Joint Reconfigurable Intelligent Surface Location and Passive Beamforming Optimization for Maximizing the Secrecy-Rate
研究了可重构智能表面（RIS）辅助的无线网络的物理层安全性（PLS）问题，在存在恶意窃听者的情况下，源端借助单个小RIS将其机密信息传输到合法目的端.在RIS定位约束和每个RIS单元反射系数模不大于1的约束下，以最大化保密率为目标，提出了一种新的RIS定位与无源波束形成（J-LPB）联合优化方案。具体来说，我们分析了RIS的最佳位置，并得出结论，产品涉及的源RIS距离和RIS的目的地距离应最小化。由于乘积最小化问题是非凸的，因此我们提出了一种两层优化算法来求解它。基于所获得的接近最优的RIS 3D位置，我们进一步制定了无源波束形成优化问题，然后提出将Charnes-Cooper变换与顺序秩一约束松弛（SROCR）一起应用数值结果表明，所提出的J-LPB优化方案的保密率高于基准方案。解释性地，我们使用以下基准：基于近源的RIS定位和无源波束形成（NSB-LPB）优化方案，基于近目的地的RIS定位和无源波束形成（NDB-LPB）优化方案，以及随机RIS定位和无源波束形成（R-LPB）优化方案。最后，我们的J-LPB计划的好处是进一步增加RIS单元的数量。
2022-10-05 cs.IT math.IT
Maximizing the minimum achievable secrecy rate of two-way relay networks using the null space beamforming method
本文研究了在存在窃听者的情况下，两个节点通过多天线中继在两跳中交换消息的双向中继网络中最大化最小可达保密率的问题.在整个第一跳中，两个节点同时将它们的消息发送到中继。在第二跳中，中继站向用户广播接收到的信息的组合，使得发送的信号位于窃听者信道的零空间中;这被称为零空间波束成形（NSBF）。研究了使最小可达保密率最大化的最佳NSBF矩阵，证明了该问题一般不是凸的。为了解决这个问题，该问题被分为三个子问题：一个接近最优的解决方案是通过使用半定松弛（SDR）技术。仿真结果证明了该方法的优越性w.r.t.这是文献中最著名的方法。
2016-11-17 cs.CR cs.IT math.IT
MIMO Beamforming Design towards Maximizing Mutual Information in Wireless Sensor Network
本文研究了在具有噪声观测和多天线的相干无线传感器网络中，以最大化互信息为目标的联合波束形成器设计。利用加权最小均方误差和块坐标上升（BCA）框架，我们提出了两个新的和有效的方法：批量模式BCA和循环多块BCA。现有的批处理模式方法需要严格的条件，如对角信道矩阵和正定二阶矩阵，因此不适用于我们的问题。我们的匹配模式BCA克服了以前的限制，通过一般的二阶锥规划形成，并表现出很强的收敛性，我们已经严格证明。现有的多块方法依赖于数值求解器来处理子问题，并且一些方法仅在高信噪比下才表现出良好的性能。利用凸的情况下的信赖域子问题的凸性，我们的多块BCA显着降低了复杂性，并通过提供一个解析表达式的能量保持最优解增强了以前的结果。分析和仿真证实了所提出的方法的优点。
2015-11-11 cs.IT math.IT
Sum Rate Maximizing Multigroup Multicast Beamforming under Per-antenna Power Constraints
这里考虑将独立的公共数据集传送到不同的用户组的多天线发射机，称为到多个同信道组的物理层多播的模型。在最近提出的每天线功率受限的多组组播的上下文中，目前的工作集中在一个新的系统设计，旨在最大限度地提高总的可实现的吞吐量。为了增加系统总速率，需要将可用功率资源分配给条件良好的用户组。因此，详细的解决方案，以解决复杂的和速率最大化多组组播问题下的每天线功率约束。数值结果量化所提出的算法的启发式解决方案的收益。除了瑞利衰落信道，该解决方案也适用于均匀的线性阵列发射机在远场工作，其中视线条件实现。在该设置中，包括关于同组用户的角分离的敏感性分析。最后，一个简单的情况下，提供重要的直观的总和速率最大化多组组播解决方案的阐述。
2014-06-29 cs.IT math.IT
On Design of Collaborative Beamforming for Two-Way Relay Networks
我们考虑一个双向中继网络，其中两个源节点，S1和S2，通过中继节点的集群交换信息。中继节点在第一时隙中接收来自S1和S2的和信号。在第二时隙中，每个中继节点将其接收到的信号乘以复系数，并将信号重传到两个源节点，这导致协作双向波束成形系统。通过应用模拟网络编码的原理，S1和S2处的每个接收机消除来自中继集群的接收信号中的“自干扰”，并对消息进行解码。本文研究了具有协作波束形成的双向中继网络的二维可达速率域。在源-中继和中继-源信道之间的信道互易性的不同假设下，可达速率区域的特征在于两种设置。首先，与互易信道，我们调查的可达速率区域时，中继集群是受总功率约束或个人功率约束。我们表明，从解决加权和逆SNR最小化（WSISMin）问题获得的最佳波束形成向量是足够的特征，相应的可实现的速率区域。此外，我们推导出这些最佳波束形成向量的封闭形式的解决方案，从而提出了部分分布式算法来实现最佳波束形成，其中每个中继节点只需要本地信道信息和一个全局参数。其次，与非互易信道，可实现的速率区域的特点也为总功率约束的情况下和单独的功率约束的情况下。虽然没有封闭形式的解决方案，在此设置下，我们提出了有效的数值算法。
2010-10-24 cs.IT math.IT
Lifetime Improvement of Wireless Sensor Networks by Collaborative Beamforming and Cooperative Transmission
延长电池供电设备的网络寿命是无线传感器网络中允许分布式节点之间不间断信息交换的关键设计问题。协作波束形成（CB）和协作传输（CT）最近已经作为新的通信技术出现，其使得能够实现和利用协作/协作节点之间的有效资源共享。在本文中，我们寻求最大限度地提高传感器网络的生命周期，使用新的想法，靠近的节点可以使用CB/CT，以减少负载，甚至避免数据包转发请求的节点，有关键的电池寿命。首先，我们研究CB/CT的有效性，以提高信号强度在一个遥远的目的地使用能量在附近的节点。然后，一个2D磁盘的情况下进行分析，以评估所产生的性能改善。对于一般的网络，如果信息产生率是固定的，新的路由问题被制定为一个线性规划问题，否则，路由的成本是动态调整的剩余能量的量和CB/CT的有效性。从分析和仿真结果可以看出，所提出的计划可以提高约90%的寿命在2D磁盘网络和一般网络的约10%，相比现有的计划。
2007-04-25 cs.IT math.IT
Adaptive Limited Feedback for Sum-Rate Maximizing Beamforming in Cooperative Multicell Systems
基站协作提高了在蜂窝系统中可以实现的和速率。传统的协作技术需要在有限容量的回程链路上共享大量信息，并且假设基站具有系统中所有活动用户的完整信道状态信息（CSI）。在本文中，提出了一种新的有限反馈策略的多小区波束形成中的合作被限制到共享基站之间的活动用户的CSI。所考虑的系统设置是基于Wyner模型的单元的线性阵列。每个小区包含单天线用户和多天线基站。首先给出了近似最大化多小区系统中的和速率的波束形成向量的封闭形式表达式，假设在发射机处具有完整的CSI。对于有限带宽反馈链路的更实际的情况，期望信道和干扰信道的CSI在被反馈到基站之前在接收器处被量化。由于随机矢量量化的平均损失和速率的上限推导。一个新的反馈比特分配策略，分区之间的期望和干扰信道的可用比特，近似最小化由于量化的和速率的平均损失。所提出的反馈比特划分算法，使用模拟，以产生接近的总和速率在基站使用全CSI。
2009-12-04 cs.IT math.IT
Joint Power Allocation and Beamforming for Active IRS-aided Directional Modulation Network
本文针对有源IRS辅助定向调制网络，提出多种联合功率分配与波束赋形优化方案以最大化保密速率，并通过仿真验证其优于固定功率分配和无源IRS方案。
2024-02-25 cs.IT math.IT
Lifetime Improvement in Wireless Sensor Networks via Collaborative Beamforming and Cooperative Transmission
协作波束形成（CB）和协作传输（CT）最近已经作为可以有效地利用协作/协作节点来创建虚拟多输入/多输出（MIMO）系统的通信技术出现。延长由电池供电的节点组成的网络的生命周期是无线传感器网络设计和运行中的一个关键问题。本文考虑了网络生命周期的影响，允许靠近的节点使用CB/CT，以减少负载，甚至避免数据包转发请求的节点，有关键的电池寿命。首先，CB/CT在提高信号强度在一个遥远的目的地使用附近的节点的能量的有效性进行了研究。然后，通过这种技术所获得的性能改善进行了分析，为一个特殊的2D磁盘的情况。此外，对于一般的网络，其中信息生成速率是固定的，一个新的路由问题被制定为一个线性规划问题，而对于其他一般的网络，路由的成本是动态调整，根据剩余的能量和CB/CT的有效性。从分析和仿真结果可以看出，所提出的方法可以减少约90%的能量消耗节点的有效载荷在特殊情况下的网络考虑和提高约10%的一般网络的生命周期，与现有的技术相比。
2007-04-26 cs.IT math.IT
Alternating Iterative Secure Structure between Beamforming and Power Allocation for UAV-aided Directional Modulation Networks
在无人机（UAV）网络中，采用定向调制（DM）来提高保密率（SR）性能。Alice是地面基站，充当控制中心; Bob是沿直线飞行轨迹飞行的无人机，通过动态调整波束形成矢量和功率分配策略来优化SR性能。在Bob的飞行过程中，每个固定的时间间隔内，根据最大化信漏噪比（Max-SLNR）和最大化AN和漏噪比（ANLNR）的准则给出有用消息和AN投影的发射波束形成向量，最优PA策略基于最大化SR（Max-SR）。更重要的是，交替迭代结构（AIS）之间的波束成形和PA提出了进一步提高SR性能。仿真结果表明，所提出的AIS收敛速度快，并可以实现显着的SR增益超过Max-SLNR加上Max-ANLNR与固定PA，如PA因子$β=$ 0.5，和0.9。特别是，在小规模天线阵列的情况下，所提出的AIS实现的SR性能增益更有吸引力。此外，由于天线的数量趋于大规模，所提出的AIS的平均SR性能接近SR小区。
2018-08-14 cs.IT math.IT
Sidelobe Control in Collaborative Beamforming via Node Selection
协同波束成形（CB）是一种用于无线传感器网络（WSNs）中数据通信的功率高效方法，其目的在于通过在预期基站（S）或接入点（S）（BS/AP）的方向上辐射来自传感器节点集群的功率来增加网络中的传输范围。CB平均波束图案表示确定性行为，并且可以用于表征/控制在预期方向上的传输，因为CB波束图案的主瓣独立于特定的随机节点位置。然而，由有限数量的协作节点形成的集群的CB导致具有严重依赖于特定节点位置的旁瓣的样本波束图案。当高电平旁瓣出现在非预期BS/AP的方向上时，它们可能导致不可接受的干扰。因此，在CB中的旁瓣控制有可能通过减少干扰来增加网络容量和无线信道可用性。传统的旁瓣控制技术是针对集中式天线阵列提出的，因此不适用于无线传感器网络。在本文中，我们表明，分布式的，可扩展的，低复杂度的旁瓣控制技术，适用于无线传感器网络中的CB节点选择技术的基础上，利用节点位置的随机性。提出了一种低速率反馈的节点选择算法，用于搜索不同的节点组合。所提出的算法的性能进行了分析，在选择的协作节点和所产生的干扰所需的平均试验次数。我们的仿真结果证实了理论分析，并表明当节点选择与CB一起使用时，干扰显着降低。
2010-01-19 cs.IT math.IT
Beamforming and Power Allocation for Double-RIS-aided Two-way Directional Modulation Network
为了提高传统双向定向调制（TWDM）网络中Alice和Bob之间的信息交换速率，提出了一种基于双可重构智能表面（RIS）的TWDM网络。为了实现低复杂度的发射机设计，提出了两种解析预编码器、一种调整RIS相移矩阵的闭式方法和最大化保密和速率（SSR）的半迭代功率分配（PA）策略。首先，采用GPG准则给出了RISs的相移矩阵。然后，两个预编码器，称为最大化奇异值（Max-SV）和最大化信号泄漏噪声比（Max-SLNR），提出了增强SSR。在此基础上，进一步提出了混合迭代封闭形式（HICF）的最大化SSR PA，并将其推导为一个六阶多项式的根：（1）将Newton-Raphson算法重复两次，将多项式的阶数从六阶降为四阶;（2）剩余的四个可行解可直接用Ferrari方法求出.仿真结果表明，使用所提出的Max-SV和Max-SLNR，所提出的GPG使显着的SSR改善随机相位和没有RIS。给定GPG，建议的Max-SV优于小规模或中等规模RIS的建议泄漏。特别地，所提出的HICF PA策略比同等PA显示出约10%的性能增益。
2022-01-22 cs.IT math.IT
Beamforming and Transmit Power Design for Intelligent Reconfigurable Surface-aided Secure Spatial Modulation
智能反射面（IRS）是为未来通信系统构建可编程无线环境的一种很有前途的解决方案，其中反射面元件通过无源波束形成以完全可定制的方式引导入射信号。本文提出了一种IRS辅助的安全空间调制（SM）方案，IRS通过调节反射元件的开关状态，同时实现被动波束形成和信息传输。考虑到从发射机到接收机的直接路径信道被障碍物阻挡，通过联合优化IRS处的无源波束形成和发射机处的发射功率，提出了一个最大化平均保密率（SR）的优化问题。由于SR的表达式比较复杂，本文针对传统近似SR（TASR）的表达式推导了一种新的拟合表达式（NASR），该表达式具有更简单的封闭形式，便于后续优化。基于这两个拟合表达式，提出了三种波束形成方法，分别称为最大化逐次凸逼近NASR（Max-NASR-SCA）、最大化双上升NASR（Max-NASR-DA）和最大化半定松弛TASR（Max-TASR-SDR），以提高SR性能。此外，基于上述两种近似SR表达式，提出了两种发射功率设计（TPD）方法，称为Max-NASR-TPD和Max-TASR-TPD。仿真结果表明，提出的Max-NASR-DA和Max-NASR-SCA IRS波束形成器收获了显着的SR性能增益比Max-TASR-SDR。对于TPD，建议的Max-NASR-TPD性能优于Max-TASR-TPD。特别地，Max-NASR-TPD具有封闭形式的解。
2021-10-22 cs.IT eess.SP math.IT
Relay Beamforming Strategies for Physical-Layer Security
在本文中，协作使用中继形成一个波束成形系统，并提供物理层的安全性进行了研究。特别是，放大和转发（AF）中继波束成形设计下的总和个人中继功率约束的研究与保密率最大化的目标时，完美的信道状态信息（CSI）是可用的。在AF方案中，没有解析解的最优波束形成设计下的总功率和个人的约束，提出了一种迭代算法，以获得最优的波束形成结构，并最大化的保密率。针对基于解码转发（DF）的中继波束成形，研究了不完美信道状态信息（CSI）下的稳健波束成形设计，并给出了优化框架。
2010-04-06 cs.IT math.IT
Collaborative Beamforming Under Localization Errors: A Discrete Optimization Approach
我们认为，网络的代理，通过传感器测量定位自己在一个环境中，并旨在通过协作波束成形发送消息信号到基站。代理的传感器测量结果导致定位误差，这由于代理的通信信道中出现的未知相位偏移而降低了基站处的服务质量。假设每个代理的定位误差遵循高斯分布，我们研究的问题，尽管定位误差的代理和基站之间形成一个可靠的通信链路。特别是，我们制定了一个离散的优化问题，只选择一个子集的代理发送的消息信号，使基站接收到的信噪比（SNR）的方差最小化，而预期的SNR超过所需的阈值。当定位误差的方差低于一定的阈值，其特征在于在载波频率方面，我们表明，贪婪算法可以用来在全球范围内最大限度地减少接收到的SNR的方差。另一方面，当一些代理具有大的方差的定位误差，我们表明，接收到的SNR的方差可以通过利用接收到的SNR的均值和方差的超模性局部最小化。在数值模拟中，我们证明了所提出的算法有可能比基于凸优化的方法更快地合成波束形成器数量级，同时使用更少的代理实现相当的性能。
2021-03-18 cs.IT eess.SP math.IT
Power Allocation and Beamforming Design for IRS-aided Secure Directional Modulation Network
针对IRS辅助的安全方向调制网络，本文联合优化功率分配、机密消息与人工噪声波束成形及IRS相移，提出高、低复杂度两种保密速率最大化方案并验证其性能优势。
2024-03-05 cs.IT eess.SP math.IT
Joint Tilt Angle Adaptation and Beamforming in Multicell Multiuser Cellular Networks
3D波束成形是用于蜂窝网络中的干扰协调的有前途的方法，其与传统的2D波束成形技术相比带来显著的改进。本文研究了多小区多用户协作蜂窝网络下行链路能量效率最大化的基站天线阵联合波束赋形设计和倾角自适应问题。基于分式规划方法的迭代算法被引入到解决所产生的非凸优化问题。在每次迭代中，用户基于他们的仰角被聚类。然后，通过降低复杂度的贪婪搜索来进行倾斜角度的优化，以找到针对用户的给定放置的最佳倾斜角度。数值结果表明，该算法实现了更高的EE相比，二维波束形成技术。
2017-01-13 cs.IT math.IT
Tensor-Decomposition-based Hybrid Beamforming Design for mmWave OFDM Massive MIMO Communications
针对单用户毫米波OFDM大规模MIMO系统，提出基于约束Tucker2分解与投影交替最小二乘的混合波束成形设计，可提升平均可达和速率，性能优于现有方案。
2020-11-17 cs.IT eess.SP math.IT
Genetic Algorithm Assisted Hybrid Beamforming for Wireless Fronthaul
提出了一种遗传算法辅助的混合信号泄漏加噪声比（SLNR）波束成形设计的无线前传场景。所提出的混合SLNR波束形成的数字预编码器以封闭形式表示。在模拟预编码器处的移相器处假定高度有限的相位分辨率（一位分辨率）。提出了最大化近似和速率的模拟预编码器。采用遗传算法搜索一比特模拟预编码器的最优解。与通常假设的发射机处的真实信道矩阵的完全知识相反，所提出的方法仅依赖于模拟预编码器之后的失真信道矩阵。在模拟预编码器处具有有限相位分辨率的所提出的混合SLNR波束成形的性能可以在单小区无线前传场景中实现接近数字波束成形的性能。它还表明，混合波束成形可能会导致不需要的波束，造成小区间干扰，在多小区无线前传的情况。
2018-03-07 cs.IT math.IT
Vertical Beamforming in Reconfigurable Intelligent Surface-aided Cognitive Radio Networks
在这封信中，我们研究联合应用可重构智能表面（RIS）和垂直波束形成的认知无线电网络（CRN）。在对网络进行适当建模之后，形成优化问题以联合设计次级基站（BS）处的波束成形向量和倾斜角以及RIS处的相移，目标是最大化次级网络的频谱效率。该优化问题是非凸的，因此我们提出了一种有效的求解方法，数值结果表明，增加RIS和优化辐射方向，可以显著提高CRN的性能。
2021-03-16 cs.IT eess.SP math.IT
Energy-efficient Alternating Iterative Secure Structure of Maximizing Secrecy Rate for Directional Modulation Networks
在定向调制（DM）网络中，安全性和隐私性问题已经扮演了越来越重要的角色。由于保密消息和人工噪声的功率分配将对系统性能产生建设性影响，因此联合考虑波束形成向量和功率分配（PA）因子之间的关系是很重要的。为了最大化保密率（SR），提出了波束形成和PA之间的交替迭代结构（AIS）。只需两三次迭代，它就可以快速收敛到其速率上限。仿真结果表明，在中、大信噪比（SNR）区域，特别是当DM发射端的天线数较少时，所提出的AIS的SR性能明显优于基于零空间投影（NSP）的PA策略。
2019-07-16 cs.IT eess.SP math.IT
Study of Joint MSINR and Relay Selection Algorithms for Distributed Beamforming
本文提出了一种分布式波束形成中的联合最大信号干扰噪声比（MSINR）和中继选择算法。我们提出了一种联合MSINR和限制贪婪搜索中继选择（RGSRS）算法与总中继发射功率约束，迭代优化中继节点的波束成形权重，最大限度地提高在目的地的SINR。具体来说，我们设计了一个基于贪婪搜索的中继选择方案，并将其与其他方案如限制随机中继选择（RRRS）和限制穷举搜索中继选择（RESRS）进行了比较。给出了复杂度分析，仿真结果表明，所提出的MSINR和RGSRS联合算法具有良好的误出错率和SINR性能。
2017-07-24 cs.IT math.IT
Cooperative Beamforming for Wireless Ad Hoc Networks
通过协作波束成形，无线网络中的节点能够以能量高效的方式在长距离上发送公共消息。然而，向所有协作节点提供相同消息的过程引入了延迟。在本文中，提出了一种MAC-PHY跨层方案，该方案能够以显著降低的协作开销实现协作波束成形。它包括两个阶段。在第一阶段中，节点以随机接入时隙方式在本地发送。从多个源节点的同时传输被视为所有传输的数据包的线性混合。在第二阶段中，充当分布式天线系统的一组协作节点将接收到的模拟波形波束成形到一个或多个遥远的目的地。该步骤需要将接收到的模拟波形乘以复数权重，该复数权重由每个协作节点独立计算，并且允许绑定到相同目的地的分组在目的地节点处相干地相加。假设每个节点都可以访问位置信息，所提出的方案可以实现高吞吐量，在某些情况下超过1。相应的符号错误概率的分析所提出的计划。
2007-08-06 cs.IT math.IT
Collaborative Wireless Energy and Information Transfer in Interference Channel
研究了多用户无线通信系统中的无线信息与能量同步传输（SWIPT）问题，即分布式发射机向各自的接收机发送独立的信息，同时通过能量波束形成向接收机协同传输无线能量。因此，从无线信息传输（WIT）的角度来看，感兴趣的系统可以被建模为经典的干扰信道，同时它也可以被视为用于协作无线能量传输（WET）的分布式多输入多输出（MIMO）系统。为了在SWIPT中实现信息解码（ID）和能量收集（EH），我们在每个接收器处采用低复杂度时间切换操作以在预定时间内在ID和EH模式之间切换。基于这种混合模型，我们的目标是在不同的发送端协作方案下的多用户SWIPT系统中的可实现的速率-能量（R-E）的权衡。具体而言，为了促进协作能量波束成形，我们提出了一种新的信号分裂方案在发射机，其中每个发射信号通常是由一个信息信号分量和能量信号分量分别为WIT和WET。在此基础上，我们首先研究了两用户SWIPT系统，推导了接收端的最优模式切换规则和相应的发射信号优化，以实现衰落信道下各种R-E折衷。我们还比较了我们提出的方案的R-E性能与发射能量波束成形和信号分裂对两个现有的计划与部分或没有合作的发射机，并显示出显着的收益超过这些基线计划。最后，研究了多用户SWIPT系统的一般情况，提出并比较了两种实用的传输协作方案。
2014-08-29 cs.IT math.IT
Low-complexity and High-performance Receive Beamforming for Secure Directional Modulation Networks against an Eavesdropping-enabled Full-duplex Attacker
在本文中，我们提出了一种新的情况下，定向调制（DM）网络与全双工（FD）恶意攻击者（Mallory），其中Mallory可以窃听的机密消息从爱丽丝到鲍勃，同时干扰鲍勃发送干扰信号。考虑到干扰加噪声在Bob处是有色的，提出了一种基于白化滤波器的最大比合并（MRC）接收波束形成（WFMRC）。随后，最大化的保密率（最大SR）和最小均方误差（MMSE）的两个RBF被提出来表现出相同的性能WFMRC。为了降低传统MMSE的计算复杂性，还提出了一种低复杂度的MMSE。最后，为了完全去除Mallory干扰信号，并将剩余干扰和噪声转化为白噪声，提出了一种新的基于零空间投影（NSP）的最大化WF接收功率的径向基函数（NSP-based Max-WFRP）。从仿真结果中，我们发现，建议的Max-SR，WFMRC，和低复杂度的MMSE具有相同的SR性能，传统的MMSE，并实现最佳的性能，而建议的基于NSP的Max-WFRP表现优于MRC在中，高信噪比区域。由于其低复杂度，所提出的低复杂度MMSE是非常有吸引力的。更重要的是，所提出的方法是鲁棒的恶意干扰功率的变化相比，传统的MRC。
2020-12-06 cs.IT math.IT
Joint User Association and Beamforming in Integrated Satellite-HAPS-Ground Networks
本文提出了一种特殊的混合卫星HAPS地面网络，其中一个高海拔平台站（HAPS）连接到一个地球卫星协助地面基站（BS）在服务地面用户，并评估其效益。本文假设地球卫星通过自由空间光回程链路与HAPS相连。HAPS配备了多个天线，旨在通过使用空间复用的射频（RF）链路将地球卫星数据传输到用户。另一方面，每个地面BS配备有多个天线，但是通过RF链路直接服务于用户。然后，本文重点关注在HAPS有效载荷连接性约束、HAPS和BS功率约束以及回程约束下最大化网络范围的吞吐量，以便联合确定每个用户的用户关联策略（即，经由HAPS的用户到地理卫星，或用户到BS），以及它们相关联的波束成形向量。我们解决这样一个混合的离散连续优化问题，使用迭代方法，其中用户关联使用整数线性规划和广义分配问题的组合来确定，并使用加权最小均方误差方法找到波束形成策略。仿真结果表明，我们提出的算法的可观的增益，并突出了增强地面网络与波束赋形授权HAPS连接未连接，超级连接连接的前景。
2022-12-04 cs.IT cs.NI math.IT
Hybrid Beamforming for 5G Millimeter-Wave Multi-Cell Networks
多小区无线系统通常遭受小区内和小区间干扰，这可以经由协作多点（CoMP）技术来减轻。先前关于微波频带的多小区分析的工作通常考虑全数字波束成形，其需要每个天线后面的完整射频链，这对于毫米波（mmWave）系统不太实际，在毫米波（mmWave）系统中，需要大量天线来提供足够的波束成形增益并使得能够发送和接收每个用户的多个数据流。本文提出了四种模拟和数字混合波束形成方案的多小区多用户多流毫米波通信，利用CoMP。频谱效率性能的建议的混合波束形成方法进行了研究和比较，使用第三代合作伙伴计划和NYUSIM信道模型。仿真结果表明，基于最大化信号泄漏噪声比的多点协作可以提高频谱效率，不同波束形成方法之间的频谱效率差距取决于干扰水平，而干扰水平受小区半径和每个小区的用户数的影响。
2018-03-11 cs.IT math.IT
Optimal Beamforming Structure for Rate Splitting Multiple Access
本文提出一种无工具箱的算法，通过FP和对偶性确定RSMA中WSR最大化的最优波束成形结构，在保持性能的同时显著降低计算时间。
2023-12-26 cs.IT math.IT
Beamforming and Phase Shift Design for HR-IRS-aided Directional Modulation Network with a Malicious Attacker
本文针对存在全双工恶意攻击者的定向调制系统，提出利用HR-IRS联合优化收发波束成形与相移矩阵以最大化保密速率，并设计两种迭代算法在性能与复杂度之间取得平衡。
2023-04-14 cs.IT eess.SP 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
Pricing-based Distributed Energy-Efficient Beamforming for MISO Interference Channels
在本文中，我们认为最大化的加权和能源效率（WS-EE）的多输入单输出（MISO）干扰信道（IC），这是公认的异构网络（HetNets），多小区网络等的一般模型的问题。为了解决这个问题，我们开发了一个高效的分布式波束成形算法的基础上的定价机制。具体来说，我们仔细介绍了分布式波束成形设计的价格指标，幸运的是，它允许有效的封闭形式的解决方案，每用户波束向量优化问题。理论上证明了基于分布式定价的波束形成设计的收敛性。此外，我们提出了一种实现策略，建议的分布式算法与有限的信息交换。数值结果表明，我们的算法比现有的算法收敛得更快，同时产生可比的，有时甚至更好的性能方面的WS-EE. Finally，通过考虑回程功耗，有趣的是，表明所提出的算法与有限的信息交换实现更好的WS-EE比完全的信息交换为基础的算法在某些特殊情况下。
2015-12-15 cs.IT math.IT
Joint Energy Harvest and Information Transfer for Energy Beamforming in Backscatter Multiuser Networks
无线供电后向散射通信（WPBC）已被确定为用于低功率通信系统的有前途的技术，其可以获得能量波束成形的益处以提高能量传输效率。然而，现有的能量波束形成研究未能同时考虑WPBC中的能量供应和信息传输。本文采取的第一步，以填补这一空白，通过考虑之间的限制关系的能量收集率和可达到的速率与估计的后向散射信道状态信息（BS-CSI）。为了确保可靠的通信和用户的公平性，我们制定的能量波束成形设计作为一个最大最小优化问题，最大限度地提高最小可实现的速率为所有的后向散射标签的能量约束。我们推导出封闭形式的能量收集率的表达式，以及最大比合并（MRC）和迫零（ZF）接收机的可实现的速率的下限。我们的数值结果表明，我们的计划显着优于国家的最先进的能量波束成形方案。此外，我们的方案的可实现的速率接近超过$90\%$的速率限制，通过波束成形与完美的CSI为两个接收器。
2020-11-01 cs.IT math.IT
Energy Efficient Beamforming Optimization for Integrated Sensing and Communication
本文研究了综合传感与通信（ISAC）系统中波束形成的优化设计问题，其中基站（BS）同时发送多用户通信和雷达传感信号。我们的目标是最大限度地提高多用户通信的能源效率（EE），同时保证在个别雷达波束增益的传感要求。该问题是一个复杂的非凸分式规划问题，求解难度较大。通过适当地重新制定的问题，然后应用逐次凸逼近（SCA）和半定松弛（SDR）的技术，我们提出了一个迭代算法来解决这个问题。在理论上，我们证明了引入的SDR松弛是严格紧的。数值结果验证了该算法的有效性。
2022-04-26 cs.IT eess.SP math.IT
Energy-Throughput Tradeoff in Sustainable Cloud-RAN with Energy Harvesting
在本文中，我们研究联合波束成形的能量吞吐量权衡在一个可持续的云无线电接入网络系统，其中多个基站（BS）由独立的可再生能源供电将协同传输无线信息和能量的数据接收器和能量接收器同时。为了在有限的时间范围内获得最佳的联合波束成形设计，我们制定了一个优化问题，以最大限度地提高数据接收器的吞吐量，同时保证足够的RF充电能量的能量接收器。虽然这类问题是非凸的，但它可以松弛成凸的形式，并以松弛问题的最优值为上界。我们进一步证明了上界的紧密性，通过显示放松的问题的最优解是秩一。在此基础上，提出了一种有效的在线算法。最后，进行了大量的仿真，以验证所提出的联合波束形成策略的优越性，其他波束形成设计。
2017-05-08 cs.IT cs.NI math.IT
Cooperative Beamforming in Cognitive Radio Relay Networks Using Amplify-and-Forward Relaying Technique
在这项工作中，我们研究的问题中继波束形成的认知无线电中继网络使用放大转发（AF）中继技术。我们考虑一个认知无线电网络，由单一的主要和多个次要的发射机/接收机。此外，还有几个中继节点可以帮助主网络和辅助网络。提出了一种新的中继站波束赋形方法，其中中继站的波束赋形权值是一个优化问题的解。优化问题的目标是最大化在辅接收机（SU-RX）处的最坏情况的信号与干扰加噪声比（SINR），并且约束是主接收机（PU-RX）上的干扰功率和中继节点的总发送功率。我们表明，波束形成问题可以转化为二阶锥规划（SOCP）问题，并解决了二分法搜索方法。我们的仿真结果表明，性能的改善作为一个功能的大小和功率的中继网络。
2019-10-18 cs.IT eess.SP math.IT
Joint Beamforming and Location Optimization for Secure Data Collection in Wireless Sensor Networks with UAV-Carried Intelligent Reflecting Surface
研究了无线传感器网络中无人机携带的智能反射面（IRS）的安全数据汇集问题。一个窃听者（Eve）潜伏在主接收器（Bob）附近，而几个随机放置的传感器节点协同波束形成到无人机携带的IRS，将信号反射到主接收器（Bob）。设计目标是通过联合优化传感器节点的协作波束形成权重、无人机的轨迹和IRS元件的反射系数来最大化噪声通信信道中可实现的保密率。通过设计IRS反射系数与窃听者的信道的知识，我们开发了一个非迭代的次优解的保密率最大化问题。分析表明，无人机飞行时间和传感器节点分布的随机性，通过改变传感器分布区域，可以极大地影响保密性能。此外，还导出了IRS辅助噪声通信信道的最大允许IRS单元数以及可达到的平均保密率的界。大量的仿真结果表明，所提出的算法相比，现有的计划具有优越的性能。
2021-01-17 cs.CR cs.IT math.IT
Max-Min Energy Efficient Beamforming for Multicell Multiuser Joint Transmission Systems
由于当前无线通信系统中能量消耗的爆炸性增长，能量高效的通信技术引起了广泛关注。在这封信中，我们专注于基于公平性的能量效率，并旨在最大限度地提高最低用户的能量效率在多小区多用户联合波束成形系统，同时考虑动态和静态功耗。该优化问题是一个非凸分式规划问题，很难解决。利用用户速率与最小均方误差之间的关系，并利用分式规划定理，将原问题转化为参数化的多项式减法形式。此外，一个迭代算法，证明收敛性，以实现近最优性能。数值结果验证了所提出的解决方案的有效性，并表明，我们的算法显着优于最大最小速率优化算法在最大化的最小能量效率。
2013-10-10 cs.IT math.IT
Weighted Fair Multicast Multigroup Beamforming under Per-antenna Power Constraints
一个多天线发射机，传达独立的公共数据集不同的用户群被认为是。这种模型被称为物理层多播到多个同信道组。在这种情况下，解决了由每个天线辐射的最大允许功率电平的实际约束。每天线功率受限系统相对于预定的服务质量权重在最大公平意义上被优化。换句话说，通过最大化其加权信号与干扰加噪声比来提升最差缩放用户。因此，一个详细的解决方案，以解决加权最大-最小公平多组组播问题下的每天线功率约束。通过突出的应用和范例的影响，新的约束。更重要的是，鲁棒的每天线约束的多组组播波束形成的解决方案。最后，一个广泛的性能评估量化的增益所提出的算法在现有的解决方案，并展示其准确性，每天线功率受限的系统。
2014-06-29 cs.IT math.IT
Wireless Energy and Information Transfer Tradeoff for Limited Feedback Multi-Antenna Systems with Energy Beamforming
在本文中，我们考虑了一个多天线系统，其中接收端应该通过无线能量传输从发射端获取能量，以支持其无线信息传输。为了最大化能量的收获，我们提出了执行自适应能量波束形成根据瞬时信道状态信息（CSI）。为了帮助发射端获得能量波束形成所需的信道状态信息，本文进一步提出了一种双赢的信道状态信息量化反馈策略，以提高能量和信息的传输效率。本文的重点是在总持续时间约束下，通过调整传输持续时间来权衡无线能量和信息传输。通过揭示发射功率、传输持续时间和反馈量之间的关系，分别通过最大化平均信息传输速率的上界和近似下界，得到了两种无线能量和信息传输的折衷方案.此外，在接收端的不完美CSI的影响进行了研究，并给出了相应的无线能量和信息传输的折衷方案。最后，数值结果验证了所提出的格式的有效性。
2013-07-24 cs.IT math.IT
Power Allocation Strategy of Maximizing Secrecy Rate for Secure Directional Modulation Networks
在给定保密消息波束形成向量和人工噪声投影矩阵以及总功率约束的情况下，提出了一种安全定向调制（DM）网络中最大保密率（Max-SR）的功率分配（PA）策略。利用拉格朗日乘子法，推导出了所提出的功率放大策略的解析表达式。为了证实基于最大SR的PA策略的好处，我们以零空间投影（NSP）波束形成方案为例，推导出其最佳PA策略的封闭形式的表达式。仿真结果表明：在中高信噪比（SNR）区域，与$β=0.1, 0.5$、$0.9$等三种典型的功率放大器参数相比，最优功率放大器具有显著的SR性能增益，最大增益百分比可达$60\%$以上。此外，当PA因子从0增加到1时，可实现的SR在低SNR区域中相应地增加，而在中等和高SNR区域中它首先增加然后减小，其中SR可以近似地被视为PA因子的凸函数。最后，随着天线数目的增加，最佳PA因子变大，并在中高SNR区域趋于1。换句话说，在这种情况下，AN对SR的贡献可能微不足道。
2018-02-06 cs.CR cs.IT math.IT
Optimal Multiuser Transmit Beamforming: A Difficult Problem with a Simple Solution Structure
发射波束成形是用于从$N$天线阵列到一个或多个用户的信号传输的通用技术[1]。在无线通信中，目标是增加预期用户处的信号功率并减少对非预期用户的干扰。高信号功率是通过从所有天线发射相同的数据信号来实现的，但是具有不同的幅度和相位，使得信号分量在用户处相干地相加。低干扰是通过使信号分量在非预期用户处相消地增加来实现的。这在数学上对应于将波束成形向量（其描述幅度和相位）设计为具有与描述预期信道的向量的大内积和与非预期用户信道的小内积。虽然设计使预期用户处的信号功率最大化的波束成形向量是相当容易的，但是难以在使信号功率最大化和使干扰泄漏最小化之间取得完美的平衡。事实上，多用户发射波束成形的优化通常是非确定性多项式时间（NP）困难问题[2]。然而，本讲座表明，最佳发射波束成形具有非常直观的性质和解释的简单结构。该结构为低复杂度的波束形成方案提供了理论基础。(See完整的摘要/介绍请参见本讲义）
2014-04-23 cs.IT math.IT
Deep Reinforcement Learning for Energy-Efficient Beamforming Design in Cell-Free Networks
无蜂窝网络被认为是一种满足未来无线网络更多需求的有前途的架构，其中分布式接入点与边缘云处理器协调，以共同为紧凑区域中的较少数量的用户设备提供服务。研究了无蜂窝网络中基于深度强化学习（DRL）的上行链路波束赋形设计问题，以最大化长期能量效率（EE）。首先，基于最小均方误差信道估计，利用连续干扰抵消进行信号检测，推导出信号干扰噪声比（SINR）的表达式。其次，根据信干噪比的计算公式，定义了波束形成矩阵的函数，即长期等效增益。第三，针对状态和动作空间连续的动态波束形成设计问题，利用深度确定性策略梯度（DDPG）算法的双网结构优势，提出了一种支持DRL的波束形成设计方案。最后，仿真结果表明，基于DDPG的波束形成设计能够收敛到最佳的EE性能。研究了超参数对基于DDPG的波束形成设计的EE性能的影响，结果表明，适当的折扣因子和隐层大小可以提高EE性能。
2021-02-05 cs.IT eess.SP math.IT
Study of Robust Distributed Beamforming Based on Cross-Correlation and Subspace Projection Techniques
在这项工作中，我们提出了一种新的强大的分布式波束形成（RDB）的方法，以减轻信道误差的影响，无线网络配备中继的基础上利用接收到的数据之间的互相关从中继在目的地和系统输出。建议的RDB方法，表示互相关和子空间投影（CCSP）RDB，认为在系统中的总中继发射功率约束和最大化输出信号干扰噪声比（SINR）的目标。中继节点配备了放大转发（AF）协议，我们假设，信道状态信息（CSI）是不完全知道在中继站和源和目的地之间没有直接的链接。CCSP不需要任何昂贵的优化过程和模拟显示出优异的性能相比，以前报道的算法。
2017-12-01 cs.IT eess.SP math.IT
Cross-Layer Optimization: Joint User Scheduling and Beamforming Design With QoS Support in Joint Transmission Networks
用户调度和波束赋形设计是无线通信系统中两个重要而又相互耦合的课题。它们通常用常规的优化方法分别进行优化。本文考虑了一种新的跨层优化问题，即在满足多小区多用户联合传输网络中每个用户的服务质量（QoS）和最大允许发射功率要求的前提下，联合讨论用户调度和波束赋形问题。为了实现这一目标，研究了一个以最大化通信系统总速率为目标的离散-连续混合变量组合优化问题。为了避免原问题在动态解空间中的非凸性，首先将其转化为一个0-1整数连续变量优化问题，然后利用0-1约束的特点得到一个易于处理的连续变量优化问题.最后，通过交替优化算法同时计算调度用户和优化波束形成向量。我们还从理论上证明了基站分配零功率给非调度用户。在此基础上，分别提出了基于暴力搜索和贪婪搜索的两种启发式优化算法。数值结果验证了所提方法的有效性，与其他两种方法相比，优化方法得到了相对均衡的结果。
2022-03-02 cs.IT math.IT
Joint Beamforming Design and Power Allocation for Full-Duplex NOMA Cognitive Relay Systems
在本文中，我们考虑了一个非正交多址接入认知无线电网络，其中一个全双工多天线中继协助从基站（BS）到一个认知远用户的传输，而在同一时间，BS发送到一个认知近用户。我们的目标是扩大远-近用户速率区域，通过在远用户速率高于某个阈值的约束下最大化近用户速率。为此，一个非凸联合优化问题的中继波束成形和在BS和认知中继的发射功率解决作为一个半定松弛问题，结合一个有效的可解线搜索方法。为了比较，我们还考虑了低复杂度的固定波束形成器设计，其中BS和认知中继之间的最佳功率分配被解决。我们的研究结果表明，所提出的联合优化可以显着减少的影响，在FD中继和用户间干扰的近用户的情况下，在残留的自干扰。
2017-08-13 cs.IT math.IT
Energy Efficient Robust Beamforming for Vehicular ISAC with Imperfect Channel Estimation
本文针对车辆ISAC系统中信道估计不完善问题，提出基于分数规划、SDR和凸变换的鲁棒波束赋形方法以最大化系统能量效率，并证明最优解秩1，仿真验证其收敛性和抗信道误差能力。
2023-10-26 cs.IT eess.SP math.IT
Optimal Least-Squares Estimator and Precoder for Energy Beamforming over IQ-Impaired Channels
在物联网（IoT）中的大型天线阵列和低功率无线设备中使用低成本硬件已导致实际波束成形增益的降级，这是由于潜在的硬件损害，如同相和正交相位不平衡（IQI）。为了及时解决这个问题，我们提出了一个新的非平凡的封闭形式的表达式，用于多天线发射机和单天线物联网设备之间受IQI影响的信道的全局最优最小二乘估计器（LSE）。此后，为了最大化现实的发射波束成形增益，推导出一种新颖的预编码器设计，其考虑了用于在单用户和多用户设置中最大化接收功率的基础IQI。最后，仿真结果表明，提出的LSE的均方误差比现有基准有显著的-8dB改善，表明最佳预编码器的设计比准确估计IQI受损的信道更关键。此外，建议的联合最佳LSE和波束形成器优于现有的设计，通过提供24%的增强在IQI下接收的平均信号功率。
2019-06-24 cs.IT eess.SP math.IT
Bidirectional multi-pair network with a MIMO relay: Beamforming strategies and lack of duality
我们解决了多用户中继网络的问题，其中多个单天线节点对希望通过使用多天线中继节点交换信息。由于中继的半双工约束，信息交换分两步进行。在第一步中，节点将它们的数据发送到中继站，而在第二步中，中继站通过使用线性和非线性预编码策略来广播数据。本文重点介绍了第二步。我们首先考虑的问题，最大限度地提高可实现的整体速率使用线性和脏纸型预编码策略在中继。然后，我们考虑在中继站使用相同的策略，以最小化总功率的中继站受到个人的SINR约束。我们表明，下行链路-上行链路的二元性不适用于这里考虑的设置，这是一个有点令人惊讶的结果。我们还表明，在单对情况下是最佳的波束形成策略在多对情况下，实际相关的SNR表现非常好。数值模拟的结果表明。
2010-12-22 cs.IT math.IT
Joint Beamforming Optimization and Power Control for Full-Duplex MIMO Two-way Relay Channel
在本文中，我们探讨了使用全双工无线电，以提高频谱效率的双向中继信道中，两个源交换信息，通过多天线中继，和所有的节点工作在全双工模式。全双工操作可以将整个通信减少到仅一个相位，但是遭受自干扰。而不是纯粹的抑制自干扰，我们的目标是最大限度地提高端到端的性能，通过联合优化波束成形矩阵在中继使用放大和转发协议，以及在源的功率控制。具体而言，我们提出了迭代算法和一维搜索来解决两个问题：找到可达速率区域和最大化总速率。在每一次迭代中，得到解析解或凸公式。我们比较了建议的全双工双向中继与传统的半双工双向中继，全双工单向中继和性能上限。数值结果表明，提出的全双工方案显着提高了可实现的数据率比传统的计划。
2014-11-21 cs.IT math.IT
Secure Beamforming for MIMO Two-Way Communications with an Untrusted Relay
本文研究了多天线三节点系统中两个源节点在一个不可信中继节点的帮助下进行消息交换的安全波束形成设计。中继器既充当必要的信号转发器，又充当潜在的窃听器。两相和三相双向继电器的策略被认为是。我们的目标是共同优化的源和中继波束形成器，以最大限度地提高保密率的双向通信。我们首先推导出最佳中继波束形成器结构。然后，迭代算法提出了交替优化的基础上找到源和中继波束形成器联合。此外，我们进行了渐近分析的最大保密和率。我们的分析表明，当所有的发射功率接近无穷大，两阶段的双向中继方案实现最大的保密和速率，如果源波束形成器的设计，使接收信号在中继对准在同一方向。这揭示了信号对齐技术在防窃听方面的一个重要优势。当电源功率接近零时，三相方案的性能最好，而两相方案甚至比直接传输更差。仿真结果验证了安全波束形成算法的有效性以及分析结果。
2013-12-13 cs.IT math.IT
Joint User Scheduling and Beamforming Design for Multiuser MISO Downlink Systems
在多用户通信系统中，用户调度和波束形成（US-BF）设计是两个基本问题，通常在现有的文献中被分开研究。在这项工作中，我们专注于联合US-BF设计的目标是最大限度地提高预定用户的集合基数，这是计算上的挑战，由于非凸目标函数和离散连续变量的耦合约束。针对这些问题，首先提出了一种基于逐次凸逼近的US-BF优化算法。然后，受无线智能通信的启发，将联合US和功率分配网络模型与BF解析解相结合，提出了一种基于图神经网络的联合US-BF（J-USBF）学习算法。各种数值结果验证了SCA-USBF和J-USBF的有效性，后者具有相近的性能和更高的计算效率。此外，建议的J-USBF也享有在动态无线网络场景的通用性。
2022-07-04 cs.IT eess.SP math.IT
Joint Design of Fronthauling and Hybrid Beamforming for Downlink C-RAN Systems
混合波束形成是一种具有成本效益和广泛的解决方案，用于大规模天线阵列的系统。本工作研究了下行链路云无线电接入网络（C-RAN）架构中用于远程无线电头端（RRH）的混合波束成形解决方案的模拟和数字组件的优化。数字处理在“云”中的基带处理单元（BBU）处执行，并且预编码的基带信号在经由有限容量前传链路传输到RRH之前被量化。在该系统中，我们考虑两种不同的信道状态信息（CSI）场景：1）在BBU处的理想CSI 2）不完美有效CSI。BBU处的数字波束成形和前传量化策略以及RRH处的模拟射频（RF）波束成形的优化是耦合问题，因为接收器处的量化噪声的影响取决于预编码矩阵。由此产生的联合优化问题进行检查的加权下行链路和速率和网络的能量效率最大化的目标。前传容量和每RRH功率约束与RF波束成形矩阵上的恒模约束一起被强制执行。针对理想CSI的情况，通过放松模拟波束形成器的恒模约束，提出了一种基于加权最小均方误差的块坐标下降算法。此外，我们提出了不完美的CSI的加权和速率和网络的能量效率性能的影响，并通过应用样本平均近似算法进行扩展。数值结果证实了该方案的有效性，并表明该算法对估计误差具有鲁棒性。
2019-03-14 cs.IT math.IT
Joint Hybrid Beamforming and User Scheduling for Multi-Satellite Cooperative Networks
在本文中，我们考虑一个合作通信网络，其中多颗卫星提供服务的地面用户（GU）（在同一时间和同一频率）。当多颗卫星以协作方式为多个GU提供服务时，卫星上的通信和计算资源通常是有限的，卫星-GU链路的确定对通信性能有很大影响。因此，考虑到星载射频链路的局限性，本文首先提出了一种混合波束形成方法，该方法由用于波束对准的模拟波束形成和用于干扰抑制的数字波束形成组成。然后，建立适当的卫星和GU之间的连接，我们提出了一种启发式的用户调度算法，该算法确定的连接，根据总的频谱效率（SE）增量的多卫星协作网络。其次，提出了一种联合波束形成和用户调度的方案，以显著提高多卫星协作网络的性能。最后，通过仿真比较了所提出的方案与典型基线的性能，并分析了影响多星协作网络性能的关键因素。结果表明，所提出的联合波束成形和用户调度方法可以提供平均47.2%的SE改善相比，它的非联合对应。
2023-01-13 cs.IT eess.SP math.IT
Frequency Diverse RIS (FD-RIS) Enhanced Wireless Communications via Joint Distance-Angle Beamforming
针对传统RIS仅能角度波束成形的局限，提出带时间调制的FD-RIS实现联合距离-角度波束成形，推导信号模型并构建速率最大化非凸优化问题，设计基于CEO的迭代算法求解，仿真验证其性能优于传统RIS方案且算法有效性优于GA基准。
2024-09-13 cs.IT eess.SP math.IT
