Generalized Cross-Layer Designs for Generic Half-Duplex Multicarrier Wireless Networks with Frequency-Reuse
在本文中，联合设计的数据路由和资源分配开发的通用半双工多载波无线网络中，每个子载波可以重用的多个链路。考虑两种情况。第一种情况属于一般情况，其中每个子载波可以由多个链路分时共享，而第二种情况属于特殊情况，其中不允许分时，并且子载波一旦被分配给一组链路，则在整个信令间隔中由那些链路使用。新的框架开发，以优化数据路由，子载波调度和功率分配的联合设计。这些设计问题是非凸的，因此难以解决。为了规避这个困难，有效的技术的基础上几何规划的发展，以获得局部最优解。数值结果表明，在这两种情况下开发的设计产生的性能优于他们的同行，其中频率复用是不允许的。
2015-08-24 cs.IT cs.NI math.IT
Optimal Joint Power and Subcarrier Allocation for MC-NOMA Systems
本文研究了多载波非正交多址接入（MC-NOMA）系统的资源分配算法设计。该算法是从一个非凸优化问题的加权系统吞吐量最大化的解决方案。我们采用单调优化开发最佳的联合功率和子载波分配策略。最优资源分配策略由于其高度复杂性而用作性能基准。此外，为了在计算复杂性和最优性之间取得平衡，提出了一种低计算复杂性的次优方案。我们的仿真结果表明，次优算法实现了接近最优的性能和MC-NOMA采用所提出的资源分配算法提供了一个显着的系统吞吐量的改善相比，传统的多载波正交多址接入（MC-OMA）。
2016-03-26 cs.IT math.IT
Robust and Secure Resource Allocation for Full-Duplex MISO Multicarrier NOMA Systems
本文研究了多输入单输出（MISO）多载波非正交多址（MC-NOMA）系统中的资源分配算法设计。在该系统中，一个全双工基站在同一个子载波上同时为多个半双工上下行用户提供服务。资源分配被优化用于最大化加权系统吞吐量，同时信息泄漏被约束并且人工噪声被注入以保证在存在多个潜在窃听者的情况下的安全通信。为此，我们制定了一个强大的非凸优化问题，考虑到不完美的信道状态信息（CSI）的窃听信道和服务质量（QoS）的要求，合法用户。尽管优化问题的非凸性，我们最佳地解决它通过应用单调优化，产生最佳的波束形成，人工噪声设计，子载波分配，功率分配政策。最优资源分配策略用作性能基准，因为相应的基于单调优化的算法需要高计算复杂性。因此，我们还开发了一个低复杂度的次优资源分配算法收敛到一个局部最优解。我们的仿真结果表明，次优算法的性能接近的最优算法。此外，与传统的MISO正交多址接入（OMA）系统和其他两种基本方案相比，本文提出的最优MISO NOMA系统不仅能够同时保证上下行通信的安全性，而且系统保密率有了显著的提高。
2017-10-03 cs.IT math.IT
Multicarrier Relay Selection for Full-Duplex Relay-Assisted OFDM D2D Systems
在本文中，我们提出了一个全双工正交频分复用（OFDM）设备到设备（D2D）系统中的两跳网络，其中多个全双工解码和转发（DF）中继协助从D2D用户设备（DUE）发送器到DUE接收器的传输。通过这种传输机制，由DUE发送器发送的信号不需要经过基站（BS）。同时，由于采用了CD2D通信协议，因此需要应用功率控制机制来减轻对传统蜂窝通信的干扰。基于这些考虑，我们分析了所提出的系统的中断性能，并推导出中断概率的精确表达式时，批量和每子载波中继选择标准。此外，封闭形式的中断概率的表达式也得到了特殊情况下，当BS和蜂窝用户设备（CUE）之间的瞬时信道状态信息（CSI）是不可访问的，所以一个静态的功率控制机制。随后，我们还研究了中断性能优化问题，通过协调DUE发射机和中继之间的发射功率，并提供了一个次优的解决方案，这是能够提高中断性能。所有的分析证实了Monte Carlo模拟提供的数值结果。本文的分析和数值计算结果可以提供一个洞察全双工中继辅助OFDM D2D系统，并作为其在下一代网络中的实施指南。
2017-08-10 cs.IT math.IT
Optimal Link Adaptation for Multicarrier Communication Systems
链路自适应是用于描述通过动态地自适应传输参数来提高多载波通信系统性能的技术的术语，发射功率和每个子载波的比特数，以改变无线链路的质量。研究文献集中于单目标优化技术以优化多载波通信系统性能，例如，最大化吞吐量/容量或最小化服从一组约束的发射功率。在这篇论文中，我们采用了一种新的优化概念，即多目标优化，我们的目标是同时优化冲突和不可分割的吞吐量和功率目标。更具体地说，在下面的一些章节中，我们提出了新的算法，共同最大限度地提高多载波系统的吞吐量和最小化其总发射功率的服务质量，总发射功率，和最大分配的每子载波的限制位。所提出的算法需要事先知道的重要性的竞争目标函数的预先确定的加权系数，或者他们可以适应加权系数在解决过程中，同时满足约束条件，以减少计算复杂性。仿真结果表明，显着的性能增益方面实现的吞吐量和发射功率相比，单一的优化方法，在没有额外的复杂性的成本。
2016-03-08 cs.IT math.IT
Multicarrier-Division Duplex for Solving the Channel Aging Problem in Massive MIMO Systems
训练和数据传输的分离以及频繁的上行链路/下行链路（UL/DL）切换使得基于时分双工（TDD）的大规模多输入多输出（mMIMO）系统由于导致严重的信道老化而在快速时变场景中不太胜任。为此，引入了与两种类型的精心设计的帧结构相关联的多载波分双工（MDD）mMIMO方案，用于在快速时变信道上通信时对抗信道老化。为了与TDD进行比较，给出了与3GPP标准相关的相应帧结构及其变体形式。引入MDD特定的通用维纳预测器和决策指导维纳预测器来分别在时域中基于UL导频和在频域中基于检测到的UL数据预测信道状态信息，考虑残余自干扰（SI）的影响。此外，通过应用迫零预编码和最大比合并，推导出了时变信道下TDD和MDD系统所能达到的速率下界的闭式近似。我们从这项研究的主要结论是，MDD，赋予全双工的能力，但比带内全双工（IBFD）的SI消除的需求较少，优于传统的TDD和IBFD在对抗信道老化。
2022-05-05 cs.IT eess.SP math.IT
Study of BEM-Type Channel Estimation Techniques for 5G Multicarrier Systems
在本文中，我们研究了5G多载波系统的信道估计技术。由于5G应用场景的特点，信道估计技术已经在正交频分复用（OFDM）和广义频分复用（GFDM）系统中进行了测试。OFDM系统中的子载波之间的正交性允许在没有干扰的情况下插入和提取导频。然而，由于脉冲整形，GFDM中的子载波不再正交并且彼此干扰。由于这样的干扰，用于GFDM的信道估计不是微不足道的。通过结合最小均方误差（MMSE）正则化和基扩展模型（BEM）方法，可以获得一个鲁棒的和低复杂度的信道估计器。在这项工作中，我们开发了一种BEM类型的信道估计器以及获取BEM系数协方差矩阵的策略。仿真结果表明，BEM型信道估计的性能接近的线性MMSE（LMMSE），即使有没有必要知道的信道功率延迟分布，其复杂度低。
2018-06-18 cs.IT math.IT
Radio Resource Allocation for Multicarrier-Low Density Spreading Multiple Access
多载波低密度扩频多址（MC-LDSMA）是一种很有前途的多址接入技术，可以实现接近最佳的多用户检测。在MC-LDSMA中，每个用户的符号在一小组子载波上扩展，并且每个子载波由多个用户共享。MC-LDSMA的独特结构使得无线电资源分配与一些公知的多址技术相比更具挑战性。本文研究了单小区MC-LDSMA系统的无线资源分配问题。首先，我们考虑单用户的情况下，推导出最佳的功率分配和子载波划分方案。然后，通过利用高斯多址信道的最优功率分配，我们提供了一个最佳的解决方案MC-LDSMA，最大化用户的加权和速率放宽限制。由于最优解的复杂性令人望而却步，因此根据最优解推断的准则提出了次优算法。通过蒙特卡罗仿真，评估了所提出的算法的性能和子载波加载和扩展的效果。仿真结果表明，MC-LDSMA算法的性能明显优于传统的静态资源分配算法，与OFDMA相比，MC-LDSMA算法在频谱效率和公平性方面都有明显的改善。
2017-05-12 cs.IT cs.NI math.IT
Spectral-Efficiency of Cell-Free Massive MIMO with Multicarrier-Division Duplex
提出了一种基于多载波分双工（MDD）的无小区（CF）方案，即MDD-CF，其使得下行链路（DL）数据和上行链路（UL）数据或导频能够在分布式CF大规模MIMO（mMIMO）系统中在相互正交的子载波上并发地传输。为了证明MDD-CF的优势，我们首先研究了一个相干间隔（CT）与接入点（AP）的选择，功率和子载波分配的频谱效率（SE）的性能。由于制定的SE优化是一个混合整数非凸问题，是NP-难解决的，我们利用所涉及的变量之间的固有关联，将其转化为一个连续整数凹凸问题。然后，提出了一种二次变换（QT）辅助的迭代算法，以实现SE最大化。接下来，我们扩展我们的研究的情况下，一个无线电帧由几个CT间隔。在这方面，一种新的两相CT间隔（TPCT）的计划被设计为不仅提高SE在无线电帧，但也提供一致的数据传输在快速时变信道。相应地，为了便于优化，我们提出了一个两步迭代算法，通过建立TPCT中的两个阶段之间的连接，通过迭代因子。仿真结果表明，MDD-CF可以显着优于带内全双工（IBFD）-CF由于有效的干扰管理。此外，与时分双工（TDD）-CF相比，MDD-CF对高移动性场景更鲁棒，并且实现更好的SE性能。
2022-08-14 cs.IT eess.SP math.IT
Resource Allocation Optimization for Users with Different Levels of Service in Multicarrier Systems
在用户间具有比例数据率公平性的情况下，对单小区多用户正交频分复用系统的吞吐量进行了优化。这个概念是支持不同服务水平的移动用户。优化问题是一个混合整数非线性规划问题，这是计算上非常昂贵的。我们提出了一种新的和有效的接近最优的解决方案，采用两个阶段的优化方法，分离的子载波和功率分配。在第一阶段，我们放宽严格的比例数据率的要求，并采用迭代子载波分配的方法，粗略地满足所需的数据率比例约束。在第二阶段，我们重新分配的用户之间的功率在迭代的方式，以进一步提高遵守所需的比例，利用归一化的比例偏差措施。仿真结果表明，与现有的其他方案相比，该方案在实现更高的系统吞吐量的同时，具有很强的比例数据率公平性。
2016-04-07 cs.IT math.IT
Index Modulation Pattern Design for Non-Orthogonal Multicarrier Signal Waveforms
频谱效率改进是大多数无线通信系统中的关键焦点，并且通过诸如使用大型天线阵列和/或高级调制方案和信号格式的各种手段来实现。本工作提出通过将非正交频谱有效频分复用（SEFDM）系统与索引调制（IM）相结合来进一步提高频谱效率，这可以有效地利用被激活的子载波的索引作为通信信息。最近的研究已经证实，IM可以与SEFDM一起使用，以减轻载波间干扰（ICI）并改善差错性能。这项工作提出了新的SEFDM信号格式的基础上，新的激活模式的设计，这限制了激活的子载波的位置，并使一个可变数量的激活子载波在每个SEFDM子块。通过联合考虑激活模式、调制方案和信号波形格式来开发SEFDM-IM系统设计，并在不同的频谱效率场景下评估一组解决方案。详细的编码系统的建模和仿真研究表明，所提出的设计不仅导致更好的误比特率（BER），但也较低的峰均功率比（PAPR）和减少计算复杂度相对于其他报告的索引调制系统。
2022-04-18 cs.IT eess.SP math.IT
Diversity Extraction for Multicarrier Continuous-Variable Quantum Key Distribution
介绍了一种用于多载波连续变量（CV）量子密钥分发（QKD）的分集提取方法。分集提取利用通过多载波调制的附加自由度注入到传输中的资源。多载波方案将信息颗粒化为高斯子载波CV，并将物理链路划分为用于传输的多个高斯子信道。我们证明了多载波CVQKD方案中可利用的额外自由度显着扩展了单载波CVQKD的可能性。分集提取允许各方通过利用在单载波CVQKD设置中不可用的多载波传输的那些额外资源来达到降低的错误概率。多载波CVQKD的额外资源允许实现在实验场景中特别关键的显著性能改进。
2016-10-10 cs.IT math.IT quant-ph
Multiple Access Multicarrier Continuous-Variable Quantum Key Distribution
连续变量量子密钥分发（CVQKD）是量子力学基础理论的重要实现。本文提出了一种用于连续变量量子密钥分发的自适应多载波正交划分-多用户正交分配（AMQD-MQA）多址接入技术。MQA方案基于AMQD调制，其将用户的输入颗粒化为高斯子载波连续变量（CV）。在AMQD-MQA多址接入场景中，通过动态分配高斯子载波CV来处理用户的同时可靠传输。我们提出了两种不同的设置AMQD-MQA多输入多输出通信。我们引入了一种速率选择策略，调整调制方差和自适应分配的正交的用户在子信道。我们还证明了速率公式，如果只有部分信道侧信息是可用于用户的子信道条件。我们展示了一种用于补偿非理想高斯输入调制的技术，该技术允许用户压倒调制缺陷以在高斯子信道上达到最佳容量实现通信。我们研究了子信道透射系数的分集放大，并揭示了机会高斯调制可以利用强分集。
2018-08-23 cs.IT math.IT quant-ph
Multidimensional Manifold Extraction for Multicarrier Continuous-Variable Quantum Key Distribution
介绍了多载波连续变量（CV）量子密钥分发（QKD）中的多维流形提取方法。流形提取利用通过多载波调制的附加自由度注入到传输中的资源。我们通过AMQD（自适应多载波正交划分）方案，将信息颗粒化为高斯子载波CV，并将物理链路划分为几个高斯子信道进行传输的结果。我们证明了多载波CVQKD方案中可利用的额外自由度显着扩展了单载波CVQKD的可能性。流形提取允许各方通过利用在单载波CVQKD设置中不可用的多载波传输的那些额外资源来达到降低的错误概率。我们定义了多维流形空间的多载波CVQKD和多载波传输的自由度之间的最佳权衡。我们还扩展了多址AMQD-MQA（多用户正交分配）多载波协议的流形提取。多载波CVQKD的额外资源允许实现在实验场景中特别关键的显著性能改进。
2014-05-27 cs.IT math.IT quant-ph
Multicarrier PAPR Reduction by Iteratively Shifting and Concentrating the Probability Measure
多载波波形中的峰值功率问题是众所周知的，并且对无线通信施加了实质性限制。随着对下一代无线通信系统5G的使能技术的研究达到顶峰，这个问题在更广泛的技术中重新出现。然而，尽管有许多关于这个主题的出版物，但没有一个完善的结构可以解决这个问题，这激发了研究的推动。在本文中，提出了一种新的峰值功率降低算法，提供了一个显着的峰均功率比（PAPR）的降低，并表现出进一步改进的潜力。数学的算法的易处理性预计将特别重要，为此。一个显著的早期观察结果是，在OFDM方案中，对于64个子载波，PAPR降低约4.5dB，速率损失为每复数据符号0.5比特，这是这类算法中其他方法所需速率损失的一半。
2016-04-11 cs.IT math.IT
Resource Allocation for a Full-Duplex Base Station Aided OFDMA System
在基站（BS）上采用全双工（FD）技术是提高系统性能的一种很有前途的解决方案。受此启发，我们重新审视全双工基站（FD-BS）辅助OFDMA系统，其中包括一个BS，多个上行链路/下行链路用户和多个子载波。考虑子载波、下行链路用户（DUE）、上行链路用户（UUE）之间的联合三维（3D）映射方案以及相关联的功率分配优化。具体地说，我们首先将复杂的三维映射问题分解成三个二维子问题，并分别用迭代匈牙利法求解。然后基于拉格朗日对偶方法，通过固定一个对偶点，依次求解功率分配和三维映射问题。最后利用次梯度法求出最优解。与现有的工作，只解决3D映射或功率分配问题，但具有较高的计算复杂度，我们解决这两个问题，并成功地降低了计算复杂度从指数到多项式阶。数值仿真结果验证了该方案的有效性。
2017-03-12 cs.IT math.IT
Reed-Muller Codes for Peak Power Control in Multicarrier CDMA
研究了用于多载波码分多址（MC-CDMA）通信系统峰值功率控制的Reed-Muller码。在编码MC-CDMA系统中，从用户复用的信息数据由Reed-Muller子码编码，码字被完全加载到Walsh-Hadamard扩展序列。建立了MC-CDMA编码信号的多项式表示，并对峰均功率比（PAPR）进行了理论分析。Reed-Muller子码由布尔函数递归定义，使MC-CDMA信号具有有界峰均比和纠错能力。从理论上研究了编码MC-CDMA系统中码率与最大峰均比之间的关系。仿真结果表明，MC-CDMA编码信号的峰均比不仅在理论上有界，而且在统计上也有所降低。特别是，编码MC-CDMA解决了未编码MC-CDMA的主要PAPR问题，大大降低了其PAPR为少数用户。最后，理论和统计研究表明，Reed-Muller子码是有效的编码方案的峰值功率控制的MC-CDMA的用户数，子载波数和扩频因子的小和中等。
2010-10-01 cs.IT math.IT
Full-Duplex Transceiver for Future Cellular Network: A Smart Antenna Approach
在本文中，我们提出了一种用于全双工（FD）eNodeB（eNB）和FD用户设备（UE）收发器的收发器架构。对于FD通信，即，同时的带内上行链路和下行链路操作，可以在上行链路和下行链路中向UE分配相同的子载波。因此，与传统LTE相反，我们提出将单载波频分多址（SC-FDMA）用于下行链路以及将其用于上行链路的传统方法。在eNB处使用多个天线以及在下行链路中使用奇异值分解（SVD）允许多个用户（MU）在相同的子载波集合上操作。在上行链路中，使用具有最优排序的连续干扰消除（SSIC-OO）算法来解耦在相同子载波集合中操作的UE的信号。采用智能天线方法，其防止在UE的下行链路中来自共享相同子载波的其它UE的上行链路信号的干扰。该方法包括在UE处使用多个天线来形成朝向eNode的定向波束和朝向其他UE的空值。所提出的架构导致蜂窝网络的每个小区的整体频谱效率的显著提高。
2015-09-10 cs.IT cs.NI math.IT
On the Uplink Spectral Efficiency of Full-Duplex Cooperative OFDMA Systems
提出了一种适用于带内全双工蜂窝网络上行链路的资源分配算法。FD蜂窝网络被假设为基于正交频分多址（OFDMA）并且由与多个用户通信的基站组成。网络中的一些用户充当其他用户的中继，并帮助他们将数据传输到基站。这些继电器是FD并且基于放大和转发（AF）协议工作。通过合理选择中继节点，优化分配子载波和功率，使网络总速率最大化。在优化过程中，我们还对用户的服务质量（QoS）和功率施加了一些约束。提出了一种基于用户最大数据率的中继选择算法，并采用线性分配算法进行子载波分配。证明了所得到的优化问题可以转化为凸问题，因此可以用标准的数值方法求解。仿真结果验证了该方案对网络总速率和覆盖范围的影响。
2016-11-08 cs.IT math.IT
Full-Duplex eNodeB and UE Design for 5G Networks
自干扰消除（SIC）设计领域的最新进展使得能够开发全双工（FD）单天线和多天线系统。在本文中，我们提出了一种用于5G网络的FD eNodeB（eNB）和用户设备（UE）的设计。FD操作的使用使得能够同时进行带内上行链路和下行链路操作，从而将频谱需求减少一半。FD操作要求在上行链路和下行链路中对UE的相同子载波分配。长期演进（LTE）使用正交频分多址（OFDMA）用于下行链路。为了实现FD操作，我们提出将单载波频分多址（SC-FDMA）用于下行链路以及将其用于上行链路的常规方法。利用信道互惠性，下行链路中基于奇异值分解（SVD）的波束成形允许多个用户（MU）在同一组子载波上操作。在上行链路中，使用频域最小均方误差（MMSE）均衡器以及最优排序连续干扰消除（SSIC-OO）算法来解耦在同一组子载波中操作的用户的信号。该工作包括分别针对下行链路和上行链路在UE和eNB处示出高效FD操作的仿真。
2015-06-06 cs.IT cs.NI math.IT
Resource Allocation and Relay Selection In Full-Duplex Cooperative Orthogonal Frequency Division Multiple Access Networks
研究了带内全双工协作蜂窝网络上行链路中继选择问题。假设一个正交频分多址（OFDMA）蜂窝网络，我们开发了一个中继选择和资源分配算法，该网络。中继选择算法基于用户之间的距离和工作在放大转发（AF）模式下的信号与干扰加噪声比（SINR）来选择最佳中继。该优化问题为所有用户分配最优的子载波和功率，以最大化网络的平均和速率。此外，优化问题的约束条件是每个用户的服务质量（QoS）和发射功率。仿真结果表明了该方法的良好性能。
2017-02-07 cs.IT math.IT
A Joint Resource Allocation Scheme for Multi-User Full-Duplex OFDMA Systems
全双工是一种很有前途的技术，特别是当我们将其应用于基站时，可以实现极大的系统性能提升。在本文中，我们考虑了一个多用户OFDMA网络组成的一个全双工基站，多个上行链路用户，和一些下行链路用户。研究了子载波、下行用户和上行用户的联合映射和功率分配优化问题。具体地说，我们首先将三维映射问题分解为三个二维子问题，并使用经典匈牙利方法迭代求解。然后，基于对偶方法，依次求解每个对偶点的功率分配和三维映射问题。并利用次梯度法求出了对偶问题的最优解。与现有的方法，只解决一个子问题，但具有很高的计算复杂度，我们解决了这两个问题，并成功地降低计算复杂度从指数到多项式阶。数值模拟进行了验证所提出的系统。
2017-01-08 cs.IT math.IT
Compact Full Duplex MIMO Radios in D2D Underlaid Cellular Networks: From System Design to Prototype Results
本文考虑了紧凑型全双工多输入多输出（MIMO）架构的实现和应用可能性，其中用户之间存在直接通信，例如，设备到设备（D2D）和蜂窝链路共存于同一频谱上。对于紧凑型全双工无线电的架构，我们将基于双极化的模拟自干扰消除器与高交叉极化鉴别（XPD）和基于长期演进（LTE）的每子载波数字自干扰消除器相结合。虽然我们考虑的紧凑性和功率效率的模拟解决方案，我们专注于数字消除器的设计与鲁棒性的频率选择性信道和高兼容性与传统的LTE系统。针对一个具有两个用户对的全双工测试床的空中无线实验，我们在基于FPGA的软件定义无线电平台上实现了一个支持20 MHz带宽的全双工MIMO物理层（PHY）。此外，我们提出了一种新的定时同步方法来构建一个更可行的全双工MIMO链路。通过具有全双工链路原型完全实时操作，我们提出了第一个表征的建议紧凑型全双工MIMO性能取决于全双工节点的发射功率。我们还展示了节点之间的链路质量。这项工作的重要见解之一是，全双工操作的用户是能够获得的吞吐量增益，如果用户具有自干扰能力，保证性能。
2017-03-17 cs.IT math.IT
Technical Supplement Report on Full-Duplex FBMC/QAM MIMO Systems: Transceiver Design and Optimization
IEEE
本报告设计并分析了FBMC/QAM多用户MISO系统，提出在线随机逐次凸逼近框架实现遍历和速率最大化，仿真表明FBMC/QAM在残余载波频偏下优于CP-OFDM。
2026-06-12 cs.IT math.IT
Analysis of Oscillator Phase-Noise Effects on Self-Interference Cancellation in Full-Duplex OFDM Radio Transceivers
本文分析了振荡器相位噪声对全双工直接变频无线电收发机自干扰消除能力的影响。在全双工收发器的发射器和接收器链处具有独立振荡器或相同振荡器的两种替代情况下，针对源自相位噪声的残余自干扰的功率导出闭合形式的解决方案。结果表明，相位噪声有严重的影响，在这两种情况下的自干扰消除，并通过使用共同的振荡器在上变频和下变频的结果在明显较低的残留自干扰水平。结果还表明，在全双工收发器中使用高质量的振荡器，或者具有用于相位噪声估计和减轻的某种手段以抑制其影响通常是至关重要的。主要发现之一是，在实际场景中，当期望大量的自干扰消除时，自干扰信道的多径分量的子载波式相位噪声扩展导致大部分残余相位噪声效应。
2014-01-15 cs.IT math.IT
Resource Allocation for MC-NOMA Systems with Cognitive Relaying
研究了协作认知中继多载波非正交多址接入（MC-NOMA）系统的资源分配算法设计。特别地，辅基站服务于多个辅用户，并且同时充当辅助主网络中的信息传输的中继。资源分配的目标是通过联合优化主网络和辅网络的功率和子载波分配，同时满足主用户的服务质量要求，来最大化加权系统吞吐量。将算法设计转化为一个混合组合非凸优化问题。我们应用单调最优化理论来解决这个问题，导致最优的资源分配政策。此外，我们开发了一个低复杂度的计划，以找到一个次优的解决方案。我们的仿真结果表明，所提出的次优算法的性能接近的最佳之一。此外，MC-NOMA和认知中继的结合大大提高了系统的吞吐量相比，传统的多载波认知中继系统。
2017-07-20 cs.IT math.IT
Joint Subcarrier Pairing and Power Allocation for OFDM Transmission with Decode-and-Forward Relaying
在本文中，一个点对点的正交频分复用（OFDM）系统的解码和转发（DF）中继被认为是。传输由两个跳组成。源在第一跳中发送，中继在第二跳中发送。每一跳占用一个时隙。中继是半双工的，并且能够在一个时隙中的特定子载波上解码消息，并且在下一个时隙中的不同子载波上重新编码和转发它。因此，每个消息在两跳中在一对子载波上传输。假设目的地能够组合来自源和中继的关于同一消息的信号。该算法的目标是通过联合优化子载波配对和每跳子载波上的功率分配来最大化系统的加权和速率。速率的加权要考虑不同子载波可以携带用于不同服务的信号的事实。总的和个人的电源和继电器的功率约束进行了研究。对于中继不发送的情况下，在一些子载波上，因为这样做不会提高加权和速率，我们进一步允许源发送新的消息在这些空闲的子载波上。据我们所知，这样的联合优化包括目的地组合尚未在文献中讨论。该问题首先制定为一个混合整数规划问题。然后通过连续松弛法将其转化为凸优化问题，并在对偶区域内求解。基于优化结果，算法，以实现可行的解决方案也被提出。仿真结果表明，该算法几乎达到了最优的加权和速率，并优于现有的方法在各种信道条件下。
2011-03-29 cs.IT math.IT
Resource Allocation in Cell-Free MU-MIMO Multicarrier System with Finite and Infinite Blocklength
本文针对无小区多用户MIMO多载波系统，在有限和无限块长条件下提出联合用户调度与波束成形设计算法，以最大化加权吞吐量并提升频谱效率。
2023-05-25 cs.IT eess.SP math.IT
Multicarrier Rate-Splitting Multiple Access: Superiority of OFDM-RSMA over OFDMA and OFDM-NOMA
本文针对OFDM系统中的载波间干扰问题，提出OFDM-RSMA方案，并设计基于WMMSE的子载波与功率分配算法，数值结果表明其性能优于OFDMA和OFDM-NOMA。
2023-09-25 cs.IT eess.SP math.IT
A Survey of Downlink Non-orthogonal Multiple Access for 5G Wireless Communication Networks
非正交多址接入（NOMA）技术被认为是下一代蜂窝通信网络中最有前途的多址接入技术。在本文中，我们首先讨论了一个简单的NOMA模型，两个用户同时由一个单一的载波服务，以说明其基本原理。然后，一个更一般的模型与多载波服务的任意数量的用户在每个子载波上也进行了讨论。概述了现有的工作，性能分析，资源分配，和多输入多输出NOMA的总结和讨论。此外，我们还讨论了NOMA的主要特征及其潜在的研究挑战。
2016-09-07 cs.IT math.IT
Optimal Resource Allocation in Full-Duplex Ambient Backscatter Communication Networks for Green IoT
环境反向散射通信（AmBC）使得无线供电的反向散射设备（BD）能够在不使用RF发射器的情况下通过环境射频（RF）载波传输信息，因此已经成为绿色物联网的有前途的技术。本文考虑了一种AmBC网络，其中全双工接入点（FAP）同时向其传统用户（LU）发送下行正交频分复用（OFDM）信号，并以时分多址方式接收从多个BD反向散射的上行信号。为了从多个设计维度提高系统性能并确保公平性，我们通过联合优化BD的后向散射时间部分、BD的功率反射系数和FAP的子载波功率分配来最大化所有BD之间的最小吞吐量，这受到LU的吞吐量约束、BD的收获能量约束和其他实际约束。因此，我们提出了一个有效的迭代算法来解决制定的非凸问题，利用块协调下降和连续凸优化技术。我们进一步证明了算法的收敛性，并分析了其复杂性。最后，大量的仿真结果表明，所提出的联合设计实现了显着的吞吐量增益相比，基准计划与平等的资源分配。
2018-05-03 cs.IT math.IT
Multiple-Input Multiple-Output OFDM with Index Modulation
具有索引调制的正交频分复用（OFDM-IM）是一种新的多载波传输技术，已被提出作为经典OFDM的替代方案。OFDM-IM的主要思想是使用OFDM系统中的活动子载波的索引作为附加的信息源。在这项工作中，我们提出了多输入多输出OFDM-IM（MIMO-OFDM-IM）方案结合OFDM-IM和MIMO传输技术。低复杂度的收发机结构的MIMO-OFDM-IM方案的开发和它是通过计算机模拟，所提出的MIMO-OFDM-IM方案实现了显着更好的错误性能比经典的MIMO-OFDM几种不同的系统配置。
2015-10-21 cs.IT math.IT
Passive Self-Interference Suppression for Full-Duplex Infrastructure Nodes
最近的研究结果已经证明了全双工无线通信用于短距离链路的可行性。虽然先前工作的焦点是自干扰信号的主动消除，但是总体自干扰抑制的大部分通常是由于被动抑制，即，发射和接收天线的隔离。我们提出了一个基于测量的研究的能力和局限性的三个关键机制的无源自干扰抑制：定向隔离，吸收屏蔽，和交叉极化。该研究表明，在某些环境中可以实现超过70 dB的无源抑制，但也建立了两个无源抑制限制的结果：（1）环境反射限制了可以实现的无源抑制量，以及（2）无源抑制，一般来说，增加了残余自干扰信号的频率选择性。这些结果表明了两个设计含义：（1）全双工基础设施节点的部署应尽量减少近天线反射器，以及（2）与无源抑制级联的有源抵消应采用高阶滤波器或每个子载波抵消。
2013-12-17 cs.IT cs.NI math.IT
Resource Allocation for Solar Powered UAV Communication Systems
在本文中，我们研究的资源分配设计的多载波（MC）系统采用太阳能无人机（UAV）提供通信服务的多个下行链路用户。以系统总吞吐量最大化为目标，研究了无人机三维定位与功率和子载波分配的联合设计。算法设计被公式化为一个混合整数非凸优化问题，这需要一个令人望而却步的计算复杂性获得全局最优解。为此，提出了一种基于逐次凸逼近的低复杂度次优迭代解。仿真结果证实，所提出的次优算法实现了显着更高的系统总吞吐量相比，几个基线计划。
2018-01-22 cs.IT math.IT
Optimal Resource Allocation in Full-Duplex Ambient Backscatter Communication Networks for Wireless-Powered IoT
该文研究了一种环境后向散射通信（AmBC）网络，其中全双工接入点（FAP）以时分多址方式同时向其传统用户（LU）发送下行正交频分复用（OFDM）信号和接收来自多个BD的后向散射上行信号。为了最大限度地提高系统的吞吐量，并确保公平性，我们的目标是最大限度地提高所有BD之间的最小吞吐量，通过联合优化的反向散射时间和反射系数的BD，和FAP的子载波功率分配，受到LU的吞吐量约束，BD的收获能量的约束，和其他实际的约束。对于单个BD的情况，我们得到了封闭形式的解决方案，并提出了一个有效的算法，通过使用拉格朗日对偶方法。对于一般情况下，多个BD，我们提出了一个迭代算法，利用块协调下降和连续凸优化技术。我们进一步展示了所提出的算法的收敛性能，并分析其复杂性。此外，我们研究了吞吐量区域的特点帕累托最优吞吐量权衡所有BD。最后，大量的仿真结果表明，所提出的联合设计实现了显着的吞吐量增益相比，基准计划。
2018-06-18 cs.IT math.IT
Sum-MSE performance gain of DFT-based channel estimator over frequency-domain LS one in full-duplex OFDM systems with colored interference
研究了在有色干扰和噪声环境下，全双工OFDM系统中基于DFT的最小二乘（LS）信道估计器相对于频域LS信道估计器的均方误差和（sum-MSE）性能增益。给出了系统性能增益和均方误差的闭合表达式。利用矩阵特征值不等式，导出了其简单的上、下界。通过仿真和分析，随着子载波数N与循环前缀长度L之比的增大和有色干扰相关因子的增大，MSE增益的上下界接近于MSE增益的精确值。更重要的是，我们还发现，随着有色干扰之间的相关性逐渐降低，MSE增益从1变化到N/L。根据理论分析，我们还发现，在两种极端情况下，MSE增益有非常简单的形式。在所有子信道上的有色干扰完全相关的第一极端情况下，即，它们的协方差矩阵是全1的矩阵，则和MSE增益减小到1。换句话说，没有性能增益。在第二种极端情况下，即有色干扰协方差矩阵是单位矩阵，即它们是相互独立的，可实现的和MSE性能增益是N/L。大的N/L比率将实现显著的和MSE增益。
2017-05-02 cs.IT math.IT
Robust SCMA Codebook Design: A Hardware-Aware Autoencoder Approach
School of Computer Science and Electronic Engineering, University of Essex（埃塞克斯大学计算机科学与电子工程学院）
针对OFDM-SCMA系统中载波频率偏移和相位噪声破坏子载波正交性的问题，提出一种硬件感知的端到源自编码器，将可微分的CFO和Wiener PN层嵌入训练循环，有效抑制误码平台。
2026-06-23 cs.IT math.IT
Pre-Chirp-Domain Index Modulation for Full-Diversity Affine Frequency Division Multiplexing towards 6G
本文提出AFDM-PIM方案，利用预啁啾参数索引调制隐式传输额外比特，提升频谱与能量效率，并在双弥散信道下实现全分集，性能优于经典基准。
2025-04-23 cs.IT eess.SP math.IT
Optimal Resource Allocation for Power-Efficient MC-NOMA with Imperfect Channel State Information
本文研究了多载波非正交多址接入（MC-NOMA）系统中的功率有效资源分配。资源分配算法设计被公式化为非凸优化问题，其联合设计功率分配、速率分配、用户调度和连续干扰消除（SIC）解码策略以最小化总发射功率。该框架考虑了发射端信道状态信息（CSIT）的不完善性和用户对服务质量（QoS）的要求。为了便于设计每个子载波上的最佳SIC解码策略，我们定义了一个信道噪声比中断阈值。随后，所考虑的非凸优化问题被重铸为广义线性乘法规划问题，通过采用分支定界方法获得全局最优解。最优资源分配策略由于其高计算复杂性而用作系统性能基准。为了在系统性能和计算复杂性之间取得平衡，提出了一种基于凸规划差分的次优迭代资源分配算法。仿真结果表明，次优方案达到了接近最优的性能。此外，这两种方案提供了显着的传输功率节省比传统的正交多址接入（OMA）方案。
2017-05-16 cs.IT math.IT
Optimal 3D-Trajectory Design and Resource Allocation for Solar-Powered UAV Communication Systems
研究了多载波太阳能无人机通信系统的资源分配算法设计。特别是，无人机由太阳能供电，能够为多个地面用户提供可持续的通信服务。我们研究了三维（3D）空中轨迹和无线资源分配的联合设计，在给定的时间段内最大化的系统总吞吐量。作为一个性能基准，我们首先考虑离线资源分配设计假设非因果知识的信道增益。该算法设计被制定为一个混合整数非凸优化问题，考虑到空气动力学功耗，太阳能收集，有限的能量存储容量，和服务质量（QoS）的用户的要求。尽管优化问题的非凸性，我们最佳地解决它通过应用单调优化，以获得最佳的3D轨迹和最佳的功率和子载波分配策略。随后，我们专注于在线算法设计，只需要实时和统计知识的信道增益。最优在线资源分配算法受离线方案的激励，并且需要高的计算复杂性。因此，我们还提出了一个低复杂度的迭代次优在线计划的基础上逐次凸逼近。我们的研究结果揭示了太阳能收集和节能通信之间的权衡。特别地，太阳能无人机首先爬升到高海拔以收集足够量的太阳能，然后再次下降到较低的海拔以减少到其服务的用户的通信链路的路径损耗。
2018-07-31 cs.IT math.IT math.OC
