Energy-Aware Wireless Relay Selection in Load-Coupled OFDMA Cellular Networks
研究正交频分多址接入（OFDMA）网络中通过优化无线中继选择来实现传输能量最小化的问题。我们考虑到电池的负载对传输能量的影响。证明了能量感知的无线中继选择问题的NP-困难性。为了解决计算复杂性，部分最优性条件的推导，提供设计一个有效的和高效的算法方面的见解。数值结果表明，该算法具有较高的能量性能.
2017-06-21 cs.IT math.IT
Subcarrier-Chunk Assignment With Power Allocation and Multiple-Rate Constraints for Downlink OFDMA
我们考虑下行链路OFDMA中，用户施加不同的比例速率约束，和一个基站希望最大限度地提高用户速率的子载波分配（SA）和功率分配（PA）。为了达到这个目的，我们提出了一个基于块的SA和低复杂度PA算法。数值结果表明，无论是单小区系统还是多小区系统，所提出的SA和PA方案都能在保持与速率约束较小偏差的情况下，提供比现有方案更高的平均最小可达速率。
2017-07-21 cs.IT math.IT
On Multiple-Input Multiple-Output OFDM with Index Modulation for Next Generation Wireless Networks
多输入多输出带索引调制的正交频分复用（MIMO-OFDM-IM）是近年来提出的一种新的多载波传输技术，它可以替代传统的MIMO-OFDM。在该方案中，OFDM与索引调制（OFDM-IM）的概念与MIMO传输相结合，以利用这两种技术的优点。在本文中，我们阐明了下一代5G无线网络的MIMO-OFDM-IM方案的实现和错误性能分析。提出了基于最大似然（ML）、近似最大似然（near-ML）、简单最小均方误差（MMSE）和有序连续干扰消除（OSIC）的MIMO-OFDM-IM MMSE检测器，并研究了它们的理论性能。通过大量的计算机模拟表明，MIMO-OFDM-IM方案在误码性能和频谱效率之间提供了一个令人感兴趣的折衷，并且在实际条件下，使用不同类型的检测器时，它获得了比经典MIMO-OFDM更好的误码性能。
2016-04-24 cs.IT math.IT
Power Allocation for Adaptive OFDM Index Modulation in Cooperative Networks
提出了一种协作网络中自适应正交频分复用（OFDM）索引调制（IM）的功率分配策略。该分配策略基于KKT（Karush-Kuhn-Tucker）条件，以最大化网络平均容量为目标，根据瞬时信道状态信息（CSI）进行分配。由于源和中继的发射功率分别受到约束，因此我们可以通过将功率分配给活动子载波来制定优化问题。与传统的均匀功率分配策略相比，所提出的动态策略可以导致更高的平均网络容量，特别是在低信噪比（SNR）区域。蒙特卡罗模拟产生的数值结果也验证了分析。通过应用所提出的功率分配策略，自适应OFDM IM的效率可以在实践中得到提高，这为其在未来的实现，特别是在小区边缘通信铺平了道路。
2017-08-19 cs.IT math.IT
Spectrally and Energy Efficient OFDM (SEE-OFDM) for Intensity Modulated Optical Wireless Systems
频谱和能量高效的正交频分复用（SEE-OFDM）是基于将多个非对称限幅的光OFDM（ACO-OFDM）信号组合成一个OFDM信号的光OFDM技术。通过将不同的分量相加在一起，SEE-OFDM可以实现与DC偏置光OFDM（DCO-OFDM）相同的频谱效率，而没有能量低效的DC偏置。本文介绍了SEE-OFDM符号的多种解码方法，并表明采用硬判决的迭代解码器具有最佳性能。作为多分量格式，SEE-OFDM的不同分量之间的不同能量分配是可能的。然而，等能量分配比不等能量分配性能好1.5 dB。硬判决、迭代减法接收机可以比软判决减法和重构接收机进一步提高性能1.5 dB。SEE-OFDM在相同的误码率（BER）下始终执行3dB或更好，并且具有比ACO-OFDM更高的频谱效率。在相同的BER下比较其他组合方法，当在接收器处使用硬判决时，SEE-OFDM比混合非对称限幅光（OFDM）（HACO-OFDM）的性能好多达3dB，并且比非对称和对称限幅光OFDM（ASCO-OFDM）和增强单极OFDM（eU-OFDM）的性能好多达1.5dB。此外，与其他OFDM格式和ACO-OFDM的组合相比，SEE-OFDM具有最佳的峰均功率比（PAPR），这使得其对于任何范围受限的光源（诸如激光二极管和发光二极管（LED））都是优异的。综上所述，SEE-OFDM被示出具有优异的性质，以从强度调制和直接检测（IM/D…
2015-10-28 cs.IT math.IT
ACO-OFDM-Specified Recoverable Upper Clipping With Efficient Detection for Optical Wireless Communications
正交频分复用（OFDM）技术的高峰均功率比（PAPR）严重影响了无线光通信系统的性能。提出了一种改进的非对称限幅光正交频分复用（ACOOFDM），通过引入可恢复的上限幅（RoC）过程，降低了PAPR。虽然一些信息被剪切由一个预定的峰值阈值，剪切的错误信息被保留和重新定位在我们提出的方案，这是命名为RoC-ACO-OFDM，而不是简单地被丢弃在传统的方案。所提出的方法充分利用了ACO-OFDM信号在时域中的特定结构，其中OFDM符号内的一半位置被强制为零。零值位置用于携带限幅误差信息。此外，我们相应地提出了一个最佳的最大后验概率（MAP）检测RoC-ACO-OFDM系统。为了便于RoC-ACO-OFDM在实际应用中的使用，进一步开发了一种有效的检测方法，具有接近最佳的性能。仿真结果表明，与传统方法相比，本文提出的RoC-ACO-OFDM系统在保持较好的误比特率出错率性能的同时，实现了较好的PAPR降低。
2015-01-13 cs.IT math.IT
Resource Allocation for Multi-User Downlink URLLC-OFDMA Systems
在本文中，我们研究的资源分配下行正交频分多址（OFDMA）系统的目标，使超可靠的低延迟通信（URLLC）。为了满足URLLC对时延的严格要求，在资源分配算法设计中考虑了短分组通信的影响。特别是，资源分配设计制定为一个加权的系统和吞吐量最大化问题的服务质量（QoS）约束的URLLC用户。公式化的问题是非凸的，因此，找到全局最优解需要很高的计算复杂性。因此，提出了一种基于连续凸优化的算法，以寻找具有多项式时间复杂度的次优解。仿真结果表明，所提出的算法设施URLLC和显着提高系统的总吞吐量相比，两个基准计划。
2019-01-17 cs.IT math.IT
Resource Allocation for Secure Full-Duplex OFDMA Radio Systems
在本文中，我们研究的资源分配的正交频分多址（OFDMA）无线电系统采用全双工基站服务多个半双工下行链路和上行链路用户同时。资源分配的设计目标是加权系统吞吐量的最大化，同时限制信息泄漏，以保证安全的同时下行链路和上行链路传输的潜在窃听者的存在。该算法设计导致了一个混合的组合非凸优化问题，并获得全局最优解需要一个过高的计算复杂性。因此，提出了一种有效的基于逐次凸逼近的次优迭代算法。我们的仿真结果证实，所提出的次优算法实现了显着的性能增益相比，两个基线计划。
2017-05-05 cs.IT math.IT
Complexity Analysis of Joint Subcarrier and Power Allocation for the Cellular Downlink OFDMA System
考虑蜂窝下行链路正交频分多址（OFDMA）系统，其中单个发射机在多个离散子载波上向多个接收机发送信号。为了适应快速的信道波动，发射机应该能够动态地分配子载波和功率资源。假设完美的信道知识，我们制定的联合子载波和功率分配问题的两个优化问题：第一个是最小化的总发射功率受服务质量约束，第二个是最大化的系统效用函数受功率预算约束。在这封信中，我们表明，联合子载波和功率分配问题的上述配方一般是NP-困难的。我们还确定了几个子类的问题是多项式时间可解的。
2014-08-25 cs.IT math.IT
Variance Based Algorithm for Grouped-Subcarrier Allocation in OFDMA Wireless Systems
针对OFDMA分组接入无线系统下行链路的分组子载波和功率分配问题，提出了一种降低复杂度的算法。用于数据通信的可用子载波被分组为分区（组），其中每个组被定义为子信道。位于基站的调度器基于子信道增益的方差向用户分配子信道。所提出的组分配算法是一个两步算法，分配组的用户的方差的降序的基础上，以解决冲突的选择问题，其次是一个公平的比例增强的步骤。为了减少反馈负担和功率分配算法的复杂度，每个用户反馈每个组上的CSI，如果它内部的子载波的增益的方差小于预定义的阈值。为了显示所提出的方案的性能，选择的仿真结果。
2012-07-20 cs.IT math.IT
Nearly Optimal Resource Allocation for Downlink OFDMA in 2-D Cellular Networks
在本文中，我们提出了一个资源分配算法扇区化的二维（2-D）OFDMA蜂窝网络的下行链路假设统计信道状态信息（CSI）和分数频率复用。所提出的算法可以实现在一个分布式的方式，而不需要任何中央控制单元。在快衰落瑞利信道和高斯分布多小区干扰的条件下分析了其性能。我们表明，这种简单算法的发射功率往往随着用户数量增长到无穷大而达到与满足所有用户速率要求所需的最小功率相同的极限，即，所提出的资源分配算法是渐近最优的。作为这种渐近分析的副产品，我们表征的重用因子的相关值，仅取决于网络的平均状态。
2010-09-12 cs.IT math.IT
Optimal resource allocation for OFDM multiuser channels
提出了一种统一的正交频分复用（OFDM）多用户资源分配框架。对于给定的功率预算$\bar{P}$，最大化速率的加权和以及对于给定的速率要求$\mathbf{\bar{R}}$，最小化和功率的孤立的表面问题可以在这个框架中联合解释。为此，我们将问题嵌入到高维空间中。基于这些结果，我们随后考虑在给定速率要求$\mathbf{\bar{R}}$和固定功率预算$\bar{P}$下最大化速率的加权和的组合问题。这个新的问题是具有挑战性的，因为额外的限制不允许使用迄今为止现有的方法。有趣的是，在所有问题中，最佳解码顺序都是拉格朗日因子的顺序。
2006-08-04 cs.IT math.IT
OFDM pilot allocation for sparse channel estimation
在通信系统中，频谱的有效使用是一个不可或缺的问题。最近，已经提出了使用压缩感知来估计正交频分复用（OFDM）稀疏多径信道，以减少信道估计所必需的导频子载波形式的传输开销。本文研究了OFDM系统中的确定性导频分配问题。该方法基于最小化与导频子载波相关联的酉离散傅里叶变换（DFT）矩阵的子矩阵的相干性。与通常的等距导频子载波的情况下，我们表明，基于循环差集的非均匀图案是最佳的。在没有差集的情况下，我们执行贪婪搜索方法来找到次优解。我们还研究了恢复方法，如正交匹配追踪（OMP）和迭代法与自适应采样保持（IMAT）的信道抽头估计的性能。
2011-06-22 cs.IT math.IT
Hadamard Coded Modulation: An Alternative to OFDM for Optical Wireless Communications
正交频分复用（OFDM）是一种易受信源、信道和放大器非线性影响的调制技术，因为它具有较高的峰均比（PAPR）。随着OFDM信号的平均功率的增加，失真变得更糟，因为大部分信号受到非线性的影响。在本文中，我们介绍了阿达玛编码调制（HCM），使用快速沃尔什-阿达玛变换（FWHT）调制数据作为一种替代技术，OFDM直接检测无线光系统。该技术由于其小的PAPR而被示出对于高平均光功率场景具有更好的性能，并且可以在两种场景中代替OFDM使用：1）在需要高平均光功率的光学系统（诸如可见光通信（VLC））中，以及2）在不受平均功率约束的光学无线系统中，对于该光学无线系统，与OFDM相比，HCM实现更低的比特出错率（BER）。HCM的功率效率可以通过在不丢失任何信息的情况下去除信号的DC偏置的一部分来提高。以这种方式，所发送的信号的幅度减小，并且信号变得对非线性不太敏感。交织可以应用在HCM上，通过将干扰均匀地分布在所有符号上，使所得信号抵抗色散信道中的符号间干扰（ISI）效应。
2014-04-04 cs.IT math.IT
Fitness Landscape Analysis for Dynamic Resource Allocation in Multiuser OFDM Based Cognitive Radio Systems
这篇论文被撤回了。
2010-03-07 cs.IT cs.NE math.CO
Resource Allocation for Multi-User Downlink MISO OFDMA-URLLC Systems
研究了多输入单输出（MISO）正交频分多址（OFDMA）超可靠低时延通信（URLLC）系统下行链路的资源分配算法设计。为了满足URLLC对时延的严格要求，采用了短分组传输，并在资源分配算法设计中考虑了短分组传输。资源分配被优化以最大化加权系统和吞吐量，该加权系统和吞吐量服从关于URLLC用户的发送比特数、分组错误概率和延迟的服务质量（QoS）约束。尽管所得到的优化问题的非凸性，通过单调优化找到最优解。相应的最优资源分配策略可以作为次优低复杂度解决方案的性能上限。我们开发这样一个低复杂度的资源分配算法，以达到性能和复杂度之间的平衡。我们的仿真结果揭示了使用多个天线减少延迟和提高URLLC系统的可靠性的重要性。此外，所提出的次优算法的性能接近所提出的最优算法，并优于两个基线计划的相当大的利润率，特别是当用户有异构的延迟要求。最后，传统的资源分配设计的基础上香农的容量公式是不适用于MISO OFDMA-URLLC系统，因为他们可能会违反用户的延迟约束。
2019-10-14 cs.IT math.IT
Power Allocation and Time-Domain Artificial Noise Design for Wiretap OFDM with Discrete Inputs
从信息论的角度出发，在已有的工作中研究了高斯信道输入下正交频分复用（OFDM）窃听信道的最优功率分配问题。然而，这些结果对于实际系统设计是不够的。一个原因是在当前实际的无线系统中部署离散信道输入（诸如正交幅度调制（QAM）信号）而不是高斯信道输入，以维持适度的峰值传输功率和接收机复杂度。本文研究了离散信道输入下OFDM窃听信道的功率分配和人工噪声设计。我们首先证明了离散信道输入的保密率函数是关于传输功率的非凹函数。为了解决相应的非凸保密率最大化问题，我们开发了一个低复杂度的功率分配算法，它产生了一个对偶间隙减少的顺序为O（1/ \sqrt{N}），其中N是OFDM的子载波的数量。然后，我们表明，独立的频域人工噪声不能提高单天线窃听信道的保密率。为此，我们提出了一种新的时域人工噪声的设计，利用时间的自由度提供的OFDM系统的循环前缀{干扰窃听者和提高保密率，即使在发射机的单个天线}。数值结果表明，所提出的设计方案的性能。
2013-04-26 cs.IT math.IT
Resource Allocation for Power Minimization in the Downlink of THP-based Spatial Multiplexing MIMO-OFDMA Systems
在这项工作中，我们处理空间复用MIMO-OFDMA系统的下行链路中的资源分配。特别是，我们集中在问题上的联合优化的发送和接收处理矩阵，信道分配和功率分配的目标，最大限度地减少总功耗，同时满足不同的服务质量要求。一个分层的体系结构中使用的用户首先被划分在不同的组的基础上，他们的信道质量，然后信道分配和收发器的设计顺序地解决从一组用户最不利的信道条件。在基站处使用在用户级操作的Tomlinson-Harashima预编码器来去除属于不同组的用户之间的多用户干扰。数值结果被用来突出所提出的解决方案的有效性，并与现有的替代品进行比较。
2014-04-18 cs.IT math.IT
Secrecy Wireless Information and Power Transfer in OFDMA Systems
在本文中，我们认为在正交频分多址（OFDMA）系统的信息接收机（IR）和能量接收机（ER）共存的同时无线信息和功率传输（SWIPT）。IR被服务于尽力保密数据，并且ER以最小所需的收获功率收获能量。为了增强物理层安全性，同时满足能量收集要求，我们引入了一种新的基于频域人工噪声的方法。通过发射功率和子载波分配研究了加权和保密率最大化的最优资源分配问题。所考虑的问题是非凸的，而我们提出了一个有效的算法来解决它的基础上拉格朗日对偶方法。仿真结果表明，与其他启发式方案相比，该算法的有效性。
2015-09-03 cs.IT math.IT
Comments on "Finite-SNR Diversity-Multiplexing Tradeoff for Network Coded Cooperative OFDMA Systems"
在论文“网络编码协作OFDMA系统的信噪比分集复用权衡”中，作者采用了最近提出的子载波分配算法，旨在向具有网络编码协作（NCC）的基于OFDMA的网络提供最佳频率分集，其中$P$源节点在$M$中继节点的帮助下向公共目的地发送独立信息，在具有$L$相干块频率选择性信道中。然而，在上述论文中提出的所谓的NCC-OFDMA方案的分析假设子载波分配算法能够向网络中的所有链路提供全频率分集，这在实践中通常不成立，因为该分配仅从单个目的地的角度来看是最优的。因此，在这篇文章中，我们重新评估了一个更现实的情况下，只有发送到目的地的消息受益于由子载波分配算法提供的全频率分集的NCC-OFDMA的中断概率，表明分集阶数从$L(M+1)$降低到$M+L$。
2017-06-19 cs.IT math.IT
An Asymptotic Bound on Estimation and Prediction of Mobile MIMO-OFDM Wireless Channels
在本文中，我们推导出一个渐近封闭形式的表达式外推双选择性移动MIMO无线信道的误差界。该界限示出了预测误差与系统设计参数（诸如带宽、天线元件的数量以及频率和时间导频的数量）之间的关系，从而提供了对这些参数对预测性能的影响的有用的见解。数值模拟表明，渐近界提供了一个很好的近似先前推导的界限，同时消除了需要重复计算和依赖于信道参数，如到达角和出发角，延迟和多普勒频移。
2014-07-24 cs.IT math.IT
Resource Allocation for a Full-Duplex Base Station Aided OFDMA System
在基站（BS）上采用全双工（FD）技术是提高系统性能的一种很有前途的解决方案。受此启发，我们重新审视全双工基站（FD-BS）辅助OFDMA系统，其中包括一个BS，多个上行链路/下行链路用户和多个子载波。考虑子载波、下行链路用户（DUE）、上行链路用户（UUE）之间的联合三维（3D）映射方案以及相关联的功率分配优化。具体地说，我们首先将复杂的三维映射问题分解成三个二维子问题，并分别用迭代匈牙利法求解。然后基于拉格朗日对偶方法，通过固定一个对偶点，依次求解功率分配和三维映射问题。最后利用次梯度法求出最优解。与现有的工作，只解决3D映射或功率分配问题，但具有较高的计算复杂度，我们解决这两个问题，并成功地降低了计算复杂度从指数到多项式阶。数值仿真结果验证了该方案的有效性。
2017-03-12 cs.IT math.IT
Resource Allocation of MU-OFDM Based Cognitive Radio Systems Under Partial Channel State Information
由于存在一些错误，本文已被作者撤回。
2010-02-26 cs.IT cs.NE math.CO
Energy-Efficient Resource Allocation in Multiuser OFDM Systems with Wireless Information and Power Transfer
本文研究了多用户正交频分复用（OFDM）下行链路系统中同时进行无线信息和功率传输的资源分配算法设计。算法设计被公式化为用于最大化数据传输的能量效率（传送到用户的比特/焦耳）的非凸优化问题。特别地，该问题公式化考虑了最小所需系统数据率、向用户的异构最小所需功率传输以及电路功耗。随后，通过利用分时方法和非线性分式规划的性质，所考虑的非凸优化问题是解决使用一个有效的迭代资源分配算法。对于每一次迭代，最优功率分配和用户选择的解决方案推导出基于拉格朗日对偶分解。仿真结果表明，所提出的迭代资源分配算法实现了系统的最大能量效率，并揭示了能量效率，系统容量和无线功率传输如何受益于系统中的多个用户的存在。
2012-12-31 cs.IT math.IT
Stable Nonlinear and IQ Imbalance RF Fingerprint for Wireless OFDM Devices
针对无线正交频分复用（OFDM）设备的认证问题，提出了一种基于发射机非线性和同相正交（IQ）不平衡等物理硬件特性的射频指纹（RFF）估计方法。首先，利用Hammerstein系统参数分离技术估计发射机的非线性参数和无线多径信道的有限冲激响应（FIR）参数。其次，利用搜索算法和共轭反对称导频，得到最佳IQ不平衡参数组合估计。第三，将非线性系数和IQ不平衡参数的估计组合作为一种新的RFF，从新的RFF中提取特征，并使用k-最近邻（k-NN）分类器对具有特征的通信设备进行分类。五个发射机的数值实验表明，新的RFF消除了无线信道的不利影响，因此是稳定的。所提出的射频指纹识别方法有助于对同型号、同系列的OFDM通信设备进行高强度认证。
2021-04-21 cs.IT math.IT
In this paper, we study the Simultaneous Wireless Information and Power Transfer (SWIPT) in a Single-Input Single-Output (SISO) two-user Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) Interference Channel (IFC). We assume that the transmitters are non-cooperative and have perfect knowledge of the local Channel State Information (CSI). We show that the necessary condition for the optimal transmission strategy at high SNR is for the energy transmitter to transmit its signal by allocating its transmit power on a single subcarrier. Accordingly, we propose a one-subcarrier selection method for t…
2015-07-01 cs.IT math.IT
Wireless Information and Energy Transfer for Decode-and-Forward Relaying MIMO-OFDM Networks
研究了具有能量收集中继的多输入多输出（MIMO）-正交频分复用（OFDM）系统的系统可达速率及其优化问题。首先，我们提出了一种基于时间交换的中继（TSR）协议，以实现中继器处的同时信息处理和能量收集。然后，我们从理论上讨论了它的可达速率性能，并制定了一个优化问题，以最大限度地提高系统的可达速率。由于该问题求解困难，我们设计了一种增广拉格朗日罚函数（ALPF）方法，并通过大量的仿真实验验证了分析结果的准确性和ALPF方法的有效性。
2015-01-04 cs.IT math.IT
Optimal Power Allocation for OFDM-Based Wire-Tap Channels with Arbitrarily Distributed Inputs
在本文中，我们研究的功率分配，最大化的保密率的正交频分复用（OFDM）系统在任意分布的输入。考虑到通常假设的高斯输入是不现实的，我们专注于保密系统与更实际的离散分布式输入，如PSK，QAM等，而高斯分布的输入实现的保密率是凹的发射功率，我们已经发现并严格证明，保密率是非凹下的任何离散输入。因此，传统的凸优化方法不再适用。为了解决这个非凹功率分配问题，我们提出了一个有效的算法。其与最优性的差距以$O(1/\sqrt{N})$的速率渐近地消失，并且其复杂度以O（N）的数量级增长，其中$N$是子载波的数量。数值结果说明了所提出的算法的有效性。
2011-08-14 cs.IT math.IT
Resource Allocation for Selection-Based Cooperative OFDM Networks
本文研究了在基于选择的正交频分复用网络中，通过资源分配来实现最大最小公平性，其中源节点由固定的解码转发中继来辅助.传输策略选择、中继分配和功率分配的联合问题是一个具有指数复杂度的组合问题。为了有效地解决这些问题，我们分两个阶段来解决这些问题。第一组问题假设理想的源中继通道;这种简化有助于说明我们的一般方法以及为什么我们的解决方案提供严格的界限。然后，我们制定了传输策略选择，中继分配和功率分配在源和中继考虑所有通信信道的一般问题，即，有限电源中继通道。在到目前为止提到的两组问题中，假设子载波上的传输是独立的。然而，考虑到同步和使用FFT/IFFT对的实现的附带问题，在子载波级的资源分配似乎是不切实际的。因此，我们在整个OFDM块的级别上考虑资源分配。虽然最佳的资源管理需要一个详尽的搜索，我们开发了较低的复杂性紧边界。最后，我们提出了一个分散的基于块的中继方案。使用COST-231信道模型的仿真结果表明，该方案产生接近最佳的性能，同时提供了许多计算的好处。
2011-12-13 cs.IT math.IT
Wireless Power Meets Energy Harvesting: A Joint Energy Allocation Approach in OFDM-based System
本文研究了一种基于正交频分复用（OFDM）的无线供电通信系统，其中一个用户从能量接入点（EAP）获取能量，以向数据接入点（DAP）传输信息。从EAP到用户的通道，即，无线能量传输（WET）链路，以及从用户到DAP，即，无线信息传输（WIT）链路通常在时隙和子信道（SC）上变化。为了避免DAP处的干扰，WET和WIT在任何时隙在正交SC上被调度。我们的目标是最大限度地提高可实现的速率在DAP通过联合优化SC分配随着时间的推移和功率分配随着时间的推移和SC的WET和WIT链路。假设信道状态信息（CSI）的可用性，最优SC/功率分配的结构性结果，并提出了一种离线算法来解决这个问题。此外，我们提出了一个低复杂度的在线算法时，因果CSI可用。
2016-01-18 cs.IT math.IT
Joint Millimeter-Wave Fronthaul and OFDMA Resource Allocation in Ultra-Dense CRAN
超密集（UD）无线网络和云无线电接入网络（CRAN）是新兴的第五代（5G）无线通信系统的两种有前途的网络架构。通过联合使用它们，本文提出了一种新的吸引人的网络解决方案，称为UD-CRAN。在UD-CRAN中，毫米波（mmWave）无线前传优选用于中央处理器与分布式远程无线电头端（RRH）之间的信息交换，这是由于与固定光链路相比，毫米波（mmWave）无线前传在部署中具有更低的成本和更高的灵活性。这激发了我们在本文中对毫米波前传使能的、基于正交频分多址（OFDMA）的UD-CRAN中的下行链路传输的研究。特别地，前传经由时分多址（TDMA）在RRH之间共享，而RRH使用OFDMA在正交频率子信道上联合地向用户发送。研究了基于时分多址的毫米波前传和基于正交频分多址的无线传输中的联合资源分配问题，以最大化所有用户的加权和速率。虽然问题是非凸的，我们提出了一个拉格朗日对偶的解决方案，可以有效地计算具有良好的精度。为了进一步降低复杂性，我们还提出了一个基于贪婪搜索的启发式算法，在实际设置下达到了接近最优的性能。最后，我们通过仿真表明，与其他基准方案相比，所提出的联合资源分配方法具有显着的吞吐量增益。
2017-02-08 cs.IT math.IT
The sensitivity of the optical wireless communication (OWC) can be effectively improved by employing the highly sensitive single-photon avalanche diode (SPAD) arrays. However, the nonlinear distortion introduced by the dead time strongly limits the throughput of the SPAD-based OWC systems. Optical orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) can be employed in the systems with SPAD arrays to improve the spectral efficiency. In this work, a theoretical performance analysis of SPAD-based OWC system with asymmetrically-clipped optical OFDM (ACO-OFDM) is presented. The impact of the SPAD nonl…
2022-10-25 cs.IT eess.SP math.IT
We consider performance enhancement of asymmetrically-clipped optical orthogonal frequency division multiplexing (ACO-OFDM) and related optical OFDM schemes, which are variations of OFDM in intensity-modulated optical wireless communications. Unlike most existing studies on specific designs of improved receivers, this paper investigates information theoretic limits of all possible receivers. For independent and identically distributed complex Gaussian inputs, we obtain an exact characterization of information rate of ACO-OFDM with improved receivers for all SNRs. It is proved that the high-SNR…
2022-05-04 cs.IT math.IT
5G Wireless and Wired Convergence in a Passive Optical Network using UF-OFDM and GFDM
在光接入域中提供无线和有线服务将是未来无源光网络（PON）的重要功能。随着第五代（5G）移动通信的出现，预见到了结合云无线电接入网络（C-RAN）架构的小型小区天线站点的密集部署的趋势。这种类型的网络架构大大增加了对高容量移动前传和回程链路的需求。实现这种连接的有效方式是利用波分复用（WDM）PON基础设施，其中无线和有线服务可以被融合以用于分发。在这项工作中，首次在PON中展示了5G无线候选波形与单载波有线信号的融合。通用滤波正交频分复用（UF-OFDM）和广义频分复用（GFDM）的三个频带在下行链路方向上结合数字10 Gb/s脉冲幅度调制（PAM）信号以中频发送。正交频分复用（OFDM）也被评估为基准。结果显示，对于每个波形，性能如何因5G信道间隔而变化-表明UF-OFDM在PON收敛方面的优势。所有波形的成功传输超过25公里的光纤也被证明。
2017-03-06 cs.IT math.IT
Subcarrier Pairing as Channel Gain Tailoring: Joint Resource Allocation for Relay-Assisted Secure OFDMA with Untrusted Users
研究了具有非信任用户的协作安全正交频分多址（OFDMA）通信系统中的联合资源分配问题，包括子载波分配、子载波配对（SCP）和功率分配的优化.放大和转发（AF）和解码和转发（DF）的操作模式被认为是与源和中继的单独的功率预算约束。在找到AF中继系统的最优子载波分配问题后，证明了联合功率分配问题是一个广义凸问题，并给出了最优解。与传统的信道增益匹配观点相比，最优SCP被强调为信道增益剪裁的一个新概念。我们证明了最优SCP对子载波，使得有效信道增益之间的方差最小化。对于DF中继系统，我们表明，取决于源和中继的功率预算，SCP可以是在一个从属的角色，它提高了能量效率，或在一个主要的角色，它提高了系统的频谱效率。在AF中继系统中，我们证实了SCP的关键作用，并提高了系统的频谱效率。仿真结果验证了SCP的信道增益剪裁特性以及SCP在提高协作通信系统频谱和能量效率方面的各种作用。
2019-01-11 cs.IT math.IT
Resource Allocation for Downlink Cellular OFDMA Systems: Part II - Practical Algorithms and Optimal Reuse Factor
在配套文件中，我们的特点是最佳的资源分配的功率控制和子载波分配，下行扇区OFDMA系统。在我们的模型中，为了便于分析，网络被假设为一维。我们还假设可用带宽的某一部分可能被不同的基站重用，而带宽的另一部分以正交的方式在这些基站之间共享。在第一部分中描述的最优资源分配是在满足所有用户速率要求的约束下，通过最小化网络所花费的总功率来获得的。当使用最优资源分配时，任何用户在重用带宽或受保护带宽中接收数据，但不在两者中接收数据（除了每个小区中最多一个非重用用户）。我们还提出了一个算法，确定用户的最佳值资源分配参数。在第一部分中提出的最优分配算法需要大量的操作。本文提出了一种低复杂度的分布式实用资源分配算法。我们研究了这种简化的资源分配算法和第一部分的最优资源分配算法的渐近行为，因为每个小区中的用户数趋于无穷大。我们的分析可以证明，所提出的简化算法是渐近最优的。作为我们的分析的副产品，我们表征的频率复用因子的最佳值。
2009-08-28 cs.IT math.IT
Spectral Efficiency in Large-Scale MIMO-OFDM Systems with Per-Antenna Power Cost
研究了具有大量基站天线的多输入多输出正交频分复用（MIMO-OFDM）下行链路网络的资源分配问题。假设发射机处的信道状态信息是完美的，则资源分配算法设计被建模为考虑功率放大器、天线单元和信号处理电路单元的联合功耗的非凸优化问题。随后，利用大数定律和对偶分解，一个有效的次优迭代资源分配算法，提出了最大化的系统容量（位/秒）。特别地，在每次迭代中推导出闭合形式的功率分配和天线分配策略。仿真结果表明，所提出的迭代资源分配算法实现了一个接近最优的性能在一个小的迭代次数，并揭示了系统容量和激活的天线的数量之间的权衡：激活所有的天线可能不是一个很好的解决方案，系统容量最大化时，考虑每天线功率成本。
2012-11-15 cs.IT math.IT
Distributed power allocation for D2D communications underlaying/overlaying OFDMA cellular networks
由于增强总小区吞吐量、降低功耗和增加瞬时数据率的潜力，在预先存在的蜂窝网络之下或之上的设备到设备（D2 D）的实现已经受到很多关注。在本文中，我们提出了一种分布式功率分配方案D2 D OFDMA通信，特别是，我们认为这两种操作模式适合分布式实现：专用和重用模式。所提出的方案解决的问题，最大化用户的总速率受到功率约束，这是已知的非凸的，因此，非常难以精确求解。我们在这里提出了一个新的方法来解决这个众所周知的问题，利用的事实，即权力分配问题可以建模为一个潜在的游戏。利用更好的响应动态下收敛的潜在游戏属性，我们提出了两个完全分布式的迭代算法，一个为每个操作模式考虑，每个用户顺序更新和自主的功率分配。数值结果表明，计算几个不同的用户场景，所提出的方法，收敛到目标函数的局部最大值之一，表现出接近最大可实现的最佳性能，优于文献中提出的其他计划。
2016-09-15 cs.IT math.IT
Energy-Efficient Resource Allocation in OFDMA Systems with Hybrid Energy Harvesting Base Station
本文研究了在具有混合能量收集基站的OFDMA下行链路网络中能量有效通信的资源分配算法设计。具体地，能量采集器和由不可再生资源驱动的恒定能量源用于供应系统操作所需的能量。我们首先考虑确定性离线系统设置。特别地，假设关于能量到达和信道增益的非因果知识的可用性，离线资源分配问题被公式化为考虑电路能量消耗、有限能量存储容量和最小所需数据率的非凸优化问题。我们将这个非凸优化问题转化为一个凸优化问题，通过应用分时和分式规划，从而导致一个有效的渐近最优离线迭代资源分配算法。在每一步迭代中，利用拉格朗日对偶分解求解变换后的问题。所获得的资源分配策略使得数据传输的加权能量效率最大化。随后，我们重点研究了在线算法设计。一个随机动态规划方法，以获得最佳的在线资源分配算法，这需要一个令人望而却步的高复杂度。为了在系统性能和计算复杂性之间取得平衡，本文提出了一种低复杂度的次优在线迭代算法。
2013-02-19 cs.IT math.IT
Radio Resource Allocation Algorithms for Multi-Service OFDMA Networks: The Uniform Power Loading Scenario
自适应无线电资源分配对于保证高带宽和功率利用以及满足关于下一代宽带多载波无线接入网络（如LTE和移动WiMAX）的异构服务质量请求是必不可少的。考虑下行链路OFDMA单小区场景，其中异构恒定比特率和尽力而为QoS简档共存，并且功率利用均匀功率加载（UPL）场景均匀地分布在系统带宽上。我们表达这个特定的QoS提供的情况下，在数学方面，作为一个著名的广义分配问题的变化回答在组合优化领域。基于这一概念，我们提出了两个启发式搜索算法，用于动态分配子信道的竞争QoS类和用户下执行多项式有界的成本。我们还提出了一个最佳的解决方案，并获得性能上界相同的问题，在合理的高执行时间的一个非线性规划模型。通过大量的仿真结果，我们表明，所提出的算法表现出很高的接近最优的性能，从而包括有吸引力的候选人在现代OFDMA为基础的系统中实现。
2012-11-16 cs.IT math.IT
Spectral Efficient Optimization in OFDM Systems with Wireless Information and Power Transfer
本文研究了一种同时具有无线信息和功率传输的正交频分复用（OFDM）点对点无线通信系统。我们研究了一种接收机，它能够从所需的信号，噪声和干扰中收获能量。特别是，我们考虑一个功率分配接收器，它动态地将接收到的功率分成两个功率流，用于信息解码和能量收集。我们设计的功率分配算法，最大限度地提高频谱效率（位/秒/赫兹）的数据传输。特别地，算法设计被公式化为非凸优化问题，该问题考虑了对传送到接收器的最小功率的约束。问题的解决，使用凸优化技术和一维搜索。最优功率分配算法由于其高复杂度而被用作系统基准方案。为了在系统性能和计算复杂性之间取得平衡，我们还提出了两个次优算法，需要一个低的计算复杂性。仿真结果表明，所提出的次优算法的优良性能。
2013-03-02 cs.IT math.IT
Robust Timing Synchronization for AC-OFDM Based Optical Wireless Communications
可见光通信（VLC）最近吸引了越来越多的兴趣，并且可以是用于在RF受限的环境（诸如飞机和医院）中实现具有高带宽容量的室内无线通信的潜在解决方案。基于光的正交频分复用（OFDM）系统已经在文献中被提出以对抗由多径信号传播引起的多径失真和符号间干扰（ISI）。在本文中，我们提出了一个强大的定时同步方案，适用于非对称限幅（AC）OFDM基于光强度调制直接检测（IM/DD）无线系统。我们提出的方法适用于基于ACO-OFDM、脉冲幅度调制离散多音（PAM-DMT）和离散哈特莱变换（DHT）的光OFDM系统。与现有的OFDM定时同步方法相比，我们提出的方法适合于AC OFDM方案，并且优于所有其他可用的技术，这些方法要么不适合于AC OFDM技术，因为输出信号的单极性质，要么表现不佳。数值和实验结果都证实了所提出的方法的准确性。我们的技术也是计算效率高，因为它需要很少的计算相比，传统的方法，以达到良好的精度。
2015-04-06 cs.IT math.IT physics.optics
Joint Uplink-Downlink Resource Allocation for OFDMA-URLLC MEC Systems
本文研究了移动边缘计算（MEC）系统中多用户正交频分多址（OFDMA）超可靠低延迟通信（URLLC）的资源分配算法设计。为了实现严格的端到端的延迟和可靠性要求的URLLC MEC系统，我们提出了联合上下行资源分配和有限块长度传输。此外，我们提出了一个部分的时间重叠之间的上行链路和下行链路帧，以尽量减少端到端的延迟，这引入了新的时间因果关系的约束。然后，所提出的资源分配算法被公式化为在关于最大允许计算时间内计算的URLLC用户比特的数量的最小服务质量的约束下最小化网络的总加权发射功率的优化问题，即，计算任务的端到端延迟。由于优化问题的非凸性，找到全局最优解需要高的计算复杂性，这对于实时应用是不可容忍的。因此，提出了一种基于逐次凸逼近的低复杂度算法来寻找高质量的次优解。我们的仿真结果表明，所提出的资源分配算法设计，促进了应用程序的URLLC MEC系统中，并产生显着的功耗节省相比，基准计划。
2020-05-10 cs.IT math.IT
Modulation Formats and Waveforms for the Physical Layer of 5G Wireless Networks: Who Will be the Heir of OFDM?
5G蜂窝通信有望为移动用户提供千兆体验，相对于当前的LTE系统，容量增加高达三个数量级。人们普遍认为，这一雄心勃勃的目标将通过涉及不同网络层的创新技术的组合来实现。在物理层，OFDM调制格式及其多址接入策略OFDMA并不被认为是理所当然的，并且正在考虑几种有望获得更大频谱效率值的替代方案。本文综述了一些适合5G的调制格式，通过比较分析它们在蜂窝环境中的性能，以及讨论它们与特定5G成分的相互作用，丰富了这些调制格式。采用实际信道测量，与大规模MIMO系统的相互作用也进行了讨论。
2014-07-22 cs.IT math.IT
Power and Bit Allocation for Wireless OFDM Channels with Finite-Rate Feedback and Subcarrier Clustering
研究了点对点正交频分复用信道的传输功率和比特的分配问题，假设接收端的信道信息是完美的，而发射端的信道信息是不完美的。信道信息在接收端被量化，并通过有限速率反馈信道被发送回发射端。基于来自接收器的有限反馈，对应的发射器调整跨子载波的功率电平和/或调制。为了减少反馈量，将子载波划分为不同的簇，并将基于开/关阈值的功率分配应用于子载波簇。此外，提出了两种选项来从一组量化信道增益内插信道频率响应，并应用基于信道内插的最优注水分配或贪婪比特分配。有限反馈率的建议计划执行接近最优分配，没有反馈率的约束。在数值示例中，当使用每个副载波一比特的反馈时，信道容量从最优值降低约6%。
2014-02-21 cs.IT math.IT
Power Allocation for Relayed OFDM with Index Modulation Assisted by Artificial Neural Network
在这封信中，我们提出了一种中继正交频分复用与索引调制（OFDM-IM）系统的功率分配方案。提出的功率分配方案基于人工神经网络（ANN）和深度学习在源节点和中继节点的各个子载波之间分配发射功率。功率分配方案的目标是在一组约束条件下最小化总发射功率。在不失一般性的情况下，我们假设源节点和中继节点处的所有子载波独立地分布有不同的统计分布参数。中继节点采用固定增益放大转发（FG AF）中继协议。我们采用自适应矩估计方法（亚当）来实现反向传播学习和模拟所提出的功率分配方案。分析和仿真结果表明，所提出的功率分配方案能够提供与最优解相当的性能，但具有较低的复杂度。
2020-10-24 cs.IT eess.SP math.IT
Max-Min Fairness User Scheduling and Power Allocation in Full-Duplex OFDMA Systems
在全双工（FD）多用户网络中，系统性能不仅受到自干扰的限制，而且受到由于同时的上行链路和下行链路传输而引起的同信道干扰的限制。在频分复用多用户网络中，用户的上行/下行传输方向和功率分配的联合设计是获得高系统性能的关键。本文研究了FD多用户正交频分多址接入（OFDMA）系统中联合上行/下行传输方向分配（TDA）、用户配对（UP）和功率分配问题，以最大化系统最大最小公平性（MMF）速率。该问题是制定与两个时间尺度的结构，其中的TDA和UP变量是用于优化长期的MMF速率，而功率分配是用于优化瞬时的MMF速率在每个信道相干间隔。我们研究的联合MMF速率最大化问题是NP-困难的一般。为了获得高质量的次优解，我们提出了基于简单松弛和贪婪舍入技术的有效方法。仿真结果表明，所提出的算法是有效的，并取得更高的MMF率比现有的探试法。
2019-04-08 cs.IT math.IT
Feedback Allocation For OFDMA Systems With Slow Frequency-domain Scheduling
研究了在慢频域调度的正交频分多址下行链路系统中，多个用户间有限反馈资源的分配问题。慢频域调度的许多风格（例如，持久调度、半持久调度），其在较慢的时间尺度上适配用户子带分配，在诸如3GPP长期演进的标准中正在考虑。在本文中，我们开发了一种反馈分配算法，结合任何任意的慢频域调度器，以提高系统的吞吐量的目标。给定由调度器选择的用户子带分配，反馈分配算法涉及在每个（慢）调度时刻求解加权和速率最大化。首先，我们开发了一个最佳的动态规划为基础的算法来解决的反馈分配问题的伪多项式复杂度的用户数和总反馈比特预算。然后，我们提出了两个近似算法的复杂性进一步降低，为方案的问题表现出额外的结构。
2012-10-29 cs.IT math.IT
Comparison of OFDM and Single-Carrier for Large-Scale Antenna Systems
大规模天线（LSA）或大规模多输入多输出（MIMO）由于其显著提高系统吞吐量的潜力而获得了很多关注。作为传统MIMO-正交频分复用（OFDM）的自然演进，LSA已经在大多数现有的工作中与OFDM相结合来处理无线信道的频率选择性。作为一种替代方法，单载波（SC）由于其低实现复杂度也被提出用于LSA系统。本文对LSA-OFDM和LSA-SC进行了全面的比较，对下一代无线通信系统的波形设计具有一定的参考价值。
2016-06-28 cs.IT math.IT
Pilot Optimization and Power Allocation for OFDM-based Full-duplex Relay Networks with IQ-imbalances
在具有IQ不平衡和全双工中继站的OFDM中继网络中，如何利用频域最小二乘信道估计器的均方误差和（Sum-MSE）最小化准则来优化导频图案和功率分配，对自干扰消除有重要影响。首先将导频方向图的设计问题转化为凸优化问题。从KKT条件出发，在固定源功率和RS功率的情况下，导出了最优解的解析表达式。随后，在源节点和RS的总发射功率总和约束下，提出并给出了一种最优功率分配（OPA）策略，以进一步缓解Sum-MSE的影响。仿真结果表明，该OPA算法的最小均方误差（Sum-MSE）优于等功率分配（EPA）算法，且最小均方误差（Sum-MSE）性能增益随着$ρ$偏离$ρ^o$的值而增大，其中$ρ$定义为RS处剩余SI信道与从源到RS的预期信道的平均比值.例如，通过以因子$4$收缩或拉伸$ρ$，OPA实现超过EPA的约5dB SNR增益。更重要的是，随着$ρ$减小或增大得更多，性能增益变得更加显著。
2017-09-11 cs.IT math.IT
Capacity Region Bounds and Resource Allocation for Two-Way OFDM Relay Channels
在本文中，我们考虑双向正交频分复用（OFDM）中继信道，其中两个终端节点之间的直接链路太弱，不能用于数据传输。众所周知的每子载波解码转发（DF）中继策略将每个子载波视为单独的信道，并且在每个子载波上执行独立的信道编码。我们表明，这种每子载波的DF中继策略只是一个次优DF中继策略，并提出了一个多子载波DF中继策略，利用跨子载波信道编码，以实现更大的速率区域。然后，我们提出了一个最佳的资源分配算法来表征可达到的速率区域的多子载波DF中继策略。该算法的计算复杂性远小于标准拉格朗日对偶优化算法。我们进一步分析了双向中继策略的渐近性能，包括上述两个DF中继策略和放大转发（AF）中继策略。分析结果表明，多子载波DF中继策略在低信噪比条件下能够达到双向OFDM中继信道的容量区域，而AF中继策略在高信噪比条件下能够达到双向OFDM中继信道的复用增益区域。数值结果证明了所有的分析结果和所提出的最优资源分配算法的有效性。
2013-03-24 cs.IT math.IT
Power Allocation in Multi-hop OFDM Transmission Systems with Amplify-and-Forward Relaying: A Unified Approach
提出了一种多跳正交频分复用（OFDM）放大转发（AF）中继系统功率分配（PA）问题的统一算法。在所提出的方法中，我们考虑短期和长期的个人和总功率约束的源和中继，并设计分散的低复杂度PA算法时，无线链路受到信道路径损耗和小规模瑞利衰落。特别是，针对提高瞬时速率的多跳传输系统与AF中继，我们开发（i）一个接近最佳的迭代PA算法的基础上接收的SNR在目的地的精确分析;（ii）低复杂度的次优迭代PA算法的基础上的近似表达式在高SNR政权;和（iii）低复杂度的非迭代PA计划有限的性能损失。由于多跳系统中的PA问题太复杂，无法用已知的优化求解器来解决，因此在所提出的公式中，我们采用了两阶段的方法，包括不同子载波之间的功率分配阶段和不同中继之间的功率分配阶段。然后通过迭代法适当地连接各个PA阶段，该迭代法试图补偿由不同的两阶段方法引起的性能损失。仿真结果表明，所提出的功率分配算法的优越性能。
2015-08-05 cs.IT math.IT
Power of Deep Learning for Channel Estimation and Signal Detection in OFDM Systems
本文介绍了我们在深度学习方面的初步成果，用于正交频分复用（OFDM）中的信道估计和信号检测。正交频分复用（OFDM）技术已被广泛应用于无线宽带通信中，以对抗无线信道中的频率选择性衰落。在本文中，我们利用深度学习以端到端的方式处理无线OFDM信道。与现有的OFDM接收机先显式估计CSI，然后用估计的CSI检测/恢复发送的符号不同，我们基于深度学习的方法隐式估计CSI，并直接恢复发送的符号。为了解决信道失真问题，首先使用基于信道统计的模拟生成的数据离线训练深度学习模型，然后直接用于恢复在线传输的数据。从我们的仿真结果来看，基于深度学习的方法能够解决信道失真问题，并检测传输符号，其性能与最小均方误差（MMSE）估计器相当。此外，当使用更少的训练导频、省略循环前缀（CP）并且存在非线性限幅噪声时，基于深度学习的方法比传统方法更鲁棒。总之，深度学习是用于具有复杂信道失真和干扰的无线通信中的信道估计和信号检测的有前途的工具。
2017-08-28 cs.IT math.IT
OFDM Synthetic Aperture Radar Imaging with Sufficient Cyclic Prefix
现有的线性调频（LFM）（或步进频率）和随机噪声合成孔径雷达（SAR）系统可以对应于过去的第二代和第三代无线通信中的跳频（FH）和直接序列（DS）扩频系统。类似于当前和未来的无线通信代，在本文中，我们提出了OFDM SAR成像，其中一个足够的循环前缀（CP）被添加到每个OFDM脉冲。充分的CP插入将来自多径的符号间干扰（ISI）信道转换为多个无ISI子信道作为无线通信系统中的关键，并且类似地，它在SAR系统中提供无距离单元间干扰（IRCI）（高距离分辨率）的SAR图像。充分的CP插入以及我们新提出的SAR成像算法，特别是OFDM信号也区分本文从所有现有的研究文献中的OFDM雷达信号处理。仿真结果表明，我们提出的基于CP的OFDM SAR成像算法的高距离分辨率性能。
2014-05-07 cs.IT math.IT
