Minimum Symbol Error Rate-Based Constant Envelope Precoding for Multiuser Massive MISO Downlink
本文研究了多用户大规模MISO下行信道的恒包络（CE）预编码器设计问题。CE信号的使用允许采用低成本射频链，从而促进大规模MIMO的实现。然而，由于非凸CE约束，后续CE预编码器设计通常具有挑战性。现有的CE预编码器设计考虑对接收符号的失真水平的一些措施的最小化，并且它们通常旨在改善符号出错率（SER）性能。在本文中，我们制定了一个最小的SER为基础的设计CE预编码。设计公式是非凸的，我们提出了两个低复杂度的一阶算法，使用梯度投影。奇怪的是，我们的仿真结果表明，所提出的设计可以实现比特出错率性能接近迫零波束成形没有CE信令的限制。
2018-04-23 cs.IT math.IT
A convex approximation approach to Weighted Sum Rate Maximization of Multiuser MISO Interference Channel under outage constraints
研究了中断约束下多用户多输入单输出干扰信道（MISO-IFC）的加权和速率最大化问题。带停电约束的加权和率最大化问题是一个非凸优化问题，很难求解。虽然可以通过在（离散化的）中断约束的可实现速率区域中找到所有帕累托最优速率元组来以穷举搜索方式最优地处理该问题，但是该方法受到过高的计算复杂性的影响，并且仅在发射机-接收机对的数量小时才可行。在本文中，我们提出了一个凸优化的近似方法有效地处理停电约束的加权和率最大化问题。所提出的近似方法包括解决一系列凸优化问题，因此可以有效地实现的邻域点方法。仿真结果表明，该方法可以产生接近最优的解决方案。
2010-10-22 cs.IT math.IT
Energy Efficient Symbol-Level Precoding in Multiuser MISO Channels
本文研究了利用多天线系统下行链路中同时多用户传输间干扰的思想。利用符号级预编码，讨论了一种通过联合利用信道状态信息（CSI）和数据信息（DI）来解决多用户干扰的新方法。在这个方向上，数据流之间的干扰在某些条件下被转换为有用信号，该有用信号可以提高下行链路传输的信号干扰噪声比（SINR）。在这种情况下，提出了新的建设性干扰预编码技术，解决了在每个用户的接收机的发射功率最小化（最小功率）与个别SINR的约束。此外，我们调查的CI预编码设计的假设下，接收到的MPSK符号可以驻留在一个宽松的区域，以便被正确地检测。
2015-05-08 cs.IT math.IT
Delay Performance of the Multiuser MISO Downlink under Imperfect CSI and Finite Length Coding
我们使用随机网络演算来研究迫零波束形成的多用户MISO系统的延迟性能。首先，我们考虑理想的假设与长码字和完美的CSI在发射机，在那里我们观察到一个强大的信道硬化效应，结果在非常高的可靠性方面的最大延迟的应用程序。然后，我们研究了更现实的假设下，不完美的CSI和有限块长度信道编码的系统。这些影响导致干扰和传输错误，我们推导出封闭形式的下限和上限的错误概率。与理想情况相比，不完美的CSI和有限长度编码导致平均传输速率的大规模降级。令人惊讶的是，系统仍然保持与理想情况下相同的定性行为：只要平均传输速率高于到达速率，系统仍然可以实现相对于最大延迟的非常高的可靠性。
2018-06-26 cs.IT math.IT
Statistical Precoder Design for Space-Time-Frequency Block Codes in Multiuser MISO-MC-CDMA Systems
本文提出了一种空时频联合分组编码（STFBC）方案，以充分利用多用户MISO-MC-CDMA系统的空时频自由度。具体地说，我们使用一系列的正交随机码扩频空时码在几个子载波上，以获得多分集增益，而多用户并行传输应用在相同的子载波上，利用多个正交码信道。此外，为了提高系统性能，我们提出了线性预编码到预定的正交STFBC，包括发射方向的选择和功率分配在这些方向上。本文提出了一种基于信道Kronecker相关模型的时域信道统计信息的预编码器设计方法，可以大大减少多载波系统中的反馈量。此外，我们从分集阶数和编码增益的角度分别给出了性能分析。此外，通过渐近分析，我们得到了一些简单的预编码器的设计方法，同时保证了良好的性能。最后，数值结果验证了我们的理论主张。
2014-07-09 cs.IT math.IT
AMMSE Optimization for Multiuser MISO Systems with Imperfect CSIT and Perfect CSIR
在本文中，我们考虑的MU-MISO系统的鲁棒线性预编码器的设计，用户有完美的信道状态信息（CSI），而BS有部分CSI。具体地，除了估计误差向量的协方差矩阵之外，BS还可以访问信道向量的不完美估计。利用二阶泰勒展开得到了平均最小均方误差（AMMSE）的封闭表达式。这种近似是用来制定两个基于公平的鲁棒设计问题：最大AMMSE约束问题和功率约束问题。我们提出了一种基于凸优化技术的算法来解决第一个问题，而第二个问题是通过利用这两个问题之间的密切关系，除了它们的单调性。
2014-09-20 cs.IT math.IT
Stable Matching for Selection of Intelligent Reflecting Surfaces in Multiuser MISO Systems
在这封信中，我们提出了一个智能反射面（IRS）选择策略多IRS辅助多用户多输入单输出（MISO）系统。特别是，我们提出的IRS选择问题作为一个稳定的匹配问题。提出了一种两阶段的用户-IRS分配算法，其主要目标是实现稳定的用户-IRS匹配，从而提高系统的和速率。该算法的第一阶段采用了著名的盖尔Shapley匹配设计的稳定的婚姻问题。然而，由于多用户系统中的干扰，在第一阶段之后获得的匹配可能不稳定。为了克服这个问题，片面（即，在所提出的算法的第二阶段中，仅识别IRS阻塞对（BP），其中BP是在交换它们的伙伴之后更好的IRS对。因此，第二阶段验证所提出的算法中的稳定匹配。数值结果表明，该分配实现了更好的和率性能相比，基于距离和随机匹配算法。
2021-01-16 cs.IT math.IT
Probability-constrained Power Optimization for Multiuser MISO Systems with Imperfect CSI: A Bernstein Approximation Approach
我们考虑在下行链路蜂窝无线系统中的基站配备了多个发射天线和移动用户配备了单接收天线的功率分配。这样的系统可以被建模为多用户MISO系统。我们假设多天线发射机采用一些固定的波束形成器来传输数据，目标是优化不同用户的功率分配，以满足一定的QoS约束，与不完善的发射端信道状态信息（CSI）。具体来说，对于MISO干扰信道，我们考虑发射功率最小化问题和最大-最小SINR问题。对于MISO广播信道，我们考虑MSE约束的发射功率最小化问题。所有这些问题都被公式化为概率约束优化问题。利用Bernstein近似将概率约束保守地转化为确定性约束，从而将原随机优化问题转化为凸优化问题。然而，转换后的问题不能使用标准求解器直接求解，因为其中一个约束本身就是一个优化问题。我们采用长步长对数障碍切割平面（LLBCP）算法，以克服困难。大量的仿真结果证明了所提出的方法的有效性，并在性能上优于一些现有的方法。
2013-03-19 cs.IT math.IT
Uplink Sum Rate Maximization for Pinching Antenna-Assisted Multiuser MISO
本文针对捏合天线辅助的多用户MISO系统，提出基于分数规划的联合优化方法，以最大化上行和速率，数值验证其优于固定天线设计。
2025-04-23 cs.IT eess.SP math.IT
Multiuser MISO Transmitter Optimization for Inter-Cell Interference Mitigation
发射机优化（即，导向矢量和功率分配）的MISO广播信道（MISO-BC）。作为特殊情况，这样的约束包括总功率、每天线或每组天线功率以及“禁止干扰方向”约束。我们认为最佳的脏纸编码和简单的次优线性迫零波束形成策略，并提供数值有效的算法，解决问题的最一般形式。作为一个应用程序，我们考虑一个多小区的情况下，部分小区合作，其中每个小区优化其预编码器，考虑到在相邻小区的特定用户的干扰约束。所提出的方法的有效性进行评估，在一个简单的系统场景，包括两个相邻的小区，根据不同的公平性标准，强调附近的小区“边界”的用户的瓶颈作用。我们的研究结果表明，“主动”小区间干扰（ICI）缓解优于传统的“静态”ICI缓解的基础上部分频率复用。
2010-03-02 cs.IT math.IT
Symbol-Level Multiuser MISO Precoding for Multi-level Adaptive Modulation
符号级预编码是一种新的多用户下行链路预编码技术，其目的是在传输的数据流之间产生相长干扰。这可以通过在符号级上设计多天线发射机的预编码信号来实现，同时考虑信道状态信息和数据符号。以前的文献已经研究了这种模式的MPSK调制解决各种性能指标，如功率最小化和最大化的最小速率。在本文中，我们扩展到通用的多级调制，即MQAM和APSK通过建立连接到物理层组播相位约束。此外，我们解决自适应调制方案，这是至关重要的，使吞吐量缩放的符号级预编码系统。在这个方向上，我们设计的信号处理算法，以最大限度地减少所需的功率下每用户的SINR或有效吞吐量的约束。大量的数值结果表明，该算法提供了相当大的功率和能量效率增益，同时适应所采用的调制方案，以匹配所要求的数据率。
2017-04-10 cs.IT math.IT
Robust Layered Transmission in Secure MISO Multiuser Unicast Cognitive Radio Systems
研究了认知无线电下行链路多用户多输入单输出（MISO）通信网络中的鲁棒资源分配算法设计。我们专注于一个二级系统，它提供单播安全的无线分层视频信息，多个单天线二级接收器。资源分配算法设计被公式化为用于最小化次级发射机处的总发射功率的非凸优化问题。所提出的框架考虑了服务质量（QoS）的要求，在二级系统中的视频通信保密性，在二级发射机的潜在窃听者（主接收机）的信道状态信息（CSI）的不完善，以及在主接收机的最大可容忍接收干扰功率的限制。因此，所提出的问题制定利用分层传输和人工噪声生成的自保护架构，以确保通信保密。半定规划（SDP）松弛推导出一个资源分配算法，找到全局最优解的制定的问题。仿真结果表明，与传统的单层传输方案相比，所提出的分层传输资源分配算法具有显著的传输功率节省和对CSI不完善的鲁棒性。
2015-11-26 cs.IT math.IT
Constructive Multiuser Interference in Symbol Level Precoding for the MISO Downlink Channel
研究了多天线系统下行链路中多用户同时传输时的干扰问题。利用符号级预编码，本文讨论了一种新的多用户干扰抑制方法。提出了联合利用数据信息（DI）和信道状态信息（CSI）来设计符号级预编码器的概念。在这个方向上，数据流之间的干扰在某些条件下被转换为有用信号，该有用信号可以提高下行链路传输的信号干扰噪声比（SINR）。我们提出了一个最大比传输（MRT）为基础的算法，联合利用DI和CSI收集建设性多用户干扰的好处。随后，建立相长干扰下行链路传输与物理层多播之间的关系。在这种情况下，新的建设性干扰预编码技术，解决了发射功率最小化（最小功率）在每个用户的接收机的单个SINR约束提出。此外，通过最大化的加权最小SINR（最大最小SINR）的用户的公平性是通过找到最小功率和最大最小SINR问题之间的联系。此外，启发式预编码技术，提出了解决加权和率的问题。最后，大量的数值结果表明，所提出的计划优于其他国家的最先进的技术。
2014-08-20 cs.IT math.IT
Low-Complexity Algorithm for Worst-Case Utility Maximization in Multiuser MISO Downlink
本文研究了多天线基站与多个单天线用户通信的下行链路无线系统的最坏情况效用最大化问题。具体来说，我们联合设计每个用户的传输协方差矩阵，以鲁棒地最大化最坏情况（即，最小）系统效用函数。这个问题已经被证明是NP-难的，因此任何寻找最优解的算法都可能具有过高的复杂性。鉴于此，我们寻求一个有效的和更准确的次优解的WCUM问题。通过交替求解两个凸问题，提出了一种低复杂度的迭代WCUM算法。我们还证明了该算法的收敛性，并证明了其Pareto最优的WCUM问题。一些仿真结果表明，该算法的性能增益和更高的计算效率比现有的算法。
2013-02-25 cs.IT math.IT
Adaptive Mode Selection in Multiuser MISO Cognitive Networks with Limited Cooperation and Feedback
在本文中，我们考虑了一个多用户MISO下行认知网络与主网络共存。为了利用空间自由度同时抵消网间干扰和网内（用户间）干扰，提出了基于瞬时信道状态信息（CSI）在多天线认知基站（BS）上进行迫零波束形成（ZFBF）。在认知网络中设计ZFBF的挑战在于如何获得干扰CSI。为了解决这个问题，我们引入了一个有限的网络间的合作协议，即量化的CSI运输从主接收机到认知BS通过购买。显然，反馈量越多，性能越好，但反馈成本也越高。为了达到性能和反馈代价之间的平衡，以反馈效用函数（定义为在满足干扰约束条件下，平均和速率与反馈代价之差）最大化为优化目标，推导出传输模式和反馈量联合优化方案。此外，我们定量研究了CSI反馈延迟的影响，并得到相应的优化方案。此外，通过渐近分析，我们提出了一些简单的格式。最后，数值结果证实了我们的理论主张的有效性。
2013-10-16 cs.IT math.IT
Symbol-Level Precoding Design for Max-Min SINR in Multiuser MISO Broadcast Channels
本文研究了多用户多输入单输出（MISO）信道下行链路中最大最小信干噪比（SINR）准则下的符号级预编码（SLP）设计问题。首先，我们证明了距离保持建设性干涉区域（DPCIR）总是多面体角（移动尖锥）的任何给定的星座点与无界的决策区域。然后证明了在一个给定的无界DPCIR中，任何信号的范数大于对应顶点的范数当且仅当星座的凸包包含原点。利用这些性质，我们表明，无噪声的接收信号躺在一个无界的DPCIR的功率是两个参数的严格递增函数。这允许我们将原始非凸SLP最大-最小SINR重新公式化为凸优化问题。我们讨论的损失，由于我们提出的凸重构，并提供了一些模拟结果。
2018-03-19 cs.IT eess.SP math.IT
Optimal Power Allocation and User Loading for Multiuser MISO Channels with Regularized Channel Inversion
我们考虑一个多用户系统，其中一个单一的发射机配备了多个天线（基站）与多个用户通信，每个用户用一个单一的天线。在基站处采用正则化信道反转作为预编码策略。在这种情况下，我们感兴趣的是功率分配和用户准入控制的问题，以便最大化系统吞吐量，即，我们应该与哪些用户通信以及我们应该为每个被接纳的用户使用什么功率以便获得最高的和速率。一般来说，这是一个非常困难的问题，但我们做了两件事，以便取得一些进展。首先，我们考虑大系统的制度，在基站的天线的数量随着用户的数量是大的。其次，我们把用户的下行路径增益分成有限个组。通过这样做，我们能够表明，在平均发射功率约束下的最优功率分配遵循众所周知的注水方案。我们还研究了用户准入问题，减少在大系统政权的优化系统中的用户负载。
2013-07-17 cs.IT math.IT
Quadrature Amplitude Modulation Division for Multiuser MISO Broadcast Channels
本文研究离散时间多用户多输入单输出（MISO）高斯广播信道BC，其中信道状态信息（CSI）在发送端和接收端都是可用的。基于脉冲幅度调制（PAM）和正交幅度调制（QAM）星座，提出了一种灵活而明确的可唯一分解星座群（UDCG）设计方法。由此，为MISO BC开发了调制分（MD）传输方案。建议的MD计划，使每个接收机，以唯一和有效地检测他们所需的信号从相互干扰的共信道信号的叠加在没有噪声。在我们的设计中，最佳发射机波束形成问题的解决，在一个封闭的形式为两个用户MISO BC使用最大最小公平性作为设计标准。然后，对于一般情况下，有两个以上的接收机，我们开发了一个基于用户分组的波束形成方案，其中分组方法，波束形成向量的设计和功率分配问题，通过使用加权最大最小公平性。结果表明，我们所提出的方法具有较低的错误概率相比，迫零（ZF）的方法时，两个信道向量之间的厄米特角是小的两个用户的情况下。此外，仿真结果还表明，对于两个以上用户的一般信道模型，我们的基于用户分组的方案显着优于ZF，时分（TD），当用户数量接近基站数量时，在中等和高信噪比状态下基于最小均方误差（MMSE）和信号泄漏噪声比（SLNR）的技术在瑞利衰落信道中，当用户数远小于基站天线数时，该方案退化为ZF方案。
2016-09-07 cs.IT math.IT
Sum-Rate Maximization for Linearly Precoded Downlink Multiuser MISO Systems with Partial CSIT: A Rate-Splitting Approach
研究了在发射端信道状态信息不完全的情况下，下行MU-MISO系统的和速率最大化问题。相反，现有的作品，我们认为，而非正统的传输方案。特别地，针对其中一个用户的消息被分成两部分：可以被所有用户恢复的公共部分，以及由相应用户恢复的私有部分。另一方面，其余用户通过私人消息接收他们的信息。当CSIT误差随着SNR的增加而衰减时，这种速率分裂（RS）方法被证明可以提高可实现的自由度（DoF）。在这项工作中，RS策略与线性预编码器设计和优化技术相结合，以实现在整个SNR范围内最大化的遍历SR（ESR）性能。预编码器设计的基础上部分CSIT知识，通过解决一个随机速率优化问题，使用样本平均近似（SAA）加上加权最小均方误差（WMMSE）的方法。数值结果表明，除了ESR增益，RS的好处还包括放宽CSIT质量要求和增强的可实现的速率区域相比，传统的传输与NoRS。
2016-08-24 cs.IT math.IT
Power-Efficient Resource Allocation for Multiuser MISO Systems via Intelligent Reflecting Surfaces
智能反射表面（IRSs）被认为是下一代无线通信的关键使能器，由于它们的定制无线传播环境的能力。在本文中，我们研究了功率有效的资源分配IRS辅助多用户多输入单输出（MISO）系统。为了使发射功率最小化，在接入点（AP）处的波束成形向量和IRS处的相移两者被联合优化，同时考虑用户的最低所需服务质量（QoS）。为了解决非凸性的制定优化问题，内部近似（IA）算法的开发。与现有的设计，不能保证局部最优性，该算法是保证收敛到Karush-Kuhn-Tucker（KKT）的解决方案。我们的仿真结果表明，该算法的有效性相比，基线计划，并揭示部署IRS是更有前途的比利用多个天线在AP的能源效率。
2020-05-14 cs.IT eess.SP math.IT
Energy-Efficient Symbol-Level Precoding in Multiuser MISO Based on Relaxed Detection Region
本文讨论了利用多天线系统下行链路中同时多用户传输之间的干扰问题。利用符号级预编码，讨论了一种通过联合利用信道状态信息（CSI）和数据信息（DI）来解决多用户干扰的新方法。数据流之间的干扰在某些条件下被转换为有用信号，该有用信号可以提高下行链路传输的信号干扰噪声比（SINR），并因此提高系统的能量效率。在这种情况下，已经提出了新的相长干扰预编码技术，其解决了在每个用户的接收机处具有单独SINR约束的发射功率最小化（最小功率）。在本文中，我们推广的CI预编码设计的假设下，接收到的MPSK符号可以驻留在一个宽松的区域，以便被正确地检测。此外，加权最大化的最小信噪比在所有用户之间的研究，考虑到宽松的检测区域。符号出错率分析（SER）的预编码进行了讨论，以表征发射功率降低和SER增加之间的权衡，由于松弛。在此基础上，分析了该技术的能量效率性能。最后，大量的数值结果表明，所提出的计划优于其他国家的最先进的技术。
2015-04-25 cs.IT math.IT
Long-Term CSI-based Design for RIS-Aided Multiuser MISO Systems Exploiting Deep Reinforcement Learning
本文研究了可重构智能表面辅助多用户通信网络的传输设计问题。不同于现有的大多数贡献，我们考虑长期CSI为基础的传输设计，其中在基站（BS）的波束成形向量和在RIS的相移设计基于长期CSI，这可以显着降低信道估计开销。由于缺乏明确的遍历数据率表达式，我们提出了一种新的深度确定性策略梯度（DDPG）的算法来解决优化问题，这是通过使用离线方式产生的信道向量进行训练。仿真结果表明，可实现的净吞吐量高于传统的瞬时CSI为基础的计划时，考虑到信道估计开销。
2021-11-24 cs.IT eess.SP math.IT
Robust Transmission in Downlink Multiuser MISO Systems: A Rate-Splitting Approach
我们考虑一个下行链路多用户MISO系统的有界误差的信道状态信息在发送端（CSIT）。我们首先看看在鲁棒的设计问题，实现最大最小的公平用户之间（在最坏的情况下）。与文献中采用的传统方法相反，我们提出了一种基于速率分割（RS）策略的非正统设计。每个用户的消息被分成两部分，公共部分和私有部分。所有公共部分被打包成一个超级公共消息，使用公共码本进行编码，而私有部分被独立编码。得到的符号流被线性预编码并同时发送，每个接收机通过解码公共流及其对应的专用流来检索其预期消息。对于CSIT的不确定性区域，缩放与SNR（例如，通过缩放反馈位的数量），我们证明了基于RS的设计实现了更高的最大-最小（对称）自由度（DoF）相比，传统的设计（NoRS）。对于非缩放CSIT的特殊情况（例如，固定数量的反馈比特），并且与NoRS相反，RS可以实现非饱和的最大-最小速率。我们提出了一个强大的算法的基础上切割集的方法加上加权最小均方误差（WMMSE）的方法，我们证明了其性能增益超过国家的最先进的设计。最后，我们扩展了RS策略，以解决服务质量（QoS）约束的功率最小化问题，我们表现出显着的收益超过基于NoRS的设计。
2016-06-26 cs.IT math.IT
Joint Transceiver Design Algorithms for Multiuser MISO Relay Systems with Energy Harvesting
在本文中，我们研究了一个多用户中继系统，同时无线信息和功率传输。假设基站（BS）和中继站（RS）都配备有多根天线，研究了BS波束赋形向量、RS放大和前向变换矩阵以及单天线接收机功率分配比的联合收发机设计问题。首先，提出了一种基于交替优化（AO）的迭代算法，并保证收敛性，以连续优化的收发器系数。其次，提出了一种基于切换中继（SR）的设计方案，该方案在保持相同性能的同时，显著降低了基于AO的设计的计算复杂性和开销。在所提出的SR方案中，RS配备有置换矩阵的码本。对于每个置换矩阵，设计了一个潜在的收发器，它由BS波束成形向量，最佳缩放的RS置换矩阵和接收机PS比。对于给定的CSI，选择具有最低总功耗的最佳收发器进行传输。我们提出了一个基于凹凸过程和次梯度型迭代算法的非鲁棒和鲁棒的潜在收发器的设计。仿真结果验证了所提算法的有效性。
2015-08-26 cs.IT math.IT
Joint Fractional Time Allocation and Beamforming for Downlink Multiuser MISO Systems
众所周知，只有当用户数量小于基站（BS）的发射天线数量时，基站（BS）处用于管理服务多个用户的干扰的传统发射波束成形才有效。非正交多址接入（NOMA）可以通过牺牲用户的隐私来提高信道条件较差的用户的吞吐量，因为信道条件较好的其他用户可以解码信道条件较差的用户的信息。NOMA仍然倾向于用户的数量小于BS发射机处的天线的数量。本文解决了这样的问题，通过分配单独的分数时隙为用户提供类似的信道条件。这使得BS能够在时间单元内服务更多用户，同时保护每个用户的隐私。分数时间和波束形成向量被联合优化以最大化系统的吞吐量。一个有效的路径跟踪算法，它调用一个简单的凸二次规划在每次迭代，提出了解决这个具有挑战性的优化问题。数值结果证实了它的通用性。
2017-08-28 cs.IT math.IT
Sum-Rate Maximization for Multiuser MISO Downlink Systems with Self-sustainable IRS
本文研究了多用户多输入单输出（MISO）下行链路通信辅助下的自我可持续的智能反射表面（IRS），它可以收获的功率从接收到的信号。我们研究了联合设计的波束形成器在接入点（AP）和相移和功率收获时间表在IRS最大化的系统和速率。该设计被制定为一个非凸优化问题，考虑到IRS元件的能力，收获无线功率实现自我可持续性。随后，我们提出了一个计算效率高的交替算法，以获得一个次优的解决方案的设计问题。仿真结果表明：在IRS辅助系统中，系统和速率与系统自维持能力之间存在一个非平凡的折衷关系;随着IRS单元数目的增加，系统性能得到改善;采用小比特分辨率的离散移相器的IRS，在连续相移的情况下，系统和速率足以达到理想情况下的可观值。
2020-05-24 cs.IT eess.SP math.IT
Improving the Performance of the Zero-Forcing Multiuser MISO Downlink Precoder through User Grouping
我们考虑多输入单输出（MISO）高斯广播信道，在基站（BS）和$N_u$单天线用户的$N_t$天线在下行链路。我们提出了一种新的用户分组预编码器，它提高了迫零（ZF）预编码器的和速率性能，特别是当信道是病态的。所提出的预编码器将所有用户划分为大小相等的小组。下行链路波束成形然后以这样的方式进行，即在每个用户的接收机处，来自意图用于不在其组中的用户的信号的干扰被消除。组内干扰仍然存在，并且通过在BS处使用脏纸编码（DPC）的连续干扰预减法来消除。所提出的用户分组方法不同于用户选择，因为它是用于将信息预编码到所选择的（调度的）用户的方法，而不是用于选择哪些用户要被调度的方法。通过分析和仿真，所提出的基于用户分组的预编码器相比，ZF预编码器实现了可实现的和速率的显着改善。当用户配对时（即，每组具有两个用户），所提出的预编码器的复杂度是$O(N_u^3) + O(N_u^2 N_t)$，其与ZF预编码器的复杂度相同。
2014-11-27 cs.IT math.IT
Outage Constrained Robust Transmit Optimization for Multiuser MISO Downlinks: Tractable Approximations by Conic Optimization
在本文中，我们考虑一个概率信号干扰噪声比（SINR）约束的问题，在不完美的信道状态信息（CSI）的存在下，多用户多输入单输出（MISO）下行链路的情况下，发射波束成形设计。特别是，我们处理基于中断的服务质量约束，其中每个用户的SINR不满足服务要求的概率不能低于给定的中断概率规范。研究概率SINR约束问题的解决方法很重要，因为实际系统中经常存在CSI错误，如果处理不当，可能会导致严重的SINR中断。然而，主要的技术挑战是如何处理概率SINR约束。为了解决这个问题，我们提出了一种新的松弛-约束（RAR）方法，它包括两个关键要素-半定松弛（SDR），和保守近似概率约束的分析工具。其基本目标是建立近似的概率SINR约束公式的形式凸锥优化问题，使他们可以很容易地实现可用的求解器。使用一个直观的最坏情况的参数或专门的概率结果，我们开发了各种保守的近似方案处理概率约束与二次不确定性。因此，我们得到了几个RAR替代处理概率SINR约束的问题。我们的技术适用于复高斯CSI误差和i.i.d.未知分布的有界CSI误差。此外，从我们广泛的模拟结果表明，建议RAR方法显着改善现有的，无论是在解决方案的质量和计算复杂性。
2011-08-04 cs.IT math.IT
Multiuser MISO PS-SWIPT Systems: Active or Passive RIS?
基于可重构智能表面（RIS）的通信网络有望提高信道容量和能源效率。然而，由于双重路径损耗效应，无源RISs承诺的容量增益可以忽略不计。有源RISs可以克服这个问题，因为它们具有带低成本放大器的反射器元件。本文研究了多用户系统中有源RIS辅助的同步无线信息和功率传输（SWIPT）。用户利用功率分裂（PS）解码信息和收获能量的同时，基于一个现实的分段非线性能量收获模型。目标是通过优化基站的波束形成器、PS比和RIS相移/放大因子来最小化基站的发射功率。仿真结果显示出显著的改进（例如，19%和28%），最大反射功率分别为10 mW和15 mW，相比无源RIS没有更高的计算复杂性成本。我们还展示了所提出的算法对不完美的信道状态信息的鲁棒性。
2022-06-28 cs.IT eess.SP 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
Sum Rate Maximization for Multiuser MISO Downlink with Intelligent Reflecting Surface
智能反射面（IRS）是一种由大量可重构无源单元组成的平面阵列，通过独立控制各单元的相移，实现接收端反射信号的自对准。由于IRS可以在没有RF链的情况下实现，因此它被视为用于提高未来通信系统的频谱效率的具有成本效益的解决方案。这项工作考虑了IRS辅助的多用户多输入单输出下行链路传输，我们的目标是通过联合优化基站的发射波束形成器和IRS的相移（可以是连续的或离散的）来最大化和速率。这种和速率最大化（SRM）问题是具有挑战性的，特别是对于离散相位的情况下。为了解决这个问题，我们首先推导出一个更容易处理的等效公式的SRM问题的结构化凸约束和光滑的目标。从那里，定制派生块协调加速投影梯度算法的开发。仿真结果表明，所提出的设计优于国家的最先进的设计在和速率性能。
2020-10-21 cs.IT eess.SP math.IT
Exploiting Full-duplex Receivers for Achieving Secret Communications in Multiuser MISO Networks
我们考虑一个广播信道，其中一个多天线发射机（爱丽丝）发送$K$机密信息信号的$K$合法用户（鲍勃）在存在的$L$窃听者（伊夫）。Alice使用MIMO预编码来生成信息信号以及她自己的（基于Tx的）友好干扰。通过MIMO迫零来去除每个Bob处的干扰。然而，这在每个Bob周围留下了一个“脆弱区域”，可以被附近的Eve利用。我们解决这个问题，通过增强Tx为基础的友好干扰（TxFJ）与Rx为基础的友好干扰（RxFJ），由每个鲍勃。具体地，每个Bob使用自干扰抑制（SIS）来发送友好干扰信号，同时在相同信道上接收信息信号。我们最小化的权力分配给信息，TxFJ，和RxFJ信号在给定的保证下，对每个鲍勃的个人保密率。当窃听者的信道状态信息是已知的/未知的情况下，该问题得到解决。仿真结果表明了该方法的有效性。此外，我们讨论了如何调度传输时的速率要求需要得到满足的平均，而不是瞬间。在特殊情况下，调度算法，只服务于最强的接收器的性能优于一个调度所有接收器。
2017-01-09 cs.IT math.IT
Joint Transmit and Reflective Beamforming Design for IRS-Assisted Multiuser MISO SWIPT Systems
研究了一种智能反射面辅助的多用户多输入单输出（MISO）无线信息与能量同步传输（SWIPT）系统。在该系统中，多天线接入点（AP）使用发射波束成形将信息和能量信号发送到一组接收器，每个接收器用于信息解码（ID）或能量收集（EH），并且专用部署的IRS适当地控制其反射相移以形成无源反射波束，用于促进接收器处的ID和EH。在这种设置下，我们联合优化AP处的（有源）信息和能量发射波束成形以及IRS处的（无源）反射波束成形，以最大化在所有EH接收器处接收的最小功率，这受到ID接收器处的个体信号与干扰加噪声比（SINR）约束以及AP处的最大发射功率约束。虽然制定的SINR约束的最小能量最大化问题是高度非凸的，我们提出了一个有效的算法，通过使用交替优化和半定松弛（SDR）的技术，以获得高质量的解决方案。数值结果表明，建议的IRS辅助SWIPT系统的信息和能量信号实现了显着的性能增益比基准计划没有IRS部署和/或没有专用的能量信号使用。
2019-10-16 cs.IT eess.SP math.IT
Multiuser MISO Beamforming for Simultaneous Wireless Information and Power Transfer
同时无线信息和功率传输（SWIPT）通过同时提供无线数据和能量接入，预计在未来基于机器或传感器的无线网络中具有丰富的应用。在本文中，我们研究了多用户多输入单输出（MISO）广播SWIPT系统，其中多天线接入点（AP）发送信息和能量同时通过空间复用到多个单天线接收器，每个接收器实现信息解码（ID）或能量收集（EH）。由于EH接收机在实践中以比ID接收机高得多的接收功率操作，因此我们提出了基于接收机位置的传输调度，其中，接近AP的接收器被调度用于EH，而远离AP的接收器被调度用于ID。我们的目标是在给定的一组最小信号干扰噪声比（SINR）的情况下，最大化传输到所有EH接收器的加权和功率。不同ID接收器的约束。特别地，我们考虑两种类型的ID接收器（分别称为类型I和类型II），其不具有或具有消除来自（先验已知的）能量信号的干扰的能力。对于每种类型的ID接收机，我们制定的联合信息和能量发射波束成形设计作为一个非凸二次约束二次规划（QCQP）。首先，我们得到的全局最优解，我们制定的QCQP应用所谓的半定松弛（SDR）的优化技术。通过SDR示出，I型ID接收器不需要专用能量束来实现最佳解决方案;而对于II型ID接收器，采用不超过一个能量束是最佳的。接下来，我们建立了一个新的形式的著名的上行链路-下行链路的对偶开发替代算法，以获得相同的SDR的最优解。
2014-07-15 cs.IT math.IT
Robust and Secure Sum-Rate Maximization for Multiuser MISO Downlink Systems with Self-sustainable IRS
本文研究了一种可自我维持的智能反射表面（IRS），它可以同时从接收到的信号中反射和收获能量的多用户多输入单输出（MISO）下行链路通信。我们研究了联合设计的波束形成器在接入点（AP）和相移，以及能量收集时间表在IRS最大化系统和速率。该设计被制定为一个非凸优化问题，考虑到IRS元件的无线能量收集能力，安全通信，以及对信道状态信息（CSI）不完善的影响的鲁棒性。随后，我们提出了一个计算效率高的迭代算法，以获得一个次优的解决方案的设计问题。在每次迭代中，采用S-过程和逐次凸逼近来处理中间优化问题。仿真结果表明：（1）在系统总速率和IRS的自维持性之间存在一个非平凡的折衷关系：（2）所提出的方案所获得的性能增益在大量能量收集IRS元件的情况下是饱和的; 3）配备有小比特分辨率离散移相器的IRS足以实现相当大的系统总和-具有连续相移的理想情况的速率。
2021-08-04 cs.IT eess.SP math.IT
A Framework for One-Bit and Constant-Envelope Precoding over Multiuser Massive MISO Channels
考虑以下问题：多天线基站（BS）通过预编码向多个单天线用户发送多个符号流。然而，与传统的多用户预编码不同，发送的信号受到二进制，单位模，甚至离散单位模约束。这种约束出现在一位和恒定包络（CE）大规模MIMO场景中，其中高分辨率数模转换器（DAC）分别被一位DAC和移相器取代，以降低硬件成本和能耗。在一比特和CE限制下的多用户预编码造成了显著的设计困难。在本文中，我们建立了一个框架，设计多用户预编码下的一位，连续CE和离散CE的情况下-所有在一个主题。首先，我们制定了一个预编码设计，侧重于最小化的符号错误概率（SEP），假设正交幅度调制（QAM）星座。然后，我们设计了一个算法，我们的SEP为基础的设计。该算法结合了i）一种新的惩罚方法，用于处理二进制，单位模量和离散单位模量约束;和ii）一阶非凸优化配方定制的设计。具体地说，后者是一种通过加速投影梯度的不精确优化最小化方法，仿真结果表明，该方法运行速度非常快，可以处理大量的决策变量。仿真结果表明，所提出的设计提供了显着更好的比特出错率性能比现有的设计。
2019-08-17 cs.IT eess.SP math.IT
Coordinated Beamforming for Multiuser MISO Interference Channel under Rate Outage Constraints
本文研究了多输入单输出（MISO）干扰信道下的协作波束形成设计问题，假设发射端只有信道分布信息（CDI）。在给定的接收机速率中断概率要求下，我们的目标是最大化系统效用（例如，加权和速率、加权几何平均速率和加权谐波平均速率）服从速率中断约束和单独功率约束。中断约束，但是，导致一个复杂的，非凸结构所考虑的波束成形设计问题，使优化问题难以处理。{虽然}这个非凸优化问题可以用穷举搜索的方式来解决，但这种蛮力方法只在发射机-接收机对的数量很小时才可行。对于具有大量发射器-接收器对的系统，计算上高效的替代方案是必要的。因此，本文的重点是设计这种有效的近似方法。特别是，通过采用半定松弛（SDR）和一阶近似技术，我们提出了一种有效的连续凸近似（SCA）算法，通过解决一系列凸近似问题，提供高质量的近似波束形成解决方案。由此获得的解决方案进一步示出为原始中断约束波束成形设计问题的SDR的稳定点。{此外}，我们提出了一种分布式SCA算法，其中每个发射机使用本地CDI和从与其他发射机的有限消息交换中获得的信息来优化其自己的波束形成器。我们的仿真结果表明，所提出的SCA算法和它的分布式对应确实收敛，并接近最佳的性能可以实现所有考虑的系统效用。
2012-11-22 cs.IT math.IT
Channel Estimation and Beamforming for Microwave Linear Analog Computers (MiLACs)-Aided Multiuser MISO Systems
Imperial College London（帝国理工学院）
针对微波线性模拟计算机辅助的多用户MISO系统，提出利用信道相关矩阵秩亏特性，通过模拟域压缩接收信号实现低维信道估计，并级联两个MiLAC高效实现正则化迫零波束成形，大幅降低计算复杂度。
2026-07-02 cs.IT eess.SP math.IT
Spectral Efficiency Maximization for DMA-enabled Multiuser MISO with Statistical CSI
针对仅具备统计CSI的DMA使能多用户MISO上下行系统，本文分别提出基于WMMSE和PDD的优化算法以最大化遍历和速率，数值验证其准确且优越。
2025-06-11 cs.IT eess.SP math.IT
Joint Beamforming Design for Multiuser MISO Downlink Aided by a Reconfigurable Intelligent Surface and a Relay
可重构智能表面（RIS）由于其可控的散射元件，能够引导电磁波到所需的方向，最近引起了相当大的关注。虽然RISs与继电器有一些相似之处，但两者有影响其性能的根本差异。为了利用中继和RIS的优点，本文提出了一种多用户通信系统，其中中继和RIS合作，以提高性能的能量效率。使用奇异值分解（SVD），半定规划（SDP），和函数逼近，我们提出了不同的解决方案，用于优化波束形成矩阵在基站（BS），中继，并在RIS的相移，以最大限度地减少总发射功率的服务质量（QoS）的约束。当继电器工作在半双工和全双工模式时，以及当反射元件具有连续和离散相移时，该问题在不同的情况下得到解决。仿真结果提供了在全双工和半双工模式下，在不同的优化方案下，系统的性能进行比较，与没有RIS或中继。结果表明，全双工中继与RIS协作的系统性能优于其他所有方案，且全双工中继的贡献高于RIS。然而，当所需的QoS高时，RIS比半双工中继执行得更好。结果还表明，增加RIS反射元件的数量在中继器存在的情况下比在没有中继器的情况下更好地提高性能。
2021-04-30 cs.IT math.IT
Multiuser MISO UAV Communications in Uncertain Environments with No-fly Zones: Robust Trajectory and Resource Allocation Design
在本文中，我们研究了多用户下行链路多输入单输出（MISO）无人机（UAV）通信系统的鲁棒资源分配算法的设计，在这种系统中，我们考虑到各种不确定性是不可避免的，如果不加注意，可能会严重降低系统的性能。我们联合优化的二维（2-D）轨迹和发射波束形成矢量的无人机的总功耗最小化。该算法的设计制定为一个非凸优化问题，考虑到不完善的知识所造成的无人机抖动，用户位置的不确定性，风速的不确定性，和多边形禁飞区（NFZ）的出发角（AoD）。尽管优化问题的非凸性，我们最佳地解决它采用单调优化理论和半定规划松弛产生最佳的2-D轨迹和波束形成策略。由于开发的最优资源分配算法需要一个高的计算复杂度，我们还提出了一个次优的迭代低复杂度计划的基础上逐次凸逼近最优性和计算复杂度之间的平衡。我们的仿真结果不仅显示了显着的节能所提出的算法相比，两个基线方案，但也证实了他们的鲁棒性无人机抖动，风速的不确定性和用户位置的不确定性。此外，我们的研究结果揭示了风速不确定性和NFZ的联合存在对无人机轨迹有相当大的影响。尽管如此，通过使用所提出的鲁棒设计来抵消风速的不确定性，我们可以同时最大限度地减少UAV的总功耗，并确保不侵入任何NFZ的安全轨迹。
2019-05-28 cs.IT eess.SP math.IT
Joint Constellation Rotation and Symbol-level Precoding Optimization in the Downlink of Multiuser MISO Channels
研究了无线多天线系统下行链路中多个用户间的同时干扰问题。为了利用多用户干扰并在接收机侧将其转换为有用功率，通过联合利用来自每个单独用户的数据和信道状态信息来利用符号级预编码。本文介绍了一种复杂性降低计划，利用星座的对称性，以减少可能的计算和符号级优化问题的约束条件的数量。本文还提出了一种新的传输技术，联合优化发送符号级预编码和星座旋转的数据流为每个用户。其目的是增加具有相长干涉的概率，从而提高性能。我们专注于提高能源效率，通过降低所需的功率，以满足一定的服务质量的约束，通过解决一个符号级的预编码问题，并找到每个用户星座旋转的最佳相位。该问题是非凸的，因此，我们提出了一个有效的分支定界算法结合半定松弛来解决问题，并找到一个有效的解决方案。数值结果以比较的方式示出所提出的技术的有效性，其在能量效率和功耗方面优于最先进的符号级预编码方案。
2020-11-08 cs.IT eess.SP math.IT
Unraveling the Rank-One Solution Mystery of Robust MISO Downlink Transmit Optimization: A Verifiable Sufficient Condition via a New Duality Result
针对多用户多输入单输出（MISO）下行链路，研究了在信道状态信息（CSI）不准确情况下的鲁棒传输优化问题。这个鲁棒的问题处理一般秩的发送协方差设计，它遵循一个安全的速率约束下的球形有界CSI的不确定性制定。奇怪的是，在以前的作品中的仿真结果表明，鲁棒问题承认在大多数情况下，秩一最佳传输协方差。这样的数值发现是有吸引力的，因为具有秩一协方差的传输可以通过单流发射波束成形容易地实现。这就产生了一个根本性的重要问题，即，我们是否可以在理论上确定的条件下，鲁棒问题承认一个秩一的解决方案。在本文中，我们确定了一个这样的条件。简单地说，我们证明了鲁棒性问题是保证承认秩一的解决方案，如果CSI的不确定性不是太大，多用户信道是不是太差的条件。为了建立上述条件，我们开发了一个新的对偶框架，通过它的鲁棒问题和相关的极大极小问题之间的密切关系被揭示。我们的条件只涉及一个简单的表达式，相对于多用户信道和其他系统参数。特别是，与文献中出现的其他充分秩一条件不同，我们的条件是可验证的。我们的分析框架，其他几个CSI不确定性模型的应用进行了讨论。
2016-12-31 cs.IT math.IT
A Deep Learning Framework for Optimization of MISO Downlink Beamforming
在多用户多输入单输出（MISO）系统中，波束形成是提高接收信号质量的有效手段。传统上，寻找最佳波束成形解决方案依赖于迭代算法，这引入了高计算延迟，因此不适合实时实现。在本文中，我们提出了一个深度学习框架，用于下行链路波束成形的优化。特别地，基于卷积神经网络和利用专家知识（诸如上行链路-下行链路对偶性和最优解的已知结构）来获得解。使用这个框架，我们构建了三个波束形成神经网络（BNN）的三个典型的优化问题，即，信号与干扰加噪声比（SINR）平衡问题、功率最小化问题以及和速率最大化问题。对于前两个问题，BNN采用监督学习方法，而对于和率最大化问题，采用监督和无监督学习的混合方法。仿真结果表明，BNN在解决SINR均衡和功率最小化问题时，性能接近加权最小均方误差算法，而在解决和速率最大化问题时，计算复杂性明显降低。总之，这项工作铺平了道路，快速实现多用户MISO系统中的最佳波束形成。
2020-01-14 cs.IT math.IT
Symbol Based Precoding in The Downlink of Cognitive MISO Channels
提出了一种在MISO认知系统下行链路中进行符号级预编码的方法。新方案试图联合利用数据和信道信息来设计预编码，使认知基站（CBS）的发射功率最小化，而不违反主系统施加的干扰温度约束。在这个框架中，数据信息在符号级处理，这使得能够将认知用户之间的用户内干扰表征为应被利用的有用能量的附加源。建立了构造性多用户传输与物理层组播系统之间的关系。进行了大量的模拟，以验证所提出的技术，并将其与传统的技术进行比较。
2015-05-08 cs.IT math.IT
A Robust Deep Learning-Based Beamforming Design for RIS-assisted Multiuser MISO Communications with Practical Constraints
University of Electronic Science and Technology of China（电子科技大学）；Zhejiang University（浙江大学）
近年来，可重构智能表面（RIS）已成为一种很有前途的技术，以改善无线通信。它通过控制可重构的无源元件，以较少的硬件成本和较低的功耗来引导入射信号，以创造一个良好的传播环境。在本文中，我们考虑了一个RI辅助的多用户多输入单输出下行链路通信系统。我们的目标是最大化的加权和速率的所有用户通过联合优化的主动波束形成在接入点和被动波束形成向量的RIS元素。与大多数现有的作品，我们认为更实际的情况下，离散相移和不完善的信道状态信息（CSI）。具体来说，对于离散相移和理想CSI的情况下，我们首先开发了一个深度量化神经网络（DQNN），同时设计的主动和被动波束形成，而大多数报道的作品设计他们交替。然后，我们提出了一种改进的结构（I-DQNN）的基础上DQNN简化参数的决策过程时，每个RIS元素的控制位大于1位。最后，我们提出的两个DQNN为基础的算法的情况下，离散相移和不完美的CSI被认为是同时。仿真结果表明，这两种基于DQNN的算法在理想CSI情况下具有比传统算法更好的性能，在不理想CSI情况下也具有更好的鲁棒性。
2021-11-12 cs.IT cs.LG eess.SP
Full-Duplex Multiuser MISO Under Coarse Quantization: Per-Antenna SQNR Analysis and Beamforming Design
Korea Advanced National Institute of Science and Technology (KAIST)（韩国科学技术院）；Pohang University of Science and Technology (POSTECH)（浦项科技大学）
本文提出了一种考虑自干扰和量化的波束成形方法，以提高全双工多用户MISO系统在粗量化下的频谱效率。
2026-01-23 cs.IT eess.SP math.IT
PSK Precoding in Multi-User MISO Systems
我们考虑下行链路的情况下，多用户多输入单输出（MU-MISO）通信系统的恒定包络（CE）信号从每个天线发出。这导致能量高效的功率放大器（PA）。我们提出了一个整体的CE预编码方案的基础上，符号的最小平方误差（SMSE）标准。此外，我们还分析了低分辨率量化引入PSK的失真，以提高能量效率。我们提出了三种解决方案的算法，并检查其性能，以决定不同的量化分辨率的最佳选择。我们的研究结果表明，良好的性能可以实现最小的损失相比，一个理想的非量化的情况下。最后，我们分析和讨论的结果，并考虑预编码器的整体复杂性以及实现问题。
2017-06-27 cs.IT math.IT
Reconfigurable Intelligent Surface Assisted Multiuser MISO Systems Exploiting Deep Reinforcement Learning
Singapore University of Technology and Design（新加坡科技设计大学）
最近，可重构智能表面（RIS），受益于可编程超材料制造的突破，已被推测为未来第六代（6G）无线通信系统的关键使能技术之一，其规模超过大规模多输入多输出（Massive-MIMO）技术，以实现智能无线电环境。RIS用作反射阵列，能够在不需要射频链的情况下辅助MIMO传输，从而大幅降低功耗。在本文中，我们研究了联合设计的发射波束形成矩阵在基站和相位移矩阵在RIS，利用深度强化学习（DRL）的最新进展。我们首先开发了一个基于DRL的算法，其中的联合设计是通过观察预定义的奖励，在连续的状态和动作的上下文中，通过试错与环境的相互作用。与大多数报道的作品利用交替优化技术，交替获得发射波束形成和相移，所提出的DRL的算法获得的联合设计同时作为DRL神经网络的输出。仿真结果表明，该算法不仅能够从环境中学习并逐步改善其行为，而且与两个最先进的基准测试相比，性能相当。研究还表明，适当的神经网络参数设置将显著提高算法的性能和收敛速度。
2020-02-24 cs.IT cs.LG math.IT
Globally Optimal Resource Allocation Design for IRS-Assisted Multiuser Networks with Discrete Phase Shifts
智能反射表面（IRS）由于其定制无线传播环境的能力而被设想为在未来通信系统中实现高频谱和能量效率的低成本解决方案。虽然IRS辅助多用户无线通信系统的资源分配设计已经在文献中详尽的研究，这样的系统的最佳设计和性能仍然没有得到很好的理解。为了填补这一空白，在本文中，我们研究了IRS辅助的多用户多输入单输出（MISO）系统的最优资源分配。特别是，我们共同优化波束形成在基站（BS）和离散IRS相移，以最大限度地减少总发射功率。为了获得非凸组合优化问题的全局最优解，基于Schur补和广义Bender分解，提出了一种保证收敛的资源分配算法.我们的数值结果表明，该算法可以显着降低BS发射功率相比，最先进的次优交替优化为基础的方法，特别是对于中到大量的IRS元素。
2023-02-24 cs.IT math.IT
Coordinated Linear Precoding in Downlink Multicell MU-MISO OFDMA Networks
研究了下行链路多小区多用户正交频分多址（OFDMA）网络中的协作线性预编码。提出了一种简单、快速、可证明收敛的算法，该算法在每个基站（BS）发射功率约束下最大化加权和速率。利用序贯参数凸逼近（SPCA）方法，将非凸加权和率最大化（WSRM）问题逼近到一个可解的凸形式。通过适当的变量变换、一阶线性逼近和双曲约束变换等方法，得到了优化问题的目标函数和约束条件的二阶锥规划（SOCP）公式，与已知的迭代WSRM算法相比，该算法收敛于次优解所需的迭代次数较少.最后，数值结果证明了所提出的算法的有效性和优越性。
2017-08-16 cs.IT math.IT
Secure SWIPT in the Multiuser STAR-RIS Aided MISO Rate Splitting Downlink
本文提出一种基于STAR-RIS辅助的安全SWIPT下行RSMA系统，通过顺序参数凸近似的两步迭代算法优化预编码和STAR-RIS配置，最大化最坏情况总保密速率，显著提升了保密传输速率和频谱效率，且性能优于OMA和NOMA。
2024-06-02 cs.IT eess.SP math.IT
Simultaneous Wireless Information Power Transfer for MISO Secrecy Channel
研究了多用户多输入单输出（MISO）保密信道下的无线信息和功率同步传输（SWIPT）问题。首先，考虑没有人工噪声（AN）设计的发射波束成形，其中两个保密率优化框架（即，保密率最大化和收获能量最大化）。这两个优化问题都不是凸优化问题，不能直接求解。对于保密率最大化问题，采用二分法优化相关的功率最小化问题，并采用一阶泰勒级数展开近似能量收获（EH）约束和收获能量最大化问题。此外，我们将我们提出的算法扩展到相关的鲁棒方案，通过结合信道的不确定性，其中两个层次的方法，提出了收获的能量最大化问题。然后，针对相同的保密率最大化问题，研究了基于AN设计的发射波束形成问题，分别将其转化为基于一维搜索的半定规划问题和基于逐次凸逼近的半定规划问题。此外，秩松弛的紧密性分析表明，最佳的发送协方差矩阵正好返回秩1。仿真结果验证了该算法的性能。
2015-03-22 cs.IT math.IT
Robust Monotonic Optimization Framework for Multicell MISO Systems
多用户系统的性能既难以公平地测量，也难以优化。大多数资源分配问题是非凸的和NP-难的，即使在简化的假设下，如完善的信道知识，用户之间的同质信道属性，和简单的功率约束。我们建立了一个通用的优化框架，系统地解决这些问题的全局最优性。提出的分支归约定界（BRB）算法处理具有单天线用户、多天线发射机、任意二次功率约束和对信道不确定性的鲁棒性的一般多小区下行链路系统。该算法在每次迭代中求解一个鲁棒的公平性轮廓优化（RFO）问题，这是一个拟凸问题，是最大最小公平性的一种新推广。BRB算法计算量大，但它比以前提出的外多块近似算法具有更好的收敛性。我们的框架是适合于计算基准在一般的多细胞系统，或没有通道的不确定性。我们说明了这一点，推导和评估迫零解决方案的一般问题。
2012-04-26 cs.IT math.IT
