Low-Complexity Detection of M-ary PSK Faster-than-Nyquist Signaling
快于奈奎斯特（Faster-than-Nyquist，FTN）信令是一种很有前途的非正交物理层传输技术，可以提高未来通信系统的频谱效率，但代价是符号间干扰（ISI）。在本文中，我们调查的检测问题的FTN信令和制定的序列估计问题的任何$M$进制相移键控（PSK）FTN信令作为一个优化问题，原来是非凸和非确定性的多项式时间（NP）-难以解决。我们提出了一种新的算法，从半定松弛（SDR）和高斯随机化的概念的基础上，检测任何$M$ -ary PSK FTN信令在多项式时间复杂度的星座大小$M$或ISI长度无关。仿真结果表明，该算法在性能和计算复杂性之间取得了较好的平衡。此外，结果表明，所提出的算法在提高频谱效率相比，奈奎斯特信令和国家的最先进的计划，从文献中的优点。特别地，当在相同的出错率和信噪比下与奈奎斯特信令相比时，我们的方案在滚降因子为0.3时提供了大约$17\%$的频谱效率增加。
2019-04-13 cs.IT math.IT
Time Localization and Capacity of Faster-Than-Nyquist Signaling
在本文中，我们考虑的通信带宽有限的模拟高斯白噪声信道使用非正交脉冲。特别是，我们认为非正交传输信号采样率高于奈奎斯特速率。使用比奈奎斯特快（FTN）框架，Mazo表明可以以比奈奎斯特所规定的速率更高的速率传输由sinc脉冲承载的符号，而不会丢失比特出错率。然而，正如我们将在本文中展示的那样，这样的脉冲不一定在时间上很好地局部化。事实上，假设FTN框架中的信号在时间上是很好地本地化的，人们可以构建违反香农容量界限的信令方案。我们还直接表明，FTN信号在一般情况下没有很好地本地化的时间。因此，Mazo的结果并不意味着可以在不降低错误概率方面的性能的情况下每时间单位发送更多的数据。我们还考虑FTN信令的情况下，脉冲是不同的sinc脉冲。我们表明，可以使用低复杂度的预编码方案，以消除符号间干扰。这导致增加每时间单位的发送样本的数量的可能性，并且补偿由于以非sinc脉冲的奈奎斯特速率进行信令而导致的频谱效率低下。我们证明了功率的预编码方案的模拟。
2015-12-07 cs.IT math.IT
Frequency-domain equalization aided iterative detection of faster-than-Nyquist signaling with noise whitening
在本文中，我们提出了一个串行级联涡轮编码快于奈奎斯特信令（FTNS）收发器，考虑到FTNS特定的有色噪声的影响。提出的低复杂度接收机进行软判决频域均衡的最小均方误差准则的援助，同时白化有色噪声。仿真结果表明，建议的多级级联FTNS系统实现了更好的误码率性能比以前的系统，不考虑色噪声的影响，在高符号包装FTNS制度。此外，作为所提出的迭代解码器的一个明确的好处，接近容量的性能实现了实际的解码复杂度。
2016-04-13 cs.IT math.IT
Overlap Frequency Domain Equalization for Faster-than-Nyquist Signaling
本文提出了一种基于重叠频域均衡（FDE）的快于奈奎斯特信令（FTNS），它可以补偿FTNS在发射端和接收端的限带滤波器以及频率选择性衰落信道引起的符号间干扰（ISI）。由于重叠FDE在发射机处不需要任何保护间隔（GI），例如循环前缀（CP），因此与使用传统FDE的FTNS方案相比，可以实现更高的频谱效率。在该方法中，均衡器的权重推导基于最小均方误差（MMSE）准则考虑到色噪声，由于接收滤波器。此外，为了降低计算复杂性，我们还给出了一个近似的FDE权重。通过计算机模拟证明了该方案的性能。
2015-09-02 cs.IT math.IT
Super-Nyquist Rateless Coding for Intersymbol Interference Channels
基于超奈奎斯特（SNQ）信令的概念，提出了一种适用于高斯码间干扰信道的无速率传输结构。在这样的系统中，信号速率被选择为显著高于系统的奈奎斯特速率。我们表明，这样的信令，当使用良好的“现成的”基本代码，简单的线性冗余，和最小均方误差判决反馈均衡，结果在容量接近，低复杂度的无速率码的时变符号间干扰信道。单输入/单输出（SISO）和多输入/多输出（MIMO）ISI信道的建设。
2019-11-19 cs.IT math.IT
Coordinate Interleaved Faster-than-Nyquist Signaling
快于奈奎斯特（Faster-than-Nyquist，FTN）信令是一种有吸引力的传输技术，其将数据符号加速超过奈奎斯特速率以提高频谱效率;然而，以较高的计算复杂性为代价来去除引入的符号间干扰（ISI）。在这项工作中，我们介绍了一种新的FTN信令传输技术，命名为坐标交织FTN（CI-FTN）信令，利用ISI在发射机产生建设性干扰的每对逆时针旋转的二进制相移键控（BPSK）数据符号。特别地，所提出的CI-FTN信令交织逆时针旋转的BPSK符号的同相（I）和正交（Q）分量，以保证每对连续符号具有相同的符号，并且因此具有建设性ISI。在接收端，我们提出了一个低复杂度的检测器，利用建设性的ISI在发射端引入。仿真结果表明，CI-FTN信令和提出的低复杂度检测器相比，传统的奈奎斯特和FTN信令的优点。
2022-10-04 cs.IT eess.SP math.IT
Capacity limit for faster-than-Nyquist non-orthogonal frequency-division multiplexing signaling
快于奈奎斯特（FTN）信号由于其较小的脉冲间隔或较窄的子载波间隔，与奈奎斯特信号相比，实现了更高的频谱效率和容量。香农限通常定义奈奎斯特信号的上限容量。据我们所知，本文首先论证了FTN非正交频分复用（NOFDM）信号容量限制的数学表达式。数学表达式表明，FTN NOFDM信号具有实现比奈奎斯特信号更高的容量极限的潜力。本文以分数余弦变换NOFDM（FrCT-NOFDM）为例，阐述了FTN NOFDM的原理。首次提出并实现了FrCT-NOFDM算法。当在FrCT-NOFDM中将带宽压缩因子$α$设置为$0.8$时，子载波间隔等于每个子载波的符号率的$40\%$，因此传输速率大约比奈奎斯特速率快$25\%$。在未来的通信系统中，特别是在带宽受限的应用中，具有更高容量的FTN NOFDM将是非常有前途的。
2017-06-27 cs.IT math.IT
Pilot-Assisted Faster-than-Nyquist Signaling for HRLLC: A Non-Asymptotic Approach
TUBITAK BILGEM（土耳其国家电子和信息技术研究中心）；Middle East Technical University（中东技术大学）；Istanbul Technical University（伊斯坦布尔理工大学）；Carleton University（卡尔顿大学）
该研究针对HRLLC的短分组场景，推导失配译码下FTN系统的RCUs界，经优化功率与导频开销后FTN比奈奎斯特信号获2 dB SNR增益，凸显非渐近分析的必要性。
2026-08-05 cs.IT math.IT
Faster-than-Nyquist Signaling in the Finite Time-Bandwidth Product Regime
Rose-Hulman Institute of Technology（罗斯-霍曼理工学院）
本文提出了一种在有限时间-带宽积 regime 中的超 Nyquist 信号调制方法，通过优化时间加速因子和脉冲形状，实现了接近理论最优的速率和可靠性提升。
2026-03-11 cs.IT math.IT
Constrained Capacity for Faster-than-Nyquist Signaling in Frequency-Selective Fading Channels
Carleton University（卡尔顿大学）；Middle East Technical University（中东科技大学）
本文研究频率选择性信道下DFT预编码FTN信号的受限容量，通过CP/CS分解干扰并推导失配解码速率，证明FTN优于奈奎斯特传输。
2026-09-09 cs.IT eess.SP math.IT
Capacity and IAPR Analysis for MIMO Faster-than-Nyquist Signaling with High Acceleration Rate
本文扩展了MIMO超奈奎斯特（FTN）信号的容量分析至低于特定阈值的加速因子，并对不同加速因子下的峰均功率比（PAPR）进行分析仿真，揭示了传输功率与接收信噪比（SNR）的变化规律。
2025-08-24 cs.IT math.IT
A Novel Low Complexity Faster-than-Nyquist (FTN) Signaling Detector for Ultra High-Order QAM
快于奈奎斯特（Faster-than-Nyquist，FTN）信令是一种很有前途的非正交脉冲调制技术，它可以以较高的检测复杂度为代价来消除引入的符号间干扰（ISI），从而提高下一代通信系统的频谱效率（SE）。在本文中，我们研究了超高阶正交幅度调制（QAM）FTN信号的检测问题，我们利用数学规划技术的交替方向乘法器方法（ADMM）的基础上。所提出的ADMM序列估计（ADMMSE）FTN信令检测器在性能和计算工作量之间表现出出色的折衷，能够成功检测高达64 K（65，536）的QAM调制阶数的SE增益。所提出的ADMMSE检测器的复杂度是发送符号序列长度的多项式，并且其对调制阶数的灵敏度仅以几何方式增加。仿真结果表明，对于16-QAM，所提出的ADMMSE FTN信令检测器实现可比的SE增益的广义方法半定松弛序列估计（GASDRSE）FTN信令检测器，但在实验评估的计算时间低得多。仿真结果还显示了与传统奈奎斯特信令相比，从4-QAM或正交相移键控（QPSK）开始，直到并包括64 K-QAM的调制阶数的SE增益。所需的非常低的计算工作量使得所提出的ADMMSE检测器对于低阶和超高阶QAM FTN信令系统都是实际上有前途的FTN信令检测器。
2021-11-17 cs.IT eess.SP math.IT
Coded Faster-than-Nyquist Signaling for Short Packet Communications
超可靠低延迟通信（URLLC）需要短数据包传输。众所周知，当分组长度变短时，与信道容量相比，可达到的速率受到惩罚。在本文中，我们建议使用快于奈奎斯特（FTN）信令来补偿短分组通信的可实现的速率损失。我们调查的性能的组合的低复杂度检测器的FTN信令使用的非二进制低密度奇偶校验（NB-LDPC）码，适合于低延迟和短块长度的要求URLLC系统。我们的研究表明，这种低复杂度的FTN信令检测和NB-LDPC码的组合优于使用接近最佳的FTN信令检测器与LDPC码的出错率性能方面，也具有相当低的计算复杂性。
2021-06-19 cs.IT eess.SP math.IT
Low-Complexity Detection for Faster-than-Nyquist Signaling based on Probabilistic Data Association
在本文中，我们研究的序列估计问题的快于奈奎斯特（FTN）信令作为一种有前途的方法，以提高频谱效率（SE）在未来的通信系统。在这样做时，我们利用高斯可分性的概念，并提出了两个概率数据关联（PDA）算法与多项式时间复杂度检测二进制相移键控（BPSK）FTN信令。仿真结果表明，所提出的PDA算法优于最近提出的SSSSE和SSSgb $K$ SE算法的所有SE值的复杂度适度增加。对于$0.96$位/秒/Hz的SE值，PDA算法接近半定松弛（SDRSE）算法的性能，并且对于$β= 0.3$的固定值，在$1.10$位/秒/Hz的SE值处，PDA算法在$0.5$ dB信噪比（SNR）损失内。
2019-12-21 cs.IT eess.SP math.IT
Maximum Channel Coding Rate of Finite Block Length MIMO Faster-Than-Nyquist Signaling
该研究聚焦有限块长MIMO超奈奎斯特信道的最大信道编码速率，通过优化功率分配推导其表达式，仿真验证了超奈奎斯特信令在有限块长传输中的优势，为提升通信频谱效率、降低时延提供参考。
2025-01-14 cs.IT eess.SP math.IT
A Novel Sum-Product Detection Algorithm for Faster-than-Nyquist Signaling: A Deep Learning Approach
提出了一种深度学习辅助的和积检测算法（DL-SPDA），用于FTN信号的检测。提出的检测算法工作在一个修改后的因子图，连接一个神经网络功能节点的变量节点的传统FTN因子图，以接近最大后验概率（MAP）的错误性能。具体地说，神经网络作为改进因子图中的功能节点来处理传统检测器没有考虑的具有有限复杂度的残留符号间干扰（ISI）。我们修改了传统和积算法中的更新规则，使神经网络辅助检测器可以补充到Turbo均衡接收机中。此外，我们提出了一个兼容的训练技术，以提高拟议的DL-SPDA与Turbo均衡的检测性能。特别地，神经网络在传输序列和外部信息之间的互信息方面被优化。我们还研究了有限长度编码FTN系统的最大似然比特出错率（BER）性能。仿真结果表明，该算法的误码性能接近MAP性能，与理论分析结果一致。
2020-12-15 cs.IT math.IT
Pilot Design and Doubly-Selective Channel Estimation for Faster-than-Nyquist Signaling
本文研究了超奈奎斯特（FTN）信号的双选择性信道估计与数据检测，提出基于最小平方误差和（LSSE）的最优导频序列设计方法，结合低复杂度线性插值与turbo均衡技术，显著降低了信道估计MSE并改善了误码率。
2023-05-24 cs.IT eess.SP math.IT
MIMO Asynchronous MAC with Faster-than-Nyquist (FTN) Signaling
本文针对采用FTN信号传输的MIMO异步多址接入信道，提出结合空间注水与时域预编码的可达速率区域方案，有效缓解干扰并显著提升频谱效率与总速率。
2023-05-20 cs.IT eess.SP math.IT
Precoded faster-than-Nyquist signaling using optimal power allocation for OTFS
针对双选择性衰落信道下的传输需求，提出一种带最优功率分配的预编码FTN-OTFS调制方案，通过EVD实现逐符号解调，在相当BER性能下提升了信息速率与频谱效率。
2024-11-02 cs.IT eess.SP math.IT
A Very Low Complexity Successive Symbol-by-Symbol Sequence Estimator for Faster-than-Nyquist Signaling
在本文中，我们研究了二进制和正交相移键控快于奈奎斯特（FTN）信号的序列估计问题，并提出了两种新的低复杂度序列估计技术的连续干扰消除的概念的基础上。据我们所知，这是文献中第一种在逐个符号的基础上检测FTN信令的方法。特别是，基于FTN信令中继承的自干扰的结构，我们首先找到工作区域边界-由根升余弦（rRC）脉冲形状、滚降因子和FTN信令的时间加速参数定义-假设无噪声传输，在此保证逐个符号地传输数据符号的完美估计。对于有噪声的传输，然后，我们提出了一种新的低复杂度的技术，工作在工作区域内，是能够估计的传输数据符号的基础上。为了减少所提出的连续逐符号序列估计器（SSSSE）的误差传播，我们提出了一种连续逐符号具有回退$K$序列估计器（SSSgb $K$ SE），其回退以重新估计多达$K$符号，并且随后提高当前数据符号的估计精度。仿真结果表明，所提出的序列估计技术表现良好的低符号间干扰（ISI）的情况下，可以显着提高数据率和频谱效率。另外，结果表明，选择低至$2$或$3$数据符号的$K$的值足以显著地提高误比特率性能。结果还表明，所提出的SSSgb $K$ SE的性能，与$K = 1$或$2$，超过了文献中报道的最低复杂度均衡器的性能，具有降低的计算复杂性。
2017-01-30 cs.IT math.IT
Pushing the Limits: Unlocking the Potential of Faster-than-Nyquist Signaling
Carleton University（卡尔顿大学）；Middle East Technical University（中东技术大学）；Technical University of Berlin（柏林工业大学）
本文重新审视超奈奎斯特信令在提升容量方面的潜力，分析不同加速因子和信噪比定义下的性能变化，并探讨实际实现中的功率放大器约束、高峰均比处理及实用编码策略等关键问题。
2026-06-18 cs.IT eess.SP math.IT
Constrained Capacity Analysis for Faster-than-Nyquist Signaling
Carleton University（卡尔顿大学）；Middle East Technical University（中东理工大学）
研究有限字母输入下预编码FTN信号的受限容量，通过引入CP和CS及DFT矩阵分解信道推导容量，分析了时间加速、星座大小、信道失配等因素对容量的影响，并研究了自适应比特加载，揭示了FTN信号受限容量特性。
2026-07-08 cs.IT eess.SP math.IT
Frequency-packed Faster-than-Nyquist Signaling via Symbol-level Precoding for Multi-user MISO Redundant Transmissions
本文研究了频率压缩比奈奎斯特（FTN）信令下行链路多天线多载波系统中同信道用户产生的干扰问题。所产生的干扰源于一个积极的策略，通过跨不同用户的频率重用和挤压的信号在超过奈奎斯特限制的时间-频率平面，以提高吞吐量。无差错频谱效率随着频率压缩和FTN加速因子的增加而增加。FTN采样周期，保证信息losslesness的下限推导出作为一个函数的发射滤波器滚降因子，频率包装因子，和子载波的数量。空时频符号级预编码器（SLP）的建设性和破坏性的块间干扰（IBI）在单天线用户终端的折衷建议。冗余元素被添加作为保护间隔，以应对残留的破坏性IBI效应。该建议可以处理延迟扩展长于多载波符号持续时间的信道。接收机结构简单，不需要数字多载波解调。模拟表明，提出的SLP优于迫零预编码，并通过将增加的冗余量从零（全IBI）控制到等效信道的群延迟的一半（无破坏性IBI），实现频谱效率和能量效率之间的目标平衡。
2021-07-14 cs.IT eess.SP math.IT
Deep Learning Assisted Sum-Product Detection Algorithm for Faster-than-Nyquist Signaling
提出了一种深度学习辅助的和积检测算法（DL-SPA），用于FTN信号的检测。所提出的检测算法级联一个神经网络的FTN系统的常规因子图的变量节点，以帮助检测器收敛到基于接收序列的后验概率。更具体地说，神经网络作为修改后的因子图中的功能节点来处理残留符号间干扰（ISI），该残留符号间干扰没有被具有有限数量的ISI抽头的传统检测器建模。我们修改了传统的和积算法中的更新规则，使神经网络辅助检测器可以补充到Turbo均衡。此外，一个简化的卷积神经网络被用作神经网络的功能节点，以提高检测器的性能和神经网络需要少量的批次进行训练。仿真结果表明，在相同的ISI响应下，与传统的和积检测算法相比，在相同的误比特率出错率下，DL-SPA算法的性能提高了2.5 dB。
2019-07-22 cs.IT eess.SP math.IT
Continuous Phase Modulation With Faster-than-Nyquist Signaling for Channels With 1-bit Quantization and Oversampling at the Receiver
在接收端采用1比特量化的连续相位调制（CPM）在能量和频谱效率方面是有希望的。在这项研究中，CPM波形的符号持续时间显着短于信号带宽的倒数，被称为快于奈奎斯特CPM。与传统CPM相比，该配置提供了更好的过零控制。数值结果证实了优越的性能，在BER与国家的最先进的方法相比，同时具有相同的频谱效率和较低的过采样因子。此外，新的波形可以检测到低复杂度，这产生几乎相同的性能，使用BCJR算法。
2019-10-15 cs.ET cs.IT cs.SY
Faster-than-Nyquist Signaling is Good for Single-Carrier ISAC: An Analytical Study
本文通过理论分析证明单载波超奈奎斯特（FTN）信令可避免频谱混叠，能提升通感一体化（ISAC）系统的通信频谱效率与感知测距、测速性能，且结论经数值验证。
2025-06-11 cs.IT eess.SP math.IT
Faster-than-Nyquist Asynchronous NOMA Outperforms Synchronous NOMA
提出了一种基于FTN信令的非正交多址接入（NOMA）系统，并在不同用户随机链路时延存在的情况下对其可达速率进行了量化。我们发现，利用链路延迟可能会导致信号与干扰加噪声比（SINR）的增益，而在FTN速率传输的数据符号有可能增加的自由度（DoF）。然后，我们揭示了SINR和DoF之间的基本权衡。特别地，在足够高的符号速率处，SINR增益消失，而DoF增益达到其最大值，其中可达到的速率几乎是高信噪比（SNR）机制中的常规同步NOMA传输的速率的$(1+β)$倍，其中$β$是信令脉冲的滚降因子。我们的仿真结果验证了我们的分析，并表现出相当大的速度改善传统的功率域NOMA计划。
2021-11-26 cs.IT math.IT
Faster than Nyquist Transmission by Non-Orthogonal Time Division Multiplexing of Nyquist Sinc Sequences
打破光传输系统中的容量限制的一种可能性是通过比奈奎斯特更快的信令实现的更高的频谱效率。在这里，我们提出了利用非正交时分复用sinc脉冲序列为此目的。的数学表达式，用余弦傅立叶级数的Nyquist sinc序列的表示和仿真结果表明，非正交时分复用增加了可传输的符号率高达25%。
2018-07-12 cs.IT eess.SP math.IT
Nyquist Signaling Modulation (NSM): An FTN-Inspired Paradigm Shift in Modulation Design for 6G and Beyond
该研究提出受FTN启发的奈奎斯特信号调制（NSM）范式，通过有限脉冲响应滤波器实现受控符号间干扰，支持多维度运行，推导了一维最优实数抽头滤波器闭式表达式，结合LDGM/LDPC形成统一框架，为6G物理层提供新方向。
2025-11-11 cs.IT eess.SP math.IT
Deep Learning-based List Sphere Decoding for Faster-than-Nyquist (FTN) Signaling Detection
University of Saskatchewan（萨斯喀彻温大学）
快于奈奎斯特（FTN）信令是一种候选的非正交传输技术，以提高未来通信系统的频谱效率（SE）。然而，SE的这种改进是以附加的计算复杂性为代价的，以去除有意引入的符号间干扰。在本文中，我们研究了使用深度学习（DL）来降低FTN信令的检测复杂度。为了消除需要在接收端有一个噪声白化滤波器，我们首先提出了一个等效的FTN信令模型的基础上使用一组正交基函数，并确定其操作区域。其次，我们提出了一种基于DL的列表球解码（DL-LSD）算法，该算法选择并更新原始LSD的初始半径，以保证超球体内的格点的预定义数量$N_{\text{L}}$。这通过训练神经网络以输出包括$N_{\text{L}}$格点的近似初始半径来实现。在测试阶段，如果超球体具有多于$N_{\text{L}}$格点，则我们保持$N_{\text{L}}$最接近与接收到的FTN信号相对应的点的点;然而，如果超球体具有少于$N_{\text{L}}$点，则我们将近似初始半径增加一个值，该值取决于来自训练阶段的输出半径分布的标准偏差。然后，基于所获得的$N_{\text{L}}$点来计算对数似然比（LLR）的近似值。仿真结果表明，所提出的DL-LSD的计算复杂性比原LSD的计算复杂性低几个数量级。
2022-04-15 cs.IT cs.LG eess.SP
RIS-Empowered OTFS Modulation With Faster-than-Nyquist Signaling in High-Mobility Wireless Communications
本文提出了一种结合RIS、OTFS调制和Faster-than-Nyquist信号的新方案，旨在提高高机动无线通信中的可靠性和频谱效率。
2026-05-19 cs.IT eess.SP math.IT
Low Complexity Classification Approach for Faster-than-Nyquist (FTN) Signalling Detection
University of Saskatchewan（萨斯喀彻温大学）
快于奈奎斯特（Faster-than-Nyquist，FTN）信令可以提高频谱效率（SpectralEfficiency，SE），但是，以高计算复杂性为代价来去除引入的符号间干扰（Intersymbol Interference，ISI）。最近的成功ML在物理层（PHY）的问题的动机，在本文中，我们研究使用ML在降低检测复杂度的FTN信令。特别是，我们认为FTN信令检测问题作为一个分类任务，其中接收到的信号被认为是一个未标记的类样本，属于一组所有可能的类样本。如果我们使用现成的分类器，则所有可能的类样本的集合属于$N$维空间，其中$N$是传输块长度，其具有巨大的计算复杂性。我们提出了一个低复杂度的分类器（LCC），利用ISI结构的FTN信令执行分类任务，在$N_p \ll N$维空间。建议LCC由两个阶段组成：1）离线预分类，构造标记类样本的$N_p$维空间和2）在线分类，其中检测接收到的样本发生。所提出的LCC的扩展，以及产生软输出。仿真结果表明，所提出的LCC在平衡性能和复杂度的有效性。
2022-08-22 cs.IT cs.LG eess.SP
Two-User SIMO Interference Channel with TIN: Improper Signaling versus Time-Sharing
在具有高斯输入并将干扰视为噪声（TIN）的两用户高斯干扰信道中，如果不允许分时或者如果仅在几个传输策略上平均数据率（凸包公式），则不适当的复信号可能是有益的。另一方面，如果考虑编码的分时，则适当的（循环对称的）信号最近被证明是最佳的，即，如果数据率和发射功率都被平均。在本文中，我们表明，这两个结论保持不变，如果单输入多输出（SIMO）系统与多个天线的接收机被认为是。对于具有编码分时的情况的证明是经由用于两用户SIMO干扰信道的新颖的增强信道概念，其结果是向具有编码分时的TIN速率区域提供紧密的外边界。结果的情况下，没有编码的分时证明通过研究具体的例子中，一个新提出的复合实梯度投影方法不适当的信令可以优于全局最优的适当的信令策略。此外，我们讨论了如何实现三角网率区域与编码的分时可以计算数值。
2019-12-13 cs.IT math.IT
Power Control in Spectrum Sharing Systems with Almost-Zero Inter-System Signaling Overhead
频谱共享系统中的功率分配是具有挑战性的，这是由于次系统可能对主系统施加过度干扰。因此，考虑干扰阈值约束来调节次系统的活动。然而，主接收机应该测量干扰并相应地通知次用户。这些导致设计复杂性，例如，这是由于收发器的硬件损伤，并且强加了大量的信令开销。我们设定了我们的主要目标，以减轻这些要求，以使频谱共享系统实际可行。为了解决缺乏模型的问题，我们开发了一种共存的深度强化学习方法，用于两个系统中的连续功率分配。重要的是，通过我们的解决方案，这两个系统仅根据用户的地理位置分配功率。此外，系统间信令要求被减少到仅交换违反其QoS要求的主用户的数量。我们观察到，一个集中式的代理，分配功率的基础上充分（准确）的信道信息相比，我们的解决方案是更强大的，严格保证主要用户的QoS要求。这意味着两个系统可以同时操作，几乎为零的系统间信令开销。
2021-03-14 cs.IT math.IT
Sharing the Licensed Spectrum of Full-Duplex Systems using Improper Gaussian Signaling
在认知无线电系统中，与带内全双工主用户共享频谱是一个具有挑战性和有趣的问题。在主网络处引入的自干扰可显著地阻碍次用户（SU）接入频谱的机会。在这项工作中，我们试图解决这个问题，通过使用所谓的不正确的高斯信号。这样的信令技术已经证明了其在改善干扰受限网络中的整体性能方面的优越性。特别地，我们假设具有在半双工模式下工作的SU对的系统使用不正确的高斯信令，而FD PU对实现常规的正确的高斯信令技术。首先，我们推导出一个封闭形式的SU中断概率和PU中断概率的上限表达式。然后，我们优化SU信号参数，以最小化其中断概率，同时保持所需的PU服务质量的基础上的平均信道状态信息。最后，我们提供了一些数值结果，验证了PU中断概率界的紧密性，并证明了对SU使用不正确的高斯信令以访问FD PU的频谱的优势。
2015-10-10 cs.IT math.IT
Underlay Spectrum Sharing Techniques with In-band Full-Duplex Systems using Improper Gaussian Signaling
在认知无线电系统中，与带内全双工主用户共享频谱是一个具有挑战性和有趣的问题。在主网络处引入的自干扰可显著地阻碍次用户（SU）接入频谱的机会。为了解决这个问题，我们使用所谓的非正常高斯信号。特别地，我们假设具有工作在半双工模式中的SU对的系统，其使用不正确的高斯信令，而FD PU对实现常规的正确的高斯信令。首先，我们推导出一个封闭的形式表达和上限SU和PU中断概率，分别。其次，我们优化SU信号参数，以最大限度地减少其中断概率，同时保持所需的PU服务质量的平均信道状态信息（CSI）的基础上。此外，我们提供的条件，以获得从采用不正确的高斯信令在SU的优点。第三，我们设计SU信号参数的基础上完善的知识，其直接链路瞬时CSI和调查的所有好处，可以实现在SU和PU。最后，我们提供了一些数值结果，证明了使用不适当的高斯信令来访问FD PU的频谱的优点。
2016-01-03 cs.IT math.IT
Spectrum Sharing Opportunities of Full-Duplex Systems using Improper Gaussian Signaling
全双工（FD）主用户（PU）共享授权频谱给认知无线电操作带来了严格的限制。特别地，自干扰可能压倒PU接收机并且限制次级用户（SU）接入频谱的机会。非高斯信号（IGS）在改善干扰信道系统性能方面显示了其优越性。在本文中，我们假设使用适当高斯信令（PGS）的FD PU对和使用IGS的半双工SU对。我们的目标是最大限度地提高SU的瞬时可达速率，同时满足PU的服务质量。为此，我们提出了一种简化的算法，优化SU信号的参数，即发射功率和圆形系数，这是一个程度的不适当的SU信号的措施，以达到设计目标。数值结果表明，对于SU，特别是在弱PU直接信道和/或强SU干扰信道存在的情况下，采用IGS比PGS具有更好的性能。
2015-10-10 cs.IT math.IT
FTN Signaling: Spectral Efficiency from BPSK to 16-QAM
Atilim University（阿提利姆大学）；Cankiri Karatekin University（昌克勒卡雷特金大学）；Middle East Technical University（中东技术大学）；Ankara Yildirim Beyazit University（安卡拉耶尔德勒姆贝亚齐特大学）；Izmir Bakircay University（伊兹密尔巴希切希尔大学）；Carleton University（卡尔顿大学）
该研究针对 BPSK、QPSK 和 16-QAM 的 FTN 信号，在 MMSE-CS 检测框架下分析其可实现信息率，发现星座阶数越高，最佳加速因子越接近奈奎斯特极限，为 FTN 信号工作点选择提供依据。
2026-10-09 cs.IT eess.SP math.IT
Simultaneous Sensing Data Acquisition and Sharing in Low-Altitude Wireless Networks: Fundamental Limits and Optimal Signaling
Harbin Engineering University（哈尔滨工程大学）；Southeast University（东南大学）；Beijing University of Posts and Telecommunications（北京邮电大学）
本文研究低空无线网络中同时感知数据采集与共享系统的信息理论框架、信道输入最优分配及高斯信号波形设计，提出改进的源信道分离定理，设计双功能信号最优输入及多输入多输出系统中的波形优化算法，并通过仿真验证算法性能。
2026-03-30 cs.IT math.IT
Improper Signaling versus Time-Sharing in the Two-User Gaussian Interference Channel with TIN
在所有输入信号都是高斯信号并且我们将干扰视为噪声（TIN）的假设下，在单天线两用户高斯干扰信道中，所谓的不适当复信号已被证明是有益的。这个结果是在没有分时的纯策略的限制下获得的，并且它被扩展到速率而不是发射功率可以在几个发射策略上平均的情况。在本文中，我们放弃这样的限制，并讨论最一般的情况下，编码的分时，其中的速率和功率可以平均。由于编码的分时通常不能通过速率区域的凸包来表示，因此我们必须在发送策略的优化期间考虑分时的可能性。通过一个新的信道增强参数，我们证明了一个令人惊讶的结果：适当的信号是最佳的，如果编码分时是允许的。除了建立这个结果，我们提出了一个算法来计算相应的可达速率区域。
2020-02-05 cs.IT math.IT
Spectrum Sharing between Cooperative Relay and Ad-hoc Networks: Dynamic Transmissions under Computation and Signaling Limitations
本文研究了协作中继网络（CRN）和邻近ad-hoc网络之间的频谱共享方案。特别地，我们考虑了CRN的动态频谱接入和资源分配问题。基于对ad-hoc网络传输行为的感知和预测，在满足CRN上行链路吞吐量要求的前提下，最小化CRN与ad-hoc网络之间的遍历业务冲突时间.我们专注于在实际计算和信令限制下的频谱共享策略的实时实现。在我们的频谱共享策略中，大多数计算任务都是离线完成的。因此，需要很少的实时计算，这符合实际应用的要求。此外，本文还对信令流程和计算过程进行了精心设计，以减小频谱感知和数据传输之间的时延，这对于提高业务预测的准确性和干扰抑制性能至关重要。数值实验证明了频谱感知和协作中继技术的优势。
2011-02-13 cs.IT math.IT math.OC
Bandlimited Intensity Modulation
本文提出了一种在带限强度调制直接检测（IM/DD）信道上的新的带宽有效信令方法。信道可以被建模为具有非负输入和加性高斯白噪声（AWGN）的带限信道。由于非负性约束，相干带限信道的标准方法不能在这里应用。先前建立的用于IM/DD信道的技术需要两倍于传统相干信道所需带宽的带宽。我们提出了一种方法，在不大于比特率的带宽中无符号间干扰地传输。这是通过将奈奎斯特或根奈奎斯特脉冲与恒定偏置相结合并使用高阶调制格式来实现的。事实上，我们可以用与相干传输相等的带宽进行传输。所需的平均光功率和带宽之间的权衡进行了研究。取决于所需的带宽，通过参数线性脉冲（所谓的“优于奈奎斯特”脉冲或根升余弦脉冲）获得最省电的传输。
2012-03-01 cs.IT math.IT
Sub-Nyquist Radar Systems: Temporal, Spectral and Spatial Compression
常规雷达向感兴趣的目标发射电磁波。在输出脉冲之间，雷达测量从目标反射的信号，以确定它们的存在，范围，速度和其他特征。雷达系统面临着多重挑战，产生了许多权衡，如带宽与距离分辨率和停留时间与多普勒分辨率。在MIMO雷达中，高分辨率需要大口径和大量天线，增加了硬件和处理要求。最近，在采样理论和雷达信号处理中提出了新的方法，以允许从低于奈奎斯特速率获得的样本中进行目标检测和参数恢复。这些技术利用目标场景的稀疏性，以减少所需的样本、脉冲和天线的数量，一方面打破带宽、驻留时间和天线数量与距离、多普勒和方位分辨率之间的联系。本文介绍了这种所谓的亚奈奎斯特雷达范例，并描述了相应的采样和恢复算法，利用压缩感知技术来执行时间和空间压缩。我们专注于非雷达成像应用和调查许多最近的压缩雷达系统。我们的目标是审查的主要影响压缩雷达参数分辨率以及数字和模拟的复杂性。调查包括快速和慢速时间压缩方案以及空间压缩方法。我们表明，除了大幅降低速率，压缩也可以使通信和雷达频谱共享。在整个文件中，我们认为压缩雷达的理论和实践方面，目前的硬件原型实现，演示实时目标参数恢复从低速率的脉冲多普勒和MIMO雷达的样本。
2018-07-30 cs.IT eess.SP math.IT
Shaped On-Off Keying Using Polar Codes
来自Honda和Yamamoto（2013）的用于极化码的概率整形方案用于实现开关键控（OOK）的功率高效信令。由于OOK具有非对称的最佳输入分布，因此基于分布匹配器的级联以及随后的系统编码的成形方法不会导致最佳信令。相反，这些方法表示分时方案，其中仅对码字符号的一部分进行整形。所提出的方案使用极化码进行联合分布匹配和前向纠错，从而实现渐进最优信令。数值模拟显示，对于65，536位的块长度，与频谱效率为0.25位/信道的均匀传输相比，增益为1.8 dB。
2019-07-19 cs.IT math.IT
Advanced transceivers for spectrally-efficient communications
在这篇论文中，我们将考虑技术，以提高频谱效率的数字通信系统，在整个收发机方案。首先，我们将集中在接收机方案具有检测算法的复杂性约束。我们将优化参数的减少检测器的目标是最大限度地提高可实现的信息速率。也就是说，我们将采用信道缩短技术。然后，我们将重点介绍一种在过去几年中非常流行的技术（尽管在1975年首次提出）：比奈奎斯特更快的信令及其扩展，即时间打包。时间打包是一种非常简单的技术，其在于有目的地引入符号间干扰，目的是增加有限阶星座的频谱效率。最后，在最后几章中，我们将结合所有提出的技术，我们将考虑他们的应用卫星信道。
2014-06-22 cs.IT math.IT
Optimal Real-time Spectrum Sharing between Cooperative Relay and Ad-hoc Networks
基于优化的频谱共享策略已经被广泛研究。然而，这些策略通常需要大量的实时的【形】计算和显著的信令延迟，因此难以在实际场景中实现。本文研究了协作中继网络（CRN）和邻近ad-hoc网络之间的最优实时的【形】频谱共享。具体而言，我们优化的频谱接入和资源分配策略的CRN，使两个网络之间的平均流量冲突时间可以最小化，同时保持所需的吞吐量为CRN。首先发展为帧级的设置，然后扩展到遍历设置。对于后者的设置，我们提出了一个有吸引力的最优实时的【形】频谱共享策略，通过拉格朗日对偶优化。该方法实时的【形】计算量小，控制延时小，适合于实际应用。仿真结果证明了所提出的策略的有效性。
2013-01-12 cs.IT math.IT
ITLinQ: A New Approach for Spectrum Sharing in Device-to-Device Communication Systems
我们考虑在设备到设备通信系统中的频谱共享的问题。最近的最优性条件治疗干扰噪声的启发下，我们定义了一个新的概念“信息理论独立集”（ITIS），这表明了一组的链接，同时通信和治疗的干扰从对方的噪声是信息理论上最优的（在一个恒定的间隙）。基于这一概念，我们开发了一种新的频谱共享机制，称为“信息理论链路调度”（ITLinQ），它在每一个时间调度那些链路，形成一个ITIS。我们首先提供了一个性能保证ITLinQ的特征部分的容量区域，它可以实现在一个网络中的源和目的地位于一个固定的区域内随机。此外，我们演示了如何ITLinQ可以实现在一个分布式的方式，使用初始的2阶段信令机制，提供所需的信道状态信息在所有的链接。通过数值分析，我们表明，分布式ITLinQ可以优于类似的国家的最先进的频谱共享机制，如FlashLinQ，超过100%的总速率增益，同时保持在同一水平的复杂性。最后，我们讨论了分布式ITLinQ方案的变化，它也可以保证网络中的链路之间的公平性，并数值评估其性能。
2014-06-11 cs.IT math.IT
On the Optimality of Gaussian Code-books for Signaling over a Two-Users Weak Gaussian Interference Channel
E&CE Dept., Univ of Waterloo（滑铁卢大学电子与计算机工程系）
本文证明两用户弱高斯干扰信道的容量区域可通过单字母高斯码本达到，并利用至多两个时隙的时分复用实现容量区域的上凹包络，且Han-Kobayashi可达速率区域采用单字母高斯码本即可达到最优边界。
2026-11-02 cs.IT math.IT math.PR
A Hybrid Model-based and Data-driven Approach to Spectrum Sharing in mmWave Cellular Networks
School of Electrical Engineering and Computer Science, KTH Royal Institute of Technology（瑞典皇家理工学院电气工程与计算机科学学院）；COMELEC Department, Telecom ParisTech（巴黎高科电信学院COMELEC系）
毫米波段中的运营商间频谱共享具有以增加运营商间干扰为代价来显著增加频谱利用率并向个体用户设备提供更大带宽的潜力。不幸的是，传统的基于模型的频谱共享方案在延迟和协议开销方面对运营商间协调机制做出了理想化的假设，同时对丢失的信道状态信息敏感。在本文中，我们提出了混合模型为基础的和数据驱动的多运营商频谱共享机制，其中包括基于模型的波束成形和用户关联补充数据驱动的模型改进。我们的解决方案具有与基于模型的方法相同的计算复杂性，但具有显著更少的信令开销的主要优点。我们讨论了有限的信道状态信息和基于量化码本的波束形成如何影响学习和频谱共享性能。我们表明，所提出的混合共享方案显着提高了频谱利用率，在现实的假设下，运营商间的协调和信道状态信息采集。
2020-03-19 cs.IT cs.LG cs.NI
Research on GEO SA-Bi SAR Imaging based on Joint Radar-Communications Waveform
本文研究利用联合雷达通信波形在GEO SA-Bi SAR系统中同时实现SAR成像与无线通信，并设计联合接收机验证其可行性。
2025-08-18 cs.IT math.IT
Distributed Deep Reinforcement Learning for Collaborative Spectrum Sharing
Bar-Ilan University（巴伊兰大学）；BITS Pilani（皮拉尼比尔拉理工学院）
用户之间的频谱共享是任何无线网络管理中的基本问题。本文讨论了一般未知信道下无中心管理的分布式频谱协作问题。由于通信、协调和控制的成本随着设备的数量和使用的扩展带宽而迅速增加，因此显然需要开发用于频谱协作的分布式技术，其中不使用显式信令。在本文中，我们将博弈论的见解与深度Q学习相结合，为频谱协作问题提供了一种新的渐进最优解决方案。我们提出了一种使用深度Q网络（DQN）的确定性分布式深度强化学习（D3RL）机制。它使用Q值和信道负载来选择信道，同时将用户可用的选项限制为具有最高Q值的几个信道，并且在这些信道中，它选择负载最小的信道。使用从博弈论和组合优化的见解，我们表明，这种技术是大型超载网络的渐近最优。所选择的信道和成功传输的结果被反馈到深度Q网络的学习中，以将其并入Q值的学习中。我们还分析了性能，以了解D3RL在不同环境中的行为。
2021-04-06 cs.IT cs.LG eess.SP
