Deep Learning for Joint MIMO Detection and Channel Decoding
我们提出了一种用于联合MIMO检测和信道解码问题的深度学习方法。传统的MIMO接收机采用基于模型的方法以线性或迭代方式进行MIMO检测和信道解码。然而，由于复杂的MIMO信号模型，联合MIMO检测和信道解码问题的最佳解决方案（即，从接收的MIMO信号中对发送的码字进行最大似然解码）在计算上是不可行的。作为实际措施，当前基于模型的MIMO接收机都使用具有可承受的计算复杂性的次优MIMO解码方法。这项工作将深度学习的最新进展应用于MIMO接收器的设计。特别地，我们利用具有监督训练的深度神经网络（DNN）来解决联合MIMO检测和信道解码问题。我们表明，DNN可以被训练成比传统MIMO接收机更好的解码性能。我们的模拟表明，由七个隐藏层组成的DNN实现可以优于传统的基于模型的线性或迭代接收器。这种性能的提高为未来的MIMO接收机设计指明了新的方向。
2019-01-17 cs.IT math.IT
An Achievable Rate for the MIMO Individual Channel
我们考虑的问题，在多输入多输出（MIMO）的实值信道，没有指定的数学模型，可实现的速率作为一个函数的信道输入和输出序列已知的后验。本文扩展了以前的结果，提出了一个速率函数的MIMO个人信道，并显示其在一个固定的传输速率通信的情况下的可扩展性。
2010-08-08 cs.IT math.IT
Properties of Space MIMO Communication Channels
本文讨论了空间到空间多输入多输出（MIMO）通信信道的特点，区分它从更常见的地面MIMO通信信道。这些特征意味着空间通信信道的信道矩阵具有特别简单的结构，该结构导致使用卫星集群作为分布式通信节点既可预测又易于控制的统计特征。此外，将质量发射到空间中的极高成本将约束引入到信道容量等式中，这导致空间MIMO通信的频谱效率与能量效率的折衷，该折衷与通常被认为适用于地面MIMO通信系统的折衷根本不同。
2016-01-20 cs.IT math.IT
Dual-Polarized Ricean MIMO Channels: Modeling and Performance Assessment
在无线通信系统中，双极化（DP）传输代替单极化（SP）多输入多输出（MIMO）传输用于在一定信道条件下提高频谱效率和信噪比（SNR）。为了确定这些条件，我们首先提出了一种新的信道模型DP移动莱斯MIMO信道的统计信道参数很容易从基于矩的信道分解。其次，我们推导出一个近似的互信息（MI），它可以表示为这些统计信道参数的函数。基于这种近似，我们描述了所需的SNR的DP MIMO系统优于SP MIMO系统的MI。最后，我们将我们的结果在2.53 GHz的信道测量。我们发现，使用建议的信道分解和近似的MI，我们能够重现（实际上相关的）SNR值以上的DP MIMO系统优于SP MIMO系统。
2012-12-20 cs.IT math.IT
Effects of Channel Aging in Massive MIMO Systems
MIMO通信可以通过在基站处部署非常大量的天线元件来提供高频谱效率。来自大规模MIMO通信的增益来自于在上行链路和下行链路上使用多用户MIMO，但是与所服务的用户的数量相比，在基站处具有大量过量的天线。关于大规模MIMO的初始工作并没有完全解决与其部署相关的几个实际问题。本文研究了信道老化对大规模MIMO系统性能的影响。信道变化的影响，其特征在于作为不同的系统参数的函数，假设一个简单的模型，在发射机的信道时间变化。信道预测被提出来克服信道老化效应。老化的分析结果显示如何容量损失，由于时间的变化，在信道中。在多小区网络中的数值结果表明，大规模MIMO工作，即使有一些信道变化和信道预测可以部分克服信道老化的影响。
2013-07-12 cs.IT math.IT
On the Capacity Region and the Generalized Degrees of Freedom Region for the MIMO Interference Channel with Feedback
在本文中，我们研究了反馈对两个用户MIMO干扰信道的影响。具有反馈的MIMO干扰信道的容量区域的特征在于在恒定比特数内，其中该常数与信道矩阵无关。此外，它示出的MIMO干扰信道的反馈和它的互易干扰信道的容量区域是在一个恒定的比特数。最后，给出了带反馈MIMO干扰信道的广义自由度域的特征。
2013-09-14 cs.IT math.IT
Millimeter Wave MIMO Channel Tracking Systems
我们考虑用于时间相关毫米波的信道/子空间跟踪系统（例如，E波段）多输入多输出（MIMO）信道。我们的重点是在非视线（NLoS）环境中，其中发射机和接收机配备了混合模拟/数字预编码器和组合器，分别跟踪算法。在毫米波MIMO文献中没有直接的时间相关信道模型的情况下，我们提出了一种适用于NLoS毫米波场景的时间MIMO信道演进模型。针对传统MIMO信道跟踪算法不能直接应用于微波频段的问题，提出了一种基于序贯更新预编码器和合并器的MIMO信道跟踪算法。数值结果表明，优越的信道跟踪能力，所提出的技术比独立的探测方法在所提出的信道模型和3GPP规范中采用的空间信道模型（SCM）。
2014-12-13 cs.IT math.IT
Gaussian MIMO Broadcast Channels with Common and Confidential Messages
研究了具有公共消息和机密消息的两用户高斯多输入多输出（MIMO）广播信道。在该信道中，发射机向两个用户发送公共消息，并向每个用户发送保密消息，该保密消息对另一用户完全保密。我们得到了这个通道的整个容量区域。我们还探索了我们为具有公共和机密消息的高斯MIMO广播信道获得的容量区域与其非机密对应物的容量区域之间的联系，即，具有公共和私有消息的高斯MIMO广播信道，其不完全已知。
2010-01-19 cs.IT math.IT
Mode Switching for MIMO Broadcast Channel Based on Delay and Channel Quantization
不完全信道状态信息会降低多输入多输出（MIMO）通信的性能，它对单用户（SU）和多用户（MU）MIMO传输的影响是完全不同的。具体地，MU-MIMO由于不完美的信道状态信息而遭受残余用户间干扰，而SU-MIMO仅遭受功率损耗。本文比较了由于延迟和信道量化引起的SU和MU MIMO在下行链路上的吞吐量损失。精确的封闭形式的近似推导出可实现的速率为SU和MU MIMO。结果表明，SU-MIMO是相对稳健的延迟和量化的信道信息，而MU MIMO与迫零预编码失去空间复用增益与固定的延迟或固定码本大小。基于导出的可实现速率，提出了一种模式切换算法，该算法基于平均信噪比（SNR）、归一化多普勒频率和信道量化码本大小在SU和MU MIMO模式之间切换以提高频谱效率。确定具有不同延迟和码本大小的SU和MU模式的操作区域，其可以用于选择优选模式。结果表明，MU模式是活跃的，只有当归一化多普勒频率是非常小的码本大小是大的。
2008-12-16 cs.IT math.IT
MIMO Wiretap Channels with Arbitrarily Varying Eavesdropper Channel States
在这项工作中，一类信息理论的保密问题的窃听者的信道状态是完全未知的合法方。特别是，MIMO窃听信道模型被认为是窃听者的信道随时间任意变化。假设窃听者的天线数目有限，推导了MIMO窃听信道在强保密意义下的保密率，并证明了其在安全自由度上与其相反.证明了存在一个通用的编码方案，该方案可以保护机密消息不受窃听者所经历的任何信道状态序列的影响。由此得出结论，无论窃听者的位置或信道状态如何（可能有无限多个），安全通信都是可能的。此外，据观察，本设置呈现多终端窃听型信道的保密容量问题更容易处理的情况下，窃听者信道状态的全部或部分知识。为了证明这一观察，导出了高斯MIMO多址窃听信道（MIMO MAC-WT）和高斯MIMO广播窃听信道（MIMO BC-WT）的安全自由度区域，其中发射机和预期接收机具有相同数量的天线。
2010-07-27 cs.IT math.IT
Distributed Massive MIMO Channel Estimation and Channel Database Assistance
由于单天线信噪比低和信令开销大，信道估计是大规模MIMO系统的主要瓶颈。空间约束可以通过利用稀疏性来提高估计性能。存在基于到达角估计的远场波束域信道估计的解决方案。然而，对于近场和分布式MIMO空间信道估计没有等效的解决方案。我们提出了一种解决方案-源域信道估计-这是基于源位置估计。我们扩展到采用“信道数据库”，将有关的物理散射环境的信息到信道估计。我们提出的方法来生成，存储和使用的渠道数据库，以协助本地化和通信。
2017-12-19 cs.IT math.IT
Low-Complexity Lattice Reduction-Aided Channel Inversion Methods for Large-Dimensional Multi-User MIMO Systems
为了降低大型多用户MIMO系统中正则化块对角化（RBD）预编码方案的计算复杂性，提高其性能，提出了一种低复杂度预编码算法.所提出的算法是基于信道反演技术，QR分解{，}和格型约简解耦的MU-MIMO信道等效SU-MIMO信道。仿真结果表明，所提出的预编码算法可以获得与RBD预编码几乎相同的和速率性能，显著的比特出错率（BER）性能增益{，}和简化的接收机结构，同时要求较低的复杂度。
2013-04-24 cs.IT math.IT
The MIMO Wiretap Channel Decomposed
研究了高斯多输入多输出（MIMO）窃听信道中秘密信息的发送问题。虽然该信道的容量是已知的，但不清楚如何构造实现该容量的最佳编码方案。在这项工作中，我们使用线性操作以及连续干扰消除，以获得有效的并行单天线窃听信道。通过在所得到的并行信道上使用独立的标量高斯窃听码本，实现了MIMO窃听信道的容量。该方案的推导是基于联合三角化的信道矩阵。我们发现，同样的技术可以用来重新推导出的MIMO窃听信道的容量表达式的方式，是简单的，紧密相连的传输方案。这种技术允许扩展到MIMO情况下的标量高斯信道的先前证明的强安全性。我们进一步考虑在两个用户的广播MIMO信道上传输机密消息的问题。对于这个问题，我们发现，推导的容量和传输方案是一个直接的推论，所提出的分析MIMO窃听信道。
2016-10-27 cs.IT math.IT
A Novel Proof for the DoF Region of the MIMO Broadcast Channel with No CSIT
本文给出了一种新的证明方法，证明了在发送端没有信道状态信息（CSIT）和接收端有理想信道状态信息（CSIR）的K用户多输入多输出（MIMO）广播信道（BC）的自由度（DoF）区域。在此基础上，推导出了具有发射端信道分布信息（CDIT）和理想CSIR的某类MIMO BC的容量域。最后，提供了没有CSIT的MIMO干扰信道（IC）的DoF区域的外边界。
2014-01-24 cs.IT math.IT
Parametric Schemes for Prediction of Wideband MIMO Wireless Channels
在自适应和有限反馈MIMO-OFDM系统中，关于时变频率选择性信道的未来状态的信息可以显著地增强反馈的有效性。本文研究了宽带MIMO信道的参数外推使用的双向MIMO模型的变化。我们提出了三个预测器，估计参数的信道使用4D，3D和2D扩展的ESPRIT算法和预测未来的状态的信道使用的模型。此外，使用向量公式的Cramer Rao下界的参数的函数，我们推导出在宽带MIMO信道的预测误差的限制。数值模拟被用来评估所提出的算法在不同的信道和传输条件下的性能，并与推导出的误差界进行比较。
2014-08-04 cs.IT math.IT
Rate Bounds for MIMO Relay Channels
本文研究了多输入多输出（MIMO）中继信道，其中每个终端使用多个天线。与单输入单输出（SISO）中继信道相比，MIMO中继信道引入了额外的自由度，使得最优协作策略的设计和分析更加复杂。本文提出了一种结合发送端消息分裂和块马尔可夫编码的部分协作策略。容量的下限，提高了以前提出的非合作下界推导高斯MIMO中继信道。
2008-05-02 cs.IT math.IT
Generalized Degrees Freedom of Noncoherent MIMO Channels with Asymmetric Link Strengths
本文研究了非相干多输入多输出（MIMO）信道的广义自由度（gDoF），该信道具有非对称的链路强度分布和T个符号的相干时间。我们推导出了非对称MIMO信道的最优通信信令结构，这与独立同分布（i.i.d.）链接.我们扩展了现有的结果，单输入多输出（SIMO）通道与i.i.d.链接到不对称的情况下，证明选择统计上最好的天线是gDoF最优的。使用SIMO信道的gDoF结果，我们证明了对于T=1，具有任意链路强度的MIMO信道的gDoF为零。将MIMO的结果与i.i.d.链接我们表明，选择统计上最好的天线是gDoF最佳的多输入单输出（MISO）信道。我们还推导出在直接链路和交叉链路中具有不同指数的2X2 MIMO信道的gDoF。在这种设置中，我们表明，总是需要使用两个天线来实现gDoF，与具有i.i.d.的2X2 MIMO信道的结果相反。链接.我们表明，与i.i.d.的情况相比，具有较弱的交联给出了gDoF增益。链接.对于具有i.i.d.链路，独立训练每个发射天线的传统方法是自由度（DoF）最优的，而我们观察到，对于非对称2 × 2 MIMO信道，传统训练不是gDoF最优的。我们通过展示一种策略将这种观察扩展到更大的MX M MIMO信道，该策略可以实现比传统的基于训练的方法更大的gDoF。
2019-11-18 cs.IT math.IT
Robust Linear Processing for Downlink Multiuser MIMO System With Imperfectly Known Channel
本文提出了一种粗糙的下行链路多用户MIMO方案，利用信道均值和天线的相关性，以减轻由于真实和估计CSI之间的不匹配的性能损失。
2008-11-04 cs.IT 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
Degrees of Freedom Region of the MIMO X channel with an Arbitrary Number of Antennas
我们的特点的总自由度（DoF）的满秩MIMO X信道与任意数量的天线在每个节点。我们阐明，现有的外边界是紧密的任何天线配置，并提供发射和接收滤波器的设计，达到这个外边界。所提出的可实现的方案利用信道扩展方面，符号和非对称复杂的信令时，通信是在一个恒定的信道的情况下进行的，也适用于时变信道。所提出的方案是一个一般的框架，推导出的总自由度的任何两个由两个多用户信道。此外，秩亏MIMO信道的情况下，自然解决，它表明，总的自由度的干扰（IC）和MIMO X信道一般优于满秩MIMO的情况下
2012-10-09 cs.IT math.IT
Asymptotic Orthogonality Analysis of Time-Domain Sparse Massive MIMO Channels
下行链路大规模MIMO的理论分析通常假设理想的高斯信道矩阵具有与不同用户相关联的信道向量的渐近正交性，因为它可以提供有利的传播条件。同时，最近的实验表明，特定用户和大量基站天线之间的大量MIMO信道在时域和角度域都呈现空间公共稀疏性（SCS）。这促使我们研究现实稀疏大规模MIMO信道是否能提供良好的传播条件，并揭示现实稀疏信道下的大规模MIMO系统与理想高斯信道矩阵假设下的大规模MIMO系统之间的容量差距。本文从理论上证明了大规模MIMO中不同用户在实际稀疏信道下的信道向量满足渐近正交性，从而也提供了良好的传播条件。仿真结果验证了理论分析的正确性。
2015-11-27 cs.IT math.IT
Message Transmission and Common Randomness Generation over MIMO Slow Fading Channels with Arbitrary Channel State Distribution
研究了在平均输入功率受限、加性高斯白噪声（AWGN）、任意状态分布和接收端可获得完整信道状态信息（CSIR）的单用户多输入多输出（MIMO）慢衰落信道中的消息传输问题和公共随机性（CR）生成问题.首先，我们推导出一个下限和上限的MIMO慢衰落信道的中断传输容量的任意状态分布，并表明，边界一致，除了可能在中断传输容量的不连续点，其中有，最多，可数多。为了证明中断传输容量的下界，我们还建立了一个特定的复合MIMO高斯信道的容量。其次，我们定义了中断CR容量的两个源模型与单向通信在MIMO慢衰落信道与任意状态分布，并建立一个下限和上限，它使用我们的MIMO慢衰落信道的中断传输容量的界限。
2022-10-21 cs.IT math.IT
Semantically Secure Lattice Codes for Compound MIMO Channels
我们考虑复合多输入多输出（MIMO）窃听信道，其中最小的信道状态信息在发射机（CSIT）的假设。码的构造给出了各向同性互信息的特殊情况下，作为一般情况下的保守策略。使用MIMO信道的平坦度因子，我们提出格码普遍实现复合MIMO窃听信道的保密能力，直到一个恒定的间隙（以nats测量），这是等于发射天线的数量。该方法从错误概率的角度改进了MIMO窃听信道保密编码的现有工作，并建立了信息理论安全（实际上是语义安全）。我们还给出了一个代数结构，以减少代码的设计复杂度，以及合法接收机的解码复杂度。由于数域和除法代数的代数结构，我们的复合MIMO窃听信道的代码构造可以减少到高斯窃听信道，直到一些额外的间隙保密容量。
2019-10-08 cs.IT math.IT
On the Outage Capacity of Orthogonal Space-time Block Codes Over Multi-cluster Scattering MIMO Channels
多簇散射MIMO信道是研究微微蜂窝MIMO网络的有效模型。本文研究了在这种信道上的正交空时分组码传输，其中有效信道等于n个复高斯矩阵的乘积。一个简单而准确的封闭形式近似的信道中断容量已在此设置中导出。结果是有效的任意数量的集群n-1的散射体和任意的天线配置。数值结果提供了研究之间的相对中断性能的多簇和瑞利衰落MIMO信道，其中n=1。
2014-04-04 cs.IT math.IT
Super-Resolution Sparse MIMO-OFDM Channel Estimation Based on Spatial and Temporal Correlations
该文提出了一种基于有限新息率（FRI）理论的参数稀疏多输入多输出（MIMO）-OFDM信道估计方法，可以实现任意时延的超分辨率估计。同时，利用无线MIMO信道的空间和时间相关性来提高信道估计的精度。对于无线信道本质上是稀疏的室外通信场景，由于MIMO信道的空间相关性，不同发射-接收天线对的路径延迟共享共同的稀疏模式。同时，由于MIMO信道的时间相关性，在相邻的几个OFDM符号之间，信道稀疏模式几乎不变。通过同时利用这些MIMO信道特性，所提出的方案比现有的最先进的方案性能更好。此外，通过与不同天线相关联的信号的联合处理，可以在FRI理论的框架下减少导频开销。
2015-07-20 cs.IT math.IT
Diversity of the MMSE receiver in flat fading and frequency selective MIMO channels at fixed rate
在这方面的贡献，MIMO MMSE接收机的分集的评估解决有限速率在平坦衰落信道和频率选择性衰落信道与循环前缀。最近已经观察到，与其他MIMO接收机相比，MMSE接收机具有取决于目标有限速率的分集，并且对于足够低的速率，MMSE接收机达到全分集，即ML接收机的分集。到目前为止，这一现象只得到了部分解释。本文的主要目的是对平坦衰落MIMO信道给出完整的证明，并改进已有的在带循环前缀的频率选择性MIMO信道中的部分结果。
2011-11-16 cs.IT math.IT
The diversity-multiplexing tradeoff of the symmetric MIMO half-duplex relay channel
由于扩展部分中的一个方程中的错误，本文已被撤回。
2010-06-08 cs.IT math.IT
The Ergodic Capacity of The MIMO Wire-Tap Channel
这篇论文已经撤回，以提供定理1和引理1的逆的更严格的证明。
2009-07-21 cs.IT math.IT
Diversity-Multiplexing Tradeoff in Selective-Fading MIMO Channels
我们建立了相干时间，频率和时间-频率选择性衰落MIMO信道的最佳分集复用（DM）权衡，并提供了一个DM权衡最优的代码设计准则。我们的研究结果是基于与一个给定的选择性衰落MIMO信道的“詹森信道”的分析。由于互信息是相关随机变量的总和，原始问题在分析上似乎难以处理，而Jensen信道在DM权衡的意义上等同于原始信道，并且很好地适合于分析处理。最后，作为我们的研究结果的结果，我们发现，经典的秩准则的空时码设计（在选择性衰落MIMO信道），确保DM权衡的意义上的最优性。
2007-04-25 cs.IT math.IT
Asymptotic Analysis of General Multiuser Detectors in MIMO DS-CDMA Channels
我们分析了MIMO DS-CDMA信道与一般的多用户检测器，包括一个非线性多用户检测器，使用副本的方法。在多用户情况下，如果采用空间扩频方案，则多用户检测器将MIMO DS-CDMA信道解耦为一组单用户SIMO高斯信道。另一方面，如果不采用空间扩展方案，则它被解耦成一组单用户MIMO高斯信道。具有空间扩展方案的MIMO DS-CDMA信道的频谱效率与不具有空间扩展方案的使用最优空时分组码的MIMO DS-CDMA信道的频谱效率相当。在QPSK数据调制方案的情况下，具有MMSE检测器的MIMO DS-CDMA信道的频谱效率示出{ \it瀑布}行为，并且当系统负载刚好低于{ \it瀑布}行为的转变点时非常接近于对应的总容量。我们的结果意味着，考虑到数据调制方案的多用户检测器的性能可以远远优于线性多用户检测器。
2007-06-21 cs.IT math.IT
Towards the Asymptotic Sum Capacity of the MIMO Cellular Two-Way Relay Channel
在本文中，我们考虑的收发器和中继设计的多输入多输出（MIMO）蜂窝双向中继信道（cTWRC），其中多天线基站（BS）通过多天线中继站（RS）与多个多天线移动站交换信息。我们提出了一种新的双向中继方案，以接近MIMO cTWRC的总容量。
2014-06-18 cs.IT math.IT
Full Rank Solutions for the MIMO Gaussian Wiretap Channel with an Average Power Constraint
本文考虑了一个多输入多输出（MIMO）高斯窃听信道模型，其中存在一个发射机，一个合法的接收机和一个窃听者，每个都配备了多个天线。在本文中，我们首先重新审视的最佳输入协方差矩阵的秩属性，实现多天线MIMO高斯窃听信道的保密容量下的平均功率约束。接下来，我们得到的MIMO窃听信道参数的必要和充分条件，使最佳的输入协方差矩阵是满秩的，我们充分的特点，以及由此产生的协方差矩阵。数值结果来说明所提出的理论研究结果。
2012-10-17 cs.IT math.IT
Joint Channel Training and Feedback for FDD Massive MIMO Systems
大规模多输入多输出（MIMO）被广泛认为是用于未来5G无线通信系统的有前途的技术。为了在大规模MIMO系统中获得理论上的性能增益，发射端准确的信道状态信息（CSIT）至关重要。然而，由于压倒性的导频信令和信道反馈开销，传统的下行链路信道估计和上行链路信道反馈方案可能不适合于频分复用（FDD）大规模MIMO系统。此外，这两个主题通常在文献中单独考虑。在本文中，我们提出了一种联合信道训练和反馈方案的FDD大规模MIMO系统。具体来说，我们首先利用时变信道的时间相关性，提出了一种差分信道训练和反馈方案，同时减少了下行链路训练和上行链路反馈的开销。接下来，我们提出了一种结构化压缩采样匹配追踪（S-CoSaMP）算法，通过利用无线MIMO信道的结构稀疏性来获得可靠的CSIT。仿真结果表明，所提出的方案可以实现大幅减少的训练和反馈开销。
2015-12-10 cs.IT math.IT
An Error Probability Approach to MIMO Wiretap Channels
我们认为MIMO（多输入多输出）窃听信道，其中合法的发射机爱丽丝正在与合法的接收机鲍勃在窃听夏娃的存在下进行通信，并通过MIMO信道进行通信。我们假设爱丽丝的策略是使用一个具有格结构的码本，然后允许她执行陪集编码。我们分析了夏娃的概率正确解码的消息爱丽丝的意思是鲍勃，并从最小化这个概率，我们推导出一个代码的设计准则MIMO格窃听码。块衰落信道的情况下进行类似的处理，快衰落信道作为一个特殊的情况下得出。阿拉米德代码仔细研究，作为分析提供的一个例子。
2013-01-09 cs.IT math.IT
The Optimal Input Distribution for Partial Decode-and-Forward in the MIMO Relay Channel
研究了高斯多输入多输出（MIMO）中继信道下的部分解码转发（PDF）策略。与已知高斯信道输入是最优的解码转发（DF）策略或点对点（P2P）传输不同，使高斯MIMO中继信道的可实现PDF速率最大化的输入分布迄今为止仍然未知。对于某些特殊情况，例如，对于中继信道，其中最佳PDF策略简化为DF或P2P传输，可以推断高斯输入使PDF速率最大化。然而，就一般情况而言，这个问题到目前为止仍然没有解决。在这项工作中，我们通过证明高斯MIMO中继信道的最大可实现PDF速率始终通过高斯信道输入来实现来解决这个问题。我们的证明依赖于信道增强技术，这最初是由Weingarten等人引入的。推导出高斯MIMO广播信道的（私有消息）容量区域。通过将这种技术与原始分解方法相结合，我们首先建立联合高斯源和中继输入最大化对齐高斯MIMO中继信道的可实现PDF速率。随后，我们使用一个限制的参数，以扩展这一结果从对齐的一般高斯MIMO中继信道。
2014-09-30 cs.IT math.IT
Spatial Precoder Design for Space-Time Coded MIMO Systems: Based on Fixed Parameters of MIMO Channels
在本文中，我们介绍了新的使用线性空间预编码的多输入多输出（MIMO）信道的固定和已知的参数的基础上，以提高空时编码MIMO系统的性能。我们推导出线性空间预编码方案的相干（信道是已知的接收机）和非相干（信道是未知的接收机）空时编码MIMO系统。天线间距和天线放置（几何形状）被认为是MIMO信道的固定参数，其在发射机处是容易知道的。这些预编码方案利用MIMO信道两端的天线布局信息来改善非理想天线布局对空时编码系统性能的影响。在这些方案中，对于给定的发射和接收天线配置，预编码器是固定的，并且发射机不需要来自接收机的信道状态信息（部分或全部）的任何反馈。两个预编码方案的封闭形式的解决方案，提出了多达三个接收机天线的系统。提出了一种适用于三个以上接收天线的广义方法。我们使用相干空时分组码（STBC）和差分空时分组码来分析预编码方案的性能。仿真结果表明，在低信噪比，这两个预编码器给出了显着的性能改善比非预编码系统的小天线孔径尺寸。
2005-12-13 cs.IT math.IT
Universal Polar Coding for Parallel Gaussian Channels with Non-Binary Inputs and Its Applications to HARQ and MIMO
在本文中，我们首先提出了一个通用的极化编码方案的并行高斯信道与非二进制输入。假设编码器只知道M个并行信道的总容量，而不知道任何单个信道的容量。通过将每个并行信道分解为T = [log2r]个子信道，我们因此获得MT二进制子信道。然后提出了一种跨所有子信道的超极化编码方案。当块长度足够大时，该方案可以实现总容量。我们还讨论了并行极化编码设计在HARQ和MIMO系统中的应用。它示出了一个容量实现HARQ方案可以获得块衰落信道和容量实现MIMO设计，只需要反馈的总和速率的所有MIMO层也可以获得。
2022-06-02 cs.IT math.IT
Adaptive Sparse Channel Estimation for Time-Variant MIMO-OFDM Systems
在使用正交频分复用（OFDM）调制的时变多输入多输出（MIMO）通信系统中，相干检测需要精确的信道状态信息（CSI）。基于归一化最小均方（NLMS）的自适应信道估计是一种低复杂度、稳定的自适应信道估计方法。然而，它不能利用MIMO信道固有的稀疏性，其特征在于由几个主导信道抽头。在本文中，我们提出了两种自适应稀疏信道估计（ASCE）的方法，以利用这种稀疏的结构信息的时变MIMO-OFDM系统。与传统的基于NLMS算法的方法不同，本文提出的两种方法都是通过在NLMS算法的代价函数中引入稀疏惩罚来实现的。计算机模拟证实了明显的性能优势，建议ASCE比传统的ACE。
2013-02-06 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
Low-Complexity Message Passing Based Massive MIMO Channel Estimation by Exploiting Unknown Sparse Common Support with Dirichlet Process
研究了大规模MIMO系统中稀疏信道的估计问题。大多数无线信道是稀疏的，具有大的延迟扩展，而可以观察到一些信道在天线阵列的某个区域内具有稀疏的公共支持（SCS），即，根据信道的稀疏支持，天线阵列可以被分组为若干簇。当涉及到大规模MIMO系统中的大量信道估计时，SCS性质是有吸引力的。使用信道的SCS，人们期望更好的性能，但是簇的数量和每个簇的元素在接收机中总是未知的。在本文中，{狄利克雷过程}被利用来建模这样的稀疏信道，其中每个簇中的那些具有SCS。提出了一种基于稀疏贝叶斯学习的低复杂度消息传递算法，在因子图上结合BP和MF进行大规模MIMO系统的信道估计。仿真结果表明，所提出的大规模MIMO稀疏信道估计算法的性能优于现有算法。特别是，它甚至表现出更好的性能比变分贝叶斯方法应用于大规模MIMO信道估计。
2017-04-21 cs.IT math.IT
On the Capacity of MIMO Interference Channels
研究了多输入多输出干扰信道（MIMO IC）的容量域，其中信道矩阵为平方可逆矩阵。强干扰的容量区域建立强干扰的定义平行的标量信道。此外，Z干扰，噪声干扰，和混合干扰的和速率容量的建立。这些结果推广了标量高斯IC的已知结果。
2008-09-25 cs.IT math.IT
Diversity-Multiplexing Tradeoff of Double Scattering MIMO Channels
众所周知，在复用增益和分集增益方面，双散射的存在降低了MIMO信道的性能。本文给出了双散射MIMO信道分集复用折衷（DMT）的封闭表达式。结果表明，对于具有nT发射天线、nR接收天线和nS散射体的信道，对于任意的nT、nS和nR，DMT仅依赖于三元组（nT，nS，nR）的有序形式.还建立了双散射信道与单散射信道具有相同DMT的条件。
2006-03-31 cs.IT math.IT
Secure Degrees of Freedom of the Gaussian MIMO Wiretap and MIMO Broadcast Channels with Unknown Eavesdroppers
我们调查的安全自由度（SDoF）的窃听和K个用户高斯广播信道与多个天线在发射机，合法的接收机和一个未知数量的窃听者，每个天线的数量小于或等于一个已知的值NE。合法的发送者和接收者之间的信道矩阵在任何地方都是可用的，而合法的对没有关于窃听者的信道的信息。我们提供了所考虑的系统的精确总和SDOF。推导了一个新的综合上界，并在此基础上提出了一种新的利用干扰的可实现方案。我们证明了合作干扰是SDOF最佳的，即使没有窃听CSI在发射机。
2016-03-30 cs.IT math.IT
A Rigorous Proof of the Capacity of MIMO Gauss-Markov Rayleigh Fading Channels
研究了在时变单用户多输入多输出（MIMO）瑞利衰落信道中，在接收端具有完整的信道状态信息（CSIR）和平均功率约束条件下的消息传输问题。为了描述信道随时间的变化，我们考虑一阶高斯马尔可夫模型。我们完全解决了这个问题，给出了一个封闭形式的信道容量的单字母表征，并提供了一个严格的证明。
2022-04-13 cs.IT math.IT
The Secrecy Capacity of Gaussian MIMO Channels with Finite Memory - Full Version
在这项工作中，我们研究了保密能力的高斯多输入多输出（MIMO）窃听信道（WTC）与有限的内存，受到每个符号的平均功率约束的MIMO信道输入。具有有限存储器的MIMO信道在无线通信以及有线通信（例如，在电力线上的通信中）。为了推导有限记忆高斯MIMO WTC的保密容量，我们首先构造了一个渐近等价的块无记忆MIMO WTC，然后将其变换为一组频域上的并行、独立、无记忆MIMO WTC.有限记忆高斯MIMO WTC的保密容量被获得为并行独立无记忆MIMO WTC集合的保密容量，并且被表示为频域中输入协方差矩阵的最大化。最后，我们详细介绍了我们的结果的两个应用：第一，我们证明了有限内存的高斯标量WTC的保密容量可以通过注水来实现，并获得了这种保密容量的封闭形式的表达式。然后，我们使用我们的结果来表征窄带电力线信道的保密能力，从而解决了这个信道模型的主要开放问题之一。
2017-01-23 cs.IT math.IT
Towards the Secrecy Capacity of the Gaussian MIMO Wire-tap Channel: The 2-2-1 Channel
我们发现的2-2-1高斯MIMO窃听信道，其中包括一个发射机和一个接收机与两个天线，和一个窃听器与一个单一的天线。我们确定这个通道的保密能力，提出一个可实现的计划，然后开发一个紧的上限，满足建议的可实现的保密率。我们表明，对于这个通道，高斯信号的波束形成的形式是最佳的，没有预处理的信息是必要的。
2007-09-21 cs.IT math.IT
Capacity of Compound MIMO Gaussian Channels with Additive Uncertainty
本文考虑了多输入多输出（MIMO）高斯信道上的可靠通信，其中信道矩阵在标称信道矩阵周围的有界信道不确定性区域内，即，复合MIMO高斯信道的实例。本文研究了复合MIMO高斯信道的最优发送协方差矩阵设计问题，其中信道不确定区域由谱范数表征。该设计问题是一个具有挑战性的非凸优化问题。然而，在本文中，我们发现，这个问题有一个隐藏的凸性属性，可以利用映射到一个凸优化问题的问题。我们首先证明了最优发送设计是将标称信道对角化，然后证明了复合MIMO高斯信道的容量与最小-最大信道容量之间的对偶间隙为零，这证明了Loyka和Charalambous的猜想（IEEE Trans. Inf. Theory，vol.58，no.4，pp. 2048-2063，2012）。证明这些结果的关键工具是一个新的矩阵行列式不等式和一些酉不变性质。
2013-06-04 cs.IT math.IT
Mean Capacity of Spatially Semi-Correlated MIMO Fading Channel
研究了空间半相关平坦衰落信道下多输入多输出（MIMO）系统的平均容量。实际上，当发射机或接收机或两侧存在相关性时，由于信道协方差（CC），容量急剧下降。大多数现有的作品，到目前为止，考虑了传统的信道协方差矩阵，还没有完全构建。因此，我们提出了一个迭代信道协方差（ICC）矩阵使用矩阵分裂（MS）技术与保证零相关系数的情况下，下行链路相关MIMO信道，以最大化的平均容量。我们的数值结果表明，所提出的ICC方法实现了最大的信道增益与高信噪比（SNR）的情况。
2016-09-24 cs.IT math.IT
Cell-Free Massive MIMO with Channel Aging and Pilot Contamination
在本文中，我们研究了信道老化对无小区（CF）的大规模多输入多输出（MIMO）系统的性能与导频污染的影响。考虑到由于用户移动性的信道老化效应，我们首先计算信道估计。我们用它来获得新的封闭形式的表达式的CF大规模MIMO系统的上行链路频谱效率（SE）与大规模衰落解码和匹配滤波器接收机合作。一个小小区系统的性能推导出比较。结果表明，CF massive MIMO系统在低移动性和高移动性条件下都能获得较高的95%可能的上行链路SE，并且CF massive MIMO对信道老化具有更强的鲁棒性.分数功率控制（FPC）被认为是补偿，以限制用户间的干扰。结果表明，与全功率传输相比，FPC的效益随着沟道老化的加剧而逐渐减弱。
2020-08-25 cs.IT math.IT
Mode Switching for MIMO Communication Based on Delay and Channel Quantization
本文已被作者撤回，因为进行了重大修订，新版本上传到arXiv：0812.3120
2008-12-17 cs.IT math.IT
MIMO Z-Interference Channels: Capacity Under Strong and Noisy Interference
针对多输入多输出高斯Z干扰信道，分别建立了强干扰和对齐强干扰情况下的信道容量域。这种信道的总速率容量是在噪声干扰下建立的。这些结果推广了标量高斯Z干扰信道的已知结果。
2009-11-24 cs.IT math.IT
CFMA for Gaussian MIMO Multiple Access Channels
本文将计算转发多址接入（CFMA）扩展到两用户高斯MIMO多址信道，推导可达速率对表达式，给出达到和容量的一般条件，并针对SIMO和2×2对角MIMO信道给出更明确的可达条件，同时提供数值验证。
2023-05-26 cs.IT math.IT
Spatially correlated channel estimation based on block iterative support detection for large-scale MIMO
在大规模MIMO系统中，由于MIMO信道维数的大幅增加，具有低导频开销的下行链路信道估计是一个重要且具有挑战性的问题。在这封信中，我们提出了一种基于块迭代支持检测（块ISD）的下行链路信道估计算法，以减少导频开销，这是通过充分利用块稀疏等效信道中固有的块稀疏性从MIMO信道的空间相关性。此外，与依赖于稀疏水平的先验知识的传统压缩感测（CS）算法不同，块ISD放宽了这一苛刻的要求，因此更具有实际吸引力。仿真结果表明，块ISD产生更好的归一化均方误差（NMSE）的性能比经典CS算法，并实现比传统的信道估计技术减少84%的导频开销。
2014-10-20 cs.IT math.IT
Closed Form Secrecy Capacity of MIMO Wiretap Channels with Two Transmit Antennas
高斯多输入多输出（MIMO）窃听信道模型。输入端是一个双天线发射器，而输出端是合法的接收器和窃听器，两者都配备了多个天线。假设所有信道都是已知的。在功率约束条件下，得到了满足保密容量的最优输入协方差矩阵，并给出了保密容量的封闭表达式。
2011-07-27 cs.IT math.IT
