特/秒/Hz。
2013-07-21 cs.IT math.IT
On the Capacity of Fading MIMO Broadcast Channels with Imperfect Transmitter Side-Information
考虑衰落广播信道，其中发射机采用两个天线，并且两个接收机中的每一个采用单个接收天线。它表明，即使衰落的实现是精确地知道的接收机，高的信号噪声（SNR）的吞吐量大大降低，而不是知道的衰落实现\emph{precisely}，transmitter只知道衰落实现\emph{approximately}。结果是通用的，并且不限于无记忆高斯衰落。
2006-05-17 cs.IT math.IT
Low SNR Capacity of Fading Channels -- MIMO and Delay Spread
考虑离散时间瑞利衰落多输入多输出（MIMO）信道，在发送端和接收端没有信道状态信息。假设衰落在时间上是相关的，并且与天线之间无关。峰值和平均发射功率约束被施加在天线上的总和上，或者施加在每个单独的天线上。在这两种情况下，上界和渐近下界，作为信号-噪声比接近零，信道容量。归一化容量的限制下确定的总和功率约束，并为一个子类的信道，为个人的功率约束。这些结果延续到具有延迟扩展（即频率选择性衰落）的SISO信道。
2007-04-26 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
Unified Error Rates Analysis of MIMO Space-Time Block Codes over Generalized Shadowed κ-μ and η-μ Fading and AWGGN
该文提出了一种新的空时分组码（STBC）在多输入多输出（MIMO）网络中的统一性能分析方法。具体地说，我们推导出新颖的，简单的和准确的平均比特出错率（ABER）的表达式在广义η-μ和阴影κ-μ衰落信道的相干调制方案。假设网络中的噪声由加性白广义高斯噪声（AWGGN）建模，其中包括拉普拉斯和高斯噪声环境作为特殊情况。该结果避免了在许多多径衰落和噪声模型下重新推导MIMO STBC系统的出错率的需要，同时避免了计算昂贵的表达式。从文献中发表的结果，以及数值模拟证实了我们推导的广义表达式的准确性。
2016-07-31 cs.IT math.IT
Optimal Diversity-Multiplexing Tradeoff in Selective-Fading MIMO Channels
我们建立了相干时间，频率和时间-频率选择性衰落多输入多输出（MIMO）信道的最佳分集复用（DM）的权衡，并提供了一个代码设计标准DM权衡最优。我们的研究结果是基于一个给定的选择性衰落MIMO信道的“詹森信道”的新概念。由于通道输入和输出之间的互信息是相关随机变量的和，原始问题在分析上似乎是难以解决的，而Jensen通道在DM折衷的意义上等同于原始通道，并且很好地适合于分析处理。我们制定了一个系统的程序设计DM权衡最佳码一般选择性衰落MIMO信道的设计问题可以分为两个简单和独立的问题：内码的设计，或预编码器，适应于信道统计（即，选择性特性）和独立于信道统计的外码。我们的结果得到了吸引人的几何直观的支持，第一次指出的平坦衰落的情况下，郑和Tse，IEEE trans. inf. Theory，2003年。
2009-07-14 cs.IT math.IT
The Optimal DoF for the Noncoherent MIMO Channel with Generic Block Fading
利用信道矩阵的高斯性，推导了独立同分布（IID）瑞利块衰落条件下非相干MIMO信道的高信噪比容量。这意味着最佳自由度（DoF），即，容量预记录因子。然而，就最佳自由度而言，IID瑞利衰落显然是一个充分但不是必要的条件。在本文中，我们表明，IID瑞利块衰落信道的最佳自由度也是最佳的自由度为更一般的一类通用块衰落信道，其中随机信道矩阵具有有限的权力和有限的微分熵。我们的主要贡献是一个新的逆证明的基础上的对偶方法。
2021-01-11 cs.IT math.IT
Secret Sharing over Fast-Fading MIMO Wiretap Channels
研究了快衰落MIMO窃听信道下的秘密共享问题。源和目的地试图在存在窃听者的情况下在快衰落MIMO信道上共享秘密信息，窃听者也进行与目的地所进行的信道观测不同但相关的信道观测。在秘密共享过程中，源和目的地也可以使用交互式认证的无限制公共信道。这属于Ahlswede和Csiszar所考虑的“带有窃听器的通道型模型”。一个小的扩展他们的结果（连续信道字母表）的快速衰落MIMO窃听信道的关键容量进行评估。然后研究了在源、目的地和窃听器处使用多个天线所提供的空间维度的影响。
2009-09-12 cs.IT math.IT
On the Cramer-Rao Lower Bound for Spatial Correlation Matrices of Doubly Selective Fading Channels for MIMO OFDM Systems
本文给出了MIMO OFDM系统在时变多径衰落信道中的CRLB的解析表达式和空间相关矩阵的最大似然估计。分析和数值计算结果表明，样本数量和频率选择性的顺序对CRLB有显着的影响。此外，导频数目、信噪比以及归一化最大多普勒扩展共同影响频率选择性的有效阶数。
2008-11-04 cs.IT math.IT
Channel Capacity Analysis of MIMO System in Correlated Nakagami-m Fading Environment
我们认为垂直贝尔实验室分层空时（V-BLAST）系统在相关的多输入多输出（MIMO）Nakagami-m衰落信道与相等的功率分配给每个发射天线，我们也认为，信道状态信息（CSI）是只在接收机。因此，为了实际应用，有必要对相关环境下的VBLASTMIMO系统进行研究。本文对相关和非相关信道条件下的信道容量进行了详细的研究，并利用适当的数学关系式对结果进行了验证。
2014-03-13 cs.IT math.IT
Level Crossing Rate and Average Fade Duration of the Double Nakagami-m Random Process and Application in MIMO Keyhole Fading Channels
我们提出了新的精确表达式和准确的封闭形式的近似水平交叉率（LCR）和平均衰落持续时间（AFD）的双重Nakagami-m随机过程。这些结果被用来研究多输入多输出（MIMO）锁孔衰落信道与空时分组码的二阶统计。数值和计算机模拟算例验证了所提出的数学分析的准确性，并显示了所提出的近似的严密性。
2009-08-25 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
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
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
Green MU-MIMO/SIMO Switching for Heterogeneous Delay-aware Services with Constellation Optimization
本文提出了一种多用户多输入多输出（MU-MIMO）蜂窝通信系统的自适应技术，以解决异构时延感知业务的能量有效通信问题。为了最小化MU-MIMO系统的总发射功率，研究了发射功率与多进制正交幅度调制（MQAM）星座尺寸之间的关系，得到了基于最小均方误差（MMSE）接收机的每个传输流的能量有效调制，由于MU-MIMO系统和多用户单输入多输出（MU-SIMO）系统的总功率消耗不同，通过利用总功耗模型和异构延迟感知业务之间的内在联系，提出了一种自适应传输策略，即MU-MIMO和MU-SIMO之间的切换。仿真结果表明，为了最大限度地提高能量效率，同时考虑不同用户的服务质量（QoS）延迟，用户应该自适应地选择每个流的星座大小以及传输模式。
2020-03-01 cs.IT eess.SP math.IT
Achievable Degrees of Freedom in MIMO Correlatively Changing Fading Channels
在相关变化的衰落信道中，发射信号和无噪声接收信号之间的关系被建模为不同维数流形上的非线性映射。维数计数论证指出，该映射概率为1的双射邻域的维数可作为系统的自由度，我们称非线性解码方法得到的自由度为非线性自由度。
2014-01-25 cs.IT math.IT
Selective-Fading Multiple-Access MIMO Channels: Diversity-Multiplexing Tradeoff and Dominant Outage Event Regions
我们建立了最佳的分集复用（DM）权衡相干选择性衰落多址MIMO信道，并提供相应的代码设计准则。作为一个副产品，在概念层面上，我们发现一个有趣的DM权衡框架之间的关系和概念的主要错误事件区域，首先介绍了在AWGN的情况下，由Gallager，IEEE trans.IT，1985年。这种关系使我们能够准确地描述在MIMO衰落多址信道的错误机制。特别是，我们发现，对于一个给定的速率元组，最大可实现的分集阶数是由一个单一的中断事件，占主导地位的总错误概率指数SNR。最后，我们研究了Badr和Belfiore在国际苏黎世通信研讨会上提出的分布式空时码构造。，2008年，使用本文推导的规范设计标准。
2009-06-26 cs.IT math.IT
Non-coherent Rayleigh fading MIMO channels: Capacity Supremum
研究了在快瑞利衰落MIMO信道中，除了衰落统计信息外，发送端和接收端都不知道信道状态信息（CSI）的情况下，信息传输的极限。我们开发了一个标量信道模型，由于在非相干瑞利衰落的相位信息的情况下，并推导出容量上确界与接收天线的数量在任何信号噪声比（SNR）使用拉格朗日优化。此外，我们概念化的最佳输入分布的离散性质，提出的优化$N$离散输入的信道互信息。此外，我们推导出的渐近容量的表达式时，输入功率是大的，并与现有的容量结果时，接收机配备了大量的天线。
2005-11-07 cs.IT math.IT
Pilot Reuse Factor with Large Scale Fading Precoding for Massive MIMO
大规模MIMO技术的根本限制是导频污染效应。当终端使用相同的正交信号时，在上行链路训练期间发生这种效应。提出了一种基于大尺度衰落预编码的导频复用因子来减轻导频污染的影响。导频重用因子被设计为向相邻小区分配唯一的正交信号。这些独特的正交信号仅在小区内被重用，因此，导频内污染是唯一的问题。然后使用大规模衰落预编码来减轻导频内污染效应。针对不同的导频重用因子计算平均可实现的和速率。通过MATLAB仿真的实验结果表明，较高的导频复用因子给出了更好的平均可达和速率。
2017-02-08 cs.IT math.IT
Performance Estimation of 2*3 MIMO-MC-CDMA in Rayleigh Fading Channel
本文利用MATLAB软件分析了2 × 3 MIMOMCCDMA系统的性能，通过提高系统的效率，大大降低了系统的误码率。采用MIMO和MCCDMA系统配置来降低比特出错率，并设计了一种新的多用户多址系统MCCDMA，用于提高系统的性能。MCCDMA是一种窄带平坦衰落系统，它将频率选择性变换为多个窄带平坦衰落的多个并行子载波，以提高系统的有效性。现在，该MCCDMA进一步改进，通过按2 × 3 MIMO系统分组，该系统在接收端使用ZF解码器来降低BER，其中半速率卷积编码的Alamanti STBC分组码用于信道编码，作为具有多个发射和接收天线的MIMO的发射分集。采用MIMOMCCDMA的主要改进是为了降低系统的复杂度，降低误码率，最终提高系统的增益。然后在瑞利衰落信道下，利用MATLAB对64QAM、8PSK、16QAM、QPSK、32QAM和8QAM等不同调制方式下的系统进行了估计。
2014-03-12 cs.IT math.IT
Asymptotic SER and Outage Probability of MIMO MRC in Correlated Fading
本文推导了多输入多输出（MIMO）最大比合并（MRC）系统的渐近符号出错率（SER）和中断概率。我们考虑瑞利衰落信道的发射和接收空间相关性。我们的结果是基于新的渐近表达式，我们推导出的p.d.f.和c.d.f.复高斯矩阵中正定二次型的最大特征值。我们证明了空间相关性不影响分集阶数，但它降低了阵列增益，从而增加了在高信噪比制度的SER。
2006-11-03 cs.IT math.IT
On the Fading Paper Achievable Region of the Fading MIMO Broadcast Channel
我们考虑在各态历经衰落的多天线广播（MIMO-BC）信道的传输，部分信道状态信息在发送端和全部信息在接收端。在等效的{ \it非}衰落信道上，最近已经证明，使用为"脏纸“信道设计的传输方案可以实现容量。我们专注于一个类似的“褪色纸”模型。褪色纸容量的评估是很难获得的。我们限制自己的{ \it线性分配}的能力，我们定义，并使用凸分析方法来证明其最大化分布是高斯。我们比较我们的褪色纸传输的脏纸编码的应用程序，忽略了部分状态信息，并假设信道是固定的平均衰落。我们表明，增益是很容易实现的适当利用的信息。我们还考虑了合作上限的和率容量的建议佐藤。我们提出了一个数值例子，表明我们的计划是能够实现这个上限。
2007-10-13 cs.IT math.IT
Low SNR Capacity of Noncoherent Fading Channels
离散时间瑞利衰落单输入单输出（SISO）和多输入多输出（MIMO）信道被认为是在发送端或接收端没有信道状态信息。假设衰落是平稳的，并且在时间上是相关的，但是在天线之间是独立的。峰值功率和平均功率的约束施加在发射天线。对于MIMO信道，这些约束要么施加在天线上的总和上，要么施加在每个单独的天线上。对于SISO信道和MIMO信道的总功率约束，渐近容量的峰值信噪比趋于零的确定;对于MIMO信道的个别功率约束，这种渐近容量得到了一类信道称为发射可分离信道。MIMO信道与个人的功率约束的结果进行到SISO信道与延迟扩展（即频率选择性衰落）。
2008-12-15 cs.IT math.IT
On the Performance of MIMO FSO Communications over Double Generalized Gamma Fading Channels
大气湍流是影响自由空间光通信系统性能的一个主要因素。空间分集技术提供了一种很有前途的方法来减轻相干性引起的衰落。本文研究了具有空间分集的FSO链路在大气湍流信道中的出错率性能，该信道由双广义Gamma分布描述，这是一种新的通用统计模型，它涵盖了所有的湍流条件。我们假设强度调制/直接检测与开关键控和提出的BER性能的单输入多输出（SIMO），多输入单输出（MISO）和多输入多输出（MIMO）FSO系统在这个新的信道模型。
2015-02-02 cs.IT math.IT
Massive MIMO for Ultra-reliable Communications with Constellations for Dual Coherent-noncoherent Detection
超可靠低延迟通信（URLLC）的严格要求需要重新考虑物理层传输技术。由于频谱效率和传输的自由度的增加，大规模天线阵列被视为新兴的$5^\text{th}$生成系统的使能者，这可以在苛刻的延迟要求下大大提高可靠性。大规模阵列相干处理依赖于准确的信道状态信息（CSI），以实现高可靠性。在本文中，我们研究了单输入多输出（SIMO）系统中不完美CSI对相干接收机的影响。提出了一种幅度相位键控（APK）符号星座，其中每两个对称符号位于不同的功率电平。为了提高符号的可靠性，使用双级非相干和相干检测策略对符号进行解调。通过分析和仿真，我们发现一个适当的缩放的星座，并表明，对于高信噪比（SNR）和不准确的CSI制度，该方案提高了接收机的性能。
2018-03-21 cs.IT math.IT
Uplink Spectral Efficiency of Massive MIMO with Spatially Correlated Rician Fading
本文研究了具有空间相关莱斯衰落信道的多小区大规模MIMO（多输入多输出）系统的上行链路。该信道模型由确定性视线（LoS）路径和随机非视线（NLoS）分量组成，描述了空间相关的多径环境。我们推导出该模型的最小均方误差（MMSE）和最小二乘（LS）信道估计的统计特性。使用这些估计的最大比（MR）组合，严格的封闭形式的UL频谱效率（SE）的表达式。数值结果表明，当使用MMSE估计器时，SE比LS估计器更高，并且性能差距随着天线数目的增加而增加。此外，Rician衰落提供比Rayleigh衰落更高的可实现SE，因为LoS路径提高了总和SE。
2018-05-21 cs.IT math.IT
Diversity-Multiplexing Tradeoff in Selective-Fading Multiple-Access MIMO Channels
建立了相干选择性衰落多址多输入多输出（MIMO）信道的最优分集复用（DM）折衷，并给出了相应的码设计准则。作为一个副产品，在概念层面上，我们发现一个有趣的DM权衡框架和主导错误事件区域的概念之间的关系，这是首次引入的AWGN的情况下，由Gallager，IEEE trans.IT，1985年。这种关系允许准确地描述MIMO衰落多址信道中的错误机制。特别是，我们发现，对于一个给定的速率元组，最大可实现的分集阶数是由占主导地位的总错误概率在SNR指数的错误事件。最后，我们证明了Badr和Belfiore最近提出的分布式空时码构造，2008年，满足本文推导的规范设计标准。
2008-05-01 cs.IT math.IT
Error Rates Analysis of MIMO Space-Time Block Codes in Generalized Shadowed Fading Channels
本文提出了一种新的和统一的比特出错率性能分析的空时分组码（STBC）部署在无线系统中的空间分集在广义阴影衰落和噪声的情况下。具体地说，我们得到了一个简单的和非常准确的近似表达式的平均出错率的相干调制方案在广义$η-μ$和$κ-μ$阴影衰落信道与多输入多输出（MIMO）系统。网络中的噪声被假定为使用加性白广义高斯噪声（AWGGN）建模，其中包括经典拉普拉斯和高斯噪声环境作为特殊情况。推导的结果避免了在多径衰落和噪声条件下重新推导MIMO STBC系统的出错率的需要，同时避免了任何具有高计算复杂性的特殊函数。从文献中发表的结果，以及数值评估，证实了我们推导出的广义表达式的准确性。
2017-10-07 cs.IT math.IT
Interference Reduction in Multi-Cell Massive MIMO Systems I: Large-Scale Fading Precoding and Decoding
无线大规模MIMO系统需要大量（数十或数百个）基站天线服务于少得多的用户，与传统MIMO技术相比，在频谱效率和能量效率方面具有大的增益。直到最近，人们认为，在多蜂窝大规模MIMO系统中，即使在渐近状态下，由于服务天线的数量趋于无穷大，性能受到定向小区间干扰的限制。这种干扰是由不同小区中的用户不可避免地重复使用反向链路训练序列（导频污染）造成的。我们设计了一个新的概念，导致大规模MIMO系统中的小区间干扰的有效消除。这是通过外部多蜂窝预编码来实现的，我们称之为大规模衰落预编码（LSFP）。LSFP的主要思想是每个基站线性地组合针对来自不同小区的用户的消息，这些小区重复使用相同的训练序列。关键是，合并系数仅取决于用户和基站之间的慢衰落系数。每个基站使用基于估计的快衰落系数的传统线性预编码来独立地发送其LSFP组合符号。此外，我们推导出估计的下行链路和上行链路的信干噪比和容量下限的情况下，大规模MIMO系统与LSFP和有限数量的基站天线。
2014-11-15 cs.IT math.IT
Outage Common Randomness Capacity Characterization of Multiple-Antenna Slow Fading Channels
研究了在具有加性高斯白噪声（AWGN）、任意状态分布和接收端信道状态信息（CSIR）的单用户多输入多输出（MIMO）慢衰落信道中，在单向通信辅助下，离散相关信源的公共随机性（CR）生成问题.我们完全解决了这个问题，首先表征任意状态分布的MIMO慢衰落信道的信道中断容量。为此，我们还提供了一个特定的复合MIMO高斯信道的可实现的速率。其次，我们定义了MIMO慢衰落信道的中断CR容量，并使用我们的中断传输容量的结果建立了一个单字母的表征。
2021-10-18 cs.IT math.IT
The Second-Order Coding Rate of the MIMO Rayleigh Block-Fading Channel
研究了多输入多输出（MIMO）准静态瑞利衰落信道下的二阶编码速率。我们解决这个问题，通过信息谱的方法和统计界的基础上，最近的随机矩阵理论技术。我们推导出一个中心极限定理（CLT）来分析的信息密度在该政权的块长度n和发送和接收天线的数量K和N，分别同时增长大。当编码速率在渐近容量的O（（nK）^-1/2）范围内时，这个结果导致了最优平均错误概率的封闭形式的上界和下界的特征。
2015-10-09 cs.IT math.IT
