Formation-of-Arrays Antenna Technology for High-Throughput Mobile Non-Terrestrial Networks
本文研究大型分布式天线阵列编队（FoA）技术，通过多颗小卫星协同携带子天线形成整体架构，解决星载窄波束天线尺寸受限问题，并理论分析其在多波段S频段移动网络中提升吞吐量的性能。
2023-06-30 cs.IT math.IT
Multi-Antenna Covert Communications in Random Wireless Networks
本文研究了多天线辅助的隐蔽通信与随机定位的监管员和监管员共存，考虑集中式和分布式天线系统（CAS/DAS）。在随机几何框架下分析和优化了隐蔽通信的吞吐量性能，考察了小尺度信道衰落和大尺度路径损耗的联合影响.具体地说，采用两个概率度量，即隐蔽中断概率和连通概率，分别表征传输的隐蔽性和可靠性，并推导了这两个度量的解析表达式.最坏情况下的隐蔽通信的情况下，然后调查，{其中的监管员总是可以最大限度地提高隐蔽中断概率，通过调整其检测器的检测阈值}。然后，在隐蔽性约束下，联合设计最优发射功率和传输速率，以最大化隐蔽吞吐量。有趣的是，它被发现的最大隐蔽吞吐量为CAS和DAS是不变的密度的干扰和干扰功率，无论发射天线的数量。数值结果表明，CAS优于DAS的隐蔽吞吐量的随机网络的兴趣，和两个系统之间的吞吐量差距显着增加时，发射天线的数量变得更大。
2019-02-19 cs.IT math.IT
Millimeter Wave Communications with Reconfigurable Antennas
传播信道的高度稀疏性质和收发器处射频（RF）链的受限使用限制了毫米波（mmWave）多输入多输出（MIMO）系统的性能。将可重构天线引入毫米波可以为设计毫米波MIMO系统提供额外的自由度。本文提供了一个理论框架，研究毫米波MIMO与可重构天线。我们提出了一种可重构毫米波MIMO的架构，在发射机和接收机的波束空间混合模拟-数字波束形成器和可重构天线。我们表明，采用可重构天线可以提供毫米波MIMO的吞吐量增益。我们推导了使用可重构天线的平均吞吐量增益的表达式，并考虑到大量的重配置状态的情况下，进一步简化的表达式。此外，我们提出了一个低复杂度的算法的重新配置状态和波束的选择，它实现了几乎相同的吞吐量性能的最佳选择的重新配置状态和波束的穷举搜索。
2018-05-31 cs.IT math.IT
Throughput Analysis and Optimization of Wireless-Powered Multiple Antenna Full-Duplex Relay Systems
我们考虑一个全双工（FD）解码和转发系统，其中的时间交换协议是由多天线中继接收能量从源和发送信息到目的地。瞬时吞吐量最大化，通过优化接收和发送波束形成器在中继和时间分割参数。我们研究最优和次优方案。在某些情况下，最优方案中的重新表达的问题在发射波束形成器方面实现了封闭形式的解决方案。在其他情况下，优化问题被制定为半定松弛问题，并且总是保证秩一最优解。在次优方案中，波束形成器使用最大比合并、迫零和最大比传输来获得。当波束形成器有封闭形式的解决方案，可实现的瞬时和延迟约束的吞吐量的分析特征。我们的研究结果表明，波束成形增加了FD中继的能量收集和环路干扰抑制能力。此外，仿真结果表明，选择的线性处理方案以及时间分裂起着关键作用，在确定FD增益。
2016-01-30 cs.IT math.IT
A New Class of Analog Precoding for Multi-Antenna Multi-User Communications over High-Frequency Bands
本文针对高频段多天线多用户通信中模拟预编码功耗过高的问题，提出一种可控移相器数量的新型模拟预编码框架，并开发迭代算法求解混合预编码的软最大最小吞吐量优化，仿真表明其解接近帕累托最优，能同时兼顾最小吞吐量与总吞吐量。
2025-09-20 cs.IT math.IT
Low-Complexity Reconfigurable MIMO for Millimeter Wave Communications
毫米波（mmWave）多输入多输出（MIMO）系统的性能受到传播信道的稀疏性质和收发器处的有限数量的射频（RF）链的限制。可重构天线的引入为设计毫米波MIMO系统提供了额外的自由度。本文提供了一个理论框架，研究毫米波MIMO与可重构天线。基于虚拟信道模型，提出了一种可重构毫米波MIMO系统的结构，该系统在发射端和接收端均采用波束空间混合模拟数字波束形成器和可重构天线。我们表明，采用可重构天线可以提供毫米波MIMO的吞吐量增益。我们推导出在系统中使用可重构天线的平均吞吐量增益的表达式，并进一步推导出信道（准）静态的情况下的中断吞吐量增益的表达式。此外，我们提出了一个低复杂度的算法，用于重新配置状态选择和波束选择。我们的数值结果验证了推导出的吞吐量增益的表达式，并证明了所提出的低复杂度算法的近最佳吞吐量性能。
2018-08-21 cs.IT math.IT
Analysis and Optimization of Random Cache in Multi-Antenna HetNets with Interference Nulling
从统计性能的角度出发，提出了一种基于随机缓存的多天线异构网络（HetNets）中基于用户为中心的小区间干扰置零（IN）的单用户吞吐量分析框架.使用随机几何的工具，每个用户的吞吐量的显式表达式。基于分析结果，最大化每用户吞吐量的最佳缓存概率进行了分析。理论分析和数值计算结果表明，干扰置零下的最优随机缓存充分收获了文件分集增益（FDG），并实现了一个有前途的每用户吞吐量。
2019-11-06 cs.IT eess.SP math.IT
On the Design of Artificial-Noise-Aided Secure Multi-Antenna Transmission in Slow Fading Channels
本文研究了慢衰落信道中人工噪声辅助的安全多天线传输系统的设计。主要的设计问题包括发射功率分配和窃听码的速率参数。我们考虑具有不同复杂度水平的两种情形：i）设计参数被选择为对于所有传输是固定的，ii）它们基于来自预期接收器的瞬时信道反馈而被自适应地调整。在这两种情况下，我们提供了明确的设计解决方案，以实现最大的吞吐量受到保密约束，由最大允许的保密中断概率。然后，我们得出准确的近似值的最大吞吐量在这两种情况下，在高信噪比区域，并提供新的见解，为实现更高的安全级别的额外的功率成本，同时保持指定的目标吞吐量。最后，对自适应传输相对于非自适应传输的吞吐量增益进行了量化和分析。
2013-01-20 cs.IT math.IT
Covert Wireless Communication in Presence of a Multi-Antenna Adversary and Delay Constraints
隐蔽通信隐藏消息的传输，同时确保在接收器处的可靠信息解码，从而在无线通信中提供增强的安全性。在这封信中，隐蔽通信中存在的多天线的对手和延迟约束下被认为是。在准静态无线衰落信道的假设下，我们分析了增加在对手处使用的天线数量对隐蔽通信可达到的吞吐量的影响。结果表明，在一个单一的天线对手相比，对手的天线的数量略有增加，大大降低了隐蔽的吞吐量，即使是放松隐蔽性的要求。
2019-10-16 cs.IT math.IT
Elastic Routing in Wireless Ad Hoc Networks With Directional Antennas
分析了在每个节点上安装定向天线的adhoc网络的吞吐量缩放定律。更具体地说，本文考虑了一个一般的框架，其中每个节点的波束宽度可以以任意速率相对于节点的数量扩展。我们引入了一个弹性路由协议，它能够根据波束宽度弹性地增加每跳距离，同时保持每个接收器的平均信号干扰噪声比为常数。然后，我们确定基本的操作制度，其特征在于根据光束宽度缩放和分析吞吐量缩放定律为每个制度。弹性路由实现了更好的吞吐量缩放定律比传统的最近邻多跳的所有操作制度。增益来自于这样的事实，即随着波束宽度变窄，可以同时激活更多的源-目的地对，这最终导致线性吞吐量缩放定律。此外，我们的框架被应用到一个混合网络组成的无线自组织节点和基础设施节点。因此，在混合网络中，我们分析了进一步提高吞吐量的缩放定律，并确定了使用定向天线是有益的操作制度。
2015-05-17 cs.IT math.IT
Blocking Probability and Spatial Throughput Characterization for Cellular-Enabled UAV Network with Directional Antenna
在过去的几年里，无人机（UAV）在民用应用中的使用大幅增加，这要求UAV与其地面客户端之间的高性能通信，特别是当它们密集部署时。为了实现这一目标，可以利用蜂窝基站（BS）来提供一种新的和有前途的解决方案，以成本效益的方式同时支持大规模UAV通信。然而，与地面通信信道不同，UAV到BS信道通常由视距（LoS）链路支配，这加剧了共信道干扰，并且使得现有蜂窝网络中的空间频率重用无效。在本文中，我们考虑在每个无人机的定向天线的使用，以限制干扰/从其他无人机用户在一个有限的区域内，从而提高频谱的空间复用。在该模型下，如果无人机用户在其天线主瓣中找不到任何基站，或者发现其主瓣下的所有基站同时被其他无人机的基站覆盖，从而遭受强同频干扰，则可能会暂时被阻止通信。假设无人机和地面基站的位置分别为独立的齐次泊松点过程（HPPPs），首先解析推导出无人机阻塞概率的封闭形式上界，然后根据基站/无人机密度、无人机飞行高度和天线波束宽度等关键参数，描述蜂窝无人机通信网络可实现的平均空间吞吐量。仿真结果验证了所推导的边界实际上是紧的，并进一步表明，自适应调整无人机的高度和/或波束宽度与不同的BS/UAV密度可以显着降低无人机阻塞概率，从而提高网络的空间吞吐量。
2017-10-28 cs.IT math.IT
Throughput Maximization for Movable Antenna Systems with Movement Delay Consideration
本文针对可移动天线多用户下行通信，建模并最大化有限传输块内的最小可达吞吐量，首次充分考虑机械移动时延，提出基于虚拟到达角量化和逐次凸逼近的天线位置优化算法，在多种场景下优于现有方案并降低硬件成本。
2024-11-21 cs.IT eess.SP math.IT
Alternate Distributed Beamforming for Buffer-Aided Multi-Antenna Relay Systems
研究了中继节点处具有多个天线的半双工（HD）双跳协作系统中的链路选择问题。针对缓冲器辅助的多天线中继系统，提出了交替分布式波束形成（ADB）方案。在该方案中，中继节点被分成两组，一组接收来自源节点的相同信息广播，另一组在每个时隙通过分布式波束形成向目的节点发送公共信息。值得注意的是，在不需要瞬时信道状态信息（CSI）的情况下确定用于接收和发送的中继。理论分析了该方案在瑞利衰落下的可达吞吐量，并推导出近似的封闭形式的表达式。仿真结果验证了理论分析的正确性。数值结果表明，与现有的链路选择策略相比，固定调度的ADB方案在可达吞吐量上有显著的提高。它还表明，对于ADB方案，增加在每个中继配备的天线的数量的吞吐量性能优于增加配备有单个天线的中继的数量时，在中继的天线总数是固定的。
2020-05-15 cs.IT math.IT
Wireless Powered Communications: Performance Analysis and Optimization
本文研究了无线供电通信系统的平均吞吐量，其中能量受限的源，由一个专用的功率信标（PB），与目的地进行通信。假设PB能够作为通信设备执行信道估计、数字波束成形和频谱感测。考虑时间分裂方法，源首先从配备有多个天线的PB收集能量，然后将信息发送到目的地。假设Nakagami-m衰落信道，平均吞吐量的解析表达式推导出两种不同的传输模式，即延迟容忍和延迟不容忍。此外，在某些特殊情况下，即，高发射功率状态和大量天线。最后，研究了同频干扰的影响。数值和仿真结果表明，增加PB处的发射天线的数量是提高平均吞吐量的有效工具，并且干扰可以被潜在地利用来提高平均吞吐量，因为它可以被用作额外的能量源。此外，能量传输链路的衰落严重程度对平均吞吐量的影响并不显著，特别是当PB天线的数量很大时。最后，它是观察到的源位置有很大的影响，平均吞吐量。
2015-10-08 cs.IT math.IT
On the Throughput and Energy Efficiency of Cognitive MIMO Transmissions
在本文中，吞吐量和能量效率的认知多输入多输出（MIMO）系统的服务质量（QoS）的约束下，干扰限制，和不完善的信道感知，进行了研究。假设输入信号向量的发射功率和协方差根据系统中主用户（PU）的感测活动而变化。干扰约束应用于认知无线电（CR）的传输功率电平，以提供保护的PU，其活动被建模为马尔可夫链。考虑到传输的可靠性和信道检测结果，提供了一个状态转移模型。吞吐量由有效容量公式确定。一阶导数的有效容量推导出在低功率制度和最低比特能量的要求，在存在的QoS限制和不完善的检测结果被确定。每比特的最小能量示出通过波束成形在最大特征值特征空间的某些矩阵相关的信道矩阵。在特殊情况下，宽带斜率被确定用于能量效率的更精细的分析。数值结果提供了各种级别的缓冲区的限制和不同数量的发射和接收天线的吞吐量。干扰约束和多天线传输的好处的影响被确定。它示出，当干扰功率约束严格时，增加天线的数量通常是有益的。另一方面，它表明，在相对宽松的干扰约束下，增加天线的数量超过一定的水平不会导致太多的吞吐量增加。
2013-08-21 cs.IT math.IT
Secure Communication with a Wireless-Powered Friendly Jammer
在本文中，我们建议使用无线供电的友好干扰，使源节点和目的地节点之间的安全通信，在窃听者的存在。我们考虑一个固定速率传输的两阶段通信协议。在第一阶段中，进行从源到干扰器的无线功率传输。在第二阶段中，源在由干扰器使用在第一阶段中收集的能量发送的干扰信号的保护下发送信息承载信号。我们分析了所提出的协议的长时间行为的特征，并推导出一个封闭形式的吞吐量表达式。我们进一步优化的速率参数，以最大限度地提高吞吐量的保密中断概率约束。我们的分析结果表明，吞吐量性能显着不同的单天线干扰的情况下，多天线干扰的情况下。例如，随着源发射功率的增加，吞吐量在单天线干扰的情况下快速达到上界，而在多天线干扰的情况下吞吐量增长无界。我们的数值结果也验证了推导的解析结果。
2015-08-26 cs.IT math.IT
Uplink performance of multi-antenna cellular networks with co-operative base stations and user-centric clustering
我们考虑一个以用户为中心的合作蜂窝网络，其中基站（BS）接近移动合作检测其信号使用（联合）线性最小均方误差接收机。基站位于任意位置，移动台被建模为平面泊松点过程（PPP）。结合随机几何和无限随机矩阵理论，我们推导出一个简单的表达式，这个复杂的系统的频谱效率的天线的数量越来越大。该框架适用于从PPP和六边形网格的BS位置，并通过蒙特卡罗模拟进行验证。结果揭示了有形的系统参数，如移动和基站的密度，每个BS的天线数量，和合作BS的数量上实现的频谱效率的影响。在其他见解，我们发现，对于一个给定的BS密度和合作天线的总数的约束，所有合作天线应位于一个单一的BS。另一方面，在我们的渐近制度中，对于相同数量的合作天线，如果网络受到天线的面积密度的限制，则合作BS的数量应该增加，每个BS具有更少的天线。
2018-02-13 cs.IT math.IT
Asymptotic Spectral Efficiency of the Uplink in Spatially Distributed Wireless Networks With Multi-Antenna Base Stations
一个代表性的上行链路的一个给定的长度，在干扰有限的，空间分布的无线网络与六边形小区，简单的功率控制，和多天线线性最小均方误差接收器的频谱效率被发现接近一个渐近线的基站天线N和无线节点的数量趋于无穷大。面积平均频谱效率的代表性的链接（平均的空间基站和移动分布），泊松分布的基站的近似值，也提供。对于大的N，在干扰受限的制度，面积平均频谱效率主要是N的乘积与基站与无线节点密度的比率的比率的函数，这表明可以通过线性增加基站天线的数量和基站与无线节点的相对密度的乘积来扩展这样的网络，无线节点密度。结果是有用的无线系统的设计人员与高小区间干扰，因为它提供了简单的表达式作为有形的系统参数，如基站和无线节点密度，和天线的数量的函数的频谱效率。这些结果是结合无限随机矩阵理论和随机几何导出的。
2013-02-20 cs.IT math.IT
Position-aided Large-scale MIMO Channel Estimation for High-Speed Railway Communication Systems
我们考虑高速铁路通信系统中的信道估计，其中发射机和接收机都配备了大规模的天线阵列。众所周知，传统训练方案的吞吐量随着移动性单调下降。假设移动终端采用大型线性天线阵列，本文提出了一种位置辅助信道估计方案，即只有一部分发射天线发送导频符号，利用这些导频和基于联合空时相关的天线位置信息可以很好地估计出整个信道矩阵。建立了移动性和吞吐量/自由度之间的关系。此外，相应地给出了发射功率、训练阶段和数据阶段之间的时间间隔划分以及天线尺寸的最佳选择。分析和仿真结果表明，与传统的相比，采用位置辅助信道估计器的系统吞吐量不会随着移动性的增加而明显恶化。
2016-03-24 cs.IT math.IT
Large-scale MU-MIMO: It Is Necessary to Deploy Extra Antennas at Base Station
在本文中，大规模MU-MIMO系统被认为是具有极大数量的天线（N）的基站（BS）服务于相对较少的用户数量（K）。为了实现最大的和速率，它被证明，用户的数量必须是有限的，使得在BS的天线的数量是在所有用户的天线的优势。换句话说，BS处的天线应该是多余的。在基站处增加天线不再仅仅是提高系统性能的可选方法，而是获得最大和速率的前提。在此基础上，对于一个固定的N，最大化和速率的最佳K进一步获得。此外，还指出，当系统为N=KM时，仅通过在BS处添加少量天线就可以实质性地提高和速率，其中M表示每个用户处的天线。推导是在N和M趋于无穷大的假设下进行的，并且在不同的预编码器上实现。数值模拟验证了我们的渐近结果的严密性和准确性，即使在小的N和M。
2013-07-15 cs.IT math.IT
Secure Transmission for Relay Wiretap Channels in the Presence of Spatially Random Eavesdroppers
我们提出了一个安全的传输方案的中继窃听信道，其中源与目的地通过解码和转发中继在空间随机分布的窃听者的存在下进行通信。我们假设源端配备了多个天线，而中继端、目的端和窃听端都配备了一个天线。在所提出的方案中，除了信息信号，源发送人工噪声信号，以混淆窃听者。以最大化中继窃听信道的保密吞吐量为目标，推导了传输中断概率的封闭表达式和保密中断概率的易于计算的表达式。使用这些表达式，我们确定最佳的功率分配因子和窃听码速率，保证最大的保密吞吐量，同时满足保密中断概率约束。此外，我们研究了源天线数量对保密吞吐量的影响，表明在源处添加额外的发射天线会显著增加保密吞吐量。
2015-09-24 cs.IT math.IT
Pulse Shaping Diversity to Enhance Throughput in Ultra-Dense Small Cell Networks
多输入多输出（MIMO）蜂窝网络中的空间复用（SM）增益在与超密集小小区网络结合使用时是有限的。这种限制是由于通道对之间的大的空间相关性。更具体地，这是由于i）用户设备（UE）和基站（BS）之间的视线（LOS）通信以及ii）天线元件之间的间隔不足。我们建议在相邻的天线与不同的内插滤波器，引入脉冲整形分集，最终导致改善的SINR和吞吐量在UE的发射信号的形状。在该技术中，每个天线以相对于相邻天线的相对偏移来发送其自己的数据流。必须是符号周期的一部分的延迟用脉冲成形信号内插，并生成虚拟MIMO信道，其导致接收机处的改善的分集和SINR。注意，具有符号间干扰（ISI）的非整数采样周期应当在接收器处被减轻。为此，我们建议使用分数间隔均衡器（FSE）设计的最小均方误差（MMSE）标准的基础上。仿真结果表明，对于2x2 MIMO和50 m的站点间距离（ISD），UE处的中值接收SINR和吞吐量分别提高了11 dB和2倍，这验证了脉冲整形可以克服超密集小小区网络中的差SM增益。
2016-05-12 cs.IT math.IT
Event-Driven Optimal Feedback Control for Multi-Antenna Beamforming
发射波束成形是用于增加无线通信系统的吞吐量和传输范围的简单多天线技术。所需的信道状态信息（CSI）的反馈可能潜在地导致过多的开销，特别是对于高移动性或许多天线。这项工作涉及有效的反馈传输波束形成，并建立了一个新的方法来控制反馈，最大限度地提高净吞吐量，定义为吞吐量减去平均反馈成本。使用固定策略的反馈控制器根据包括信道状态和发射波束形成器的系统状态来开启/关闭CSI反馈。假设通道各向同性和马尔可夫性，控制器的状态减少到两个标量。这允许使用动态规划有效地计算最优控制策略。考虑完美的反馈渠道没有错误，其中每个反馈即时支付固定的价格。证明了相应的最优反馈控制策略是阈值型的。无论控制器的状态空间是离散的还是连续的，这个结果都成立。在阈值型策略下，每当指示发送CSI的准确性的状态变量低于阈值时执行反馈，该阈值随信道功率而变化。还考虑了实际的有限速率反馈信道。量化反馈的最优策略也是阈值型的。CSI量化的效果被证明是相当于一个增量的反馈价格。此外，增量的上界由1减去量化误差的期望对数限定。最后，仿真表明，反馈控制增加了传统的周期性反馈的净吞吐量高达0.5位/秒/赫兹，而不需要额外的带宽或天线。
2009-09-28 cs.IT math.IT
Statistical-CSI-Based Antenna Selection and Precoding in Uplink MIMO
传统的天线选择方案需要瞬时信道状态信息（CSI）。这导致系统中的高信令开销。本文提出了一种新的联合接收天线选择和预编码方案，用于多用户多输入多输出上行链路传输，仅依赖于CSI的长期统计。所提出的方案设计的交换网络和上行链路的预编码器，使系统在长期的预期吞吐量最大化。从随机矩阵理论的结果，我们推导出一个封闭形式的表达式的期望吞吐量的系统。然后，我们开发了一个易于处理的迭代算法来解决吞吐量最大化问题，利用交替优化和优化最大化（MM）技术。数值结果证实了所提出的方法的效率和其优越的性能相比，基线。
2022-12-28 cs.IT eess.SP math.IT
Multi-point Coordination in Massive MIMO Systems with Sectorized Antennas
与传统的LTE技术相比，非协作蜂窝大规模MIMO与功率控制相结合，可以显著提高每用户吞吐量。在本文中，我们调查进一步细化大规模MIMO，第一，在三倍扇区化的形式，第二，协调多点操作（有和没有扇区化），其中三个基站合作，在联合服务的用户。对于这些情况下，我们分析了最大比和迫零预编码的下行链路性能，并推导出封闭形式的下界表达式的用户可达到的速率。然后，这些表达式被用来制定具有两个吞吐量公平性标准的功率优化问题：i）网络范围的最大-最小公平性，以及ii）每个小区的最大-最小公平性。此外，我们提供了集中式和分散式的功率控制策略，以优化网络中的发射功率。我们证明，采用扇区化的天线元件减轻了有害影响的导频污染，通过拒绝在空间域中的干扰导频的一部分，在信道估计阶段。实际扇区化天线的仿真结果表明，扇区化和多点协调与扇区化相结合，导致超过1.7倍和2.6倍的改进，在95%的可能的每用户吞吐量，分别。
2021-04-22 cs.IT math.IT
Cooperative Slotted ALOHA for Massive M2M Random Access Using Directional Antennas
时隙ALOHA（SA）算法与连续干扰消除（SIC）解码最近受到了极大的关注，由于他们的能力，显着增加传统的SA的吞吐量。由于引入小小区而导致的蜂窝无线电接入网络的密度增加以及机器对机器（M2M）通信中用户密度的急剧增加，最近考虑了在多基站（BS）场景中具有SIC协作操作的SA算法。在本文中，我们概括了我们以前的工作时隙ALOHA与多BS（SA-MBS）考虑用户使用定向天线。特别是，我们专注于一个简单的随机波束形成策略，对于每个数据包传输，用户定向其主波束在一个随机选择的方向。我们感兴趣的两个解码场景的总可实现的系统吞吐量：i）非合作的情况下，传统的SA在每个BS独立地操作，和ii）合作SA-MBS，其中集中式的基于SIC的解码应用于所有接收到的用户信号。对于这两种情况下，我们提供了系统吞吐量的上限，并将它们与模拟结果进行比较。最后，我们讨论了系统性能作为一个简单的定向天线模型参数的函数在本文中应用。
2017-06-29 cs.IT math.IT
Spectrum Sensing Via Reconfigurable Antennas: Fundamental Limits and Potential Gains
我们提出了一种新的模式，在认知无线电网络的频谱感知，提供多样性和容量的好处，使用一个单一的天线在次要用户（SU）接收机。所提出的方案是基于一个可重构天线：天线，是能够改变其辐射特性，通过改变其几何配置。每个配置被指定为天线模式或状态，并且对应于不同的信道实现。可重构天线的抽象模型的基础上，我们解决了两个不同的设置认知无线电问题，并提出了基本的限制，可实现的多样性和吞吐量增益。首先，我们探讨（合作或不合作）的多样性和编码增益之间的权衡在传统的合作和非合作频谱感知方案，合作并不总是有益的。在此基础上，我们提出了两种基于可重构天线的感知方案，我们称之为状态切换和状态选择。结果表明，这些方案优于合作和非合作频谱感知下的全局能量约束。接下来，我们研究（感测吞吐量）的权衡，并证明，使用可重构天线，最佳的感测时间减少，允许更长的传输时间，从而更好的吞吐量。此外，可以应用状态选择来提高SU传输的容量。
2014-03-04 cs.IT cs.NI math.IT
A Comparative Study of Downlink MIMO Cellular Networks with Co-located and Distributed Base-Station Antennas
尽管人们普遍认为在蜂窝网络中通过在基站（BS）侧使用更多的天线可以实现实质性的容量增益，但是BS天线拓扑结构对容量缩放行为的影响却知之甚少。在本文中，我们提出了一个下行链路的单用户多输入多输出（MIMO）系统中，BS天线是共同位于中心或分组到均匀分布的天线簇在一个圆形小区的遍历容量的比较研究。通过假设BS天线的数量和用户天线的数量以固定比率$L\gg 1$趋于无穷大，渐近分析揭示了在这两种情况下的平均每天线容量随$L$而递增，但是对于共置和分布式BS天线布局，分别以$\log_2 L$和$\tfracα{2}\log_2 L$的数量级递增，其中$α>2$表示路径损耗因子。分析进一步扩展到多用户的情况下，其中一个1-tier（7-cell）MIMO蜂窝网络与$K\gg 1$均匀分布的用户在每个小区被认为是。通过假设BS天线的数量和用户天线的数量以固定比率$L\gg K$趋于无穷大，给出了在每个BS处采用块对角化（BD）的下行链路速率性能的渐近分析。它示出的平均每天线速率与共置和分布式BS天线布局的规模在$\log_2 \tfrac{L}{K}$和$\log_2 \frac{(L-K+1)^{α/2}}{K}$的顺序，分别。本文还讨论了小小区MIMO蜂窝网络的速率性能，指出了在下一代蜂窝网络中采用大量分布式基站天线的重要性。
2014-06-09 cs.IT math.IT
Optimal Base Station Antenna Downtilt in Downlink Cellular Networks
根据最近的研究，当基站（BS）天线和用户设备（UE）天线之间的绝对高度差大于零时，下行链路（DL）蜂窝网络的面积频谱效率（ASE）性能将随着全负载超密集网络（UDN）中的网络密集化而持续降低并最终为零，这被称为ASE崩溃。我们重新审视这个问题，通过考虑的BS天线下倾的下行链路网络容量的影响。通常，在实际网络中，BS和UE之间存在高度差。通常利用天线下倾来调整垂直天线方向图的方向，从而增加接收信号功率或降低小区间干扰功率以改善网络性能。从覆盖概率和ASE两个方面研究了基站天线下倾与下行网络容量的关系。推导了覆盖概率和ASE的解析结果，发现对于每个基站密度，存在一个最优天线下倾以获得最大的覆盖概率。此外，我们推导出数值可解的最佳天线下倾，这是一个函数的基站密度的表达式。我们的理论和数值结果表明，应用最佳天线下倾后，网络性能可以得到显着改善。具体地，利用最佳天线下倾，ASE崩溃可以在基站密度方面延迟近一个数量级。
2018-02-21 cs.IT cs.NI math.IT
Downlink and Uplink Decoupling in Two-Tier Heterogeneous Networks with Multi-Antenna Base Stations
为了提高未来蜂窝网络的上行链路性能，最近已经示出了将下行链路（DL）和上行链路（UL）关联解耦的想法，以在覆盖和速率性能方面提供显著的增益。然而，所有的工作都仅限于SISO网络。因此，为了研究在多天线基站（BS）设置中由DL和UL解耦提供的增益，我们研究了由多天线BS和单天线用户设备（UE）组成的两层异构网络。我们使用最大比合并（MRC）作为一个线性接收机在BS和随机几何工具，我们推导出易于处理的信号干扰比（SIR）覆盖概率和速率覆盖概率的表达式。我们观察到，随着两层的波束成形增益的差异增加，由解耦关联提供的SIR覆盖概率方面的增益比非解耦关联降低。我们进一步观察到，当两层的天线数量不对称时，那么我们需要在解耦关联的顶部进一步偏向毫微微层，以平衡负载并获得最佳速率覆盖概率。
2017-02-06 cs.IT math.IT
Cache Aided Communications with Multiple Antennas at Finite SNR
研究了有限信噪比下多用户多天线蜂窝网络中的缓存辅助通信问题。假设用户具有非对称链路，由宽带衰落信道建模。我们表明，这个问题可以制定为一个线性规划，其解决方案提供了一个联合缓存分配以及预取和提取方案，最大限度地减少在交付阶段的通信的持续时间。建议的方案使用迫零和缓存干扰减法，因此允许每个用户以其自己的信道的速率被服务。因此，该方案优于以前公布的方案，是妥协的最贫穷的用户在通信组。我们还考虑了一个特殊情况下的参数，我们可以推导出一个封闭的形式的解决方案，并制定最佳的功率，速率和缓存优化。这种特殊情况表明，MIMO编码缓存的增益超出了吞吐量。特别是，它示出，在这种情况下，缓存是用来平衡用户，使公平性和吞吐量不再矛盾。更具体地，在这种情况下，严格的公平性与最大化网络吞吐量联合实现。
2018-08-08 cs.IT math.IT
Rate Adaptation in Predictor Antenna Systems
预测天线（PA）系统是指在车辆车顶上具有两组天线的系统，其中位于车辆前部的PA用于预测由在PA后面对准的接收天线（RA）观察到的信道状态。这封信研究了PA系统在存在失配问题时的性能，即，当PA观察到的信道与RA经历的信道不完全相同时。特别地，我们研究了空间失配对信道状态信息估计精度和速率自适应的影响。我们推导出封闭形式的瞬时吞吐量，中断概率和吞吐量优化的速率自适应表达式。此外，我们考虑到信道的时间演变，并评估系统的性能在时间相关的条件。仿真和分析结果表明，PA辅助的自适应速率自适应导致相当大的性能改善，吞吐量和中断概率显着影响的空间失配和时间相关性。
2020-05-11 cs.IT eess.SP math.IT
A Large-System Analysis of the Imperfect-CSIT Gaussian Broadcast Channel with a DPC-based Transmission Strategy
考虑了具有$K$发射天线和$K$单天线用户的高斯广播信道（GBC），其中信道状态信息在发射机处通过每个用户容量为$r$比特的有限速率反馈链路获得。吞吐量（即，由$K$归一化的和速率）在极限中被分析为具有$\frac{r}{K} \to \bar{r}$的$K \to \infty$。考虑迫零脏纸编码（ZFDPC）的传输策略，推导出渐近吞吐量的封闭表达式。据观察，即使在有限速率反馈设置下，ZFDPC实现了显着更高的吞吐量比迫零波束成形。使用渐近吞吐量表达式，获得的用户数被选择，以最大限度地提高吞吐量的问题得到解决。
2010-02-18 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
On the Throughput of Large-but-Finite MIMO Networks using Schedulers
本文研究了发射天线和用户数都很大但有限的情况下多用户多输入单输出（MISO）网络的总吞吐量。考虑到连续和突发通信的情况下，不同的用户的数据请求概率，我们推导出准封闭形式的最大可实现的吞吐量的网络使用最佳的路由器的表达式。结果是在各种情况下获得的不同水平的干扰消除。此外，我们开发了一个高效的调度方案，使用遗传算法（GAs），并评估不同的参数，如信道/预编码模型，天线/用户的数量，调度成本和功率放大器的效率，对系统性能的影响。最后，我们使用最近的结果有限块长码的可达速率的情况下，短分组分析系统的性能。如所示，建议基于GA的调度达到（几乎）相同的吞吐量，在穷举搜索为基础的最佳调度，大大降低了实现复杂性。此外，功率放大器的低效率和调度延迟也会显著影响系统的性能。
2018-11-13 cs.IT math.IT
On Robustness of Massive MIMO Systems Against Passive Eavesdropping under Antenna Selection
在大规模MIMO窃听设置中，基站可以通过朝向合法终端的窄波束形成来显著抑制窃听者。数值研究表明，通过这种方法，保密是在没有显着的成本。我们称之为大规模MIMO系统的“保密免费”的属性，并表明，它不仅持有时，在基站的所有发射天线，但也只有一个天线被设置为活动。使用线性预编码，当基站处的可用发射天线的总数变大时，甚至当仅选择固定数量的发射天线时，对窃听者的信息泄漏可以充分地减少。这一结果表明，被动窃听对大规模MIMO系统没有显着的影响，无论有源发射天线的数量。
2018-08-14 cs.IT math.IT
Artificial-Noise-Aided Transmission in Multi-Antenna Relay Wiretap Channels with Spatially Random Eavesdroppers
我们设计了一个新的安全传输方案中的中继窃听信道中的源与目的地通过解码和转发中继在空间随机分布的窃听者的存在下进行通信。为了实用起见，我们考虑一个通用的天线配置，其中的源，中继，目的地，和窃听器都配备了多个天线。为了迷惑窃听者，我们假设源和中继器除了发送信息信号之外还发送人工噪声信号。我们首先推导出一个封闭形式的表达式的传输中断概率和一个易于计算的表达式的保密中断概率。值得注意的是，这些表达式对于源、中继和目的地处的任意数量的天线都是有效的。然后，我们推导出简单而有价值的表达式的渐近传输中断概率和渐近保密中断概率，这揭示了保密性能时，在源的天线数量增长足够大。使用我们的表达式，我们量化了一个实用的性能指标，即保密吞吐量，保密中断概率约束下。我们进一步确定的系统和信道参数，最大限度地提高保密吞吐量，导致分析安全解决方案适合现实世界的部署。
2016-05-05 cs.IT math.IT
Throughput of Cellular Uplink with Dynamic User Activity and Cooperative Base-Stations
线性蜂窝上行链路的吞吐量与随机数的用户，不同的功率控制方案，和合作的基站被认为是在大系统的限制，其中细胞的数量是大的非衰落高斯信道。通过建立具有联合多小区处理（MCP）的蜂窝信道每小区吞吐量与具有平坦衰落的确定性符号间干扰（ISI）信道的速率之间的类比来促进分析。它表明，在某些条件下，细胞系统的动力学（即，与给定功率控制方案耦合的随机数用户）就上行链路吞吐量而言可以被解释为等效ISI信道的平坦衰落过程。结果被用来证明MCP的好处，在传统的单细胞处理方法作为各种系统参数的函数，在存在随机用户活动。
2009-08-21 cs.IT math.IT
Multi-objective Antenna Selection in a Full Duplex Base Station
使用全双工（FD）通信系统是提高频谱效率的新方法。由于这个原因，它在新一代无线通信系统中受到了严重的关注。FD系统的主要挑战是需要适当减少的自干扰。在本文中，我们已经考虑了FD多天线基站在蜂窝网络中，我们使用的天线选择技术来解决自干扰问题。我们还提供了一个新的标准来选择一个合适的天线。在这个新的准则中，天线选择被建模为一个多目标优化问题。这里，选择同时最小化干扰信道增益和最大化上行链路（UL）和下行链路（DL）信道增益的天线用于发送和接收。基站必须在UL和DL两者中表现良好，并且同时减少自干扰。因此，多目标准则比单目标准则具有更好的性能。虽然，在具有单目标准则的常规天线选择中，仅考虑UL和DL信道或干扰信道的功能。最后，仿真结果表明，新准则具有更高的吞吐率比其他传统的单目标天线选择技术。
2019-09-15 cs.IT eess.SP math.IT
Performance of Two-Hop Cooperative Cognitive Networks with an Energy Harvesting Relay
本文研究了一种基于能量收集（EH）多天线中继的协作认知无线电网络（CCRN），研究了在峰值干扰功率控制下，时间切换（TS）和功率分配（PS）协议的中断和吞吐量性能。我们假设中继分别在第一跳和第二跳中使用最大比合并和发射天线选择。与其他文献不同，我们最佳地结合了直接和中继信号在目的地，并证明，由于随机性质的信道和功率控制，有相当大的改善性能。我们还分析了EH-CCRN的性能与增量中继，{解析量化吞吐量的增益{上} EH-CCRN}。对于少量的天线在中继，吞吐量性能的EH-CCRN实际上是劣于一个使用的直接链路没有中继，而增量方案总是优越的。我们建立，存在EH参数的最佳值，导致TS和PS EH协议的最大吞吐量。在某些特殊情况下，我们推导出这些封闭形式的表达式。计算机模拟用于验证推导的表达式。
2020-09-21 cs.IT math.IT
Optimizing Movable Antenna Position and Transmissive RIS Phase for Efficient Base Station Design
Ruhr University Bochum（波鸿鲁尔大学）
本文提出一种结合可移动天线与透射RIS的紧凑基站架构，通过联合优化天线定位与TRIS相位，在低分辨率移相器下显著提升信号强度与信噪比，为6G基站提供了高效且低成本的解决方案。
2025-11-03 cs.IT eess.SP math.IT
Circuit-Aware Design of Energy-Efficient Massive MIMO Systems
密集化是蜂窝网络中更大吞吐量的关键。协作多点（CoMP）的全部潜力可以通过大规模多输入多输出（MIMO）系统来实现，其中每个基站（BS）具有非常多的天线。然而，提高的吞吐量是以更多的基础设施为代价的;硬件成本和电路功耗与天线的数量成线性关系/关系。在本文中，我们表明，一个可以使电路的功率增加的天线数量的平方根的电路感知系统设计。为此，我们得到可实现的用户速率与硬件缺陷的系统模型，并显示如何的不完美的水平可以逐渐增加，同时保持高吞吐量。对于BS处的不同电路，建立该缩放定律与电路功耗之间的联系。
2014-03-19 cs.IT math.IT
Towards the Asymptotic Sum Capacity of the MIMO Cellular Two-Way Relay Channel
在本文中，我们考虑的收发器和中继设计的多输入多输出（MIMO）蜂窝双向中继信道（cTWRC），其中多天线基站（BS）通过多天线中继站（RS）与多个多天线移动站交换信息。我们提出了一种新的双向中继方案，以接近MIMO cTWRC的总容量。
2014-06-18 cs.IT math.IT
Artificial-Noise-Aided Secure Multi-Antenna Transmission with Limited Feedback
我们提出了一种优化的安全多天线传输方法的基础上人工噪声辅助波束成形，从一个所需的单天线接收器的反馈有限。为了处理波束形成器的量化误差以及未知的窃听信道特性，我们的方法的目的是在双重性能约束下最大化吞吐量-所需的通信信道上的连接中断约束和保密中断约束，以防止窃听。我们提出了一种自适应传输策略，明智地选择窃听编码参数，以及人工噪声和信息信号之间的功率分配。这个优化的解决方案揭示了几个重要的差异，以前设计的解决方案的假设下完美的反馈。我们还研究了如何最有效地利用反馈位的问题。仿真结果表明，一个很好的设计策略是使用这些比特的大约20%来分配信道增益信息，剩余的用于分配信道方向，并且这种分配对所施加的保密中断约束很大程度上不敏感。此外，我们发现，每个发射天线的8个反馈位是足够的，以实现约90%的吞吐量与完美的反馈。
2015-01-21 cs.IT math.IT
Vector Coded Caching Multiplicatively Boosts the Throughput of Realistic Downlink Systems
最近引入的矢量编码缓存已经揭示，在接收器侧缓存内容的存在下的多级传输可以显着改善编码缓存的文件大小瓶颈，并大大提高无错误的有线信道中的性能。在这里，我们采用大矩阵分析，以探讨矢量编码缓存在现实的无线多天线下行链路系统的效果。我们的分析回答了一个简单的问题：在一组固定的天线和SNR资源，以及一个给定的下行链路MISO系统，已经可以享受优化利用复用和波束成形增益，什么是倍增的吞吐量提升时，我们现在被允许偶尔添加内容内合理大小的接收端缓存？导出的封闭形式的表达式捕获各种线性预编码器，和各种实际的考虑，如跨信号的功率传播，现实的SNR值，以及反馈成本。该方案非常简单（我们简单地将预编码向量压缩成单个向量），并且记录的增益是显著的。例如，对于32个发射天线，20 dB的接收SNR，300 kHz的相干带宽，40 ms的相干周期，并且在实际的文件大小和高速缓存大小约束下，矢量编码高速缓存在这里被示出为利用ZF/RZF预编码提供约310%的乘法吞吐量提升，并且在已经优化的基于MF的系统的性能中提供430%的提升。有趣的是，矢量编码缓存也加速了信道硬化，以获得反馈，通常超过传统硬化约束下行链路系统的540%增益。
2022-02-14 cs.IT math.IT
Multi-Antenna Wireless Powered Communication with Energy Beamforming
新近出现的无线供电通信网络（WPCN）最近引起了极大的关注，其中无线电信号被用于为无线终端供电以用于信息传输。在本文中，我们研究了一个WPCN，其中一个多天线接入点（AP）协调能量传输和信息传输到/从一组单天线用户。假设先收集后发送协议，其中AP首先在下行链路（DL）中经由能量波束成形向所有用户广播无线功率，然后用户使用其收集的能量在上行链路（UL）中同时向AP发送其独立信息。为了优化用户的吞吐量，同时保证其速率公平性，我们通过DL-UL时间分配、DL能量波束成形和UL发射功率分配加接收波束成形的联合设计来最大化所有用户之间的最小吞吐量。我们通过两个步骤来最优地解决这个非凸问题。首先，我们固定DL-UL时间分配，并获得最佳的DL能量波束成形，UL功率分配和接收波束成形，以最大化所有用户的最小信号与干扰加噪声比（SINR）。这个问题被证明是在一般非凸的，但是，我们将其等价地转换为一个谱半径最小化问题，这可以有效地解决应用交替优化的基础上的非负矩阵理论。然后，通过一维搜索找到最优的时间分配，以最大化所有用户的最小速率。此外，提出了两个次优设计的复杂度较低，其吞吐量性能进行比较，对最佳的解决方案。
2014-04-15 cs.IT math.IT
Base Station Antenna Selection for Low-Resolution ADC Systems
本文研究了在具有大型天线阵列和低分辨率模数转换器的基站中的天线选择问题。对于窄带信道的下行链路发射天线选择，我们给出了（1）一个选择准则，该准则使迫零预编码的和速率最大化，该预编码等效于理想量化系统的和速率;（2）最大和速率随所选天线的数目而增加;（3）推导出使用天线子集的和速率损失函数;以及（4）与高分辨率转换器系统不同，总速率损耗在总发射功率的点处达到最大值，并且在该点之后减小以收敛到零。对于宽带正交频分复用（OFDM）系统，当整个子载波共享一个共同的天线子集时，我们的结果成立。针对窄带信道的上行接收天线选择问题，我们（1）推广了一种贪婪天线选择准则，以实现信道增益和量化误差之间的权衡;（2）提出了一种基于该准则的量化感知快速天线选择算法;（3）基于子模函数推导了该算法的和速率下界。对于宽带OFDM系统，我们扩展了我们的算法，并推导出其和速率的下界。仿真结果验证了理论分析的正确性，并显示出比传统算法的和速率的增加。
2019-06-30 cs.IT eess.SP math.IT
On Energy Allocation and Data Scheduling in Backscatter Networks with Multi-antenna Readers
本文研究了具有多天线阅读器的单站反向散射通信网络中的吞吐量效用函数。在所考虑的模型中，后向散射节点（BN）在传输到读取器之前将数据存储在其缓冲区中。我们研究了三个效用函数，即总和，比例和共同的吞吐量。我们设计了相应于每个效用函数的在线接纳策略，以确定缓冲区中可以接纳多少数据。此外，我们提出了一个在线的数据链路控制策略，用于联合控制发射和接收波束成形向量以及BN的反射系数。所提出的数据准入和数据链路控制策略共同优化了吞吐量效用，同时稳定了缓冲区。在控制策略的设计中，我们采用了最小漂移加惩罚（MDPP）方法。遵循MDPP方法，我们将最优数据链路控制和数据接纳策略转化为两个独立的优化问题的解，这两个优化问题在每个时隙内都要求解。对应于数据链路控制的优化问题是非凸的并且不具有平凡解。使用拉格朗日对偶和二次变换，我们找到了一个封闭形式的迭代解。最后，我们使用有限块长码的可达速率的结果来研究在短分组的情况下的系统性能。如所示，所提出的策略实现了最佳效用，并稳定了BN中的数据缓冲区。
2021-03-02 cs.IT math.IT
Optimal Dynamic Resource Allocation for Multi-Antenna Broadcasting with Heterogeneous Delay-Constrained Traffic
本文关注的是在一个蜂窝无线网络中的动态资源分配与慢衰落的支持数据业务具有异构传输延迟的要求。多输入单输出（MISO）衰落广播信道（BC）是令人感兴趣的，其中基站（BS）采用多个发射天线来实现在相同频率上向多个移动用户的同时下行链路传输，每个移动用户具有单个接收天线。一个信息理论的方法是采取各种传输延迟的考虑下的衰落MISO-BC的容量限制的特征。首先，本文研究了当一些用户具有延迟容忍的“分组”数据而另一些用户同时具有延迟敏感的“电路”数据用于传输时在BS处的传输优化。基于凸优化框架，在线资源分配算法推导出，是服从高效的跨层实现的物理（PHY）层多天线传输和媒体接入控制（MAC）层多用户速率调度。其次，本文研究了在衰落MISO-BC上传输的基本吞吐量-延迟权衡。通过比较完全放松和严格零传输延迟约束下的网络吞吐量，本文描述了由于消失的延迟容忍，称为延迟惩罚，在一些规定的用户公平传输速率分配的限制损失的总和容量。
2008-04-21 cs.IT math.IT
Massive MIMO Systems with Hardware-Constrained Base Stations
大规模多输入多输出（MIMO）系统是其中基站（BS）配备有非常规的许多天线的蜂窝网络。这种大型天线阵列为传输优化提供了巨大的空间自由度;特别是，无需广泛的小区间协调，即可实现大信号增益、对不完善信道知识的弹性以及小用户间干扰。与当今昂贵且耗电的BS相比，大型阵列的成本有效部署的关键是使用具有低成本天线元件的硬件受限基站。低成本收发器容易出现硬件缺陷，但已经证实，大规模MIMO的过度自由度将为这种缺陷带来鲁棒性。我们在这里证明了这一要求的上行链路信道与乘性相位漂移，加性失真噪声，和噪声放大。具体来说，我们推导出一个封闭形式的缩放定律，显示如何快速的不完善增加的天线数量。
2014-03-19 cs.IT math.IT
Degrees of Freedom of Full-Duplex Cellular Networks with Reconfigurable Antennas at Base Station
考虑全双工（FD）蜂窝网络，其中FD基站（BS）同时支持一组半双工（HD）下行链路（DL）用户和一组HD上行链路（UL）用户。基站的发射机和接收机配备了可重构天线，每个天线都可以从多种预设模式中选择其发射或接收模式。在基站FD操作无自干扰的假设下，研究了发送侧无信道状态信息（CSIT）和部分CSIT情况下FD蜂窝网络的和自由度（DoF）。特别地，针对无CSIT模型完全表征和DoF，并且针对部分CSIT模型建立可实现的和DoF，这改进了常规HD蜂窝网络的和DoF。对于无CSIT和部分CSIT模型，结果表明，随着DL和UL用户数量以及预设模式的增加，即使在存在用户间干扰的情况下，具有可重构天线的FD BS也可以使总和DoF加倍。它进一步表明，这样的自由度的改善确实产生在有限的和操作的信噪比制度的和速率的改善。
2016-11-15 cs.IT math.IT
On the Joint Impact of Beamwidth and Orientation Error on Throughput in Directional Wireless Poisson Networks
我们引入了一个模型，用于捕获波束误导的覆盖范围和吞吐量的定向无线网络中使用随机几何的影响。在采用理想的扇区天线没有旁瓣的网络中，我们发现，方向误差分布是足够的，以证明单调性和准单调性（相对于天线波束宽度）的空间吞吐量和传输容量，分别。此外，我们确定的网络条件，产生相反的极端选择波束宽度（绝对定向与全向），最大限度地提高两个相关的吞吐量指标。最后，我们总结了我们的论文与平均方向误差，吞吐量最大化的波束宽度，和最大吞吐量之间的关系，在不同的复杂性的辐射模式的数值探索。
2014-06-12 cs.IT cs.NI math.IT
On-the-fly Large-scale Channel-Gain Estimation for Massive Antenna-Array Base Stations
本文提出了一种新的方法来估计蜂窝系统中用户终端和基站之间信道的大规模增益。该方案利用TDD操作、通过适当设计的非正交导频码的上行链路（UL）训练以及BS处的大规模天线阵列。受制于为UL训练分配的Q个资源元素并且使用新方案，BS能够估计在其小区中以及在附近小区中发送UL导频的K个用户的大规模信道增益，假设K<= Q2。可以在BS处利用附近小区外用户的大规模信道增益的这种知识来减轻对经历来自BS的最高水平干扰的小区外用户的干扰。我们研究了各种非正交导频码本设计所提供的大规模增益估计性能。我们的模拟表明，在所有的代码设计考虑，格拉斯曼线包装型码产生最好的大规模信道增益估计性能。
2018-11-06 cs.IT math.IT
Performance Impact of Base Station Antenna Heights in Dense Cellular Networks
在本文中，我们提出了一个新的和重要的理论发现。如果基站（BS）天线和用户设备（UE）天线之间的绝对高度差大于零，则对于超密集（UD）小小区网络（SCN），随着BS密度增加，在覆盖概率和区域频谱效率（ASE）方面的网络性能将连续地朝向零降低。这一发现无论在数量上还是在质量上都与现有文献的结论完全不同。特别是，这种性能行为对第五代（5G）时代的UD SCN的部署具有巨大影响。网络运营商可能会投入大量资金来部署更多的网络基础设施，而仅仅获得更少的网络容量。我们的研究结果表明，解决这个问题的一种方法是将SCN BS天线高度降低到UE天线高度。然而，这需要一个革命性的方法BS架构和部署，这在本文中也进行了探讨。
2017-09-26 cs.IT cs.NI math.IT
