Hybrid Jammer Mitigation for All-Digital mmWave Massive MU-MIMO
低分辨率模数转换器（ADC）简化了毫米波（mmWave）大规模多用户多输入多输出（MU-MIMO）基站的设计，但增加了对干扰攻击的脆弱性。作为一种补救措施，我们提出了HERMIT（混合干扰机MITIGATION的缩写），一种方法，结合了硬件友好的自适应模拟变换与相应的数字均衡器：模拟变换消除了大部分的干扰的能量数据转换之前，数字均衡器抑制干扰残留，同时检测合法的传输数据。我们提供的理论结果，建立最佳的模拟转换作为用户设备的功能和干扰机的信道。使用毫米波信道模型的仿真，我们证明了HERMIT的优越性相比，纯粹的数字干扰缓解以及最近的混合方法，减轻干扰干扰与非自适应模拟变换。
2021-11-25 cs.IT eess.SP math.IT
Interference Alignment for Partially Connected MIMO Cellular Networks
针对部分连通的MIMO蜂窝网络，提出了一种迭代干扰对齐（IA）算法。这样的系统在IA算法设计中施加了几个关键的技术挑战，即由于MIMO蜂窝拓扑以及如何利用部分连接而导致的直接链路和干扰链路之间的重叠。我们将解决这些挑战，并提出了一个三阶段IA算法。作为示例，我们分析了对称部分连接MIMO蜂窝网络的所提出的算法的可实现的自由度（DoF）。我们发现，由于部分连接，与传统的IA算法相比，有显着的自由度增益。推导出的自由度界也向后兼容的完全连接的K对MIMO干扰信道上实现。
2012-03-21 cs.IT math.IT
Universal MIMO Jammer Mitigation via Secret Temporal Subspace Embeddings
针对智能干扰机规避空间特征估计的问题，提出基于收发共享秘密的 MASH 方法，通过秘密时域子空间嵌入将任意干扰机转化为压制性干扰机，实现通用 MIMO 抑制。
2023-12-08 cs.IT eess.SP math.IT
Estimation and Mitigation of Channel Non-Reciprocity in Massive MIMO
基于时分双工（TDD）的大规模MIMO系统在基于上行链路导频计算下行链路预编码器时依赖于无线传播信道的互易性。然而，由于各个发送和接收链的不同行为，结合基站（BS）和用户设备（UE）的模拟无线电前端的有效上行链路和下行链路信道表现出非互易性。当下行链路预编码器不知道这种信道非互易性（NRC）时，系统性能可能由于NRC引起的干扰项而显著降级。在这项工作中，我们考虑了一个一般的TDD为基础的大规模MIMO系统中，在BS和UE的频率响应失配，以及在BS大阵列系统的互耦失配都共存，并诱导信道NRC。基于NRC受损信号模型，我们首先提出了一种新的迭代估计方法，用于获取BS和UE侧的NRC矩阵，然后还提出了一种新的NRC感知下行链路预编码器设计，利用所获得的估计。此外，为了便于在实际系统中执行所提出的估计方法和NRC感知预编码技术，在BS和UE之间引入了有效的导频信令方案。综合的数值结果表明，与现有的最先进的方法相比，当采用所提出的NRC估计和NRC感知预编码方法时，频谱效率性能大大提高。
2017-06-14 cs.IT math.IT
User-to-User Interference Mitigation in Dynamic TDD MIMO Systems with Multi-Antenna Users
本文针对动态TDD MIMO系统中多天线用户间的干扰问题，提出基于导频估计和组合矩阵设计的UUI抑制方法，并验证其可显著提升严重干扰下的频谱效率。
2024-08-07 cs.IT eess.SP math.IT
Interference Mitigation for Cognitive Radio MIMO Systems Based on Practical Precoding
针对认知无线电多输入多输出（CR-MIMO）网络，提出了两种基于子空间投影的预编码方案，即基于全投影（FP）和基于部分投影（PP）的预编码，以降低CR-MIMO网络对时分双工（TDD）系统的干扰。所提出的预编码方案能够估计CR和主网络之间的干扰信道，并通过一种新的感知方法将从主到CR系统的干扰纳入CR预编码。然后，CR性能和所产生的干扰，所提出的预编码方案进行了分析和评估。通过将CR传输完全投影到干扰信道的零空间上，基于FP的预编码方案可以有效地避免干扰具有提高的CR吞吐量的主系统。而基于PP的方案能够通过将其传输部分地投影到零空间上来进一步提高CR吞吐量。
2011-04-21 cs.IT math.IT
Mitigating Smart Jammers in MU-MIMO via Joint Channel Estimation and Data Detection
无线系统必须对干扰攻击具有弹性。现有的缓解方法需要干扰机的发射特性的知识。然而，这种知识可能难以获得，特别是对于仅在传输期间攻击特定时刻以逃避缓解的智能干扰机。我们提出了一种新的方法，减轻智能干扰机对大规模多用户多输入多输出（MU-MIMO）基站（BS）的攻击。我们的方法建立在联合信道估计和数据检测（JED）的最新进展，并利用干扰不能改变其子空间内的相干间隔的事实。我们的方法，称为MAED（缓解，估计和检测的缩写），使用一种新的问题配方，结合干扰估计和缓解，信道估计和数据检测，而不是分离这些任务。我们用一个有效的迭代算法近似地解决了这个问题。我们的研究结果表明，MAED有效地减轻了广泛的智能干扰攻击，而没有任何先验知识的攻击类型。
2022-01-21 cs.IT eess.SP math.IT
Beam-Slicing for Jammer Mitigation in mmWave Massive MU-MIMO
毫米波（mmWave）大规模多用户多输入多输出（MU-MIMO）技术为下一代无线系统提供了前所未有的高数据率。为了实际可行，毫米波大规模MU-MIMO基站（BS）必须（i）依赖于低分辨率数据转换，以及（ii）对干扰机干扰具有鲁棒性。本文考虑的问题，减轻上行链路传输过程中的永久性发射干扰的影响，BS配备低分辨率的模数转换器（ADC）。为此，我们提出了SNIPS，简称为空间分区的干扰软调零。SNIPS结合了波束分割（一种局部化的模拟空间变换，将干扰能量集中到所有ADC的子集上）和软调零数据检测器（利用哪些ADC受到干扰干扰的知识）。我们的数值结果表明，SNIPS是能够成功地服务于65%的用户设备（UE）的情况下，传统的天线域软调零数据检测器只能服务于2%的UE。
2021-08-06 cs.IT eess.SP math.IT
Joint Data Detection and Phase Noise Mitigation for Light Field Video Transmission in MIMO-OFDM Systems
先前的研究文献中的视频传输在无线通信系统中集中在对抗加性信道噪声和衰落信道的影响，而不考虑在物理层中的损伤，如相位噪声（PHN）的考虑。振荡器相位噪声损害多输入多输出正交频分复用（MIMO-OFDM）系统在为视频应用提供高数据率方面的性能，并且可能导致解码失败。本文提出了一种无线信道下的光场视频传输系统，分析了MIMO-OFDM系统中用于光场视频传输的联合数据检测和相位抑制技术。讨论了多PHN情况下的低频视频传输的信号模型和率失真模型。此外，我们提出了一种基于扩展卡尔曼滤波器的联合数据检测和PHN跟踪的迭代算法。数值结果表明，该检测器可以显着改善平均比特出错率（BER）和峰值噪声比（PSNR）的性能相比，现有的算法，低频视频传输。此外，所提出的系统的BER和PSNR性能更接近理想情况下的完美PHN估计。最后，证明了所提出的系统模型和算法是非常适合的LF视频传输在无线信道中。
2016-02-09 cs.IT cs.MM math.IT
Mutual Interference Mitigation for MIMO-FMCW Automotive Radar
本文研究MIMO-FMCW汽车雷达间的相互干扰抑制，首次推导了全面考虑时频与慢时间码非相干性的通用干扰信号模型，将其转化为空域目标检测问题并提出恒虚警率检测器，仿真验证了其优于基线方法的有效性。
2023-04-06 cs.IT cs.SY eess.SP
Network Massive MIMO Transmission Over Millimeter-Wave and Terahertz Bands: Mobility Enhancement and Blockage Mitigation
移动性和阻塞是毫米波（mmWave）和太赫兹（THz）频段上的无线传输中的两个关键挑战。在本文中，我们研究了移动性和阻塞的存在下，网络的大规模多输入多输出（MIMO）传输毫米波/太赫兹下行链路。考虑到毫米波/太赫兹波的传播特性，我们首先提出将每个波束同步应用于网络大规模多输入多输出，以减轻信道多普勒和延迟色散效应。因此，我们建立了一个传输模型。然后，我们研究网络大规模多输入多输出下行链路传输策略，只有统计信道状态信息（CSI）在基站（BS），制定的策略设计问题作为一个优化问题，以最大限度地提高网络总速率。我们表明，波束域是有利的执行传输，并证明BS可以单独工作时，发送信号到用户终端。基于这些见解，网络大规模多输入多输出预编码设计被简化为关于波束域功率分配的网络和速率最大化问题。利用序贯优化方法和随机矩阵理论，进一步提出了一种保证收敛性能的波束域功率分配迭代算法。数值结果表明，所提出的基于统计CSI的网络大规模多输入多输出传输方法可以有效地缓解阻塞效应，并在毫米波和太赫兹频段上提供移动性增强。
2020-05-06 cs.IT eess.SP math.IT
Joint Jammer Mitigation and Data Detection for Smart, Distributed, and Multi-Antenna Jammers
多天线（MIMO）处理是一种很有前途的解决干扰抑制问题的方法。现有方法基于通过专用训练阶段获得的子空间（或接收统计）的估计来减轻干扰。该策略具有两个主要缺点：（i）它降低了通信速率，因为在训练阶段期间不能发送数据，以及（ii）它可以被智能或多天线干扰机规避，所述智能或多天线干扰机在训练阶段期间是安静的或者通过时变波束成形动态地改变它们的子空间。为了解决这些缺点，我们提出了联合干扰抑制和数据检测（JMD），MIMO干扰抑制的一种新的范例。其核心思想是在多个时隙上检测发送数据的同时，估计并去除干扰子空间。这样做消除了对专用速率降低训练期的需要，同时能够减轻智能和动态多天线干扰。我们实例化我们的范例与SANDMAN，一个简单而实用的多用户MIMO上行链路JMD算法。大量的仿真表明，JMD的有效性，特别是SANDMAN，干扰缓解。
2023-02-09 cs.IT eess.SP math.IT
Reinforcement Learning Assisted Beamforming for Inter-cell Interference Mitigation in 5G Massive MIMO Networks
波束成形是5G大规模多输入多输出（MMIMO）通信中的关键技术，由于无线传输信道（即空气）的性质，MMIMO通信受到许多损害。小区间干扰（ICI）是5G通信由于频率复用技术而面临的主要损害之一。在本文中，我们提出了一种强化学习（RL）辅助的全动态波束成形，用于5G下行链路中的ICI抑制。该算法结合了波束形成技术和全动态Q学习技术，以最小化ICI，并导致一个低复杂度的方法，无需信道估计。性能分析表明，与其他算法相比，该算法在信干噪比（SINR）和计算复杂性方面的服务质量得到了改善。
2021-07-02 cs.AI cs.IT cs.NI
Three-dimensional (3D) Channel Modeling between Seaborne MIMO Radar and MIMO Cellular System
与通信系统共享雷达频谱是一个新兴的研究领域。在雷达波段部署商用无线通信服务为无线运营商提供了急需的额外频谱，以满足不断增长的带宽需求。然而，为了在这两个根本不同的系统之间实现频谱共享，必须解决干扰问题。为了评估干扰问题，我们设计了一个三维（3D）的雷达和蜂窝基站（BS）之间的信道模型，其中雷达使用一个二维（2D）的天线阵列和BS使用一个一维（1D）的天线阵列。我们制定了一个视线（LoS）信道，然后提出了一种算法，减轻雷达干扰BS。我们扩展了先前提出的零空间投影算法的2D通道的3D通道，并表明，有效的零可以放置通过利用BS的方位角和仰角信息。这导致有效的干扰减轻。此外，我们表明，三维信道模型，使我们能够准确地分类的大小雷达的搜索空间时，零空间投影算法用于干扰缓解。
2015-06-08 cs.IT math.IT
Universal MIMO Jammer Mitigation
本文提出 MASH 方法，利用收发双方共享秘密将信号嵌入秘密子空间，通过互易变换将任意智能干扰机转化为压制式干扰机，从而实现通用 MIMO 抗干扰，并针对大规模多用户 MIMO 上行链路设计了三种数据检测器。
2024-08-27 cs.IT eess.SP math.IT
Deep Learning based Joint Precoder Design and Antenna Selection for Partially Connected Hybrid Massive MIMO Systems
混合预编码器设计的高效资源分配对于工作在毫米波（mmW）域的大规模MIMO系统是必不可少的。由于部分连接混合架构具有更高的能量效率和更低的复杂度，在这封信中，我们提出了一种基于联合深度卷积神经网络（CNN）的部分连接大规模MIMO混合系统预编码器设计和天线选择方案。对于CNN，预编码器设计和天线选择分别被公式化为回归和分类问题。信道数据被馈送到第一CNN网络，该第一CNN网络输出具有最佳频谱效率的所选天线的子集。该子集再次被馈送到第二CNN以获得用于部分连接架构的块对角预编码器。仿真结果验证了基于CNN的方法优于传统的迭代和交替最小化（alt-min）算法。此外，所提出的方案是计算效率高，是不是很敏感的信道不规则性。
2021-02-02 cs.IT eess.SP math.IT
Fluid Antenna System-Enabled Mitigation of Asynchronous Reception in Cell-Free Massive MIMO Systems
The Hong Kong University of Science and Technology（香港科技大学）
提出在分布式无蜂窝大规模MIMO系统中集成流体天线系统（FAS），利用其可重构空间位置释放额外空间自由度，通过联合优化天线位置和功率控制系数，有效缓解异步接收导致的性能下降。
2026-06-06 cs.IT math.IT
Pilot Contamination Mitigation with Reduced RF Chains
大规模多输入多输出（MIMO）通信是一种很有前途的技术，用于提高无线网络中的频谱效率。大规模MIMO系统面临的两个主要挑战是由于导频污染导致的信道估计精度下降以及由于大量天线导致的计算负载和硬件复杂度增加。在本文中，我们专注于大规模MIMO系统中的信道估计问题，同时解决这两个挑战：我们联合设计的导频序列，以减轻导频污染的影响，并提出了一个模拟组合器，映射到一个低数量的RF链的传感器的高数量，从而降低了计算和硬件成本。我们考虑一个统计模型，其中信道协方差服从克罗内克结构。特别是，我们对待两个这样的情况下，对应于完全和部分可分离的相关性。我们证明，与这些模型，模拟组合器的设计可以独立于导频序列。鉴于所得到的组合器，我们推导出一个封闭形式的表达的最佳导频序列在完全可分离的情况下，并提出了一个贪婪的比率迹最大化（GSRTM）的方法，用于设计次优导频在部分可分离的情况下。我们通过模拟表明，我们的试点设计框架实现了较低的均方误差比以前考虑的试点污染缓解的共同试点分配框架。
2018-01-16 cs.IT math.IT
Jammer Mitigation via Beam-Slicing for Low-Resolution mmWave Massive MU-MIMO
毫米波（mmWave）大规模多用户多输入多输出（MU-MIMO）为下一代无线系统提供了前所未有的数据率。为了实际可行，毫米波大规模MU-MIMO基站（BS）必须依赖于低分辨率数据转换器，这使得它们容易受到干扰。本文提出了波束分割，一种方法，减轻了一个永久性的发射干扰的影响，在上行链路传输的BS配备低分辨率模数转换器（ADC）。波束分割是一种局部化的模拟空间变换，它将干扰能量集中到少数ADC上，因此可以根据无干扰ADC的输出恢复传输数据。我们证明了光束切片与两个数字干扰缓解数据检测器（SNIPS和CHOPS）相结合的功效。具有空间分区的干扰源软置零（SNIPS）将波束分割与利用ADC污染的知识的软置零数据检测器相结合;具有空间分区的正交互补投影（CHOPS）将波束分割与线性投影相结合，该线性投影去除与干扰信道的估计共线的所有信号分量。我们的研究结果表明，波束分割使SNIPS和CHOPS能够成功地服务于65%的用户设备（UE）的情况下，他们的天线域同行，缺乏波束分割只能服务于2%的UE。
2021-09-06 cs.IT eess.SP math.IT
Interference Mitigation via Relaying
本文研究了在干扰受限的通信场景中中继干扰抑制的有效性。我们的动机是观察到，在蜂窝网络中，放置在小区边缘的中继节点观察到预期信号和小区间干扰的组合，该组合与附近目的地处的接收信号相关，因此中继链路可以有效地允许中继站和目的地处的天线被汇集在一起，用于信号增强和干扰减轻。我们模拟这种情况下的MIMO高斯中继信道的数字中继到目的地的链路的有限容量，并与相关的噪声在整个中继和目的地天线。假设一个压缩和转发策略与高斯输入分布和量化噪声，我们提出了一个坐标上升算法获得的非凸联合优化的传输和量化协方差矩阵的一个稳定点。对于固定的输入分布，全局最优的量化噪声协方差矩阵可以找到在封闭形式使用的变换的中继的观察，同时对角化两个条件协方差矩阵的同余。对于固定量化，全局最优的发送协方差矩阵可以通过凸优化来找到。本文进一步表明，这种优化的可达速率是在一个恒定的加性间隙的MIMO中继信道容量。量化噪声协方差的最佳结构使得能够表征作为中继到目的地链路容量的函数的可实现速率的斜率。此外，本文表明，在空间自由度的MIMO中继在噪声相关性的存在下，通过连接到确定性的中继信道与上述斜率有关。
2019-03-19 cs.IT math.IT
Flexible Pilot Contamination Mitigation with Doppler PSD Alignment
在大规模多输入多输出（MIMO）系统中，上行链路（UL）中的导频污染会严重降低基站（BS）处的信道估计质量。因此，探索所有可能的途径以使更多的正交资源用于用户发送非干扰UL导频是至关重要的。在常规设计中，导频正交性通常假定信道增益随时间恒定，这在时间选择性信道的情况下限制了正交资源的量。为了规避这一约束，在本文中，我们展示了如何使正交复用的导频多普勒衰落的情况下，通过调整不同用户的功率谱密度（PSD）。从导出的PSD对齐规则，我们可以看到，即使当这些用户正在经历时变信道时，也可以同时探测多个用户，而不会产生/遭受导频污染。此外，我们提供了信道估计均方误差（MSE）性能的分析公式。计算机模拟进一步证实了PSD对齐可以作为大规模MIMO中UL导频的一种重要净化机制。
2016-08-16 cs.IT math.IT
Channel Modeling between Seaborne MIMO Radar and MIMO Cellular System
雷达和蜂窝系统之间的频谱共享是一个新兴的研究领域。在本文中，我们建立了海上MIMO雷达和MIMO蜂窝系统之间的信道模型。我们对2D信道进行建模以捕获频谱共享场景的方位角方面。我们的信道建模方法允许MIMO雷达在基站（BS）的方位角位置放置精确的零陷，从而保护它们免受有害的雷达干扰。我们使用基于投影的方法，其中雷达波形投影到零空间的信道，以减轻雷达干扰BS。这也被称为基于特征调零的方法，其不同于雷达通常采用的空间调零。我们通过仿真表明，所提出的空间信道模型允许本征调零，其性能优于传统的空间调零的干扰缓解。所提出的信道模型可以被利用来使用本征置零，从而增强MIMO雷达的目标检测和波束方向图分辨率，同时减轻对BS的干扰。
2015-04-16 cs.IT math.IT
Fully-/Partially-Connected Hybrid Beamforming Architectures for mmWave MU-MIMO
混合数字模拟（HDA）波束形成由于相对于其完全数字基带对应物的低功耗而在毫米波（mmWave）多用户多输入多输出（MU-MIMO）系统的实际实现中引起了相当大的关注。HDA波束成形的实现成本、性能和功率效率取决于模拟波束成形网络的连接水平和可重构性。在本文中，我们研究了两种典型的架构，可以被视为极端情况下，即，全连接（FC）和一个流每子阵列（OSPS）架构的性能。在FC架构中，每个RF天线端口连接到阵列的所有天线元件，而在OSPS架构中，RF天线端口连接到不相交的子阵列。我们共同考虑初始波束采集和数据通信阶段，使得后者通过使用由前者获得的波束方向信息而发生。我们使用的国家的最先进的波束对准（BA）的作者先前提出的计划，并考虑家庭的MU-MIMO预编码方案，以及适应于从BA阶段提取的波束信息。我们还评估了两种HDA架构的功率效率，同时考虑到在不同的硬件组件的功耗以及典型的功率放大器的约束下的功率回退。数值结果表明，这两种架构实现了类似的总和频谱效率，而OSPS架构是有利的，相对于FC的情况下，在硬件复杂性和功率效率方面，在一个稍微更长的BA时间采集的唯一成本，由于其降低的波束角分辨率。
2019-10-07 cs.IT math.IT
Interference Reduction in Multi-Cell Massive MIMO Systems II: Downlink Analysis for a Finite Number of Antennas
对于下行链路多小区预编码，通常假设在基站（BS）处共享全局信道信息。在每个BS配备有大量天线的大规模多输入多输出（MIMO）系统的背景下，共享瞬时衰落信道系数消耗大量资源。要考虑实际可实现的方法，我们在本文中研究的干扰减少预编码的基础上使用的大规模衰落系数，依赖于路径损耗模型和独立于一个特定的天线。我们专注于下行链路多小区预编码设计时，每个基站配备了一个实际上有限数量的天线。在这种操作制度下，导频污染不是主要的干扰源，需要减轻所有类型的干扰。本文使用优化方法设计预编码方法，使网络中的所有用户都能获得相同的服务质量（QoS），即，最大化所有用户之间的最小信号与干扰加噪声比（SINR）。所提出的优化问题被证明是拟凸的，并且可以得到最优解。我们还提出了低复杂度的次优算法，通过上行链路和下行链路的对偶。仿真结果表明，所提出的预编码方法提高了5%的中断率超过1000倍，相比其他已知的干扰抑制技术。
2014-11-15 cs.IT math.IT
A Near-optimal User Ordering Algorithm for Non-iterative Interference Alignment Transceiver Design in MIMO Interfering Broadcast Channels
干扰对齐（IA）最近出现作为一个有前途的干扰抑制技术的干扰网络。在这封信中，我们专注于IA非迭代收发器的设计问题，在多输入多输出干扰广播信道（MIMO-IBC），并观察到，有以前未利用的灵活性，在不同的排列用户排序。通过为预定的IA信道间干扰分配选择良好的用户排序，可以实现改进的收发器设计。为了实现更实用的性能-复杂度权衡，提出了一种次优用户排序算法。仿真结果表明，与最优用户排序算法相比，该次优用户排序算法可以获得接近最优的性能，同时仅具有中等的计算复杂性。
2015-05-19 cs.IT math.IT
Resource Allocation and Interference Mitigation Techniques for Cooperative Multi-Antenna and Spread Spectrum Wireless Networks
本章介绍了联合干扰抑制和功率分配算法的DS-CDMA和MIMO网络的多跳和放大转发和解码转发（DF）协议。提出了一种中继间功率电平联合分配和线性干扰抑制的方案。我们还考虑了另一种策略，联合干扰抑制和中继选择，最大限度地提高系统中的多样性。仿真结果表明，所提出的跨层优化算法获得显着的增益在现有的计划的容量和性能。
2013-01-24 cs.IT math.IT
MIMO Multiway Distributed-Relay Channel with Full Data Exchange: An Achievable Rate Perspective
我们认为有效的通信多输入多输出（MIMO）多路分布式中继信道（MDRC）与充分的数据交换，其中每个用户，配备多个天线，广播其消息的所有其他用户通过一些分布式中继的帮助。我们提出了一种基于物理层网络编码（PNC）的方案，涉及线性预编码的信道对齐嵌套格编码的PNC，和基于格的预编码的干扰减轻，我们表明，与所提出的方案，分布式中继实现了相同的和速率协作中继在高信噪比制度。我们还表明，该方案实现的MIMO MDRC在一个恒定的间隙在高信噪比的渐近和容量。数值结果表明，所提出的方案大大优于现有的方案，包括解码和转发和放大和转发。
2016-12-26 cs.IT math.IT
Multiuser Beamforming for Partially-Connected Millimeter Wave Massive MIMO
针对部分连接毫米波大规模MIMO系统，提出了基于完美CSI的低复杂度混合波束成形方案和基于不完美CSI的仅模拟波束成形方案，有效最大化总速率并缓解多用户干扰。
2023-11-25 cs.IT eess.SP math.IT
Cell-Free Massive MIMO with Multi-Antenna Users and Phase Misalignments: A Novel Partially Coherent Transmission Framework
本文针对无蜂窝大规模MIMO中接入点间相位失配问题，提出部分相干传输框架，通过AP分簇、合并与预编码优化及数据流分配，在仅需簇内相位对齐的条件下逼近理想全相干性能。
2024-04-03 cs.IT eess.SP math.IT
Channel Estimation for RIS-Aided MIMO Systems: A Partially Decoupled Atomic Norm Minimization Approach
针对RIS辅助MIMO系统信道估计的挑战，提出部分解耦原子范数最小化框架及其改进算法RPDANM-APC，利用三维角度稀疏性降低复杂度，在减少训练开销和运行时间的同时显著提升估计精度。
2024-07-29 cs.IT eess.SP math.IT
Efficient Feedback Mechanisms for FDD Massive MIMO under User-level Cooperation
在频分复用（FDD）大规模MIMO系统中，信道状态信息（CSI）反馈是一个具有挑战性的问题.研究了一种协作反馈机制，即用户通过设备到设备（D2D）通信交换信道状态信息，然后自行计算预编码器，并将预编码器反馈给基站（BS）。分析结果表明，合作预编码器反馈是更有效的比CSI反馈的干扰缓解。在D2D通信容量有限的约束下，提出了一种基于信号子空间投影和最优比特划分的自适应CSI交换策略。数值结果表明，所提出的具有自适应CSI交换的协作预编码器反馈方案显著优于CSI反馈方案，即使当经由速率受限的D2D通信来交换CSI时也是如此。
2016-11-22 cs.IT math.IT
Mitigating Smart Jammers in Multi-User MIMO
提出一种无需干扰机特定活动时间即可缓解大规模 MU-MIMO 上行链路智能干扰的方法，通过统一优化问题并开发 MAED 和 SO-MAED 两种迭代算法，在无攻击先验知识下有效恢复用户数据。
2023-02-15 cs.IT eess.SP math.IT
Full-Duplex MIMO Relaying Powered by Wireless Energy Transfer
我们考虑一个全双工解码和转发系统，其中无线供电中继采用时间交换协议从源接收功率，然后将信息传输到目的地。假设中继节点配备有两组天线以实现全双工通信。研究了三种不同的干扰抑制方案，即1）最佳2）迫零和3）最大比合并/最大比传输。我们开发了新的中断概率表达式来研究这些方案的延迟约束传输吞吐量。我们的分析表明，有趣的性能比较所考虑的预编码方案不同的系统和链路参数。
2015-05-01 cs.IT math.IT
Multi-cell Hybrid Millimeter Wave Systems: Pilot Contamination and Interference Mitigation
本文研究了多输入多输出（MIMO）网络中多小区多用户（MU）混合毫米波（mmWave）通信的系统性能。由于导频符号在不同小区之间的重用，导频污染预计会降低信道估计的性能，这被认为是传统多小区MU大规模MIMO网络的基本性能瓶颈。为了分析导频污染对系统性能的影响，本文首先推导了在Rician衰落信道下，文献[2]中提出的信道估计算法的归一化均方误差（MSE）的闭式近似。我们的分析和仿真结果表明，所产生的导频污染和噪声的影响的信道估计误差渐近消失的天线数量的增加配备在每个射频（RF）链在所需的BS。此外，通过采用迫零（ZF）预编码在每个小区的下行链路传输，我们推导出一个紧密的封闭形式的近似的平均可达速率每个用户。研究结果表明，在莱斯衰落信道下，通过简单地增加基站的天线数量，可以有效地抑制导频污染引起的小区内干扰和小区间干扰。
2018-06-07 cs.IT math.IT
Indoor Massive MIMO Deployments for Uniformly High Wireless Capacity
提供始终如一的高无线容量对于支持未来数字企业所需的应用变得越来越重要。在本文中，我们提出了本征方向感知ZF（EDA-ZF）与基站（BS）和分布式干扰抑制之间的部分协调作为一种实用的方法来实现这一目标。我们将我们的解决方案与迫零（ZF）和网络MIMO（NeMIMO）进行比较，迫零既不需要BS协调也不需要小区间干扰减轻，网络MIMO（NeMIMO）中，完全BS协调实现了集中式小区间干扰管理。我们还评估了三个子6 GHz部署与不同的BS密度-稀疏，中间和密集-所有固定的天线总数和辐射功率的计划的性能。广泛的模拟表明：（i）实现所提出的EDA-ZF的室内大规模MIMO为所有用户提供了一致的良好速率;（ii）除非实现完全协调，否则室内网络密集化是有害的;（iii）部署NeMIMO在强室外干扰下是有回报的，特别是对于小区边缘用户。
2017-10-10 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
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
Capacity Analysis for Spatially Non-wide Sense Stationary Uplink Massive MIMO Systems
信道测量结果表明，在大规模MIMO信道中，显著的空间非广义平稳特性增加。沿基站阵列经历显著的参数变化，诸如在每个天线处的平均接收能量，以及撞击在阵列的不同部分上的信号的到达方向。在本文中，提出了一种新的信道模型来描述这种空间非平稳性在大规模MIMO信道的概念，部分可见集群和完全可见集群。此外，推导了新模型的遍历和容量上界的封闭表达式，并分析了空间非平稳性对和容量的影响。分析表明，对于非同独立分布（i.i.d.）在瑞利衰落信道中，非平稳性通过使信道特征值更均匀地扩展而有利于总容量。具体地，更多的部分可见集群、更小的集群可见区域和更大的天线阵列都可以帮助产生良好调节的信道，并且有益于总容量。这显示了在非独立同相天线中使用大型天线阵列的优点。信道：总容量不仅受益于更高的阵列增益，而且受益于空间上更不稳定的信道。数值结果证明了我们的分析和上界的严密性。
2016-03-26 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
Effects of Channel Aging in Massive MIMO Systems
MIMO通信可以通过在基站处部署非常大量的天线元件来提供高频谱效率。来自大规模MIMO通信的增益来自于在上行链路和下行链路上使用多用户MIMO，但是与所服务的用户的数量相比，在基站处具有大量过量的天线。关于大规模MIMO的初始工作并没有完全解决与其部署相关的几个实际问题。本文研究了信道老化对大规模MIMO系统性能的影响。信道变化的影响，其特征在于作为不同的系统参数的函数，假设一个简单的模型，在发射机的信道时间变化。信道预测被提出来克服信道老化效应。老化的分析结果显示如何容量损失，由于时间的变化，在信道中。在多小区网络中的数值结果表明，大规模MIMO工作，即使有一些信道变化和信道预测可以部分克服信道老化的影响。
2013-07-12 cs.IT math.IT
Uplink Massive MIMO for Channels with Spatial Correlation
大规模MIMO系统需要大量的基站天线M来服务数量少得多的用户。与其他技术相比，这导致频谱和能源效率的大幅提高。随着天线数量M的增长，这种系统的性能受到导频污染干扰的限制。大规模衰落预编码/后编码（LSFP）在文献中被提出用于减轻导频污染。最近表明，在没有空间相关性的信道（不相关的基站天线）LSFP导致大的频谱效率增益。此外，最近，观察到如果信道具有空间相关性，则可以使用该相关性来在M趋于无穷大时在渐近状态中大幅降低导频污染干扰。在这项工作中，我们分析了上行链路（UL）传输的大规模MIMO系统与空间相关的信道的多个天线M的性能。我们的想法LSFP相关的信道模型，并推导出SINR表达式，只依赖于慢衰落信道组件，这样的系统，没有LSFP。这些简单的表达式使我们简单的发射功率优化算法。因此，我们获得了数据传输速率的成倍增长。
2018-07-12 cs.IT math.IT
Interference Mitigation through Limited Transmitter Cooperation
干扰限制了无线网络中的性能，并且接收机或发射机之间的协作可以通过形成分布式MIMO系统来帮助减轻干扰。早期的工作表明，有限的接收机合作如何有助于减轻干扰。然而，发射机合作的情况更难处理。本文研究了带会议发射机的两用户高斯干扰信道，朝着这个方向取得了进展。我们的特征容量区域内6.5位/秒/赫兹，无论信道参数。基于恒定到最优的结果，我们表明，有一个有趣的互惠性的情况下，会议发射机和会议接收机的情况下，他们的容量区域是在一个恒定的差距到对方。因此，在干扰受限的情况下，发送方协作和接收方协作所带来的收益表现是相同的。
2010-04-29 cs.IT math.IT
Partially-Connected Hybrid Beamforming for Spectral Efficiency Maximization via a Weighted MMSE Equivalence
混合波束形成（HBF）是一种用于实际大规模多输入多输出（MIMO）毫米波（mmWave）系统的有吸引力的技术。与完全连接的HBF结构相比，部分连接的HBF结构可以进一步降低硬件成本和功耗。然而，其模拟波束形成矩阵的特殊块对角结构带来了额外的设计挑战。在本文中，我们开发了有效的HBF算法的频谱效率最大化（SEM）的毫米波大规模MIMO系统的部分连接架构。一个主要的贡献是，我们证明了等价的SEM问题和矩阵加权和均方误差最小化（WMMSE）的问题，这导致了一个方便的算法方法来直接解决SEM问题。具体来说，我们分解成混合预编码和混合组合的子问题，其中最佳的数字预编码器和组合器的等效WMMSE问题具有封闭形式的解决方案。对于更有挑战性的模拟预编码器和组合器，我们提出了一个基于元素迭代的算法和流形优化的算法。最后，交替地更新混合预编码器和组合器。整体HBF算法被证明是单调增加的频谱效率和收敛。此外，我们还提出了改进的算法，降低了计算复杂性和有限分辨率移相器。仿真结果表明，所提出的HBF算法实现了显着的性能增益比传统的算法。
2020-10-09 cs.IT math.IT
Two-Stage Subspace Constrained Precoding in Massive MIMO Cellular Systems
我们提出了一个子空间约束的预编码方案，利用空间信道相关性结构在大规模MIMO蜂窝系统中，充分释放巨大的增益提供了大量的天线阵列，减少信道状态信息（CSI）信令开销。每个基站（BS）处的MIMO预编码器被划分为内部预编码器和发送（Tx）子空间控制矩阵。内部预编码器自适应于每个BS处的本地CSI以获得空间复用增益。Tx子空间控制自适应于信道统计，用于小区间干扰减轻和服务质量（QoS）优化。具体地，Tx子空间控制被公式化为涉及SINR机会约束的QoS优化问题，其中每个用户的SINR不满足服务要求的概率不得超过给定的中断概率。由于两阶段预编码结构，现有方法不能处理这种机会约束。为了解决这个问题，我们提出了一个双凸近似方法，它包括三个关键成分：随机矩阵理论，机会约束优化和半定松弛。然后，我们提出了一个有效的算法来找到所产生的双凸逼近问题的最优解。仿真结果表明，所提出的设计有显着的增益超过各种基线。
2015-01-20 cs.IT math.IT
Collaborative Coded Caching for Partially Connected Networks
针对部分连接网络，提出一种基于MIMO高斯广播信道的两阶段编码缓存传输方案，通过分支定界法最优划分用户并多播码字，性能接近全连接最优方案。
2025-05-02 cs.IT math.IT
Pilot Beam Sequence Design for Channel Estimation in Millimeter-Wave MIMO Systems: A POMDP Framework
本文研究了大容量毫米波MIMO系统中用于信道估计的自适应导频波束序列设计问题。通过利用具有虚拟信道表示的mmWave MIMO信道的稀疏性并对视线（LOS）和反射簇的物理移动施加马尔可夫随机游走假设，示出了大型mmWave MIMO系统中的稀疏信道估计问题简化为在二维矩形网格中找到非零值bin的位置和值的顺序检测问题，而最优自适应导频设计问题可以归结为部分可观测马尔可夫决策过程（POMDP）的框架。在POMDP框架下，得到了一种最优自适应导频波束序列设计方法，以最大化给定时间段内的累积传输数据率。数值结果验证了我们的导频信号的设计方法，他们表明，所提出的方法产生良好的性能。
2014-09-30 cs.IT math.IT
Analysis and Augmented Spatial Processing for Uplink OFDMA MU-MIMO Receiver with Transceiver I/Q Imbalance and External Interference
研究了正交频分复用（OFDM）系统中同相/正交（I/Q）不平衡情况下的接收机（RX）信号处理。我们扩展了通常报告的单用户研究的上行链路基于OFDMA的多用户MIMO，同时在频域和空间域的用户复用。我们还结合了多个外部建模器，用于对异构网络中的挑战性条件进行建模。在信号处理的发展中，我们利用增强的子载波处理，其处理每个子载波联合其对应的图像子载波，并联合跨RX天线。此外，我们得到一个增强的LMMSE RX。该新方法将I/Q不平衡缓解、干扰抑制和数据流分离集成到单个处理阶段中，从而避免了单独的收发器校准。我们的数值计算结果表明，信号与干扰加噪声比和符号出错率的任意数据流后RX处理作为不同的系统参数的函数。每子载波处理的I/Q不平衡下，遭受严重，并特别敏感的外部干扰，而增强的方法提供了有效的数据流分离和干扰抑制。最后，我们将研究扩展到大规模MIMO框架，并表明每个子载波处理仍然遭受性能下降，而增强的方法可以充分利用阵列增益。
2016-02-25 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
Full-Duplex Relaying in MIMO-OFDM Frequency-Selective Channels with Optimal Adaptive Filtering
当与传统的半双工或带外全双工对应物相比时，带内全双工传输允许中继站通过在相同频带中同时接收和发送而在理论上使其频谱效率加倍。因此，中继站所遭受的感应自干扰可能达到相当大的功率电平，这降低了解码转发（DF）中继站中的信号与干扰加噪声比（SINR），导致中继站性能下降。提出了一种宽带多输入多输出（MIMO）中继中自干扰问题的解决方法。所提出的方法在DF中继中使用时域消除，其中干扰信号的副本借助于估计干扰频率选择性信道的递归最小二乘（RLS）算法来创建。仿真结果表明，与典型的正交频分复用（OFDM）序列长度相比，其收敛平均时间可以忽略不计。此外，在OFDM传输的误码率（BER）和SINR进行评估，确认所提出的方法显着扩展的自干扰功率的范围，中继是有弹性的，当与其他缓解方案相比。
2015-07-29 cs.IT math.IT
Mixed-Timescale Precoding and Cache Control in Cached MIMO Interference Network
考虑MIMO干扰网络中的媒体流，其中多个基站（BS）使用固定数据率同时向其相关联的用户递送媒体。性能从根本上受到交叉链路干扰的限制。我们提出了一个缓存引起的机会协作MIMO（CoMP）的干扰缓解。通过缓存媒体文件的一部分，BS机会性地采用CoMP来将交叉链路干扰转换为空间复用增益。研究了在速率约束下，以最小化发射功率为目标的MIMO预编码和缓存控制的混合时间尺度优化问题。缓存控制是为了创造更多的CoMP机会，并适应媒体文件的长期流行。预编码是为了保证速率要求，并且是自适应的信道状态信息和缓存状态在BS。联合随机优化问题被分解为短期预编码和长期缓存控制问题。我们提出了一个预编码算法，收敛到一个稳定点的短期问题。在此基础上，我们利用长期问题的隐藏凸性，并提出了一个低复杂性和鲁棒性的解决方案，使用随机次梯度。该解决方案在各种基线上具有显著的增益，并且不需要媒体流行度的明确知识。
2013-11-08 cs.IT math.IT
Training Beam Sequence Design for Millimeter-Wave MIMO Systems: A POMDP Framework
本文研究了毫米波多输入多输出（MIMO）大信道下的自适应训练波束序列设计问题。通过利用大型毫米波MIMO信道的稀疏性，并对接收机和反射簇的运动施加马尔可夫随机游走假设，将自适应训练波束序列设计和信道估计问题表示为部分可观测马尔可夫决策过程（POMDP）问题，该问题在二维网格中找到非零bin.在所提出的POMDP框架下，最优和次优的自适应训练波束序列设计策略。此外，一个非常快速的次优贪心算法的基础上，新提出的减少充分统计量，使所提出的算法的计算复杂性低到一个水平，以实际实施。数值结果提供了建议的训练波束设计方法的性能进行评估。数值结果表明，所提出的训练波束序列设计算法具有良好的性能。
2014-10-14 cs.IT math.IT
Iterative Detection and Decoding for Clustered Cell-Free Massive MIMO Networks
本文针对用户中心聚类无蜂窝大规模MIMO网络，提出迭代软干扰消除方案，建模并估计簇外干扰，结合LDPC码实现迭代检测解码，仿真验证误码率性能优于现有技术。
2024-12-14 cs.IT eess.SP math.IT
The Multiplexing Gain of MIMO X-Channels with Partial Transmit Side-Information
在本文中，我们得到的缩放定律的总和速率容量的MIMO X-信道，一个2个独立的发送器，2个独立的接收器信道的消息从每个发送器到每个接收器，在高信噪比（SNR）。X信道最近在协作网络的背景下引起了人们的兴趣，并且它包括作为特殊情况的干扰、多址和广播信道。在这里，我们考虑的情况下，部分合作的发射机，其中只有部分和不对称的边信息是可用的发射机之一。证明了当所有四个节点上有M个天线时，和速率的尺度类似于2 Mlog（SNR），这与非协作X信道\cite{maddah-ali,jafar_degrees}的[ \lfloor 4 M/3 \rfloor，4 M/3]log（SNR）形成鲜明对比。这进一步证明，就高SNR下的总速率缩放而言，在MIMO X信道中，发射机之一处的部分边信息和两个发射机处的全部边信息是等效的。
2007-01-15 cs.IT math.IT
A Practical Cooperative Multicell MIMO-OFDMA Network Based on Rank Coordination
无线网络的一个重要挑战是提高小区边缘性能，并使多流传输到小区边缘用户。目前，在文献中大量研究了依赖于多个天线和小区之间的协调的干扰减轻技术。OFDMA网络中的典型策略包括协调调度、波束成形和功率控制。在本文中，我们提出了一种新的和实用的类型的OFDMA下行链路网络的协调依赖于多个天线在发射机和接收机。传输等级，即\所有小区中的发送流的数量和用户调度被联合优化，以便最大化考虑用户之间的公平性的网络效用函数。介绍了一种以干扰定价机制为动力、依赖于主从结构的分布式协调调度器。所提出的方案基于考虑接收机干扰抑制能力的干扰小区的推荐秩的用户报告来操作。它引起非常低的反馈和回程开销，并实现高效的链路自适应。此外，它对信道测量误差是鲁棒的，并且适用于开环和闭环MIMO操作。通过系统级仿真，示出了在非协调LTE-A系统上的20%小区边缘性能增益。
2013-02-28 cs.IT math.IT
