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
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
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
Minimum Symbol Error Probability Low-Resolution Precoding for MU-MIMO Systems With PSK Modulation
我们提出了一种最佳的低分辨率预编码技术，最大限度地减少了用户的符号错误概率。与依赖于QPSK调制的现有方法不同，对于最小符号错误概率目标函数的推导，当前方法允许任何PSK调制阶数。此外，所提出的方法解决了相应的离散优化问题，通过一个复杂的分支定界方法。此外，我们提出了不同的方法，基于贪婪搜索方法来计算实际的解决方案。数值仿真证实了所提出的最小符号错误概率准则的符号出错率的优越性相比，建立MMDDT和MMSE方法。
2021-10-05 cs.IT eess.SP math.IT
Practical Interference Exploitation Precoding without Symbol-by-Symbol Optimization: A Block-Level Approach
针对MU-MISO下行链路，提出块级CI预编码CI-BLP，以单块一次优化替代逐符号优化，并证明其等价于QP，实现更低计算成本和更优性能。
2022-03-25 cs.IT eess.SP 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
MMSE Symbol Level Precoding Under a Per Antenna Power Constraint for Multiuser MIMO Systems With PSK Modulation
提出了一种基于最小均方误差设计目标的符号级预编码算法。建议的设计，然后制定在一个二阶锥程序的标准形式，允许通过内点法的最佳解决方案。数值结果表明，所提出的设计是优于现有的方法在低和中等信噪比制度的误比特率。
2022-06-25 cs.IT eess.SP math.IT
Deep Learning based Efficient Symbol-Level Precoding Design for MU-MISO Systems
近年来出现的符号级预编码（Symbol-Level Precoding，SLP）技术能够将有害的多用户干扰（Multi-User Interference，MUI）转化为有益的信号，从而提高系统性能，被认为是多用户无线通信系统中一种很有前途的解决方案。然而，传统符号级预编码设计的巨大计算复杂性严重阻碍了实际实现。为了解决这个困难，我们提出了一种新的基于深度学习（DL）的方法来有效地设计符号级预编码器。特别地，在这种对应关系中，我们考虑多用户多输入单输出（MU-MISO）下行链路系统。提出了一种高效的预编码神经网络（EPNN），用于在功率约束下优化符号级预编码器，以最大化所有用户的最小服务质量（QoS）。仿真结果表明，与传统的基于凸优化的SLP设计方法相比，基于EPNN的SLP设计方法在性能损失较小的情况下，可以显著减少计算时间.
2021-04-20 cs.IT eess.SP math.IT
One-bit massive MIMO precoding via a minimum symbol-error probability design
大规模多输入多输出（MIMO）技术具有显著提高移动网络频谱效率、鲁棒性和覆盖范围的潜力。然而，这种潜力受到与大量RF链相关联的硬件成本和功耗的限制。最近，提出了一位量化，通过用一位DAC取代高分辨率数模转换器（DAC）来解决这个问题，从而简化RF链。尽管系统成本较低，但需要先进的信号处理技术来补偿低分辨率DAC造成的量化失真。本文提出了一种基于误符号率（SER）的1比特预编码方案，以在1比特约束下最小化所有用户的检测错误概率。该问题是重铸作为一个连续优化问题的双凸目标。通过应用块坐标下降（BCD）方法和FISTA方法，我们开发了一个有效的迭代算法，以获得一个比特的预编码解决方案。仿真结果表明，在高阶调制情况下，该算法的误比特率出错率性能优于现有算法。
2018-03-13 cs.IT math.IT
Symbol-Level Precoding Through the Lens of Zero Forcing and Vector Perturbation
符号级预编码（Symbol-level precoding，SLP）是多用户多输入多输出（multi-input-multi-output，MIMO）信道中物理层传输预编码的一种新方法。它利用了基本的符号星座结构，而传统的线性预编码的范例没有，以提高符号级的性能，如符号错误概率（SEP）。它还允许预编码器采取比线性预编码更一般的形式。本文旨在更好地理解SLP和线性预编码之间的关系，随后的设计影响，以及现有SLP范围之外的进一步连接。聚焦于正交幅度调制（QAM）星座，我们的研究是建立在一个基本的信号观察，即，SLP可以等价地表示为迫零（ZF）的线性预编码方案增加了一些适当选择的符号相关的扰动项，和一些扩展形式的SLP是等价的矢量扰动（VP）的非线性预编码方案增加了上述扰动项。我们研究如何从这种扰动ZF和VP解释产生的见解可以利用i）大大简化某些SLP设计标准的优化，即，总功率或峰值功率最小化受SEP质量保证;和ii）绘制与一些现有的SLP设计的连接。我们还触及的分析方面表明，在总功率最小化的标准下，基本的ZF计划是一个接近最佳的SLP计划时，QAM的顺序是非常高的-这给出了一个重要的含义，SLP是更有用的低阶QAM的情况下。数值结果进一步表明了不同的SLP设计的优点和局限性来自扰动ZF和VP的解释。
2022-02-14 cs.IT eess.SP math.IT
Minimum Symbol-Error Probability Symbol-Level Precoding with Intelligent Reflecting Surface
近年来，智能反射面（IRS）的应用在无线通信中得到了广泛的关注。通过智能调整被动反射角，IRS能够辅助基站（BS）扩展覆盖范围并提高频谱效率。本文提出了一种联合符号级预编码（SLP）和IRS反射设计，以最小化IRS辅助多用户MISO下行链路中预期用户的符号错误概率（SEP）。我们制定SEP最小化问题，以追求所有用户的QAM和PSK星座的一致良好的性能。由此产生的问题是非凸的，我们采取交替最小化，以获得一个固定的解决方案。仿真结果表明，在IRS的帮助下，我们提出的设计确实提高了误比特率性能。特别是，当IRS元素的数量很大时，性能改善是显著的。
2020-05-30 cs.IT eess.SP math.IT
On The Efficiency of Widely Linear Precoding and Symbol Extension in Cellular Uplink
我们研究高斯广泛的线性预编码被称为不适当的高斯信令的蜂窝上行链路与小区间干扰，称为干扰多址信道（IMAC）。该传输方案通过不同地处理复高斯信号的实部和虚部来提供额外的自由度。由于目前的标准主要利用线性波束形成的波形生成，我们强调了广泛的线性波束形成的好处，在多个时间维度（符号扩展的时间）的IMAC。该方案实现了显着更高的信息速率相比，传统的适当的高斯信令在传输阶段的额外的复杂性为代价。研究了速率约束下的和功率最小化问题。该问题是一个凹函数差分（DC）程序，因此是一个非凸问题。通过数值模拟，我们观察到不适当的高斯信令的好处，以及符号扩展的功耗为单天线和多天线基站。有趣的是，我们观察到，在强干扰的情况下，不适当的高斯信令的效率优于传统的适当的高斯信令在低速率的要求。此外，在这种情况下，实现特定速率需求所需的总功率显著降低。
2018-05-30 cs.IT math.IT
Artificial-noise-aided Secure Multicast Precoding for Directional Modulation Systems
在多播场景中，所有期望的用户被划分为$K$组。每个组接收其自己的个人机密消息流。EASHINGdropper组的目标是拦截$K$机密消息流。为了实现安全传输，提出了两种安全方案：最大组接收功率加零空间（NS）投影（Max-GRP加NSP）和泄漏。前者通过在正交约束下最大化其自身的组接收功率来获得其每个组的预编码向量，并且其AN投影矩阵由来自所有组的所有期望导向向量的NS的所有基组成。后者通过将当前机密消息功率驱动到其组操纵空间来获得其期望的每组预编码向量，并且通过最大化信号泄漏噪声比（Max-SLNR）来减少其对窃听者组和其他$K-1$期望的组的功率泄漏。通过将AN视为对窃听者群有用的信号并最大化AN与泄漏噪声比（Max-ANLNR），将AN功率强制引入窃听者导向空间，设计了AN投影矩阵。仿真结果表明，所提出的两种方法在误码率（BER）和分组保密和速率方面均优于传统方法。此外，泄漏方案的性能优于Max-GRP-NSP，特别是在存在方向测量误差的情况下。然而，后者不需要信道统计参数，因此与前者相比更简单。
2017-12-27 cs.IT 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
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
Interference Exploitation via Symbol-Level Precoding: Overview, State-of-the-Art and Future Directions
干扰传统上被视为无线通信系统中的性能限制因素，其将被最小化或减轻。然而，最近的工作已经表明，通过操纵干扰信号，使得它们在接收器侧相长地相加，可以使已知干扰有益，并且进一步提高各种无线场景中的系统性能，这是通过符号级预编码（SLP）实现的。本文从相长干扰和相消干扰的分类入手，从多天线无线通信系统中预编码设计的角度，对干扰利用技术进行了研究。给出了CI的定义，并针对常见的调制类型给出了相应的数学表征，在此基础上讨论了基于优化的预编码技术。此外，还描述了CI预编码到其他应用场景以及用于硬件效率的扩展。概念验证的测试平台证明了CI预编码的潜在的实际实施，最后提出了一个开放的问题和实际挑战的列表，以启发和激励在这一领域的进一步研究方向。
2019-07-12 cs.IT eess.SP math.IT
Symbol-Level Precoding Made Practical for Multi-Level Modulations via Block-Level Rescaling
在本文中，我们提出了一种干扰利用符号级预编码（SLP）的方法，通过块内功率分配方案的多级调制，大大减少了信令开销。现有的SLP方法需要符号级广播的重缩放因子的用户进行正确的解调，这阻碍了SLP的实际实现。所提出的方法允许在传统块级预编码中进行的重新缩放因子的块级广播，大大减少了SLP的信令开销而不牺牲性能。我们的推导结果进一步表明，所提出的块内功率分配享有一个精确的封闭形式的解决方案，因此不会增加在基站（BS）的复杂性。除了有效的吞吐量结果验证的信令开销显着缓解，数值结果表明，所提出的功率分配方法也提高了现有的SLP的错误率性能。因此，所提出的方法使得SLP在多级调制中的实际使用成为可能。
2021-03-10 cs.IT eess.SP math.IT
Precoding for the AWGN Channel with Discrete Interference
在具有附加$Q$元干扰的AWGN信道上的$M$元信号传输，其中i.i.d.干扰符号在发射机处是因果已知的。在发射机处具有边信息的信道的香农定理被用来制定信道的容量。它表明，通过使用最多$MQ-Q+1$出的$M^Q$输入符号的\emph{associated}信道，容量是可实现的。对于高斯噪声功率为零的特殊情况，给出了容量为每信道使用$\log_2 M$比特的充分条件，该条件与干扰无关。研究了在给定任意干扰符号的信道输入均匀分布于信道输入字母表的约束下，最大化传输速率的问题。对于这种设置，提出了具有最佳预编码的通信系统的一般结构。扩展所提出的预编码方案的连续信道输入字母表也进行了研究。
2007-03-10 cs.IT math.IT
Full-Rate Full-Diversity Achieving MIMO Precoding with Partial CSIT
在本文中，我们考虑了一个$n_t\times n_r$多输入多输出（MIMO）信道受到块衰落。可靠性（在实现的分集阶数方面）和速率（在每个信道使用发送的符号的数量方面）在这样的信道中是感兴趣的。我们提出了一种新的预编码方案，实现全分集（$n_tn_r$第阶分集）以及全速率（$n_t$符号每信道使用）使用部分信道状态信息在发射机（CSIT），适用于MIMO系统，包括$n_r<n_t$非对称MIMO。该方案通过对星座集的选择进行优化，实现了全分集，提高了编码增益。优化最大化$d_{min}^2$为我们的预编码方案的能量约束。该方案需要$n_t-1$角度参数值的反馈，相比$2n_tn_r$实系数在全CSIT的情况下。针对$3\times 1$、$3\times 2$、$4\times 1$、$8\times 1$预编码MIMO系统（每个信道分别使用$n_t=3,3,4,8$符号）的误码率性能结果表明，所提出的预编码分别实现了3阶、6阶、4阶和8阶分集。这些性能被证明是优于文献中的其他预编码方案，更好的性能是由于在所提出的方案中的信号集和反馈角度的选择。
2011-03-24 cs.IT math.IT
Low-Complexity Designs of Symbol-Level Precoding for MU-MISO Systems
符号级预编码（SLP）将有害的多用户干扰（MUI）转化为有益的信号，可以显著改善多用户通信系统的误符号率（SER）性能。然而，在享受符号增益的同时，复杂的非线性逐符号预编码器设计遭受与用户数量成指数的高计算复杂性，这在现实系统中是无法承受的。在本文中，我们提出了一种新的低复杂度分组SLP（G-SLP）的方法，并开发了有效的设计算法，典型的最大-最小公平性和功耗最小化问题。特别地，在将所有用户划分为若干组之后，通过仅利用该组中的用户的符号信息，在逐个符号的基础上单独地设计用于每个组的预编码器，其中使用相长干扰（CI）的概念来利用组内MUI，并且还有效地抑制组间MUI。为了进一步降低计算复杂性，我们利用拉格朗日对偶、Karush-Kuhn-Tucker（KKT）条件和优化最小化（MM）方法将问题转化为更易处理的形式，并开发了获得封闭形式解的有效算法.大量的仿真结果表明，所提出的G-SLP策略和设计算法显着降低了计算复杂性，而不会造成显着的性能损失相比，传统的SLP计划。
2022-05-02 cs.IT eess.SP math.IT
Performance of Joint Symbol Level Precoding and RIS Phase Shift Design in the Finite Block Length Regime with Constellation Rotation
本文研究有限块长机制下结合星座旋转的SLP与RIS相移联合设计，通过交替优化和穷举搜索最小化总发射功率，仿真证明其能效显著优于传统方案。
2023-08-02 cs.IT eess.SP 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
Constructive Interference in Linear Precoding Systems: Power Allocation and User Selection
最近已经提出了以建设性的方式利用干扰用于多用户、多天线发射机的下行链路。这种新颖的线性预编码技术（在本文中被称为相长干扰迫零（CIZF）预编码）已经表现出优于传统方法的实质性增益;该概念是在逐个符号的基础上仅消除不增加预期信号功率的干扰用户。在本文中，对最大化的CIZF系统的性能相对于一些度量（吞吐量或公平性）的功率分配问题进行了研究。更重要的是，它表明，新的预编码方案的性能可以进一步提高通过选择一些建设性的多用户干扰项在预编码器的设计。最后，基于用户选择对传统迫零（ZF）预编码的显著影响，研究了新预编码方法的用户选择问题。提出了一种新的迭代、低复杂度的CIZF用户选择算法。仿真结果显示了该算法的增益相比，已知的用户选择方法。
2013-03-29 cs.IT math.IT
Power Minimizer Symbol-Level Precoding: A Closed-Form Sub-Optimal Solution
在这封信中，我们研究的最佳解决方案的多用户符号级预编码（SLP）的总发射功率最小化下给定的信号干扰噪声比（SINR）的约束。采用距离保持相长干涉区域（DPCIR），我们首先推导出一个简化的问题。然后，利用Karush-Kuhn-Tucker（KKT）最优性条件分析了最优解的结构，从而得到了功率最小化SLP与传统迫零波束形成（ZFBF）等价的充要条件。这进一步导致我们的封闭形式的次优SLP解决方案（CF-SLP）的原始问题。仿真结果表明，CF-SLP提供了显着的增益比ZFBF，而执行相当接近的最佳SLP的情况下，用户数量相当少。结果进一步表明，CF-SLP方法具有减少的顺序$10^3$的计算时间相比，最优解。
2018-07-27 cs.IT eess.SP math.IT
Multi-Antenna Data-Driven Eavesdropping Attacks and Symbol-Level Precoding Countermeasures
在这项工作中，我们考虑安全通信的无线多用户（MU）多输入单输出（MISO）系统中的信道编码的存在下，一个多天线窃听者（夏娃）。在这种情况下，我们利用机器学习（ML）工具设计软，硬解码方案，使用预编码的导频符号作为训练数据。在这种情况下，我们提出了解码器的ML框架，允许Eve以高精度确定传输的消息。因此，我们表明，MU-MISO系统很容易受到这种窃听攻击，即使采用相对安全的传输技术，如符号级预编码（SLP）。为了抵消这种攻击，我们提出了两种新的SLP为基础的计划，增加了误比特率在前夕阻碍学习过程。我们设计这两个安全增强方案，以满足不同的要求，复杂性，安全性和功耗。仿真结果验证了基于ML的窃听攻击以及对策，并表明在不影响解码性能的情况下，在目标用户的安全性的增益。
2020-11-07 cs.IT eess.SP math.IT
Robust MMSE Precoding for Multiuser MIMO Relay Systems using Switched Relaying and Side Information
针对不完全信道状态信息（CSI）下的多用户多输入多输出（MIMO）中继系统，提出了一种新的预编码方案。基站（BS）和MIMO中继站（RS）都配备有酉矩阵的相同码本。根据码本的每个元素，我们创建一个潜在的预编码矩阵对，即BS预编码矩阵和RS预编码矩阵。通过将来自码本的适当酉矩阵乘以功率缩放因子来形成RS预编码矩阵。基于给定的CSI和发射符号块，通过合适的选择机制来选择从各种酉矩阵导出的所有可能的潜在预编码矩阵对的类内的最佳预编码矩阵对以用于传输，该选择机制被设计为最小化预先估计的接收向量与真实发射符号向量之间的平方欧几里德距离。我们开发了一个最小均方误差（MMSE）的设计算法的潜在预编码矩阵对的建设。在所提出的方案中，BS仅向RS发送酉矩阵的索引及其功率缩放因子，而不是发送完整的处理矩阵。这大大降低了开销。仿真结果表明，与其他最近报道的预编码算法相比，所提出的预编码方案能够提供更好的鲁棒性对CSI估计误差和多用户干扰的影响。
2014-12-17 cs.IT math.IT
Channel Shortening by Large Multiantenna Precoding in OFDM
大于循环前缀（CP）的信道延迟扩展在正交频分复用（OFDM）中产生载波间/符号间干扰（ISI/ICI）。最近对低延迟应用的兴趣促使使用较短的OFDM符号，其中可以以干扰为代价缩小CP，或者保持CP但具有较大的开销。或者，本文研究了利用大的多天线预编码的属性，以引导发送的信号能量朝向信道路径内的CP不足的信道缩短方法。结果表明，ISI/ICI可以渐近消除传统的基于子载波的预编码与无限数量的天线。这是通过在频率选择性预编码器内部引入时间延迟选择性以便移除不期望的延迟信号、提供干扰减轻与多径组合增益之间的折衷并且导致高SNR中的后续增益来实现的。这种频域预编码方法，创造的时间-频率（TF）预编码，相比时间反转（TR）滤波，其渐近速率是最佳的，但引入后调制处理与信道相关的信号失真。除了保持传统的预编码多天线OFDM结构之外，有限大小的分析表明，TF预编码比TR滤波更快地收敛到其渐近速率，使得TF预编码可以在具有不那么多天线的高SNR机制中优于TR滤波。
2021-02-11 cs.IT math.IT
An Efficient Manifold Algorithm for Constructive Interference based Constant Envelope Precoding
在这封信中，我们提出了一种新的基于流形的算法来解决恒定包络（CE）预编码问题的干扰剥削。对于一个给定的功率预算，我们设计的预编码符号的CE约束，使建设性的多用户干扰（MUI）的影响最大化。虽然原问题的目标是不可微的复平面上，我们考虑它的真实表示的光滑逼近，并将其映射到黎曼流形。利用Riemmanian共轭梯度法（RCG），可以有效地找到问题的局部极小点。该算法的复杂性是分析得出的浮点运算（触发器）每次迭代。数值结果表明，该算法在出错率和计算复杂性上都优于传统的方法。
2017-06-09 cs.IT math.IT
Precoding by Priority: A UEP Scheme for RaptorQ Codes
Raptor码是第一类具有线性时间编码和译码的喷泉码。在诸如第三代合作伙伴计划（3GPP）和数字视频广播的标准中推荐这些码。RaptorQ码是Raptor码的扩展，具有更好的编码效率和灵活性。标准Raptor和RaptorQ代码是系统的，具有相同的数据错误保护。然而，在诸如MPEG传输的许多应用中，存在对不等错误保护（UEP）的需要：即，一些数据符号与其他数据符号相比需要更高的纠错能力。我们提出了一种方法，我们称之为基于优先级的预编码比（PBPR），以实现UEP系统的RaptorQ和Raptor码。我们的UEP假设源块中的所有符号属于相同的重要性类。UEP通过根据源块中的信息符号的优先级改变预编码符号的数量来实现。PBPR为具有不同重要性类别的源块提供具有相同数量的解码开销符号的UEP。我们证明了一致的改进，在较高的重要性类的纠错能力相比，较低的重要性类在整个范围内的信道擦除概率。我们还表明，PBPR不会导致解码和编码时间的显着增加相比，标准的实现。
2014-02-18 cs.IT 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
Low-Complexity Symbol-Level Precoding for MU-MISO Downlink Systems with QAM Signals
本研究提出了一个大规模的天线系统的发射信号的建设具有成本效益的1位数模转换器在下行链路。在正交幅度调制星座中，如何克服由其固有特性引起的严重的误码平层问题仍然是一个有待解决的问题。为此，我们首先提出了一个可行性条件，保证每个用户的无噪声信号被放置在所需的决策区域。对于加性噪声的鲁棒性，我们提出了一个优化问题，然后将可行性条件转化为级联矩阵形式。我们提出了一个低复杂度的算法来产生一个1位的发送信号的基础上提出的优化问题制定为一个定义良好的混合整数线性规划。数值结果验证了该方法在检测性能和计算复杂性方面的优越性。
2021-06-01 cs.IT eess.SP math.IT
Robust Symbol-Level Precoding and Passive Beamforming for IRS-Aided Communications
研究了多用户多输入单输出（MISO）通信网络中基于智能反射面（IRS）面板的联合波束形成设计。符号级预编码（SLP）被用来提高系统性能，利用多用户干扰（MUI）与有限的信道不确定性的考虑。联合波束形成设计被配制成一个非凸的最坏情况下的鲁棒规划，以最小化发射功率的信噪比（SNR）的要求。为了解决由于恒模和波束形成器的耦合的挑战，我们首先研究了单用户的情况。具体来说，我们提出并比较两种算法的基础上半定松弛（SDR）和交替优化（AO）的方法，分别。结果表明，基于AO的算法具有低得多的计算复杂性，但具有与基于SDR的算法几乎相同的功率。然后，我们应用AO技术的多用户的情况下，从而开发了一个算法的基础上的近端梯度下降（PGD）方法。该算法可以推广到有限分辨率IRS的情况下，从发射机到用户的直接链路的场景。数值结果表明，SLP可以显着提高系统的性能。同时，3位移相器可以实现接近最佳的功率性能。
2021-08-31 cs.IT eess.SP math.IT
Precoding for the AWGN Channel with Discrete Interference
对于具有输入字母表$\mathcal{X}$和状态字母表$\mathcal{S}$的状态依赖DMC，其中i.i.d.状态序列在发射机处是因果已知的，它示出了通过使用香农\emph{associated}信道的$|\mathcal{X}|^{|\mathcal{S}|}$输入符号中的至多$|\mathcal{X}||\mathcal{S}|-|\mathcal{S}|+1$，容量是可实现的。作为在发射机处具有边信息的状态相关信道的示例，在具有附加$Q$元干扰的AWGN信道上的$M$元信号传输，其中i.i.d.干扰符号在发射机处是因果已知的。对于高斯噪声功率为零的特殊情况，给出了容量为每信道使用$\log_2 M$比特的充分条件，该条件与干扰无关。研究了在给定任意干扰符号的信道输入均匀分布于信道输入字母表的约束下，最大化传输速率的问题。对于这种设置，提出了具有最佳预编码的通信系统的一般结构。
2007-07-03 cs.IT math.IT
Block-Level MU-MISO Interference Exploitation Precoding: Optimal Structure and Explicit Duality
本文针对MU-MISO下行链路提出块级干扰利用预编码，通过联合优化块内预编码器降低更新频率，并利用最优结构与显式对偶性分解问题，在保证性能的同时显著降低复杂度。
2023-12-30 cs.IT eess.SP math.IT
Achievable Rates of MIMO Systems with Linear Precoding and Iterative LMMSE Detection
我们建立了编码线性系统（包括多输入多输出（MIMO）信道，符号间干扰（ISI）信道和正交频分复用（OFDM）系统）的迭代检测面积定理。我们提出了一种线性预编码技术，渐进地确保高斯的消息通过迭代检测，因为传输块长度趋于无穷大。我们表明，所提出的线性预编码方案与迭代线性最小均方误差（LMMSE）检测是潜在的信息无损，在各种假设的信道状态信息的可用性在发射机（CSIT）。数值结果验证了我们的分析。
2012-08-23 cs.IT math.IT
1-Bit Massive MIMO Transmission: Embracing Interference with Symbol-Level Precoding
本文综述了1比特大规模MIMO系统中利用符号级预编码、借助建设性干扰提升误码率性能的研究，阐述了相关技术原理、方案增益及未来挑战。
2021-01-23 cs.IT eess.SP math.IT
Unified Characterization and Precoding for Non-Stationary Channels
现代无线信道越来越密集和移动，使得信道高度不稳定。时变分布和跨多个自由度的关节干涉的存在（例如，用户、天线、频率和符号）使得传统的预编码在实践中是次优的，并且导致了其统计的历史上较差的表征。我们的工作的核心是推导出高阶推广的Mercer定理，将非平稳信道分解为组成衰落子信道（2-D特征函数），这些子信道在其自由度上是联合正交的。因此，传输具有最佳导出系数的这些本征函数最终减轻了这些维度上的任何干扰，并形成了所提出的联合时空预编码的基础。经预编码的符号在解调时直接在接收机处重构数据符号，从而通过减轻对任何互补解码的需要来显著地减少其计算负担。这些特征函数对于提取二阶信道统计是至关重要的，因此完全表征了底层信道。理论和仿真结果表明，这种预编码导致${>}10^4{\times}$ BER改善（在20 dB）比现有的方法为非平稳信道。
2022-11-11 cs.IT eess.SP math.IT
Large-System Analysis of Joint User Selection and Vector Precoding for Multiuser MIMO Downlink
针对多用户多输入多输出（MU-MIMO）下行链路，提出了一种联合用户选择（US）和矢量预编码（US-VP）算法。联合US-VP和常规US之间的主要区别在于，US依赖于用于联合US-VP的数据符号，而常规US独立于数据符号。在发射天线数、用户数和被选用户数趋于无穷大而它们的比值保持不变的大系统极限下，利用复制方法分析了联合US-VP的性能。副本对称性（RS）和1步副本对称性破坏（1 RSB）的假设下的分析表明，最佳的数据无关的US提供的只是相同的性能随机US在大系统的限制，而数据无关的US是容量实现只有用户的数量趋于无穷大。结果表明，联合US-VP可以提供一个大的系统限制的能量损失大幅减少。因此，联合US-VP在可实现的和速率方面优于单独的US-VP，其由向量预编码（VP）和数据无关US的组合组成。特别地，数据相关US可以应用于一般调制，并且用贪心算法来实现。
2012-04-17 cs.IT math.IT
Precoding Based Network Alignment using Transform Approach for Acyclic Networks with Delay
具有整数时延链路的无环网络中的线性网络编码的代数公式是众所周知的。基于该公式，对于任意非循环网络上的给定连接集合，其中对于链路假设整数延迟，在任何给定时刻，汇聚节点处的输出符号是跨不同代的输入符号的$\mathbb{F}_{p^m}$线性组合，其中，$\mathbb{F}_{p^m}$表示网络在其上操作的域（$p$是素数，并且$m$是正整数）。我们使用有限域离散傅立叶变换（DFT）转换的输出符号在汇聚节点，在任何给定的时刻，到一个$\mathbb{F}_{p^m}$ -线性组合的输入符号在同一代期间产生的，而不使用存储器在中间结点。我们称之为将具有延迟的非循环网络变换为{ \em $n$ -瞬时网络}（$n$足够大）。我们表明，在一定的条件下，存在一个网络代码满足汇需求在通常的（非变换）的方法，当且仅当存在一个网络代码满足汇需求的变换方法。在不满足零干扰条件的情况下，针对具有时延的三源三目的多单播网络（3-S 3-D MUN-D），提出了三种基于预编码的网络对齐（PBNA）方案：基于变换方法和时不变局部编码系数（LEC）的PBNA、基于时变LEC的PBNA和基于变换方法和块时变LEC的PBNA.然后分析了它们的可行性条件。
2013-10-10 cs.IT math.IT
Linear Precoding Designs for Amplify-and-Forward Multiuser Two-Way Relay Systems
双向中继可以提高两用户协作通信的频谱效率。它在多用户系统中也有很大的潜力。设计多用户双向中继系统（MU-TWRS）的一个主要问题是设计收发器或预编码器来抑制同信道干扰。本文旨在研究蜂窝MU-TWRS中的线性预编码设计，其中多天线基站（BS）通过具有放大转发中继策略的多天线中继站（RS）与多个移动站（MS）进行双向通信。设计目标是优化上行链路性能，包括总均方误差（Total-MSE）和和速率，同时保持下行链路信号的单个信号与干扰加噪声比（SINR）要求。我们表明，与RS预编码器固定的BS预编码设计可以转化为一个标准的二阶锥规划（SOCP），并有效地获得最优解。RS预编码设计与BS预编码器固定，另一方面，是非凸的，我们提出了一个迭代算法来找到一个局部最优解。然后，通过交替求解BS预编码和RS预编码，得到联合BS-RS预编码。仿真结果验证了所提出的预编码方案的有效性。
2012-09-17 cs.IT math.IT
One-Bit Sigma-Delta MIMO Precoding
粗量化MIMO信令方法在大规模MIMO的最近发展中已经获得普及，因为它们为使用廉价且功率高效的射频前端的大规模MIMO实现开辟了机会。提出了一种新的基于空间Sigma-Delta（$ΣΔ$）调制的1比特MIMO预编码方法。在以往的1比特MIMO预编码研究中，主要集中在使用优化来解决预编码设计中出现的困难的二进制信号优化问题。我们的方法尝试了一条不同的路线。假设角度MIMO信道，我们应用$ΣΔ$调制-一个经典的概念，在模拟到数字转换的时间信号-在空间。所得到的$ΣΔ$预编码方法具有两个主要优点：第一，我们不再需要在$ΣΔ$预编码设计中处理二进制优化。特别地，二进制信号约束被峰值信号幅度约束所取代。其次，量化误差的影响可以通过调制器设计并在适当的操作条件下得到很好的控制。通过符号错误概率分析，我们揭示了在大规模MIMO中非常大的天线数量为$ΣΔ$预编码提供了有利的操作条件。此外，我们开发了一种新的$ΣΔ$调制架构，能够适应的信道，以实现接近零的量化误差为目标用户。此外，我们考虑使用迫零和符号级预编码方案的多用户$ΣΔ$预编码。仿真结果表明，这两种$ΣΔ$预编码方案的性能明显优于其直接一比特量化对应方案。
2019-08-16 cs.IT eess.SP math.IT
Secured Communication over Frequency-Selective Fading Channels: a practical Vandermonde precoding
在本文中，我们研究了频率选择性广播信道与机密消息（BCC），其中发送器发送一个机密消息到接收器1和接收器1和2的公共消息。在N个符号的块传输之后是L个符号的保护间隔的情况下，频率选择性信道可以被建模为N *（N+L）Toeplitz矩阵。对于这种特殊类型的多输入多输出（MIMO）信道，我们提出了一个实用的范德蒙预编码，包括投影的机密信息在零空间的接收器2看到的信道，同时叠加的共同消息。对于该方案，我们提供了可实现的速率区域，即常见和机密消息的速率元组，并描述了一些特殊情况下的最佳协方差输入。证明了所提出的方案达到了最佳自由度（d.o.f）区域。更具体地，它使得能够在N+L个符号的块上同时发送1 <= L个机密消息和N-I个公共消息。有趣的是，该方案可以应用于安全的多用户场景，如K+1用户频率选择性BCC与K个机密消息和两个用户频率选择性BCC与两个机密消息。对于每个场景，我们提供了可实现的保密自由度（s.d.o.f.）区域，并证明了Vandermonde预编码的最优性。该方案的一个吸引人的特点是，它不需要任何特定的保密编码技术，但可以应用于任何现有的强大的编码方案。
2009-06-17 cs.IT math.IT
Rethinking Secure Precoding via Interference Exploitation: A Smart Eavesdropper Perspective
基于相长干扰（CI）的概念，多用户干扰（MUI）最近被证明是有益的通信保密。已经提出了几种基于CI的安全预编码算法，其使用信道状态信息（CSI）和瞬时发送符号的知识。在本文中，我们研究了基于CI的安全预编码问题，重点是智能窃听器，利用统计信息收集的预编码数据的符号检测。此外，主信道和窃听信道之间的相关性的影响被考虑在内。我们首先修改现有的CI为基础的preocding计划，以更好地利用干扰的破坏性影响。然后，我们指出了现有的和新的修改后的CI为基础的预编码器的缺点时，面对一个智能窃听。为了解决这个问题，我们提供了一个预编码器设计的一般原则，然后给出两个具体的设计实例。最后，研究了窃听者的CSI不可用的情况。数值结果表明，虽然我们修改后的CI为基础的预编码器可以实现更好的能量保密权衡比现有的方法，都有一个有限的保密利益。相反，使用新的CI设计原则开发的预编码器可以实现更好的权衡，并显着降低窃听者的性能。
2019-08-08 cs.IT math.IT
Speeding-up Symbol-Level Precoding Using Separable and Dual Optimizations
符号级预编码（Symbol-level precoding，SLP）对发送信号进行处理，以准确地利用多用户下行链路中的多用户干扰（Multi-user Interference，MUI）。这使得所有的合成干涉有助于正确的检测，这就是所谓的相长干涉（CI）。它的性能优势是以逐个符号地解决非线性优化问题为代价的，因此在现实的无线通信系统中，所产生的复杂性变得令人望而却步。在本文中，我们研究低复杂度的SLP算法的相移键控（PSK）和正交幅度调制（QAM）。具体来说，我们首先证明了最大-最小SINR平衡（SB）的PSK信令SLP问题是不可分离的，这是相反的功率最小化（PM）的SLP问题，因此，现有的分解方法是不适用的。接下来，我们建立了一个明确的二元PM-SLP和SB-SLP问题PSK调制。所提出的对偶有利于获得解决方案的SB-SLP给定的解决方案的PM-SLP，而不需要一维搜索，反之亦然。然后，我们提出了一个封闭形式的功率缩放算法来解决SB-SLP通过PM-SLP利用PM-SLP的可分性。对于QAM调制，我们将PM-SLP问题转化为一个可分离的等价优化问题，并利用邻近雅可比交替方向乘法器（PJ-ADMM）将新问题分解为几个简单的具有封闭形式解的并行子问题。我们进一步证明了所提出的对偶性可以推广到多电平调制的情况下，在此基础上，还提出了一种功率缩放并行无逆算法来解决QAM信令的SB-SLP…
2022-11-27 cs.IT eess.SP math.IT
Minimum BER Precoding in 1-Bit Massive MIMO Systems
1-比特数模（DAC）和模数转换器（ADC）在大规模MIMO系统中获得了更多的经济性和计算效率。提出了一种新的预编码技术，以减轻用户间干扰（IUI）和信道失真的1位下行链路MUISO系统与QPSK符号。考虑1比特量化来优化发送信号矢量。我们开发了一种基于输入信号和发射信号之间的查找表（LUT）的映射。LUT针对每个通道实现进行更新。仿真结果表明，与现有的线性预编码技术相比，在未编码的误码率（BER）方面有显着的增益。
2017-06-27 cs.IT math.IT
Cellular Interference Alignment: Omni-Directional Antennas and Asymmetric Configurations
虽然干扰对齐（IA）理论上可以在$K$ -用户高斯干扰信道中实现最佳自由度（DoF），但是其直接应用以在指数许多信令维度上进行预编码的高昂成本来实现。另一方面，众所周知，实用的“一次性”IA预编码（即，没有符号扩展的线性方案）在具有通用信道系数的大型全连接网络中提供了消失的DoF增益。在我们以前的工作中，我们介绍了“蜂窝IA”的概念，由六边形小区扇区和最近邻干扰引起的网络拓扑结构。假设相邻扇区可以在上行链路中交换解码消息（而不是接收到的信号样本），我们表明，在$M$发射/接收天线上的线性一次性IA预编码可以实现每个用户的最佳$M/2$ DoF。在本文中，我们将此框架扩展到网络的全向（非扇区化）的细胞，并考虑实际情况下，用户有$2$天线，和基站有$2$，$3$或$4$天线。特别是，我们提供了线性一次注射IA计划的$2\times 2$，$2\times3$和$2\times 4$的情况下，并显示可扩展性的$3/4$，$1$和$7/6$自由度每个用户，分别。单次方案的自由度转换需要解决随着网络规模增长的多个变量的离散优化问题。我们开发了一种新的方法，将这样具有挑战性的优化问题转化为一个易于处理的线性规划（LP），具有显着较少的变量。该方法用于表明，每个用户可实现的$3/4$ DoF对于具有$2\times 2$链路的大型（扩展）蜂窝网络确实是最佳的。
2014-07-31 cs.IT math.IT
Optical Adaptive Precoding for Visible Light Communications
多输入多输出（MIMO）技术在可见光通信（VLC）中表现出了巨大的潜力，因为它们可以克服调制带宽的限制，并在频谱效率和链路可靠性方面提供实质性的改善。然而，MIMO系统通常遭受信道间干扰，这导致系统性能的严重退化。在这种情况下，我们提出了一种新的光自适应预编码（OAP）方案的MIMO VLC系统的下行链路，它利用传输符号的知识，以提高有效的信号与干扰加噪声比。我们还推导出误码率表达式下完美的和过时的信道状态信息（CSI）的OAP。我们的结果表明，该方案是更强大的CSI错误和信道相关性，相比传统的信道反转预编码。
2017-02-06 cs.IT math.IT
Symbol-Level Precoding Design Based on Distance Preserving Constructive Interference Regions
本文研究了多用户多输入单输出（MISO）信道下行链路的符号级预编码（SLP）设计问题。我们考虑具有任意形状和大小的通用星座，并将自己限制在建设性干涉区域（CIR）的主要类别之一，即距离保持CIR（DPCIR）。我们提供了一个全面的研究DPCIRs，并得出这些地区的一些属性。使用这些属性，我们首先表明，在一个给定的DPCIR的任何信号有一个规范大于或等于相应的星座点的规范，当且仅当星座的凸包包含原点。其次证明了无噪声接收信号的功率是与无限Voronoi边有关的两个参数的单调严格递增函数。利用DPCIR的凸描述及其性质，我们制定了两个设计问题，即SLP功率最小化与信号干扰加噪声比（SINR）的约束，和SLP的SINR平衡问题下的最大-最小公平性准则。基于DPCIR的SLP功率最小化可以直接写为二次规划（QP）。我们提供了一个简化的重新表述这个问题，这是计算复杂性较低。然而，SLP最大-最小SINR在其原始形式中是非凸的，并且因此难以处理。我们提出了几种替代的优化方法，包括半定规划（SDP）制定和块坐标下降（BCD）优化。我们讨论和评估的损失，由于所提出的替代方法，通过广泛的模拟结果。
2018-04-03 cs.IT eess.SP math.IT
Low-Complexity SVD-Based Precoding over Zero-Padded ISI Channels
Cyber Security Research and Innovation Centre Holmes Institute（霍姆斯学院网络安全研究与创新中心）；Department of Software Systems and Cybersecurity FIT, Monash University（蒙纳士大学信息技术学院软件系统与网络安全系）
针对零填充记忆长度为1的ISI信道，提出低复杂度SVD预编码收发机，复杂度O(n log n)，在FER 10^-5时比传统RS译码系统性能提升约5 dB，高SNR下性能接近SOVA接收机。
2026-10-12 cs.IT math.IT
Multi-Layer Precoding: A Potential Solution for Full-Dimensional Massive MIMO Systems
大规模多输入多输出（MIMO）系统通过提供复用增益的数量级增加来实现高总和频谱效率。然而，在时分复用系统中，小区之间的上行链路训练导频的重用导致额外的信道估计误差，这导致下行链路小区间干扰，即使在采用大量天线时也是如此。由于大的信道维度，使用传统网络MIMO技术来处理这种干扰是具有挑战性的。此外，大天线预编码/组合矩阵的实现与高硬件复杂度和功耗相关联。在本文中，我们提出了多层预编码，使高效和低复杂度的操作在全维大规模MIMO，其中大量的天线在两个维度上使用。在多层预编码中，每个基站的预编码矩阵被写为多个预编码矩阵的乘积，每个预编码矩阵被称为层。多层预编码（i）利用大规模MIMO信道的方向特性来管理具有低信道知识要求的小区间干扰，以及（ii）允许使用低复杂度混合模拟/数字架构的高效实现。我们提出了一个特定的全维大规模MIMO系统的多层预编码设计。这种预编码设计的性能进行了分析，每个用户的可达速率一般信道模型的特点。然后证明了所提出的多层预编码设计的渐近最优性的一些特殊的，但重要的信道。数值仿真验证了分析结果，并说明了与传统的导频污染的大规模MIMO解决方案相比，多层预编码的潜在收益。
2016-10-13 cs.IT math.IT
Quantized Precoding and RIS-Assisted Modulation for Integrated Sensing and Communications Systems
在本文中，我们提出了一种新的可重构智能表面（RIS）辅助通感一体化（ISAC）系统与1位量化在ISAC基站。在ISAC系统中引入RIS，以减轻粗量化的影响，并实现感测和通信功能之间的共存。具体来说，我们设计发射预编码器以获得具有所需辐射图案的1位感测波形。然后，RIS相移被设计为调制1比特感测波形以向用户发送M进制相移键控符号。通过数值模拟，我们表明，所提出的方法提供了显着改善的符号错误概率相比，MIMO通信系统具有量化的线性预编码器，同时仍然提供可比的传感性能作为未量化的传感系统。
2022-11-03 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
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
Vector Precoding for Wireless MIMO Systems: A Replica Analysis
我们应用复制方法来分析矢量预编码，一种降低天线阵列通信中发射功率的方法。分析适用于一个非常一般的一类信道矩阵。信道矩阵的统计信息通过其R变换输入每个符号的传输能量。我们发现，矢量预编码执行复杂的比真正的字母。作为一个副产品，我们发现一个非线性预编码方法的多项式复杂性，优于NP-硬汤姆林森-Harashima预编码的二进制调制复杂的信道，如果发射天线的数量略大于两倍的接收天线的数量。
2007-06-08 cond-mat.stat-mech cs.IT math.IT
