Opportunistic Beamforming with Wireless Powered 1-bit Feedback Through Rectenna Array
这封信涉及的机会波束形成（OBF）方案的多天线下行链路空间随机性。与传统的OBF相比，终端仅返回1比特反馈，其由通过整流天线阵列的无线功率传输供电。我们研究两个基本的拓扑结构的组合的整流天线元件;直流组合器和射频组合器。利用高阶统计量和随机几何，推导了两种组合方案的波束中断概率的封闭形式。
2015-07-20 cs.IT cs.NI math.IT
Opportunistic Wireless Energy Beamforming using RSSI Feedback
本文提出了一种新的信道估计方法，和基于簇的机会调度策略，提高了无线能量传输的效率，在系统中由多个能量接收器（ER）。首先，在训练阶段，能量发送器（ET）从所有ER获得一组RSSI反馈值，并且这些值用于估计ET与所有ER之间的信道。接下来，基于信道估计，ER被分组为簇，并且挑选其成员在相位上最接近其质心的簇。该簇将被给予优先级，并且通过求解凸优化问题来找到在所选簇中的所有ER中最大化最小收获能量的波束形成器。该波束形成器用于使用最大比率发射波束形成将能量传递到ER。所有ER都有相同的机会被选择，而不管它们与ET的距离如何，因此，该调度策略可以被认为是机会主义的和公平的。结果表明，该方法实现了显着的性能增益。
2019-12-22 cs.IT math.IT
Transmission Rank Selection for Opportunistic Beamforming with Quality of Service Constraints
在本文中，我们考虑一个多小区多用户MISO广播信道。该系统在多小区环境中根据机会性波束成形框架操作，其中在每个基站处具有可变数量的发射波束（可替换地被称为传输秩）。小区中共同调度用户的最大数量等于其传输秩，因此增加它将具有增加复用增益的效果。然而，这将同时增加网络中的干扰量，这将降低通信速率。本文着重于最佳设置在每个基站的传输秩，使得一组服务质量（QoS）的约束，这将确保每个波束在每个基站的保证最低速率，不违反。考虑到不同的网络设置，获得表示传输秩的可实现区域的表达式。可实现传输秩区域由满足QoS约束的所有可实现传输秩元组组成。数值结果也提供了进一步的见解的可行性问题。
2014-05-10 cs.IT math.IT
Joint Spatial Division and Multiplexing: Opportunistic Beamforming and User Grouping
联合空分复用（JSDM）是最近提出的方案，以实现频分双工（FDD）系统的大规模MIMO类增益和简化的系统操作。其关键思想在于将用户划分为具有近似相似协方差的组，并使用两阶段下行链路波束成形：预波束成形器，其取决于信道协方差并最小化跨组的干扰，以及预波束成形后的有效信道的多用户MIMO预编码器，以抵消组内的干扰。我们首先专注于一个固定数量的天线和大量的用户的制度，并表明，机会与用户选择波束成形产生显着的增益，因此，信道相关性可能会产生一个容量的改善不相关的“各向同性”的信道结果谢里夫和Hassibi。我们证明，在存在不同的相关性组之间，一个块对角化的预波束形成器的设计方法实现了最佳的和率缩放。接下来，我们考虑大量的天线和用户的政权，用户选择不提供显着的增益。在这里，我们提出了一个简化的用户分组算法，当天线的数量变得非常大，在一个现实的设置，用户是随机分布的，并具有不同的到达角和角扩展取决于传播环境的集群用户成组。我们随后的分析导致了一个概率调度算法，在每个组内的用户随机预选的基础上从大系统分析得出的概率，根据公平性标准。这是有利的，因为仅需要所选择的用户反馈其信道状态信息（CSIT）。
2013-05-30 cs.IT math.IT
Outage Capacity of Opportunistic Beamforming with Random User Locations
本文研究了由大量异构移动用户组成的网络的中断容量，并根据经典的机会波束形成框架进行操作。基站位于小区的中心，小区被建模为有限半径的圆盘。随机用户位置使用均匀空间泊松点过程建模。接收信号受到衰落和位置相关路径损耗的损害。对于这个系统，我们首先推导出一个表达式的波束中断概率。这个表达式适用于所有路径损耗模型，满足一些温和的条件。然后，我们关注两个特定的路径损耗模型（即，一个无界模型和一个更现实的有界模型）来说明我们的结果的应用。在小区半径趋于无穷大的大系统极限下，针对所选的特定路径损耗模型，推导了波束中断容量及其缩放行为。它示出了无限模型的波束中断能力的尺度几何。另一方面，这种标度行为成为双对数的有界模型。直观的解释，为什么我们观察到不同的缩放行为不同的路径损耗模型。进行数值评估，以提供进一步的见解，并说明中断容量结果的适用性，即使是一个小区具有一个小的有限半径。
2013-09-26 cs.IT math.IT
Opportunistic Beamforming using Dumb Basis Patterns in Multiple Access Cognitive Channels
本文研究了干扰受限多址接入（MAC）认知信道中从次网络到主网络存在视距干扰（LoS）时的多用户分集问题。结果表明，对于$N$次用户，并假设莱斯干扰信道，次和容量的规模像$\log\left(\frac{K^{2}+K}{\mathcal{W}\left(\frac{K e^{K}}{N}\right)}\right)$，其中$K$是莱斯信道的$K$因子，和$\mathcal{W}(.)$是朗伯W函数。因此，LoS干扰阻碍了在瑞利信道中经历的可实现的多用户分集增益，其中总容量像$\log(N)$那样增长。为了克服这个问题，我们提出了使用单无线电电子可控寄生阵列辐射器（ESPAR）天线在二次移动终端。使用ESPAR天线，我们诱导干扰信道的人为波动恢复$\log(N)$增长率通过分配随机权重正交{ \it基础模式}。我们将这种技术称为{ \it随机空中波束形成}（RAB）。虽然LoS干扰本来是一个源的容量障碍，我们表明，使用RAB，它实际上可以被利用来提高多用户干扰的多样性，通过提高{ \it有效用户数}以最小的硬件复杂性。
2014-07-05 cs.IT math.IT
Multi-User Opportunistic Beamforming using Reconfigurable Surfaces
多用户（MU）分集通过在其信道接近其峰值时调度用户进行传输来产生和速率增益。在基站（BS）处用于调度所需的唯一信息是用户的信噪比（SNR）。MU分集增益在具有视线（LoS）信道分量和/或空间相关性的环境中受到限制。为了补救这一点，以前的作品已经提出了机会波束成形（OBF），使用多个天线在BS发送相同的信号，由时变增益调制，在每个时隙的最佳用户。在本文中，我们提出了可重构表面（RS）辅助OBF增加的范围内的信道波动在单天线广播信道（BC），机会调度（OS）策略实现的总和速率容量。RS被抽象为被动反射元件的阵列，并且是哑的，在这个意义上，它只在入射电磁波上引起随机相移，而不需要任何信道状态信息。我们开发的总和速率缩放定律下瑞利，莱斯和相关瑞利衰落，并表明，RS辅助OBF只有一个单天线BS优于多天线BS辅助OBF。我们还将我们的结果扩展到OFDMA系统和多天线BC。
2019-12-15 cs.IT eess.SP math.IT
A Novel Mode Switching Scheme Utilizing Random Beamforming for Opportunistic Energy Harvesting
由于无线电信号同时携带能量和信息，因此关于同时无线信息和功率传输（SWIPT）的统一研究最近引起了人们对实现无线供电通信网络的极大关注。在本文中，我们研究了一个多输入单输出（MISO）多播SWIPT网络与一个多天线发射机发送共同的信息，多个单天线接收器同时随着机会主义的无线能量收集在每个接收器。从实际考虑，我们假设信道状态信息（CSI）仅在每个相应的接收机处是已知的，但在发射机处是不可用的。我们提出了一种新的接收机模式切换SWIPT方案的基础上的一个新的应用程序的传统的随机波束成形技术在多天线发射机，它产生人工信道衰落，使更有效的能量收集在每个接收机时，接收功率超过一定的阈值。对于所提出的方案，我们调查可实现的信息速率，收获的平均功率和/或停电概率，以及它们在AWGN和准静态衰落信道的各种权衡。与没有随机发射波束成形的周期性接收器模式切换的参考方案相比，当所收获的能量目标足够大时，所提出的方案被示出能够实现更好的速率-能量权衡。特别是，它揭示了采用一个单一的随机波束的建议计划是渐近最佳的发射功率增加到无穷大，也表现出最好的有限发射功率的高收获的能量制度的最实际的利益，从而导致一个有吸引力的低复杂度的实现。最后，我们比较了所提出的方案与不同的随机波束设计的速率-能量性能。
2014-07-21 cs.IT math.IT
Link Quality Control Mechanism for Selective and Opportunistic AF Relaying in Cooperative ARQs: A MLSD Perspective
将中继技术引入自动重传请求（ARQ）机制，可以增强分集和吞吐量。允许多个中继之间的偷听也是增加ARQ中参与中继的数量的已知方法。然而，当机会放大转发（AF）中继应用于协作ARQ，系统设计变得不平凡，甚至涉及。基于中断分析，首先发现空间和时间分布对中继的接收信号质量敏感，然后提出一种链路质量控制机制来预先筛选候选中继，以利用选择性和机会性AF（SOAF）中继方法来探索协作ARQ的多样性.根据分析，时间和空间的差异，可以充分利用，如果设置适当的阈值为每一跳沿中继路由。SOAF中继方法进一步检查从数据包传递的观点。利用最大似然序列检测（MLSD）原理，建立了基于SOAF中继的ARQ方案在MLSD的分组出错率（PER）上达到潜在分集阶数的链路质量充分条件。这些条件取决于最小码字距离和平均信噪比（SNR）。此外，从启发式的角度来看，我们还开发了一个阈值搜索算法的建议SOAF中继和链路质量的方法，利用PER的多样性和SNR增益。提出的阈值机制的有效性，通过与网格码的模拟验证。
2016-02-02 cs.IT math.IT
Frequency-Selective Hybrid Beamforming Based on Implicit CSI for Millimeter Wave Systems
混合波束形成是实现毫米波高数据率传输的一个很有前途的概念。为了在收发器中实现它，许多参考文献最佳地适应于高维多天线信道，但或多或少忽略了信道估计的复杂性。意识到接收到的耦合系数的信道和对可能的模拟波束成形向量可以用于模拟波束选择，我们进一步提出了一个低复杂度的计划，利用耦合系数来实现混合波束成形。从本质上讲，耦合系数可以被视为隐含的信道状态信息（CSI），这些耦合系数的估计产生的有效的信道矩阵的替代品的维数低得多。在计算这些有效信道矩阵的Frobenius范数之后，证明了具有最大Frobenius范数值的有效信道提供了混合波束形成问题的解决方案。
2018-02-27 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
Random Beamforming with Heterogeneous Users and Selective Feedback: Individual Sum Rate and Individual Scaling Laws
本文研究了基于随机波束形成的通信系统中的三个公开问题：异构用户的调度策略，封闭形式的和速率，以及选择反馈的多用户分集的随机性。通过采用基于累积分布函数的调度策略，在保证用户间公平性的同时，获得异构环境下的多用户分集增益。在这个调度框架下，人们对个人和速率（即给定用户的平均速率乘以用户数量）感兴趣，并在不同的反馈方案下进行分析。首先，在全反馈方案下，我们通过采用所选用户的信号与干扰加噪声比的概率密度函数的分解，推导出封闭形式的个体和速率。这种技术被用来进一步获得一个封闭的形式速率近似与选择性反馈的空间维度。该分析还扩展到宽带OFDMA系统中的随机波束成形，其中在频谱维度中具有附加的选择性反馈，其中仅反馈用于最佳L个资源块的最佳波束。利用极值理论研究了选择反馈引起的多用户分集的随机性。最后，通过利用尾部等价方法，观察选择性反馈和随机观测的乘法效应，以建立个体速率标度。
2013-03-04 cs.IT math.IT
Outage probability of selective decode and forward relaying with secrecy constraints
研究了在保密约束条件下解码转发中继中机会中继选择的中断概率。我们推导出封闭形式的中断概率的表达式。基于分析结果，渐近性能进行了研究。仿真结果验证了性能分析的准确性。
2011-11-15 cs.IT math.IT
Novel Subcarrier-pair based Opportunistic DF Protocol for Cooperative Downlink OFDMA
提出了一种新的基于子载波对的机会DF协议，用于解码转发（DF）中继辅助的协作下行OFDMA传输。具体地说，用户消息比特在两个连续的等持续时间时隙中发送。第一时隙中的子载波可以与第二时隙中的子载波配对，用于到用户的DF中继辅助传输。特别地，源和中继器可以同时发送以在第二时隙中的子载波处实现波束成形以用于中继器辅助传输。在第一或第二时隙中的每个不成对的子载波由源用于直接传输到用户，而无需中继的辅助。该协议在总功率约束条件下，解决了总速率最大化资源分配（RA）问题.结果表明，新的协议导致的最大和速率大于或等于一个基准，这不允许源实现波束成形的子载波在第二个时隙的中继辅助传输。然后，开发多项式复杂度RA算法以找到（至少近似地）最优资源分配（即，源/中继功率、子载波配对和对用户的分配）。数值实验表明，新的协议可以导致更大的和率比基准。
2013-01-14 cs.IT cs.NI math.IT
Codebook-Based Opportunistic Interference Alignment
当满足一定的用户缩放条件时，主动干扰对齐（OIA）以分布式方式在干扰多址信道（IMAC）中渐近地实现最优自由度（DoF）。对于多输入多输出IMAC，与单输入多输出IMAC相比，基于奇异值分解（SVD）的用户波束形成从根本上降低了实现任意目标DoF所需的用户缩放条件。在本文中，我们解决了现有的基于SVD的OIA的两个实际挑战：1）所选择的用户的波束成形权向量的完全前馈的需要和2）现有的迫零（ZF）接收机的基础上实现的低速率。我们首先提出了一个基于码本的OIA，其中的权重向量是从一个预定义的码本具有有限的大小，使信息的权重向量可以发送到所属的BS有限的前馈选择。我们推导出实现相同的用户缩放条件下，基于SVD的OIA的情况下，格拉斯曼和随机码本的码本大小。令人惊讶的是，它示出的派生码本大小是相同的两个考虑的码本方法。其次，我们考虑到在追求提高可实现的速率的基础上的ZF接收机在基站（BS）的增强型接收机。假设BS之间没有协作，则BS与相邻小区中的所选用户之间的干扰链路难以在所属BS处被捕获。我们建议使用一个简单的最小欧几里德距离接收器操作没有信息的干扰链路。随着OIA的帮助下，我们表明，这种新的接收机渐近实现的信道容量的用户数量的增加。
2013-10-08 cs.IT math.IT
Low-Complexity Hybrid Beamforming for Massive MIMO Systems in Frequency-Selective Channels
频率选择性信道的混合波束成形是一个具有挑战性的问题，因为移相器向所有子载波提供相同的相移。现有的方法仅仅依赖于信道的频率响应，并且混合波束形成器在整个频带上最大化平均频谱效率。与最先进的技术相比，我们表明，通过联合利用大规模多输入多输出（MIMO）信道的频域和时域特性，可以实现大量的和速率增益，无论是对于丰富的和稀疏的散射信道。在我们提出的方法中，射频（RF）波束形成器在时域中相干地组合接收到的符号，因此，它将信号的功率集中在特定的时间样本上。结果，RF波束形成器消除了“有效”传输信道的频率响应，并减小了其均方根延迟扩展。然后，基带组合器减轻频域中的残余干扰。利用大规模MIMO信道的良好传播条件，我们给出了所提出的波束形成器及其性能的闭式表达式，并证明了当所采用的移相器网络的数量是时域中可分辨多径分量的两倍时，我们所提出的方案可以实现全数字迫零的性能。
2019-03-12 cs.IT math.IT
User Selection for Simple Passive Beamforming in Multi-RIS-Aided Multi-User Communications
研究了多个可重构智能表面（RIS）辅助下的无线系统中多用户下行信号传输。在这样的多RIS、多用户、多天线场景中，确定RIS相移的集合以最大化总吞吐量变得棘手。因此，我们提出了一种新的方案，可以大大简化被动波束形成的优化。通过机会主义地选择具有最佳信道条件的用户作为系统中唯一的有源发射机，它退化为单用户无源波束成形，其中两种方法，即，基于半定松弛方法和交替优化的联合优化是适用的。通过Monte-Carlo仿真证明了该方案的优越性。
2023-03-16 cs.IT eess.SP math.IT
Randomly-Directional Beamforming in Millimeter-Wave Multi-User MISO Downlink
本文研究了毫米波多用户多输入单输出下行链路系统中的随机定向波束形成。基于均匀随机视距（UR-LoS）信道模型，利用渐近方法分析了毫米波MISO中RDB的性能和MU增益。它表明，存在一个过渡点上的用户数量相对于天线元件的数量的非平凡性能的RDB计划，并且此外，在UR下可以实现任意接近于相对于天线元件的数量的线性缩放的和速率缩放。如果用户数相对于天线数线性增加，则通过适当的用户调度的机会随机波束形成的LoS信道模型元素所提供的结果产生的见解最有效的波束成形和调度选择毫米波MU-MISO在各种操作条件下。仿真结果验证了我们的分析的基础上渐近技术有限的情况下。
2015-06-09 cs.IT math.IT
Hierarchical Functionality Prioritization in Multicast ISAC: Optimal Admission Control and Discrete-Phase Beamforming
针对ISAC系统中传感与通信功能分层资源分配的非凸MINLP问题，提出精确MILP重构以获得全局最优准入控制与离散相位波束成形方案，性能优于基线39%以上。
2024-12-31 cs.IT eess.SP math.IT
Performance Analysis of Intelligent Reflecting Surface Assisted Opportunistic Communications
本研究针对 sub-6 GHz 频段，提出并分析了基于 IRS 随机相位配置和多用户分集的机会通信方案，证明其吞吐量随用户数增加渐近收敛至最优波束成形吞吐量，并扩展至 OFDM 宽带系统，以极低成本实现卓越性能。
2022-10-24 cs.IT eess.SP math.IT
Optimized Training Design for Multi-Antenna Wireless Energy Transfer in Frequency-Selective Channel
研究了频率选择性信道下多输入单输出（MISO）无线能量传输（WET）系统的最优训练设计，通过在能量发送端正确学习信道状态信息（CSI），可以同时获得频率分集增益和能量波束成形增益.通过利用信道互易性，提出了一种两阶段信道训练方案，分别获得分集增益和波束形成增益。在第一阶段中，在可用频率子带的选定子集上从能量接收器（ER）发送导频信号，通过该导频信号确定在ET处的所有天线上展现最大和功率的子带，并且将其索引发送回ER。在第二阶段中，所选择的子带被进一步训练用于ET以估计多天线信道并实现能量波束成形。我们建议最大化在ER处收获的净能量，这是由用于两阶段信道训练的能量抵消的总收获能量。最佳的训练设计，包括训练的子带的数量和分配给每个阶段的能量，推导出。
2014-10-03 cs.IT math.IT
Optimized Training for Net Energy Maximization in Multi-Antenna Wireless Energy Transfer over Frequency-Selective Channel
研究了频率选择性信道下多输入单输出（MISO）无线能量传输（WET）系统的训练设计问题，通过在能量发送端有效地学习信道状态信息（CSI），同时获得频率分集和能量波束形成增益，以最大化传输能量.利用信道互易性，提出了一种新的两阶段信道训练方案，分别实现分集增益和波束形成增益。在第一阶段中，在可用频率子带的所选子集上从能量接收器（ER）发送导频信号，通过该导频信号，ET确定具有最大天线和功率增益的一定数量的“最强”子带，并将它们的索引发送到ER。在第二阶段中，所选择的子带由ER进一步训练，使得ET获得对应MISO信道的精细估计以实现WET的能量波束成形。一个训练设计问题的制定和优化解决，它考虑到信道训练开销，通过最大化的净收获的能量在ER，定义为平均收获的能量偏移的两阶段训练中消耗的。此外，渐近分析获得了大量的天线或大量的子带的系统，以获得有用的见解的最佳训练设计。最后，数值结果证实了我们的分析，并显示了所提出的计划，最佳平衡的多样性和波束成形增益实现MISO WET系统与有限的能量训练的有效性。
2015-04-14 cs.IT math.IT
Joint BS-RIS-User Association and Beamforming Design for RIS-assisted Cellular Networks
可重构智能表面（RIS）是第六代（6 G）网络的革命性技术，因为它具有操纵无线环境的能力。作为一种频率选择性器件，RIS只能有效地对特定频带内的信号传播进行整形。由于这种频率选择性特性，在蜂窝网络中部署RIS将引入复杂的基站（BS）-RIS-用户关联问题，因为相邻BS在不同频带上操作。在本文中，与RIS的频率选择性特性的考虑，我们的目标是联合优化BS-RIS-用户关联，在BS的主动波束赋形，和RIS的被动波束赋形，以最大限度地提高和速率的RIS辅助蜂窝网络。我们首先利用$l_0$ -范数有效地集成BS-RIS-用户关联与有源和无源波束成形。然后，我们采用分数规划（FP）和块坐标下降（BCD）的方法来处理对数和分数的部分和解耦的联合关联和波束形成设计问题成几个子问题。有效的算法相结合的$l_0$ -范数逼近，优化最小化（MM），交替方向的乘法器（ADMM）交替解决的子问题。大量的仿真结果说明了在RIS辅助的蜂窝网络中BS-RIS-用户关联优化的重要性，并验证了所提出的联合关联和波束形成设计算法的有效性。
2022-10-31 cs.IT eess.SP math.IT
On the Beamforming Design for Efficient Interference Alignment
针对$K$ -用户单输入单输出频率选择性衰落干扰信道，提出了一种有效的干扰对齐方案。其主要思想是引导发射波束成形矩阵，使得在每个接收器处，由无干扰的期望流占据的子空间维度与由所有干扰占据的子空间维度渐近相同。我们提出的方案实现了更高的复用增益在任何给定数量的信道实现相比，原来的IA计划，这是已知的实现最佳复用增益渐近。
2009-06-21 cs.IT math.IT
On the Number of RF Chains and Phase Shifters, and Scheduling Design with Hybrid Analog-Digital Beamforming
研究了频率选择性信道下下行多用户大规模多输入多输出（MIMO）系统的混合波束成形（HB）问题。对于该系统，首先我们确定所需的射频（RF）链和移相器（PS）的数量，使得所提出的HB实现与利用$N$（发射机天线的数量）RF链的数字波束成形（DB）的性能相同的性能。我们表明，DB的性能可以实现与我们的HB只是通过利用$r_t$ RF链和$2r_t(N-r_t + 1)$ PS，其中$r_t \leq N$是所有子载波的组合数字预编码器矩阵的秩。其次，我们提供了一个简单而新颖的方法来减少PS的数量，只有一个微不足道的性能下降。数值结果表明，只有$20-40$ PS每个RF链是足够的实际相关的参数设置。最后，对于部署的RF链的数目$(N_a)$小于$r_t$的情形，我们提出了一种简单的用户调度算法来选择每个子载波中的最佳用户集合。仿真结果验证了理论表达式的正确性，并证明了在平坦衰落和频率选择性信道中，所提出的HB设计优于现有的HB设计。
2016-07-24 cs.IT math.IT
Selective Cooperative Relaying over Time-Varying Channels
在选择性协作中继中，仅激活可用中继集中的单个中继，因此有效地利用了可用功率和带宽资源。然而，在时变信道中实现选择性协作中继可能会导致频繁的中继切换，从而降低整体性能。在本文中，我们研究了在时变衰落信道中的选择性协作中继应用中中继切换发生的速率。特别是，我们推导出封闭形式的表达式的继电器切换率（以Hz为单位）的机会主义中继（OR）和分布式开关和保持组合（DSSC）。此外，还提供了所考虑的两种方案的平均继电器激活时间的表达式，反映了所选择的继电器保持活动直到切换发生的平均时间。数值结果表明，DSSC产生相当低的中继切换率比OR，随着更大的平均中继激活时间，使其成为一个更好的候选人在快衰落环境中的中继选择的实施。
2009-05-12 cs.IT math.IT
Waveform and Beamforming Design for Intelligent Reflecting Surface Aided Wireless Power Transfer: Single-User and Multi-User Solutions
本文研究了智能反射面辅助无线电能传输的波形和无源波束形成设计。在发射功率约束和无源波束形成相位单位模约束条件下，基于交替优化（AO）框架，以最大化输出直流电流加权和为目标，推导了广义多用户和低复杂度单用户算法。输入信号波形和IRS无源波束形成相移被联合设计为用户的个人频率选择性信道状态信息（CSI）的函数。研究了能量采集器的非线性特性，并对频率选择性IRS（FS-IRS）和频率平坦IRS（FF-IRS）两种IRS部署方案进行了建模和分析。本文强调了这样一个事实，即IRS可以提供一个额外的无源波束成形增益输出直流功率比传统的WPT设计和显着影响的波形设计，利用无源波束成形，频率分集和能量采集器的非线性的好处。尽管FF-IRS的输出直流电流比FS-IRS低，但它仍然比传统WPT设计实现了大幅增加的直流功率。性能评估证实了联合波形和无源波束形成设计的显著优势，考虑到能量采集器的非线性，以提高单用户和多用户WPT系统的性能。
2021-07-09 cs.IT eess.SP math.IT
Deep-Unfolded Wideband ISAC Beamforming for DMA Under Frequency-Selective Lorentzian Model
Centre for Wireless Communications, University of Oulu（奥卢大学无线通信中心）
研究基于频率选择性洛伦兹响应模型的宽带ISAC系统，通过交替优化框架平衡通信用户和雷达目标性能，提出深度展开PGA架构，提升性能并加速收敛。
2026-07-07 cs.IT cs.SY eess.SP
Random Aerial Beamforming for Underlay Cognitive Radio with Exposed Secondary Users
在本文中，我们介绍了暴露的次级用户问题的认知无线电系统中，无论是次到主和主到次信道有一个视线（LoS）组件。基于莱斯模型的LoS信道，我们表明，分析和数值，LoS干扰阻碍了可实现的次要用户容量时，干扰约束施加在主用户接收机。这是由当存在主导LoS分量时干扰信道波动的差的动态范围引起的。为了提高这样的系统的容量，我们提出了一个电子可控寄生阵列辐射（ESPAR）天线在二次终端的使用。ESPAR天线涉及单个RF链，并且具有可重新配置的辐射方向图，该辐射方向图通过经由改变一组电抗性负载向M个标准正交基辐射方向图分配任意权重来控制。通过将正交模式视为多个虚拟哑天线，我们随时间随机改变它们的权重，从而创建人工信道波动，可以完美地消除LoS干扰的不良影响。该方案被称为随机空中波束成形（RAB），并且由于其使用单个RF链，因此非常适合于紧凑且低成本的移动终端。此外，我们调查暴露在多用户设置中的次用户问题，表明LoS干扰阻碍多用户干扰分集，并影响SU容量的增长率作为用户数量的函数。使用RAB，我们表明，实际上可以利用LoS干扰，以提高多用户分集通过机会调零。
2015-08-01 cs.IT math.IT
Cognitive Beamforming Made Practical: Effective Interference Channel and Learning-Throughput Tradeoff
本文研究了在与现有主无线电（PR）链路机会频谱共享的情况下，辅助链路或所谓的认知无线电（CR）链路的传输策略。假设CR发射机配备有多个天线，由此可以联合部署发射预编码和功率控制，以在避免PR终端处的干扰和优化CR链路的性能之间进行平衡。这种操作被称为认知波束成形（CB）。与先前的CB研究，假设CR发射机干扰PR终端的信道的完美的知识，本文提出了一种实用的CB方案，利用有效干扰信道（EIC）的新思想，它可以有效地估计在CR发射机从其观察到的PR信号。不知何故令人惊讶的是，本文表明，基于学习的CB计划与EIC提高CR信道容量对传统的计划，即使与确切的CR到PR信道的知识，当PR链路配备有多个天线，但只在一个子空间的总可用空间维度。此外，本文提出了算法的CR估计EIC在有限的学习时间。由于信道估计误差，所提出的CB方案在PR终端处引起泄漏干扰，这导致CR的有趣的学习吞吐量折衷现象，与其在信道学习和数据传输之间的时间分配有关。本文推导出最佳的信道学习时间，以最大限度地提高有效吞吐量的CR链路，受CR发射功率约束和干扰功率约束的PR终端。
2009-08-03 cs.IT math.IT
User Scheduling and Passive Beamforming for FDMA/OFDMA in Intelligent Reflection Surface
大多数关于智能反射表面（IRS）的现有工作仅仅考虑点对点通信，包括单个用户，以便于分析。然而，实际的无线系统需要同时容纳多个用户。由于缺乏频率选择性反射，即相移的集合在频率子信道上不能不同，IRS的集成对诸如频分多址（FDMA）和被称为正交FDMA（OFDMA）的广泛采用的技术的频率复用方法提出了根本性的挑战。这促使我们研究基于（O）FDMA的多用户IRS通信，以阐明在这种非频率选择性反射环境下，哪种用户调度和被动波束形成是有利的。理论分析和数值计算表明，当用户数较少时，（O）FDMA不需要用户调度。如果用户数量变大，则用户调度和IRS反射优化都不是必需的。这些发现有助于大幅简化基于（O）FDMA的IRS通信的设计。
2023-03-16 cs.IT eess.SP math.IT
Cell-Free Massive MIMO-OFDM Transmission over Frequency-Selective Fading Channels
该文提出并分析了频率选择性衰落信道下基于正交频分复用（OFDM）的无小区大规模多输入多输出（CFmMIMO）多载波传输。提出了频域共轭波束形成、导频分配和用户特定的资源分配。CFmMIMO-OFDM是可扩展的，以服务于大量的用户，并且是灵活的，以提供不同的数据率的异构应用。
2021-07-03 cs.IT eess.SP math.IT
Network MIMO with Linear Zero-Forcing Beamforming: Large System Analysis, Impact of Channel Estimation and Reduced-Complexity Scheduling
我们考虑多天线基站和单天线用户终端的多小区系统的下行链路，任意基站合作集群，距离相关的传播路径损耗，和一般的“公平性”的要求。同一协作簇中的基站采用具有线性迫零波束成形的联合传输，受到总和或每个基站功率约束。集群间干扰在用户终端处被视为噪声。系统频谱效率的解析表达式中发现的大系统的限制，每个基站的用户和天线的数量趋于无穷大与给定的比率。特别是，对于每个基站的功率约束，我们发现在随机矩阵理论的新结果，产生的摩尔-彭罗斯伪逆的结构化非独立同分布的子矩阵的平方Frobenius范数。由协作簇、用户分布和路径损耗系数得到的信道矩阵。该分析扩展到通过显式下行链路信道训练和上行链路反馈获得的发射机处的非理想信道状态信息（CSIT）的情况。具体来说，我们的研究结果照亮了大量的合作天线的好处和估计高维信道向量的成本之间的权衡。此外，我们的分析导致一个新的简化的下行链路调度方案，根据从大系统的结果，根据所需的公平性标准获得的概率预先选择的用户。所提出的方案执行接近最佳（有限维）的机会用户选择，而需要显着较少的信道状态反馈，因为只有一小部分预选用户必须反馈他们的信道状态信息。
2011-09-12 cs.IT math.IT
Utility of Beamforming Strategies for Secrecy in Multiuser MIMO Wiretap Channels
本文探讨了线性波束成形方法的安全通信在多用户窃听信道与一个单一的发射机，多个合法的接收机，和一个单一的窃听器，其中所有的节点都配备了多个天线。没有关于窃听者的信息被假定在发射机，我们检查广播MIMO下行链路与独立的信息，和多播MIMO下行链路与所有合法的接收机的共同信息。在这两种情况下，信息信号都是以刚好足够的功率发射的，以保证在期望的接收机处的某个SINR，而剩余的功率用于广播人工噪声。人工干扰选择性地降低被动窃听者的信号，同时保持与期望的接收器正交。我们分析了迫零和最佳的最小功率波束成形设计的广播信道，最佳的最小MSE波束成形器的组播信道提供的机密性。对窃听者的相对信干噪比和误码率性能的数值仿真表明了所提出的物理层安全方案的有效性。
2009-10-14 cs.IT math.IT
Hybrid Beamforming Based on Implicit Channel State Information for Millimeter Wave Links
混合波束形成为实现毫米波高数据率传输提供了一种很有前途的解决方案。基于可用的信道状态信息在收发器处实现混合波束成形是常见的解决方案。然而，许多参考方法忽略了大型天线阵列的信道估计或后续步骤的复杂性，例如信道矩阵的奇异值分解。为此，我们提出了一个低复杂度的计划，利用隐含的信道知识，以促进频率选择性衰落信道的混合波束形成的设计。隐式信道知识可以被解释为在发射机和接收机处通过周围信道的所有可能的模拟波束成形向量对之间的耦合。而不是计算大的天线阵列之间的互信息，我们专注于小尺寸的波束模式之间的耦合矩阵选择使用适当的关键参数作为性能指标。这将复杂的混合波束形成问题转换为简单得多的问题：它相当于收集不同的大功率耦合系数集合来构造有效信道矩阵的多个备选方案。然后，产生有效信道的最大Frobenius范数（或行列式的最大绝对值）的集合提供了混合波束形成问题的解决方案。结果表明，该方法不需要MIMO信道的信息，并且可以简单地通过接收到的相关导频信号来实现，这些导频信号应该用于信道估计。
2018-05-18 cs.IT math.IT
IRS-Enhanced OFDMA: Joint Resource Allocation and Passive Beamforming Optimization
智能反射面（IRS）技术是一种新兴的提高无线通信频谱效率的技术，具有低的硬件和能源成本。本文考虑将IRS集成到基于正交频分多址（OFDMA）的多用户下行通信系统中，研究IRS反射系数和OFDMA时频资源块以及功率分配的联合优化问题，以最大化用户的公共（最小）速率。具体地，由于IRS处缺乏频率选择性被动波束形成能力，因此仅一组反射系数可以被设计用于适应不同频率子带上的多个用户的大量信道。为了解决这个困难，我们提出了一种新的动态被动波束形成方案，其中IRS反射系数在每个信道相干块内的不同时隙上动态调整，以创建人工时变信道，并且仅选择在每个时隙中同时服务的用户的子集，从而实现更高的被动波束形成增益。虽然公式化的优化问题是非凸的，我们提出了一个有效的算法来获得一个次优的解决方案。数值结果表明，所提出的计划显着提高了系统的共同率比设置没有IRS和随机IRS反射系数。此外，我们提出的动态被动波束形成优于固定的被动波束形成，它采用了一组共同的反射系数在每个信道的相干块，通过更灵活地平衡被动波束形成和多用户分集增益。
2019-12-03 cs.IT math.IT
Diversity Analysis of Bit-Interleaved Coded Multiple Beamforming with Orthogonal Frequency Division Multiplexing
对于宽带无线通信系统，正交频分复用（OFDM）已经与多输入多输出（MIMO）技术相结合。比特交织编码多波束形成（BICMB）可以在平坦衰落MIMO信道中实现空间分集和空间复用。在频率选择性衰落的MIMO信道中，BICMB-OFDM（BICMB-OFDM）可以同时实现空间分集和多径分集，是一种重要的技术。然而，分析BICMB-OFDM的分集是一个具有挑战性的问题。本文对BICMB-OFDM系统进行了分集分析。首先，推导了最大可达分集，并证明了全分集条件RcSL <= 1，其中Rc，S和L分别为码率，每个子载波上发送的并行流数和信道抽头数。然后，性能下降，由于子载波之间的相关性进行了研究。最后，子载波分组技术被用来对抗性能下降，并提供多用户兼容性。
2015-03-17 cs.IT math.IT
Radiation Footprint Control in Cell-Free Cooperative ISAC: Optimal Joint BS Activation and Beamforming Coordination
本文针对无小区ISAC网络中的干扰与成本问题，提出辐射足迹控制机制及联合基站激活与波束成形协调方法，并通过MO-BRB算法实现最优解，仿真验证了其有效性。
2025-07-10 cs.IT eess.SP math.IT
Joint Channel-Estimation/Decoding with Frequency-Selective Channels and Few-Bit ADCs
我们提出了一种快速和接近最佳的方法，联合信道估计，均衡和解码的编码单载波（SC）传输频率选择性信道与几位模数转换器（ADC）。我们的方法利用参数双线性广义近似消息传递（PBiGAMP），以减少联合信道估计和（软）符号解码的实现复杂度的几个快速傅立叶变换（FFT）。此外，它学习并利用信道脉冲响应中的稀疏性。我们的工作是出于毫米波系统的带宽上的Gsamples/sec的顺序，其中几位ADC，SC传输，和快速处理都导致显着降低功耗和实施成本。我们用数字证明我们的方法，使用根据IEEE 802.11ad无线局域网（LAN）标准生成的信号和信道，在这种情况下，接收器使用模拟波束成形和一个ADC。
2018-12-09 cs.IT math.IT
Vector Broadcast Channels: Optimality of Threshold Feedback Policies
仅利用部分信道状态信息（CSI）的波束成形技术由于其较低的反馈要求而比需要完美CSI的其他通信策略更受欢迎。基于波束成形的通信系统中的反馈量可以通过选择性反馈技术进一步减少，在选择性反馈技术中，仅允许具有足够好的信道的用户通过分散反馈策略进行反馈。在本文中，我们证明了阈值在接收机是速率最优分散反馈策略的反馈有限系统与指定的反馈约束。这一结果是高度适应性的，由于其分布独立的性质，提供了一个分析的理由阈值反馈政策在实际系统中使用，并加强了以前的工作分析阈值反馈政策作为一个选择性的反馈技术，而不证明其最优性。它对自私的单边偏差是鲁棒的。最后，它减少了搜索率明智的最优反馈策略的反馈约束从函数空间到有限维欧氏空间。
2011-03-24 cs.IT math.IT
Reconfigurable Intelligent Surfaces Empowered Cooperative Rate Splitting with User Relaying
协作速率分割（CRS）是建立在速率分割多址接入（RSMA）和机会用户中继基础上的一种传输策略，可以提高多天线广播信道的用户公平性和频谱效率。为了进一步提高其性能，CRS和可重构智能表面（RIS）的相互作用进行了研究。提出了一种新的基于RIS的CRS传输框架，并研究了相应的资源分配问题，以最大化用户间的最小速率。然后，提出了一种替代的优化算法来迭代地优化发射波束成形、公共速率分配和RIS阶段。数值结果表明，所提出的RIS辅助CRS传输框架显着提高频谱效率相比，其非合作的同行和其他计划没有RIS。
2022-08-08 cs.IT math.IT
A High-Diversity Transceiver Design for MISO Broadcast Channels
本文分析了多输入单输出广播信道下混合收发结构的中断行为和分集阶数。该混合方案将具有紧密对齐信道的用户分组，并对由具有紧密对齐信道的用户组成的每个组应用叠加编码和连续干扰消除解码，同时跨半正交用户组应用迫零波束成形。为了使这样的分析，封闭形式的下限上的可实现的速率的一般多输入单输出广播信道与叠加编码和连续干扰消除是新的推导。通过采用信道自适应的用户分组和适当的功率分配，确保用户组的信道子空间具有大于某个阈值的角度，表明混合收发器结构在多输入单输出广播信道中实现了全分集阶数，并在实现全分集阶数的同时机会性地增加了复用增益。此外，所实现的全分集阶数与单用户最大比发射波束成形的全分集阶数相同。因此，混合方案可以在信道衰落下提供可靠的通信，以实现超可靠的低延迟通信。数值结果验证了我们的分析，并显示了中断的混合方案优于传统的收发器设计的多输入单输出广播信道。
2019-01-22 cs.IT math.IT
Space-Time Block Diagonalization for Frequency-Selective MIMO Broadcast Channels
用于频率平坦MIMO广播信道的最相关的线性预编码方法是块对角化（BD），其在某些条件下获得相同的非线性脏纸编码信道容量。然而，BD不容易被转换为频率选择性信道，因为收发器设计需要空时信息。在本文中，我们证明了BD在频率选择性MIMO广播信道中是可行的，以消除用户间干扰（IUI），如果发射块长度足够大，如果发射天线的数量大于用户的数量。我们还提出了三种不同的方法来减轻/消除块传输中的符号间干扰（ISI）：i）基于时间反演的BD（TRBD），其仅使用发射机处理来最大化接收机周围的空间聚焦，ii）均衡BD（EBD），其仅使用发射机处理来最小化ISI，以及iii）联合处理BD（JPBD），其在发射机和接收机处使用线性处理来抑制ISI。我们分析了这些技术的理论多样性和复用增益，我们证明，JPBD接近充分的复用增益为一个足够大的传输块长度。大量的数值仿真表明，所提出的方法的可达速率和错误性能的概率，提高了传统的时间反转波束形成。此外，JPBD为频率选择性MIMO广播信道提供了最高的可实现速率区域。
2016-08-21 cs.IT math.IT
Equalized Time Reversal Beamforming for Indoor Wireless Communications
时间反转（TR）技术是一种频率选择性信道下的波束形成技术，由于其能量利用率高、计算复杂性低等优点，在无线通信中受到越来越多的关注。在本文中，我们提出了两个贡献的时间反转（TR）的无线波束形成单用户室内宽带MISO系统。首先，我们提供了新的分析基带TR系统使用两种常用的室内传播信道模型。我们推导出封闭形式的近似符号间干扰（ISI）与这些信道模型，以表征传播条件（如功率延迟分布，延迟扩展和带宽）对TR性能指标的影响。特别是，我们分析了TR波束形成的空间聚焦和时间压缩性能，以及它们对比特出错率（BER）的影响。作为第二个贡献，我们介绍了均衡TR（ETR）技术，减轻了传统TR的ISI。建议的ETR利用迫零预均衡器在与TR预滤波器级联配置的发射机。与以往的方法，在TR系统中的ISI缓解，我们推导出理论的ETR的性能界限，并表明，它大大提高了传统TR的BER性能，其波束形成能力的影响最小。通过数值模拟，我们验证了我们的封闭形式的近似，并表明，建议ETR技术优于传统的TR在任何SNR下的BER。
2017-02-18 cs.IT cs.NI math.IT
MIMO Downlink Scheduling with Non-Perfect Channel State Knowledge
下行链路调度方案是公知的，并且在信道状态对于调度器是完全已知的假设下被广泛研究。在多用户MIMO（广播）的情况下，下行链路调度在非完美的信道状态信息（CSI）的存在下，只有很少处理。在本文中，我们提供了一个总体框架，系统地解决这个问题。此外，我们照亮的信道状态预测误差所发挥的关键作用：我们的计划在一个根本不同的方式对待用户与小信道预测误差（“可预测”用户）和用户与大信道预测误差（“不可预测”用户），并可以被解释为一个接近最佳的机会分时策略之间的MIMO下行链路波束成形可预测的用户和空时编码不可预测的用户。我们的研究结果，基于一个现实的MIMO信道模型中使用的3GPP标准化，表明所提出的算法可以显着优于传统的“不匹配”的调度方案，对待可用的CSI，如果它是完美的。
2009-07-09 cs.IT math.IT
Interference Alignment via Improved Subspace Conditioning
针对K个用户、单输入单输出（SISO）、频率选择性干扰信道，提出了一种新的低复杂度的发射波束形成设计，提高了可达和速率。联合采用Cadambe和Jafar在[1]中提出的干扰对齐（IA）方案以及分别在发射机和接收机处的线性最小均方误差（MMSE）解码，新的IA预编码设计提高了平均和速率，同时保留了Cadambe和Jafar方案的可实现的自由度K/2。
2010-11-30 cs.IT math.IT
Multi-User Frequency-Selective Hybrid MIMO Demonstrated Using 60 GHz RF Modules
考虑到5G的高吞吐量要求，将毫米波技术和多用户MIMO融合似乎是一种非常有前途的策略。由于硬件限制阻碍了全数字架构的实现，使用数字预编码和相控天线阵列的混合MIMO架构被认为是在毫米波实现多用户MIMO的可行解决方案。然而，真实信道传播和硬件非理想性会显著降低此类系统的性能。因此，对新体系结构进行实验对于确认和支持系统设计至关重要。然而，混合MIMO系统还没有被理解为毫米波的宽信道带宽的影响，非理想的RF前端以及模拟波束成形的不完美性往往被忽略。在本文中，我们提出了一个60 GHz的MU-MIMO测试平台，使用相控天线阵列在发送器和接收器。配备有32相控天线阵列的基站同时分配两个用户。我们表明，频率选择性混合预编码可以有效地抑制用户间干扰，使空间复用的干扰有限的情况下，增加一倍的吞吐量相比，SISO的情况下，并补偿信道的频率波动。此外，我们报告了6 dB的EVM星座的改进时，比较混合MIMO架构与全模拟架构。
2018-04-09 cs.IT math.IT
Robust Statistical Beamforming with Multi-Cluster Tracking for Time-Varying Massive MIMO (Extended Version)
提出了一种大规模多输入多输出（MIMO）系统中瞬时信道估计、波束跟踪和自适应波束形成器的联合设计方法。这种设计的重点是效率方面的性能和计算复杂性的不利影响下的时间变化和移动性的来源，多用户和多径组件的存在下，或简单的多集群，和远近效应。该设计也适用于混合波束形成和频率选择性信道。在所提出的系统中，信道参数估计在时域双工（TDD）上行链路模式使用每簇的方法，而不是一个联合的方法，这显着降低了复杂度。由于所提出的干扰感知统计波束形成方法，即降维广义特征波束形成器（RD-GEB），每簇估计是可能的，它承担了干扰减轻的计算负载，并使剩余阶段的设计更简单。此外，整体设计基于将信道参数分离为快时间和慢时间，仅留下瞬时信道估计和信道匹配滤波作为快时间操作，其在集群特定的降维子空间内处理。波束跟踪和波束形成很少在慢时间内进行，降低了时均复杂度。此外，通过利用一批瞬时信道估计来执行波束跟踪，这消除了对额外训练过程的需要。所提出的低复杂度设计优于传统的方法。
2023-03-01 cs.IT eess.SP math.IT
Asymptotically Optimal Resource Block Allocation With Limited Feedback
考虑频率选择性信道上的信道分配问题，有K个信道（频带）和N个用户，对于某个正整数b，K=bN。我们希望为每个用户分配b个信道（或资源块）。由于频率选择性信道的性质，每个用户认为某些信道比其他信道更好。这个资源分配问题的最优解可以使用匈牙利算法来计算。然而，这需要知道所有信道增益的数值，这使得这种方法对于大型网络不切实际。我们建议一个次优的方法，只需要知道每个用户的M-最好的渠道。我们找到M的最小值，使得存在一个分配，其中每个用户得到的所有b个信道都在他的M-最好的。这导致每个用户每个信道的反馈显著小于一位。对于一个大类的衰落分布，包括瑞利，Rician，m-Nakagami和其他人，这种次优的方法导致一个渐近（在K）最优的和速率和渐近最优的最小速率。我们的非机会主义的方法实现（渐近）充分的多用户分集以及最佳的公平性，通过对比所有其他有限的反馈算法。
2018-11-11 cs.IT math.IT
A Family of Deep Learning Architectures for Channel Estimation and Hybrid Beamforming in Multi-Carrier mm-Wave Massive MIMO
Duzce University（迪兹杰大学）；University of Luxembourg（卢森堡大学）
混合模拟和数字波束成形收发器有助于解决下一代毫米波（mm-Wave）大规模多输入多输出（多输入多输出）系统中昂贵硬件和高训练开销的挑战。然而，在混合架构中缺乏全数字波束成形以及毫米波的短相干时间对信道估计施加了额外的约束。解决这些挑战的现有工作主要集中在窄带信道上，其中采用基于优化或贪婪算法来导出混合波束形成器。在本文中，我们介绍了一种用于频率选择性宽带毫米波系统的信道估计和混合波束成形的深度学习（DL）方法。特别是，我们考虑了大规模多输入多输出正交频分复用（MIMO-OFDM）系统，并提出了三种不同的DL框架，包括卷积神经网络（CNN），它接受接收信号的原始数据作为输入，并在输出端产生信道估计和混合波束形成器。我们还介绍了离线和在线预测方案。数值实验表明，与当前最先进的优化和DL方法相比，我们的方法提供了更高的频谱效率，更少的计算成本和更少的导频信号数量，以及对接收到的导频数据，损坏的信道矩阵和传播环境的偏差的更高的容忍度。
2022-01-03 cs.IT cs.LG eess.SP
LOS-based Conjugate Beamforming and Power-Scaling Law in Massive-MIMO Systems
研究莱斯平坦衰落信道下的MIMO系统。为了减少获取完整信道状态信息的开销并避免导频污染问题，通过将散射分量视为干扰，研究了一种仅基于视线（LOS）分量的发射和接收共轭波束形成（BF）传输方案。在秩1模型下，首先考虑了具有N个发射天线和M个接收天线的单用户系统，并重点研究了当发射功率按1/MN比例缩减时的功率-缩放定律问题。可以表明，随着MN变大，散射干扰消失，遍历可达速率高于相应的基于快衰落和最小均方误差（MMSE）信道估计的BF方案。然后，我们进一步考虑上行链路和下行链路单小区的情况下，基站（BS）有M个天线和K个用户中的每一个有N个天线。当每个用户的发射功率按比例缩小到1/MN时，对于有限用户可以示出，随着M无限制地增长，每个用户最终获得与单用户情况相同的速率性能。然而，即使当N无限制地增长时，仍然存在不能被消除的用户间LOS干扰。对于无限多个用户，存在这样一个幂缩放定律：当K与M的b次幂以固定的有限比趋于无穷大时，对于（0，1）中的给定b，不仅可以消除用户间的视线干扰，而且可以消除快衰落效应，而当b=1时，不能消除快衰落效应。扩展到多小区和频率选择性信道也进行了讨论。数值结果表明，天线空间相关性对系统的速率性能影响不大，当M很大时，基站天线可以紧凑布置。
2014-12-08 cs.IT math.IT
Deep Learning Based Frequency-Selective Channel Estimation for Hybrid mmWave MIMO Systems
毫米波（mmWave）大规模多输入多输出（MIMO）系统通常采用混合混合信号处理以避免昂贵的硬件和高训练开销。然而，在毫米波频带处缺乏全数字波束成形在信道估计中带来了额外的挑战。关于混合架构的现有技术主要集中在用于估计频率平坦的窄带毫米波信道的贪婪优化算法上，尽管实际上与毫米波信道相关联的大带宽导致频率选择性信道。在本文中，我们考虑频率选择性宽带毫米波系统，并提出两种基于深度学习（DL）压缩感知（CS）的信道估计算法。所提出的算法从训练数据中学习关键的先验信息，以提供具有低训练开销的高精度信道估计。在第一种方法中，基于DL-CS的算法同时估计频域中的信道支持，然后将其用于信道重构。第二种方法利用估计的支持应用低复杂度的多分辨率微调方法，以进一步提高估计性能。仿真结果表明，所提出的基于DL的方案显着优于传统的正交匹配追踪（OMP）技术的归一化均方误差（NMSE），计算复杂性，和频谱效率，特别是在低信噪比制度。当与OMP方法相比，实现了NMSE的差距\$ \unit [\{4-10\}]{dB}\$相对于Cramer Rao下限（CRLB），所提出的算法减少CRLB的差距只有\$ \unit [\{1-1.5\}]{dB}\$，同时显着降低了两个数量级的复杂性。
2021-02-22 cs.IT math.IT
Mobile Beamforming & Spatially Controlled Relay Communications
The State University of New Jersey（新泽西州立大学）
本文研究了单源单目标机器人中继网络中的随机运动规划问题，提出了一种两阶段随机规划方法，通过优化中继位置以最大化总波束成形功率的期望倒数，采用随机因果信道状态信息进行决策。
2016-03-19 cs.IT cs.SY eess.SY
Analytical Nonlinear Distortion Characterization for Frequency-Selective Massive MIMO Channels
本文针对频率选择性大规模MIMO信道，推导了非线性失真功率的闭式表达式，揭示了多径分量数量和时延扩展对带内与带外失真的影响规律，并通过仿真验证了分析结果。
2023-10-30 cs.IT eess.SP math.IT
