Detection of Single vs Multiple Antenna Transmission Systems Using Pilot Data
在本文中，我们考虑的问题时，它是不知道先验的传输是通过一个单一的天线或多个天线的传输系统的分类。假设接收机采用已知数量的天线。在大多数多输入多输出（MIMO）系统发送的数据帧中，插入一些导频或训练数据用于符号定时同步和信道估计。我们的目标是使用该导频数据执行MIMO发射天线分类。更具体地，确定传输系统的问题被转换为多假设测试问题，其中假设的数量等于发射天线的最大数量。在接收机具有用于定时同步和信道估计的导频数据的确切知识的假设下，我们考虑最大似然（ML）和相关性测试统计分类的MIMO发射系统。当只有概率知识的导频数据是在接收机上，一个混合最大似然（HML）为基础的测试统计量构造使用期望最大化（EM）算法。仿真结果表明了所提出的算法的性能，并讨论了不同技术在计算复杂性和性能方面的比较优势。
2016-08-09 cs.IT math.IT
Transmission Capacity of Ad-hoc Networks with Multiple Antennas using Transmit Stream Adaptation and Interference Cancelation
ad-hoc网络的传输容量是每单位面积上活动发射机的最大密度，对于固定的传输速率，在每个接收机处给定中断约束。假设发射机位置服从泊松点过程分布，推导了每个节点配备多根天线时ad-hoc网络传输容量的上下界.发射机使用本征多模波束成形或其天线的子集来发射多个数据流，而接收机使用部分迫零来使用其空间接收自由度（SRDOF）中的一些来消除某些干扰。接收机或者消除最近的干扰源，或者消除最大化消除后信号干扰比的干扰源。使用所获得的界限，最佳的数据流的数量来发送，和最佳的SRDOF用于干扰消除推导出提供最佳的缩放的传输容量与天线的数量。在波束成形的情况下，单个数据流传输连同使用除了一个SRD 0 F之外的所有SRD 0 F用于干扰消除是最佳的，而在没有波束成形的情况下，单个数据流传输连同使用总SRD 0 F的一部分用于干扰消除是最佳的。
2011-09-19 cs.IT math.IT
Enhancing Secrecy with Multi-Antenna Transmission in Wireless Ad Hoc Networks
我们研究了无线自组织网络中的物理层安全性，并研究了两种类型的多天线传输方案，以提供保密增强。为了建立安全的传输对恶意窃听者，我们考虑生成的人工噪声与扇区或波束成形。对于这两种方法，我们提供了一个统计特性和权衡分析的中断性能的合法通信和窃听链路。然后，我们研究了这两种方案的保密传输容量方面的全网保密吞吐量性能，并研究了信息信号和人工噪声之间的最佳功率分配。我们的分析表明，在发射功率优化下，波束成形方案优于扇区化方案，除了发射天线的数量足够大的情况下。我们的研究还揭示了扇区化和波束成形方案的最优功率分配之间的一些有趣的差异。
2013-08-24 cs.IT math.IT
Inter-Cell Antenna Calibration for Coherent Joint Transmission in TDD System
研究了相干时分双工多点协作联合传输系统中互易性误差的建模和校正方法。建模包括诸如eNB之间的RF链的幅度增益和相位差之类的参数。用于小区间天线校准的校准方法基于UE反馈的预编码矩阵指示符（PMI）。此外，我们提供了一些仿真结果，在不同的情况下，如不同的估计周期，小区特定的参考信号（CRS）端口配置，信号噪声比（SNR），相位差等的校准方法的性能进行评估的主要结论是，所提出的方法为小区间天线校准具有良好的性能估计的残余相位差。关键词-LTE-Advanced; TDD; CoMP; JT;互易误差;相位差;小区间天线校准
2019-05-03 cs.IT math.IT
Fully Connected Reconfigurable Intelligent Surface Aided Rate-Splitting Multiple Access for Multi-User Multi-Antenna Transmission
速率分割多址接入（RSMA）是一种非常有前途的多址接入方案，也是6G的非正交传输框架和干扰管理策略。受多用户多天线传输中RSMA比传统MA方案获得的吸引人的频谱效率增益的启发，本文将RSMA引入到可重构智能表面（RIS）辅助的多输入单输出（MISO）广播信道（BC）中。为了进一步提高频谱效率，一个更广义的RIS架构称为全连接RIS被认为是。通过联合优化散射矩阵的全连接RIS和发射波束形成器，以最大化的和速率，我们表明，建议的全连接RIS辅助RSMA传输方案显着提高了频谱效率相比，传统的单连接RIS计划和计划没有RIS。它是线性预编码多用户多天线网络的新基准。
2022-03-10 cs.IT math.IT
Artificial-Noise-Aided Transmission in Multi-Antenna Relay Wiretap Channels with Spatially Random Eavesdroppers
我们设计了一个新的安全传输方案中的中继窃听信道中的源与目的地通过解码和转发中继在空间随机分布的窃听者的存在下进行通信。为了实用起见，我们考虑一个通用的天线配置，其中的源，中继，目的地，和窃听器都配备了多个天线。为了迷惑窃听者，我们假设源和中继器除了发送信息信号之外还发送人工噪声信号。我们首先推导出一个封闭形式的表达式的传输中断概率和一个易于计算的表达式的保密中断概率。值得注意的是，这些表达式对于源、中继和目的地处的任意数量的天线都是有效的。然后，我们推导出简单而有价值的表达式的渐近传输中断概率和渐近保密中断概率，这揭示了保密性能时，在源的天线数量增长足够大。使用我们的表达式，我们量化了一个实用的性能指标，即保密吞吐量，保密中断概率约束下。我们进一步确定的系统和信道参数，最大限度地提高保密吞吐量，导致分析安全解决方案适合现实世界的部署。
2016-05-05 cs.IT math.IT
Generalized Friis Transmission Formula Using Active Antenna Available Power and Unnamed Power Gain
本文通过有源天线可用功率概念，将Friis传输公式推广到任意互易环境中波束赋形多端口天线系统，并证明收发方向图一致时功率比在近场和远场下均具有方向反转对称性。
2024-07-12 cs.IT math.IT physics.class-ph
Transmission Selection Schemes using Sum Rate Analysis in Distributed Antenna Systems
在本文中，我们研究了单小区多用户下行分布式天线系统（DAS）的天线端口在地理上分离的小区。首先，我们推导出DAS的遍历和率在路径损耗的存在下的表达式。然后，我们提出了一个传输选择方案的基础上导出的表达式，以最大限度地提高整体遍历和速率。利用从用户到每个分布式天线（DA）端口的距离信息的知识，我们考虑每个DA端口和它的支持用户的配对，以优化系统性能。然后，我们计算各态历经和率为各种传输模式的候选人，并采用一种传输选择方案，选择最好的模式，最大化各态历经和率之间的模式候选人。在我们提出的方案中，模式候选的数量大大减少相比，理想的模式选择。通过蒙特卡罗模拟，我们将证明我们推导的遍历和速率表达式的准确性。此外，与路径损耗建模的仿真结果证实，所提出的传输选择方案产生的平均和速率相同的理想模式选择与显着减少的选择候选人。
2011-03-20 cs.IT math.IT
Non-Orthogonal Multiple Access for mmWave Drones with Multi-Antenna Transmission
无人机（UAV）可以被部署为空中基站（BS），用于在临时事件期间和灾难之后快速建立通信网络。由于UAV-BS是低功率节点，因此实现高频谱和能量效率至关重要。在本文中，我们介绍了非正交多址（NOMA）传输毫米波（mmWave）无人机作为飞行基站在一个大型体育场可能有数百或数千个移动用户。特别是，我们利用多天线技术，特别考虑到天线阵列的物理约束，以产生定向波束。多个用户然后在采用NOMA传输的同一波束内被服务。如果无人机波束不能覆盖整个用户分布区域，我们引入波束扫描，以最大限度地提高中断和率。仿真结果表明，与正交多址（OMA）传输相比，NOMA传输可以大大提高基于无人机的通信的频谱效率。此外，分析表明，有一个最佳的发射功率值NOMA超过中断和率没有进一步提高。
2018-01-14 cs.IT math.IT
Multiple-antenna fading coherent channels with arbitrary inputs: Characterization and optimization of the reliable information transmission rate
我们调查的多天线衰落相干信道的约束容量，其中接收机知道的信道状态，但发射机只知道的信道分布，由任意等概率离散输入驱动的高信噪比（${\sf snr}$）的制度。特别是，我们利用信息论和估计理论之间的交叉点，构思扩展到平均最小均方误差（MMSE）和平均互信息，这导致了扩展的约束容量，以及捕捉他们的行为在高${\sf snr}$的渐近制度。我们使用扩展来研究各种多天线衰落相干信道的约束容量，包括瑞利衰落模型，莱斯衰落模型和天线相关模型。分析揭示了详细的发射和接收天线的数量，发射和接收天线的相关性，视线组件和几何的信令方案的可靠的信息传输速率的影响。我们还使用扩展来设计关键的系统元素，如功率分配和预编码方案，以及多天线衰落相干信道的空时信令方案的设计。仿真结果表明，扩展导致非常尖锐的设计。
2012-10-25 cs.IT math.IT
A Comparative Study of Downlink MIMO Cellular Networks with Co-located and Distributed Base-Station Antennas
尽管人们普遍认为在蜂窝网络中通过在基站（BS）侧使用更多的天线可以实现实质性的容量增益，但是BS天线拓扑结构对容量缩放行为的影响却知之甚少。在本文中，我们提出了一个下行链路的单用户多输入多输出（MIMO）系统中，BS天线是共同位于中心或分组到均匀分布的天线簇在一个圆形小区的遍历容量的比较研究。通过假设BS天线的数量和用户天线的数量以固定比率$L\gg 1$趋于无穷大，渐近分析揭示了在这两种情况下的平均每天线容量随$L$而递增，但是对于共置和分布式BS天线布局，分别以$\log_2 L$和$\tfracα{2}\log_2 L$的数量级递增，其中$α>2$表示路径损耗因子。分析进一步扩展到多用户的情况下，其中一个1-tier（7-cell）MIMO蜂窝网络与$K\gg 1$均匀分布的用户在每个小区被认为是。通过假设BS天线的数量和用户天线的数量以固定比率$L\gg K$趋于无穷大，给出了在每个BS处采用块对角化（BD）的下行链路速率性能的渐近分析。它示出的平均每天线速率与共置和分布式BS天线布局的规模在$\log_2 \tfrac{L}{K}$和$\log_2 \frac{(L-K+1)^{α/2}}{K}$的顺序，分别。本文还讨论了小小区MIMO蜂窝网络的速率性能，指出了在下一代蜂窝网络中采用大量分布式基站天线的重要性。
2014-06-09 cs.IT math.IT
Fundamental Tradeoff in Movable Antenna Systems: How Long to Move Before Transmission?
Rocket Force University of Engineering（中国人民解放军战略支援部队信息工程大学）；Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）；Beijing Institute of Technology（北京理工大学）；University of Macau（澳门大学）
本文研究了可移动天线系统中移动时间与传输时间的权衡问题，通过优化移动时间和天线部署以最大化有效吞吐量，提出了一种简化方法并推导了最大移动速度的闭式条件。
2026-05-08 cs.IT math.IT
Asymptotic Rate Analysis of Downlink Multi-user Systems with Co-located and Distributed Antennas
人们对分布式天线系统的性能评估进行了大量的研究。它们中的大多数假设一个规则的基站（BS）天线布局的BS天线的数量通常是小的。随着蜂窝系统中基站天线阵列规模越来越大，研究基站天线布局对系统速率性能的影响变得越来越重要。本文提出了一种比较研究的渐近速率性能的下行链路多用户系统与多个基站天线是共同定位或均匀分布在一个圆形小区。研究了最大比传输（MRT）和迫零波束形成（ZFBF）两种典型的线性预编码方案，分析了基站天线布局对系统速率性能的影响。分析表明，当基站天线数$L$和用户数$K$无限增长，而$L/K{\rightarrow}\upsilon$，MRT和ZFBF的共址天线（CA）布局的渐近平均用户速率是比值$\upsilon$的对数函数。相比之下，对于分布式天线（DA）布局，平均用户速率的缩放行为密切依赖于预编码方案。例如，在ZFBF的情况下，平均用户速率随着$L, K{\rightarrow} \infty$和$L/K{\rightarrow}\upsilon{>}1$无限制地增长，这表明当BS天线$L$的数量大时，可以实现CA布局上的实质速率增益。然而，当采用MRT时，增益变得微不足道。
2013-12-02 cs.IT math.IT
On the Design of Artificial-Noise-Aided Secure Multi-Antenna Transmission in Slow Fading Channels
本文研究了慢衰落信道中人工噪声辅助的安全多天线传输系统的设计。主要的设计问题包括发射功率分配和窃听码的速率参数。我们考虑具有不同复杂度水平的两种情形：i）设计参数被选择为对于所有传输是固定的，ii）它们基于来自预期接收器的瞬时信道反馈而被自适应地调整。在这两种情况下，我们提供了明确的设计解决方案，以实现最大的吞吐量受到保密约束，由最大允许的保密中断概率。然后，我们得出准确的近似值的最大吞吐量在这两种情况下，在高信噪比区域，并提供新的见解，为实现更高的安全级别的额外的功率成本，同时保持指定的目标吞吐量。最后，对自适应传输相对于非自适应传输的吞吐量增益进行了量化和分析。
2013-01-20 cs.IT math.IT
Detection Performance with Many Antennas Available for Bandwidth-Efficient Uplink Transmission in MU-MIMO Systems
本文关注的是SC/FDE的带宽效率的上行链路块传输，QAM方案，在MU MIMO系统。假设BS接收机天线的数量很大，但不一定比在MT处联合使用相同时间/频率资源的发射机天线的总数大得多。在这种情况下，我们考虑几种检测技术和评估，详细地说，相应的检测性能（讨论的帮助下选择的性能界限），对于一系列的值，关于可用的BS接收机天线的数量。从我们的性能结果，我们得出结论，简单的线性检测技术，旨在避免复杂的矩阵求逆的需要，可能会导致不可接受的高错误平层水平。然而，通过将这种简单的线性检测器的使用与适当的干扰消除过程（在迭代DF技术内）组合，当BS天线的数量至少是在用户终端处联合使用的天线的数量的五倍时，即使对于64-QAM方案，也可以在几次迭代之后实现与SIMO MFB性能的接近。
2016-11-14 cs.IT math.IT
Energy Efficient Transmission for Multicast Services in MISO Distributed Antenna Systems
本文旨在解决多输入单输出分布式天线系统（DAS）中多播服务的能量效率（EE）最大化问题。提出了一种新的迭代算法，该算法包括迭代求解两个子问题：功率分配问题和波束方向更新问题。前一个子问题可以等价地转化为一个一维拟凹问题，用黄金搜索法求解。后者的问题可以有效地解决现有的方法。仿真结果表明，该算法取得了显着的EE性能增益比现有的速率最大化方法。此外，当回程功率消耗低时，DAS的EE性能优于集中式天线系统（CAS）的EE性能。
2016-03-01 cs.IT math.IT
Characterizing Multi-Cell Pinching-Antenna Transmission: Revealing the Other Side of the Coin
School of Electrical and Electronic Engineering, Nanyang Technological University（南洋理工大学电气与电子工程学院）
本文从干扰抑制角度揭示钉扎天线的新优势：使基站低功率服务用户以减少干扰，从而在链路质量不变时提升用户速率，并通过随机几何分析验证其显著影响。
2026-09-10 cs.IT math.IT
Optimal Dynamic Resource Allocation for Multi-Antenna Broadcasting with Heterogeneous Delay-Constrained Traffic
本文关注的是在一个蜂窝无线网络中的动态资源分配与慢衰落的支持数据业务具有异构传输延迟的要求。多输入单输出（MISO）衰落广播信道（BC）是令人感兴趣的，其中基站（BS）采用多个发射天线来实现在相同频率上向多个移动用户的同时下行链路传输，每个移动用户具有单个接收天线。一个信息理论的方法是采取各种传输延迟的考虑下的衰落MISO-BC的容量限制的特征。首先，本文研究了当一些用户具有延迟容忍的“分组”数据而另一些用户同时具有延迟敏感的“电路”数据用于传输时在BS处的传输优化。基于凸优化框架，在线资源分配算法推导出，是服从高效的跨层实现的物理（PHY）层多天线传输和媒体接入控制（MAC）层多用户速率调度。其次，本文研究了在衰落MISO-BC上传输的基本吞吐量-延迟权衡。通过比较完全放松和严格零传输延迟约束下的网络吞吐量，本文描述了由于消失的延迟容忍，称为延迟惩罚，在一些规定的用户公平传输速率分配的限制损失的总和容量。
2008-04-21 cs.IT math.IT
Secure Transmission with Multiple Antennas: The MISOME Wiretap Channel
在Wyner窃听信道的框架内，研究了多天线在安全通信中的作用。当发送者和窃听者有多个天线，预期的接收器有一个单一的天线，和信道矩阵是固定的，已知的所有终端的广义特征值的保密能力，并表明波束成形策略是实现容量。此外，我们表明，在高信噪比（SNR）制度的惩罚不知道窃听者的信道是小的-一个简单的“安全的空时码”，可以被认为是掩蔽波束成形和辐射功率各向同性达到接近最佳性能。在大量的天线的限制，我们得到一个实现独立的表征的保密能力作为一个函数的数量$β$：每个发送天线的窃听天线的数量。我们发现，窃听者是比较无效的$β<1$时，但对于$β\ge2$的窃听者可以驱动的保密能力为零，从而阻止安全通信到预期的接收器。还提供了遍历衰落信道的扩展。
2007-08-30 cs.IT math.IT
Distributed Power Allocation for Coordinated Multipoint Transmissions in Distributed Antenna Systems
研究了分布式天线系统中协作多点传输的分布式功率分配问题。传统的基于对偶的优化技术不能直接应用于该问题，因为CoMP传输的可达速率相对于传输功率的非严格的可达性导致局部功率分配子问题具有非唯一的最优解。我们提出了一种分布式功率分配算法来解决这个非严格的分配困难。该算法只需要服务于同一用户的相邻基站之间的本地信息交换，因此随着网络规模的增长是可扩展的。该算法的步长参数仅由本地用户访问关系（即，每个天线所服务的用户的数量），但不依赖于信道系数。因此，该算法的收敛速度对不同的信道衰落系数具有很强的鲁棒性。我们严格证明了该算法收敛到功率分配问题的最优解。仿真结果证明了所提出的功率分配算法的有效性。
2013-04-25 cs.IT math.IT
An Overview of Transmission Theory and Techniques of Large-scale Antenna Systems for 5G Wireless Communications
为了满足未来对无线数据服务的巨大业务量的需求，近年来已经进行了对第五代（5G）移动通信系统的研究。预计5G移动通信系统中的频谱和能量效率应该比第四代（4G）移动通信系统中的频谱和能量效率高十倍。因此，重要的是进一步开发多个天线的空间复用的潜力。在过去的二十年中，多输入多输出（MIMO）天线技术被认为是提高无线通信系统容量的关键技术。当在基站中配备大规模天线阵列（也称为大规模MIMO）或部署大量分布式天线（也称为大规模分布式MIMO）时，可以通过使用空间域多址来进一步提高频谱和能量效率。本文综述了大规模MIMO和大规模分布式MIMO系统，包括频谱效率分析、信道状态信息（CSI）获取、无线传输技术和资源分配。
2016-05-11 cs.IT math.IT
Performance Analysis and Location Optimization for Massive MIMO Systems with Circularly Distributed Antennas
分析了单小区多用户分布式大规模多输入多输出（MIMO）系统上行链路的可达速率。多个用户配备单个天线，基站（BS）配备大量分布式天线。我们推导出系统在迫零（ZF）检测器下的渐近遍历可达速率的解析表达式。特别是，我们考虑圆形天线阵列，其中分布的BS天线均匀地位于一个圆圈上，并推导出一个解析表达式和封闭形式的紧界的任意位置的用户的可达速率。随后，在假设用户均匀分布在小区中的情况下，得到了每个用户的平均可达速率的封闭形式的界。基于该边界，我们可以理解系统速率相对于不同参数的行为，并找到最大化平均速率的圆形BS天线阵列的最佳位置。数值结果提供评估我们的分析结果，并检查的数量和位置的BS天线，发射功率，和路径损耗指数对系统性能的影响。结果表明，环形分布的大规模MIMO系统在很大程度上优于集中式大规模MIMO系统。
2014-08-07 cs.IT math.IT
Artificial-Noise-Aided Secure Multi-Antenna Transmission with Limited Feedback
我们提出了一种优化的安全多天线传输方法的基础上人工噪声辅助波束成形，从一个所需的单天线接收器的反馈有限。为了处理波束形成器的量化误差以及未知的窃听信道特性，我们的方法的目的是在双重性能约束下最大化吞吐量-所需的通信信道上的连接中断约束和保密中断约束，以防止窃听。我们提出了一种自适应传输策略，明智地选择窃听编码参数，以及人工噪声和信息信号之间的功率分配。这个优化的解决方案揭示了几个重要的差异，以前设计的解决方案的假设下完美的反馈。我们还研究了如何最有效地利用反馈位的问题。仿真结果表明，一个很好的设计策略是使用这些比特的大约20%来分配信道增益信息，剩余的用于分配信道方向，并且这种分配对所施加的保密中断约束很大程度上不敏感。此外，我们发现，每个发射天线的8个反馈位是足够的，以实现约90%的吞吐量与完美的反馈。
2015-01-21 cs.IT math.IT
High-Mobility OFDM Downlink Transmission with Large-Scale Antenna Array
在这种通信中，我们提出了一种新的接收机设计高流动性的正交频分复用（OFDM）下行链路传输与大规模的天线阵列。下行链路信号经历具有挑战性的快速时变传播信道。时变性质源自由于收发器振荡器频率偏移（OFO）和多个多普勒频移而引起的多个载波频率偏移（CFO）。让接收到的信号首先通过精心设计的波束成形网络，该网络可以在空间域中用足够数量的接收天线分离多个CFO。进一步提出了多普勒频移和OFO的联合估计方法。然后，可以对每个波束形成分支执行常规的单CFO补偿和信道估计方法。该接收机设计避免了复杂的时变信道估计，这与传统方法有很大不同。更重要的是，该方案可以应用于常用的时变信道模型，如Jakes信道模型。
2017-05-18 cs.IT math.IT
Transmission Capacity of Ad Hoc Networks with Spatial Diversity
本文推导出了中断概率和传输容量的adhoc无线网络的节点采用多天线分集技术，为一般类的信号分布。该分析允许系统性能被量化为衰落或非衰落环境。给出了具有路径损耗指数$α>2$的整个平面上的干扰受限均匀随机网络的传输容量，其中节点用途：（1）通过$M$扇区化天线的静态波束形成，对于该静态波束形成，如果天线没有旁瓣，则传输容量的增加被示出为$Θ(M^2)$，但是在非零旁瓣电平的情况下传输容量的增加较小;（2）动态特征波束形成（最大比率传输/组合），其中增加被示为$Θ(M^{\frac{2}α})$ ;（3）各种发射天线选择和接收天线选择组合方案，其给出可观但迅速减小的增益;以及（4）正交空时块编码，由于信道硬化，对于该正交空时块编码只有小的增益，等效于用于增加$m$的Nakagami- $m$衰落。它的结论是，在ad hoc网络中，静态和动态波束形成执行最好的，选择合并执行良好，但与快速递减的回报与增加天线，空时分组编码只提供边际收益。
2008-08-11 cs.IT math.IT
User Detection Performance Analysis for Grant-Free Uplink Transmission in Large-Scale Antenna Systems
以一般的免授权多址接入系统为模型，采用Zadoff-Chu序列作为上行导频，分析了大规模天线系统中免授权上行传输的用户检测性能。评估了在目标检测概率下各种用户检测方案的虚警概率。
2019-07-10 cs.IT eess.SP math.IT
Enhancing Secrecy with Multi-Antenna Transmission in Millimeter Wave Vehicular Communication Systems
毫米波（mmWave）车载通信系统将为原始传感器数据的交换提供丰富的带宽，并支持驾驶员辅助和安全相关功能。然而，缺乏安全的通信联系可能导致滥用和攻击，危及运输系统的效率和司机的人身安全。在本文中，我们提出了两个物理层（PHY）安全技术的车载毫米波通信系统。第一种技术使用具有单个RF链的多个天线来向目标接收机发送信息符号，并在非接收机方向上发送类噪声信号。第二种技术使用具有几个RF链的多个天线来向目标接收器发送信息符号，并在受控方向上机会性地注入人工噪声，从而减少车辆环境中的干扰。理论和数值结果表明，所提出的技术提供了更高的保密率相比，传统的物理层安全技术，需要数字或更复杂的天线架构。
2017-02-20 cs.IT math.IT
Secure Transmission for Fluid Antenna-Aided ISAC Systems
School of Information Science and Engineering, Shandong University（山东大学信息科学与工程学院）；Information Technology Service Center, People’s Court, Beijing（北京市人民法院信息技术服务中心）
本文提出了一种利用流体天线优化多用户总保密率的ISAC安全传输方案，通过联合优化天线位置和波束成形，实现超过20%的保密率提升。
2026-02-26 cs.IT math.IT
Resource Allocation for Outdoor-to-Indoor Multicarrier Transmission with Shared UE-side Distributed Antenna Systems
在本文中，我们研究的资源分配算法设计下行链路多载波传输与共享用户设备（UE）侧的分布式天线系统（SUDAS），利用授权和未授权的频带，以提高系统的吞吐量。联合UE选择和收发器处理矩阵设计被公式化为用于最大化端到端系统吞吐量（比特/秒）的非凸优化问题。为了获得一个易于处理的资源分配算法，我们首先表明，最佳的发射机预编码和接收机后处理矩阵联合对角化的端到端的通信信道。随后，优化问题被转换为多个并行通道的标量优化问题，这是通过使用渐近最优迭代算法来解决。仿真结果表明，所提出的资源分配算法的SUDAS实现了良好的系统性能，并提供了空间复用增益的单天线UE。
2015-01-09 cs.IT math.IT
Distributed MIMO Systems with Oblivious Antennas
考虑单个源经由分布式MIMO收发器与单个目的地通信的场景。源通过有限容量链路操作每个发射天线，同样地，目的地通过容量受限信道连接到接收天线。以游牧通信场景为目标，其中分布式MIMO收发器被设计为服务于不同的标准或服务，发射器和接收器被假设为不注意由源和目的地共享的编码功能。采用高斯对称干扰网络作为信道模型（如规则放置的发射机和接收机），可实现的速率进行了研究，并与上限进行了比较。它的结论是，在某些渐近和非渐近制度遗忘的发射机和接收机不会造成任何损失的最优性。
2008-05-10 cs.IT math.IT
Efficient MIMO Transmission of PSK Signals With a Single-Radio Reconfigurable Antenna
最近推出的信号空间方法复用多个数据符号使用一个单一的无线电开关天线的关键发展。首先，我们介绍了一个一般的框架，用于表示的空间复用关系的发射信号，只从天线散射参数和调制电抗性负载。这不仅避免了繁琐的远场计算，而且更重要的是提供了一种用于空间复用任何调制阶数的PSK信号的有效且实用的策略。所提出的方法允许确保在所有符号组合的驱动天线的输入处的恒定阻抗匹配，并且重要的是仅使用无源可重构负载。这避免了分别使用可重新配置的匹配网络和有源负载，从而克服了先前单馈MIMO技术在复杂度、效率和功耗方面的严格限制。所提出的方法说明了一个现实的非常紧凑的天线系统的设计优化多路复用QPSK信号。结果表明，该方法可以在降低射频复杂度的情况下为低端用户终端带来MIMO优势。
2014-02-05 cs.IT math.IT
Quantized Compute and Forward: A Low-Complexity Architecture for Distributed Antenna Systems
我们考虑一个低复杂度版本的计算和转发方案，只涉及缩放，偏移（抖动消除）和标量量化的继电器。该方案适用于分布式天线系统的上行链路，其中天线单元必须非常简单，并且通过给定速率R0的正交完美链路连接到点处理器。我们考虑设计的非二进制LDPC码自然匹配所提出的计划。每个天线单元对其自己的量化信号执行单独的（分散的）置信传播解码，并且经由无噪声链路向联合处理器发送用户信息消息的线性组合，联合处理器通过高斯消除来检索用户消息。该方案的复杂度与编码块长度成线性关系，与系统规模（中继数目）成多项式关系。
2011-09-05 cs.IT math.IT
Asynchronous Transmission of Wireless Multicast System with Genetic Joint Antennas Selection
多播传输的最优天线选择算法可以显著减少天线数目，并且可以获得较低的复杂度和接近穷举搜索的高性能。提出了一种基于遗传天线选择的异步组播传输机制。与最优搜索算法相比，遗传天线选择算法在天线总数增加的情况下，计算复杂性保持适中。对该机制的出错率和信道容量进行了分析和仿真，仿真结果表明，该机制在无线多播系统中可以获得较好的误符号率和次最大信道容量。
2014-05-08 cs.IT cs.NI math.IT
Energy-Efficient, Large-scale Distributed-Antenna System (L-DAS) for Multiple Users
大规模分布式天线系统（L-DAS）的分布式天线的数量非常大，可能高达几百个天线，被认为是。L-DAS的几个主要问题，如高延迟，能量消耗，计算复杂性，和大的反馈（信令）开销，被确定。的L-DAS的潜在能力是照亮的能源效率（EE）在整个文件。我们首先和一般建模的L-DAS的功耗，并制定EE最大化问题。为了解决两个关键问题，即巨大的计算复杂性和大量的反馈（信令）信息，我们提出了一种基于信道增益的天线选择（AS）方法和基于干扰的用户聚类（UC）方法。仿真结果表明：i）如果在MU-MIMO处理上存在不可忽略的开销功耗，则使用所有天线进行迫零多用户多输入多输出（MU-MIMO）是能量低效的，此外，通过与非集群L-DAS和共址天线系统进行比较，结果验证并支持了所提出的L-DAS符合AS、UC、预编码和功率控制的EE优点。
2014-01-20 cs.IT math.IT
Fluid-Antenna-Assisted Distributed Joint Decoding for Cell-Free Massive MIMO Unsourced Random Access
Southeast University（东南大学）；National Mobile Communications Research Laboratory, Frontiers Science Center for Mobile Information Communication and Security, Southeast University（国家移动通信重点实验室，移动信息与安全前沿科学中心，东南大学）；Purple Mountain Laboratories（紫金山实验室）
该研究针对无蜂窝大规模MIMO非授权随机接入的多用户干扰等问题，提出流体天线辅助的分布式联合解码方法，经仿真验证可提升接收功率，实现流体天线与该接入技术的可行集成。
2026-08-24 cs.IT math.IT
Co-ordinate Interleaved Distributed Space-Time Coding for Two-Antenna-Relays Networks
Jing和Hassibi研究了源节点、目的节点和中继节点都具有多个天线的无线中继网络中的分布式空时编码。在这种设置中，即使天线是共置的，同一中继的不同天线处的发射和接收信号也是独立处理和设计的。本文研究了一个源端和目的端均为单天线，R个中继节点均为双天线的无线中继网络。一类新的分布式空时分组码称为协调交织分布式空时码（CIDSTC）的介绍，其中，在第一阶段，源发送一个T-长度的复矢量的所有中继站和在第二阶段，在每个中继站，在两个天线接收到的复矢量的同相和正交分量矢量进行交织和处理，然后转发到目的地。与Jing-Hassibi提出的方案相比，对于$T \geq 4R$，CIDSTC方案在提供相同的2 R渐近分集阶数的同时，以中继站处理复杂度的增加为代价，提供了渐近编码增益。然而，对于中等和大的P值，CIDSTC方案被证明提供更多的多样性比Jing-Hassibi提出的方案。CIDSTCs被证明是完全不同的提供的信息符号从一个适当的多维信号集的值。
2008-08-05 cs.IT math.IT
Exploiting Multiple-Antenna Techniques for Non-Orthogonal Multiple Access
本文旨在提供一个全面的解决方案的设计，分析和优化的多天线非正交多址接入（NOMA）系统的多用户下行链路通信的时分双工（TDD）和频分双工（FDD）模式。首先，我们设计了一个新的多天线NOMA的框架，包括用户聚类，信道状态信息（CSI）的获取，叠加编码，发射波束形成，和连续干扰消除（SIC）。然后，我们分析所考虑的系统的性能，并推导出精确的封闭形式的平均传输速率的发射功率，CSI精度，传输模式和信道条件的表达式。为了进一步提高系统性能，我们优化了三个关键参数，即，发射功率、反馈比特和传输模式。特别是，我们提出了一个低复杂度的联合优化方案，以充分利用NOMA中的多天线技术的潜力。此外，通过渐近分析，我们揭示了系统参数对平均传输速率的影响，从而提出了一些指导多天线NOMA的设计。仿真结果验证了理论分析的正确性，并表明在实际应用中，该方案的性能优于传统的正交多址接入（OMA）技术。
2017-06-02 cs.IT math.IT
Alternate Distributed Beamforming for Buffer-Aided Multi-Antenna Relay Systems
研究了中继节点处具有多个天线的半双工（HD）双跳协作系统中的链路选择问题。针对缓冲器辅助的多天线中继系统，提出了交替分布式波束形成（ADB）方案。在该方案中，中继节点被分成两组，一组接收来自源节点的相同信息广播，另一组在每个时隙通过分布式波束形成向目的节点发送公共信息。值得注意的是，在不需要瞬时信道状态信息（CSI）的情况下确定用于接收和发送的中继。理论分析了该方案在瑞利衰落下的可达吞吐量，并推导出近似的封闭形式的表达式。仿真结果验证了理论分析的正确性。数值结果表明，与现有的链路选择策略相比，固定调度的ADB方案在可达吞吐量上有显著的提高。它还表明，对于ADB方案，增加在每个中继配备的天线的数量的吞吐量性能优于增加配备有单个天线的中继的数量时，在中继的天线总数是固定的。
2020-05-15 cs.IT math.IT
Optimized Uplink Transmission in Multi-Antenna C-RAN with Spatial Compression and Forward
大规模MIMO和C-RAN是用于实现未来无线通信系统的两种有前途的技术，其中大量天线被部署在基站（BS）处，或者完全分布在被称为远程无线电头端（RRH）的单独站点处。在本文中，我们考虑了无线网络的一般天线部署设计，称为多天线C-RAN，其中可以在每个RRH处配备灵活数量的天线，以更有效地平衡传统的大规模MIMO和单天线C-RAN之外的性能和前传复杂度权衡。在上行链路通信设置下，我们提出了一种新的“空间压缩和转发（SCF）”方案，其中每个RRH首先执行线性空间滤波以将其从多个用户接收的信号去噪并最大限度地压缩到减少的维数，然后并行地在每个所得维数上进行均匀标量量化，最后通过有限速率前传链路将总量化比特发送给基带单元（BBU）进行联合信息解码。在此方案下，我们最大化的最小信号与干扰加噪声比（SINR）的所有用户在BBU的联合资源分配在无线传输和前传链路。具体地，每个RRH以分布式方式确定其自己的空间滤波解决方案，以减少与BBU的信令开销，而BBU联合优化用户的发射功率、RRH的前传比特分配以及在各个RRH处使用固定空间滤波器的BBU的接收波束成形。通过数值结果，它表明，给定要部署的天线的总数，多天线C-RAN与所提出的SCF和联合优化显着优于大规模MIMO和单天线C-RAN实际前传容量约束下。
2015-01-20 cs.IT math.IT
Towards Compact and Frequency-Tunable Antenna Solutions for MIMO Transmission with a Single RF Chain
最近，一种称为波束空间MIMO的技术已经被证明是在使用单个RF链的同时发送多个信号的有效方法。在这项工作中，我们提出了新的设计考虑和紧凑的天线解决方案，以刺激部署波束空间MIMO在未来的无线应用。针对小型无线设备中的集成，新型天线由单个集成辐射器而不是物理分离的偶极子阵列制成。它还大大简化了BPSK调制信号的可变负载和直流偏置电路的实现，并且不需要任何外部可重新配置的匹配电路。最后，我们表明，该天线系统可以通过动态调整终止负载来重新配置，以保持其波束空间复用能力超过1：2的调谐范围，从而通过降低复杂度的硬件促进MIMO和动态频谱分配的收敛。一个原型实现单RF链复用在一个固定的频率的设计和测量，显示出良好的模拟和测量之间的协议。
2013-06-19 cs.IT math.IT
Joint Transmission for Cellular Networks with Pinching Antennas: System Design and Analysis
本文针对蜂窝网络中基站与捏合天线（PAS）的联合传输问题，提出三种协作方案（SD、SCD、FCD）及最优波束成形设计，推导平均接收信噪比闭式表达式，并通过仿真验证协作部署能显著提升性能。
2025-06-21 cs.IT eess.SP math.IT
On Capacity of Large-Scale MIMO Multiple Access Channels with Distributed Sets of Correlated Antennas
本文提出了一种确定性遍历和速率的等价形式，并给出了一种估计上行链路大规模多输入多输出（MIMO）天线信道容量实现输入协方差矩阵的算法。我们考虑一个大规模的MIMO系统，由多个用户和一个基站与几个分布式天线集。用户和天线组之间的每个链路形成具有视线（LOS）分量的双侧空间相关MIMO信道。我们的推导是基于新的技术，从高维随机矩阵理论（RMT）的假设下，在终端的天线数量接近无穷大的固定比例。确定性等价的结果（遍历和速率和容量实现输入协方差矩阵的确定性等价）是很容易计算的，并被证明是准确的现实系统的尺寸。此外，他们被证明是不变的几种类型的衰落分布。
2012-09-26 cs.IT math.IT
Spatial-spectral Terahertz Networks
本文主要研究空间频谱太赫兹（THz）网络，其中发射机配备漏波天线发送信息到他们的接收机在太赫兹频段。漏波天线作为一种定向的近平面天线，可以实现窄波束、高增益的信息传输。传统的大型天线阵列面临着具有挑战性的问题，如缩放限制和太赫兹频率的路径发现。因此，这项工作利用泄漏波天线在密集的太赫兹网络的潜力，建立低复杂度的太赫兹链路。通过解决传播角-频率耦合效应，传输速率进行了分析。结果表明，漏波天线是实现高速传输速率的有效方法。当具有大子信道带宽的THz发射机不是非常密集时，共信道干扰管理是不必要的。提出了一种简单的子信道分配方案，与相同数量的子信道在相同频带分配的情况下相比，提高了传输速率。在子信道分配后，提出了一种低复杂度的功率分配方法，以提高能量效率。
2021-11-04 cs.IT math.IT
Multiple Antennas Secure Transmission under Pilot Spoofing and Jamming Attack
在物理层安全传输中，合法目的地的发送端信道状态信息（CSI）起着关键作用。然而，信道训练过程容易受到主动窃听者（Eve）的导频欺骗攻击（PSA）或导频干扰攻击（PJA），这不可避免地导致严重的隐私信息泄漏。在本文中，我们提出了一种基于随机信道训练（RCT）的时分双工（TDD）多天线基站（BS）的安全下行链路传输框架。在所提出的RCT方案中，多个正交导频序列（PS）被同时分配给合法用户（LU），并且LU从所分配的PS集合中随机选择一个PS进行发送。在PSA或PJA下，我们提供BS识别由LU发送的PS的详细步骤，并且同时估计LU和Eve的信道。分析了BS在LU的PS上做出不正确决策的概率。最后，封闭形式的安全波束形成（SB）向量的设计和优化，以提高保密率在下行链路传输。数值结果表明，保密性能大大提高相比，传统的信道训练方案，其中只有一个PS被分配给LU。
2018-01-12 cs.IT math.IT
Energy-Efficient SWIPT in IoT Distributed Antenna Systems
物联网（IoT）的快速增长显著增加了无线设备的功耗。同时无线信息和电力传输（SWIPT）是物联网设备可持续运行的一种有前途的解决方案。在本文中，我们研究了基于SWIPT的分布式天线系统（DAS）中的能量效率（EE），其中在物联网设备中应用功率分配（PS），通过改变分布式天线（DA）端口的发射功率和物联网设备的PS比率来协调能量收集（EH）和信息解码（ID）过程。在单个物联网设备的情况下，我们通过基于Karush-Kuhn-Tucker（KKT）条件导出一些有用的性质来找到最佳的封闭形式解，并且该解不需要数值迭代。对于多个IoT设备的情况，我们提出了一种有效的次优算法来解决EE最大化问题。仿真结果表明，在单个和多个物联网设备的情况下，与其他基准方案相比，所提方案都具有更好的EE性能。
2018-01-19 cs.IT math.IT
Interleaved Training and Training-Based Transmission Design for Hybrid Massive Antenna Downlink
在本文中，我们研究了基于波束的训练设计与传输设计的混合大规模天线单用户（SU）和多用户（MU）系统的中断概率作为性能指标。对于SU系统，我们提出了一个交错的训练设计级联的反馈和训练过程，从而使训练长度自适应的信道实现。精确的解析表达式推导出的平均训练长度和中断概率的建议交织训练。对于MU系统，我们提出了一种基于波束的交织训练、波束分配和MU数据传输的联合设计。波束分配的两种解决方案提供了不同的复杂度-性能权衡。分析结果和仿真结果表明，对于SU和MU系统，所提出的联合训练和传输设计实现了与传统的全训练方案相同的中断性能，但在训练开销显着节省。
2018-03-11 cs.IT math.IT
Treating Content Delivery in Multi-Antenna Coded Caching as General Message Sets Transmission: A DoF Region Perspective
编码缓存可以创建编码多播，从而显著加速具有接收器缓存的广播信道中的内容递送。虽然编码缓存中的原始递送方案顺序地多播每个编码消息，但是它对于多输入多输出（MIMO）广播信道不是最优的。本工作的目的是研究多天线编码缓存的全空间复用增益，同时发送所有编码的消息。具体来说，我们建议将内容交付视为一般消息集的传输问题，其中所有可能的消息都存在，每个消息具有不同的长度，并针对不同的用户集。我们首先获得的自由度（DoF）区域的$K$ -用户$(M,N)$广播信道与一般的消息集，与$M$和$N$的发射和接收天线的数量，分别的内部和外部边界。然后，对于任何给定的编码消息集，我们通过在DoF区域中搜索最佳DoF元组来找到其最小归一化传递时间（NDT）。所获得的最小NDT在天线配置$\frac{M}{N} \in (0,1]\cup[K, \infty)$处是最优的，并且在$\frac{M}{N}$到$\frac{M}{N} \in (1,K)$处的最优的乘法间隙内。我们的NDT结果可以针对任何用户需求进行评估，包括集中式和分散式缓存放置。
2019-04-08 cs.IT math.IT
Distributed Antenna Selection for Massive MIMO using Reversing Petri Nets
与集中式方法相比，用于分布式大规模多输入多输出（多输入多输出）通信系统的分布式天线选择降低了计算复杂度，并且在保持分集和空间复用的同时提供了高容错性。我们提出了一种新的分布式天线选择算法，并显示其优于现有的集中式和分布式解决方案。所提出的算法表现良好，不完美的信道状态信息，并执行少量的简单的计算操作，每个节点，收敛到一个稳定的状态。我们的基础上，反向Petri网，一个变种的Petri网的启发，可逆计算，能够向前和向后执行，同时遵守守恒定律。
2019-05-28 cs.IT eess.SP math.IT
Downlink Spectral Efficiency of Cell-Free Massive MIMO Systems with Multi-antenna Users
本文研究了一种无小区的大规模多输入多输出（MIMO）系统，其接入点（AP）和用户都配备了多个天线。考虑两种传输协议。在第一传输协议中，不存在下行链路导频，而在第二传输协议中，提出下行链路导频以改善系统性能。在这两种传输协议中，用户使用基于最小均方误差的连续干扰消除（MMSE-SIC）方案来检测期望信号。对于分析，我们首先推导出一个一般的频谱效率公式与任意边信息的用户。然后推导出不同传输协议的频谱效率的解析表达式。为了提高系统的频谱效率（SE），最大-最小公平功率控制（PC）应用于第一协议通过使用其SE的封闭形式的表达式。由于推导第二种协议的SE的闭合形式的性能表达式的计算复杂度，我们将第一种协议的最优功率系数应用于第二种协议。数值结果表明，无论系统中的用户数量如何，两种协议结合多天线用户是实现次优SE的前提。
2020-04-24 cs.IT math.IT
Two-Timescale Design for Downlink Multiuser Transmission with Dynamic Metasurface Antennas
Beijing University of Posts and Telecommunications（北京邮电大学）；Universitat Pompeu Fabra（庞培法布拉大学）
提出一种基于统计信道信息的双时间尺度设计，先优化动态超表面天线系数，再更新数字预编码器，以平衡导频开销、复杂度和频谱效率。
2026-06-16 cs.IT math.IT
Secure Transmission with Large Numbers of Antennas and Finite Alphabet Inputs
在本文中，我们研究了有限字母输入的大规模多天线窃听信道的安全传输。首先，我们调查的情况下，瞬时信道状态信息（CSI）的窃听者是已知的发射机。我们分析表明，一个广义奇异值分解（GSVD）为基础的设计，这是最佳的高斯输入，可能会表现出严重的性能损失有限的字母输入的高信噪比（SNR）制度。有鉴于此，我们提出了一种新的逐组GSVD（PG-GSVD）设计，可以有效地补偿GSVD设计所造成的性能损失。更重要的是，PG-GSVD设计的计算复杂性比[1]中的有限字母输入的现有设计低几个数量级，而由此产生的性能损失是最小的。然后，我们扩展的PG-GSVD设计的情况下，只有统计CSI的窃听者是在发射机。数值结果表明，所提出的PG-GSVD设计可以有效地实现在大规模的多天线系统，并实现了显着的性能增益相比，GSVD设计。
2017-04-25 cs.IT math.IT
Beamforming Design for Joint Localization and Data Transmission in Distributed Antenna System
研究了一种分布式天线系统，其目标是为移动台（MS）提供数据通信和定位功能。每个MS从多个基站（BS）接收数据，并且使用接收到的信号不仅提取信息，而且确定其位置。这是基于到达时间（TOA）或到达时间差（TDOA）测量来完成的，这取决于假定的同步条件。在数据吞吐量和定位精度要求下最小化BS的总功率消耗的问题相对于在BS处使用的波束成形向量来公式化。该分析涵盖了频率平坦和频率选择性信道，并考虑在参数不确定性的存在下的鲁棒性约束。所提出的算法解决方案是基于秩松弛和差分凸（DC）规划。
2014-04-29 cs.IT math.IT
Optimum Transmission Through the Multiple-Antenna Gaussian Multiple Access Channel
本文研究了在恒定衰落、多天线和各种功率约束下高斯多址信道容量域的最优点。兴趣点最大化在实际通信场景中出现的一般速率目标。实现这些点构成了联合优化分时参数、输入协方差矩阵和连续干扰消除接收机使用的解码顺序的任务。为了解决这个问题，调用Carathéodory定理来表示分时和解码顺序联合作为一个有限维矩阵变量。这个变量使我们能够使用变分不等式扩展的结果与线性速率目标的问题，更一般的，潜在的非凸，问题，并获得一个必要和充分条件的传输参数的最优性在广泛的问题。使用从这种情况下获得的见解，我们开发和分析的算法的收敛性解决，否则令人生畏的，基于GMAC的优化问题。
2015-11-16 cs.IT math.IT
Microwave Surveillance based on Ghost Imaging and Distributed Antennas
在这封信中，我们提出了一个鬼成像（GI）和分布式天线的微波监视方案。通过分析其成像分辨率和采样要求，采用微波GI实现高质量的监视性能与低系统复杂性的潜力已被证明。仿真结果验证了所提出的微波监视方法的理论分析和有效性。
2015-10-02 cs.IT math.IT stat.AP
