SWIPT with Practical Modulation and RF Energy Harvesting Sensitivity
在本文中，我们研究了在点对点系统中，采用实用的$M$ -ary调制的同时无线信息和功率传输（SWIPT）的性能。我们考虑到这样的事实，即接收器的射频（RF）能量采集电路只能在接收信号功率大于一定的灵敏度水平时采集能量。在Nakagami- $m$衰落信道下，研究了功率分配（PS）和时间切换（TS）两种方案的能量收集性能和信息解码性能。我们还分析了能量收集和信息解码之间的性能权衡，通过研究一个优化问题，最大限度地提高信息解码性能，并满足最小收获能量的约束。我们的分析表明，（i）对于PS方案，具有高峰值平均功率比的调制实现更好的能量收集性能，（ii）对于TS方案，希望集中用于无线功率传输的功率，以便最小化由RF能量收集灵敏度水平引起的未收集能量，以及（iii）信道衰落有利于PS和TS方案中的能量收集。
2019-12-03 cs.IT eess.SP math.IT
Polar Coded Modulation with Optimal Constellation Labeling
提出了一种实用的具有最优星座标记的$2^m$元极化码调制（PCM）方案.为了有效地找到最佳的标记规则，搜索空间通过利用信道的对称性来减小。仿真结果表明，所提出的PCM方案比WCDMA（Wideband Code Division Multiple Access，宽带码分多址）移动通信系统中使用的比特交织Turbo编码调制方案的性能提高了1.5dB。
2013-07-10 cs.IT math.IT
Green Modulation in Proactive Wireless Sensor Networks
由于传感器节点的特殊性，选择能量有效且实现复杂度低的调制方式（绿色调制）是无线传感器网络物理层的一个关键因素。本文提出了（据我们所知）的第一个深入分析的能源效率的各种调制方案，使用现实的模型在IEEE 802.15.4标准和目前的最先进的技术，在一个积极的无线传感器网络在瑞利和莱斯平坦衰落信道模型的路径损耗找到最佳方案。为此，我们描述了系统模型，根据一个预定的基于时间的过程中实际的传感器节点。本分析还包括带宽和活动模式持续时间的影响，在通带和超宽带（UWB）类别的流行的调制设计的能源效率。实验结果表明，在各种带通调制和UWB调制方案中，非相干多进制频移键控（NC-MFSK）和开关键控（OOK）具有较低的$M$阶数，在短距离情况下具有显著的节能效果，可以作为无线传感器网络的理想选择。此外，NC-MFSK和OOK方案具有实现复杂度和成本较低的优点。
2009-10-05 cs.IT math.IT
A Practical Dirty Paper Coding Applicable for Broadcast Channel
在本文中，我们提出了一个实用的脏纸编码方案，使用网格编码调制的脏纸信道$Y=X+S+W,$ $\mathbb{E}\{X^2\} \leq P$，其中$W$是白高斯噪声与功率$σ_w ^2$，$P$是平均发射功率和$S$是高斯干扰与功率$σ_s ^2$，这是非因果已知的发射机。我们保证了我们方案中的污垢仍然是可区分的接收机，因此，我们设计的方案是适用于广播信道。根据Costa的想法，我们认识到发射信号必须尽可能与污垢正交的标准。有限的星座码构造使用网格编码调制和使用维特比算法在编码器，使代码满足设计标准和仿真结果，通过网格编码调制使用QAM信号集构造的代码来说明我们的结果。
2010-01-18 cs.IT math.IT
Ber analysis of iterative turbo encoded miso wireless communication system under implementation of q-ostbc scheme
本文对MISO无线通信系统的性能进行了全面的研究。所研究的4 × 1空间复用Turbo编码系统结合了QPSK、QAM、16 PSK和16 QAM数字调制下的准正交空时分组编码（Q-STBC）和ML信号检测方案。仿真结果表明，QAM调制方式能显著改善系统性能。结果还表明，在Turbo编码/解码方案中，随着迭代次数的增加，系统性能显著增强。
2012-03-08 cs.IT math.IT
Rate-Energy Region in Wireless Information and Power Transfer: New Receiver Architecture and Practical Modulation
当执行同时的无线信息和功率传输时，由于接收到的功率被用于两个不同的目的，因此存在可实现速率和所收获的能量之间的基本折衷。该折衷的特征在于速率-能量区域，并且已经提出了几种技术来改善可实现的速率-能量区域。然而，现有的技术仍然有相当大的损失，无论是在能量或速率，因此，已知的可实现的速率-能量区域是远离理想的。推导出该方案的速率-能量区域的严格上界和下界，证明了该方案的速率-能量区域几乎可以扩展到理想的上界。与现有技术相反，在所提出的方案中，信息解码电路不仅提取幅度和相位信息，而且还将提取的信息与从整流信号获得的幅度信息组合。因此，解码所需的能量可以被最小化，并且因此所提出的方案实现了接近最优的速率-能量区域，这意味着在可实现的速率-能量区域中的基本折衷几乎被消除。为了实际考虑理论上可实现的速率-能量区域，我们还提出了具有高斯最大似然检测的$M$ -ary多级循环QAM的实际示例。
2018-02-05 cs.IT math.IT
Practical LDPC coded modulation schemes for the fading broadcast channel with confidential messages
从理论的角度来看，具有机密消息的广播信道是一个很好的研究场景，但是仍然缺乏能够在这样的信道上实现某种固定级别的可靠性和安全性的实用方案。在本文中，我们考虑一个准静态衰落信道中，公共和私人的消息必须从发送器发送到接收器，我们的目标是设计合适的编码和调制方案，以实现这样的目标。为此目的，考虑到当在接收侧经历足够低（高）的出错率时实现可靠性（安全性），我们采用出错率作为度量。我们表明，存在一些条件的系统的可行性，必须容忍一些中断概率，以应付信道的衰落性质。所提出的解决方案利用具有不等错误保护的低密度奇偶校验码，其能够保证针对公共和私有信息的噪声的两个不同级别的保护，结合针对公共和私有消息比特的不同调制方案。
2014-04-11 cs.CR cs.IT math.IT
Design and Practical Validation of a Novel Modulation Scheme for RIS Detection and Identification
Faculty of Electrical Engineering and Information Technology, Ruhr-University Bochum（鲁尔大学波鸿分校电气与信息工程学院）
本文提出了一种新型调制方案，通过减少误检和虚警概率来提高RIS检测的可靠性，结合被动波束成形增益和被动波束扫描扩展角域检测范围。
2026-08-04 cs.IT eess.SP math.IT
Implementation of ASK, FSK and PSK with BER vs. SNR comparison over AWGN channel
本文主要讨论了ASK、FSK、PSK三种基本的数字调制过程。这些调制方案的特征在于它们的传输符号，这些符号由以逐渐间隔的间隔出现的离散值集合组成。针对特定应用选择数字调制技术不仅取决于带宽效率和实现复杂度，还取决于比特误码率（BER）和信噪比。二进制调制方法使用两级符号，易于实现，提供良好的错误证实。误码率（BER）是用于评估信号数据从一个位置传输到另一个位置的系统的关键参数。SNR是信号和噪声功率如何相互比较的公知度量。它直接影响系统的误码性能。在本文中，我们已经实现了ASK，FSK和PSK使用MATLAB。余弦信号被用作载波。本文以AWGN信道下的信噪比为参考因子，对ASK、FSK和PSK三种调制方式的信道利用率进行了比较研究。
2020-02-10 cs.IT eess.SP math.IT
Design and Evaluation of a Novel Short Prototype Filter for FBMC/OQAM Modulation
具有偏移正交幅度调制（FBMC/OQAM）的滤波器组多载波被最近的研究项目认为是未来5G空中接口的关键使能器之一。与正交频分复用（OFDM）相比，由于使用了时间和频率局部化原型滤波器，它表现出更好的频谱形状并提高了移动性支持。该滤波器的选择对于FBMC/OQAM至关重要，因为它对实现的性能和复杂性水平有重大影响。在5G的上下文中，在若干通信场景中预见短帧大小以减少系统延迟，并且因此短滤波器是优选的。在这种情况下，提出了一种新的短滤波器，允许接近完美的重建，并具有相同的大小作为一个OFDM符号。使用FBMC/OQAM接收机的频率扩展（FS）实现，分析和仿真结果表明，该滤波器具有更好的鲁棒性，几种类型的信道损伤相比，最先进的（SoTA）原型滤波器和OFDM调制。此外，提出了基于FS的滤波级硬件结构，比经典的基于多相网络（PPN）的实现具有更低的复杂度。
2017-10-25 cs.IT math.IT
Energy Efficiency in Hybrid Beamforming Large-scale mmWave Multiuser MIMO with Spatial Modulation
针对毫米波大规模多输入多输出（MIMO）系统中使用空间调制的混合波束成形的全局能量效率（GEE）最大化的无线电资源分配问题进行了解决。分析了该优化问题的理论性质，提出了两个可证明收敛的优化算法。前者实现了全局最优，而后者以较低的计算复杂性来权衡最优性。然而，数值结果表明，这两种算法在实际情况下达到全局最优。
2018-06-13 cs.IT math.IT
Conjugate-Root Offset-QAM for Orthogonal Multicarrier Transmission
OFDM/OQAM的当前实现限于带限对称滤波器。为了避免这一点，提出了用于OQAM调制的非对称共轭根（CR）滤波器。将该系统应用于广义频分复用（GFDM），提出了一种采用OQAM调制实现发射分集的方法。该建议降低了实现的复杂性相比，现有的作品，并提供了一个更有规律的相空间。GFDM/CR-OQAM在衰落多径信道中的符号出错率方面优于常规GFDM，并且与常规OQAM相比提供更局部化的频谱。
2015-06-23 cs.IT math.IT
A Fair Comparison Between Spatial Modulation and Antenna Selection in Massive MIMO Systems
当RF链的数量远低于发射天线的数量时，天线选择和空间调制都允许低复杂度MIMO发射机。在这篇手稿中，我们提出了一个定量的性能比较这两种方法，考虑到实现的限制，如天线切换。我们考虑一个带限MIMO系统，其中的脉冲形状的设计，使得带外发射满足所需的频谱掩模。考虑天线选择和空间调制，确定了该系统的比特出错率。结果表明，对于发射侧和接收侧的任何阵列尺寸，只要功率效率小于某个阈值水平，天线选择优于空间调制。通过超过该阈值，空间调制开始表现优异。我们的调查表明，阈值采取较小的值，作为接收天线的数量越来越大。这表明空间调制是大规模MIMO系统中上行链路传输的有效技术。
2019-04-03 cs.IT math.IT
The Compute-and-Forward Protocol: Implementation and Practical Aspects
在最近的工作中，Nazer和Gastpar提出了计算和转发策略作为物理层网络编码方案。他们描述了一种基于嵌套格的代码结构，其代数结构使该方案可靠且高效。在这项工作中，我们考虑实现他们的计划，真正的高斯通道和一维格子。我们将传输速率的最大化与格最短向量问题联系起来。我们明确，在这种情况下，最大似然准则，并表明，它可以通过使用非齐次丢番图近似算法来实现。
2011-07-01 cs.IT math.IT
On the Practical Performance of Noise Modulation for Ultra-Low-Power IoT: Limitations, Capacity, and Energy Trade-offs
National Institute of Telecommunications (Inatel)（国家电信研究所）
本文研究了噪声调制在超低功耗物联网中的实际性能，分析了其在衰落环境中的错误地板问题，并通过能量模型揭示了其与非相干调制在容量和SNR上的权衡。
2026-08-07 cs.IT eess.SP math.IT
MIMO Transmission through Reconfigurable Intelligent Surface: System Design, Analysis, and Implementation
可重构智能表面（Reconfigurable intelligent surface，RIS）是一种通过改变可编程元表面单元反射系数来实现低成本、高能效的无线信息调制的新技术。然而，RIS的电磁响应通常仅是相位可调的，这大大限制了基于RIS的发射机的可实现速率。在本文中，我们提出了一种RIS架构，以实现幅度和相位变化的调制，这有利于设计的多输入多输出（MIMO）正交幅度调制（QAM）传输。讨论和分析了RIS的硬件约束及其对系统设计的影响。此外，所提出的方法进行评估，使用我们的原型，实现了基于RIS的MIMO-QAM传输在空中实时。
2020-07-05 cs.IT eess.SP math.IT
On the Optimality of Reconfigurable Intelligent Surfaces (RISs): Passive Beamforming, Modulation, and Resource Allocation
可重构智能表面（RISs）是近年来兴起的一种新兴技术，通过集成大量低成本的无源反射元件，可以实现未来无线网络的高频谱效率和高能效。RIS可以操纵入射波的特性，例如频率、振幅和相位，然后将该操纵的波反射到期望的目的地，而不需要复杂的信号处理。本文分析了实际RIS环境下下行RIS系统可达速率的渐近最优性及其局限性。特别地，在有限的RIS控制链路和实际反射系数下，设计了一种通过控制入射波特性来实现渐近最优性能的无源波束形成器。为了提高系统的和速率，提出了一种在不干扰现有用户的情况下，可用于RIS系统的调制方案，并推导了该调制方案的平均误符号率。此外，一个新的资源分配算法，联合考虑用户调度和功率控制，在考虑所提出的被动波束形成和调制方案。仿真结果表明，在存在大量RIS反射单元的情况下，所提出的方案与其上界非常接近，从而验证了实际RIS中可达到的速率满足渐近最优性。
2021-02-04 cs.IT eess.SP math.IT
Information Rates of Next-Generation Long-Haul Optical Fiber Systems Using Coded Modulation
本文基于失配译码原理评估长距离WDM光纤系统中HD/SD与逐比特/逐符号译码及不同均衡方案的可实现信息速率，发现非二进制HD可媲美SD，而HD二进制不适用。
2016-06-06 cs.IT math.IT
Practical Implementation of Sequence Selection for Nonlinear Probabilistic Shaping
我们提出了两种新的技术来实现序列选择（SS）的光纤非线性缓解，表现出0.24位/秒/赫兹的非线性整形增益，只有0.1位/秒/赫兹以下的SS容量下限。
2022-10-23 cs.IT eess.SP math.IT
Polarization and Index Modulations: a Theoretical and Practical Perspective
近年来，无线电通信系统已经显著地发展，以便满足当前和未来的需求。历史上，时间、频率和最近的空间维度已经被用于提高容量和鲁棒性。奇怪的是，利用极化维度的无线电通信并没有以同样的速度发展。特别地，这些通信被卫星广泛使用，其中在每个正交极化中多路复用若干流。目前的传播趋势主张简化和统一不同的框架，以增加灵活性和满足未来的需要。因此，不需要信道信息的系统逐渐获得牵引力。本论文旨在挑战这一观点，促进极化在新的无线电通信系统中的应用。因此，本论文的目标是双重的：第一，我们的目标是增加目前的点对点和点对多点链路的容量。其次，我们引入了新的机制，以提高通信的鲁棒性，特别是在恶劣的环境。在这种情况下，本论文主张使用极化作为一个维度，在无线电通信中加以利用。除了使用偏振之外，折射率调制还有助于提高传输速率，同时以低计算复杂度提高对错误和缺陷的鲁棒性。因此，研究这些系统中的偏振至关重要。本论文探讨了这一领域的基本方面，如信道容量，发射机和接收机的设计和性能基准与当前系统。最后，我们确定并讨论了偏振的各个特征方面。在这篇论文中，读者将浏览所提出的概念的数学基础，以及它们在现实生活中的实现方案。
2018-03-20 cs.IT eess.SP math.IT
DeepOFW: Deep Learning-Driven OFDM-Flexible Waveform Modulation for Peak-to-Average Power Ratio Reduction
School of Electrical and Computer Engineering, Ben-Gurion University of the Negev（本· Gurion 内盖夫大学电气与计算机工程学院）
本文提出DeepOFW框架，通过深度学习驱动设计低复杂度硬件的OFDM灵活波形，降低PAPR并提升BER性能，同时提供开源实现以促进研究与应用。
2026-03-15 cs.IT cs.LG eess.SP
The Discussion on Shannon channel capacity formula from the viewpoint of signal uncertainty and Research on the Technique of Breaking through the Shannon Limit
本文首先对Shannon信道容量公式进行了简要的阐述，并分析了该公式与信号测不准原理的关系，为推导出能够突破Shannon信道容量的公式做准备。然后介绍了时移非正交多载波调制技术作为突破香农限的一个实例。经过二十多年的发展，该技术已被证明是一种实用的数字通信调制技术。
2020-04-27 cs.IT eess.SP math.IT
Low-Complexity Detection of Permutational Index Modulation for Noncoherent Communications
本文提出一种基于OFDM置换索引调制的大规模SIMO非相干检测方案，利用二次度量排序检测器和统计信道状态信息，以低复杂度实现接近最大似然的误码性能。
2025-07-04 cs.IT eess.SP math.IT
Hierarchical Distribution Matching for Probabilistically Shaped Coded Modulation
本文提出面向概率成形编码调制的HiDM方案，以并行接口和流水线架构高效完成DM/invDM，并在相同invDM后BER下支持更高FEC后BER，代价是略高速率损失与信噪比需求。
2018-12-26 cs.IT eess.SP math.IT
Effect of Interleaved FEC Code on Wavelet Based MC-CDMA System with Alamouti STBC in Different Modulation Schemes
本文研究了前向纠错（FEC）码即交织网格码对基于小波变换的MC-CDMA无线通信系统性能的影响，分析了系统的比特出错率（BER）与比特信噪比（SNR）的关系。在AWGN和Rayleigh衰落信道下，采用Walsh Hadamard码作为正交扩频码，对多进制调制方案（MPSK、MQAM和DPSK）的系统进行了仿真，以区分单个用户的消息信号。通过计算机模拟观察到，在瑞利衰落信道下，基于交织编码的系统的性能优于未编码的系统在所有调制方案。
2012-07-17 cs.IT cs.PF math.IT
