Wireless Bidirectional Relaying using Physical Layer Network Coding with Heterogeneous PSK Modulation
在使用物理层网络编码（PLNC）的双向中继中，通常假设用户在多址接入阶段采用相同的调制方案。然而，正如Zhang等人所观察到的，可能不希望用户总是使用相同的调制方案，特别是当用户中继信道不是同样强时。这种方案被称为异构PLNC。然而，[1]中的方法使用计算密集的最近邻聚类（CNC）算法来找到要在中继处应用的网络编码映射。此外，治疗是特定于异质性调制的某些情况下。在本文中，我们表明，当用户采用异构但对称的PSK调制，网络编码映射和映射区域中的衰落状态平面可以得到解析。性能结果以中继出错率（RER）和比特出错率（BER）的形式提供。
2017-03-12 cs.IT math.IT
On Multiple-Input Multiple-Output OFDM with Index Modulation for Next Generation Wireless Networks
多输入多输出带索引调制的正交频分复用（MIMO-OFDM-IM）是近年来提出的一种新的多载波传输技术，它可以替代传统的MIMO-OFDM。在该方案中，OFDM与索引调制（OFDM-IM）的概念与MIMO传输相结合，以利用这两种技术的优点。在本文中，我们阐明了下一代5G无线网络的MIMO-OFDM-IM方案的实现和错误性能分析。提出了基于最大似然（ML）、近似最大似然（near-ML）、简单最小均方误差（MMSE）和有序连续干扰消除（OSIC）的MIMO-OFDM-IM MMSE检测器，并研究了它们的理论性能。通过大量的计算机模拟表明，MIMO-OFDM-IM方案在误码性能和频谱效率之间提供了一个令人感兴趣的折衷，并且在实际条件下，使用不同类型的检测器时，它获得了比经典MIMO-OFDM更好的误码性能。
2016-04-24 cs.IT math.IT
Green Modulation in Proactive Wireless Sensor Networks
由于传感器节点的特殊性，选择能量有效且实现复杂度低的调制方式（绿色调制）是无线传感器网络物理层的一个关键因素。本文提出了（据我们所知）的第一个深入分析的能源效率的各种调制方案，使用现实的模型在IEEE 802.15.4标准和目前的最先进的技术，在一个积极的无线传感器网络在瑞利和莱斯平坦衰落信道模型的路径损耗找到最佳方案。为此，我们描述了系统模型，根据一个预定的基于时间的过程中实际的传感器节点。本分析还包括带宽和活动模式持续时间的影响，在通带和超宽带（UWB）类别的流行的调制设计的能源效率。实验结果表明，在各种带通调制和UWB调制方案中，非相干多进制频移键控（NC-MFSK）和开关键控（OOK）具有较低的$M$阶数，在短距离情况下具有显著的节能效果，可以作为无线传感器网络的理想选择。此外，NC-MFSK和OOK方案具有实现复杂度和成本较低的优点。
2009-10-05 cs.IT math.IT
Green Modulations in Energy-Constrained Wireless Sensor Networks
由于传感器设备的独特特性，寻找低复杂度的节能调制（称为绿色调制）对无线传感器网络（WSNs）的物理层设计提出了重大挑战。为了实现这一目标，我们提出了一个深入的分析各种调制方案的能源效率，在IEEE 802.15.4标准中使用现实的模型，以找到最佳的基于距离的方案在无线传感器网络在瑞利和莱斯衰落信道的路径损耗。我们描述了一个积极主动的系统模型，根据一个灵活的占空比机制，在实际的传感器装置。本分析包括信道带宽和活动模式持续时间对流行的调制设计的能量消耗的影响。路径损耗指数和DC-DC转换器效率也被考虑。在考虑能量效率和复杂度，它表明，在各种正弦载波调制，优化的非相干M进制频移键控（NC-MFSK）是最节能的方案在稀疏的无线传感器网络的路径损耗指数的每个值，其中的优化是在调制参数。此外，我们表明，开关键控（OOK）显示出显着的节能相比，优化的NC-MFSK在密集的无线传感器网络中的路径损耗指数的值小。
2010-08-23 cs.IT math.IT
Performance of Single User vs. Multiuser Modulation in Wireless Multicarrier (MC) Communications
本文的主要目的是比较块传输系统的性能分析的码分多址（CDMA）调制在广义多载波环境与线性调制技术的单用户和多用户。对不同的直接序列码分多址（DS-CDMA），如MC-CDMA、MC-DS-CDMA、MC-SS-CDMA，也将对GMC-CDMA多用户的有效性进行判断。分析比较将在计算的比特错误概率的频率选择性和缓慢平坦衰落信道的不同调制技术。比特出错率应该是性能的良好指标。分析了DS-CDMA在频率选择性信道和MC-CDMA在平坦衰落信道下的容限特性，并推导了块扩频多用户多载波系统通过块符号扩频和快速傅立叶变换（FFT）运算改善的容量和出错率性能。GMC-CDMA应该给出保证的符号恢复，而不管信道限制。
2013-05-31 cs.IT math.IT
Energy-Efficient Modulation Design for Reliable Communication in Wireless Networks
在本文中，我们考虑了优化的$M$ -ary正交幅度调制（MQAM）星座的大小，以最小化的比特能量消耗下的平均比特出错率（BER）的约束。在能量消耗的计算中，考虑了电路、传输和重传能量。结合对数正态阴影和瑞利衰落模型的无线信道建模。通过对数正态阴影效应下的中断概率确定链路可靠性和重传概率。考虑单跳和多跳传输。通过数值计算，确定了最佳星座尺寸。一些有趣的意见与实际影响。可以看出，虽然在小的传输距离处优选大的星座，但是星座尺寸应当随着距离的增加而减小。在固定和可变发射功率场景中观察到类似的趋势。我们已经注意到，可变功率方案可以获得更高的能量效率。本文还分析了多跳线性网络中的节能调制设计。在这种情况下，调制大小和路由路径被联合优化，并且提供了线性网络中经历的比特能量和延迟的分析。
2009-06-21 cs.IT math.IT
Differential Modulation Exploiting the Spatial-Temporal Correlation of Wireless Channels With Moving Antenna Array
随着高速列车的快速发展，为铁路乘客提供可靠的无线服务正成为一个日益重要的问题。在本文中，利用HST通信场景中固有的线性移动性，我们发现了一种新型的空间-时间相关的基站和移动天线阵列的训练的屋顶上。利用新的空时相关结构和特性，提出了一种改进的差分空时调制（DSTM）方案。得到了系统两两错误概率的解析表达式。仿真结果表明，与传统的DSTM方案相比，该方法具有更好的误码性能。此外，为了进一步提高系统性能，提出了一种动态调整传输块长度的自适应方法。数值结果验证了所提出的方案的性能。
2015-11-11 cs.IT math.IT
Hadamard Coded Modulation: An Alternative to OFDM for Optical Wireless Communications
正交频分复用（OFDM）是一种易受信源、信道和放大器非线性影响的调制技术，因为它具有较高的峰均比（PAPR）。随着OFDM信号的平均功率的增加，失真变得更糟，因为大部分信号受到非线性的影响。在本文中，我们介绍了阿达玛编码调制（HCM），使用快速沃尔什-阿达玛变换（FWHT）调制数据作为一种替代技术，OFDM直接检测无线光系统。该技术由于其小的PAPR而被示出对于高平均光功率场景具有更好的性能，并且可以在两种场景中代替OFDM使用：1）在需要高平均光功率的光学系统（诸如可见光通信（VLC））中，以及2）在不受平均功率约束的光学无线系统中，对于该光学无线系统，与OFDM相比，HCM实现更低的比特出错率（BER）。HCM的功率效率可以通过在不丢失任何信息的情况下去除信号的DC偏置的一部分来提高。以这种方式，所发送的信号的幅度减小，并且信号变得对非线性不太敏感。交织可以应用在HCM上，通过将干扰均匀地分布在所有符号上，使所得信号抵抗色散信道中的符号间干扰（ISI）效应。
2014-04-04 cs.IT math.IT
A Survey on Spatial Modulation in Emerging Wireless Systems: Research Progresses and Applications
空间调制（SM）是一种创新的和有前途的数字调制技术，以简单的设计理念在频谱效率和能量效率之间达成了吸引人的折衷。短消息具有许多优点，在满足未来无线通信需求方面显示出巨大的潜力。SM背后的关键思想是通常通过发射天线的ON/OFF状态来传达附加信息，同时通过减少射频链的数量来节省实现成本。因此，SM概念可以对不同的应用具有广泛的影响，并且可以应用于其他信号域，例如频率/时间/代码/角度域或甚至跨多个域。本综述全面介绍了SM研究的最新成果和进展。具体而言，SM的基本原理，系统设计的变体，和增强进行了详细描述。此外，SM家族与其他有前途的技术，新兴的通信系统中的应用，并扩展到新的信号域的集成也进行了广泛的研究。
2019-07-03 cs.IT math.IT
Modulation Formats and Waveforms for the Physical Layer of 5G Wireless Networks: Who Will be the Heir of OFDM?
5G蜂窝通信有望为移动用户提供千兆体验，相对于当前的LTE系统，容量增加高达三个数量级。人们普遍认为，这一雄心勃勃的目标将通过涉及不同网络层的创新技术的组合来实现。在物理层，OFDM调制格式及其多址接入策略OFDMA并不被认为是理所当然的，并且正在考虑几种有望获得更大频谱效率值的替代方案。本文综述了一些适合5G的调制格式，通过比较分析它们在蜂窝环境中的性能，以及讨论它们与特定5G成分的相互作用，丰富了这些调制格式。采用实际信道测量，与大规模MIMO系统的相互作用也进行了讨论。
2014-07-22 cs.IT math.IT
Differential Modulation and Non-Coherent Detection in Wireless Relay Networks
协作通信技术在下一代的许多无线通信应用中找到了它的方向。由于协作网络的分布式特性，获取衰落信道信息进行相干检测比传统的点对点通信更具挑战性。为了绕过对信道信息的要求，可以部署差分调制以及非相干检测。本论文主要研究合作网路中的差动调变与非相干侦测技术。具体而言，论文研究了移动环境中非相干检测的行为和鲁棒性（即，时变信道）。信道变化量与归一化多普勒频移有关，归一化多普勒频移是用户移动性的函数。多普勒频移用于区分慢时变（慢衰落）和快时变（快衰落）信道。几个重要的中继拓扑，包括单分支和多分支双跳中继与/无直接链路，采用放大转发中继和两个符号的非相干检测的性能进行了分析。为此，一个时间序列模型的发展特征的级联通道中遇到的放大和转发继电保护的时变性质。
2014-08-15 cs.IT math.IT
Wireless Quantization Index Modulation: Enabling Communication Through Existing Signals
随着物联网设备的数量继续呈指数级增长并使无线频谱饱和，迫切需要额外的频谱来支持大型无线设备网络。在过去的几年里，已经提出了许多有前途的解决方案，但它们都受到新基础设施成本、设置和维护的缺点，或者由于FCC法规而难以实施。在本文中，我们提出了一种新的无线量化索引调制（QIM）技术，该技术使用现有的基础设施将信息嵌入到现有的无线信号中，以与物联网设备进行通信，对原始信号的影响可以忽略不计，并且频谱开销为零。我们探索无线QIM的设计空间，并评估在不同条件下在电视，FM和AM无线电广播信号中嵌入信息的性能。我们证明，我们可以嵌入消息高达8-200~kbps的原始FM，AM和电视信号的音频和视频质量分别可以忽略不计的影响。
2018-04-25 cs.IT cs.NI math.IT
Joint Adaptive Modulation-Coding and Cooperative ARQ for Wireless Relay Networks
本文提出了一种跨层的方法，联合设计自适应调制和编码（AMC）的物理层和协作截断自动重传请求（ARQ）协议的数据链路层。首先，我们推导出一个精确的封闭形式的频谱效率的联合AMC合作ARQ计划的表达。为了最大化该系统性能指标，我们优化了直接满足数据链路层规定的分组丢失率约束的AMC方案。结果表明，采用协作ARQ作为重传策略，与物理层仅采用AMC的系统相比，显著提高了系统的频谱效率。此外，建议的自适应速率协作ARQ方案优于固定速率对应时，在源和中继的传输模式选择的基础上的信道统计。这反过来量化了无线中继网络中AMC和ARQ的联合设计所实现的可能增益。
2008-11-26 cs.IT math.IT
Protograph Bit-Interleaved Coded Modulation: A Bandwidth-Efficient Design Paradigm for 6G Wireless Communications
比特交织编码调制（BICM）在过去的三十年里引起了研究界的极大关注，因为它可以在大量的通信和存储系统中以相对较低的实现复杂度获得理想的误码性能。通过利用迭代解映射和解码（ID），BICM能够在各种信道上接近编码调制的容量限制。近年来，原模低密度奇偶校验（PLDPC）码及其空间耦合（SC）码以其强大的纠错能力和简单的结构成为BICM系统的前向纠错（FEC）解决方案，并在深空通信、卫星通信、无线通信、光通信和数据存储等领域得到了广泛的应用。本文对PLDPC-BICM的最新发展及其在各种通道模型上的创新SC变体进行了全面调查，例如，加性高斯白噪声（AWGN）信道、衰落信道、泊松脉冲位置调制（PPM）信道和闪存信道。特别感兴趣的是代码的建设，星座成形，以及比特映射器的设计，其中的接收机被制定为一个串行级联的解码框架组成的软决策解映射器和置信传播解码器。最后，几个有前途的研究方向进行了讨论，这还没有得到充分的解决，在目前的文献。
2022-10-27 cs.IT math.IT
Generalized Spatial Modulation in Indoor Wireless Visible Light Communication
本文研究了广义空间调制（GSM）在室内无线可见光通信（VLC）系统中的性能。GSM使用$N_t$发光二极管（LED），但在给定时间仅激活其中的$N_a$。空间调制和空间复用分别是具有$N_{a}=1$和$N_{a}=N_t$的GSM的特殊情况。本文首先推导了VLC系统中GSM系统最大似然（ML）检测的比特出错率（BER）的解析上界。分析和仿真结果表明，推导的上限是非常严格的中到高信噪比（SNR）。信道增益和信道相关性影响GSM性能，使得在最佳LED间隔处实现最佳BER。此外，对于固定的传输效率，VLC中的GSM的性能随着LED的半功率半角度的减小而提高。然后，我们在VLC系统中的GSM的性能与其他MIMO方案，如空间复用（SMP），空移键控（SSK），广义空移键控（GSSK），和空间调制（SM）进行比较。分析和仿真结果表明，VLC中的GSM在中等到高SNR下优于其他考虑的MIMO方案;例如，对于每个信道使用8比特，GSM在$10^{-4}$ BER下优于SMP和GSSK约21 dB，优于SM约10 dB。
2015-03-11 cs.IT math.IT
Learning to Communicate and Energize: Modulation, Coding and Multiple Access Designs for Wireless Information-Power Transmission
未来几十年，低功耗设备数量的爆炸式增长要求重新思考无线网络设计，即统一信息和功率的无线传输，以便充分利用RF频谱、辐射和基础设施，实现通信和供电的双重目的。本文提供了一种新的学习为基础的方法对这样的无线网络设计。为此，一个实用的能量采集器的参数模型，占各种来源的非线性，提出了使用非线性回归算法应用于收集的真实数据。基于该模型，研究了点对点链路上无线信息功率同步传输（SWIPT）调制设计的学习问题。发射机和接收机的联合优化使用基于神经网络（NN）的自编码器来实现。结果表明，通过增加接收机的功率需求，基带发射调制星座收敛到一个开关键控信令。利用通过学习获得的观察，算法SWIPT调制设计。通过数值结果可以看出，与从学习中获得的调制相比，所提出的调制的性能损失可以忽略不计。扩展研究的问题，学习调制设计的多用户SWIPT的情况下和编码调制设计点到点SWIPT被认为是。本文的主要结论是利用基于学习的结果来设计非基于学习的算法。特别是，通过学习获得的结果的启发，编码调制设计的算法方法，它执行非常接近其学习同行，是显着优越的，由于其高实时适应性的新系统设计参数。
2019-09-14 cs.IT eess.SP math.IT
Combinatorial Channel Signature Modulation for Wireless ad-hoc Networks
在本文中，我们介绍了一种新的调制和复用方法，有利于高效，同时在无线ad-hoc网络中的多个终端之间的通信。我们称这种方法为组合信道签名调制（CCSM）。CCSM方法在通信节点在高度时间分散的环境中操作的情况下特别有效。这一切都是以最小的MAC层开销实现的，因为所有用户都可以在相同的时间/频率上发送和接收（全同步双工）。CCSM方法的根源在于稀疏建模，接收器基于压缩采样技术。为此，我们开发了一种新的低复杂度的算法，称为组子空间追踪。我们的分析表明，CCSM至少增加了一倍的吞吐量相比，国家的最先进的。
2012-01-26 cs.IT cs.NI math.IT
Study of Symbol Error Probability Constrained Precoding with Zero-Crossing Modulation for Wireless Systems with 1-Bit ADCs
针对1比特ADC无线系统，提出一种基于服务质量约束的预编码方法，利用过零调制和符号错误概率约束，优化多用户MIMO下行链路性能。
2025-05-26 cs.IT math.IT
On the Capacity of Intensity-Modulation Direct-Detection Gaussian Optical Wireless Communication Channels: A Tutorial
采用强度调制和直接检测（IM/DD）的光无线通信（OWC）具有一个信道模型，该模型由于对信道输入的约束而具有独特的特征。本教程的目的是概述与输入无关的高斯噪声作为OWC信道的模型的IM/DD信道的容量的结果。它为读者提供了一个切入点的主题，并强调了在这一领域的一些主要贡献。它首先讨论了信道模型以及IM/DD高斯信道模型是如何产生的，此外还解释了输入约束。然后讨论了单输入单输出信道的容量、容量的计算、容量界和容量的渐近结果。然后，它扩展到多输入多输出设置的讨论，并审查该信道模型的容量界限。最后，它讨论了多用户信道建模为一个广播信道（下行链路）或多址信道（上行链路），其相关的容量界限。
2021-10-12 cs.IT math.IT
Generalised Precoded Spatial Modulation for Integrated Wireless Information and Power Transfer
通过调制幅度、相位或频率的常规无线信息传输在同时无线功率传输（WPT）的存在下导致不可避免的速率-能量（RE）折衷。在呼应Varshney的开创性的概念，联合传输信息和能量，我们提出了所谓的广义预编码空间调制（GPSM）辅助集成无线信息和功率传输（IWIPT）的概念，采用功率分配接收器。GPSM的原理是接收天线（RA）的特定子集被激活，并且激活模式本身传达有用的信息。因此，我们的GPSM辅助IWIPT概念的新颖之处在于，除了传统的基于波形的信息进行的经典的M进制调制的RA模式为基础的信息传输。在功率分割接收机处针对WPT调用的射频（RF）到直流（DC）功率转换之后，非相干检测器简单地比较由每个合法RA模式累积的剩余接收功率，以便识别最可能的RA。该操作之后是下变频和常规基带（BB）M进制检测。我们的分析和仿真都表明，在空间域（SD）中表示的基于RA模式的信息传输表现出对任何潜在的功率转换引起的性能下降的有益免疫力，因此当另外考虑基于波形的信息传输时，提高了整体RE权衡。此外，我们调查的影响，现实的不完美的信道状态信息在发射机（CSIT），以及所遇到的天线相关性。最后，系统的渐近性能的特点是在大规模的多输入多输出（MIMO）系统的背景下。
2017-05-31 cs.IT math.IT
Secure Precise Wireless Transmission with Random-Subcarrier-Selection-based Directional Modulation Transmit Antenna Array
本文提出了一种基于正交频分复用（OFDM）和定向调制（DM）的无线传输方案，即RSCS-OFDM-DM，该方案综合利用人工噪声（AN）投影、相位对准（PA）/波束形成、随机子载波选择（RSCS）等多种技术，将保密信息安全、准确地传输到期望用户。该RSCS-OFDM-DM方案为发射机和期望的接收机提供了极其低的复杂度结构，并且使得安全和精确的无线传输在实践中是可实现的。对于非法窃听者来说，机密消息的接收能力非常弱，一旦被AN破坏，他们的接收机就无法成功地拦截这些机密消息。在这种方案中，相位对准/波束形成向量和AN投影矩阵的设计密切依赖于期望的方向角和距离。特别要注意的是，RSCS的使用导致重要的结果，即机密消息的接收功率主要集中在期望接收器周围的小的相邻区域上，并且其功率的仅小部分泄漏到剩余的大的宽区域。这个概念被称为安全精确传输。推导了实时接收信干噪比（SINR）的概率密度函数。同时，得到了平均信干噪比及其紧上界。通过分析信干噪比的第一个零值位置，明确窃听区域，推导出平均保密率的近似封闭表达式。
2017-05-27 cs.IT math.IT
Single-Carrier Modulation versus OFDM for Millimeter-Wave Wireless MIMO
本文介绍了在典型的5G场景中，在毫米波频率（mmWave）下工作的无线多输入多输出（MIMO）链路的可实现频谱效率和能量效率的结果。考虑两种不同的单载波调制解调器方案，即，在接收端采用线性均衡的传统调制方案，以及在接收端采用循环前缀、频域均衡和基于FFT处理的单载波调制方案;将这两种方案与传统MIMO-OFDM收发机结构进行比较。我们的分析共同考虑到毫米波频率的MIMO信道的特有特性，使用混合（模拟-数字）预编码和后编码波束形成器，调制结构的有限基数，以及发射机功率放大器的非线性行为。我们的研究结果表明，最好的性能是通过单载波调制与时域均衡，表现出最小的损失，由于非线性失真，其性能可以进一步提高，通过使用先进的均衡方案。结果还证实，当链路长度超过90-100米且发射功率低于0 dBW时，性能会严重下降。
2017-11-16 cs.IT cs.NI math.IT
Fluid RIS (FRIS)-Assisted Index Modulation for 6G Wireless Communications
University College London（伦敦大学学院）；Kyung Hee University（庆熙大学）；National Mobile Communications Research Laboratory, Southeast University（东南大学国家移动通信重点实验室）；Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）
本文研究了流体可重构智能表面（FRIS）如何支持索引调制（IM），其中信息位选择一个表面配置，接收端从诱导的接收端响应中检测索引。关键挑战是许多可行的FRIS布局不一定导致可靠的空域索引。为解决此问题，本文提出了一种响应感知设计观点，根据响应域分离性选择FRIS空间码本，而非仅依赖布局多样性。此外，讨论了执行粒度作为实际设计调节器，平衡空域多样性、试点开销、耦合鲁棒性和硬件可行性。
2026-05-21 cs.IT math.IT
RIS-Assisted Received Adaptive Spatial Modulation for Wireless Communications
本文提出一种RIS辅助的接收端自适应空间调制方案，通过接收端基于ASM的天线组合选择提升频谱效率并保持良好误码性能，仿真与分析验证其在实际无线通信中的优越性。
2025-02-25 cs.IT cs.PF math.IT
The Impact of Channel Feedback on Opportunistic Relay Selection for Hybrid-ARQ in Wireless Networks
本文提出了一个分散的中继选择协议的密集无线网络，并描述了信道反馈策略，提高其性能。建议的选择协议支持混合自动重传请求传输，中继转发奇偶校验信息的目的地在解码错误的情况下。信道反馈用于改进中继选择过程，并用于在所提出的自适应调制传输框架中选择适当的传输模式。提出的自适应调制策略的吞吐量的近似值，并说明通过最大化这个近似值的吞吐量的依赖系统参数，如中继竞争概率和自适应调制切换点。仿真结果表明，所提出的选择策略的吞吐量是由一个集中的选择方法，依赖于地理信息所产生的。
2008-04-01 cs.IT math.IT
Spatial Modulation: an Attractive Secure Solution to Future Wireless Network
作为一种绿色、安全的无线传输方式，安全空间调制（SM）技术正成为研究的热点。其基本思想是利用发射天线的激活指数和幅相调制信号来承载信息，提高保密性，节省能量。在本文中，我们回顾了它的关键挑战：发射天线选择（TAS），人工噪声（AN）投影，功率分配（PA）和联合检测在期望的接收机。随着信号星座图的中、大规模化，传统的最大似然检测算法的复杂度变得难以承受。为了降低这种复杂度，提出了一种低复杂度的最大似然（ML）检测器。为了进一步提高保密率（SR）性能，提出了一种深度神经网络（DNN）PA策略。仿真结果表明，所提出的低复杂度最大似然检测器具有较低的复杂度，与联合最大似然方法具有相同的误出错率性能，而DNN方法在复杂度和SR性能之间取得了很好的平衡。
2021-03-06 cs.IT eess.SP math.IT
Ber analysis of iterative turbo encoded miso wireless communication system under implementation of q-ostbc scheme
本文对MISO无线通信系统的性能进行了全面的研究。所研究的4 × 1空间复用Turbo编码系统结合了QPSK、QAM、16 PSK和16 QAM数字调制下的准正交空时分组编码（Q-STBC）和ML信号检测方案。仿真结果表明，QAM调制方式能显著改善系统性能。结果还表明，在Turbo编码/解码方案中，随着迭代次数的增加，系统性能显著增强。
2012-03-08 cs.IT math.IT
Multi-user Communication in Difficult Interference
同频干扰（CCI）是无线通信中的主要干扰之一。CCI通常会降低无线通信链路的可靠性，但是尽管有无数的CCI缓解方法，但对于期望信号来说并不强或弱的困难CCI会破坏无线链路。本文表明，M-QAM（正交幅度调制）或类似的调制方案，调制信息在同相和正交相位是特别容易受到困难的CCI。尽管众所周知的缺点，它示出在本文中，M-PAM或类似的计划，使用一个单一的维度调制提供了一个重要的手段，难以CCI缓解。
2019-04-06 cs.IT math.IT
A Learning Approach To Wireless Information and Power Transfer Signal and System Design
研究了噪声信道下无线信息和功率同步传输（SWIPT）的端到端学习问题。在接收端采用能量采集器（EH）的非线性模型，使用基于深度神经网络（DNN）的自编码器实现发射端和接收端的联合优化。在接收机的不同级别的“功率”和“信息速率”的需求的调制星座。数值优化的信号星座与以前的理论结果是一致的。特别地，可以观察到，随着接收器能量需求的增加，除了一个调制符号之外的所有调制符号都集中在原点周围，而另一个符号沿着实部或虚部子信道远离原点。
2018-10-29 cs.IT math.IT
Flexible LED Index Modulation for MIMO Optical Wireless Communications
光无线通信（OWC）前端设备的有限带宽促使使用多输入多输出（MIMO）技术来提高数据率。已知通过空间复用（SMX）可以实现非常高的复用增益，以换取穷举检测复杂度。可替代地，在空间调制（SM）中，每个时间实例激活单个发光二极管（LED），其中信息由信号和LED索引两者携带。由于仅LED是活动的，因此发射器（TX）和接收器（RX）两者的复杂性都显著降低，同时保留空间域中的信息传输。然而，与SMX相比，SM中出现了显着的频谱效率损失。在本文中，我们提出了一种技术，采用这两种系统的优点。因此，所提出的灵活LED折射率调制（FLIM）技术利用LED的非活动状态作为发送符号。因此，与传统技术不同，每次传输中有源LED的数量都会改变。此外，系统的复杂度降低，采用线性最小均方误差（MMSE）均衡器和角度扰动接收机在RX。数值结果表明，FLIM优于参考系统至少6 dB的低和中/高频谱效率区域。
2022-04-14 cs.IT eess.SP math.IT
Wireless Information and Power Transfer for IoT: Pulse Position Modulation, Integrated Receiver, and Experimental Validation
同时无线信息和电力传输（SWIPT）已成为一种可行的技术，可以为低功耗自主设备供电和连接，并实现未来的物联网（IoT）。SWIPT的一个主要挑战是这种低功率设备的接收器的能量消耗。一种有吸引力的低功率解决方案包括用于SWIPT接收器（IntRx）的集成信息解码器（ID）和能量采集器（EH）架构，其中接收到的RF信号在用于信息解码之前首先被整流。这种架构消除了对本地振荡器和混频器等耗能RF组件的需求。本文提出了一种新的调制和解调方法的IntRx SWIPT架构的脉冲位置调制（PPM）的基础上，信息被编码在脉冲的位置。该方法通过发射高幅度脉冲来提高发射信号的峰均功率比（PAPR），并利用EH的非线性特性来提高采集的直流功率。同时，通过简单地找到脉冲在特定符号持续时间中的位置，可以从整流器信号解码信息。我们已经分析了新提出的PPM的IntRx SWIPT的理论，数值和实验的信息和功率传输性能。为此，我们已经建立了一个SWIPT系统测试平台，在室内环境中的原型基站传输信息功率信号和IntRx SWIPT接收器，包括ID和EH块。在各种条件下对PPM进行了性能评估，并与常规信号进行了比较。理论，数值和实验结果突出了显着的好处，提出的PPM方案，以提高功率传输性能和操作信息解码低功耗。
2021-04-16 cs.IT math.IT
A Deep Learning Wireless Transceiver with Fully Learned Modulation and Synchronization
在本文中，我们提出了一种基于深度学习的无线收发器。我们详细描述了相应的人工神经网络架构，训练过程，并报告过多的空中测量结果。我们采用端到端的训练方法与自动编码器模型，其中包括通道模型在中间层，如以前提出的文献。与其他最先进的结果相比，我们的架构支持学习时间同步，而无需任何手动设计的信号处理操作。此外，神经收发器已经通过软件定义无线电的实现进行了空中测试。我们的实验结果为实现单天线系统展示了0.5百万比特每秒的原始比特率。这超过了文献中提出的可比系统的结果，并表明了高吞吐量深度学习收发器的可行性。
2019-05-24 cs.IT eess.SP math.IT
Rate-Energy Region in Wireless Information and Power Transfer: New Receiver Architecture and Practical Modulation
当执行同时的无线信息和功率传输时，由于接收到的功率被用于两个不同的目的，因此存在可实现速率和所收获的能量之间的基本折衷。该折衷的特征在于速率-能量区域，并且已经提出了几种技术来改善可实现的速率-能量区域。然而，现有的技术仍然有相当大的损失，无论是在能量或速率，因此，已知的可实现的速率-能量区域是远离理想的。推导出该方案的速率-能量区域的严格上界和下界，证明了该方案的速率-能量区域几乎可以扩展到理想的上界。与现有技术相反，在所提出的方案中，信息解码电路不仅提取幅度和相位信息，而且还将提取的信息与从整流信号获得的幅度信息组合。因此，解码所需的能量可以被最小化，并且因此所提出的方案实现了接近最优的速率-能量区域，这意味着在可实现的速率-能量区域中的基本折衷几乎被消除。为了实际考虑理论上可实现的速率-能量区域，我们还提出了具有高斯最大似然检测的$M$ -ary多级循环QAM的实际示例。
2018-02-05 cs.IT math.IT
GPI-based Secrecy Rate Maximization Beamforming Scheme for Wireless Transmission with AN-aided Directional Modulation
在定向调制网络中，提出了一种基于功率迭代（GPI）的波束形成方案，以最大化保密率（SR），其中有两个优化变量需要优化。第一个是有用的预编码向量，传输机密信息给期望的用户，而第二个是人工噪声（AN）投影矩阵，迫使更多的AN窃听。在这样一个安全的网络中，首要的问题是如何设计或优化的两个优化变量，根据不同的标准。为了最大化SR（Max-SR），在AN投影矩阵和机密消息的预编码向量之间建立交替迭代结构（AIS）。在GPI的迭代过程中，为了选择一个好的初始值，所提出的Max-SR方法可以很容易地增加一倍的收敛速度相比，随机选择的初始值。通过仅四次迭代，它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，基于GPI的Max-SR AIS的SR性能明显优于传统的基于泄漏和零空间投影方法，且其SR性能增益随SNR的增加而逐渐增大。
2018-01-29 cs.IT math.IT
Closed-Loop Binary Media-Based Modulation
本文通过解析分析证明开环二进制介质调制分集阶数仅为一，而闭环配置借助反馈和最优权重选择可实现分集阶数为二，且性能等效于Alamouti编码BPSK，仅需一条射频链。
2024-07-03 cs.IT math.IT
Performance of Media-based Modulation in Multi-user Networks
高频谱效率和低功耗是5G网络最具挑战性的要求，因为设备数量急剧增加。基于媒体的调制（MBM）是一种很有前途的方案，以实现这些要求。本文研究了MBM方案在单用户和多用户网络中的频谱效率。为了找到频谱效率，信息理论的方法，并严格的下限和上限推导出的可实现的速率。系统的性能进行了研究相关和不相关的星座图。结果表明，在多用户情况下，和速率区域的星座图的条目总是相关的。推导了协方差矩阵的特性，并评估了其对性能的影响。
2018-01-30 cs.IT math.IT
Convergence-Latency-Aware Adaptive Modulation and Resource Allocation in RIS-Assisted Wireless Federated Learning
Broadband Access Network Laboratory, Shanghai Jiao Tong University（宽带接入网络实验室，上海交通大学）；School of Information Science and Engineering, Southeast University（信息科学与工程学院，东南大学）；Data61, CSIRO（数据61，联邦科学与工业研究组织）；Department of Electronic and Electrical Engineering, University College London（电子与电气工程系，伦敦大学学院）；School of Internet of Things Engineering, Jiangnan University（物联网工程学院，江南大学）
针对无线网络联邦学习中训练延迟和收敛性问题，考虑RIS辅助阻塞链路场景，通过刻画符号错误影响得出收敛上限，将联合收敛-延迟优化问题转化为MINLP问题，用低复杂度框架求解，实验表明该方案收敛快、准确率高。
2026-07-23 cs.AI cs.IT cs.LG
Reconfiguring Wireless Environment via Intelligent Surfaces for 6G: Reflection, Modulation, and Security
可重构智能表面（RIS）已被公认为第六代（6G）移动通信网络的一项重要使能技术。具体地说，RIS由大量的小而低成本的反射元件组成，其参数可以用可编程控制器动态调整。这些元件中的每一个都可以有效地反射入射电磁波的相移版本。通过实时的调整波相位，可以动态重构反射信号的传播环境，提高通信可靠性，提高传输速率，扩大蜂窝覆盖范围，增强通信安全性。在本文中，我们提供了一个概述的RIS辅助无线通信。具体而言，我们阐述了国家的最先进的技术，使RIS以及相应的实质性好处的RIS反射和RIS调制的角度。有了这些好处，我们设想将RIS集成到6G的新兴应用中。此外，通信安全在6G网络中具有前所未有的重要性，在各种垂直和区域中具有无处不在的无线服务。我们强调RIS的物理层安全的保密率和保密中断概率方面的潜在贡献，从理论和数值方面的一个典型的案例研究举例说明。最后，我们讨论了在实践中部署RIS的挑战和机遇，以激励未来的研究。
2022-08-23 cs.IT eess.SP math.IT
Malicious Pseudo-Ranging and Localization of Static LOS Wireless Users via Downlink Modulation Classification and Uplink Refinement
King Abdullah University of Science and Technology (KAUST)（阿卜杜拉国王科技大学）
研究通过下行链路调制分类和上行链路细化对静态视距无线用户进行恶意定位的方法，先利用下行链路截获进行伪测距缩小搜索空间，再通过监听上行链路细化位置，经仿真验证有效性，并探讨了攻击的扩展场景及应用。
2026-07-23 cs.CR cs.IT eess.SP
On the Evaluation of GMSK Scheme with ECC Techniques in Wireless Sensor Network
无线传感器节点由电池供电，更换电池非常困难。因此，能量消耗的优化是无线传感器网络（WSNs）研究的主要目标。另一方面，噪声信道对数据传输的可靠性有着显著的影响。因此，在无线节点的通信过程中应考虑能量有效的传输策略，以获得最优的网络能量消耗。事实上，选择合适的调制格式与适当的纠错码（ECC）发挥了很大的责任，以获得更好的节能。在这项工作中，我们的目标是评估性能分析高斯最小移位键控（GMSK）调制与几种组合的编码策略，使用各种分析指标，如比特出错率（BER），能源消耗。通过广泛的模拟，我们揭示了通过GMSK调制与合适的信道编码机制获得的增益有希望在无线传感器网络中获得可靠的通信和能量节约。
2015-05-21 cs.IT cs.NI math.IT
On Media-based Modulation using RF Mirrors
基于媒体的调制（MBM）是最近提出的调制方案，其在发射天线处使用射频（RF）镜，以便基于它们的开/关状态来创建不同的信道衰落实现。这些复杂的衰落实现构成调制字母表。MBM具有增加的频谱效率和性能的优点。在本文中，我们研究了一些物理层技术应用于MBM时的性能。特别地，我们研究了具有广义空间调制（GSM）的$i)$ MBM、具有基于欧几里德距离（ED）的度量的镜像激活模式（MAP）选择的$ii)$ MBM以及具有基于反馈的相位补偿和星座旋转的$iii)$ MBM的性能。我们的研究结果表明，在相同的频谱效率，GSM-MBM可以实现更好的性能相比，MIMO-MBM。此外，它被发现，MBM与ED为基础的MAP选择的结果在改善的比特错误性能，相位补偿和MBM星座旋转增加的ED之间的MBM星座点，并改善性能显着。我们还分析了基于ED的MAP选择方案和相位补偿和星座旋转（PC-CR）方案所实现的分集阶数。通过仿真验证了分析预测的分集阶数。
2016-10-22 cs.IT math.IT
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
Queueing Analysis of Unicast IPTV With User Mobility and Adaptive Modulation and Coding in Wireless Cellular Networks
近年来，可以通过宽带无线蜂窝网络支持直播TV、视频点播（VoD）、视频会议和在线游戏应用的单播IPTV服务已经变得流行。然而，视频流服务显著影响无线蜂窝网络的性能，因为它们占用带宽。为了维持系统性能，需要基于精确数学分析的有效的接纳控制和资源分配机制。另一方面，无线链路的质量通常由于用户移动性或时变信道特性而随时间变化。为了对抗这种时变信道，提高频谱效率，可以采用自适应调制编码（AMC）方案为移动用户提供单播IPTV服务。本文基于一种新的考虑用户移动性和AMC的单播IPTV业务接入模型，推导了无线蜂窝网络中单播IPTV业务的带宽利用率、阻塞率和丢包率的解析解。模拟也进行了验证分析结果的准确性。数值结果表明，所给出的解析结果是准确的。基于精确的闭合解，网络提供商可以对其网络实施精确的接纳控制和资源分配，以提高系统性能。
2015-11-05 cs.IT cs.MM cs.NI
SimMBM Channel Simulator for Media-Based Modulation Systems
基于介质的调制（MBM）通过单个可重构天线（RA）的不同辐射方向图利用传输环境的丰富散射特性，为未来通信系统带来了新的见解。在这项研究中，考虑到这一创新的传输原理，我们引入了现实的，二维（2D），开源的SimMBM信道模拟器，以支持MBM系统在不同环境中的各种应用在6 GHz以下的频带。
2021-11-16 cs.IT eess.SP math.IT
Multiuser Media-based Modulation for Massive MIMO Systems
在本文中，我们考虑{ \em media-based modulation（MBM）}，一个有吸引力的调制方案，这是越来越多的研究关注，最近，大规模MIMO系统的上行链路。每个用户配备一个发射天线，其附近放置有多个射频（RF）反射镜（寄生元件）。基站（BS）配备有数十至数百个接收天线。多径信道上的具有$m_{rf}$ RF镜和$n_r$接收天线的MBM已经被示出为渐进地（作为$m_{rf}\rightarrow \infty$）实现$n_r$并行AWGN信道的容量。这表明MBM对于在通常在BS处采用大量接收天线的大规模MIMO系统中使用是有吸引力的。在本文中，我们研究了多用户MBM（MU-MBM）在大规模MIMO环境中的潜在性能优势。我们的结果表明，多用户MBM（MU-MBM）可以显着优于其他调制方案。例如，在使用常规调制的大规模MIMO系统中，在BS处使用500个接收天线实现的误码性能可以使用MU-MBM仅使用128个天线来实现。即使是多用户空间调制和相同大规模MIMO设置中的广义空间调制也需要200个以上的天线来实现相同的误比特性能。此外，认识到MU-MBM信号向量本质上是稀疏的，我们提出了一种有效的MU-MBM信号检测方案，该方案使用基于压缩感知的重建算法，如正交匹配追踪（OMP）、压缩采样匹配追踪（CoSaMP）和子空间追踪（SP）。
2016-11-01 cs.IT math.IT
Toward Spectral and Energy Efficient 5G Networks Using Relayed OFDM with Index Modulation
下一代无线网络期望为更多数量的无线服务用户和机器类型节点提供更高的数据吞吐量和可靠的连接，这导致对频谱效率（SE）和能量效率（EE）的要求越来越严格。具有索引调制的正交频分复用（OFDM-IM）作为一种有前途的解决方案脱颖而出，以满足SE要求，同时合理地增加系统复杂度。然而，OFDM-IM的EE仍然需要增强。此外，在OFDM-IM系统中几乎不能收获分集增益，这阻碍了进一步的可靠性增强。在这方面，中继辅助OFDM-IM作为一种有前途的实现高SE和EE的联合范式被提出并自去年以来一直在研究。本文的目的是总结这种联合模式的最新成就，阐明其优点和缺点，并揭示相应的挑战和未来的工作。
2019-04-09 cs.IT math.IT
Low-Complexity Dynamic Directional Modulation: Vulnerability and Information Leakage
本文研究低复杂度DDM/LPDDM安全传输的隐私边界，提出天线阵列应满足的隐私特征，并通过均匀圆形单极子阵列评估信息泄漏，指出误码率无法完整反映系统脆弱性。
2023-05-31 cs.IT eess.SP math.IT
Orthogonal Time-Frequency Space Modulation: A Promising Next-Generation Waveform
第六代（6G）无线网络被设想为在不久的将来为智能数字社会提供全球覆盖，范围从传统的地面到非地面网络，其中在高载波频率下的高移动性场景中的可靠通信将发挥至关重要的作用。在这种情况下，已经广泛用于第四代（4G）和新兴的第五代（5G）蜂窝系统以及WiFi网络中的传统正交频分复用（OFDM）调制容易受到严重的多普勒扩展的影响。在这种情况下，本文的目的是介绍一种最近提出的二维调制方案，称为正交时频空间（OTFS）调制，它方便地容纳通过调制信息的延迟多普勒域的信道动态。这篇文章提供了一个关于OTFS的简单概述，强调了它的基本动机和具体功能。OTFS的关键挑战和我们的初步结果。我们还讨论了一系列有前途的研究机会和OTFS在6G无线网络中的潜在应用。
2021-02-03 cs.IT math.IT
Massive Access in Media Modulation Based Massive Machine-Type Communications
结合大规模MIMO基站（BS）的基于媒体调制的大规模机器类型通信（mMTC）范例正在成为支持未来物联网的大规模连接的可行解决方案，其中BS处的固有大规模接入对设备活动和数据检测（DADD）提出了重大挑战。本文认为，DADD问题的未编码和编码的媒体调制的mMTC与时隙接入帧结构，其中设备活动保持不变，在一个帧内。具体地，由于时隙接入帧结构和所采用的媒体调制符号，接入信号在时域和调制域中表现出双重结构的稀疏性。受此启发，一个双结构的近似消息传递（DS-AMP）算法提出了可靠的DADD在未编码的情况下。此外，我们推导出的DS-AMP算法的状态演化理论上表征其性能。至于编码的情况下，我们开发了一个比特交织的编码媒体调制方案，并提出了一个迭代的DS-AMP（IDS-AMP）算法的基础上连续干扰消除（SIC），其中与检测到的活动设备相关联的信号分量被连续减去，以提高数据解码性能。此外，本文还讨论了基于媒体调制的mMTC系统的信道估计问题，并提出了一种有效的数据辅助信道状态信息（CSI）更新策略，以减少块衰落信道下的训练开销。最后，仿真结果和计算复杂性分析验证了所提算法在未编码和编码情况下的优越性。此外，我们的结果验证了所提出的数据辅助CSI更新策略的有效性。
2021-07-06 cs.IT eess.SP math.IT
An Autoencoder-Based Constellation Design for AirComp in Wireless Federated Learning
University of Virginia（弗吉尼亚大学）
针对无线联邦学习中数字调制AirComp的和信号准确解码难题，提出基于自编码器的端到端通信系统，联合优化收发端星座图，填补相关研究空白，助力FL在现代无线系统的部署。
2024-04-15 cs.IT cs.LG cs.NI
Optimal Multi-Level ASK Modulations for RIS-Assisted Communications with Energy-Based Noncoherent Reception
本文研究了RIS辅助非相干SISO系统中单边和双边ASK调制性能，提出基于能量的接收机结构和优化框架以最小化SER，并开发算法获取不同信道统计场景下的最优ASK，数值评估证明高SNR下其优于传统等间距ASK。
2024-12-23 cs.IT eess.SP math.IT
Compressive Sensing Based Massive Access for IoT Relying on Media Modulation Aided Machine Type Communications
大规模物联网的一个根本挑战在于如何支持大规模机器类型通信（mMTC）。这封信提出了一种基于媒体调制的mMTC解决方案，以提高吞吐量，其中一个大规模的多输入多输出的基站（BS）用于提高检测性能。对于这样的mMTC场景，可靠的活动设备检测和数据解码提出了严重的挑战。通过利用在BS处接收的mMTC的上行链路接入信号的稀疏性，提出了基于压缩感测的大规模接入解决方案来应对这一挑战。具体来说，我们提出了一个块稀疏自适应匹配追踪算法检测的活动设备，从而块稀疏的上行链路接入信号表现出跨连续的时隙和媒体调制符号的结构化稀疏性被用来提高检测性能。此外，一个连续的干扰消除为基础的结构化子空间追踪算法被设想用于有源设备的数据解调，从而在每个时隙中发现的基于媒体调制的符号的结构化稀疏性被利用来提高检测性能。最后，我们的仿真结果验证了所提出的方案比国家的最先进的解决方案的优越性。
2020-05-08 cs.IT eess.SP math.IT
Analytical Derivation of Outage Correlation in Random Media Access with Application to Average Consensus in Wireless Networks: Extended Paper Version
我们研究了一个有限的和固定的相对形成可能的移动无线网络节点。节点应用平均共识来商定一个共同的值，如编队的中心。在收敛速度方面的一致性性能受到由于路径损耗和干扰引起的消息损耗的影响。我们假设基于帧时隙ALOHA的广播通信。我们的工作有两个贡献。首先，我们分析了Nakagami衰落下无线网络中随机媒体接入的中断相关性。其次，将相关项应用到所谓的L2联合谱和数值半径中，分析了无线广播通信下平均一致性的收敛速度。这产生了一个统一的框架，研究联合优化的控制和网络参数的共识，在无线通信中的消息丢失。示例性的，我们在这项工作中示出了无线广播通信中的中断相关性与不相关情况下的共识相比，对平均共识的收敛速度有多大的积极影响。
2020-07-17 cs.IT cs.NI cs.SY
Study of Constrained Precoding with Zero-Crossing Modulation for Channels with 1-Bit Quantization and Oversampling
针对100GHz以上频段未来无线通信接收端高能耗瓶颈，本文提出一种面向1比特量化过采样多用户MIMO下行系统、结合过零调制的服务质量约束预编码方法，通过数值验证了不同参数下的性能。
2025-02-22 cs.IT eess.SP math.IT
