On the Interference Cancellation by Reduced Channel Zero Forcing Class of Precodings in Massive MIMO Systems
在本文中，我们研究了多输入多输出（MIMO）系统中的接收机和发射机的干扰消除能力，通过理论计算和数值模拟Quadriga。我们研究了所谓的减少信道迫零（RCZF）类预编码以及最小MSE干扰抑制组合器（MMSE-IRC）和QR最大似然检测（QR-MLD）接收机。基于非常简单，但非常有用的代数操作，他们的渐近等价性证明分析和模拟证明。我们的理论和实验结果证实，MMSE-IRC和QR-MLD接收机结合RCZF预编码提供完整的干扰抑制渐近。
2022-02-01 cs.IT cs.NI math.IT
The Degrees of Freedom Region of the MIMO Cognitive Interference Channel with No CSIT
这篇论文已被作者撤回修改。
2010-02-10 cs.IT math.IT
Two New Kinds of Interference Alignment Schemes for Cellular K-user MIMO Downlink Networks
干扰对齐技术在提高多输入多输出（MIMO）系统的自由度（DoF）方面具有重要作用。然而，传统的IA方案大多存在着高计算复杂性和需要全局和瞬时信道状态信息（CSI）的缺点，这使得它们很难扩展到蜂窝MIMO系统中。为了处理这些问题，提出了两种新的干扰对准方案，即，针对蜂窝K用户MIMO下行链路网络，提出了回溯干扰再生（RIR）方案和基于波束成形的分布式回溯干扰对准（B-DRIA）方案。对于RIR方案，采用干扰消除算法消除小区间干扰（ICI）信号中的冗余符号，然后采用干扰再生算法避免二次干扰。RIR方案获得比回溯干扰对准（RIA）方案更大的DoF增益，但是当收发器天线比（TAR）接近1时引起性能下降。因此，进一步提出了B-DRIA方案。针对B-DRIA方案，引入蜂窝波束形成矩阵消除ICI，同时采用分布式回溯干扰对齐算法对齐用户间干扰（IUI）。仿真结果表明，B-DRIA方案比RIR方案局部获得更大的自由度。具体地，当TAR接近1时，两个方案获得相同的DoF。当TAR接近2时，B-DRIA方案的DoF优于RIR方案。
2021-06-22 cs.IT cs.NI math.IT
Dynamic Interference Mitigation for Generalized Partially Connected Quasi-static MIMO Interference Channel
MIMO干扰信道的最新研究表明，干扰对齐可以显著增加网络的可实现自由度（DoF）。然而，大多数这些作品都假设了一个完全连接的干扰图。在本文中，我们研究如何利用部分连接，以提高系统性能的MIMO干扰网络。我们提出了一种新的干扰抑制方案，该方案引入了预编码器和解相关器的信号子空间的约束，以减轻“许多”干扰置零约束，在预编码器和解相关器设计中的“小”自由度为代价，从而扩展了干扰对准方案的可行性区域。分析表明，该算法在对称部分连接MIMO干扰网络中能显著提高系统自由度。我们还比较了所提出的方案与各种基线的性能，并通过模拟表明，所提出的算法可以实现显着的增益随机连接的干扰网络的系统性能。
2011-05-02 cs.IT math.IT
Receive Diversity and Ergodic Performance of Interference Alignment on the MIMO Gaussian Interference Channel
本文研究了当信噪比不渐近高时，K用户高斯MIMO干扰信道（MIMO-IC）上的干扰对齐问题。我们介绍了一个泛化IA，使接收分集内的无干扰子空间。我们概括的存在性标准的IA解决方案提出的Yetis等人。这种情况下，从而建立一个多用户分集复用权衡（DMT）的干扰信道。此外，我们推导出一个封闭形式的紧下界的遍历互信息可实现使用IA在高斯MIMO-IC与高斯i.i.d.当发射信号在IA定义的子空间内为白色时，在任意SNR下的信道系数。最后，作为前面的结果的应用程序，我们比较IA在DMT允许的各个操作点所实现的性能，最近推出的基于博弈论的分布式方法。
2010-06-23 cs.IT math.IT
On the Feasibility of Linear Interference Alignment for MIMO Interference Broadcast Channels with Constant Coefficients
分析了常系数MIMO干扰广播信道中线性干扰对齐的可行性。提出并证明了一般MIMO-IBC线性IA可行的必要条件。除了适当的条件外，我们还找到了另一个必要条件来保证一类不可约干扰被消除。然后，我们证明了一个特殊的类MIMO-IBC的必要和充分条件，其中的天线的数量是由每个用户的数据流的数量整除。由于找到一个可逆的雅可比矩阵是至关重要的充分性证明，我们首先分析雅可比矩阵的稀疏结构和重复结构的影响。考虑到MIMO-IBC的雅可比矩阵中与发射矩阵和接收矩阵相对应的子矩阵具有不同的重复结构，通过分别构造这两个子矩阵，得到了一个可逆的雅可比矩阵。我们表明，对于MIMO-IBC的每个用户有一个所需的数据流，一个合适的系统是可行的。对于对称MIMO-IBC，通过分析线性IA可行性的必要条件和充分条件之间的差异，给出了天线配置的适当但不可行的区域。
2013-03-05 cs.IT math.IT
MIMO Z Channel Interference Management
本文对MIMO Z信道进行了研究。我们重点讨论了当不同用户发送码字到相应的接收机时，只有一个用户会对另一个用户造成干扰时，如何解决干扰问题。我们假设有两个发射机和两个接收机，每个都有两个天线。我们提出了一种策略，以消除干扰，同时允许不同的用户在同一时间进行传输。我们的策略是低复杂度，而性能是好的。提供了数学分析，并给出了基于我们的系统的仿真。
2012-03-31 cs.IT math.IT
Settling the feasibility of interference alignment for the MIMO interference channel: the symmetric square case
确定具有恒定信道系数的K用户MIMO干扰信道中的向量空间干扰对齐的可行性条件最近引起了很多关注，但仍然没有解决。本文的主要结果是限制在对称的正方形的情况下，所有的发射机和接收机有N个天线，每个用户的期望d发送尺寸。我们证明了对齐是可能的，当且仅当天线的数量满足N>= d（K+1）/2。我们还展示了一个必要条件，与任意系统参数的对准的可行性。一个代数几何方法是中央的结果。
2011-04-05 cs.IT math.IT
Isotropic MIMO Interference Channels without CSIT: The Loss of Degrees of Freedom
研究了在各向同性衰落信道下的两用户MIMO干扰信道。我们假设用户配备了任意数量的天线和信道状态信息（CSI）是在接收机只。获得了自由度区域的外边界，这表明在许多情况下由于在发射机处缺乏CSI而导致自由度的损失。
2009-10-15 cs.IT math.IT
Interference Leakage Minimization in RIS-assisted MIMO Interference Channels
我们解决的问题，干扰泄漏（IL）最小化的$K$ -用户多输入多输出（MIMO）干扰信道（IC）的可重构智能表面（RIS）的协助。我们描述了一个迭代算法的基础上块坐标下降，以最小化IL成本函数。重新制定的问题提供了一个几何解释，并显示出有趣的连接包络预编码和相位只有迫零波束成形问题。作为该分析的结果，我们推导出相位优化RIS能够完美地消除$K$用户MIMO IC上的干扰的一组必要（但不是充分）条件。
2023-03-06 cs.IT eess.SP math.IT
Momentum-inspired Low-Rank Coordinate Descent for Diagonally Constrained SDPs
Rice University（莱斯大学）
提出了一种新的、实用的、可证明的方法，利用加速非凸规划求解大规模对角约束半定规划问题。我们的算法非平凡地结合加速运动的凸优化与坐标幂迭代和矩阵分解技术。该算法实现起来非常简单，只增加了一个额外的超参数--动量。我们证明了该方法在最优解的邻域内具有局部线性收敛，并且总是收敛到一个一阶临界点。实验上，我们展示了我们的方法的优点上的三个主要应用领域：MaxCut，MaxSAT，和MIMO信号检测。在所有情况下，我们的方法都比非凸和凸SDP求解器提供了显着的加速-比最先进的非凸求解器快5倍，比凸SDP求解器快9到10^3倍-具有可比或更高的解决方案质量。
2021-07-03 cs.IT cs.LG cs.MS
Binary Signal Recovery in Undersampling: Iterative SDP with Majority Voting and Successive Interference Cancellation
Yaşar University（亚沙尔大学）；Boğaziçi University（博阿齐奇大学）
针对欠采样下二进制压缩感知的精确恢复难题，提出ISDP-MVSIC方法，结合随机半定规划采样、多数投票和连续干扰消除，在m/k低至0.4时仍能实现精确恢复。
2026-06-29 cs.IT eess.SP math.IT
MIMO Interference Alignment in Random Access Networks
在本文中，我们分析了一个多输入多输出（MIMO）干扰信道中的节点是随机分布在一个平面上的空间泊松簇点过程。每个簇使用干扰对齐（IA）来抑制簇内干扰，但与大多数IA工作不同的是，我们不会忽略簇间干扰。我们还将信道状态信息的准确性与节点之间的距离联系起来，即CSI的质量随着距离的增加而降低。考虑到训练和反馈开销，我们推导出这种MIMO IA ad hoc网络的传输容量，然后将其与开环（干扰盲）空间复用进行比较。最后，我们提出了示例性的系统设置，其中空间复用优于IA由于不完美的信道状态信息或非对齐的簇间干扰。
2012-07-19 cs.IT math.IT
Retrospective Interference Alignment for the 3-user MIMO Interference Channel with delayed CSIT
研究了3用户多输入多输出干扰信道（3-user MIMO IC）的自由度（DoF），其中在发射端存在延迟信道状态信息（dCSIT）。我们将Maleki等人关于{ \it回溯干扰对齐（RIA）}的思想推广到MIMO IC，其中发射机和接收机分别配备有$(M,N)$天线。我们提出了一个两阶段的传输方案，其中每个阶段的时隙数和发送的符号数通过解决最大化问题进行优化。最后，我们回顾了现有的可实现的自由度的结果在文献中作为发送和接收天线之间的比率的函数$ρ=M/N$。该方案改进了所有其他策略时，$ρ\in \left(\frac{1}{2}, \frac{31}{32} \right]$。
2014-06-12 cs.IT math.IT
Interference Alignment for Partially Connected MIMO Cellular Networks
针对部分连通的MIMO蜂窝网络，提出了一种迭代干扰对齐（IA）算法。这样的系统在IA算法设计中施加了几个关键的技术挑战，即由于MIMO蜂窝拓扑以及如何利用部分连接而导致的直接链路和干扰链路之间的重叠。我们将解决这些挑战，并提出了一个三阶段IA算法。作为示例，我们分析了对称部分连接MIMO蜂窝网络的所提出的算法的可实现的自由度（DoF）。我们发现，由于部分连接，与传统的IA算法相比，有显着的自由度增益。推导出的自由度界也向后兼容的完全连接的K对MIMO干扰信道上实现。
2012-03-21 cs.IT math.IT
Balancing Egoism and Altruism on the Interference Channel: The MIMO case
本文考虑了所谓的MIMO干扰信道。这种情况在诸如蜂窝网络中的多小区协调以及认知无线电网络中的频谱共享等应用中具有相关性。我们解决了每个发送器处的预编码（即波束成形）矢量的设计，目的是在目标接收器处的波束成形增益（利己主义）和减轻对其他接收器造成的干扰（利他主义）之间达成妥协。组合利己和利他波束成形先前已经被示出有助于优化MISO干扰信道中的速率（即，其中接收器不具有干扰消除能力）。在这里，我们探讨这些博弈论的概念，在更一般的情况下，MIMO信道和贝叶斯游戏的框架，使我们能够获得（半）分布式预编码技术。我们绘制平行的MIMO干扰信道，包括速率优化和干扰消除预编码技术，显示如何通过一个共同的棱镜平衡利己主义和利他主义波束成形的基础上，这些技术可以得到改进和重新解释与现有的工作。
2010-01-26 cs.IT math.IT
Sum Capacity of MIMO Interference Channels in the Low Interference Regime
使用高斯输入并在接收机处将干扰视为噪声，最近已被证明是在低干扰状态（其中干扰水平低于某些阈值）下实现两用户单输入单输出（SISO）高斯干扰信道的总容量。在本文中，这样的低干扰制度的特点是多输入多输出（MIMO）高斯干扰信道。在直接和交叉信道增益矩阵上提供了条件，在该条件下，使用高斯输入并在接收机处将干扰视为噪声是实现和容量的条件。对于对称多输入单输出（MISO）和单输入多输出（SIMO）高斯干扰信道的特殊情况下，更明确的表达式为低干扰制度。特别地，表征低干扰状态的干扰电平的阈值与输入SNR以及直接和交叉信道增益向量之间的角度有关。它示出的低干扰制度可以是相当显着的MIMO干扰信道，与低干扰阈值至少一样大的直接和交叉信道增益矢量之间的角度的正弦的MISO和SIMO的情况。
2010-10-22 cs.IT math.IT
A Reconfigurable Distributed Algorithm for K-user MIMO Interference Networks
众所周知，干扰对准（IA）在高干扰状态下实现K用户干扰信道的总容量。另一方面，直观地清楚的是，当干扰水平非常低时，应该通过简单的（“近视”）单链路多输入多输出（MIMO）技术（例如注水）在高信噪比值处访问K（与IA的K/2相反）的和速率缩放。最近的结果表明，在某些低到中度干扰的情况下，将干扰视为噪声实际上可能更可取。在本文中，我们提出了一个分布式的迭代算法K-用户MIMO干扰网络，试图调整自己的干扰制度在手，在上述意义上，以及信道条件。该算法结合了系统范围内的均方误差最小化与注水解决方案，以调整干扰水平和信道条件，并相应地最大化每个用户的传输速率。莱斯衰落信道上的和速率计算机模拟表明，在干扰受限的制度，所提出的算法重新配置自己，以实现IA缩放，而在低到中等干扰制度，它导致自己对干扰近视MIMO传输。
2013-02-26 cs.IT math.IT
Interference Management in Massive MIMO HetNets: A Nested Array Approach
嵌套天线阵是一种通过非均匀天线布局实现N个天线阵的O（N^2）自由度（DoF）的有效方法。这样的DoF指的是可以分辨的输入信号的方向的数量。随着自由度的增加，嵌套阵列的一个重要应用是消除来自多个方向的干扰信号。在本文中，我们应用嵌套阵列在一个大规模的MIMO异构网络（HetNet）的干扰管理。利用基于嵌套阵列的干扰置零，每个基站（BS）可以使一定数量的干扰信号置零。关键的设计问题是选择要在每个BS处消除的干扰源。我们制定这个问题作为一个整数规划问题。目标是最大化所有用户的总速率，服从BS DoF约束。我们提出了一个近似方案来解决这个问题，并推导出性能上界。仿真结果表明，该方案有效地提高了和速率，并达到了接近最优的性能。
2016-04-21 cs.IT cs.NI math.IT
An Error Covariance Splitting Technique for Multi-User MIMO Interference Environment
针对多用户多输入多输出（MIMO）干扰下行信道，研究了一种误差协方差矩阵分裂技术。迄今为止，大多数相关工作都考虑了传统的误差协方差矩阵，该矩阵对于最大化系统容量来说并不成形。因此，我们分裂，并提出了一个新的迭代误差协方差矩阵，以减轻系统误差，最大化系统容量在本文中。数值结果表明，我们提出的方法是严格优于传统的方法。
2016-09-03 cs.IT math.IT
Large-Scale MIMO versus Network MIMO for Multicell Interference Mitigation
本文比较了两种重要的下行链路多小区干扰抑制技术，即大规模（LS）多输入多输出（MIMO）和网络MIMO。我们考虑一个合作的无线蜂窝系统工作在时分双工（TDD）模式，其中每个合作集群包括$B$基站（BS），每个配备有多个天线和调度$K$单天线用户。在LS-MIMO系统中，每个BS采用$BM$天线不仅服务于其调度的用户，而且使用迫零（ZF）波束成形来消除对协作集群内的其他用户造成的干扰。在网络MIMO系统中，每个BS仅配备有$M$天线，但是通过回程链路上的数据和信道状态信息交换以及使用ZF波束成形的联合下行链路传输来实现干扰消除。两种系统都能够完全消除集群内干扰，并为每个用户提供相同数量的空间自由度。假设由TDD提供的上行链路-下行链路信道互易性，两个系统在上行链路导频传输阶段期间经受相同的信道捕获开销。此外，每个集群处的可用总功率是固定的，并且假设在两个系统中跨下行链路波束均匀分布。建立在信道分布函数和使用工具从随机排序，本文表明，然而，从性能的角度来看，用户体验更好的服务质量，平均在小尺度衰落，LS-MIMO系统下比网络MIMO系统。多小区网络的数值仿真表明，这一结论也适用于正则化ZF波束形成方案。因此，考虑到在每个BS处添加过多数量的天线的可能的较低成本，LS-MIMO可以是朝向蜂窝网络中的干扰减轻的优选路线。
2014-07-22 cs.IT math.IT
Secrecy and Energy Efficiency in Massive MIMO Aided Heterogeneous C-RAN: A New Look at Interference
在本文中，我们调查的大规模多输入多输出（MIMO）使异构云无线电接入网络（C-RAN）的保密性和能源效率（EE）方面的潜在好处。在该网络中，远程无线电头端（RRH）和大规模MIMO宏小区基站（BS）都被部署，并且采用软分数频率复用（S-FFR）来减轻层间干扰。我们首先检查物理层的安全性，推导出区域遍历保密率和保密中断概率。我们的研究结果表明，使用大规模MIMO和C-RAN可以大大提高保密性能。对于C-RAN，由于其强大的干扰管理，大量的RRH实现了高的区域遍历保密率和低的保密中断概率。我们发现，对于大规模MIMO辅助宏小区，有更多的天线和服务更多的用户提高保密性能。然后，我们推导出异构C-RAN的EE，说明增加RRH的数量显着提高网络EE。此外，它表明，分配更多的无线电资源的RRH层的EE可以线性增加，并提高网络EE，而不影响宏小区的EE。
2016-07-12 cs.IT cs.NI math.IT
Degrees of Freedom of the $K$ User $M \times N$ MIMO Interference Channel
我们提供了内界和外界的$K$用户多输入多输出（MIMO）高斯干扰信道与$M$天线在每个发射机和$N$天线在每个接收机的自由度的总数，如果信道系数是时变的，从一个连续的分布。当比率$\frac{\max(M,N)}{\min(M,N)}=R$等于整数时，边界是紧的。对于这种情况下，我们表明，自由度的总数等于$\min(M,N)K$，如果$K \leq R$和$\min(M,N)\frac{R}{R+1}K$，如果$K > R$。可扩展性基于干涉对齐。我们还提供了示例，其中对于具有恒定信道系数的一些MIMO干扰信道，使用干扰对齐与迫零相结合可以实现比仅仅迫零更多的自由度。
2008-08-31 cs.IT math.IT
Retrospective Interference Alignment for the MIMO Interference Broadcast Channel
研究了当发射端只有延迟信道状态信息（延迟CSIT）时，具有2个小区和每个小区2个用户的多输入多输出（MIMO）干扰广播信道（IBC）的自由度（DoF）.回顾性干扰对准已经示出了利用延迟CSIT用于干扰、广播以及IBC的DoF方面的益处。然而，以前的工作研究延迟CSIT的IBC不利用的事实，即每个小区的用户由一个共同的发射机服务。这项工作提出了一个四阶段的预编码策略，考虑到这一点。假设发射机和接收机分别配备有$M,N$天线，提出了新的DoF内界，优于$ρ= \frac{M}{N} > 2.6413$的现有DoF内界。
2015-01-26 cs.IT math.IT
A Near-optimal User Ordering Algorithm for Non-iterative Interference Alignment Transceiver Design in MIMO Interfering Broadcast Channels
干扰对齐（IA）最近出现作为一个有前途的干扰抑制技术的干扰网络。在这封信中，我们专注于IA非迭代收发器的设计问题，在多输入多输出干扰广播信道（MIMO-IBC），并观察到，有以前未利用的灵活性，在不同的排列用户排序。通过为预定的IA信道间干扰分配选择良好的用户排序，可以实现改进的收发器设计。为了实现更实用的性能-复杂度权衡，提出了一种次优用户排序算法。仿真结果表明，与最优用户排序算法相比，该次优用户排序算法可以获得接近最优的性能，同时仅具有中等的计算复杂性。
2015-05-19 cs.IT math.IT
Spectral Efficiency Bounds for Interference-Limited SVD-MIMO Cellular Communication Systems
基于随机几何的思想，研究了干扰受限多输入多输出（MIMO）下行蜂窝系统的各态历经频谱效率。通过奇异值分解预编码和合并，为单个用户提供服务。通过近似的信道特征值的期望，我们推导出上界和下界的遍历SE。得到的上界是最好的可能的系统级性能的任何MIMO策略在非合作蜂窝网络。我们通过仿真验证我们的分析结果。我们还推测，存在的最佳数量的流是成正比的路径损耗指数。
2016-10-30 cs.IT math.IT
Maximizing First Order Approximate Mean of SINR under Imperfect Channel State Information for Throughput Enhancement of MIMO Interference Networks
在这篇研究论文中，信号与干扰加噪声比（SINR）的近似平均值不完美的信道状态信息（CSI）下计算和最大化的MIMO干扰网络的吞吐量增强。每个发射机和接收机分别具有M个和N个天线，并且网络以时分双工模式操作。每个收发器调整其滤波器以最大化SINR的期望值。所提出的新方法用于不完美CSI下的吞吐量增强，利用无线网络的互易性来最大化估计均值。该算法的和速率性能进行了验证，使用Monte Carlo模拟。
2018-04-02 cs.IT math.IT
Effective Capacity of Receive Antenna Selection MIMO-OSTBC Systems in Co-Channel Interference
研究了密集环境下存在同频干扰的多输入多输出（MIMO）通信系统的时延约束性能。在发射端采用正交空时分组码（OSTBC），在下行链路采用接收天线选择（RAS）方案，以降低MIMO系统的高复杂度和高开销。这里，对于简单和便宜的移动手机，在每次使用信道时在接收机处选择一个天线。在这些假设下，在一个无线信道中的延迟服务质量（QoS）保证的最大常数到达率被提取。在准静态瑞利衰落和同信道干扰条件下，给出了采用RAS方案的MIMO-OSTBC信道有效容量的解析解。最后，提供了数值模拟和验证的理论结果。
2016-08-02 cs.IT math.IT
On the Degrees of Freedom of Asymmetric MIMO Interference Broadcast Channels
研究了非对称多输入多输出干扰广播信道（MIMO-IBC）的自由度。通过引入连接模式链的概念，推广了文[11]中提出的Genie链，导出并证明了非对称MIMO-IBC的IA可行的必要条件，即不可约条件.在任意结构的MIMO-IBC中，线性干扰对齐（IA）和渐近IA可行性都是必要的。在一类特殊的非对称两胞MIMOIBC中，证明了不可约条件是渐近IA可行的充要条件，而固有条件和不可约条件的组合是线性IA可行的充要条件.从这些条件出发，我们分别推导出了非对称G-小区MIMO-IBC的信息论最大每用户自由度和线性IA实现的最大每用户自由度，这些自由度也分别是渐近IA和线性IA实现的非对称G-小区MIMO-IBC的每用户自由度上界。
2013-10-28 cs.IT math.IT
On Designs of Full Diversity Space-Time Block Codes for Two-User MIMO Interference Channels
针对两用户MIMO干扰信道，提出了一种空时分组码（STBC）的设计准则，在每个接收端采用组迫零（ZF）算法消除用户间干扰。基于该设计准则，提出了一种在两用户干扰信道下，采用组ZF接收机实现全分集的空时分组码设计方案。当编码中的时间延迟（或码块大小）变大时，码率接近1。性能结果表明，我们提出的空时分组码与组ZF接收机可以保证全分集。
2012-09-26 cs.IT math.IT
Interference Alignment for the $K$ User MIMO Interference Channel
我们考虑$K$ -用户多输入多输出（MIMO）高斯干扰信道，每个发射机有$M$天线，每个接收机有$N$天线。假设信道系数是恒定的，并且在所有发射机和所有接收机处都是可用的。本文的主要目的是表征该通道的自由度（DoF）。使用一种新的干扰对齐技术，最近已被引入\cite{abolfazl-final}，我们表明，$\frac{MN}{M+N} K$自由度可以实现几乎所有的信道实现。此外，提供了该信道的DoF的新的上界。该上限与我们针对$K\geq K_u\define\frac{M+N}{\gcd(M,N)}$可实现的DoF一致，其中$\gcd(M,N)$表示$M$和$N$的最大公约数。在$K\geq K_u$的情况下，这给出了$M\times N$ MIMO高斯干扰信道的DoF的精确表征。
2011-09-21 cs.IT math.IT
Interference Alignment for the MIMO Interference Channel with Delayed Local CSIT
我们考虑MIMO（多输入多输出）高斯干扰信道的i.i.d.天线和信道使用上的衰落以及发射机处的延迟本地信道状态信息（CSIT）。对于两个用户的情况下，可扩展性结果的自由度（DoF）区域的这个通道。我们还证明了我们的可实现的自由度区域的一些天线配置的紧密性。有趣的是，在某些情况下，具有延迟局部CSIT的DoF区域与具有完美CSIT的DoF区域相同，并且严格大于没有CSIT的DoF区域。然后，我们考虑的$K$用户MISO（多输入单输出）IC，并表明，该通道的自由度可以大于一个延迟本地CSIT。
2011-02-28 cs.IT math.IT
Self-Interference Suppression for the Full-Duplex Wireless Communication with Large-Scale Antenna
在这封信中，我们提出了一种用于多用户MIMO系统的共享天线全双工大规模MIMO模型。该模型利用基站（BS）处的单个天线阵列来同时发送和接收信号。它同时具有全双工系统和时分双工（TDD）大规模MIMO系统的优点，即，高频谱效率和信道互易性。重点研究了大规模MIMO系统中常用的迫零（ZF）和最大比传输/最大比合并（MRT/MRC）线性处理方法。作为主要的发现，我们证明了自干扰（SI）在共享天线全双工大规模MU-MIMO系统可以抑制在完全依赖的上行链路和下行链路信道的天线数量变得足够大。
2015-10-01 cs.IT cs.NI math.IT
A New Outer-Bound via Interference Localization and the Degrees of Freedom Regions of MIMO Interference Networks with no CSIT
从自由度（DoF）区域的角度，在发射端没有信道状态信息（CSIT）的假设下，研究了两用户多输入多输出（MIMO）干扰和认知无线电信道。其中$M_i$和$N_i$分别表示发射机$i$和接收机$i$处的天线数量，MIMO干扰信道的DoF区域最近由Huang等人表征，Zhu和Guo，以及本文作者对天线数量的所有值，除了当$\min(M_1,N_1) > N_2 > M_2$（或$\min(M_2,N_2) > N_1 > M_1$）。后一种情况最近由朱和郭解决，他们提供了一个紧密的外部边界。在此，基于干扰局部化的思想给出了该外界的一个更简单、更广泛适用的证明。使用它，当$\min(M_1+M_2,N_1) > N_2 > M_2$（具有第二发射机认知）时，也为MIMO认知无线电信道的类别建立了DoF区域-作者先前获得的内部和外部边界不紧的唯一类别-从而也完成了一般2用户MIMO认知无线电信道的DoF区域表征。
2011-05-30 cs.IT math.IT
Interference Alignment for Multicell Multiuser MIMO Uplink Channels
本文提出了一种线性干扰对齐（IA）方案，可用于一般的多小区多用户MIMO蜂窝网络的上行链路信道。所提出的方案旨在将由来自一组发射机的信号引起的干扰对准到由仅来自这些发射机的子集的信号建立的子空间中，从而有效地减少干扰发射机的数量。给出了所提方案可实现的总自由度的封闭表达式，并通过数值分析表明，所提方案在某些情况下可实现最优自由度，在大多数情况下可提供比其他相关方案更高的总自由度.
2014-08-21 cs.IT math.IT
Cooperative Feedback for MIMO Interference Channels
多天线预编码有效地减轻了无线网络中的干扰。然而，预编码效率会由于所需的信道状态信息（CSI）的反馈而被开销显著降低。针对这一问题，提出了一种基于有限速率CSI反馈（协作反馈）的双用户多输入多输出（MIMO）干扰信道预编码器设计方法。具体地，每个预编码器被分解为内预编码器和外预编码器，分别用于使干扰为零和提高数据链路阵列增益。内部预编码器被进一步设计为抑制由有限速率协作反馈引起的残余干扰。为了调节由于预编码器量化而产生的残余干扰，设计了附加的标量协作反馈信号以使用不同的准则来控制发射机的功率，所述准则包括应用干扰裕度、最大化总吞吐量以及最小化中断概率。仿真结果表明，这种额外的反馈有效地消除了由于量化预编码器反馈的性能下降。
2010-09-17 cs.IT math.IT
Channel Modeling between Seaborne MIMO Radar and MIMO Cellular System
雷达和蜂窝系统之间的频谱共享是一个新兴的研究领域。在本文中，我们建立了海上MIMO雷达和MIMO蜂窝系统之间的信道模型。我们对2D信道进行建模以捕获频谱共享场景的方位角方面。我们的信道建模方法允许MIMO雷达在基站（BS）的方位角位置放置精确的零陷，从而保护它们免受有害的雷达干扰。我们使用基于投影的方法，其中雷达波形投影到零空间的信道，以减轻雷达干扰BS。这也被称为基于特征调零的方法，其不同于雷达通常采用的空间调零。我们通过仿真表明，所提出的空间信道模型允许本征调零，其性能优于传统的空间调零的干扰缓解。所提出的信道模型可以被利用来使用本征置零，从而增强MIMO雷达的目标检测和波束方向图分辨率，同时减轻对BS的干扰。
2015-04-16 cs.IT math.IT
Dual Link Algorithm for the Weighted Sum Rate Maximization in MIMO Interference Channels
MIMO干扰网络优化对于日益拥挤的无线通信网络是重要的。我们提供了一个新的算法，命名为双链路算法，为MIMO多址接入信道（MAC），广播信道（BC），和一般MIMO干扰信道与高斯输入和总功率约束的加权和速率最大化的经典问题。对于MIMO MAC/BC，该算法找到最佳信号以实现容量区域边界。对于高斯输入假设的干扰信道，两个先前的最先进的算法是WMMSE算法和礼貌注水（PWF）算法。WMMSE算法是可证明收敛的，而PWF算法利用了最优发射信号结构，并且在大多数情况下收敛最快，但不能保证在所有情况下都收敛。非常希望设计一种具有两种算法的优点的算法。双链路算法就是这样一种算法。它的快速和保证收敛是重要的分布式实现和时变信道。此外，收敛性证明中使用的技术和缩放不变性性质可以在通信网络中的其他非凸问题中找到应用。
2016-04-04 cs.IT math.IT
The Degrees of Freedom Region and Interference Alignment for the MIMO Interference Channel with Delayed CSI
在快衰落和{\em delayed}信道状态信息（CSI）假设下，研究了2用户多天线或MIMO（multiple-input，multiple-output）干扰信道（IC）的自由度（DoF）区域，其中所有终端完全知道所有（或某些）信道矩阵，但具有延迟，并且每个接收机另外瞬时知道其自己的输入信道。一般的MIMO IC被认为在四个终端中的每一个处具有任意数量的天线。根据四个终端处的天线数量之间的关系将其分为几类，在延迟CSI假设下，针对四个终端处的天线数量的{\em all}个可能值，表征基本DoF区域。特别地，推导出一般MIMO IC的DoF区域上的外边界。然后，通过为每个类开发基于干扰对齐的可扩展性方案，证明了对于所有MIMO IC，此界限是紧的。一方面，在延迟CSI假设下的这些DoF区域与理想主义的"完美CSI"假设的DoF区域进行比较，其中在理想主义的"完美CSI"假设中，完美的和瞬时的CSI在所有终端处都是可用的，另一方面，这些DoF区域与保守的"无CSI"假设的DoF区域进行比较，其中CSI在接收机处是可用的，但在发射机处根本不是。
2011-03-11 cs.IT math.IT
Antenna Deployment Method for MIMO Radar under the Situation of Multiple Interference Regions
研究了分布式多输入多输出（MIMO）雷达同时考虑多个干扰区域的天线优化配置问题。提出了一种基于多目标粒子群优化（MOPSO）的天线优化部署方法，解决了天线优化部署问题。首先，我们建立了一个多目标优化问题的MIMO雷达天线部署，选择不同区域的干扰功率密度为目标函数。然后，为了在不浪费时间和计算资源的情况下获得最优部署结果，提出了一种基于间隔距离的迭代收敛准则。迭代收敛准则可以用来停止MOPSO优化过程中有效地当最优天线部署算法达到所需的收敛水平。最后，数值结果验证了所提出的算法的有效性。
2017-01-20 cs.IT math.IT
Replication-based Outer bounds and the Optimality of "Half the Cake" for Rank-Deficient MIMO Interference Networks
为了获得对MIMO干扰网络的新见解，针对$K$ -用户多输入多输出（MIMO）干扰信道探索了$\sum_{k=1}^K M_k/2$（每个用户蛋糕的一半）自由度的最优性，其中交叉信道具有任意秩约束，并且$k^{th}$发射机和接收机均配备有$M_k$天线。该结果巩固并显著概括了Krishnamurthy等人先前研究的结果，所有用户都具有$M$天线的秩亏干扰信道，以及Tang等人，其中$k^{th}$用户对具有$M_k$天线。这项工作的更广泛的成果是一种新的类的复制为基础的任意秩约束MIMO干扰网络的外部边界，其中现有用户的副本被添加为辅助用户和网络连接的选择，以确保任何可实现的计划，为原始网络也工作在新的网络。复制网络为问题创造了一个新的视角，因此，即使是简单的参数，如用户合作，当应用于复制网络时，也会变得非常强大，从而产生更强的外部边界，而不是直接应用于原始网络。值得注意的是，基于复制的界限不仅广泛适用于具有任意秩约束的MIMO干扰信道，而且更广泛地适用于甚至超出高斯设置。
2015-10-20 cs.IT math.IT
Interference Alignment Schemes Using Latin Square for Kx3 MIMO X Channel
本文研究了X通道有限时间扩展的干扰对齐方案和低计算复杂性的波束形成器选择方法。针对K × 3多输入多输出（MIMO）X信道，提出了一种基于拉丁方的链式IA方案。由于所提出的方案可以有一个更大的可能的波束形成器比传统的计划，它的性能提高了一个给定的信道的有效波束形成器的选择。此外，我们提出了一种基于条件数（CN）的波束形成器选择方法，具有低的计算复杂性，其性能改善的数值验证。
2018-10-12 cs.IT math.IT
Limited Feedback Design for Interference Alignment on MIMO Interference Networks with Heterogeneous Path Loss and Spatial Correlations
干扰对齐是K用户MIMO干扰信道中的自由度最优问题，许多先前的工作已经研究了收发器的设计。然而，这些工作主要集中在发射机处具有完美信道状态信息和对称干扰拓扑的网络上。在本文中，我们考虑一个有限的反馈系统与异构路径损耗和空间相关性，并探讨如何动态的干扰拓扑结构可以被利用，以提高反馈效率。我们提出了一种新的空间码本设计，并通过比特分配进行动态量化，以适应干扰拓扑的不对称性。我们约束系统的吞吐量根据所提出的动态方案的发送信噪比，反馈比特和干扰拓扑参数。它表明，当反馈比特的数量与SNR的比例为C_{s} \cdot \log \textrm{SNR}，网络的自由度自由度的总和被保存。此外，在具有非对称干扰拓扑的网络中，缩放系数C_{s}的值可以显著减小。
2013-02-26 cs.IT math.IT
The Secrecy Capacity Region of the Gaussian MIMO Broadcast Channel
在本文中，我们考虑的情况下，源节点希望通过高斯MIMO广播信道广播两个各自的接收机的两个机密消息。分线器还经由另一MIMO信道接收所传输的信号。首先，我们假设通道是退化的，并且窃听器具有最差的通道。我们建立了这种情况下的容量区域。我们的可重复性方案是高斯码的叠加和层内的随机化的组合，我们将其称为秘密叠加编码。对于外界，我们使用增强信道的概念来证明高斯码的秘密叠加是最优的。我们表明，我们只需要增强合法接收者的信道，窃听者的信道保持不变。然后将退化情形的结果推广到非退化情形。我们表明，秘密叠加的高斯码，随着连续解码不能工作时，信道没有退化。我们开发了一种秘密脏纸编码（SDPC）方案，并表明SDPC对于该信道是最优的。最后，我们调查的具体情况下，发射机和窃听者有多个天线，而两个预期的接收器有一个天线的实际特征。我们的特点的保密能力区域的广义特征值的接收机信道和窃听信道。我们将此配置称为MISOME情况。在高信噪比下，我们证明了容量区域是两个矩形区域的凸闭包。
2009-10-19 cs.IT math.IT
Reconfigurable Intelligent Surface-Empowered Self-Interference Cancellation for 6G Full-Duplex MIMO Communication Systems
针对6G全双工MIMO系统的自干扰问题，提出RIS赋能的RFIC方案，通过推导RIS相移闭式解最小化干扰并保障QoS，和速率较基准提升超50%。
2023-03-29 cs.IT cs.NI math.IT
Interference Alignment Designs for Secure Multiuser MIMO Systems: Rank Constrained Rank Minimization Approach
在本文中，我们制定的干扰对齐（IA）问题的多用户多输入多输出（MIMO）系统中存在的窃听作为一个秩约束秩最小化（RCRM）问题。所提出的秩最小化IA方案的目的是找到预编码和接收器子空间矩阵，以将干扰和窃听信号对齐到最低维度的子空间中，同时保持所需的信号子空间跨越全部可用的空间维度。针对秩函数的非凸性，提出了RCRM问题的两种凸松弛，即核范数（NN）和加权核范数（RNN），并将秩约束转化为等价的、易处理的约束.然后，我们推导出一个坐标下降的方法来获得IA计划的解决方案。仿真结果表明，我们提出的IA设计优于传统的IA设计的平均保密和率。另一方面，我们提出的设计执行相同或更好的比其他安全IA计划，占低干扰和窃听信号功率，而不是低维度的干扰和窃听信号矩阵的系统，实现完美的IA。
2015-08-04 cs.IT math.IT math.OC
Wiretapped Signal Leakage Minimization for Secure Multiuser MIMO Systems via Interference Alignment
针对存在窃听者的安全多用户多输入多输出系统，设计了干扰对齐算法。所提出的IA技术设计的发送预编码和接收子空间矩阵，以最大限度地减少总的主链路间干扰和窃听信号。在发射机（Tx）处已知完美信道状态信息的情况下，优化问题的成本函数在Tx处的预编码矩阵以及接收机（Rx）和窃听者处的接收子空间矩阵上交替地最小化。给出了该方法的可行性条件和收敛性证明。数值结果表明，我们的IA算法的平均保密和率相比，传统的IA设计方面的显着改善。
2015-08-04 cs.IT math.IT math.OC
Self-Interference in Full-Duplex Multi-User MIMO Channels
我们考虑一个多用户多输入多输出（MIMO）设置全双工（FD）多天线节点应用线性波束形成器，同时发送和接收多个流在莱斯衰落信道。精确的第一次和第二次正的时刻的剩余自干扰（SI），涉及平方范数的非同分布的随机变量之和，推导出封闭的形式。因此调用矩量法来提供剩余SI分布的Gamma近似。所提出的定理在任意线性预编码器/解码器设计、天线和流的数量以及SI消除能力下成立。
2017-01-01 cs.IT math.IT
The Weighted Sum Rate Maximization in MIMO Interference Networks: The Minimax Lagrangian Duality and Algorithm
我们采取了一个新的视角在多输入多输出（MIMO）干扰网络的加权和速率最大化，制定一个等效的最大-最小问题。这个看似平凡的重新制定有重要的意义：拉格朗日对偶的等效最大-最小问题提供了一个优雅的方式来建立一个干扰网络和它的倒数之间的和率对偶时，这样的对偶存在，更重要的是，提出了一种新的迭代极小极大算法的加权和率最大化。而且算法的设计和收敛性证明只使用一般的凸分析。它们适用于并扩展到任何具有类似结构的极大极小问题，从而为此类优化问题提供了一类通用的算法。本文提出了一个有前途的步骤，并希望建立一个通用的框架的基础上的最小最大拉格朗日对偶的加权和速率的特征和开发有效的算法一般MIMO干扰网络。
2013-09-16 cs.IT math.IT
Aligned Image Sets and the Generalized Degrees of Freedom of Symmetric MIMO Interference Channel with Partial CSIT
两个用户对称多输入多输出（MIMO）干扰信道（IC）的广义自由度（GDoF）被表征为信道强度水平和发射机处的信道状态信息水平（CSIT）的函数。在该对称设置中，每个发射机配备有M个天线，每个接收机配备有N个天线，并且两个交叉链路具有相同的强度参数$α$和相同的信道不确定性参数$β$。主要的挑战在于证明的外部边界，这是通过一个泛化的对齐图像集的方法。
2017-05-02 cs.IT math.IT
The Capacity Region of the MIMO Interference Channel and its Reciprocity to Within a Constant Gap
对于每个节点具有任意数量天线的2用户多输入多输出（MIMO）高斯干扰信道（IC）的一般情况，其容量区域被表征为在与信道矩阵无关的恒定间隙内。Telatar和Tse在以前的工作中获得了一类干扰信道的可达速率区域和容量区域的外边界，作为所有可能的输入分布的并集。与以前的工作相比，MIMO IC，一个简单的和一个明确的可实现的编码方案在这里获得，并示出具有恒定的间隙容量属性，其中每个用户的公共和私人消息的子速率明确指定为每个可实现的速率对。因此，在这项工作中，通过首先建立明确的上限和下限的容量区域的恒定间隙容量的结果证明。还证明了互易性结果，即互易MIMO IC的容量在前向MIMO IC的容量区域的恒定间隙内。
2013-02-15 cs.IT math.IT
Hybrid Beamforming and Combining for Millimeter Wave Full Duplex Massive MIMO Interference Channel
全双工（FD）通信可以彻底改变无线通信，因为它避免了使用独立的信道进行双向通信。这项工作推广了毫米波（mmWave）频段的点对点FD通信，包括K对大规模MIMO FD节点同时工作。我们提出了一种新的联合混合波束成形（HYBF）和加权和速率（WSR）最大化的合并方案，使大规模MIMO FD链路的共存成本有效。该算法依赖于基于最小化-最大化方法的替代优化。此外，我们提出了一种新的SI和大规模MIMO干扰信道感知功率分配方案，包括最优功率控制。仿真结果表明，显着的性能改善相比，传统的双向全数字半双工（HD）系统。
2022-01-04 cs.IT eess.SP math.IT
Genie Chains: Exploring Outer Bounds on the Degrees of Freedom of MIMO Interference Networks
本文提出了一种新的基因链方法来获得MIMO无线干扰网络的信息论自由度（DoF）外界。这种新方法创建了从提供给接收器的精灵信号到该接收器处的暴露信号空间的映射链，该映射链然后用作链中的下一个接收器的精灵信号，该下一个接收器服从某些线性独立性要求，本质上将信息理论DoF外界问题转换为线性代数问题。精灵链方法的几个应用。
2014-04-08 cs.IT math.IT
Outage Probability and Outage-Based Robust Beamforming for MIMO Interference Channels with Imperfect Channel State Information
本文研究了多输入多输出（MIMO）干扰信道下的中断概率和基于中断的波束设计问题。首先，在信道状态信息（CSI）误差为高斯分布的假设下，推导了MIMO干扰信道中中断概率的闭式表达式，并利用Besloff界研究了中断概率随系统参数变化的渐近行为.它示出了中断概率指数下降相对于CSI的质量测量的CSI的均方误差的倒数。其次，基于导出的中断概率表达式，提出了一种最大化和中断率的迭代波束设计算法。数值结果表明，所提出的波束设计算法产生更好的和中断率性能比传统的算法，如干扰对齐的假设下完美的CSI。
2012-06-27 cs.IT math.IT
