Transceiver Design to Maximize Sum Secrecy Rate in Full Duplex SWIPT Systems
这封信认为保密同时无线信息和功率传输（SWIPT）在全双工系统。在这样的系统中，具有全双工能力的基站（FD-BS）被设计为向一个下行链路用户发送数据并且同时从一个上行链路用户接收数据，而一个空闲用户收获射频（RF）信号能量以延长其寿命。此外，为了防止窃听，FD-BS利用人工噪声（AN）来降低空闲用户的信道，以及向空闲用户提供能量供应。以下行链路和上行链路保密率之和最大为目标，在FD-BS总发射功率和空闲用户能量最小的约束下，联合优化信息协方差矩阵、AN协方差矩阵和接收向量。由于问题是非凸的，对数指数的重新制定和序贯参数凸逼近（SPCA）方法。大量的仿真结果表明，我们提出的全双工方案大大优于半双工方案。
2015-11-18 cs.IT math.IT
Widely-Linear Digital Self-Interference Cancellation in Direct-Conversion Full-Duplex Transceiver
本文讨论了全双工直接变频无线电收发器在实际不完善的射频（RF）组件下工作时的自干扰建模和消除。首先，进行详细的自干扰信号建模，考虑到最重要的RF缺陷，即发射机功率放大器非线性失真以及发射机和接收机IQ混频器幅度和相位不平衡。分析表明，现实的天线隔离和RF消除后，在接收机数字基带的主导自干扰波形可以通过原始发射数据的宽线性变换来建模，而不是经典的纯线性模型。这种宽线性自干扰波形在物理上源于发射机和接收机IQ成像，并且不能通过经典的线性数字消除来有效地抑制。受此启发，新的宽线性数字自干扰消除处理，然后提出和制定，结合有效的参数估计方法。广泛的仿真结果表明，所提出的宽线性消除处理明显优于现有的线性解决方案，因此，使实际的低成本RF前端使用的全双工收发器中的IQ混频。
2014-10-13 cs.IT math.IT
Robust Transceiver Design for Full-Duplex Decode-and-Forward Relay-Assisted MIMO Systems
针对不可分辨的系统不确定性的鲁棒收发器设计对于可靠通信至关重要。例如，全双工通信在消除自干扰时遭受这样的不确定性，因为一些残余自干扰（RSI）由于不完善的信道知识而保持未被消除。我们考虑一个MIMO多跳系统，其中的源，中继和目的地都配备了多个天线。所考虑的解码和转发（DF）混合中继可以工作在半双工或全双工模式，和模式的变化自适应地依赖于RSI强度。我们研究了一个鲁棒的收发器设计问题，最大化的吞吐率的最坏情况下的自干扰信道的不确定性约束。所得到的问题是一个非凸优化问题，其中非凸目标是在半定矩阵锥上优化的。在不失一般性的前提下，我们利用优化理论将问题简化为多个标量参数的优化问题。此外，我们提出了一个有效的算法，以获得局部最优解迭代。最后，我们得到的见解在中继输入前端和输出前端的最佳天线分配，中继接收和传输，分别。有趣的是，给定中继器处的天线数量，如果分配给接收的天线多于分配给传输的天线，则鲁棒性提高。
2019-12-30 cs.IT math.IT
Modeling and Efficient Cancellation of Nonlinear Self-Interference in MIMO Full-Duplex Transceivers
本文讨论了带内全双工（FD）收发器中多个发射和接收天线的自干扰的建模和数字消除。自干扰建模和所提出的非线性时空数字消除器结构通过设计考虑了I/Q调制器不平衡和具有记忆的功率放大器（PA）非线性的影响，以及多径自干扰传播信道和模拟RF消除级。所提出的解决方案是文献中的第一个消除技术，可以处理这样的自干扰情况。通过使用真实的RF元件参数和两种不同的PA模型进行全面的仿真，可以明显优于当前最先进的数字自干扰消除器，并明显扩展了可用的发射功率范围。
2014-10-10 cs.IT math.IT
Reference Receiver Based Digital Self-Interference Cancellation in MIMO Full-Duplex Transceivers
在本文中，我们提出并分析了一种新的带内MIMO全双工收发器的自干扰消除结构。所提出的结构利用参考接收机链来获得用于数字自干扰消除的参考信号，这意味着所有发射机引起的非理想性将被包括在数字消除信号中。据我们所知，在全双工收发器的上下文中，以前没有讨论过这种类型的结构。首先，我们将分析所提出的取消方案的整体可实现的性能，同时也提供一些可能的瓶颈。我们还提供了一个详细的制定实际的消除过程中，并进行分析到自干扰耦合信道估计的接收信号的影响。所提出的基于参考接收机的数字消除过程的实现的性能，然后评估和验证与全波形仿真。分析和波形仿真结果表明，在实际发射机RF/模拟损伤水平下，所提出的基于参考接收机的消除架构可以提供比任何现有解决方案更好的自干扰抑制，尽管仅部署低复杂度的线性数字处理。
2014-10-10 cs.IT math.IT
Diversity of Linear Transceivers in MIMO AF Half-duplex Relaying Channels
在MIMO放大转发（AF）中继系统中，中继站和目的站之间的线性切换方案由于实现复杂度低而引起了人们的广泛兴趣。本文对线性迫零（ZF）和最小均方误差（MMSE）收发器的分集阶数进行了全面的分析。首先，我们得到了一个紧凑的封闭形式的表达分集复用折衷（DMT）通过严格的上限和下限。虽然我们的DMT分析准确地预测了ZF收发器的性能，但观察到MMSE收发器表现出复杂的速率相关行为，因此对于有限速率情况，通过DMT是非常不可预测的。其次，我们强调MMSE收发器的这种有趣的行为，并在所有有限速率的分集阶数的特征。这导致了一个封闭形式的表达的分集率权衡（DRT），揭示了分集，速率和天线的数量在每个节点之间的关系。我们的DRT分析补充我们以前的工作DMT，从而提供了一个完整的理解MIMO AF中继信道的线性交织方案的分集阶数。
2014-03-09 cs.IT math.IT
Hardware Impairments Aware Transceiver for Full-Duplex Massive MIMO Relaying
本文研究了大规模MIMO全双工中继（MM-FDR），其中多个源-目的对在一个配备超大天线阵列的全双工中继的帮助下同时通信。与传统的MM-FDR协议不同，本文提出了一种允许源/目的地配置多天线的通用模型。与传统的MIMO系统相比，大规模MIMO系统必须使用易于受到硬件损害的低成本组件来构建。在本文中，硬件损伤的影响被考虑在内，并使用发送/接收失真噪声建模。我们提出了一种低复杂度的硬件损伤感知收发器方案（命名为HIA方案），以减轻失真噪声，利用统计知识的信道和天线阵列在源和目的地。为了进一步优化基于HIA的MM-FDR的频谱效率，提出了一种自由度和功率联合优化算法。仿真结果表明，如果源端和目的端的天线数与中继端的天线数成比例，HIA方案可以有效地抑制传统MM-FDR协议中出现的"天花板效应"。
2015-09-18 cs.IT math.IT
Hardware Impairments Aware Transceiver Design for Bidirectional Full-Duplex MIMO OFDM Systems
在本文中，我们解决的线性预编码和解码设计问题的双向正交频分复用（OFDM）通信系统，两个多输入多输出（MIMO）全双工（FD）节点之间。同时考虑了硬件失真和信道状态信息误差的影响。在第一步中，我们通过线性傅立叶变换将FD MIMO收发器的硬件失真的可用时域特征变换到频域。因此，硬件不准确性对残余自干扰（RSI）和载波间泄漏（ICL）的明确影响是相对于预期的发射/接收信号来制定的。然后，线性预编码和解码的设计，提出了提高系统性能的最小均方误差（MMSE）和总和速率最大化的策略，假设完美或错误的CSI的可用性。所提出的设计是基于对系统参数的交替优化的应用，导致必要的收敛。数值结果表明，失真感知设计的应用程序是必不可少的系统具有高的硬件失真，或为系统具有低的热噪声方差。
2018-02-08 cs.IT math.IT
Impact of Received Signal on Self-interference Channel Estimation and Achievable Rates in In-band Full-duplex Transceivers
在本文中，我们分析了影响的校准周期，或缺乏，在数字域的带内全双工无线电收发机的自干扰信道估计。特别地，我们考虑必须在没有单独的校准周期的情况下执行信道估计的情况，这意味着从估计的角度来看，感兴趣的接收信号将充当额外的噪声源。我们将明确分析其影响，并量化参数估计方差或样本量的增加，如果要实现与单独校准周期类似的信道估计精度。此外，我们还将分析校准周期或校准周期的缺失如何影响总体可实现速率。全波形模拟，然后用于确定所获得的结果的有效性，以及提供有关的可实现的速率的数值结果。它示出，即使在参数样本量的大幅增加是必需的，如果没有校准期，可实现的速率仍然是可比的两种情况。
2014-09-04 cs.IT math.IT
Low Complexity Full Duplex MIMO: Novel Analog Cancellation Architectures and Transceiver Design
在多输入多输出（MIMO）系统中实现全双工操作提供了提高吞吐量性能的潜力。然而，新兴全双工MIMO设计中的模拟自干扰消除器的硬件复杂度主要与发射和接收天线的数量成比例，因此利用模拟消除的益处对于全双工MIMO收发器来说变得不切实际，即使对于中等数量的天线也是如此。在本文中，我们提出了两种新型模拟消除器架构，与现有技术相比，消除元件数量减少，并且使用简单的多路复用器在发送和接收射频链之间进行高效信号路由。一种架构基于模拟抽头（抽头指的是固定延迟、可变移相器和衰减器的线路），另一种架构基于在本地生成消除信号的辅助（AUX）发射机（TX）。与可用的模拟消除架构相比，每个抽头或每个AUX TX的值以及多路复用器的配置根据某些性能目标与数字发送和接收波束成形滤波器联合设计。以窄带平坦衰落信道模型为例，提出了一种模拟自干扰抵消和数字波束形成联合设计的通用优化框架。我们还详细介绍了总和速率优化目标及其派生的解决方案，后者的架构组件。代表性的计算机模拟结果表明，无论是在硬件复杂度和可实现的性能的建议的低复杂度全双工MIMO方案比最近可用的。
2018-09-22 cs.IT math.IT
Full Duplex Hybrid A/D Beamforming with Reduced Complexity Multi-Tap Analog Cancellation
虽然全双工多输入多输出（MIMO）设计中的模拟自干扰消除器的硬件复杂度不一定随收发器天线的数量而缩放，但是在具有数百个天线元件的大规模MIMO系统中利用模拟消除的益处仍然是相当不切实际的。混合模拟和数字（A/D）波束成形架构最近被认为是用于实现具有非常大数量的天线元件但具有少得多数量的射频（RF）链的大规模MIMO收发器的候选技术。在本文中，我们提出了一种新的架构，全双工混合A/D波束成形收发器，包括多抽头模拟消除与减少的抽头和简单的多路复用器之间的收发器RF链的有效信号路由的数量。利用建议的收发器架构，我们提出了一个联合设计的模拟消除和A/D波束成形的目标，以最大限度地提高可实现的全双工速率性能。代表性的毫米波仿真结果证明了所提出的架构和算法框架的有效性，用于实现具有降低的复杂度的模拟自干扰消除的同时上行链路和下行链路通信。
2020-05-04 cs.IT eess.SP math.IT
QoS-Based Linear Transceiver Optimization for Full-Duplex Multi-User Communications
在本文中，我们考虑了一个全双工（FD）基站（BS）服务于一组半双工（HD）移动用户的多用户无线系统，为了解决带内自干扰（SI）和同信道干扰，我们建立了一个基于服务质量（QoS）的线性收发器设计问题。该问题联合优化BS的下行链路（DL）和上行链路（UL）波束成形向量以及UL用户的传输功率，以便使用最小UL和DL传输和功率为DL和UL用户提供有保证的信号干扰噪声比性能。所考虑的系统模型不仅考虑了由非理想RF电路引起的噪声，这不仅可以实现模拟/数字SI消除，而且还限制了模数转换器（ADC）的输入处的最大信号功率，以避免由于有限的ADC精度而导致的信号失真。公式化的设计问题不是凸的，一般来说很难解决。首先证明了在SI信道估计误差独立同分布的特殊情况下，基于QoS的线性收发器设计问题可以用多项式时间二分法全局求解;在一般情况下，提出了一种基于交替优化（AO）的次优算法.为了降低AO算法的复杂度，将经典的HD系统中的上下行对偶性推广到FD系统中，提出了一种不动点算法，并通过仿真验证了所提算法的性能，并与HD系统进行了比较.
2016-12-15 cs.IT math.IT
An Augmented Nonlinear LMS for Digital Self-Interference Cancellation in Full-Duplex Direct-Conversion Transceivers
在未来的全双工通信中，消除硬件非理想性引起的自干扰（SI）将在移动规模设备的设计中发挥重要作用。为此，我们介绍了一个最佳的数字SI消除解决方案，基于共享天线的直接转换收发器。为了建立基本的宽线性信号模型是不足够的强发射信号，各种电路缺陷，包括功率放大器（PA）失真，频率相关的I/Q不平衡，量化噪声和热噪声的影响，对传统的增强最小均方（LMS）为基础的SI消除器的性能进行了分析。为了实现足够的信号干扰加噪声比（SINR）时，非线性SI组件是不可忽略的，我们提出了一种增强的非线性LMS的SI消除器的联合消除的线性和非线性SI组件凭借广泛的非线性模型拟合。一个严格的平均值和均方性能评估进行证明所提出的方案比传统的增强LMS解决方案的性能优势。基于正交频分复用（OFDM）的无线局域网（WLAN）标准兼容波形的仿真支持的分析。
2018-07-17 cs.IT math.IT
Energy Efficiency Maximization of Full-Duplex Two-Way Relay With Non-Ideal Power Amplifiers and Non-Negligible Circuit Power
在本文中，我们最大化的能量效率（EE）的全双工（FD）双向中继（TWR）系统下的非理想功率放大器（PA）和不可忽略的传输相关的电路功率。我们从只有中继器全双工工作并且TWR需要两个时隙的情况开始。然后，我们扩展到高级的情况下，中继和两个节点都工作全双工，并在一个单一的时隙完成TWR。在这两种情况下，我们建立了最佳发射功率和持续时间之间的内在联系，在此基础上，原来的非凸EE最大化可以convexified和最优解决。仿真结果表明，FD-TWR在EE方面的优势，特别是当交通需求高。仿真结果还表明，FD-TWR的最大EE是更敏感的PA效率，比它是自抵消。FD-TWR的全FD设计容易受到流量不平衡的影响，而仅继电器工作在FD模式的设计表现出很强的耐受性。
2018-01-05 cs.IT math.IT
Joint Analog and Digital Transceiver Design for Wideband Full Duplex MIMO Systems
在本文中，我们提出了一种宽带全双工（FD）多输入多输出（MIMO）通信系统，包括一个FD MIMO节点同时与两个多天线上行链路（UL）和下行链路（DL）节点利用相同的时间和频率资源进行通信。为了抑制FD MIMO系统中由于同时发送和接收而产生的强自干扰（SI）信号，提出了一种基于基带正交频分复用（OFDM）信号建模的模拟和数字（A/D）相消以及发送和接收波束形成的联合设计。考虑到实际的发射机损伤，我们提出了一种多抽头宽带模拟消除器的架构，其抽头的数量不与收发器天线和多径SI组件的数量成比例。我们还提出了一种新的自适应数字抵消截断奇异值分解的基础上，减少残留SI信号估计参数。为了最大化FD和速率，提出了一种用于A/D抵消和数字波束形成的联合优化框架。最后，我们广泛的波形仿真结果表明，所提出的宽带FD MIMO设计具有更高的SI消除能力，降低了复杂度相比，现有的消除技术，从而提高可实现的速率性能。
2021-12-16 cs.IT eess.SP math.IT
Technical Supplement Report on Full-Duplex FBMC/QAM MIMO Systems: Transceiver Design and Optimization
IEEE
本报告设计并分析了FBMC/QAM多用户MISO系统，提出在线随机逐次凸逼近框架实现遍历和速率最大化，仿真表明FBMC/QAM在残余载波频偏下优于CP-OFDM。
2026-06-12 cs.IT math.IT
Hardware Impairments Aware Transceiver Design for Full-Duplex Amplify-and-Forward MIMO Relaying
在这项工作中，我们研究了全双工（FD）和放大转发（AF）中继与多个天线的行为，其中FD中继收发器的硬件损伤被考虑在内。由于每个天线上的发射中继功率和FD-AF中继中的残余自干扰的相互依赖性，当中继动态范围不高时，我们观察到降低系统性能的失真环路。在这方面，我们分析了中继功能存在的硬件不准确性和优化问题，制定最大化的信号失真加噪声比（SDNR），中继和源发射功率的约束下。由于问题的复杂性，我们提出了一个基于梯度投影（GP）的算法来获得最优解。此外，提出了一个非交替的次优解决方案，假设秩为1的中继放大矩阵，并将中继过程的设计分为多个阶段（MuStR 1）。建议MuStR 1方法，然后通过引入一个交替更新的优化变量，表示为AltMuStR 1算法增强。据观察，与GP相比，（Alt）MuStR 1算法显着降低了所需的计算复杂性的代价是轻微的性能下降。最后，所提出的方法进行评估，在各种系统条件下，并与现有文献中的方法进行比较。特别地，观察到随着硬件损伤增加，或者对于具有高发射功率的系统，应用失真感知设计的影响是显著的。
2017-08-15 cs.IT math.IT
Integrated sensing and full-duplex communication: Joint transceiver beamforming and power allocation
针对具有全双工（FD）感测和半双工（HD）通信的集成感测和通信（ISAC）系统，已经广泛研究了波束成形设计。为了实现更高的频谱效率，在本文中，我们扩展现有的ISAC波束形成设计，考虑FD能力的雷达和通信。具体来说，我们考虑一个ISAC系统，其中基站（BS）执行目标检测，并与多个下行链路用户和上行链路用户重用相同的时间和频率资源进行通信。我们联合优化下行链路双功能发射信号和上行链路接收波束形成器在BS和在上行链路用户的发射功率。该问题被制定为最小化系统的总发射功率，同时保证通信和传感的要求。下行链路和上行链路传输紧密耦合，使得联合优化具有挑战性。为了处理这个问题，我们首先确定接收波束成形器在封闭的形式相对于BS发射波束成形和用户发射功率，然后提出一个迭代的解决方案，其余的问题。我们通过数值计算结果表明，优化的FD通信为基础的ISAC导致功率效率的改善相比，传统的ISAC与HD通信。
2023-02-19 cs.IT eess.SP math.IT
Energy- and Spectral-Efficiency Tradeoff in Full-Duplex Communications
本文研究了全双工（FD）蜂窝网络的能量效率（EE）和频谱效率（SE）之间的权衡，假设小小区基站工作在FD模式，而用户设备仍然工作在传统的半双工（HD）模式。首先，一个必要的条件，FD收发器，以实现更好的EE-SE权衡比HD之一。然后，我们分析了单对用户场景下FD收发器的EE-SE关系，并得到了一个封闭形式的表达式。接下来，我们将结果扩展到多用户场景，并证明了EE是一个准凹函数的SE在一般情况下，并开发了一个优化算法，以实现最大的EE的拉格朗日对偶方法的基础上。我们的分析最终验证了广泛的数值结果。
2016-07-13 cs.IT math.IT
Bidirectional Integrated Sensing and Communication: Full-Duplex or Half-Duplex?
本文提出双向ISAC系统，针对窄带和宽带场景设计全双工与半双工操作及波束成形优化算法，揭示了感知干扰对双工性能的影响及信号复用差异。
2024-01-03 cs.IT math.IT
Robust Transceiver Design for IRS-Assisted Cascaded MIMO Systems
针对无法解决的系统不确定性的稳健收发器设计对于可靠通信至关重要。我们考虑一个MIMO多跳系统，其中的源，中继，和目的地配备了多个天线。此外，智能可重构表面（IRS）的建立，以消除RSI尽可能。所考虑的解码和转发（DF）混合中继可以工作在半双工或全双工模式，和模式的变化自适应地依赖于RSI强度。我们研究了一个强大的收发器的设计问题，最大限度地提高吞吐率对应的最坏情况下的RSI下的自干扰信道的不确定性约束。据我们所知，这是第一个工作，使用IRS的RSI消除MIMO全双工DF中继系统。所得到的问题是一个非凸优化问题，其中非凸目标是在半定矩阵锥上优化的。我们提出了一个封闭的下限IRS最坏情况下的RSI取消。最后，我们展示了一个重要的结果，对于最坏的情况下，IRS可以是有益的，只有当IRS元素的数量至少是一样大的干扰信道的大小。此外，提出了一种新的方法，基于优化理论的最佳响应的发射机和继电器对最坏情况的RSI。此外，我们提出了一个多层次的注水算法，以获得一个局部最优解迭代。最后，我们得到的见解在中继输入前端和输出前端的最佳天线分配，中继接收和传输，分别。
2022-08-04 cs.IT math.IT
Transmission Capacity of Full-Duplex MIMO Ad-Hoc Network with Limited Self-Interference Cancellation
在本文中，我们提出了一种联合收发器波束成形设计，同时减轻自干扰（SI）和部分节点间干扰的全双工多输入多输出的ad-hoc网络，然后推导出相应的网络的传输容量上限（TC-UB）。在特定收发天线配置的条件下，我们允许SI效应在发射端被消除，并且在接收端提供额外的自由度以用于更多的节点间干扰消除。此外，由于所提出的波束成形设计和不完美的SI信道估计，获得TC-UB的传统方法是不适用的。这促使我们利用占主导地位的区域加上牛顿-拉夫森方法迭代制定TC-UB。结果表明，当接收天线数目较少时，推导的TC-UB与实际的TC-UB非常接近。此外，我们提出的波束形成设计优于现有的波束形成策略，FD模式的工作比HD模式在低信噪比区域。
2018-09-09 cs.IT math.IT
Hardware Impairments Aware Full-Duplex NOMA Networks Over Rician Fading Channels
研究了莱斯衰落信道下的一种协作全双工非正交多址接入方案。实际上，考虑收发器处的不完美连续干扰消除（ipSIC）和残余硬件损伤（RHI）。为了评估所考虑的系统的性能，所考虑的系统的中断概率（OP）和遍历率（ER）的解析近似表达式的推导，并探讨了渐近性能。仿真结果表明，与半双工（HD）模式相比，FD合作NOMA可以提高系统的遍历和速率（ESR）。
2020-04-24 cs.IT math.IT
Full-Duplex Operations in Wireless Powered Communication Networks
在本文中，无线供电通信网络（WPCN）组成的混合接入点（H-AP）和多个用户设备（UE），所有这些都在全双工（FD），进行了描述。我们首先提出一种收发器结构，其使得每个UE的FD操作能够同时在下行链路（DL）中接收能量并在上行链路（UL）中发送信息。然后，我们在所提出的UE收发器中提供能量使用模型，该模型考虑了从发送链到接收链的能量泄漏。它示出了使用建议的FD UE的FD WPCN的吞吐量可以最大化通过最优地分配UL传输时间的UE通过解决凸优化问题。仿真结果表明，所提出的FD UE的使用有效地提高了吞吐量的WPCN与实际的自干扰消除（SIC）能力在H-AP。通过当前的SIC技术将残余自干扰的功率降低到背景噪声的水平，与使用HD UE和HD WPCN的传统FD WPCN相比，使用FD UE的拟议FD WPCN分别实现了18%和25%的吞吐量增益。
2017-06-27 cs.IT math.IT
Spatial Characteristics of Distortion Radiated from Antenna Arrays with Transceiver Nonlinearities
研究了大规模MIMO（多输入多输出）基站非线性放大器的失真，推导了其辐射方向图。分析了带内和带外的失真。通过使用放大信号的正交Hermite表示，非线性失真的空间互相关矩阵得到。它表明，如果放大器的输入信号具有主导波束，则失真以与该波束相同的方式进行波束成形。当有多个光束，而没有任何一个是占主导地位的，它示出的失真实际上是各向同性的。推导出的理论是有用的，以预测如何的非线性失真将表现，分析带外辐射，做互易校准，并在频率平面上调度用户，以尽量减少带内失真的影响。
2018-05-02 cs.IT math.IT
Nonlinear Self-Interference Cancellation for Full-Duplex Radios: From Link- and System-Level Performance Perspectives
LTE演进的一项有前途的技术是全双工无线电，这一创新有望使频谱效率翻倍。为了在实践中实现全双工，主要的挑战是克服自干扰，为了做到这一点，研究人员已经开发了自干扰消除技术。由于大多数无线收发器使用功率放大器，特别是在蜂窝系统中，研究人员揭示了非线性自干扰消除的重要性。在这篇文章中，我们首先探讨了几种非线性数字自干扰消除技术。然后，我们提出了一个低复杂度的预校准为基础的非线性数字自干扰抵消技术。接下来，我们讨论关于参考信号分配和每种技术的开销的问题。对于性能评估，我们通过实时原型和链路/系统级仿真进行了广泛的测量。对于链路级分析，我们测量每种技术的消除自干扰量。我们还通过基于3D光线跟踪的模拟来评估系统级性能。数值结果证实了显着的性能改善，即使在干扰有限的室内环境中的半双工系统。
2017-02-15 cs.IT cs.NI math.IT
Full Duplex Networking: Mission Impossible?
从2010年到2020年，移动通信量预计将增长1000倍。这对第五代（5G）无线通信系统的设计提出了重大挑战，包括网络结构、空中接口、密钥传输方案、多址接入和加密方案。本文讨论了全双工网络问题，旨在为5G的设计和未来可能的部署提供一些见解。特别是，在全双工的干扰情况进行了分析，然后讨论了几个候选的干扰缓解方法，抗干扰帧结构，收发器结构的信道互易性恢复，和超全双工基站，其中每个扇区在时分双工（TDD）模式下工作。TDD和频分双工（FDD）到全双工的扩展也进行了研究。预计随着未来全双工系统的标准化和部署，TDD和FDD将和谐地集成，有效地支持所有现有的半双工移动电话，并导致大幅增强的5G系统性能。
2015-07-15 cs.IT math.IT
Harvesting Full-Duplex Rate Gains in Cellular Networks with Half-Duplex User Terminals
全双工（FD）收发器在所有用户终端中实现的复杂度、功耗和价格方面可能是昂贵的。因此，需要利用与FD基站（BS）和半双工（HD）用户设备（UE）的带内全双工通信的技术。在这种情况下，最近已经提出了3节点拓扑（3NT），用于FD BS与同一小区内的HD终端重用上行链路（UL）和下行链路（DL）信道。在本文中，我们提出了一个易于处理的数学框架，基于随机几何，蜂窝网络中的3NT。为此，我们提出了一个设计范例，通过脉冲整形和UL和DL信道之间的部分重叠，以最大限度地提高收获的速率增益在3NT。结果表明，3NT实现了与具有FD BS和FD UE的网络（由2节点拓扑（2NT）网络表示）接近的性能。当3NT与具有有效自干扰消除（SIC）的2NT相比时，报告最大5个$\%$速率损失。如果2NT中的SIC不是有效的，则3NT大大优于2NT。因此，我们得出结论，不管UE的调度方案如何，具有FD BS来收获FD速率增益就足够了。
2016-02-28 cs.IT math.IT
Robust Transceiver Design for Reciprocal M*N Interference Channel Based on Statistical Linearization Approximation
本文重点研究了在不完全信道状态信息（CSI）下，干扰信道（IC）上吞吐量增强的鲁棒收发器设计。提出了两种提高多输入多输出（MIMO）芯片吞吐量的算法。每个发射器和接收器分别具有M和N个天线，并且IC以时分双工模式操作。在第一种算法中，每个收发器调整其滤波器以最大化信号干扰噪声比（SINR）的期望值。另一方面，第二种算法试图使SINR的方差最小化，以对冲由于CSI误差而引起的变化。泰勒展开被用来近似CSI不完美的均值和方差的影响。所提出的鲁棒算法利用无线网络的互易性来优化两种不同工作模式下的估计统计特性。蒙特卡洛模拟研究和速率性能的建议算法和将变化最小化的收发器设计的优点。
2018-03-30 cs.IT math.IT
$Y$-$Δ$ Product in 3-Way $Δ$ and Y-Channels for Cyclic Interference and Signal Alignment
在全双工3路$Δ$信道中，三个收发器相互通信，从而交换六个消息。然而，在$Y$信道中，这三个收发机连接到中间全双工中继。环回自干扰得到完美抑制。中继转发网络编码的消息到他们的专用用户通过干扰对齐（IA）和信号对齐。一个概念性的信道模型与循环移位所描述的多项式环被认为是这两个相关的信道。最大可实现的速率方面的自由度的措施推导出来。我们观察到Y通道和3路$Δ$通道提供了$Y$ - $Δ$乘积关系。此外，我们简要地讨论了这种分析与空间IA和MIMO IA。
2014-01-16 cs.IT math.IT
Non-Linear Digital Self-Interference Cancellation for In-Band Full-Duplex Radios Using Neural Networks
全双工系统需要非常强的自干扰消除以便正确地操作，并且自干扰信号的很大一部分是由于各种收发器损伤所产生的非线性效应。因此，单独的线性消除通常是不够的，并且在文献中已经提出了复杂的非线性消除算法。在这项工作中，我们研究了使用神经网络作为替代传统的非线性消除方法，是基于多项式基函数。全双工测试平台的测量结果表明，一个小而简单的前馈神经网络抵消器的工作非常好，因为它可以匹配的多项式非线性抵消器的性能与显着降低计算复杂度。
2018-10-05 cs.IT eess.SP math.IT
Design and Optimal Configuration of Full-Duplex MAC Protocol for Cognitive Radio Networks Considering Self-Interference
在本文中，我们提出了一种自适应媒体访问控制（MAC）协议的全双工（FD）认知无线电网络中，FD次要用户（SU）执行信道竞争，其次是并发的频谱感知和传输，传输只有最大功率在两个不同的阶段（称为FD感测和传输阶段，分别）在每个竞争和访问周期。提出的FD认知MAC（FDC-MAC）协议不需要SU之间的同步，它有效地利用频谱，并减轻FD收发器中的自干扰。然后，我们开发了一个数学模型来分析FDC-MAC协议的吞吐量性能，其中半双工（HD）传输（HDTx）和FD传输（FDTx）模式被认为是在传输阶段。然后，我们研究了FDC-MAC配置优化通过自适应控制频谱感知持续时间和发射功率电平在FD感测阶段，我们证明了存在最佳的感测时间和发射功率，以实现最大的吞吐量，我们开发了一种算法来配置建议FDC-MAC协议。大量的数值结果来说明最佳FDC-MAC配置的特性和协议参数和自干扰消除质量对吞吐量性能的影响。此外，我们证明了显着的吞吐量增益的FDC-MAC协议相对于现有的半双工MAC（HD MAC）和单级FD MAC协议。
2015-12-11 cs.IT cs.NI math.IT
FullPASS: Geometry Optimization for Full-Duplex Pinching-Antenna Systems
Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学）；Tampere University（坦佩雷大学）
研究全双工夹点天线系统FullPASS架构，通过推导信道模型将联合激活问题转化为二元优化，提出两阶段算法求解，仿真表明该方法在候选网格上平均和频谱效率与穷举搜索接近，运行时间大幅减少且适用于更大候选集。
2026-07-23 cs.IT math.IT
Power Splitting for Full-Duplex Relay with Wireless Information and Power Transfer
研究了具有无线信息和能量传输的全双工中继网络的功率分配问题。通过将功率分配应用为中继收发器架构，全双工信息中继可以由从源发射的射频信号收集的能量供电。为了最小化中断概率，功率分配比分别根据完整信道状态信息（CSI）和部分CSI进行动态优化。在强环路干扰下，基于完全CSI和部分CSI的功率分配方案比固定功率分配方案具有更好的中断性能，而基于部分CSI的功率分配方案在不需要第二跳链路的CSI的情况下能够确保具有竞争力的中断性能。它也被观察到，最坏的中断性能时，实现中继位于中间的源和目的地之间，而中断性能的部分CSI为基础的功率分配方案的方法，完全CSI为基础的方案时，中继被放置在靠近目的地。
2015-04-18 cs.IT math.IT
Sliding Window Spectrum Sensing for Full-Duplex Cognitive Radios with Low Access-Latency
在认知无线电系统中，次用户（SU）收发器未能及时腾出信道可能会为主用户或高优先级用户（PU）引入显著的接入延迟。在传统的认知无线电系统中，回退延迟由于仅允许以周期性间隔进行感测的帧结构而加剧。已经建议使用自干扰抑制的并发传输和感测来提高认知无线电系统的性能，从而允许在帧内的多个点处进行决策。在本文中，我们提出了一个滑动窗口全双工模型，允许决定采取一个样本一个样本的基础上扩展这种方法。我们还推导出现有的和建议的计划的访问延迟。我们的结果表明，与现有的时隙全双工方案相比，滑动方案的接入延迟降低了2.6倍，与半双工认知无线电系统相比，降低了约16倍。此外，所提出的方案是显着更有弹性的残余自干扰的破坏性影响相比，以前的方法。
2016-09-05 cs.IT math.IT
Wideband Self-Adaptive RF Cancellation Circuit for Full-Duplex Radio: Operating Principle and Measurements
本文提出了一种新的RF电路结构，用于带内全双工无线电收发机中的自干扰消除。所开发的消除器能够提供宽带消除，波形带宽在100 MHz或更高的顺序，还包含自适应或自愈功能，使自动跟踪随时间变化的自干扰信道特性。除了架构和工作原理描述外，我们还提供了2.4 GHz ISM频段的实际RF测量结果，展示了在不同带宽、不同天线配置和低成本高度非线性功率放大器下可实现的消除水平。在具有100 MHz波形带宽的非常具有挑战性的示例中，获得了大约41 dB的总消除，而对于更传统的20 MHz载波带宽，对应的消除数字接近60 dB。此外，有效的跟踪随时间变化的反射情况下证明。
2015-03-10 cs.IT math.IT
Joint Design of Multi-Tap Analog Cancellation and Digital Beamforming for Reduced Complexity Full Duplex MIMO Systems
在多输入多输出（MIMO）系统中实现全双工操作提供了提高吞吐量性能的潜力。然而，模拟自干扰消除器的硬件复杂度与发射天线和接收天线的数量成比例，因此利用模拟消除的益处对于全双工MIMO收发器来说变得不切实际。在本文中，我们提出了一种新的架构，包括减少数量的抽头（抽头指的是固定延迟和可变移相器和衰减器的线）和简单的多路复用器之间的发送和接收射频链的有效信号路由的模拟消除器。与可用的模拟消除架构相比，每个抽头的值和多路复用器的配置根据某些性能目标与数字波束成形滤波器联合设计。以窄带平坦衰落信道模型为例，提出了一种模拟抵消和数字波束形成联合设计的通用优化框架。我们还详细介绍了一个特定的优化目标，连同其派生的解决方案，后者的架构组件。代表性的计算机模拟结果表明，所提出的低复杂度全双工MIMO系统的优越性，最近可用的。
2017-05-15 cs.IT math.IT
Low Latency Scheduling Algorithms for Full-Duplex V2X Networks
车载通信系统多年来一直是一个活跃的研究课题，是5G和后5G时代的重要技术。一个重要的用例是排队，这似乎是迈向完全自动驾驶系统的第一步。此外，所有车辆通信系统中的关键性能参数是端到端分组延迟。为了实现这一目标，全双工（FD）收发器可能是一个有效和实用的解决方案，以减少排队网络的延迟。在本文中，我们研究了动态和基于TDMA的调度算法的延迟性能，并评估了具有不完美自干扰消除（SIC）的FD使能车辆的效果。通过仿真，我们证明了这些算法的性能复杂度的权衡，并表明，TDMA集中式方案具有低复杂度和开销，可以实现与全动态，集中式算法相当的性能。
2021-01-13 cs.IT eess.SP math.IT
Hybrid Beamforming: Where Should the Analog Power Amplifiers be Placed?
在本文中，我们研究了具有有限射频（RF）链的点对点大规模多输入多输出系统（P2P-massive MIMO）的频谱效率（SE），即，模数/数模（D2 A/A2 D）模块。由此产生的架构被称为混合波束成形，其中联合模拟和数字波束成形优化最大化SE。我们通过保持RF链的数量较低，但将模拟放大器放置在不同的路径上来分析系统的SE。传统的混合波束成形架构在D2 A模块之后使用放大器。然而，将它们放置在移相器处或天线处可以影响混合波束成形的SE。我们研究的模拟放大器的最佳位置，并查明在错误放置放大器的情况下的损失量。
2019-02-25 cs.IT eess.SP math.IT
Achievable Sum Rates of Half- and Full-Duplex Bidirectional OFDM Communication Links
虽然全双工（FD）传输具有使系统容量加倍的潜力，但其实质性益处可能被实际收发器的自干扰（SI）和非理想性所抵消。在本文中，我们研究了半双工（HD）和FD传输的正交频分复用（OFDM），其中的非理想性考虑的可达和速率（ASR）。考虑了四种传输策略，即具有均匀功率分配（UPA）的HD、具有非UPA（NUPA）的HD、具有UPA的FD和具有NUPA的FD。对于四种传输策略中的每一种，制定优化问题以最大化其ASR，并相应地导出具有低复杂度的（次优/最优）解决方案。针对对称频率平坦/选择性信道和非对称频率选择性信道这三种典型信道进行了性能评估和比较。结果表明，所提出的解决方案的HD和FD传输可以实现接近最佳的性能。对于FD传动，在典型条件下可以得到最优解。此外，几个观察上的ASR性能的HD和FD传输。
2016-04-26 cs.IT math.IT
Energy-Spectral Efficiency Trade-off for a Massive SU-MIMO System with Transceiver Power Consumption
我们考虑一个单用户（SU）大规模MIMO系统，在发射机（基站）和一个单天线在用户终端（UT）的多天线。考虑到收发器功率消耗，对于给定的频谱效率（SE），我们最大化作为基站（BS）天线的数量$M$的函数的能量效率（EE），从而得到用于最佳SE-EE权衡的封闭形式的表达式。据观察，与经典的SE-EE权衡（仅考虑辐射功率）相比，考虑收发器功耗，当SE足够小时，EE随着SE的增加而增加。此外，对于固定的SE，我们分析了不同小区大小的影响（即，我们显示了有趣的结果，对于足够小的$G_c$，最佳EE随着$G_c$的减小而减小为$\mathcal{O}(\sqrt{G_c})$。我们的分析还表明，对于足够小的SE（或大的$G_c$），EE是不敏感的功率放大器的效率。
2014-10-20 cs.IT math.IT
Adaptive Full-Duplex Jamming Receiver for Secure D2D Links in Random Networks
设备到设备（D2 D）通信提出了新的传输保密保护挑战，因为传统的物理层安全方法（诸如多天线和协作技术）由于其资源/大小约束而无效。全双工干扰接收机是一种很有前途的接收机，它在接收到所需信号的同时，发射干扰信号以迷惑窃听者。与现有的努力，假设FD干扰接收机总是提高保密性能相比，半双工（HD）接收机，我们表明，这种假设高度依赖于瞬时残留自干扰消除水平，可能是无效的。我们提出了一种自适应干扰接收器，在切换FD/HD模式下工作，用于随机网络中的D2 D链路。在保密中断概率约束下，优化收发机参数，如信号/干扰功率、保密率和模式切换准则，以最大化保密吞吐量。大多数优化操作都是离线进行的，只需要非常有限的在线计算就可以使该方案具有较低的复杂性。此外，一些有趣的见解，如保密吞吐量是一个准凹函数。数值结果验证了我们的理论研究结果，并显示其优越性相比，接收机工作在FD或HD模式。
2018-11-15 cs.IT math.IT
Rate Gain Region and Design Tradeoffs for Full-Duplex Wireless Communications
在本文中，我们分析研究的制度，实际全双工系统可以实现更大的速率比一个等效的半双工系统。实际全双工系统中的关键挑战是未消除的自干扰信号，这是由硬件和实现不完善的组合引起的。因此，我们首先提出了一个信号模型，它捕获的影响，如振荡器相位噪声，低噪声放大器噪声系数，混频器噪声，模数转换器量化噪声的显着损害。使用详细的信号模型，我们研究的速率增益区域，这是定义为接收信号的兴趣强度，全双工系统优于半双工系统的可实现的速率方面的区域。速率增益区域是作为一个分段线性近似在对数域推导出来的，数值结果表明，近似密切匹配的确切区域。我们的分析表明，当相位噪声占主导地位的混频器和量化噪声，全双工系统可以使用有源模拟消除或基带数字消除，以实现几乎相同的速率增益区。最后，作为一个设计实例，我们数值研究全双工系统的性能和速率增益区域在典型的室内环境中的实际无线应用。
2014-01-24 cs.IT math.IT
Impact of Directionality on Interference Mitigation in Full-Duplex Cellular Network
在本文中，我们考虑两个基本的全双工（FD）架构，两个节点和三个节点，在蜂窝网络的终端采用定向天线的背景下。在非正交信道中同时发送和接收数据使得FD无线电成为当前有限频谱的潜在解决方案。然而，其实施方式产生高水平的干扰，或者是从收发器的输出到输入天线的干扰（LI）的形式，或者是由于大量的活动链路而在大规模多小区网络中产生同信道干扰的形式。利用随机几何模型，我们研究了定向天线如何控制和减轻同频干扰。此外，我们提供了一个模型，其特征在于定向天线管理LI的方式，以被动地抑制it.Our结果表明，这两种架构可以受益于定向天线的就业显着。最后，我们考虑的情况下，这两种架构都采用在网络中，并获得最佳值的密度分数的每个架构，最大限度地提高成功概率和网络吞吐量。
2016-11-02 cs.IT math.IT
Secrecy Energy Efficiency of MIMOME Wiretap Channels with Full-Duplex Jamming
全双工（FD）干扰收发机最近被示出通过在接收信息的同时发送人工噪声（AN）来增强无线通信系统的信息安全。在这项工作中，我们研究FD干扰是否也可以提高系统的保密能量效率（SEE）的安全通信比特每焦耳，当考虑额外的功率用于干扰和自干扰（SI）消除。此外，还考虑了残余SI的退化效应。在这方面，我们制定了一组的SEE最大化问题的FD多输入多输出多天线窃听器（MIMOME）窃听信道，考虑这两种情况下，精确或统计信道状态信息（CSI）是可用的。由于棘手的问题结构，我们提出了迭代的解决方案，在每种情况下，证明收敛到一个固定点。数值模拟表明，只有一个边际SEE增益，通过利用FD干扰，为广泛的系统条件。然而，当SI可以被有效地减轻时，对于FD节点与窃听者之间具有小距离、高信噪比（SNR）或双向FD通信设置的场景，观察到的增益是相当大的。
2019-04-30 cs.IT math.IT
A Comparative Study of Analog/Digital Self-Interference Cancellation for Full Duplex Radios
自干扰（SI）是全双工无线电的主要障碍。为了克服SI，研究人员提出了几种模拟和数字域自干扰消除（SIC）技术。数字消除的效果取决于模拟消除的结果。因此，要分析SIC的整体性能，应该以综合的方式进行分析。在本文中，我们建立了一个模拟器，可以分析模拟和数字SIC技术的性能。通过该模拟器，我们可以分析各种系统参数下的整体SIC性能，例如模数转换器（ADC）的分辨率和/或功率放大器（PA）的非线性。我们的模拟器，我们期望的配置和调整算法的有源模拟消除器可以在真正的硬件实现之前进行优化。
2019-05-23 cs.IT eess.SP math.IT
Full-Duplex Mobile Device - Pushing the Limits
在本文中，我们解决了\emph{mobile full-duplex devices}中发射机-接收机隔离的挑战，该解决方案基于共享天线的收发机架构。首先，需要自适应模拟RF消除电路，因为跟踪时变自干扰耦合特性的能力在移动设备中至关重要。此外，由于移动规模的设备通常在高度非线性的低成本RF组件下工作，因此还需要新颖的自适应非线性DSP方法来实现数字基带的最终自干扰抑制。除了描述上述先进的电路和信号处理解决方案外，还提供了完整演示器实施的全面RF测量结果，证明了在80 MHz波形带宽上使用高度非线性发射机功率放大器的有源RF消除超过40 dB。测量的例子也证明了良好的自愈特性的控制回路对快速变化的耦合通道。此外，当与非线性数字消除处理互补时，尽管自干扰具有苛刻的非线性性质，但残余自干扰水平被推低至演示系统的本底噪声。这些发现表明，部署全双工原理在移动设备中确实也是可行的，因此是一种潜在的技术，例如，5G及以上无线电系统
2016-05-16 cs.IT math.IT
Asymmetric Degrees of Freedom of the Full-Duplex MIMO 3-Way Channel with Unicast and Broadcast Messages
在本文中，我们描述了非对称的总自由度（DoF）的多输入多输出（MIMO）3路信道。每个节点都有一个单独的天线全双工MIMO收发器，具有不同数量的天线，其中每个天线可以被配置用于信号发送或接收。我们研究这个系统下的两个消息配置;第一个配置是当每个节点有两个单播消息传递到其他两个节点，而第二个配置是当每个节点有两个单播消息以及一个广播消息传递到其他两个节点。对于每种配置，我们首先推导出系统总自由度的上限。割集界结合基因辅助界推导出可实现的总自由度的特征。之后，我们分析得出的最佳数量的发射和接收天线在每个节点，以最大限度地提高系统的总自由度，在每个节点的天线总数。最后，每个配置的可实现的方案构造。所提出的方案主要是基于迫零和零空间发射波束成形。
2016-07-31 cs.IT math.IT
Optimal Channel Estimation for Reciprocity-Based Backscattering with a Full-Duplex MIMO Reader
后向散射通信（BSC）技术可以实现低成本可持续无线设备的无处不在的部署。在这项工作中，我们调查的全双工多输入多输出（MIMO）阅读器的效率，以提高有限的通信范围的单基地BSC系统。由于这种性能受到信道估计（CE）质量的强烈影响，我们首先推导出一种新的最小二乘估计的前向和后向链路之间的阅读器和标签，假设互易性保持和K正交导频从第一个K天线的N天线阅读器发送。我们还得到了相应的线性最小均方误差估计的后向散射通道。在使用这些估计定义在阅读器的收发器设计后，我们共同优化正交导频的数量和能量分配的CE和信息解码阶段，以最大限度地提高平均反向散射信噪比（SNR），有效地解码标签的消息。该SNR在优化变量中的单峰性以及联合全局最优设计的紧密解析近似也被讨论。最后，所选的数值结果验证了所提出的分析，提出了关键的见解读者的最佳资源利用率，并量化了可实现的收益超过基准计划。
2019-01-10 cs.IT math.IT
On the Energy-Spectral Efficiency Trade-off of the MRC Receiver in Massive MIMO Systems with Transceiver Power Consumption
我们考虑多用户大规模MIMO系统的上行链路，其中具有$M$天线的基站（BS）与$K$单天线用户终端（UT）相干地通信。我们研究了该系统的能量效率，同时考虑到在UT和BS的收发器功耗。对于一个给定的频谱效率$R$和固定的收发器功耗参数，我们提出并分析了问题的能量效率最大化作为一个函数的$(M,K)$。对于在BS的最大比合并（MRC）检测器，我们表明，随着$R$的增加，$(M,K)$可以自适应地增加，以这样的方式，即能量效率收敛到一个正常数为$R \rightarrow \infty$（$(M,K)$增加，以这样的方式，保持恒定的每用户频谱效率$R/K$）。这与固定的$(M,K)$场景形成对比，在固定的$(M,K)$场景中，能量效率已知收敛到零作为$R \rightarrow \infty$。我们还观察到，对于大的$R$，使能量效率最大化的最佳$(M,K)$使得所有$K$ UT中的功率放大器（PA）消耗的总功率是总系统功率消耗的一小部分。
2014-04-11 cs.IT math.IT
Multi-Channel MAC Protocol for Full-Duplex Cognitive Radio Networks with Optimized Access Control and Load Balancing
在本文中，我们提出了一个多信道全双工媒体访问控制（MAC）协议的认知无线电网络（MFDC-MAC）。我们的设计利用的事实，全双工（FD）的次要用户（SU）可以执行频谱感知和访问的同时，我们采用随机动态信道选择的信道之间的负载均衡和标准的退避机制的竞争解决方案在每个可用的信道。然后，我们开发了一个数学模型来分析所提出的MFDC-MAC协议的吞吐量性能。此外，我们研究了协议配置优化，以最大限度地提高网络吞吐量，我们表明，这种优化可以在两个步骤中进行，即优化的接入和传输参数的每个信道和优化的信道选择概率的用户。这种优化旨在实现FD收发器的有效自干扰管理、感测开销控制以及信道之间的负载均衡。数值结果表明不同的协议参数的影响和参数优化的吞吐量性能的重要性，以及显着的性能增益相比，传统的设计所提出的设计。
2016-02-01 cs.DC cs.IT cs.NI
Matched-Filter Design to Improve Self-Interference Cancellation in Full-Duplex Communication Systems
针对全双工通信中Hammerstein模型未考虑脉冲成形和匹配滤波器导致干扰估计错误的问题，提出一种根据干扰信号调整的新型匹配滤波器，显著提升了自干扰消除性能。
2023-05-20 cs.IT eess.SP math.IT
Achievable Rate of Rician Large-Scale MIMO Channels with Transceiver Hardware Impairments
收发器硬件损伤（例如，相位噪声、同相/正交相位（I/Q）不平衡、放大器非线性和量化误差）对无线通信的性能具有明显的降级影响。虽然先前的工作已经提高了我们的知识，单用户多输入多输出（MIMO）系统在瑞利衰落信道的硬件损伤的影响，分析包括莱斯衰落信道还没有。在本文中，我们追求的规则和大规模（LS）的莱斯衰落信道MIMO系统的详细分析，推导出新的，封闭形式的表达式，可实现的速率提供了一些重要的见解，为实际的系统设计。更具体地，对于具有硬件损伤的常规MIMO系统，总是存在有限的可实现速率上限，这与发射功率和衰落条件无关。对于LS-MIMO系统，有趣的是发现可实现的速率损失取决于Rician $K$因子，这揭示了LS-MIMO系统中的有利传播可以消除硬件损伤的影响。然而，我们表明，非理想的LS-MIMO系统仍然可以实现高的频谱效率，由于其巨大的自由度。
2015-11-27 cs.IT math.IT
Deep Reinforcement Learning for RIS-aided Multiuser Full-Duplex Secure Communications with Hardware Impairments
在本文中，我们研究了一个可重构智能表面（RIS）辅助的多用户全双工安全通信系统的收发器和RIS的硬件损伤，其中多个窃听者偷听的双向传输信号同时，和RIS应用，以提高保密性能。以最大化和保密率（SSR）为目标，在基站发射功率约束和移相器单位模约束下，建立了基站发射波束形成和反射波束形成的联合优化问题。由于环境是时变的，系统是高维的，这种非凸优化问题在数学上是难以解决的。探索了一种基于深度强化学习（DRL）的算法，通过与动态环境的反复交互和学习来获得满意的解。大量的仿真结果表明，基于DRL的安全波束形成算法被证明是显着有效的改善SSR。研究还发现，通过选择合适的神经网络参数，可以大大提高DRL方法的性能，加快神经网络的收敛速度。
2022-08-16 cs.IT eess.SP math.IT
