Diversity of MMSE MIMO Receivers
在大多数MIMO系统中，在不同频谱效率下计算的瀑布误差曲线族在高SNR下是渐近并行的。换句话说，大多数MIMO系统对于所有固定速率表现出单个分集值。MIMO MMSE接收机不遵循这种模式，并且在其误差曲线族中表现出变化的分集。本文分析了MMSE MIMO接收机的这种有趣的行为，并在所有速率下产生MMSE MIMO分集。的准静态平坦衰落MIMO信道组成的任何任意数量的发射和接收天线的分集的充分的特点，表明全空间分集是可能的，当且仅当速率是在一定的范围内，这是一个函数的天线的数量。对于其他速率，可用分集被充分表征。在足够低的速率下，MMSE接收机具有类似于最大似然接收机的分集（最大分集），而在高速率下，它的性能类似于迫零接收机（最小分集）。线性接收机的MIMO多址接入信道（MAC）的上下文中也进行了研究。然后，分析了准静态频率选择性MIMO信道在零填充（ZP）和循环前缀（CP）块传输和MMSE接收下的分集性能，推导了分集的上下界。对于CP下SIMO的特殊情形，证明了上述界是紧的。
2012-10-08 cs.IT math.IT
Achievable Sum Rate of MIMO MMSE Recievers: A General Analytic Framework
研究了采用线性最小均方误差（MMSE）接收机的多输入多输出（MIMO）无线系统的可达和速率。我们提出了一个新的分析框架，揭示了一个有趣的连接之间的可实现的和速率与MMSE接收机和遍历互信息实现最佳接收机。这个简单但强大的结果使大量的遍历MIMO互信息的现有文献直接应用到MMSE接收机的分析。该框架是特殊的各种瑞利和莱斯信道的情况下，产生新的精确的封闭形式的表达式，可实现的和速率，以及简化的表达式在渐近制度的高和低的信噪比。这些表达式导致的MIMO MMSE接收机在实际信道条件下的性能的关键见解的发现。
2009-03-04 cs.IT math.IT
Adaptive and Iterative Multi-Branch MMSE Decision Feedback Detection Algorithms for MIMO Systems
提出了一种多输入多输出（MIMO）空间复用系统中基于多处理分支的判决反馈（DF）检测算法。建议的检测器采用多个消除分支与接收滤波器，从一个共同的矩阵求逆得到的，并实现接近的最大似然检测器（MLD）的性能。针对多分支MMSE DF（MB-MMSE-DF）接收机，提出了一种约束最小均方误差（MMSE）接收滤波器，该滤波器对反馈滤波器的形状和幅度进行了约束。提出的MB-MMSE-DF检测器的自适应实现开发与递归最小二乘型算法估计接收滤波器的参数时，信道是时变的。一个软输出版本的MB-MMSE-DF检测器也被提出作为一个迭代检测和解码接收机结构的组成部分。计算复杂性分析表明，MB-MMSE-DF检测器并不需要比传统的MMSE-DF检测器显著增加的复杂性，而分集分析讨论了由MB-MMSE-DF检测器实现的分集阶数。仿真结果表明，MB-MMSE-DF检测器的性能优于现有的次优检测器，接近MLD，而需要显着降低复杂度。
2013-08-13 cs.IT math.IT
Performance of PZF and MMSE Receivers in Cellular Networks with Multi-User Spatial Multiplexing
本文描述了蜂窝网络采用多天线开环空间复用技术的性能。我们使用一个随机几何框架来模拟距离依赖的小区间干扰。使用这个框架，我们分析了使用两个线性接收机，即部分迫零（PZF）和最小均方估计（MMSE）接收机的覆盖范围和速率。解析表达式的覆盖率和速率分布，是适合于快速数值计算。在PZF接收机的情况下，我们表明，它不是最佳的，利用所有的接收天线消除干扰。以$α$为路径损耗指数，$N_t$发射天线，$N_r$接收天线，我们证明了最优的方法是使用$N_t\left\lceil\left(1-\frac{2}α\right) \left( \frac{N_r}{N_t} -\frac{1}{2}\right)\right\rceil$接收天线进行干扰消除，剩余天线用于信号增强（阵列增益）。对于PZF和MMSE接收机，我们观察到，增加数据流的数量提供了一个改进的平均数据率与递减的回报。此外，传输$N_r$流在平均和速率方面不是最优的。我们观察到，使用PZF接收机增加SM速率总是降低小区边缘数据率，而使用MMSE接收机的性能几乎与SM速率无关。
2014-05-01 cs.IT math.IT
Asymptotic Analysis for Low-Resolution Massive MIMO Systems with MMSE Receiver
研究了在大规模多输入多输出（MIMO）系统中，假设基站（BS）上安装低分辨率模数转换器（ADC）时的上行链路可达速率。我们假设在BS处仅知道不完全的信道站信息。在此基础上，设计了一种新的MMSE接收机，该接收机不仅考虑了高斯噪声，还考虑了信道估计误差和量化器噪声。通过使用随机矩阵的Stieltjes变换，我们进一步推导出一个紧密的渐近等价的上行链路可达速率与建议MMSE接收机。我们提出了一个详细的分析BS天线的数量，通过表达的可实现的速率，并使用数值模拟验证的结果。它还表明，我们可以补偿由于低分辨率量化的性能损失，通过增加在BS的天线数量。
2018-01-30 cs.IT math.IT
Performance Analysis of Macrodiversity MIMO Systems with MMSE and ZF Receivers in Flat Rayleigh Fading
考虑一个多用户系统，其中任意数量的用户通过独立的瑞利衰落路径与分布式接收阵列通信。接收阵列执行最小均方误差（MMSE）或迫零（ZF）组合，并且在接收器处假设完美的信道状态信息。这种情况是众所周知的，并且当接收天线位于单个阵列中时，精确的分析是可能的。然而，当天线是分布式的，各个链路都有不同的平均信噪比（SNR），这是一个更具挑战性的问题。本文给出了ZF接收机输出信噪比和MMSE接收机输出信干噪比的近似分布。此外，为假设M-PSK或M-QAM调制的两个接收机的符号出错率（SER）提供简单的高SNR近似。这些高SNR结果提供了阵列增益和分集增益信息，以及性能和链路功率之间的非常简单的函数联系。
2013-01-24 cs.IT math.IT
Diversity and Multiplexing Tradeoff in the Uplink of Cellular Systems with Linear MMSE Receiver
在本文中，我们扩展的分集和复用权衡（DMT）分析从点对点信道到蜂窝系统，以评估小区间干扰对系统的可靠性和效率的影响。从分集阶数、复用增益和小区间干扰强度之间的基本权衡关系出发，揭示了蜂窝系统中多天线的性能。分析了小区间干扰对系统分集和复用性能的不利影响。
2012-03-27 cs.IT math.IT
Analysis of Optimal Combining in Rician Fading with Co-channel Interference
本文导出了当期望信号和干扰信号都受到莱斯衰落时，采用最佳合并的接收分集系统在a）等功率不相关干扰源b）不等功率干扰源c）干扰源相关情况下的近似误符号率（SER）、中断概率和速率表达式。推导出的表达式适用于任意数量的接收天线和发射器，并为任何正交幅度调制（QAM）星座。此外，我们推导出一个简单的封闭形式的表达SER的干扰限制制度，瑞利衰落的干扰的特殊情况下。一个密切的匹配之间的SER，中断概率和速率的结果，通过推导出的解析表达式和从蒙特卡洛模拟得到的。
2019-05-09 cs.IT eess.SP math.IT
Interference-Assisted Secret Communication
由于无线介质的广播性质，无线通信易受对抗性窃听的影响。在本文中，它是如何窃听可以减轻利用无线介质的叠加特性。一个窃听信道与帮助窃听器（WT-HI），其中发送器发送一个机密的消息，其预期的接收器在存在的被动窃听器，并与一个独立的窃听器的帮助下，被认为是。不知道机密消息的解密者通过发送独立信号来帮助确保消息的保密性。给出了WT-HI可实现的保密率。结果表明，干扰可以被利用，以协助在无线通信保密。一个重要的例子，高斯的情况下，其中的窃听者有一个更好的信道到预期的接收器比窃听者，被认为是。在这种情况下，窃听器可以以确保其可以被预期接收器解码并从接收到的信号中减去但不能被窃听器解码的速率发送（随机）码字。因此，只有窃听者受到干扰，并且机密消息的机密级别增加。
2008-04-09 cs.CR cs.IT math.IT
Performance Indicator for MIMO MMSE Receivers in the Presence of Channel Estimation Error
我们提出了推导后处理SNR的最小均方误差（MMSE）接收机与不完美的信道估计，并表明它是一个准确的指标的出错率性能的MIMO系统中存在的信道估计错误。仿真结果表明了分析的严密性。
2012-11-13 cs.IT cs.NI cs.PF
In this paper, we present a novel scenario for directional modulation (DM) networks with a full-duplex (FD) malicious attacker (Mallory), where Mallory can eavesdrop the confidential message from Alice to Bob and simultaneously interfere Bob by sending a jamming signal. Considering that the jamming plus noise at Bob is colored, an enhanced receive beamforming (RBF), whitening-filter-based maximum ratio combining (MRC) (WFMRC), is proposed. Subsequently, two RBFs of maximizing the secrecy rate (Max-SR) and minimum mean square error (MMSE) are presented to show the same performance as WFMRC. To …
2020-12-06 cs.IT math.IT
MMSE Optimal Algebraic Space-Time Codes
空时分组码的最大似然接收设计一直是研究者们关注的焦点。然而，随着发射天线和接收天线的数量增加，空时分组码的ML解码复杂度变得过大。因此，它是自然的诉诸次优接收技术，如线性最小均方误差（MMSE）接收机。Barbarossa等人和Liu等人已经独立地推导出全速率线性STBC是MMSE最优的必要和充分条件，即实现最小符号出错率（SER）。受这个问题的启发，某些现有的高速率STBC结构从交叉积代数被确定为MMSE最优。此外，还证明了循环除代数中的一类码是MMSE最优码，而循环除代数是交叉积代数的特例。因此，当采用MMSE接收时，这些STBC实现最小SER，并且当采用ML接收时，这些STBC是完全分集的。
2007-07-14 cs.IT math.IT
Boundaries as an Enhancement Technique for Physical Layer Security
在本文中，我们研究了接收机的性能与物理层安全的泊松域中的用户。我们比较了两种部署场景下的性能：（i）接收器位于象限的拐角处，（ii）接收器位于无限平面中。当信道状态信息（CSI）的窃听者是不可用的发射机，我们计算的概率使用Wyner编码方案的安全连接，我们发现，隐藏在角落的接收机是有益的，在高速率的传输码字和有害的低传输速率。当CSI是可用的，我们表明，平均保密能力是较高的，当接收器位于角落，即使在这种情况下的强度是四倍高于强度的批量的加密。因此，边界也可以用作高数据率应用的保密增强技术。
2018-05-23 cs.IT cs.NI math.IT
Accurately Accounting for Random Blockage in Device-to-Device mmWave Networks
毫米波系统的特点是使用高定向天线和阻塞的存在，这显着改变路径损耗和小尺度衰落参数。每个接收器的接收功率取决于它所指向的方向以及它是视线（LOS）、非LOS（即，部分阻塞）或完全阻塞。虽然足够远的干扰器几乎肯定会被完全阻塞，但有限数量的近距离干扰器将受到随机的部分阻塞。先前表征毫米波网络的尝试做出了简化假设，即在某个半径（称为LOS球）内的所有干扰器都是未阻塞的，而超过该半径的干扰器是非LOS的。然而，与仿真结果相比，LOS球假设往往高估了中断。在本文中，我们提出了一个精确而易于处理的分析有限毫米波网络，免除了LOS球假设。在分析中，每个干扰器具有从几种可能性中随机选择的分布，每种可能性代表不同的阻塞和方向性状态。首先，精确的中断概率被发现的有限网络与固定位置的中断。然后，空间平均的中断概率是通过平均的故障位置。虽然重点是设备到设备网络，但分析足够普遍，可以在目前的毫米波框架之外找到应用。
2017-09-02 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
Performance of Multiantenna Linear MMSE Receivers in Doubly Stochastic Networks
提出了一种方法来表征无线网络中具有多天线线性最小均方误差接收机的代表性链路的信干噪比（SINR），其中发送节点按双随机过程分布，这是泊松点过程的推广。的累积分布函数的代表性的链路的信干噪比推导出假设独立的天线之间的瑞利衰落。几个代表性的空间节点分布被认为是，包括网络与确定性和随机集群，带状网络（用于模拟道路，例如），硬核网络和具有广义路径损耗模型的网络。此外，它示出，如果在代表性的接收器的天线的数量是线性增加的标称节点密度，信号干扰比收敛分布到一个随机变量，这是非零的一般情况下，在某些情况下是一个正的常数。这一结果表明，在系统假设成立的情况下，可以通过随节点密度线性增加接收天线的数量来扩展此类网络。这里提出的结果是有用的多天线无线网络的性能特征在更一般的网络模型比目前可用的。
2014-04-17 cs.IT math.IT
Precoded GFDM System to Combat Inter Carrier Interference : Performance Analysis
5G的预期操作场景对正交频分复用（OFDM）提出了巨大的挑战，其具有差的带外（OoB）频谱特性、严格的同步要求和大的符号持续时间。广义频分复用（GFDM）是这项工作的重点，在文献中已被建议作为满足5G要求的可能解决方案之一。在这项工作中，分析性能评估的MMSE接收机的GFDM。我们还提出了预编码技术，以提高GFDM的性能。利用GFDM调制矩阵的特殊性质，推导出GFDM MMSE接收机的信干噪比的简化表达式。该SINR用于评估BER性能。提出了预编码方案，以降低复杂度的GFDM-MMSE接收机的性能不妥协。基于块离散傅里叶逆变换（BIDFT）和离散傅里叶变换（DFT）的预编码方案由于频率分集增益而优于GFDM-MMSE接收机，同时具有类似于GFDM的迫零接收机的复杂度。结果表明，基于BIDFT和DFT的预编码方案都能显著降低峰均功率比（PAPR）。给出了预编码和未编码GFDM的不同发射机和接收机的计算复杂性。
2015-06-13 cs.IT math.IT
Asymptotic Performance of Linear Receivers in MIMO Fading Channels
线性接收机是一种有吸引力的低复杂度的替代多天线MIMO通信的最佳处理。在本文中，我们描述了两种不同的渐近制度的MIMO线性接收机的信息理论性能。对于固定数目的天线，我们调查的限制，在高信噪比制度的分集复用权衡（DMT）的错误概率。在此之后，我们的特点是固定的SNR在政权的大（但有限）数量的天线的错误概率。就DMT而言，我们报告一个负面的结果：我们表明，线性迫零（ZF）和线性最小均方误差（MMSE）接收器实现相同的DMT，这在很大程度上是次优的，即使在外编码和解码的情况下，跨天线进行。我们还提供了一个近似的定量分析的显着不同的行为的MMSE和ZF接收机在有限的速率和非渐近SNR，并表明，虽然ZF接收机实现差的多样性在任何有限的速率，MMSE接收机的误差曲线的斜率逐渐下降，随着编码速率的增加。当信噪比是固定的，天线的数量变得很大，我们表明，互信息在输出的MMSE或ZF线性接收机具有波动，收敛于高斯分布的随机变量，其均值和方差可以在封闭的形式。这种分析扩展到线性接收机的情况下，一个众所周知的结果，以前获得的最佳接收机。仿真结果表明，渐近分析准确地捕捉中断行为的系统，即使有一个中等数量的天线。
2009-02-19 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
Large-scale multi-user multiple-input multiple-output (MU-MIMO) systems and cloud radio access networks (C-RANs) are considered promising technologies for the fifth generation (5G) of wireless networks. In these technologies, the use of low-resolution analog-to-digital converters (ADCs) is key for energy efficiency and for complying with constrained fronthaul links. Processing signals with few bits implies a significant performance loss and, therefore, techniques that can compensate for quantization distortion are fundamental. In wireless systems, an automatic gain control (AGC) precedes the A…
2020-12-05 cs.IT math.IT
Cooperative Relaying in a Poisson Field of Interferers: A Diversity Order Analysis
本文分析了在干扰受限的网络中，由于干扰和衰落而导致中断的协作中继的增益。基于点过程理论的随机模型被用来捕捉当代无线网络中存在的空间随机性。使用修改的多样性的阶度量，选择解码和转发的可靠性增益研究了几种情况。主要结果如下：可实现的\emph{spatial-contention}分集阶数（SC-DO）等于1，而不管信道的类型，这是由于中继在MAC阶段（发送分集）的无效性。在BC阶段（接收分集）中，SC-DO取决于衰落量和空间干扰相关性。在没有衰落的情况下，取决于系统参数，在SC-DO之间存在一个或两个的硬转换。
2013-05-15 cs.IT math.IT
Joint AGC and Receiver Design for Large-Scale MU-MIMO Systems with Coarsely Quantized Signals and C-RANs
在这项工作中，我们提出了自动增益控制（AGC）的联合优化，它工作在远程射频头（RHH），和一个低分辨率感知（LRA）的线性接收滤波器的最小均方误差（MMSE）的基础上，它工作在基带单元（BBU）池，用于云无线电接入网络中具有粗量化信号的大规模多用户多输入多输出（MU-MIMO）系统。我们开发了连续干扰消除接收机的基础上提出的联合AGC和LRA-MMSE（AGC-LRA-MMSE）的方法。可实现的和率的分析也进行了。仿真结果表明，该设计具有更好的出错率和更高的可达速率比现有的技术。
2019-12-13 cs.IT eess.SP math.IT
Wireless Scheduling with Dominant Interferers and Applications to Femtocellular Interference Cancellation
我们考虑一类无线调度和资源分配问题，其中在每个链路中的接收速率是由该链路中的发射机的动作以及一个单一的主导发射机。这样的场景出现在一系列场景中，特别是在具有强的局部干扰的新兴毫微微和微微蜂窝网络中。对于这些网络，一个效用最大化调度的基础上循环的信念传播，使计算效率高的本地处理和低通信开销。我们的主要理论结果表明，该方法的不动点是可证明的全局最优的任意（潜在的非凸）率和效用函数。因此，该方法提供了全局最优的解决方案，包括子带调度，动态正交化和波束成形时，占主导地位的干扰假设是有效的蜂窝间干扰协调问题的一大类。本文着重于干扰消除（IC）系统的应用，并提出了一种新的方案，最佳速率控制，而不是传统的功率控制。在行业标准的毫微微蜂窝网络模型中进行的仿真表明，在没有IC的情况下，简单重用1的速率有了显着的改进，并且仅在一次或两次迭代中就可以实现用于速率选择的循环置信传播的接近最佳性能。
2012-07-29 cs.IT cs.NI math.IT
Error Rate Analysis and Low-Complexity Receiver Design for Zero-Padded AFDM
National Key Laboratory of Wireless Communications, University of Electronic Science and Technology of China（电子科技大学无线通信国家重点实验室）；School of Computer Science and Electronics Engineering, University of Essex（埃塞克斯大学计算机科学与电子工程学院）
本文研究了零填充仿射频分复用系统误差率性能及低复杂度接收机设计，提出了一种低复杂度的最小均方误差检测器和基于最大比合并的时域检测器，并分析了两种检测器的理论误码率性能。
2026-04-28 cs.IT eess.SP math.IT
The objective of this paper is to develop simple techniques to enhance the performance of multi-user RIS aided wireless systems. Specifically, we develop a novel technique called \textit{channel separation} which provides a better understanding of how the RIS phases affect the uplink sum rate and sum rates for ZF and MMSE linear receivers. Leveraging channel separation, we propose a simple iterative algorithm to improve the uplink sum rate and the sum rates of ZF and MMSE linear receivers when discrete RIS phases are considered. For continuous RIS phases, we derive simple closed form solutions…
2022-09-12 cs.IT math.IT
Communication in a Poisson Field of Interferers -- Part I: Interference Distribution and Error Probability
本文提出了一种同时受网络干扰和噪声影响的通信数学模型。我们引入了一个框架，其中的干扰是分散的，根据一个空间泊松过程，并在无线环境中进行异步操作路径损耗，阴影，和多径衰落。我们认为这两种情况下的缓慢和快速变化的位置。本文由两部分组成。在第一部分中，我们确定在线性接收器的输出处的聚合网络干扰的分布。我们的特点的错误性能的链接，在平均和中断概率。所提出的模型对于任何线性调制方案（例如，M进制相移键控或M进制正交幅度调制），并捕获影响网络干扰的所有基本物理参数。我们的工作概括了传统的分析存在加性高斯白噪声和快衰落的通信，允许传统的结果被扩展到包括网络干扰的影响。在本文的第二部分中，我们推导出链路的容量时，受到网络干扰和噪声，并表征频谱的聚合干扰。
2010-01-26 cs.IT cs.NI math.IT
Mixture-based Modeling of Spatially Correlated Interference in a Poisson Field of Interferers
由于基于PPP的无线网络中的干扰表现出空间相关性，因此涉及多个空间点的任何联合分析要么以在$\mathbb{R}^2$上的数值积分结束，要么在分析上变得太难处理。为了解决这些问题，我们提出了一种替代方法，不仅提供了一个更简单的分析结构，但也密切模仿PPP的特点。这种方法的核心是使用随机变量混合构建的相关框架对相关干扰进行建模。此外，一个相关性框架的基础上更标准的方法的线性组合的随机变量也提出了比较的目的。这些模型的性能进行了研究，通过推导联合CCDF的SIR在$N$任意点。发现图紧密地近似于精确的基于PPP的结果，紧密度取决于$λp$（干扰强度）、$α$（路径损耗指数）和$N$的值。基于混合的模型的适用性也示出了多天线MRC接收机，其中仅示出了简化中断概率分析的主要推导步骤。
2017-07-14 cs.IT math.IT math.PR
Elements of Cellular Blind Interference Alignment --- Aligned Frequency Reuse, Wireless Index Coding and Interference Diversity
我们探讨自由度（DoF）的部分连接的无线网络，特别是蜂窝网络，在发射机没有信道状态信息的特征。具体来说，我们介绍了三个基本要素-对齐的频率复用，无线索引编码和干扰分集-通过一系列的例子，首先集中在无限的规则阵列，然后在有限的集群与任意连接和消息集，最后在异构设置与非对称多天线配置。对准的频率重用指的是在许多情况下正交资源分配的最优性，但是根据由干扰对准原理指导的非常规重用模式。无线索引编码突出了索引编码问题与蜂窝盲干扰对齐之间的密切联系，以及无线设置固有的附加复杂性。干扰分集是指这样的观察：在无线网络中，每个接收器都会经历一组不同的干扰源，并且根据其自己的干扰源集的行为，每个接收器处的无干扰信号空间与其他接收器不同地波动，从而为盲干扰对准原理的稳健应用创造机会。
2012-03-11 cs.IT math.IT
Multi-Antenna Communication in Ad Hoc Networks: Achieving MIMO Gains with SIMO Transmission
多天线接收机的好处是在无线ad hoc网络中进行了研究，主要发现是，网络吞吐量可以线性缩放与接收天线的数量NR，即使每个发送节点只使用一个单一的天线。这与单用户、多用户和自组织无线网络中的大量现有工作形成对比，这些工作已经表明，当多个接收和发射天线（即，MIMO传输），但是当仅使用单个发射天线（即，SIMO传输）。通过使用接收自由度来同时抑制干扰并增加期望信号的功率，并且利用随后的性能益处来增加同时传输的密度而不是传输速率，来实现线性增益。该结果在传输容量框架中得到了证明，该框架假设在存在随机定位的干扰器的情况下的单跳传输，但是还示出了该结果在模型的几种松弛下成立，包括不完美的信道知识、多跳传输和规则网络（即，确定性地位于网格上）。
2009-12-24 cs.IT math.IT
Sequential Channel Estimation in the Presence of Random Phase Noise in NB-IoT Systems
我们考虑窄带物联网（NB-IoT）系统中的信道估计（CE）。由于接收机和发射机振荡器内的相位波动，以及由重复编码的发射数据块的不连续接收引起的残余频率偏移（FO），在接收信号中存在随机相位噪声。虽然由于NB-IoT用户设备（UE）的低移动性，可以假设衰落信道的相干时间相当长，但是在通过重复副本组合信道估计之前必须考虑这样的相位噪声，以提高其准确性。在本文中，我们推导出一个顺序的最小均方误差（MMSE）信道估计器中存在的随机相位噪声，细化CE顺序与每个接收到的重复副本，它具有低复杂度和小的数据存储。此外，我们通过模拟表明，建议的顺序MMSE估计提高了CE的均方误差（MSE）的1 dB的低信号噪声比（SNR）制度，相比传统的顺序MMSE估计，不彻底考虑随机相位噪声的影响。
2017-09-29 cs.IT math.IT
Performance of High-Mobility MIMO Communications with Doppler Diversity
在高速移动通信中，信道的快速变化将导致信道估计和跟踪的困难，但也可以提供多普勒分集。研究了基于导频辅助重复编码和空间复用的多输入多输出系统的性能。在最小均方误差（MMSE）信道估计的基础上，给出了等效信道模型和相应的系统模型。基于随机矩阵理论，推导了最大比合并（MRC）接收机、MMSE接收机和类MRC接收机等线性接收机的归一化可达和速率的渐近表达式。此外，根据类MRC接收机的符号出错率，当重复次数和信噪比趋于无穷大时，可以获得最大的归一化多普勒分集阶数和最小的编码增益损失，并推导了相应的条件。在理论分析的基础上，分析了不同的系统结构和信道参数对系统性能的影响。
2020-02-18 cs.IT math.IT
A Utility-Based Approach to Power Control and Receiver Design in Wireless Data Networks
在这项工作中，联合多用户检测和功率控制的跨层设计问题进行了研究，使用博弈论的方法。针对直接序列码分多址（DS-CDMA）数据网的上行链路，提出了一种非合作博弈模型，允许网络中的用户选择上行链路接收机和发射功率，以最大化自身效用。效用函数测量用户每消耗焦耳能量传输的可靠比特数。针对线性接收机，推导出所提出的博弈的纳什均衡。它示出的平衡是一个功率SIR平衡的最小均方误差（MMSE）检测器作为接收机。此外，这个框架被用来研究匹配滤波器，解相关器，和MMSE检测器的功率控制游戏，和接收机的性能进行比较，在均衡时实现的效用（位/焦耳）。最佳合作解决方案进行了讨论，并与非合作的方法进行了比较。扩展的结果的情况下，多个接收天线。此外，提出了一种基于网络总效用最大化的接纳控制策略。
2005-07-05 cs.IT math.IT
Performance Analysis of Cognitive Radio Systems with Imperfect Channel Sensing and Estimation
在认知无线电系统中，采用基于感知的频谱接入策略，次用户需要执行信道感知，以检测主用户的活动。在现实场景中，信道感测由于误检测和误报警而可能发生错误。作为另一个挑战，必须经由信道估计来学习次发射机和次接收机之间的信道中的时变衰落条件。本文分析了相关认知无线电信道中因果信道估计方法在非理想信道感知下的性能，研究了信道和感知不确定条件下的可达速率。首先，认知无线电信道模型的信道感知误差和信道估计的描述。然后，使用导频符号，最小均方误差（MMSE）和线性MMSE（L-MMSE）估计方法被采用在辅助接收机学习信道衰落系数。信道估计和均方误差（MSE）的表达式的确定，和它们的依赖关系的信道检测结果，导频符号周期和能量进行了研究。由于传感的不确定性导致的不确定性的方差的附加干扰，信道估计策略和性能的有趣的是取决于传感的可靠性。它进一步表明，L-MMSE估计方法，这是在一般次优，执行非常接近MMSE估计。进一步，假设信道估计误差和主用户引入的干扰服从零均值和高斯分布，给出了线性调制方案和高斯信令的可达速率表达式。随后，联合优化训练周期以及数据和导频符号能量分配，以最大化两种信令方案的可实现速率。
2014-09-10 cs.IT math.IT
On Optimal MMSE Channel Estimation for One-Bit Quantized MIMO Systems
本文针对单比特量化MIMO系统，提出基于正交概率计算MMSE信道估计器的新框架，并给出BLMMSE估计器最优的充要条件，推导大维度下的解析表达式以比较两者性能。
2025-01-22 cs.IT eess.SP math.IT
Multimode/multicore fibers are expected to provide an attractive solution to overcome the capacity limit of the current optical communication system. In the presence of high cross-talk between modes/cores, the squared singular values of the input/output transfer matrix follow the law of the Jacobi ensemble of random matrices. Assuming that the channel state information is only available at the receiver, we derive a new expression for the ergodic capacity of the MIMO Jacobi fading channel. This expression involves double integrals which can be evaluated easily and efficiently. Moreover, the met…
2020-06-10 cs.IT math.IT math.PR
Cooperative Relaying in Wireless Networks under Spatially and Temporally Correlated Interference
我们分析的干扰限制，解码和转发，合作中继系统，包括源，目的地，和$N$中继，任意放置在平面上，并根据空间泊松过程放置的一组干扰的痛苦的性能。在每次传输尝试中，首先发射机发送一个数据包，随后，一个单一的中继，正确地接收到的数据包，如果这样的中继存在，retransmits it. We认为在目的地，瑞利衰落，和最大比合并的选择合并，和中继移动性。我们推导出表达式的概率，一个单一的传输尝试是成功的，以及分配的传输尝试，直到一个数据包被成功发送。结果提供了适用于广泛的系统的设计准则。总的来说，干扰的时间和空间特性在塑造系统性能方面起着重要作用。最大比率组合仅在中继接近目的地时有帮助;在恶劣环境中，具有许多中继特别有帮助，并且中继放置是关键的;当中继移动性增加时，性能提高;并且在能量效率和吞吐量之间存在折衷。
2016-03-24 cs.IT math.IT
On capacity of wireless ad hoc networks with MIMO MMSE receivers
无线ad-hoc网络在家庭、商业场所和热点地区被广泛采用，预计在不久的将来，它将提供与有线对等网络并行的宽带服务。为了解决这一需求，能够提供数倍容量增加的MIMO技术具有重大的前景。以前的工作的ad-hoc网络的容量分析是基于一个隐含的假设，每个节点只有一个天线。分析的核心是一个几何区域的特征，称为排除区域，它量化了一个链接占用的空间资源的量。然而，当在每个节点处部署多个天线时，多个链路可以同时在彼此附近进行传输，因为现在可以通过空间信号处理来抑制干扰。因此，链路不再独占地占据几何区域，使得“排除区域”的概念不再适用。在本文中，我们研究了MIMO ad-hoc网络的链路层吞吐量容量。与以前的工作相比，每个链路占用的空间资源量的特征在于它对其他链路施加的实际干扰。为了计算链路层容量，我们首先推导出接收机处的检测后SINR的概率分布。然后使用结果来计算活动链路的数量和区域内可以维持的相应数据率。我们的分析将作为MIMO ad-hoc网络的介质访问协议的设计指南。据我们所知，本文是第一次尝试通过考虑实际的物理层信号和干扰模型来表征MIMO ad-hoc网络的容量。
2008-02-24 cs.IT cs.NI math.IT
Cell-free massive MIMO is one of the key technologies for future wireless communications, in which users are simultaneously and jointly served by all access points (APs). In this paper, we investigate the minimum mean square error (MMSE) estimation of effective channel coefficients in cell-free massive MIMO systems with massive connectivity. To facilitate the theoretical analysis, only single measurement vector (SMV) based MMSE estimation is considered in this paper, i.e., the MMSE estimation is performed based on the received pilot signals at each AP separately. Inspired by the decoupling pri…
2021-12-24 cs.IT eess.SP math.IT
Spatial Interference Cancellation for Multi-Antenna Mobile Ad Hoc Networks
节点间干扰是移动自组网中的一个重要问题。本文研究了多天线在减轻这种干扰的作用。具体而言，网络中的接收机应用迫零波束形成，以消除最强的干扰。假设一个泊松分布的发射机和独立的瑞利衰落信道的网络，传输容量推导，它给出了每单位面积的成功传输的最大数量。从随机几何的数学工具，以获得渐进的传输容量缩放和不准确的信道状态信息（CSI）的影响进行表征。结果表明，当每个节点取消L个中继器时，当中断概率为零时，传输容量随中断概率的1/（L+1）次方而减小。对于固定的中断概率，随着L的增长，传输容量随着L的（1-2/alpha）的幂而增加，其中alpha是路径损耗指数。此外，CSI的不准确性被证明是没有影响的传输容量缩放的中断概率为零，只要CSI训练序列具有适当的长度，我们得出。数值结果表明，取消每个节点仅仅一个中继器增加了一个数量级或更多的传输容量，即使当CSI是不完美的。
2010-09-24 cs.IT math.IT
Achievable Rates and Training Optimization for Uplink Multiuser Massive MIMO Systems
我们研究了大规模MIMO系统的上行链路传输性能，其中所有的发射机都有单天线，基站有大量的天线。具体而言，我们首先推导出可能通过最小均方误差（MMSE）信道估计和三个线性接收机：最大比合并（MRC），迫零（ZF），和MMSE的速率。基于推导出的速率，我们量化了通过增加基站天线数量或增加相干间隔可能节省的能量。我们还分析了可实现的总自由度（DoF）的这样一个系统，而无需假设在接收机，这是示出为相同的点对点MIMO信道的信道状态信息。当用户数小于天线数时，线性接收机足以实现总DoF。当用户数量等于或大于天线数量时，非线性处理是必要的，以实现全自由度。最后，在平均和峰值功率约束下，联合优化训练周期和最优训练能量分配，以最大化接收端采用MRC或ZF接收机时的可实现和速率。
2016-06-12 cs.IT math.IT
Coherent Fading Channels Driven by Arbitrary Inputs: Asymptotic Characterization of the Constrained Capacity and Related Information- and Estimation-Theoretic Quantities
我们考虑的渐近行为的平均最小均方误差（MMSE）和平均互信息在标量和矢量衰落相干信道的特征，其中接收机知道确切的衰落信道状态，但发射机只知道衰落信道分布，由一系列的输入。我们构建低的平均MMSE和平均互信息相干信道瑞利衰落，莱斯衰落或Nakagami衰落和离散输入（有限支持）或各种连续输入驱动的低的平均MMSE和高的渐近展开的贡献的新颖性的心脏。我们揭示了所谓的典型MMSE在标准加性高斯白噪声（AWGN）信道中的作用，在衰落相干信道中的平均MMSE和平均互信息的渐近行为的表征。我们还揭示了MMSE维度的连接和概括。能够构建这些非平凡展开式的最相关元素是实现估计和信息理论量的积分表示可以被视为具有单调变元的核的h变换：这使得能够使用一种新的积分渐近展开技术-梅林变换方法-不仅立即导致高，但是也可以是平均MMSE的低信噪比扩展，以及--通过I-MMSE关系--平均互信息的扩展。我们的结论与应用程序的结果的表征和优化的约束能力的银行的并行独立相干衰落信道驱动的任意离散输入。
2012-10-16 cs.IT math.IT
An Information-Theoretic Framework for Receiver Quantization in Communication
本文提出了一种信息论框架，研究接收端量化对通信性能的影响，通过分析量化器的阈值和级别，推导了速率损失与MSE最小化的关系，并探讨了不同量化策略下的性能一致性问题。
2025-12-25 cs.IT eess.SP math.IT
The effects of quantization and coding on the estimation quality of Gauss-Markov processes are considered, with a special attention to the Ornstein-Uhlenbeck process. Samples are acquired from the process, quantized, and then encoded for transmission using either infinite incremental redundancy (IIR) or fixed redundancy (FR) coding schemes. A fixed processing time is consumed at the receiver for decoding and sending feedback to the transmitter. Decoded messages are used to construct a minimum mean square error (MMSE) estimate of the process as a function of time. This is shown to be an increas…
2021-06-21 cs.IT cs.NI eess.SP
OTFS-based Robust MMSE Precoding Design in Over-the-air Computation
本研究提出一种基于OTFS的AirComp系统鲁棒MMSE预编码设计，通过联合传输导频与数据以减少CSI反馈开销，并基于上一帧CSI设计考虑噪声与过时CSI误差的鲁棒预编码矩阵，有效降低了均方误差。
2024-03-26 cs.IT eess.SP math.IT
Asymptotic Analysis of Double-Scattering Channels
我们考虑一个多输入多输出（MIMO）多址接入信道（MAC），其中每个发射机和接收机之间的信道由双散射信道模型建模。基于随机矩阵理论的新技术，我们推导出了最小均方误差（MMSE）检测器输出端的互信息、信噪干扰比（SINR）以及MMSE检测的和速率的确定性近似，这些近似在大系统极限下几乎肯定是紧的。此外，我们推导出渐近最优的传输协方差矩阵。我们的模拟结果表明，渐近分析提供了非常接近的近似现实系统的尺寸。
2011-05-10 cs.IT math.IT
On Node Density -- Outage Probability Tradeoff in Wireless Networks
在传统的传播信道模型和一维、二维和三维空间中节点随机分布的泊松模型的基础上，提出了一种无线网络中干扰的统计模型。最接近干扰源的功率被用作主要性能指标，而不是传统上使用的总干扰功率，因为在低中断区域，它们具有相同的统计数据，使得前者是后者的精确近似。这大大简化了问题，并允许开发一个统一的框架中断概率分析，包括完全/部分干扰消除的影响，不同类型的衰落和线性滤波，单独或相互结合。当给定数量的最近的干扰被完全取消时，中断概率在这个数量上呈指数下降。三种不同的模型的部分取消被认为是通过其中断概率和比较。消除债务人影响所需的部分注销水平被量化。一个广泛的衰落过程（包括所有流行的衰落模型）的影响，包括在一个简单的方式分析，这可以是积极的或消极的，这取决于一个特定的模型和传播/系统参数。线性滤波（例如通过定向天线）的积极效果通过新的统计选择性参数来量化。分析结果在制定网络密度和中断概率之间的权衡关系，这是一个结果的随机几何节点位置，传播路径损耗和失真效应在受害者接收器之间的相互作用。
2009-05-29 cs.IT math.IT
Beamforming and Rate Allocation in MISO Cognitive Radio Networks
我们考虑分散的多天线认知无线电网络，其中二级（认知）用户被授予同时频谱接入与持牌（主要）用户。我们对待分布式波束形成和速率分配的问题，使最小加权的二次速率最大化的二次用户。这样的优化受制于（1）用于次级用户的有限加权和功率预算，以及（2）在施加在每个初级接收机上的干扰电平不超过指定电平的意义上对初级用户的保证保护。基于由次级接收器部署的解码方法，我们考虑用于解决此问题的三种情形。在第一种情况下，每个次级接收器仅解码其指定的发射器，同时抑制其余的作为高斯干扰器（单用户解码）。在第二种情况下，每个次级接收器采用最大似然解码器（MLD）来联合解码所有次级传输，并且在第三种情况下，每个次级接收器使用无约束组解码器（UGD）。通过部署UGD，允许每个次级用户在抑制或取消剩余用户之后解码用户的任何任意子集（其包含其指定用户）。
2009-08-07 cs.IT math.IT
We investigate a privacy-signaling game problem in which a sender with privacy concerns observes a pair of correlated random vectors which are modeled as jointly Gaussian. The sender aims to hide one of these random vectors and convey the other one whereas the objective of the receiver is to accurately estimate both of the random vectors. We analyze these conflicting objectives in a game theoretic framework with quadratic costs where depending on the commitment conditions (of the sender), we consider Nash or Stackelberg (Bayesian persuasion) equilibria. We show that a payoff dominant Nash equi…
2022-03-04 cs.IT math.IT math.OC
Timely Estimation Using Coded Quantized Samples
量化和编码的高斯-马尔可夫，即奥恩斯坦-乌伦贝克，过程的估计质量的影响被认为是。从该过程中获取样本，对其进行量化，然后使用无限增量冗余或固定冗余编码方案进行编码以供传输。在接收机处消耗固定的处理时间用于解码和向发射机发送反馈。解码的消息被用来构建一个最小均方误差（MMSE）估计的过程作为时间的函数。这被证明是一个越来越多的功能的年龄的信息，定义为时间流逝，因为采样时间有关的最新成功解码的消息。这种（年龄惩罚）函数取决于量化比特、码字长度和接收机处理时间。对于每个编码方案，目标是优化采样时间，使得长期平均MMSE最小化。然后，这是其特征在于设置一般增加的年龄惩罚泛函，不一定对应于MMSE，这可能是独立的利益在其他情况下。
2020-04-27 cs.IT cs.NI eess.SP
Hybrid Beamforming for Millimeter Wave Systems Using the MMSE Criterion
混合模拟和数字波束形成（HBF）最近已经成为毫米波（mmWave）通信系统的一种有吸引力的技术。它很好地平衡了对足够的波束成形增益以克服传播损耗的需求以及降低硬件成本和功耗的期望。在本文中，均方误差（MSE）被选为性能指标来表征传输可靠性。使用最小和MSE准则，我们研究了宽带毫米波传输的HBF设计。为了克服多变量设计问题求解的困难，采用交替最小化方法交替优化混合发射和接收波束形成器。具体而言，首先提出了一种基于流形优化的HBF算法，该算法直接处理模拟元件的恒模约束。然后证明了它的收敛性。为了降低算法的计算复杂性，在窄带情况下提出了一种低复杂度的基于广义特征值分解的HBF算法，在宽带情况下提出了三种基于特征值分解和正交匹配追踪的算法。我们提出的交替最小化算法的一个特别的创新是精心设计的初始化方法，这导致更快的收敛。{此外，我们将基于和MSE的设计扩展到具有加权和MSE的设计，然后将其连接到基于频谱效率的设计。}仿真结果表明，所提出的HBF算法实现了显着的性能改善比现有的，并执行接近全数字波束形成。
2019-02-22 cs.IT math.IT
Asymptotic Spectral Efficiency of Multi-antenna Links in Wireless Networks with Limited Tx CSI
提出了一种渐近技术，用于发现在无线网络中的多天线链路的频谱效率，其中发射机具有与其目标接收机相对应的信道状态信息（CSI）。假设发射机在有限数量的信道模式上发送独立的数据流，这限制了发送协方差矩阵的秩。这种技术被应用到空间分布的网络中，以获得一个近似的渐近频谱效率的干扰限制制度的函数的链路长度，发射机密度，每个接收机和发射机的天线数，发送流的数量和路径损耗指数。据发现，目标接收器CSI，这可以获得低开销的双工系统与互易性，可以提高频谱效率几倍，特别是当链路长度是大的，节点密度高或两者兼而有之。此外，每链路的频谱效率被发现是一个函数的节点密度的接收器天线的数量的比率，它往往可以得到改善，如果节点使用较少的流传输。通过Monte-Carlo仿真对有限大小的系统进行了验证，并且在每个接收机的用户和天线数量接近无穷大的情况下，这些结果是渐近的。
2010-09-21 cs.IT math.IT
Energy Efficiency in Multi-Hop CDMA Networks: a Game Theoretic Analysis Considering Operating Costs
博弈论分析是用来研究接收机的选择和发射功率的多跳网络中，节点使用直接序列码分多址（DS-CDMA）通信的能量效率的影响。一个纳什均衡的游戏中，网络节点可以选择他们的接收机，以及他们的发射功率，以最大限度地提高每单位的能量（包括发送和操作能量），他们发送的比特总数。在这种情况下，不同的线性多用户接收器的使用所产生的能量效率进行比较的非合作游戏。当使用多用户接收机，特别是线性最小均方误差（MMSE）接收机，而不是传统的匹配滤波器接收机时，观察到能量效率的显着增益。
2008-01-23 cs.IT math.IT
Energy Efficiency in Multi-hop CDMA Networks: A Game Theoretic Analysis
博弈论分析是用来研究接收机的选择上的能量效率的多跳网络中，节点使用直接序列码分多址（DS-CDMA）进行通信的影响。一个纳什均衡的游戏中，网络节点可以选择他们的接收机，以及他们的发射功率，以最大限度地提高他们每单位能量发送的比特总数。在这种情况下，从使用不同的线性多用户接收器的能量效率进行比较，在非合作博弈和帕累托最优解。为了便于分析，特别注意渐近大网络。当使用多用户接收机，特别是线性最小均方误差（MMSE）接收机，而不是传统的匹配滤波器接收机时，观察到能量效率的显着增益。
2006-05-22 cs.IT math.IT
Enhanced Uplink Data Detection for Massive MIMO with 1-Bit ADCs: Analysis and Joint Detection
Centre for Wireless Communications, University of Oulu（奥卢大学无线通信中心）
本文提出了一种分析框架，用于大规模MIMO系统中1位ADC的上行数据检测，设计了LMMD接收器和联合检测策略，展示了MMSE在性能上的优势。
2026-03-24 cs.IT eess.SP math.IT
