On the Capacity of MIMO Interference Channels
研究了多输入多输出干扰信道（MIMO IC）的容量域，其中信道矩阵为平方可逆矩阵。强干扰的容量区域建立强干扰的定义平行的标量信道。此外，Z干扰，噪声干扰，和混合干扰的和速率容量的建立。这些结果推广了标量高斯IC的已知结果。
2008-09-25 cs.IT math.IT
Adaptive Real-Time Software Defined MIMO Visible Light Communications using Spatial Multiplexing and Spatial Diversity
在本文中，我们实验证明了一个实时的【形】软件定义的多输入多输出（MIMO）可见光通信（VLC）系统采用链路自适应的空间复用和空间分集。采用基于现场可编程门阵列（FPGA）的通用软件无线电外设（USRP）实现了实时的【形】MIMO信号处理。MIMO VLC的软件定义植入可以帮助实现自适应和可重新配置的通信系统而无需硬件改变。我们测量了使用空间分集和空间复用的单载波M-QAM MIMO VLC的误差矢量幅度（EVM）、比特出错率（BER）和频谱效率性能。结果表明，空间分集MIMO VLC提高了错误性能的空间复用应该提高的频谱效率的代价。我们提出了自适应MIMO解决方案，调制方案和MIMO方案都动态地适应不断变化的信道条件，以提高错误性能和频谱效率。自适应2x2 MIMO VLC的平均无差错频谱效率在2米室内动态传输上达到12 b/s/Hz。
2016-12-27 cs.IT math.IT
Achievable Diversity-Rate Tradeoff of MIMO AF Relaying Systems with MMSE Transceivers
研究了多输入多输出放大转发中继系统中基于最小均方误差（MMSE）的最优收发器的分集阶数。虽然分集复用折衷（DMT）分析准确地预测了MMSE接收机对于正复用增益的行为，但事实证明，对于固定速率的情况，通过DMT的性能是非常不可预测的，因为MMSE策略表现出复杂的速率相关行为。在本文中，我们建立了MIMO AF中继系统的分集率权衡性能的MMSE收发机作为一个封闭的形式为所有固定的速率，从而提供了一个完整的表征的分集阶数与DMT的早期工作。
2013-12-16 cs.IT math.IT
On the Capacity Region and the Generalized Degrees of Freedom Region for the MIMO Interference Channel with Feedback
在本文中，我们研究了反馈对两个用户MIMO干扰信道的影响。具有反馈的MIMO干扰信道的容量区域的特征在于在恒定比特数内，其中该常数与信道矩阵无关。此外，它示出的MIMO干扰信道的反馈和它的互易干扰信道的容量区域是在一个恒定的比特数。最后，给出了带反馈MIMO干扰信道的广义自由度域的特征。
2013-09-14 cs.IT math.IT
On the Achievability of Interference Alignment in the K-User Constant MIMO Interference Channel
研究了K用户MIMO干扰信道中的干扰对齐问题。针对发射天线数等于接收天线数（NT = NR = N）、发射机-接收机对数等于K = N + 1、所有干扰对齐复用增益均为1的情况，提出了一种新的构造性干扰对齐解的求解方法.该方法的核心包括解决一个特征值问题，其中包括所有干扰链路的信道矩阵。该过程提供了洞察信号向量空间对齐方案在有限维MIMO干扰信道中的可行性。
2009-04-28 cs.IT math.IT
Low Complexity Opportunistic Interference Alignment in $K$-Transmitter MIMO Interference Channels
在本文中，我们提出了低复杂度的机会干扰对齐方法，在$K$发射机MIMO干扰信道，利用多用户分集。我们不假设在发射机处信道状态信息（CSI）的可用性。接收机需要反馈指示接收到的干扰子空间被对准的程度的模拟值。所提出的机会干扰对齐（OIA）实现了与传统OIA方案相当的和速率，但具有显著降低的计算复杂性。
2015-09-29 cs.IT math.IT
Fundamental Limits in Correlated Fading MIMO Broadcast Channels: Benefits of Transmit Correlation Diversity
我们调查的高斯MIMO广播信道（BC）的空间相关衰落的渐近容量限制，以了解何时以及有多少传输相关性有助于容量。通过对用户的信道协方差（等效地，在发射机侧的发射相关性）施加结构（也称为\emph{transmit correlation diversity}），发射相关性对MIMO BC的功率增益的影响在系统参数的几个状态中被表征，特别关注大规模阵列（或大规模MIMO）状态。考虑到下行链路训练的代价，我们给出了多用户MIMO下行链路系统的渐近容量界，看看发射相关分集如何影响系统的复用增益。我们利用联合空分复用（JSDM）的概念，推导出的容量界限。在多用户MIMO系统中，发射相关分集可以显著提高复用增益和功率增益。特别是，在无线通信中的新类型的多样性，以提高系统的复用增益高达由这种多样性的度数的一个因素。最后，传统的大规模MIMO系统不利用发射相关性的性能限制的特点。
2014-10-10 cs.IT math.IT
The Degrees of Freedom Region of the MIMO Cognitive Interference Channel with No CSIT
这篇论文已被作者撤回修改。
2010-02-10 cs.IT math.IT
Dynamic Interference Mitigation for Generalized Partially Connected Quasi-static MIMO Interference Channel
MIMO干扰信道的最新研究表明，干扰对齐可以显著增加网络的可实现自由度（DoF）。然而，大多数这些作品都假设了一个完全连接的干扰图。在本文中，我们研究如何利用部分连接，以提高系统性能的MIMO干扰网络。我们提出了一种新的干扰抑制方案，该方案引入了预编码器和解相关器的信号子空间的约束，以减轻“许多”干扰置零约束，在预编码器和解相关器设计中的“小”自由度为代价，从而扩展了干扰对准方案的可行性区域。分析表明，该算法在对称部分连接MIMO干扰网络中能显著提高系统自由度。我们还比较了所提出的方案与各种基线的性能，并通过模拟表明，所提出的算法可以实现显着的增益随机连接的干扰网络的系统性能。
2011-05-02 cs.IT math.IT
Receive Diversity and Ergodic Performance of Interference Alignment on the MIMO Gaussian Interference Channel
本文研究了当信噪比不渐近高时，K用户高斯MIMO干扰信道（MIMO-IC）上的干扰对齐问题。我们介绍了一个泛化IA，使接收分集内的无干扰子空间。我们概括的存在性标准的IA解决方案提出的Yetis等人。这种情况下，从而建立一个多用户分集复用权衡（DMT）的干扰信道。此外，我们推导出一个封闭形式的紧下界的遍历互信息可实现使用IA在高斯MIMO-IC与高斯i.i.d.当发射信号在IA定义的子空间内为白色时，在任意SNR下的信道系数。最后，作为前面的结果的应用程序，我们比较IA在DMT允许的各个操作点所实现的性能，最近推出的基于博弈论的分布式方法。
2010-06-23 cs.IT math.IT
Diversity-Multiplexing Tradeoff of Double Scattering MIMO Channels
众所周知，在复用增益和分集增益方面，双散射的存在降低了MIMO信道的性能。本文给出了双散射MIMO信道分集复用折衷（DMT）的封闭表达式。结果表明，对于具有nT发射天线、nR接收天线和nS散射体的信道，对于任意的nT、nS和nR，DMT仅依赖于三元组（nT，nS，nR）的有序形式.还建立了双散射信道与单散射信道具有相同DMT的条件。
2006-03-31 cs.IT math.IT
On the Feasibility of Linear Interference Alignment for MIMO Interference Broadcast Channels with Constant Coefficients
分析了常系数MIMO干扰广播信道中线性干扰对齐的可行性。提出并证明了一般MIMO-IBC线性IA可行的必要条件。除了适当的条件外，我们还找到了另一个必要条件来保证一类不可约干扰被消除。然后，我们证明了一个特殊的类MIMO-IBC的必要和充分条件，其中的天线的数量是由每个用户的数据流的数量整除。由于找到一个可逆的雅可比矩阵是至关重要的充分性证明，我们首先分析雅可比矩阵的稀疏结构和重复结构的影响。考虑到MIMO-IBC的雅可比矩阵中与发射矩阵和接收矩阵相对应的子矩阵具有不同的重复结构，通过分别构造这两个子矩阵，得到了一个可逆的雅可比矩阵。我们表明，对于MIMO-IBC的每个用户有一个所需的数据流，一个合适的系统是可行的。对于对称MIMO-IBC，通过分析线性IA可行性的必要条件和充分条件之间的差异，给出了天线配置的适当但不可行的区域。
2013-03-05 cs.IT math.IT
MIMO Z Channel Interference Management
本文对MIMO Z信道进行了研究。我们重点讨论了当不同用户发送码字到相应的接收机时，只有一个用户会对另一个用户造成干扰时，如何解决干扰问题。我们假设有两个发射机和两个接收机，每个都有两个天线。我们提出了一种策略，以消除干扰，同时允许不同的用户在同一时间进行传输。我们的策略是低复杂度，而性能是好的。提供了数学分析，并给出了基于我们的系统的仿真。
2012-03-31 cs.IT math.IT
Settling the feasibility of interference alignment for the MIMO interference channel: the symmetric square case
确定具有恒定信道系数的K用户MIMO干扰信道中的向量空间干扰对齐的可行性条件最近引起了很多关注，但仍然没有解决。本文的主要结果是限制在对称的正方形的情况下，所有的发射机和接收机有N个天线，每个用户的期望d发送尺寸。我们证明了对齐是可能的，当且仅当天线的数量满足N>= d（K+1）/2。我们还展示了一个必要条件，与任意系统参数的对准的可行性。一个代数几何方法是中央的结果。
2011-04-05 cs.IT math.IT
Isotropic MIMO Interference Channels without CSIT: The Loss of Degrees of Freedom
研究了在各向同性衰落信道下的两用户MIMO干扰信道。我们假设用户配备了任意数量的天线和信道状态信息（CSI）是在接收机只。获得了自由度区域的外边界，这表明在许多情况下由于在发射机处缺乏CSI而导致自由度的损失。
2009-10-15 cs.IT math.IT
Joint Transmit Diversity Optimization and Relay Selection for Cooperative MIMO Systems using Discrete Stochastic Algorithms
针对译码转发（DF）协作MIMO系统，提出了一种基于离散随机优化的联合发射分集选择（TDS）和中继选择（RS）算法，TDS和RS联合进行，采用连续最小二乘信道估计（CE），所有节点均采用线性最小均方误差（MMSE）接收机，中继间无需通信。通过比特出错率（BER）的比较和多样性分析，所提出的方案的性能进行评估，并收敛到最佳的穷举解。
2013-06-10 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
Diversity of Linear Transceivers in MIMO AF Half-duplex Relaying Channels
在MIMO放大转发（AF）中继系统中，中继站和目的站之间的线性切换方案由于实现复杂度低而引起了人们的广泛兴趣。本文对线性迫零（ZF）和最小均方误差（MMSE）收发器的分集阶数进行了全面的分析。首先，我们得到了一个紧凑的封闭形式的表达分集复用折衷（DMT）通过严格的上限和下限。虽然我们的DMT分析准确地预测了ZF收发器的性能，但观察到MMSE收发器表现出复杂的速率相关行为，因此对于有限速率情况，通过DMT是非常不可预测的。其次，我们强调MMSE收发器的这种有趣的行为，并在所有有限速率的分集阶数的特征。这导致了一个封闭形式的表达的分集率权衡（DRT），揭示了分集，速率和天线的数量在每个节点之间的关系。我们的DRT分析补充我们以前的工作DMT，从而提供了一个完整的理解MIMO AF中继信道的线性交织方案的分集阶数。
2014-03-09 cs.IT math.IT
MIMO Interference Alignment in Random Access Networks
在本文中，我们分析了一个多输入多输出（MIMO）干扰信道中的节点是随机分布在一个平面上的空间泊松簇点过程。每个簇使用干扰对齐（IA）来抑制簇内干扰，但与大多数IA工作不同的是，我们不会忽略簇间干扰。我们还将信道状态信息的准确性与节点之间的距离联系起来，即CSI的质量随着距离的增加而降低。考虑到训练和反馈开销，我们推导出这种MIMO IA ad hoc网络的传输容量，然后将其与开环（干扰盲）空间复用进行比较。最后，我们提出了示例性的系统设置，其中空间复用优于IA由于不完美的信道状态信息或非对齐的簇间干扰。
2012-07-19 cs.IT math.IT
Retrospective Interference Alignment for the 3-user MIMO Interference Channel with delayed CSIT
研究了3用户多输入多输出干扰信道（3-user MIMO IC）的自由度（DoF），其中在发射端存在延迟信道状态信息（dCSIT）。我们将Maleki等人关于{ \it回溯干扰对齐（RIA）}的思想推广到MIMO IC，其中发射机和接收机分别配备有$(M,N)$天线。我们提出了一个两阶段的传输方案，其中每个阶段的时隙数和发送的符号数通过解决最大化问题进行优化。最后，我们回顾了现有的可实现的自由度的结果在文献中作为发送和接收天线之间的比率的函数$ρ=M/N$。该方案改进了所有其他策略时，$ρ\in \left(\frac{1}{2}, \frac{31}{32} \right]$。
2014-06-12 cs.IT 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
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
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
Sum Capacity of MIMO Interference Channels in the Low Interference Regime
使用高斯输入并在接收机处将干扰视为噪声，最近已被证明是在低干扰状态（其中干扰水平低于某些阈值）下实现两用户单输入单输出（SISO）高斯干扰信道的总容量。在本文中，这样的低干扰制度的特点是多输入多输出（MIMO）高斯干扰信道。在直接和交叉信道增益矩阵上提供了条件，在该条件下，使用高斯输入并在接收机处将干扰视为噪声是实现和容量的条件。对于对称多输入单输出（MISO）和单输入多输出（SIMO）高斯干扰信道的特殊情况下，更明确的表达式为低干扰制度。特别地，表征低干扰状态的干扰电平的阈值与输入SNR以及直接和交叉信道增益向量之间的角度有关。它示出的低干扰制度可以是相当显着的MIMO干扰信道，与低干扰阈值至少一样大的直接和交叉信道增益矢量之间的角度的正弦的MISO和SIMO的情况。
2010-10-22 cs.IT math.IT
A Reconfigurable Distributed Algorithm for K-user MIMO Interference Networks
众所周知，干扰对准（IA）在高干扰状态下实现K用户干扰信道的总容量。另一方面，直观地清楚的是，当干扰水平非常低时，应该通过简单的（“近视”）单链路多输入多输出（MIMO）技术（例如注水）在高信噪比值处访问K（与IA的K/2相反）的和速率缩放。最近的结果表明，在某些低到中度干扰的情况下，将干扰视为噪声实际上可能更可取。在本文中，我们提出了一个分布式的迭代算法K-用户MIMO干扰网络，试图调整自己的干扰制度在手，在上述意义上，以及信道条件。该算法结合了系统范围内的均方误差最小化与注水解决方案，以调整干扰水平和信道条件，并相应地最大化每个用户的传输速率。莱斯衰落信道上的和速率计算机模拟表明，在干扰受限的制度，所提出的算法重新配置自己，以实现IA缩放，而在低到中等干扰制度，它导致自己对干扰近视MIMO传输。
2013-02-26 cs.IT math.IT
Transmit Diversity v. Spatial Multiplexing in Modern MIMO Systems
一个当代的角度之间的权衡发射天线分集和空间复用。有人认为，在大多数现代无线系统的背景下以及对于感兴趣的操作点，利用所有可用空间自由度进行复用的传输技术优于显式牺牲空间复用以实现多样性的技术。因此，在这样的系统的上下文中，在MIMO通信中基本上不需要在发射天线分集和空间复用之间做出决定。然而，要得出这一结论，需要对信道和一些关键系统特性进行充分建模，并采用适当的性能指标;如果做不到这一点，可能会得出截然不同的结论。作为具体示例，使用3GPP长期演进系统设计来说明这种对比。
2009-03-05 cs.IT math.IT
An Error Covariance Splitting Technique for Multi-User MIMO Interference Environment
针对多用户多输入多输出（MIMO）干扰下行信道，研究了一种误差协方差矩阵分裂技术。迄今为止，大多数相关工作都考虑了传统的误差协方差矩阵，该矩阵对于最大化系统容量来说并不成形。因此，我们分裂，并提出了一个新的迭代误差协方差矩阵，以减轻系统误差，最大化系统容量在本文中。数值结果表明，我们提出的方法是严格优于传统的方法。
2016-09-03 cs.IT math.IT
On the Achievable Diversity-Multiplexing Tradeoff in MIMO Fading Channels with Imperfect CSIT
在本文中，我们分析了分集和复用在多输入多输出（MIMO）信道与不完善的信道状态信息在发送端（CSIT）的基本权衡。我们表明，不完美的CSIT，更高的分集增益，以及更有效的分集复用权衡（DMT）可以实现。在具有K个发射/接收天线的多输入单输出（MISO）/单输入多输出（SIMO）信道的情况下，可以在空间复用增益r处获得d（r）=K（1-r+Kα）的分集增益，其中α是本文定义的CSIT质量。对于M（M>1）个发射天线和N（N>1）个接收天线的一般MIMO信道，我们证明了根据α的值，可以得到不同的DMT，并且α的值对可实现的分集有很大的影响，特别是在高复用增益下。具体地，当α高于某个阈值时，可以实现d（r）=MN（1+MNα）-（M+N-1）r的分集增益;否则，可实现的DMT低得多，并且可以被描述为取决于M、N、r和α的不连续线段的集合。我们的分析表明，不完美的CSIT显着提高可实现的分集增益，同时享受高空间复用增益。
2009-08-16 cs.IT math.IT
A Low-decoding-complexity, Large coding Gain, Full-rate, Full-diversity STBC for 4 X 2 MIMO System
提出了一种适用于4发送2接收（$4\times 2$）多输入多输出（MIMO）系统的低译码复杂度、全分集、全速率空时分组码（STBC）。对于这样的系统，已知的最好的码是DjABBA码，并且最近，Biglieri、Hong和Viterbo提出了另一种STBC（BHV码），其具有比DjABBA低的解码复杂度，但是不具有像DjABBA码那样的全分集。本文提出的码具有相同的解码复杂度的平方QAM星座的BHV码，但也有全分集。与DjABBA码族中的最佳码相比，我们的码具有更低的译码复杂度，更好的编码增益，因此也有更好的误码性能。仿真结果证实了这些。
2008-06-11 cs.IT math.IT
Full-Rate Full-Diversity Achieving MIMO Precoding with Partial CSIT
在本文中，我们考虑了一个$n_t\times n_r$多输入多输出（MIMO）信道受到块衰落。可靠性（在实现的分集阶数方面）和速率（在每个信道使用发送的符号的数量方面）在这样的信道中是感兴趣的。我们提出了一种新的预编码方案，实现全分集（$n_tn_r$第阶分集）以及全速率（$n_t$符号每信道使用）使用部分信道状态信息在发射机（CSIT），适用于MIMO系统，包括$n_r<n_t$非对称MIMO。该方案通过对星座集的选择进行优化，实现了全分集，提高了编码增益。优化最大化$d_{min}^2$为我们的预编码方案的能量约束。该方案需要$n_t-1$角度参数值的反馈，相比$2n_tn_r$实系数在全CSIT的情况下。针对$3\times 1$、$3\times 2$、$4\times 1$、$8\times 1$预编码MIMO系统（每个信道分别使用$n_t=3,3,4,8$符号）的误码率性能结果表明，所提出的预编码分别实现了3阶、6阶、4阶和8阶分集。这些性能被证明是优于文献中的其他预编码方案，更好的性能是由于在所提出的方案中的信号集和反馈角度的选择。
2011-03-24 cs.IT math.IT
Large-Scale MIMO versus Network MIMO for Multicell Interference Mitigation
本文比较了两种重要的下行链路多小区干扰抑制技术，即大规模（LS）多输入多输出（MIMO）和网络MIMO。我们考虑一个合作的无线蜂窝系统工作在时分双工（TDD）模式，其中每个合作集群包括$B$基站（BS），每个配备有多个天线和调度$K$单天线用户。在LS-MIMO系统中，每个BS采用$BM$天线不仅服务于其调度的用户，而且使用迫零（ZF）波束成形来消除对协作集群内的其他用户造成的干扰。在网络MIMO系统中，每个BS仅配备有$M$天线，但是通过回程链路上的数据和信道状态信息交换以及使用ZF波束成形的联合下行链路传输来实现干扰消除。两种系统都能够完全消除集群内干扰，并为每个用户提供相同数量的空间自由度。假设由TDD提供的上行链路-下行链路信道互易性，两个系统在上行链路导频传输阶段期间经受相同的信道捕获开销。此外，每个集群处的可用总功率是固定的，并且假设在两个系统中跨下行链路波束均匀分布。建立在信道分布函数和使用工具从随机排序，本文表明，然而，从性能的角度来看，用户体验更好的服务质量，平均在小尺度衰落，LS-MIMO系统下比网络MIMO系统。多小区网络的数值仿真表明，这一结论也适用于正则化ZF波束形成方案。因此，考虑到在每个BS处添加过多数量的天线的可能的较低成本，LS-MIMO可以是朝向蜂窝网络中的干扰减轻的优选路线。
2014-07-22 cs.IT math.IT
Degrees of Freedom of the $K$ User $M \times N$ MIMO Interference Channel
我们提供了内界和外界的$K$用户多输入多输出（MIMO）高斯干扰信道与$M$天线在每个发射机和$N$天线在每个接收机的自由度的总数，如果信道系数是时变的，从一个连续的分布。当比率$\frac{\max(M,N)}{\min(M,N)}=R$等于整数时，边界是紧的。对于这种情况下，我们表明，自由度的总数等于$\min(M,N)K$，如果$K \leq R$和$\min(M,N)\frac{R}{R+1}K$，如果$K > R$。可扩展性基于干涉对齐。我们还提供了示例，其中对于具有恒定信道系数的一些MIMO干扰信道，使用干扰对齐与迫零相结合可以实现比仅仅迫零更多的自由度。
2008-08-31 cs.IT math.IT
Full Large-Scale Diversity Space Codes for MIMO Optical Wireless Communications
本文研究了一种对数正态衰落下的多输入多输出无线光通信系统。在这种情况下，一个通用的标准设计的全大规模分集空间码（FLDSC）与最大似然（ML）检测器的开发。基于我们的准则，当且仅当空间编码矩阵的所有元素都是正的时，可以获得FLDSC。特别是对于具有单极性脉冲幅度调制（PAM）的$2\times 2$ MIMO-OWC，通过巧妙地利用Farey序列的一些已有性质以及发展一些数论中的新的有趣性质，严格地解决了连续变量和离散变量的混合最大最小问题，得到了满足该准则的封闭形式的线性FLDSC.事实上，这种特定的设计不仅证明了重复码（RC）是最好的线性FLDSC，而且还揭示了MIMO射频（RF）通信和MIMO-OWC之间的显著差异，即仅空间传输就足以实现全分集。计算机模拟表明，在相同的总光功率和频谱效率下，FLDSC的性能明显优于空间复用，后者仅获得小尺度的分集增益。
2015-04-18 cs.IT math.IT
Retrospective Interference Alignment for the MIMO Interference Broadcast Channel
研究了当发射端只有延迟信道状态信息（延迟CSIT）时，具有2个小区和每个小区2个用户的多输入多输出（MIMO）干扰广播信道（IBC）的自由度（DoF）.回顾性干扰对准已经示出了利用延迟CSIT用于干扰、广播以及IBC的DoF方面的益处。然而，以前的工作研究延迟CSIT的IBC不利用的事实，即每个小区的用户由一个共同的发射机服务。这项工作提出了一个四阶段的预编码策略，考虑到这一点。假设发射机和接收机分别配备有$M,N$天线，提出了新的DoF内界，优于$ρ= \frac{M}{N} > 2.6413$的现有DoF内界。
2015-01-26 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
Spectral Efficiency Bounds for Interference-Limited SVD-MIMO Cellular Communication Systems
基于随机几何的思想，研究了干扰受限多输入多输出（MIMO）下行蜂窝系统的各态历经频谱效率。通过奇异值分解预编码和合并，为单个用户提供服务。通过近似的信道特征值的期望，我们推导出上界和下界的遍历SE。得到的上界是最好的可能的系统级性能的任何MIMO策略在非合作蜂窝网络。我们通过仿真验证我们的分析结果。我们还推测，存在的最佳数量的流是成正比的路径损耗指数。
2016-10-30 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
Maximizing First Order Approximate Mean of SINR under Imperfect Channel State Information for Throughput Enhancement of MIMO Interference Networks
在这篇研究论文中，信号与干扰加噪声比（SINR）的近似平均值不完美的信道状态信息（CSI）下计算和最大化的MIMO干扰网络的吞吐量增强。每个发射机和接收机分别具有M个和N个天线，并且网络以时分双工模式操作。每个收发器调整其滤波器以最大化SINR的期望值。所提出的新方法用于不完美CSI下的吞吐量增强，利用无线网络的互易性来最大化估计均值。该算法的和速率性能进行了验证，使用Monte Carlo模拟。
2018-04-02 cs.IT math.IT
Effective Capacity of Receive Antenna Selection MIMO-OSTBC Systems in Co-Channel Interference
研究了密集环境下存在同频干扰的多输入多输出（MIMO）通信系统的时延约束性能。在发射端采用正交空时分组码（OSTBC），在下行链路采用接收天线选择（RAS）方案，以降低MIMO系统的高复杂度和高开销。这里，对于简单和便宜的移动手机，在每次使用信道时在接收机处选择一个天线。在这些假设下，在一个无线信道中的延迟服务质量（QoS）保证的最大常数到达率被提取。在准静态瑞利衰落和同信道干扰条件下，给出了采用RAS方案的MIMO-OSTBC信道有效容量的解析解。最后，提供了数值模拟和验证的理论结果。
2016-08-02 cs.IT math.IT
On the Degrees of Freedom of Asymmetric MIMO Interference Broadcast Channels
研究了非对称多输入多输出干扰广播信道（MIMO-IBC）的自由度。通过引入连接模式链的概念，推广了文[11]中提出的Genie链，导出并证明了非对称MIMO-IBC的IA可行的必要条件，即不可约条件.在任意结构的MIMO-IBC中，线性干扰对齐（IA）和渐近IA可行性都是必要的。在一类特殊的非对称两胞MIMOIBC中，证明了不可约条件是渐近IA可行的充要条件，而固有条件和不可约条件的组合是线性IA可行的充要条件.从这些条件出发，我们分别推导出了非对称G-小区MIMO-IBC的信息论最大每用户自由度和线性IA实现的最大每用户自由度，这些自由度也分别是渐近IA和线性IA实现的非对称G-小区MIMO-IBC的每用户自由度上界。
2013-10-28 cs.IT math.IT
Interference Alignment for the $K$ User MIMO Interference Channel
我们考虑$K$ -用户多输入多输出（MIMO）高斯干扰信道，每个发射机有$M$天线，每个接收机有$N$天线。假设信道系数是恒定的，并且在所有发射机和所有接收机处都是可用的。本文的主要目的是表征该通道的自由度（DoF）。使用一种新的干扰对齐技术，最近已被引入\cite{abolfazl-final}，我们表明，$\frac{MN}{M+N} K$自由度可以实现几乎所有的信道实现。此外，提供了该信道的DoF的新的上界。该上限与我们针对$K\geq K_u\define\frac{M+N}{\gcd(M,N)}$可实现的DoF一致，其中$\gcd(M,N)$表示$M$和$N$的最大公约数。在$K\geq K_u$的情况下，这给出了$M\times N$ MIMO高斯干扰信道的DoF的精确表征。
2011-09-21 cs.IT math.IT
Interference Alignment for the MIMO Interference Channel with Delayed Local CSIT
我们考虑MIMO（多输入多输出）高斯干扰信道的i.i.d.天线和信道使用上的衰落以及发射机处的延迟本地信道状态信息（CSIT）。对于两个用户的情况下，可扩展性结果的自由度（DoF）区域的这个通道。我们还证明了我们的可实现的自由度区域的一些天线配置的紧密性。有趣的是，在某些情况下，具有延迟局部CSIT的DoF区域与具有完美CSIT的DoF区域相同，并且严格大于没有CSIT的DoF区域。然后，我们考虑的$K$用户MISO（多输入单输出）IC，并表明，该通道的自由度可以大于一个延迟本地CSIT。
2011-02-28 cs.IT math.IT
On the Outage Capacity of the Massive MIMO Diversity Channel
考虑了在独立同分布瑞利衰落下，在收发端均采用线性处理的大规模多输入多输出（MIMO）分集信道，分析了大天线数情况下的中断容量。我们首先讨论了经典的单输入多输出（SIMO）分集信道，使用最大比合并（MRC）或选择合并（SC）。对于MRC，数值计算和高斯近似（GA）被认为是，而对于SC的精确评估是可能的。分析，然后直接扩展到多输入单输出（MISO）系统，使用最大比传输（MRT）或发射天线选择。一般的多输入多输出（MIMO）系统，追求全分集，最后考虑，在发射机和接收机的最佳线性处理和简单的天线选择。如果至少一侧的天线数量足够大，则每个考虑的分集信道的中断容量接近具有适当定义的信噪比（SNR）的合适参考加性高斯白噪声（AWGN）信道的中断容量，这提供了性能基准。这一结论是有效的，但现实的大量天线兼容的假设独立衰落。
2021-06-08 cs.IT math.IT
An Information-Theoretic Characterization of MIMO-FAS: Optimization, Diversity-Multiplexing Tradeoff and $q$-Outage Capacity
本文采用信息论方法研究MIMO-FAS的性能极限，提出QR MIMO-FAS次优方案最大化高SNR下速率，推导了最优分集复用折衷，并引入q-中断容量指标，证明MIMO-FAS显著优于传统MIMO。
2023-10-25 cs.IT math.IT
Diversity Analysis of Millimeter-Wave Massive MIMO Systems
研究了毫米波大规模MIMO系统的渐近分集分析。首先，对于采用分布式天线子阵列架构的单用户毫米波系统，其中发射机和接收机分别由Kt和Kr子阵列组成，当子阵列处的天线数量趋于无穷大时，建立了分集增益定理。具体地，假设所有子信道具有相同数量的传播路径L，该定理指出，通过采用这种分布式天线子阵列架构，可以实现KrKtL-Ns+1的分集增益，其中Ns是数据流的数量。该结果意味着与共置天线架构相比，使用分布式天线子阵列架构可以与KrKt成比例地按比例增加分集增益或复用增益。分集增益分析，然后扩展到多用户的情况下，以及与传统的部分连接的RF结构的情况下，在文献中。与混合模拟/数字处理得到的仿真结果证实了分析结果，并表明，分布式子阵列架构确实产生显着更好的分集性能比共址天线架构。
2018-01-01 cs.IT math.IT
Diversity-Multiplexing-Delay Tradeoffs in MIMO Multihop Networks with ARQ
研究了多跳MIMO中继网络中采用ARQ的分集、复用和时延的折衷问题，其中随机时延是由发送和ARQ重传引起的。这导致了一个最佳的ARQ分配问题，每跳延迟或端到端延迟约束。最优ARQ分配必须在接收机在分配的最大ARQ轮中未能解码的ARQ错误和由于延迟引起的分组丢失之间进行权衡。这两个概率的错误，其特征在于使用分集复用延迟权衡（DMDT）（无延迟）和随机延迟的尾概率，分别使用大偏差技术。然后，最优ARQ分配问题可以被表述为凸优化问题。我们发现，最佳的ARQ分配应该平衡每个链路的性能，以及避免显着的队列延迟，这也是通过数值例子证明。
2010-01-05 cs.IT math.IT
Diversity of MIMO Linear Precoding
线性预编码是一种相对简单的MIMO信令方法，在某些特殊情况下也是最佳的。本文致力于MIMO线性预编码的高信噪比分析。分析了多个线性预编码器的分集复用折衷（DMT）。此外，由于有限速率下的分集（也称为固定速率机制，对应于复用增益为零）并不总是遵循DMT，因此还分析了线性预编码器在固定速率下的分集。在几种情况下，发现在复用增益为零的分集不是唯一的，而是取决于频谱效率。分析了迫零、正则化迫零、匹配滤波和维纳滤波预编码器。在最大化吞吐量和最小化发射功率两种常见的设计方法下，我们计算了ZF预编码的DMT。结果表明，正则化ZF（RZF）或匹配滤波器（MF）遭受错误地板的所有积极的复用增益。然而，在固定速率制度，RZF和MF预编码实现全分集达到一定的频谱效率和零分集在高于它的速率。当在RZF的正则化参数优化的MMSE意义上，该结构被称为维纳预编码器，在固定速率制度被证明具有多样性，不仅取决于天线的数量，但也取决于频谱效率。同时分析了预编码和均衡的分集特性。
2012-02-23 cs.IT math.IT
A New Outer-Bound via Interference Localization and the Degrees of Freedom Regions of MIMO Interference Networks with no CSIT
从自由度（DoF）区域的角度，在发射端没有信道状态信息（CSIT）的假设下，研究了两用户多输入多输出（MIMO）干扰和认知无线电信道。其中$M_i$和$N_i$分别表示发射机$i$和接收机$i$处的天线数量，MIMO干扰信道的DoF区域最近由Huang等人表征，Zhu和Guo，以及本文作者对天线数量的所有值，除了当$\min(M_1,N_1) > N_2 > M_2$（或$\min(M_2,N_2) > N_1 > M_1$）。后一种情况最近由朱和郭解决，他们提供了一个紧密的外部边界。在此，基于干扰局部化的思想给出了该外界的一个更简单、更广泛适用的证明。使用它，当$\min(M_1+M_2,N_1) > N_2 > M_2$（具有第二发射机认知）时，也为MIMO认知无线电信道的类别建立了DoF区域-作者先前获得的内部和外部边界不紧的唯一类别-从而也完成了一般2用户MIMO认知无线电信道的DoF区域表征。
2011-05-30 cs.IT math.IT
Interference Alignment for Multicell Multiuser MIMO Uplink Channels
本文提出了一种线性干扰对齐（IA）方案，可用于一般的多小区多用户MIMO蜂窝网络的上行链路信道。所提出的方案旨在将由来自一组发射机的信号引起的干扰对准到由仅来自这些发射机的子集的信号建立的子空间中，从而有效地减少干扰发射机的数量。给出了所提方案可实现的总自由度的封闭表达式，并通过数值分析表明，所提方案在某些情况下可实现最优自由度，在大多数情况下可提供比其他相关方案更高的总自由度.
2014-08-21 cs.IT math.IT
Cooperative Feedback for MIMO Interference Channels
多天线预编码有效地减轻了无线网络中的干扰。然而，预编码效率会由于所需的信道状态信息（CSI）的反馈而被开销显著降低。针对这一问题，提出了一种基于有限速率CSI反馈（协作反馈）的双用户多输入多输出（MIMO）干扰信道预编码器设计方法。具体地，每个预编码器被分解为内预编码器和外预编码器，分别用于使干扰为零和提高数据链路阵列增益。内部预编码器被进一步设计为抑制由有限速率协作反馈引起的残余干扰。为了调节由于预编码器量化而产生的残余干扰，设计了附加的标量协作反馈信号以使用不同的准则来控制发射机的功率，所述准则包括应用干扰裕度、最大化总吞吐量以及最小化中断概率。仿真结果表明，这种额外的反馈有效地消除了由于量化预编码器反馈的性能下降。
2010-09-17 cs.IT math.IT
Space Codes for MIMO Optical Wireless Communications: Error Performance Criterion and Code Construction
研究了对数正态衰落信道下的多输入多输出无线光通信系统。在这种情况下，一个通用的标准设计的全分集空间码（FDSC）与最大似然（ML）检测器的开发。该准则表明，在高信噪比（SNR）的制度，MIMO-OWC提供大规模的分集增益，控制指数衰减的误差曲线，和小规模的分集增益，产生传统的幂律衰减。特别是对于具有单极脉冲幅度调制（PAM）的2 × 2 MIMO-OWC系统，封闭的-利用数论中关于Farey序列连续项的已有性质，并通过发展Farey序列项所形成的不相交区间的新性质，对连续和离散两种情况进行攻击，得到了同时优化分集增益的线性FDSC设计问题的形式解。变量混合极大极小设计问题事实上，这种特定的设计不仅证明了重复码（RC）是优化分集增益的最佳线性FDSC，而且还揭示了MIMO射频（RF）通信和MIMO-OWC之间的显著差异，即空间维度本身就足以实现完整的大规模分集。计算机模拟表明，FDSC在总光功率和频谱效率相同的情况下，性能明显优于未编码的空间复用，而后者仅提供小尺度的分集增益。
2015-09-24 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
Dual Link Algorithm for the Weighted Sum Rate Maximization in MIMO Interference Channels
MIMO干扰网络优化对于日益拥挤的无线通信网络是重要的。我们提供了一个新的算法，命名为双链路算法，为MIMO多址接入信道（MAC），广播信道（BC），和一般MIMO干扰信道与高斯输入和总功率约束的加权和速率最大化的经典问题。对于MIMO MAC/BC，该算法找到最佳信号以实现容量区域边界。对于高斯输入假设的干扰信道，两个先前的最先进的算法是WMMSE算法和礼貌注水（PWF）算法。WMMSE算法是可证明收敛的，而PWF算法利用了最优发射信号结构，并且在大多数情况下收敛最快，但不能保证在所有情况下都收敛。非常希望设计一种具有两种算法的优点的算法。双链路算法就是这样一种算法。它的快速和保证收敛是重要的分布式实现和时变信道。此外，收敛性证明中使用的技术和缩放不变性性质可以在通信网络中的其他非凸问题中找到应用。
2016-04-04 cs.IT math.IT
The Degrees of Freedom Region and Interference Alignment for the MIMO Interference Channel with Delayed CSI
在快衰落和{\em delayed}信道状态信息（CSI）假设下，研究了2用户多天线或MIMO（multiple-input，multiple-output）干扰信道（IC）的自由度（DoF）区域，其中所有终端完全知道所有（或某些）信道矩阵，但具有延迟，并且每个接收机另外瞬时知道其自己的输入信道。一般的MIMO IC被认为在四个终端中的每一个处具有任意数量的天线。根据四个终端处的天线数量之间的关系将其分为几类，在延迟CSI假设下，针对四个终端处的天线数量的{\em all}个可能值，表征基本DoF区域。特别地，推导出一般MIMO IC的DoF区域上的外边界。然后，通过为每个类开发基于干扰对齐的可扩展性方案，证明了对于所有MIMO IC，此界限是紧的。一方面，在延迟CSI假设下的这些DoF区域与理想主义的"完美CSI"假设的DoF区域进行比较，其中在理想主义的"完美CSI"假设中，完美的和瞬时的CSI在所有终端处都是可用的，另一方面，这些DoF区域与保守的"无CSI"假设的DoF区域进行比较，其中CSI在接收机处是可用的，但在发射机处根本不是。
2011-03-11 cs.IT math.IT
