BER Analysis of Decision-Feedback Multiple Symbol Detection in Noncoherent MIMO Ultra-Wideband Systems
在本文中，我们研究了非相干多输入多输出（MIMO）超宽带（UWB）系统中的信号是由差分空时分组码（DSTBC）编码。DSTBC使非相干MIMO UWB系统获得分集增益。然而，传统的非相干逐符号差分检测（DD）的DSTBC-UWB遭受性能下降相比，相干检测。为了提高DSTBC-UWB系统的性能，我们引入了一种非相干多符号检测（MSD）方案。虽然MSD方案可以随着观察窗口大小变得更大而更多地提高性能，但是MSD的穷举搜索的复杂度也在窗口大小方面呈指数增加。为了降低计算复杂性，本文将判决反馈（DF）的概念引入到DSTBC-UWB的MSD中。由此产生的DF-MSD产生合理的复杂性和可靠的性能改进。我们提供的比特出错率（BER）分析建议DF-MSD。理论分析和仿真结果都验证了该方案的有效性。
2013-06-05 cs.IT math.IT
BERT4MIMO: A Foundation Model using BERT Architecture for Massive MIMO Channel State Information Prediction
University of Stavanger（斯塔万格大学）；Old Dominion University（奥多明尼昂大学）；University of York（约克大学）
本文提出受BERT启发的BERT4MIMO基础模型，利用深度学习和注意力机制处理大规模MIMO高维CSI数据，在不同移动性和信道条件下实现优越的CSI重建性能。
2025-01-03 cs.AI cs.IT eess.SP
BER Analysis of Multi-Cellular MIMO Systems with Increasing Number of BS Antennas
在这项工作中，一个无线通信系统部署了大量的天线在基站（BS），即大规模MIMO系统的显着特点进行了研究。特别是，我们发现了一个简单而有意义的关系，证实了一个基本的假设，在最近的相关作品：根据BS天线的数量$N$增长，其共轭转置的小规模衰落信道矩阵的产品往往是一个缩放的身份，与变化措施成反比的$N$。此外，分析了大规模MIMO系统下行链路的误码率（BER）性能的观点，包括一些现实的不利影响，如来自相邻小区的干扰，信道估计误差，由于背景热噪声，和导频污染，这是最近被证明是唯一的损害，仍然在MIMO多小区系统与无限数量的BS天线。我们的数值结果表明，在相同的方式与总容量，导频污染也限制了BER性能的非合作多小区MIMO系统与无限数量的BS天线。
2014-06-14 cs.IT cs.NI math.IT
On the Minimum Differential Feedback for Time-Correlated MIMO Rayleigh Block-Fading Channels
在本文中，我们考虑了一般的多输入多输出（MIMO）系统的信道状态信息（CSI）反馈的时间相关的瑞利块衰落信道。具体来说，我们首先推导出的最小差分反馈速率的封闭形式的表达，以实现最大的Erdodic容量在存在信道估计误差和量化失真的接收机。在反馈信道传输速率受限的情况下，进一步研究了周期反馈系统中各态历经容量与微分反馈间隔的关系，通过理论分析发现存在一个最优微分反馈间隔，使得各态历经容量最大化.最后，通过仿真验证了分析结果在一个实际的周期微分反馈系统使用劳埃德的量化算法。
2011-11-30 cs.IT math.IT
Uplink Performance Evaluation of Massive MU-MIMO Systems
本文研究了采用大规模MIMO方法的多用户MIMO（MU-MIMO）系统中基于OFDM的上行链路。在这种情况下，线性检测器最小均方误差（MMSE），迫零（ZF）和最大比合并（MRC）被认为是和评估。本文包括比特出错率（BER）的结果，通过平坦瑞利衰落信道的假设下，完美的功率控制和信道估计的未编码QPSK/OFDM传输。通过蒙特卡罗模拟得到BER结果。性能结果进行了详细讨论，我们确认可实现的“大规模MIMO”的效果，即使是降低复杂度的检测技术，当在BS的接收天线的数量远大于发射天线的数量。
2015-03-07 cs.IT math.IT
A simple bound on the BER of the MAP decoder for massive MIMO systems
大规模MIMO系统的部署使得多用户检测系统的大系统性能研究重新受到人们的关注。在本文中，我们证明了一个非平凡的上限的比特出错率（BER）的MAP检测器的BPSK信号传输和等功率条件。特别是，我们的界限是近似紧在高信噪比。证明是简单的，并依赖于戈登的比较不等式。有趣的是，我们表明，戈登的不等式是紧的假设下，所得到的BER预测相匹配的副本对称性（RS）下的副本方法的预测。此外，我们证明，当接收到发送天线的比例超过$0.9251$，副本预测匹配匹配滤波器下限（MFB）在高信噪比。我们用数字证据来证实我们的结果。
2019-03-10 cs.IT eess.SP math.IT
Performance Estimation of 2*3 MIMO-MC-CDMA using Convolution Code
本文利用卷积码在MATLAB环境下对2 × 3 MIMOMCCDMA系统的性能进行了评估，通过提高系统的效率，大大降低了系统的误码率。MIMO和MCCDMA系统的结合用于降低比特出错率，并且还用于形成称为MCCDMA的新系统，其是用于提高系统性能的多用户和多址方案。MCCDMA系统本质上是一个窄带平坦衰落系统，它将频率选择性变换为多个窄带平坦衰落的多个并行子载波，以提高系统的效率。现在，该MCCDMA系统还可以通过与2by 3 MIMO系统组合来增强，该2by 3 MIMO系统在接收机处利用ZF解码器来降低BER，其中半速率卷积编码的Alamanti STBC分组码用于信道编码方案，作为具有多发射天线的MIMO的发射分集。卷积编码器在MIMOMCCDMA中也被用作信源编码器或前向纠错编码器。MIMO-MC-CDMA采用卷积码的优点是降低了系统的复杂度，同时也降低了系统的误码率，最终提高了系统的增益。现在，在此之后，我们研究系统在各种调制技术，如，8 PSK，16 QAM，QPSK，32 QAM，8 QAM和64 QAM使用MATLAB在瑞利衰落信道。
2014-03-12 cs.IT math.IT
A Unified Linear Precoding Design for Multi-user MIMO Systems
针对多用户多输入多输出广播系统中次优线性预编码器与最优线性预编码器之间的误出错率性能差距问题进行了研究。特别是，移动用户遭受噪声增强效应，由于次优的LP，可以抑制的最佳LP矩阵。诸如线性迫零（LZF）预编码器之类的次优LP矩阵仅在高信噪比（SNR）状态下执行，相反，诸如线性最小均方误差（LMMSE）预编码器之类的最优预编码器在低和高SNR场景两者中都表现优异。这些种类的预编码器示出了当其本身用于MU MIMO系统中时至少0.1的BER间隙距离。因此，我们提出并设计了一个统一的线性预编码（ULP）矩阵使用预编码选择技术，结合了次优和最优的LP矩阵的多用户MIMO系统，以确保零BER性能差距在本文中。数值结果表明，我们提出的ULP技术提供了显着的性能在低和高信噪比的情况下。
2016-12-07 cs.IT math.IT
Over-Sampling Codebook-Based Hybrid Minimum Sum-Mean-Square-Error Precoding for Millimeter-Wave 3D-MIMO
混合预编码设计对于毫米波（mmWave）大规模MIMO具有挑战性。现有的混合预编码方案大多以最大化总频谱效率（SSE）为目标，而对误码率（BER）的研究较少。因此，本文提出了一种基于过采样码本（OSC）的混合最小均方误差和（min-SMSE）预编码方案，用于毫米波多用户三维（3D）-MIMO系统，以优化系统的误码率，其中考虑了每个用户具有多个数据流的多用户传输。具体而言，给定由真实信道和模拟预编码组成的有效基带信道，我们首先设计基于最小最小均方误差准则的数字预编码器/合并器以优化误码率。为了进一步降低发送和接收信号之间的SMSE，我们提出了一种基于OSC的联合模拟预编码器/组合器（JAPC）设计。仿真结果表明，该方案可以实现更好的性能比传统的同行。
2018-05-21 cs.IT math.IT
Cellular Multi-User Two-Way MIMO AF Relaying via Signal Space Alignment: Minimum Weighted SINR Maximization
在本文中，我们考虑线性MIMO收发器的设计蜂窝双向放大转发中继系统组成的一个单一的多天线基站，一个单一的多天线中继站，和多个多天线移动台（MS）。由于双向传输，移动台可能遭受巨大的多用户干扰。我们应用干扰管理模型，利用信号空间对齐，并提出了一种收发器的设计算法，它允许减轻由于半双工操作的频谱效率的损失，并提供灵活的性能优化占每个用户的服务质量的优先级。与基于双向信道反转和仅空分多址处理的传统双向中继方案的数值比较表明，该方案实现了优越的出错率和平均数据率性能。
2012-05-13 cs.IT math.IT
Performance Estimation of 2*3 MIMO-MC-CDMA in Rayleigh Fading Channel
本文利用MATLAB软件分析了2 × 3 MIMOMCCDMA系统的性能，通过提高系统的效率，大大降低了系统的误码率。采用MIMO和MCCDMA系统配置来降低比特出错率，并设计了一种新的多用户多址系统MCCDMA，用于提高系统的性能。MCCDMA是一种窄带平坦衰落系统，它将频率选择性变换为多个窄带平坦衰落的多个并行子载波，以提高系统的有效性。现在，该MCCDMA进一步改进，通过按2 × 3 MIMO系统分组，该系统在接收端使用ZF解码器来降低BER，其中半速率卷积编码的Alamanti STBC分组码用于信道编码，作为具有多个发射和接收天线的MIMO的发射分集。采用MIMOMCCDMA的主要改进是为了降低系统的复杂度，降低误码率，最终提高系统的增益。然后在瑞利衰落信道下，利用MATLAB对64QAM、8PSK、16QAM、QPSK、32QAM和8QAM等不同调制方式下的系统进行了估计。
2014-03-12 cs.IT math.IT
Performance Studies of Underwater Wireless Optical Communication Systems with Spatial Diversity: MIMO Scheme
本文分析了采用开关键控（OOK）调制的多输入多输出水下无线光通信（MIMO UWOC）系统的性能。为了减轻连续性引起的衰落，这是其中的主要退化影响的水下信道上传播的光信号，我们使用空间分集UWOC链路。此外，吸收和散射的影响被认为是在我们的分析。我们解析地获得准确的和上限位出错率（BER）的最佳和等增益合并的表达式。为了更有效地计算系统的误码率，我们应用高斯-厄米求积公式以及对数正态随机变量之和的近似。我们还采用光子计数的方法来评估系统的BER在存在散粒噪声。我们的数值计算结果表明，精确和上限BER曲线之间的良好匹配。分析结果与数值模拟结果吻合较好，证实了所推导的表达式的准确性。此外，我们的研究结果表明，空间分集可以大大提高系统的性能，特别是对于具有较高湍流的信道，例如，具有$0.16$的对数幅度方差的$25$ {m}沿海水域链路中的$3\times1$ MISO传输可以在$10^{-9}$的BER处引入$8$ {dB}性能改进。
2016-12-19 cs.IT math.IT
On the BER of Multiple-Input Multiple-Output Underwater Wireless Optical Communication Systems
分析和研究了多输入多输出水下无线光通信系统的出错率性能。除了精确的BER表达式，我们还得到了系统BER的上界。为了有效地估计BER表达式，我们使用高斯-厄米特求积公式以及近似对数正态随机变量之和。我们确认我们的分析表达式的准确性，通过光子计数方法评估的BER。我们的仿真结果表明，MIMO技术可以减轻信道相干性引起的衰落，从而可以部分地扩展可行的通信范围，特别是对于具有较强湍流的信道。
2015-10-29 cs.IT math.IT
Covariance-Aware Detection for Single-RF MIMO-OFDM Systems
The Hong Kong University of Science and Technology（香港科技大学）
针对单射频MIMO-OFDM系统中可重构天线引入的模型误差导致高信噪比下误码率平层的问题，提出一种基于马氏距离的最大似然检测方法，有效降低误码率。
2026-08-14 cs.IT math.IT
Asymptotic Analysis of the Performance of LAS Algorithm for Large-MIMO Detection
在我们最近的工作中，我们报告了一个详尽的研究模拟比特出错率（BER）性能的低复杂度的似然上升搜索（LAS）算法检测在大型多输入多输出（MIMO）系统，大量的天线，实现高频谱效率。虽然该算法被证明通过模拟实现越来越接近最大似然（ML）性能，但没有报告BER分析。在这里，我们扩展我们的工作LAS和报告的LAS算法在大系统的限制，其中$N_t,N_r \to \infty$与$N_t=N_r$，其中$N_t$和$N_r$是发射和接收天线的数量的渐近BER分析。我们证明了LAS检测器的错误性能的V-BLAST与4-QAM在i.i.d.瑞利衰落以$N_t,N_r \to \infty$的形式收敛于ML检测器的瑞利衰落。
2009-10-31 cs.IT math.IT
Large System Analysis of Box-Relaxation in Correlated Massive MIMO Systems Under Imperfect CSI (Extended Version)
本文在不完美CSI和接收端信道相关条件下，通过大系统分析推导了大规模MIMO盒松弛译码器的MSE和BER渐近近似，并据此设计最优功率分配方案，同时揭示了盒约束对缓解双重下降现象的关键作用。
2021-07-07 cs.IT math.IT
Asymptotic Characterisation of Regularised Zero-Forcing Receiver for Imperfect and Correlated Massive MIMO Systems with Optimal Power Allocation
本文针对信道不完美且空间相关的大规模MIMO系统，推导了正则化迫零接收机MSE和BER的渐近表达式，并在此基础上求解了最优正则化因子和最优功率分配方案，仿真验证了渐近结果的准确性。
2021-06-08 cs.IT math.IT
Convergence and Density Evolution of a Low-Complexity MIMO Detector based on Forward-Backward Recursion over a Ring
研究了一种基于环型成对图的低复杂度迭代MIMO检测算法的收敛性和密度演化。要考虑的检测算法实际上是前向-后向递归，并且最初在[13]中提出，其中分析了高斯输入的链路级性能和收敛性。本文给出了离散字母表的收敛性证明和二进制输入的密度演化框架，以给出在没有信道编码的情况下的平均SINR和出错率（BER）的渐近性能。通过密度演化得到的误码率曲线与仿真结果吻合较好，验证了密度演化分析的有效性和检测算法的性能。
2016-01-28 cs.IT math.IT
MIMO-AFDM Outperforms MIMO-OFDM in the Face of Hardware Impairments
University of Essex（埃塞克斯大学）；Nanyang Technological University（南洋理工大学）；University of Southampton（南安普顿大学）
本文研究硬件损伤对MIMO-AFDM系统的影响，推导了BER界和近似，发现AFDM具有全分集优势，且相比OFDM对相位噪声、载波频偏等乘性失真以及加性HWI引起的ICI更具鲁棒性。
2026-05-27 cs.IT eess.SP math.IT
Minimum Symbol Error Probability Low-Resolution Precoding for MU-MIMO Systems With PSK Modulation
我们提出了一种最佳的低分辨率预编码技术，最大限度地减少了用户的符号错误概率。与依赖于QPSK调制的现有方法不同，对于最小符号错误概率目标函数的推导，当前方法允许任何PSK调制阶数。此外，所提出的方法解决了相应的离散优化问题，通过一个复杂的分支定界方法。此外，我们提出了不同的方法，基于贪婪搜索方法来计算实际的解决方案。数值仿真证实了所提出的最小符号错误概率准则的符号出错率的优越性相比，建立MMDDT和MMSE方法。
2021-10-05 cs.IT eess.SP math.IT
Data Detection in Single User Massive MIMO Using Re-Transmissions
单用户大规模多输入多输出（MIMO）可以用来提高频谱效率，因为数据是同时从位于基站和移动的大量天线发送。在毫米波频率下，在移动设备中具有大量天线是可行的。然而，单用户大规模MIMO的主要缺点是在接收端的数据恢复的高复杂度。在这项工作中，我们提出了一个低复杂度的数据检测方法的帮助下，重传。Turbo码用于提高误码率（BER）。仿真结果表明，与单次传输的情况相比，只有两次重传的BER显着改善。我们还表明，在一个大规模的MIMO信道与重传的无差错传播所需的最小平均SNR每比特是相同的加性高斯白噪声（AWGN）信道，这是等于$-1.6$ dB。
2018-11-28 cs.IT math.IT
Iterative Detection and LDPC Decoding Algorithms for MIMO Systems in Block-Fading Channels
针对块衰落$F = 2$和快衰落Rayleigh信道，提出了一种基于低密度奇偶检验（LDPC）码的多输入多输出（MIMO）系统迭代检测与译码（IDD）方案。利用码的结构和对数似然比（LLR）的特性，设计了一种具有软信息处理的IDD接收机。最小均方误差（MMSE）与连续干扰消除（SIC）和并行干扰消除（PIC）计划。软\textit{a posteriori}输出的解码器在块衰落信道与根校验LDPC码允许我们创建一个新的策略，以改善比特出错率（BER）的MIMO IDD方案。我们提出的策略在某些情况下，导致高达3dB的增益块衰落信道的BER和高达1dB的快衰落信道。
2014-04-08 cs.IT math.IT
One-bit massive MIMO precoding via a minimum symbol-error probability design
大规模多输入多输出（MIMO）技术具有显著提高移动网络频谱效率、鲁棒性和覆盖范围的潜力。然而，这种潜力受到与大量RF链相关联的硬件成本和功耗的限制。最近，提出了一位量化，通过用一位DAC取代高分辨率数模转换器（DAC）来解决这个问题，从而简化RF链。尽管系统成本较低，但需要先进的信号处理技术来补偿低分辨率DAC造成的量化失真。本文提出了一种基于误符号率（SER）的1比特预编码方案，以在1比特约束下最小化所有用户的检测错误概率。该问题是重铸作为一个连续优化问题的双凸目标。通过应用块坐标下降（BCD）方法和FISTA方法，我们开发了一个有效的迭代算法，以获得一个比特的预编码解决方案。仿真结果表明，在高阶调制情况下，该算法的误比特率出错率性能优于现有算法。
2018-03-13 cs.IT math.IT
SVD-Embedded Deep Autoencoder for MIMO Communications
Villanova University（维拉诺瓦大学）；Virginia Tech（弗吉尼亚理工学院暨州立大学）；DeepSig, Inc.（深度信号公司）
在多输入多输出（MIMO）系统中使用深度自动编码器（DAE）进行端到端通信是一个具有巨大潜力的新概念。DAE辅助的MIMO已经被证明在比特出错率（BER）方面优于基于奇异值分解（SVD）的预编码MIMO。本文提出将信道矩阵的左奇异向量和右奇异向量嵌入到DAE编解码器中，以进一步提高MIMO DAE的性能。SVDembedded DAE在BER方面大大优于理论线性预编码。这是值得注意的，因为它表明DAE通过将通信系统视为单个端到端优化模块，具有超越当前系统设计限制的巨大潜力。仿真结果表明，在SNR= 10 dB时，该算法的误码率约为$10^{-5}$，与未采用SVD的DAE相比，误码率至少降低了10倍，与理论线性预编码相比，误码率最高可降低18倍。我们把这归因于这样一个事实，即建议DAE可以匹配的输入和输出作为一个自适应调制结构与有限的字母输入。我们还观察到，向DAE添加剩余连接可进一步提高性能。
2022-02-11 cs.IT cs.LG math.IT
Turbo Coded Single User Massive MIMO with Precoding
预编码是在发射机处补偿信道的一种方法。提出了一种基于预编码的Turbo码单用户大规模多输入多输出（MIMO）系统中的数据检测方法。我们通过计算机模拟表明，当使用预编码时，重传数据不会导致误码率（BER）的显着降低，从而增加了频谱效率，相比没有预编码的情况。此外，增加发射和接收天线的数量导致BER的改善。
2020-07-31 cs.IT eess.SP math.IT
New Results on Single User Massive MIMO
实现高比特率是5G等无线技术的主要目标。这转化为在发射机和接收机处使用大量天线（单用户大规模多输入多输出或SU-MMIMO）来获得高频谱效率。由于小的天线尺寸，在$30 - 300$ GHz范围内的毫米波频率下，移动手持机中可能具有大量天线。在这项工作中，我们研究了SU-MMIMO在两种情况下的误比特率（BER）性能（a）使用串行级联Turbo码（SCTC）在非相关信道和（b）并行级联Turbo码（PCTC）在相关信道。计算机模拟结果表明，误码率是相当不敏感的重传和发射和接收天线的数量的变化很大。此外，我们已经获得了在512个发射和接收天线（$512\times 512$ SU-MMIMO系统）下，在不相关信道中，在每比特的平均信号与干扰加噪声比（SINR）仅为1.25 dB的情况下，具有256比特/传输或256比特/秒/Hz的频谱效率的$10^{-5}$的BER。在相关信道中，对于使用PCTC的SU-MMIMO，已经获得了类似的BER结果。本文推导了一种估计Turbo码误码率的半解析方法。
2023-03-23 cs.IT math.IT
Iterative Detection and Decoding Algorithms using LDPC Codes for MIMO Systems in Block-Fading Channels
针对块衰落和快瑞利衰落信道下的多输入多输出（MIMO）系统，提出了基于低密度奇偶校验（LDPC）码的迭代检测和译码（IDD）算法。软输入软输出最小均方误差接收机与连续干扰消除被认为是。特别是，我们设计了一种新的策略来提高IDD方案的出错率（BER）性能，该策略考虑了使用根校验LDPC码时块衰落信道中解码器的软\textit{a posteriori}输出。一个MIMO IDD接收机与软信息处理，利用码结构和对数似然比的行为也被开发。此外，我们提出了一个调度算法的LDPC码译码块衰落信道。仿真结果表明，所提出的技术在块衰落和快衰落信道的BER方面的显着增益。
2015-05-04 cs.IT math.IT
BER and Outage Probability Approximations for LMMSE Detectors on Correlated MIMO Channels
本文研究了线性最小均方误差接收机在接收相关多输入多输出系统中的性能。根据随机矩阵理论，当接收天线和发射天线的数量以相同的速率收敛到+ $\infty$时，该接收机输出端的信噪比（SNR）表现为高斯随机变量。然而，这种近似是不准确的一些性能指标，如比特出错率和中断概率的估计，特别是对于小的系统尺寸，李等人令人信服地提出，假设SNR遵循广义伽马分布，其参数通过计算SNR的前三个渐近矩来调整。在这篇文章中，这种技术被推广到（接收）相关信道，并提供了封闭形式的表达式的SNR的前三个渐近时刻。为了获得这些结果，随机矩阵理论技术适用于高斯元素的矩阵。这种技术被认为是简单、有效的，并且在无线通信中具有广泛的兴趣。仿真结果表明，所提出的技术一般产生良好的精度，即使是小系统尺寸。
2008-10-16 cs.IT math.IT
A Reduced-Complexity Maximum-Likelihood Detection with a sub-optimal BER Requirement
最大似然（ML）检测是一种最优的信号检测方案，但由于其高计算复杂性，特别是在多输入多输出（MIMO）情况下，ML检测往往难以实现。在具有采用$M$调制的$N_t$发射天线的系统中，ML-MIMO检测器需要$M^{N_t}$成本函数（CF）评估，随后是用于检测具有最小CF值的符号的搜索操作。然而，实际系统需要误码率（BER）依赖于应用，这可能是次优的。这意味着可能不需要始终具有最小CF解决方案。相反，期望搜索满足所需次优BER的解决方案。在这项工作中，我们提出了一种新的检测器设计的SISO/MIMO系统通过获得BER和CF之间的关系，这也提高了计算复杂性的ML检测器的次优BER。
2022-08-10 cs.IT eess.SP math.IT
Sum-Rate Maximization with Minimum Power Consumption for MIMO DF Two-Way Relaying: Part I - Relay Optimization
研究了由两个源节点和一个中继节点组成的多输入多输出（MIMO）解码转发（DF）双向中继系统的功率分配问题。结果表明，在这样的系统中，实现最大的和速率并不一定需要在继电器的所有可用功率的消耗。相反，可以通过具有最小功耗的有效功率分配来实现最大和速率。然而，推导这样的功率分配是不平凡的，因为它通常会导致非凸问题。在这两部分的论文的第一部分中，找到了一个最小功耗和速率最大化的功率分配MIMO DF双向中继，其中中继优化自己的功率分配策略给定的源节点的功率分配策略。提出了一种基于相对水位思想的中继最优功率分配算法。所考虑的情况下，由于中继优化其功率分配，而不协调的源节点的事实，具有低复杂度。作为低复杂度的权衡，它表明，可以有浪费的功率在源节点，因为没有中继和源节点之间的协调。仿真结果验证了该算法的性能和非对称性对系统的影响。
2013-01-09 cs.IT math.IT
Performance Estimation of 2*4 MIMO-MC-CDMA Using Convolution Code in Different Modulation Technique using ZF Detection Scheme
本文利用卷积码在MATLAB环境下对2 × 4 MIMO-MC-CDMA系统的性能进行了估计，大大降低了系统的误码率。MC-CDMA（Multi Carrier Code Division for Multiple Access，多载波码分多址）是OFDM与CDMA相结合形成的多用户多址系统，CDMA的编码器采用卷积编码方案作为前向纠错（Forward Error Correction，FEC）码，以降低误码率（Bit出错率，BER）。MC-CDMA系统是一种多载波系统，它将单个宽带频率选择性载波转换为并行的窄带平坦衰落多个子载波，以优化系统性能。现在，该系统通过结合2 × 4 MIMO（多输入多输出）系统和半速率卷积编码的Alamanti STBC（空时分组码）分组码作为MIMO的发射分集来进一步改进，该2 × 4 MIMO系统在接收端利用ZF（迫零）解码器来降低BER，该半速率卷积编码的Alamanti STBC（空时分组码）分组码用于通过多个发射天线的多个数据传输。采用卷积码的MIMO-MC-CDMA的主要优点是降低了系统的复杂度，并在增加增益的同时降低了误码率。本文利用MATLAB软件分析了瑞利衰落信道中QPSK、8 PSK、8 QAM、16 QAM、32 QAM和64 QAM等不同调制方式下的系统性能。
2014-07-05 cs.IT cs.NI math.IT
Low-Complexity Lattice Reduction-Aided Channel Inversion Methods for Large-Dimensional Multi-User MIMO Systems
为了降低大型多用户MIMO系统中正则化块对角化（RBD）预编码方案的计算复杂性，提高其性能，提出了一种低复杂度预编码算法.所提出的算法是基于信道反演技术，QR分解{，}和格型约简解耦的MU-MIMO信道等效SU-MIMO信道。仿真结果表明，所提出的预编码算法可以获得与RBD预编码几乎相同的和速率性能，显著的比特出错率（BER）性能增益{，}和简化的接收机结构，同时要求较低的复杂度。
2013-04-24 cs.IT math.IT
Efficient Non-linear Equalization for 1-bit Quantized Cyclic Prefix-Free Massive MIMO Systems
针对大规模多输入多输出（MIMO）基站，利用1位模数转换器（ADC）量化上行信号的数据检测问题。量化的大规模MIMO系统的现有文献处理循环前缀（CP）传输频率选择性信道。在本文中，我们提出了一个计算效率的块处理均衡器的基础上的期望最大化（EM）算法在CP免费传输的1比特量化系统。我们研究的最佳块长度和重叠因子的信道脉冲响应（CIR）长度的基础上的比特错误率（BER）性能指标。由于EM是一种非线性算法，最优估计是根据算法的初始起始点迭代地找到的。通过数值模拟，我们表明，初始化的EM算法与维纳滤波器（WF）的估计，这需要考虑到潜在的量化，实现优越的BER性能相比，与其他起始点的初始化。
2018-06-28 cs.IT math.IT
Linear Transceiver Design for a MIMO Interfering Broadcast Channel Achieving Max-Min Fairness
我们考虑的问题，线性收发器的设计，以实现最大最小的公平性在下行链路MIMO多小区网络。这个问题可以用公式表示为最大化干扰广播信道（IBC）中所有用户之间的最小速率。本文证明，当发射机和接收机的天线数量至少为两个时，最小速率最大化问题在用户数量上是NP难的。此外，我们开发了一个低复杂度的算法，这个问题通过迭代求解一系列的凸子问题，并建立其全局收敛到原来的最小速率最大化问题的一个稳定点。仿真结果表明，该算法能有效地实现用户间的公平性。
2012-08-31 cs.IT math.IT
Performance Analysis of 2*4 MIMO-MC-CDMA in Rayleigh Fading Channel Using ZF-Decoder
本文利用MATLAB软件分析了2 × 4 MIMO-MC-CDMA系统的性能，大大降低了系统的误码率。本文将MIMO与MC-CDMA系统相结合，以降低系统的误比特率出错率，其中MC-CDMA是一种多用户多址方案，用于提高系统的数据率。MC-CDMA系统是一种单宽带频率选择性载波，它将频率选择性载波转换为并行的窄带平坦衰落多个子载波，以提高系统的性能。目前MC-CDMA系统进一步改进为2 × 4 MIMO系统，在接收端采用ZF（Zero Forcing）译码器，采用半速率卷积编码的Alamanti STBC分组码作为MIMO系统的发射分集，通过多发射天线进行发射。采用卷积码的MIMO-MC-CDMA的重要性首先是降低系统的复杂度，其次是降低误码率，最后是提高增益。在本文中，我们研究了不同的调制技术，如8-PSK，16-QAM，QPSK，32-QAM，8-QAM和64-QAM在瑞利衰落信道中使用MATLAB的系统性能。
2014-02-26 cs.IT cs.NI math.IT
Iterative distributed minimum total-MSE approach for secure communications in MIMO interference channels
在本文中，我们考虑的问题，联合发送预编码（TPC）矩阵和接收滤波器矩阵的设计受到保密和每发射机功率约束的MIMO干扰信道，其中$K$合法的发射机-接收机对在存在一个外部窃听通信。解释，我们联合设计的TPC和接收滤波器矩阵的最小总均方误差（MT-MSE）的标准下，一个给定的和可行的信息理论的自由度。更具体地说，我们制定了这个问题，通过最小化的总MSE的合法的发射机-接收机对之间通信的信号，同时确保由窃听者解码的信号的MSE保持高于一定的阈值。我们证明了联合设计的TPC和接收滤波器矩阵的保密和发射功率的限制，可以完成一个有效的迭代分布式算法。文中还给出了迭代算法的收敛性。此外，所提出的算法的性能，包括其保密率和MSE，其特征在于与数值结果的援助。我们证明，该算法优于传统的干扰对齐（IA）算法的可实现的保密率和MSE。作为一个好处，安全的通信可以保证所提出的算法的MIMO干扰信道，即使在存在一个“复杂/强大”的窃听者，其天线的数量是远远高于每个合法的发射机和接收机。
2015-10-13 cs.IT math.IT
Sum-Rate Maximization with Minimum Power Consumption for MIMO DF Two-Way Relaying: Part II - Network Optimization
在这两部分的论文的第二部分中，一个和速率最大化的功率分配与最小的功耗被发现的多输入多输出（MIMO）解码和转发（DF）双向中继（TWR）在网络优化的情况下。在这种情况下，中继和源节点联合优化其功率分配策略，以实现网络最优。与第一部分中考虑的中继优化场景不同，该场景具有低复杂度但不能实现网络最优性，网络级最优功率分配可以在网络优化场景中以更高的复杂度为代价来实现。网络优化问题被认为是在两种情况下，每种情况下有几个子情况。结果表明，所考虑的问题，这本来是非凸的，可以转换成不同的凸问题，但两个子情况。对于剩下的两个子情况，每种情况下，它证明了源节点和中继的最优策略必须满足一定的性质。基于这些性质，提出了一个算法，寻找最优解。还考虑了天线数量、功率限制和信道统计的不对称性的影响。这种不对称性被证明有一个负面的影响，可实现的总和速率和MIMO DF TWR的功率分配效率。仿真结果表明了该算法的性能和系统中的非对称性的影响。
2012-12-15 cs.IT math.IT
Uplink Multiuser Massive MIMO Systems with Low-Resolution ADCs: A Coding-Theoretic Approach
该文研究了一种采用低分辨率模数转换器（ADC）的上行链路多用户大规模多输入多输出（MIMO）系统，其中K个单天线用户与Nr个单天线基站（BS）通信。在这个系统中，我们提出了一个新的多用户MIMO检测框架，启发编码理论。所提出的框架的关键思想是在空间域上创建长度为2Nr的代码C。该代码由所谓的自动编码功能构成，该功能不可设计，但完全由ADC的通道变换和量化功能描述。从这个角度来看，我们转换成一个等效的信道编码问题，其中对应于用户的消息的码字C发送在2Nr个并行信道，每个具有不同的信道可靠性的多用户MIMO检测问题。对于由此产生的问题，我们提出了一种新的加权最小距离解码（wMDD），适当地利用不平等的信道可靠性。结果表明，建议的wMDD产生一个非平凡的增益超过传统的最小距离解码（MDD）。从编码理论的角度，我们发现，误码率（BER）指数下降的最小距离的代码C，这起着类似的作用，在传统的MIMO系统中的条件数。此外，我们开发的通信方法，使用的wMDD的实际情况下，BS没有知识的信道状态信息。最后，数值结果验证了所提出的方法的优越性。
2017-04-11 cs.IT math.IT
Space-Time Block Coded Spatial Modulation Aided mmWave MIMO with Hybrid Precoding
为了充分利用空间调制（SM）、空时分组码（STBC）、模拟波束形成（ABF）和数字预编码技术的优点，同时避免它们各自的缺点，提出了一种空时分组码空间调制与混合模拟数字波束形成（STBC-SM-HBF）相结合的毫米波通信方案。所提出的系统受益于SM的复用增益、STBC的发射分集增益以及波束形成器的信噪比（SNR）增益。仿真结果表明，迫零（ZF）和最小均方误差（MMSE）预编码STBC-SM系统比预编码SM系统具有更好的出错率（BER）性能。此外，与STBC-SM系统相比，预编码SM表现出性能下降。此外，通过采用ABF阵列，BER显著改善。此外，它表明，在所提出的方案中的STBC-SM-HBF的最少2个天线元件需要获得更好的BER比传统的SM和STBC-SM系统在相同的频谱效率下的2比特每秒每赫兹。
2018-07-27 cs.IT math.IT
Maximization of minimum rate in MIMO OFDM RIS-assisted Broadcast Channels
研究RIS在MIMO OFDM广播信道中的有效性，提出联合预编码与RIS优化方案，证明即使每子带RIS元素极少也能显著提升系统性能。
2023-10-12 cs.IT eess.SP math.IT
Team-Optimal MMSE Combining for Cell-Free Massive MIMO Systems
无小区（Cell-free，CF）大规模多输入多输出（massive multiple-input multiple-output，MIMO）系统被期望实现先进的协作通信技术，以使地理上分布的接入点联合服务于用户设备。在\emph{Team Theory}的基础上，设计了有限数据和灵活信道状态信息（CSI）共享下的上行链路组最小均方误差（TMMSE）合并。考虑到信道估计误差和导频污染的影响，提出了一种最小均方误差问题，推导出单向TMMSE、集中式TMMSE和统计TMMSE合并函数，其中CF大规模MIMO系统分别工作在单向CSI、集中式CSI和统计CSI共享方案下.然后，我们推导出所考虑的系统的上行链路频谱效率（SE）。结果表明，与集中式TMMSE相比，单向TMMSE仅需要近一半的CSI分担负担的成本，而SE性能损失可以忽略不计。此外，单向和集中式TMMSE合并方案之间的性能差距可以有效地减少通过增加AP和每个AP的天线的数量。
2022-01-24 cs.IT math.IT
MIMO Detection for Reconfigurable Intelligent Surface-Assisted Millimeter Wave Systems
毫米波（mmWave）频带或诸如THz的高频具有大的未开发频带。然而，由于严重的衰减，毫米波频带上的无线信道通常仅具有一个或两个路径。信道特性限制了其在多输入多输出（MIMO）系统中的发展，MIMO系统可以通过提高频谱效率来提高吞吐量。可重构智能表面（RIS）的发展为毫米波通信提供了新的机遇。在这项研究中，我们提出了一个毫米波系统，它使用低精度模数转换器（ADC），与几个RIS阵列的帮助。此外，每个RIS阵列具有许多具有离散相移的反射器。通过采用线性空间处理，这些阵列形成具有增加的空间分集和功率增益的合成信道，其可以支持MIMO传输。根据合成信道的特点，设计了一种MIMO检测器. RIS阵列可以提供空间分集以支持MIMO传输，然而，RIS阵列的不同数量、天线配置和部署影响比特出错率（BER）性能。我们提出了状态演化（SE）方程来评估在不同情况下的建议MIMO检测器的BER。利用SE方程对室内系统的误码率性能进行了深入的研究。我们揭示了许多关于RIS效应的见解，并讨论了适当的系统设置。此外，我们的研究结果表明，低成本的硬件，如3位ADC的接收端和2位均匀离散相移的RIS阵列，只有适度退化的系统性能。
2020-04-13 cs.IT eess.SP math.IT
On the densest MIMO lattices from cyclic division algebras
证明了循环除代数中的最大阶判别式必须最小化，以得到具有指定非零最小行列式的无限可能矩阵格的原因。使用类场理论的结果，一个下界的最大阶的最小判别式与给定的中心和索引（= Tx/Rx天线的数量）的推导。此外，许多例子的司代数实现我们的界限。例如，我们构造一个具有QAM系数的矩阵格，其码字是具有相同最小行列式的著名Golden码的2.5倍。我们描述了一个通用的算法，由于Ivanyos和Ronyai寻找最大的订单内的循环划分代数，并讨论我们的增强这个算法。我们还考虑了一般的方法来寻找循环划分代数的规定指标实现我们的下限。
2007-03-12 cs.IT math.IT
Pilot Assignment for Joint Uplink-Downlink Spectral Efficiency Enhancement in Massive MIMO Systems with Spatial Correlation
针对相关瑞利衰落信道下的多小区大规模多输入多输出（MIMO）系统，提出了一种灵活的导频分配方法，用于联合优化上下行数据传输。通过利用最大比处理实现的遍历频谱效率（SE）的封闭形式的表达式，我们制定了一个优化问题，最大化的最小加权和的上行链路和下行链路SE的发射功率和导频分配集。该组合优化问题通过两种顺序算法来解决：首先提出启发式导频分配算法，以获得较好的导频复用集，然后进行数据功率控制。数值结果表明，该算法收敛速度快，比以往的算法更好的最小总和每个用户的SE。
2021-06-30 cs.IT math.IT
Implementation of linear detection techniques to overcome channel effects in MIMO
空间分集技术能够提高无线链路的质量和可靠性。天线分集以及了解信道对发射信号的影响和克服信道损害的方法在用户之间发生信道共享的无线通信中起着重要作用。本文比较了单输入单输出系统（SISO）和多输入多输出系统（MIMO）的误比特率出错率性能。比特出错率性能也评估MIMO与最小二乘（LS）和最小均方误差（MMSE）线性检测。进一步的分析和仿真是为了了解信道不完整性对误码率的影响。
2016-05-10 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
Multi-User Flexible Coordinated Beamforming using Lattice Reduction for Massive MIMO Systems
在多用户大规模多输入多输出（MU-Massive-MIMO）系统中，预编码算法的应用受到发射天线数必须大于或等于接收天线总数的维数约束。针对过载MU-Massive-MIMO系统中的维数约束问题，提出了一种格基约简（LR）辅助的灵活协作波束形成（LR-FlexCoBF）算法。一个随机的用户选择方案与建议LR FlexCoBF扩展其应用到MU-Massive-MIMO系统与任意过载水平。仿真结果表明，所提出的LR-FlexCoBF预编码算法在比特出错率（BER）和和速率性能方面都有明显的改善。
2014-12-23 cs.IT math.IT
Repeater-Assisted MIMO Can Also Boost Frequency Diversity: A Semi-Analytic Study
Ericsson Research, Ericsson Japan K.K.（爱立信研究，爱立信日本有限公司）
本文研究中继辅助MIMO是否能增强频率多样性，通过半解析方法推导接收端匹配的BER表达式，验证中继延迟对频率相关性的影响及高信噪比下的性能提升。
2026-03-27 cs.IT eess.SP math.IT
Rate-Splitting for CF Massive MIMO Systems With Channel Aging
针对信道老化问题，本文利用速率分裂技术减轻CF大规模MIMO系统中的干扰，提出二分法预编码方案并推导闭式SE表达式，显著提升系统性能。
2023-08-30 cs.IT math.IT
Group Information Geometry Approach for Ultra-Massive MIMO Signal Detection
本文提出群信息几何方法（GIGA），通过分组构建流形并利用m-投影近似计算后验边缘概率，以低复杂度实现超大规模MIMO信号检测，仿真表明其在少量迭代内具有更优误码率性能。
2024-09-04 cs.IT math.IT
MIMO Precoding in Underlay Cognitive Radio Systems with Completely Unknown Primary CSI
该文研究了一种新的认知无线电（CR）系统，其中干扰信道对主接收机（PR）的瞬时或统计信道状态信息（CSI）对于CR是完全未知的。对于单信道接收机的情况下，我们假设必须保证最小的信息速率的CR主信道的CSI是已知的CR发射机。我们首先表明，低秩CR干扰是更可取的，以提高吞吐量的PR相比，传播更少的功率在更多的发送维度。基于这一观察，我们然后提出了一个秩最小化CR传输策略，假设最小的信息速率必须保证在CR主信道上。我们提出了一个简单的解决方案，称为节俭注水（FWF），使用所需的最少的功率来实现速率约束与最小秩传输协方差矩阵。我们还提出了两个启发式的方法，已被用于在以前的工作中转换到凸优化问题的秩最小化问题。所提出的计划，然后推广到一个MIMO CR下行链路网络与多个接收机。最后，对瑞利衰落信道下的干扰温度和泄漏率中断概率进行了理论分析，证明了直接FWF方案虽然比探试法和经典注水法具有更高的干扰温度，但仍能获得更高的PR吞吐量，这就质疑了将干扰温度作为CR干扰的度量。
2012-04-05 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
Uplink Multiuser Massive MIMO Systems with One-Bit ADCs: A Coding-Theoretic Viewpoint
研究了一种基于1比特模数转换器（ADC）的上行链路多用户大规模多输入多输出（MIMO）系统，在该系统中，具有单天线的$K$用户与具有$n_r$天线的基站（BS）通信。在这个系统中，我们提出了一个新的MIMO检测框架，这是受编码理论的启发。所提出的框架的关键思想是使用完全由非线性MIMO信道矩阵表征的编码函数来创建长度为$n_r$且速率为$K/n_r$的非线性码$\Cc$。由此，多用户MIMO检测问题被转换成等效信道编码问题，其中，在每个具有不同交叉概率的$n_r$并行二进制对称信道上发送$\Cc$的码字。Levereging这一框架，我们开发了一个最大似然解码方法，并表明，最小距离的$\Cc$是强相关的分集阶。此外，我们提出了一个实际的实施方法时，所提出的框架的信道状态信息是不知道的BS。所提出的方法是使用训练序列在BS处估计码$\Cc$。然后，应用所提出的{ \em加权}最小距离解码。仿真结果表明，该方法在合理的训练开销下，几乎达到了理想的性能。
2017-02-02 cs.IT math.IT
Reducing MIMO Detection Complexity via Hierarchical Modulation
这项工作考虑多输入多输出（MIMO）通信系统使用分层调制。最大似然（ML）MIMO检测器的缺点在于，计算复杂性随着发射天线的数量呈指数增加。为了降低复杂度，我们提出了一种分层调制方案，用于MIMO传输的基础和增强层合并。在所提出的接收器中，首先用最小均方误差（MMSE）检测器检测基本层，然后用ML检测增强层。我们的研究结果表明，所提出的低复杂度的计划不妥协的性能时，设计参数，如码率和星座比仔细选择。
2016-02-23 cs.IT math.IT
