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
A Novel MCMC Based Receiver for Large-Scale Uplink Multiuser MIMO Systems
在本文中，我们提出了基于马尔可夫链蒙特卡罗（MCMC）技术的低复杂度的信号检测和信道估计的大规模多用户多输入多输出（MIMO）系统的上行链路上的基站（BS）的天线数为数十至数百和类似数量的上行链路用户。提出了一种BS接收机，其采用随机采样方法（其在每次迭代中在吉布斯采样和随机采样之间进行概率选择）用于检测，并且采用基于吉布斯采样的方法用于信道估计。提出的检测算法解决了传统MCMC算法在高信噪比下的失速问题，在大系统中获得了接近最优的性能。一个新的成分，在检测算法，负责实现接近最佳的性能在低复杂度是一个{ \it随机MCMC（R-MCMC）的战略}与{ \it多重启动战略}与一个有效的重新启动标准的联合使用。对于大量BS天线和用户（例如，64、128、256个BS天线/用户）。所提出的基于MCMC的信道估计算法通过在数据阶段期间使用R-MCMC检测的迭代来细化在导频阶段期间获得的信道的初始估计。在信道互易性成立的时分双工（TDD）系统中，这些信道估计可以用于下行链路上的多用户MIMO预编码。此外，我们采用这种接收机架构在频域接收循环前缀单载波（CPSC）信号的频率选择性衰落用户和BS之间。所提出的接收机实现的性能是接近最佳的，接近完美的信道知识实现。
2012-01-29 cs.IT math.IT
Max-min Fair Wireless Energy Transfer for Secure Multiuser Communication Systems
研究了下行多用户通信系统中无线能量传输的最大-最小公平性问题。我们的资源分配设计最大限度地提高了多个多天线能量收集接收器（潜在的窃听者）之间的最小收获的能量，同时提供服务质量（QoS）的安全通信多个单天线信息接收器。特别地，算法设计被公式化为非凸优化问题，该非凸优化问题考虑了在信息接收机处的最小所需信号与干扰加噪声比（SINR）约束以及对于给定发射功率预算由能量收集接收机实现的最大可容忍信道容量的约束。所提出的问题制定利用人工噪声生成的双重用途，以促进有效的无线能量传输和安全通信。一个半定规划（SDP）松弛的方法被用来获得所考虑的问题的全局最优解。仿真结果表明，所提出的最佳方案相比，两个简单的基线计划实现了显着的性能增益收获的能量。
2014-04-07 cs.IT math.IT
Multiuser Media-based Modulation for Massive MIMO Systems
在本文中，我们考虑{ \em media-based modulation（MBM）}，一个有吸引力的调制方案，这是越来越多的研究关注，最近，大规模MIMO系统的上行链路。每个用户配备一个发射天线，其附近放置有多个射频（RF）反射镜（寄生元件）。基站（BS）配备有数十至数百个接收天线。多径信道上的具有$m_{rf}$ RF镜和$n_r$接收天线的MBM已经被示出为渐进地（作为$m_{rf}\rightarrow \infty$）实现$n_r$并行AWGN信道的容量。这表明MBM对于在通常在BS处采用大量接收天线的大规模MIMO系统中使用是有吸引力的。在本文中，我们研究了多用户MBM（MU-MBM）在大规模MIMO环境中的潜在性能优势。我们的结果表明，多用户MBM（MU-MBM）可以显着优于其他调制方案。例如，在使用常规调制的大规模MIMO系统中，在BS处使用500个接收天线实现的误码性能可以使用MU-MBM仅使用128个天线来实现。即使是多用户空间调制和相同大规模MIMO设置中的广义空间调制也需要200个以上的天线来实现相同的误比特性能。此外，认识到MU-MBM信号向量本质上是稀疏的，我们提出了一种有效的MU-MBM信号检测方案，该方案使用基于压缩感知的重建算法，如正交匹配追踪（OMP）、压缩采样匹配追踪（CoSaMP）和子空间追踪（SP）。
2016-11-01 cs.IT math.IT
Exploiting Opportunistic Multiuser Detection in Decentralized Multiuser MIMO Systems
该文研究了一种分散式多用户多天线（MIMO）系统的设计，该系统在固定的窄带上实现频谱共享，其中共存用户通过迭代的方式独立地更新各自的发送协方差矩阵，以达到各自的发送速率最大化。在文献中通常通过假设每个用户将来自所有其他用户的同信道干扰视为接收机处的附加（有色）噪声来研究该设计问题，即，应用传统的单用户解码器（SUD）。该文提出了一种新的分布式多用户MIMO系统的译码方法，即每个用户通过多用户检测技术机会性地消除来自部分或全部其他用户的同频干扰，即机会多用户检测（OMD）。本文研究了基于OMD的用户迭代最大化传输速率的最优传输协方差设计，并证明了与传统SUD相比，该方法在分散多用户MIMO系统中的容量增益。
2009-05-21 cs.IT math.IT
Deep-Learning based Multiuser Detection for NOMA
本文研究了深度学习在基于Welch界等扩多址接入（WSMA）的非正交多址接入（NOMA）上行链路多用户检测（MUD）中的应用。几个非合作用户，每个用户都有自己的预分配NOMA签名序列（SS），在相同的资源上传输。这些SS在它们之间具有低相关性，并且有助于在MUD期间在接收器处的用户分离。多用户检测包括均衡、合并、限幅、信号重构和干扰消除等子任务。本文中考虑的神经网络（NN）用单个黑盒代替这些定义良好的接收器块，即，NN为这些模块提供一次近似。我们考虑两种不同的监督前馈NN实现，即深度NN和2D卷积NN，用于MUD。这两个神经网络的性能进行了比较与传统的接收机。仿真结果表明，通过适当选择的NN参数，它是可能的黑箱近似，以提供更快，更好的性能，相比传统的多用户检测方案，它实现了几乎相同的符号出错率的最终获得的复杂的最大似然检测器。
2020-11-23 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
Multiuser MIMO Downlink Beamforming Design Based on Group Maximum SINR Filtering
在本文中，我们的目标是解决多用户多输入多输出（MIMO）下行波束成形问题，其中一个多天线基站广播数据到许多用户。每个用户被分配多个数据流，并且在其接收器处具有多个天线。提出了一种基于迭代法的联合发射接收波束形成和功率分配问题的有效解决方案。我们采用组最大信号干扰噪声比（SINR）滤波器组（GSINR-FB）作为我们的波束形成器，通过用户的数据流之间的合作，利用接收机的多样性。每个用户的数据流受到平均SINR约束，该平均SINR约束在无线通信系统中具有许多重要的应用，并且用作测量服务质量（QoS）的良好度量。GSINR-FB还优化其输出的平均SINR。在GSINR-FB波束形成器的基础上，提出了一种SINR均衡的最优功率分配结构，将复杂的功率分配问题简化为线性问题。仿真结果验证了所提出的算法优于以前的作品，具有近似相同的复杂度。
2011-03-29 cs.IT math.IT
Frequency-Asynchronous Multiuser Joint Channel-Parameter Estimation, CFO Compensation and Channel Decoding
本文研究了一种采用正交频分复用（OFDM）和交织多址（IDMA）的信道编码多用户系统。为了实现OFDM-IDMA的潜在优势，必须解决两个挑战。第一个挑战是多个信道参数的估计。考虑到由于用户的信道参数的估计彼此交织，因此总体估计误差可能随着用户的数量而增加，问题是如何包含多个用户的信道参数的估计误差。第二个挑战是多个用户的发射机可能由不同的RF振荡器驱动。相关联的频率ω y可能导致接收机处的多个CFO。与可以补偿掉单个CFO的单用户接收机相比，多用户接收机的一个特殊困难是不可能同时补偿所有多个CFO。为了解决这两个问题，我们提出了一个框架来解决多用户信道参数估计，CFO补偿和信道解码联合迭代的问题。该框架采用空间交替广义期望最大化（SAGE）算法将多用户问题分解为多个单用户问题，并采用期望条件最大化（ECM）算法解决每个单用户子问题。SAGE和ECM在框架中的迭代执行允许以最佳方式解决上述两个挑战。基于软件无线电的仿真和实际实验表明，与其他方法相比，我们的方法可以实现显着的性能增益。
2016-01-29 cs.IT math.IT
Semi-Blind Multiuser Detection Under the Presence of Reconfigurable Intelligent Surfaces
分析研究了一种多用户多输入多输出无线通信系统，该系统借助可重构智能表面（RIS）进行工作。中间RIS配备有多个元件，并通过随机相位旋转操作以同时服务于多个用户。独立的瑞利衰落条件之间假设所包括的信道。分析研究了接收端采用线性高效迫零检测的系统性能。特别是，中断性能推导出封闭形式的表达式，对于不同的系统配置设置在接收机的可用信道状态信息。此外，联合相干/非相干线性检测的解析。最后，提供了一些新的工程见解，如信道状态信息和/或天线/RIS阵列的体积如何影响系统的整体性能，以及通过利用联合相干/非相干方案的性能/复杂性权衡所产生的效率。
2021-10-10 cs.IT math.IT
Non-Orthogonal Multiple Access (NOMA) for Downlink Multiuser MIMO Systems: User Clustering, Beamforming, and Power Allocation
研究了具有连续干扰消除（SIC）的非正交多址（NOMA）在下行多用户多输入多输出（MIMO）蜂窝系统中的应用，其中小区内用户终端的接收天线总数大于基站的发射天线数。我们首先将UE接收天线动态地分组为等于或大于BS发射天线的数量的多个集群。单个波束成形向量然后由集群中的所有接收天线共享。我们提出了一种线性波束形成技术，其中所有的接收天线可以显着消除簇间干扰。另一方面，每个集群中的接收天线基于功率域NOMA进行调度，接收机端具有SIC。对于集群间和集群内的功率分配，我们提供了动态功率分配解决方案，其目标是最大化整体小区容量。对提出的MIMO-NOMA系统进行了广泛的性能评估，并与传统的基于正交多址（OMA）的MIMO系统和其他现有的MIMO-NOMA解决方案进行了比较。数值结果量化的容量增益的MIMO-NOMA模型在MIMO-OMA和其他现有的MIMO-NOMA解决方案。
2016-11-22 cs.IT cs.NI math.IT
Multiuser Diversity in Interfering Broadcast Channels: Achievable Degrees of Freedom and User Scaling Law
本文研究了如何多用户维度可以有效地利用目标自由度（DoF）的干扰广播信道（IBC）组成的K-发射机和他们的用户组。首先，假设每个发射机具有单个天线并且服务于其用户组中的单个用户，其中每个用户具有小于K个的接收天线。在这种情况下，在用户选择之后构成K个发射机单输入多输出（SIMO）干扰信道（IC）。在没有多用户分集的帮助下，由于接收天线的数目小于或等于干扰器的数目，因此不能在每个用户处完美地去除K-1个干扰信号。只有通过适当的用户选择，随着用户数量的增加，每个发射机的非零DoF才是可实现的。通过几何解释的干扰信道，我们表明，多用户尺寸必须首先用于减少由干扰信号引起的自由度损失，然后必须用于增加自由度增益从自己的信号。导出用于目标DoF的足够数量的用户。我们还讨论了如何利用多用户分集的最佳策略可以实现实际的用户选择方案。最后，单发射天线的情况下，扩展到多输入多输出（MIMO）IBC，其中每个发射机与多个天线服务多个用户。
2013-09-02 cs.IT math.IT
Tranceiver Design using Linear Precoding in a Multiuser MIMO System with Limited Feedback
研究了多用户多输入多输出系统中信道状态信息的量化和反馈。每个用户可以接收多个数据流。我们的设计最大限度地减少了总和均方误差（SMSE），同时占信道状态信息（CSI）在发射机的缺陷。本文做了三个贡献：第一，我们提供了一个端到端的短信收发器的设计，结合接收机组合，反馈策略和发射预编码器的设计与信道的不确定性。这使得所提出的收发器优于先前导出的有限反馈MU线性收发器。其次，我们删除MIMO系统的维数约束，每个用户多个数据流的情况下，使用最大期望信号组合（MESC）和最小MSE接收机的组合。这使得每个用户的反馈独立于其他用户，并且所得到的反馈开销与数据流的数量而不是接收天线的数量成线性比例。最后，我们分析了所提出的算法在高信噪比（SNR）和大量的发射天线的SMSE。作为一个旁白，我们分析为什么位出错率，在高信噪比制度，增加，如果量化误差被忽略。
2010-01-14 cs.IT math.IT
Uplink Linear Receivers for Multi-cell Multiuser MIMO with Pilot Contamination: Large System Analysis
具有大量发射天线的基站具有以高速率服务大量用户的潜力。然而，上行链路中的接收机处理依赖于已知遭受导频干扰的信道估计。在这项工作中，利用在CDMA的上行链路接收信号的多小区多天线系统的相似性，我们执行一个大的系统分析时，接收机采用MMSE滤波器与导频污染的估计。我们假设瑞利衰落信道具有不同的接收功率的用户。当每个基站的天线数量和用户数量增加时，我们发现渐进的信号干扰噪声比（SINR），同时保持固定的比率。通过SINR表达式，我们探索了被服务的用户数量与基站处的天线数量相当的情况。的SINR明确捕获的导频污染的影响，并被发现是相同的，采用匹配滤波器与导频污染的估计。我们还发现，使用MMSE滤波器，这是一个重要的因素，当有显着数量的用户在系统中相比，天线的数量的干扰抑制的确切表达式。在典型的设置中，就五个百分点的SINR而言，MMSE滤波器被示出为提供超过匹配滤波的显著增益，并且在具有完美信道估计的MMSE滤波器的5dB内。可实现的速率的仿真结果接近大的系统限制，即使是一个10天线的基站，每个小区3个或更多的用户。
2014-04-14 cs.IT math.IT
Linear Processing and Sum Throughput in the Multiuser MIMO Downlink
我们考虑在多用户多输入多输出（MIMO）系统的下行链路中的线性预编码和解码，其中每个用户可以接收多于一个的数据流。我们提出了几个均方误差（MSE）为基础的联合发射接收优化的标准，并建立了一系列的关系，这些标准的信号与干扰加噪声比的单个数据流和线性最小MSE解码下的信息理论信道容量。特别是，我们表明，实现最大的吞吐量总和相当于最小化的MSE矩阵的决定因素（PDetMSE）的产品。由于PDetMSE最小化问题不承认一个计算有效的解决方案，一个简化的标量版本的问题被认为是最小化的产品的均方误差（PMSE）。提出了一种迭代算法来解决PMSE问题，并显示出提供接近最优的性能，大大降低了计算复杂性。我们的模拟比较了线性预编码策略下可实现的总速率和广播信道的总容量。
2009-02-10 cs.IT math.IT
Maximum Signal Minus Interference to Noise Ratio Multiuser Receive Beamforming
受低数据率物联网（IoT）和电子健康设备的大规模部署以及对高可靠通信的需求的启发，本文提出了用于单输入多输出（SIMO）多址接入信道（MAC）的上行链路的接收波束成形技术，该技术基于每用户差错概率度量和一维信令。虽然通过直接最小化误差概率（MPE）的波束形成具有比诸如迫零和最小均方误差波束形成的经典波束形成方法潜在的优点，但是MPE波束形成导致非凸和高度非线性的优化问题。本文通过增加一组基于调制的约束条件，将MPE波束形成问题转化为一个凸规划问题。然后，一个简化的版本的MPE波束形成的建议，减少了指数数量的限制，在MPE波束形成问题。简化的问题也被证明是一个凸规划问题。简化问题的复杂性进一步降低，通过最小化凸函数，作为上界的错误概率。这个上限的最小化导致引入一个新的度量，这是所谓的信号减去干扰噪声比（SMINR）。结果表明，最大化SMINR导致波束形成向量的封闭形式的表达式，以及现有的波束形成方法的性能改善。
2017-05-16 cs.IT math.IT
On Multiuser Power Region of Fading Multiple-Access Channel with Multiple Antennas
本文研究了在基站（BS）多个接收天线和在每个移动终端（MT）多个发射天线的衰落MIMO-MAC。两个多址技术被认为是调度传输从每个MT到BS在相同的频率，这是空分多址（SDMA）和时分多址（TDMA）。对于SDMA，所有MT同时向BS发送，并且它们各自的信号在BS处经由多个接收天线被解析，而对于TDMA，每个MT在相互正交的时隙期间独立地向BS发送。假设从每个MT到BS的衰落信道的信道状态信息（CSI）在每个MT发射机处是未知的，但在BS接收机处是完全已知的。由此，BS可以获取每个MT的长期信道分布信息（CDI）。本文将点对点衰落MIMO信道的传输协方差反馈方案扩展到衰落MIMO-MAC中，BS根据所有MT的CDI联合优化所有MT的传输协方差矩阵，然后通过反馈信道将每个传输协方差矩阵发送回相应的MT。本文的主要目标是描述所谓的多用户功率区下的多用户传输协方差反馈方案的SDMA和TDMA。功率区域被定义为所有用户发射功率元组的构成，其可以实现对于给定的一组用户目标速率的可靠传输。仿真结果表明，对于衰落的MIMO-MAC，SDMA比TDMA能节省大量的功率。此外，本文证明了有用的多用户功率区域之间的MT保持比例公平的功耗。
2008-04-21 cs.IT math.IT
Generalized Spatial Modulation in Large-Scale Multiuser MIMO Systems
通用空间调制（GSM）使用$n_t$发射天线元件，但使用较少的发射射频（RF）链$n_{rf}$。空间调制（SM）和空间复用分别是具有$n_{rf}=1$和$n_{rf}=n_t$的GSM的特殊情况。在GSM中，除了通过$n_{rf}$常规调制符号（例如，QAM）传送信息比特之外，$n_{rf}$活动发射天线的索引也传送信息比特。在本文中，我们研究{ \em GSM的大规模多用户MIMO通信的上行链路}。我们在本文中的贡献包括：（$i$）的平均误比特概率（ABEP）分析的最大似然检测在多用户GSM-MIMO的上行链路上，我们推导出的ABEP上界，和（$ii$）低复杂度的算法GSM-MIMO信号检测和信道估计在基站接收端的消息传递的基础上。ABEP上的分析上限被发现是紧在中等到高的信噪比（SNR）。所提出的接收机算法被发现规模非常好的复杂性，同时实现近最佳的性能在大尺寸。仿真结果表明，在相同的频谱效率下，多用户GSM-MIMO系统在出错率为$10^{-3}$的情况下，性能优于多用户SM-MIMO系统和传统多用户MIMO系统2 ~ 9 dB。与SM-MIMO和常规MIMO相比，GSM-MIMO中的这种SNR增益可以归因于以下事实：由于空间索引比特的数量较大，GSM-MIMO可以使用功率效率更高的低阶QAM字母表。
2015-03-13 cs.IT math.IT
Knowledge Distillation-aided End-to-End Learning for Linear Precoding in Multiuser MIMO Downlink Systems with Finite-Rate Feedback
针对下行多用户多输入多输出系统，提出了一种基于深度学习的信道估计、量化、反馈和预编码方法。在所提出的系统中，有限反馈的信道估计和量化由接收器深度神经网络（DNN）处理。预编码器选择由发送器DNN处理。为了模拟传统的信道量化，在每个接收器DNN处采用二值化层，并且二值化层还用于实现端到端学习。然而，这可能导致不准确的梯度，这可能会在训练期间将接收器DNN捕获在较差的局部最小值处。为了解决这个问题，我们考虑知识蒸馏，其中现有的DNN与辅助发送器DNN联合训练。使用辅助DNN作为教师网络允许接收器DNN额外地利用无损梯度，这在避免不良局部最小值方面是有用的。对于相同数量的反馈比特，我们基于DNN的预编码方案可以实现更高的下行链路速率相比，传统的线性预编码与基于码本的有限反馈。
2021-03-23 cs.IT eess.SP math.IT
Multiuser Communications with Movable-Antenna Base Station: Joint Antenna Positioning, Receive Combining, and Power Control
本文研究可移动天线基站的上行多用户通信，提出联合优化天线位置、接收合并和功率控制的PSO-BCD双环算法，显著提升最大—最小用户速率。
2023-08-18 cs.IT eess.SP math.IT
Energy-Efficient Resource Allocation in Multiuser MIMO Systems: A Game-Theoretic Framework
研究了多用户MIMO无线通信系统上行链路能量有效性的跨层资源分配问题。假设所有的发射机和上行链路接收机都配备有多个天线，考虑的情况是，其中每个终端被允许改变其发射功率，波束成形矢量，和上行链路接收机，以最大限度地提高其自身的效用，这被定义为数据吞吐量的比率，以发射功率;的情况下，其中在接收机处使用非线性干扰消除也进行了研究。应用博弈论的制定，几个非合作的游戏，从而制定效用最大化，并比较其性能方面取得的平均效用，取得的平均信干噪比和平均发射功率在纳什均衡。仿真结果表明，采用本文提出的跨层资源分配策略，网络性能有明显的改善。
2008-07-19 cs.GT cs.IT math.IT
Multiaccess Communication via a Broadcast Approach Adapted to the Multiuser Channel
介绍了一种在慢衰落信道上实现多址通信的广播策略，该策略中信道状态信息仅为接收端所知。在这种策略中，发射机将其信息流分成多个独立的信息流，每个信息流适合于特定的实际信道实现。所提出的策略和现有的主要区别是，在现有的方法中，每个发射机适应其传输策略只对接收机的直接信道的衰落过程，因此直接采用单用户策略先前设计的单用户信道。然而，每个用户对网络范围度量的贡献（例如，总速率容量）不仅取决于用户到接收机的直接信道，而且还取决于其它信道的质量。在此前提下，本文提出了一种替代的广播策略，其中发射机调整其传输的组合状态产生的所有用户的信道。这导致每个发射机生成更大数量的信息流，并且接收机采用不同的解码策略。建立了一个可实现的速率区域和捕获不同信息层的速率之间的权衡的外边界，并且示出了可实现的速率区域包含了基于将广播方法适应于单用户信道而获得的现有已知容量区域。
2017-12-23 cs.IT math.IT
Energy and Spectral Efficiency of Very Large Multiuser MIMO Systems
多个自主终端同时向紧凑的天线阵列发送数据流。该阵列使用从发送的导频导出的不完美的信道状态信息来提取各个数据流。可以使终端辐射的功率与基站天线数量的平方根成反比，而不降低性能。相反，如果完美的信道状态信息是可用的，则功率可以与天线的数量成反比。推导了最大比合并（MRC）、迫零（ZF）和最小均方误差（MMSE）检测的容量下限。MRC接收机通常比ZF和MMSE性能更差。然而，随着功率电平的降低，由较差的最大比接收机引入的串扰最终下降到噪声电平以下，并且这种简单的接收机成为可行的选择。量化能量效率（以比特/J测量）和频谱效率（以比特/信道使用/终端测量）之间的折衷。结果表明，使用适度大的天线阵列可以提高频谱和能量效率的数量级相比，一个单天线系统。
2012-05-21 cs.IT math.IT
Coherent Product Superposition for Downlink Multiuser MIMO
在两个用户广播信道，其中一个用户有完整的CSIR和其他没有，最近的结果表明，TDMA是严格的次优和产品叠加需要非相干信令实现自由度增益下，许多天线配置。这项工作介绍了产品叠加在域中的相干信令与导频，演示了产品叠加的优势，在低信噪比以及高信噪比，并建立了自由度增益在一个更广泛的接收机天线配置。两类解码器，有和没有干扰消除，进行了研究。通过分析建立了可调速率，并通过模拟进行了说明。
2016-07-25 cs.IT math.IT
Study of Knowledge-Aided Iterative Detection and Decoding for Multiuser MIMO Systems
在这项工作中，我们考虑的问题，减少延迟的低密度奇偶校验（LDPC）码与迭代检测和解码（IDD）接收机中的多用户多天线系统。建议的知识辅助IDD（KA-IDD）系统采用了最小均方误差检测器与改进的迭代处理和重新加权的信念传播（BP）解码算法。我们提出了重新加权BP解码算法，利用知识的短周期的图结构和重新加权因子来自超图的扩展。仿真结果表明，所提出的KA-IDD方案和算法优于现有技术，并需要减少解码迭代次数。
2018-02-15 cs.IT math.IT
Optimal Multiuser Loading in Quantized Massive MIMO under Spatially Correlated Channels
低分辨率数模转换器（DAC）在促进大规模多输入多输出（MIMO）系统的成本和功率有效实现方面显示出巨大的潜力。我们研究了大规模MIMO下行链路网络的性能与低分辨率DAC使用正则化迫零（RZF）预编码。它可为配备有限分辨率模数转换器（ADC）的多个接收器提供服务。在空间相关信道下，考虑发射端和接收端的量化误差，应用渐近随机矩阵理论，给出了RZF正则化参数的最优解。最优正则化参数与ADC量化分辨率和信道相关性无关，但与用户负载率呈线性关系。此外，渐近和速率性能的特点和最佳用户负载比的封闭形式的表达式，得到在低信噪比。最佳比率随DAC分辨率增加而增加，随ADC分辨率减少而减少。数值模拟验证了我们的观察。
2019-01-28 cs.IT math.IT
Multi-Branch Lattice-Reduction SIC for Multiuser MIMO Systems
在本文中，我们提出了一种新的检测技术的多用户多输入多输出（MU-MIMO）系统。该方案结合了格型约简（LR）变换，使信道矩阵接近正交，然后采用多分支（MB）技术与连续干扰消除（SIC）。在该方案中，所有分支的接收滤波器都需要单个LR变换，这为每个分支提出了不同的排序，并生成检测候选列表。根据最大似然（ML）选择准则选择估计符号的最佳矢量。仿真结果表明，该检测结构具有接近最优的性能，而计算复杂性远低于ML检测器。
2014-12-05 cs.IT math.IT
Flexible Widely-Linear Multi-Branch Decision Feedback Detection Algorithms for Massive MIMO Systems
本文提出了大规模多用户多天线系统的宽线性多分支判决反馈检测技术。我们考虑的情况下，在射频链中的同相（I）和正交（Q）分量表现出不平衡，这降低了接收机的性能和起源的非圆形信号的损伤。提出了一种宽线性多分支判决反馈接收机，以消除多用户干扰和I/Q不平衡效应。本文还设计了一种基于该接收机和卷积码的迭代检测和译码方案。仿真结果表明，所提出的技术优于现有的算法。
2015-12-19 cs.IT math.IT
LDPC Coded Multiuser Shaping for the Gaussian Multiple Access Channel
研究了输入星座和低密度奇偶校验（LDPC）码的联合设计，以逼近两用户高斯多址信道的对称容量。更具体地说，在每个用户处采用多级编码来构造高阶输入星座图，并且联合设计用户的星座图，以便最大化多用户成形增益。在接收端，多层编码的每一层在用户之间联合解码，而连续消除则跨层使用。使用EXIT图设计每个用户在每个层中使用的LDPC码，以支持指定的每层速率和SNR的用户之间的联合解码。数值模拟提供了验证建议的星座和LDPC码的设计。
2019-05-01 cs.IT math.IT
On the Interference Alignment Designs for Secure Multiuser MIMO Systems
在本文中，我们提出了两个安全的多用户多输入多输出传输方法的干扰对齐（IA）的基础上存在窃听。为了处理窃听者的信息泄漏以及来自期望接收器（Rx）处的不期望发射器（Tx）的干扰信号，我们的方法旨在设计发射预编码和接收子空间矩阵以最小化总的主链路间干扰和窃听信号（WS）。第一种IA方案的重点是将WS对齐到真子空间中，而第二种IA方案对预编码矩阵施加新的结构以迫使WS为零。当信道状态信息在所有Tx处完全已知时，在每个所提出的IA方案中，Tx处的预编码矩阵和Rx处的接收子空间或窃听者被交替地选择以使每次迭代的凸优化问题的费用函数最小化。我们提供了可行的条件和收敛性证明的IA方法。仿真结果表明，我们的两个IA方法优于传统的IA算法的平均保密和率。
2016-11-16 cs.IT math.IT math.OC
Multiuser Joint Energy-Bandwidth Allocation with Energy Harvesting - Part I: Optimum Algorithm & Multiple Point-to-Point Channels
在本文中，我们开发了最佳的能量带宽分配算法在衰落信道中的多个能量收集发射机，每个可以通过正交信道与多个接收机进行通信。我们首先假设对于$K$时隙{\em先验}，信道状态和能量收集状态的边信息是已知的，并且每个时隙中的电池容量和最大传输功率是有界的。目标是通过为每个时隙中的每个发射机分配发射功率和带宽来最大化所有发射机在$K$时隙上的加权和速率。该问题被公式化为具有${\cal O}(MK)$约束的凸优化问题，其中$M$是接收器的数量，使得难以用通用凸求解器来求解。提出了一种迭代算法，在每次迭代中交替求解两个子问题。文中还给出了算法的收敛性和最优性。然后，我们考虑的特殊情况下，每个发射机只与一个接收机通信，其目标是最大化的总吞吐量。我们开发了有效的算法来解决这两个子问题和最佳的能量带宽分配可以得到一个整体的复杂性${\cal O}(MK^2)$。此外，还提出了一种启发式算法的能量带宽分配的因果信息的信道和能量收集状态的基础上。
2014-10-10 cs.IT math.IT
Study of Rate-Splitting Techniques with Block Diagonalization for Multiuser MIMO Systems
在这项工作中，我们研究块对角化（BD）技术的多用户多天线系统使用速率分裂（RS）多址。在RS多址接入中，用户的消息被分成公共部分和私有部分，以减轻多用户干扰。我们提出了一个RS多址接入系统的系统模型，在广播信道的情况下，接收机配备有多个天线。我们还开发了基于BD的RS多址系统的线性预编码器，以及组合技术，如最小-最大准则和最大比组合准则，以提高公共速率。封闭形式的表达式来描述所提出的方案的和速率性能也来自。系统的性能进行了评估，通过模拟考虑不完善的信道状态信息在发射机。结果表明，所提出的方案优于传统的线性预编码方法。
2019-06-30 cs.IT math.IT
Study of Multiuser Multiple-Antenna Wireless Communications Systems Based on Super-Resolution Arrays
针对配备超分辨率阵列的多用户多天线上行系统，设计MMSE及干扰消除接收机并推导和速率表达式，证明其可超越天线数更多的标准阵列系统。
2023-12-10 cs.IT eess.SP math.IT
Spectral Efficiency of Multiple Access Fading Channels with Adaptive Interference Cancellation
在快速时变衰落环境中可靠地估计用户的信道和数据是多用户检测（MUD）技术的一个非常具有挑战性的任务，该MUD技术承诺对于诸如非正交CDMA和基于空间复用MIMO的LTE的干扰受限系统的令人印象深刻的容量增益。本文分析了DS-CDMA上行链路中传统单用户和多用户接收机的相对信道估计误差性能，并给出了它们对输出信干噪比（SINR）性能的影响。信道估计的均方误差（MSE）和可实现的频谱效率，这些接收机从输出SINR计算得到的，然后与新的自适应干扰消除接收机实现比较。结果表明，自适应接收机使用连续（SIC）和并行干扰消除（PIC）的方法提供了更好的信道估计和SINR性能，从而显着增加可实现的和数据速率。
2012-05-13 cs.IT math.IT
Optimal Precoding for Multiuser MIMO Systems With Phase Quantization and PSK Modulation via Branch-and-Bound
MIMO系统被认为是最有前途的无线通信。然而，随着无线电前端数量的增加，相应的能耗和成本成为一个问题，这可以通过利用低分辨率量化器来缓解。在这项研究中，我们提出了一个最佳的预编码算法约束到恒定的包络信号和相位量化，最大限度地提高了最小距离的决策阈值在接收机使用分支定界策略。该算法在比特出错率方面优于现有的方法。数值结果表明，该方法具有显着降低的复杂性比穷举搜索。
2019-09-27 cs.IT math.IT
Robust Precoder for Multiuser MISO Downlink with SINR Constraints
在本文中，我们考虑线性预编码的SINR约束的多用户MISO（多输入单输出）通信系统的下行链路中存在不完美的信道状态信息（CSI）。基站配备有多个发射天线，并且每个用户终端配备有单个接收天线。我们提出了一种鲁棒的线性预编码器的设计，发送最小的功率，以提供所需的SINR在用户终端时，真正的信道状态位于一个给定的大小的区域周围的信道状态可在发射机。我们表明，这个设计问题可以制定为一个二阶锥计划（SOCP），可以有效地解决。我们比较了一些文献中报道的稳健设计的性能所提出的设计。仿真结果表明，所提出的鲁棒设计提供了更好的性能，降低了复杂度。
2008-04-17 cs.IT math.IT
On Differential Modulation in Downlink Multiuser MIMO Systems
Newcastle University（纽卡斯尔大学）；Durham University（杜伦大学）
本文提出在下行多用户MIMO系统中结合下行预编码与差分调制以降低接收端复杂度，利用正交扩频和Alamouti码实现高效传输，通过蒙特卡洛仿真验证了方案的有效性。
2017-07-06 cs.IT cs.NA math.IT
Passive Beamforming and Information Transfer Design for Reconfigurable Intelligent Surfaces Aided Multiuser MIMO Systems
研究了多用户多输入多输出（MIMO）系统中的无源波束形成和信息传输（PBIT）技术，该技术采用可重构智能表面（RIS），RIS通过无源波束形成增强主通信，同时通过空间调制（调整反射元件的开关状态）传递附加信息。对于被动波束形成设计，我们提出了最大化的总和信道容量的RI辅助多用户MIMO信道，并制定了两步随机规划的问题。基于样本平均近似（SAA）的迭代算法的有效的被动波束形成设计所考虑的计划。为了在复杂性和性能之间取得平衡，我们提出了一种简化的波束形成算法，通过将随机规划近似为确定性交替优化问题。对于接收器设计，接收器处的信号检测是双线性估计问题，因为RIS信息被乘法调制到反射元件的反射信号上。为了解决这个双线性估计问题，我们开发了一个涡轮消息传递（TMP）算法，其中与问题相关的因子图分为两个模块：一个用于估计用户信号和其他用于估计RIS的开关状态。这两个模块迭代执行，以产生一个接近最优的低复杂度的解决方案。此外，我们扩展设计的多用户MIMO PBIT方案从单RIS到多RIS，利用单RIS和多RIS系统模型之间的相似性。大量的仿真结果证明了我们的无源波束形成和接收机设计的优势。
2019-12-28 cs.IT eess.SP math.IT
On Beamformer Design for Multiuser MIMO Interference Channels
针对多用户时不变多输入多输出干扰信道，研究了几种线性波束形成器的设计方法。值得注意的是，考虑了干扰对齐和基于和速率的算法，例如最大信号干扰加噪声（max-SINR）算法。干扰对齐下的最优线性波束形成由两层组成：内部预编码器和解码器（或接收滤波器）完成干扰对齐以消除用户间干扰，外部预编码器和解码器对角化内部预编码器和解码器干扰对齐产生的有效单用户信道。在高信噪比下，建立了这种两层波束形成与最大信干噪比算法之间的关系。此外，最大信干噪比算法的线性波束形成算法的类内的最优性，其局部收敛指数率，建立在高信噪比。
2010-11-29 cs.IT math.IT
Robustness of Time Reversal vs. All-Rake Transceivers in Multiple Access Channels
时间反转，即利用时间反转的信道脉冲响应对发射信号进行预滤波，可以用于单用户通信中，以便将复杂性从接收机移到发射机，并且可以用于多用户通信中，以便也修改多用户干扰的统计特性。然而，不完美的信道估计可能以不同的方式影响预滤波方案与后滤波方案。这个问题是本文的对象;鲁棒性的时间反转与全耙（AR）收发器，在多址通信，相对于信道估计误差，进行了研究。当接收器由一组匹配滤波器或1瑞克，然后由独立的解码器构造时，在符号错误概率和频谱效率方面的性能分析结果表明，AR比时间反转稍微更鲁棒，但在实践中需要更复杂的信道估计程序，因为所有信道必须同时推断在多用户通信设置。
2014-05-18 cs.IT math.IT
Multiuser Diversity Gain from Superposition of Infinite Users over Block-Fading MAC
在上行链路块衰落多址接入信道（BF-MAC）中，利用多用户分集（MUD）的优点可以获得更高的系统吞吐量。在这封信中，与所有用户的速率约束，只有信道状态信息可在接收机假设，我们证明了非正交多址接入（NOMA）优于正交多址接入（OMA）通过利用MUD从多个用户的叠加。定量分析了有限用户情况下NOMA与OMA相比的多用户检测增益，并推导了无限用户叠加情况下NOMA多用户检测增益的封闭上界。数值结果表明，有限叠加用户可以很好地逼近无限用户叠加的潜在MUD增益，这表明有限叠加用户的多址接入方案可以在系统性能和解码复杂度之间提供良好的折衷。
2016-10-08 cs.IT math.IT
An Efficient Precoder Design for Multiuser MIMO Cognitive Radio Networks with Interference Constraints
我们考虑一个线性预编码器设计的认知无线电多输入多输出广播信道，其中次系统由一个次基站（BS）和一组次用户（SU）被允许共享相同的频谱与主系统。所有收发器都配备有多个天线，每个天线都有自己的最大功率约束。假设采用迫零方法消除多用户干扰，研究了次基站每天线功率约束和主用户干扰功率约束下的次系统和速率最大化问题。感兴趣的问题不同于以前研究的问题，以前研究的问题通常假设在主接收器和次接收器两者或主接收器处采用和功率约束和/或单个天线。为了开发一个有效的数值算法，我们首先调用秩松弛方法将所考虑的问题转化为一个凹凸问题的基础上的下行链路的结果。然后，我们提出了一个障碍边界点方法来解决由此产生的鞍点问题。特别是，在所提出的方法的每一次迭代中，我们找到了牛顿步骤，通过求解离散时间西尔维斯特方程，这有助于显着降低复杂性相比，传统的方法。仿真结果证明了该算法的快速收敛性和有效性。
2016-08-15 cs.IT math.IT
Variational Bayesian Data Detection for Multiuser MIMO Systems Corrupted by Phase Noises
San Diego State University（圣地亚哥州立大学）
针对上行多用户MIMO系统中相位噪声引起的性能退化，提出变分贝叶斯框架，通过将发射端PN吸收进信号并利用von Mises先验获得闭式后验更新，实现低复杂度高精度的联合PN估计与数据检测，仿真验证其符号错误率优于SIW算法。
2026-09-09 cs.IT math.IT
Reduced-dimension multiuser detection: detectors and performance guarantees
我们探讨了几种降维多用户检测（RD-MUD）结构，显着减少了接收机前端所需的相关分支的数量，同时仍然实现了类似于传统的匹配滤波器（MF）银行的性能。RD-MUD利用了活跃用户的数量相对于系统中的用户总数通常较小的事实，并且依赖于模拟压缩感测的思想来减少干扰器的数量。首先，我们开发了一个通用的框架，线性和非线性RD-MUD检测器。然后，我们提出了两个具体的检测器的理论性能分析：线性降维解相关（RDD）检测器，它结合了子空间投影和阈值，以确定活跃用户和符号检测数据恢复，和非线性降维判决反馈（RDDF）检测器，它结合了判决反馈正交匹配追求活跃用户检测和符号检测数据恢复。通过数值模拟验证了这两种检测器的理论性能结果。
2011-10-14 cs.IT math.IT
Branch-and-Bound Precoding for Multiuser MIMO Systems with 1-Bit Quantization
多天线系统是未来无线通信系统中实现多用户服务的关键技术。为了降低能耗和硬件复杂度，我们首先考虑发送具有恒定幅度的符号，然后考虑1位数模转换器。我们提出的预编码设计，最大限度地提高了最小距离的决策阈值在接收机。1比特DAC的预编码设计对应于一个离散优化问题，我们用分支定界策略精确地解决了这个问题。我们也提出了一个基于松弛的近似。我们的研究结果表明，所提出的分支定界方法具有多项式的复杂性。所提出的方法优于现有的预编码方法与1比特DAC的未编码比特的出错率和速率。与无限DAC分辨率相比，性能损失很小。
2017-11-10 cs.IT math.IT
Hybrid Block Diagonalization for Massive Multiuser MIMO Systems
对于大规模多输入多输出（MIMO）系统，与全复杂度RF链配置相比，将RF链的数量限制为远小于天线元件的数量可以显著降低实现成本。针对大规模多用户MIMO（MU-MIMO）系统的下行链路通信，提出了一种低复杂度的混合块对角化（Hy-BD）方案，以逼近传统BD处理方法的容量性能。我们的目标是收获大的阵列增益，通过相位的RF预编码和合并，然后在等效基带信道上进行数字BD处理。在大瑞利衰落信道和毫米波（mmWave）信道中检查所提出的Hy-BD方案。在单径信道和大量发射天线和接收天线的情况下，进一步进行了性能分析。最后，仿真结果表明，我们的Hy-BD方案，具有较低的实现和计算复杂性，实现了容量性能接近（有时甚至高于）的传统的高维BD处理。
2015-11-16 cs.IT math.IT
Robust THP Transceiver Designs for Multiuser MIMO Downlink with Imperfect CSIT
在本文中，我们提出了强大的联合非线性收发器设计的多用户多输入多输出（MIMO）下行链路中存在的缺陷，在发射机（CSIT）的信道状态信息。基站（BS）配备有多个发射天线，并且每个用户终端配备有一个或多个接收天线。BS采用汤姆林森-原岛预编码（THP）用于在发射机处的用户间干扰预消除。我们认为强大的收发器设计，共同优化的发射THP滤波器和接收滤波器的两种型号的CSIT错误。第一个模型是随机误差（SE）模型，其中CSIT误差是高斯分布的。当CSIT误差由信道估计误差主导时，该模型是适用的。在这种情况下，所提出的鲁棒收发器设计寻求在对总BS发射功率的约束下最小化和均方误差（SMSE）的随机函数。我们提出了一个迭代算法来解决这个问题。我们考虑的另一个模型是范数有界误差（NBE）模型，其中CSIT误差可以由不确定性集指定。当CSIT误差由量化误差主导时，该模型是适用的。在这种情况下，我们考虑最差情况设计。对于该模型，我们考虑鲁棒的i）最小SMSE，ii）MSE约束，和iii）MSE平衡收发器设计。我们提出了迭代算法来解决这些问题，其中每次迭代涉及一对半定规划（SDP）。此外，我们考虑了所提出的算法的情况下，每个天线的功率约束的扩展。
2009-09-22 cs.IT math.IT
Multiuser Communications with Movable-Antenna Base Station Via Antenna Position Optimization
本文研究在基站部署可移动天线以提升多用户上行通信性能，提出基于粒子群优化和块坐标下降的两层迭代算法联合优化天线位置、接收合并与用户功率，从而最大化最小用户可达速率。
2023-08-10 cs.IT eess.SP math.IT
RIS-Aided Multiuser MIMO-OFDM with Linear Precoding and Iterative Detection: Analysis and Optimization
在本文中，我们考虑了一个可重构的智能表面（RIS）辅助上行链路多用户多输入多输出（MIMO）正交频分复用（OFDM）系统，其中接收机被假定为进行低复杂度的迭代检测。我们的目标是通过联合设计发射机的预编码器和RIS的无源波束形成来最小化总发射功率。这个问题可以从信息论的角度来解决。但是这种信息理论方法可能涉及过高的复杂度，因为指定上行链路多用户信道的容量区域的速率约束的数量在用户数量中是指数的。为了避免这个困难，我们制定的迭代接收机的设计问题的约束下的最大迭代次数和目标比特出错率的用户。为了解决这个具有挑战性的问题，我们提出了一个groupwise连续干扰消除（SIC）的优化方法，其中用户的信号被解码和消除在一个组的方式。提出了一种启发式用户分组策略，并采用交替优化技术迭代求解预编码和被动波束赋形子问题。具体而言，对于预编码子问题，我们采用分式规划将其转化为凸问题;对于无源波束形成子问题，我们采用逐次凸逼近来处理RIS的单位模约束。我们表明，建议groupwise SIC方法具有显着的优势，在性能和计算复杂性，与同行的方法相比。
2022-08-30 cs.IT eess.SP math.IT
Spreading Code and Widely-Linear Receiver Design: Non-Cooperative Games for Wireless CDMA Networks
研究了接收端采用宽线性检测的多用户无线码分多址数据网上行链路非协作收发机的优化问题。虽然以前在这方面的工作集中在一个简单的实信号模型，在本文中使用的数据的基带复表示，以便适当地考虑到接收信号的I和Q分量。对于接收信号不正确的情况，考虑了一种宽线性接收结构，分别处理数据及其复共轭。几个非合作的资源分配游戏被认为是这种新的情况下，通过使用宽线性检测的性能增益进行了评估，通过理论分析。数值结果证实了理论研究结果的有效性，并表明，利用非合作资源分配中的数据的不适当的性质带来显着的多用户无线系统的性能改善。
2009-06-18 cs.GT cs.IT math.IT
DeepSIC: Deep Soft Interference Cancellation for Multiuser MIMO Detection
Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所）；Tsinghua University（清华大学）
数字接收机需要从其观测的信道输出中恢复传输的符号。在多用户多输入多输出（MIMO）设置中，其中多个符号被同时发送，准确的符号检测是具有挑战性的。能够可靠地恢复多个符号的算法族基于干扰消除。然而，这些方法假设信道是线性的，这是一种不反映许多相关信道的模型，并且需要可能不可用的准确的信道状态信息（CSI）。在这项工作中，我们提出了一个多用户MIMO接收机，学会联合检测数据驱动的方式，而不需要假设一个特定的信道模型或要求CSI。特别是，我们提出了一个数据驱动的实现迭代软干扰消除（SIC）算法，我们称之为DeepSIC。由此产生的符号检测器是基于集成专用的机器学习（ML）方法到迭代SIC算法。DeepSIC学习从有限的训练样本集合中进行联合检测，而不需要信道是线性的，并且其参数是已知的。我们的数值评估表明，对于具有完整CSI的线性信道，DeepSIC接近迭代SIC的性能，这与最佳性能相当，并且优于先前提出的基于ML的MIMO接收机。此外，在存在CSI不确定性的情况下，DeepSIC的性能明显优于基于模型的方法。最后，我们证明了DeepSIC可以准确地检测非线性信道中的符号，即使在精确的CSI可用的情况下，传统的迭代SIC也会失败。
2020-06-14 cs.IT cs.LG eess.SP
Optimal Power Control for Multiuser CDMA Channels
在本文中，我们将功率区域定义为K个用户的功率分配集合，使得每个用户都满足最小信号干扰比（SIR）。在具有固定线性接收机和签名序列的多用户CDMA系统中，SIR被建模。我们证明了幂区域在线性和对数尺度上是凸的。此外，它还有一个分量最小元素。功率约束被包括在与所有可行功率调整的集合的交集中。在这个框架中，我们的目标是通过最小化一个分量单调泛函来最小化总功耗。如果可行功率域非空，则达到最小值。否则，作为一种解决方案，以平衡冲突的利益，我们建议的最低点在功率区域的投影到一组可行的功率设置。最后，通过适当的效用函数，最小化总消耗功率的问题可以看作是寻找纳什讨价还价的解决方案，这从博弈论的角度揭示了权力分配。凸性和分量单调性是这一结果的必要前提。
2005-09-15 cs.IT math.IT
Multiuser Joint Energy-Bandwidth Allocation with Energy Harvesting - Part II: Multiple Broadcast Channels & Proportional Fairness
在本文中，我们考虑的能量带宽分配的网络与多个广播信道，其中的发射机接入网络正交分配的频带上，每个发射机与多个接收机进行通信正交或非正交。我们假设可以为$K$时隙{ \em先验}预测每个发射机的能量收集状态和信道增益。为了最大化加权吞吐量，我们制定了$O(MK)$约束的优化问题，其中$M$是接收机的数量，并将其分解为能量和带宽分配子问题。为了使用[1]中提出的迭代算法来解决这个问题，我们提出了有效的算法来解决这两个子问题，使得即使当广播信道是非正交的时，问题是非凸的，也可以以${\cal O}(MK^2)$的总复杂度获得最优的能量-带宽分配。对于正交广播信道，我们进一步制定了比例公平（PF）吞吐量最大化问题，并推导出等价条件，使最优解可以通过求解加权吞吐量最大化问题。此外，算法来获得适当的权重。仿真结果表明，该算法能有效利用能量和可用带宽，并取得了明显优于启发式能量和带宽分配策略的性能.此外，可以看出，利用能量收集发射机，非正交广播提供了优于正交广播的有限增益。
2014-10-10 cs.IT math.IT
All Cognitive MIMO: A New Multiuser Detection Approach with Different Priorities
分析了多用户多输入多输出（MIMO）系统的一种新的检测方法。特别地，发射用户被分类在两个不同的优先级服务组中，而它们直接与多天线接收机通信。线性迫零方案在信号接收时应用于两个连续的检测级。在第一阶段中，检测一个业务组的信号，接着是第二阶段，包括剩余信号的相应检测。在检测之前利用基于特定传输质量要求的适当切换方案，以便将给定服务组的信号分配给适当的检测级。目的是提高两个服务组的接收质量。所提出的方法可以直接在认知无线电通信中实现，将次级用户分配到适当的服务组。所考虑的系统的确切中断概率推导出封闭的形式。大规模MIMO的特殊情况下，得到一些有用的工程成果，进一步研究有效的信道相干时间和一定的最优性条件定义的传输质量和有效数量的独立传输。
2017-03-31 cs.IT math.IT
