On the Joint Estimation of Phase Noise and Time-Varying Channels for OFDM under High-Mobility Conditions
多普勒频移（由于移动性）和相位噪声（由于在高载波频率下操作的振荡器的缺陷）的效应的组合在信道估计和相位噪声跟踪性能以及该估计和跟踪所需的相关联的导频开销方面对正交频分复用（OFDM）无线传输提出了严重的挑战。在本文中，我们使用不同的基扩展模型（BEM）系数的建模时间变化的几个OFDM符号的信道路径和相位噪声过程的时间间隔。基于这个模型，一个有效的解决方案，近似这些边界元系数的最大似然联合估计，并显示优于国家的最先进的相位噪声补偿方法
2022-11-26 cs.IT math.IT
Adaptive Generation Method of OFDM Signals in SLM Schemes for Low-complexity
有许多选择映射（SLM）方案来降低正交频分复用（OFDM）信号的峰均功率比（PAPR）。从传统的SLM方案开始，已经提出了许多低复杂度的SLM方案，典型地包括Lim的、Wang的和Wangley的SLM方案。本文提出了一种SLM方案中OFDM信号的自适应生成方法。通过自适应地生成替代OFDM信号，可以去除SLM方案的不必要的计算复杂性，而不会降低它们的PAPR降低性能。在本文中，我们应用AG方法的各种SLM计划，这是传统的SLM计划和其低复杂度的版本，如林的，王的，和Zeroely的SLM计划。当然，AG方法可以很容易地应用于大多数现有的SLM方案。数值结果表明，AG方法可以大大降低它们的计算复杂性。
2012-08-31 cs.IT math.IT
A Novel Waveform Design for OFDM-Based Joint Sensing and Communication System
5G中的主要波形是正交频分复用（OFDM）。由于OFDM能够提供出色的数据传输能力和准确的感知信息，因此OFDM仍将是6 G中联合通信和感知（JCAS）的一种有前途的波形候选。本文提出了一种基于OFDM的对角波形结构和相应的信号处理算法。该方法沿着时频资源块的对角线分配感测信号。因此，线性结构中的感测信号跨越频域和时域两者。通过对对角传感信号进行一维离散傅里叶变换，可以同时估计目标的距离和速度。与传统的2D-DFT OFDM雷达算法相比，该算法的计算复杂性较低。此外，感测开销可以显著减少。所提出的波形的性能进行了评估，使用仿真和结果分析。
2023-01-09 cs.IT eess.SP math.IT
Complexity Analysis of Joint Subcarrier and Power Allocation for the Cellular Downlink OFDMA System
考虑蜂窝下行链路正交频分多址（OFDMA）系统，其中单个发射机在多个离散子载波上向多个接收机发送信号。为了适应快速的信道波动，发射机应该能够动态地分配子载波和功率资源。假设完美的信道知识，我们制定的联合子载波和功率分配问题的两个优化问题：第一个是最小化的总发射功率受服务质量约束，第二个是最大化的系统效用函数受功率预算约束。在这封信中，我们表明，联合子载波和功率分配问题的上述配方一般是NP-困难的。我们还确定了几个子类的问题是多项式时间可解的。
2014-08-25 cs.IT math.IT
Joint Transmitter and Receiver Energy Minimization in Multiuser OFDM Systems
在本文中，我们制定和解决的加权和发射机和接收机能量最小化（WSTREMin）的正交频分复用（OFDM）为基础的多用户无线系统的下行链路中的问题。所提出的方法提供了分配不同级别的重要性的基站（BS）和移动终端（MT）的功耗，对应于BS连接到电网和MT依赖于电池的灵活性。为了深入了解问题的特征，我们首先分别考虑两种极端情况，即，用于MT的加权和接收器侧能量最小化（WSREMin）和用于BS的发射器侧能量最小化（TEMin）。结果表明，动态TDMA（D-TDMA），其中MT被调度为单用户正交时隙OFDM传输，是最佳的传输策略WSREMin在MT，而OFDMA是最佳的TEMin在BS。作为两种极端情况的混合，我们进一步提出了一种新的多址接入方案，即，时隙OFDMA（TS-OFDMA）方案，其中MT被分组到正交时隙中，其中OFDMA应用于在相同时隙内分配的用户。TS-OFDMA可以被示出为包括D-TDMA和OFDMA两者作为特殊情况。数值结果证实，所提出的计划，使BS和MT之间的能量消耗权衡灵活的范围。
2014-07-14 cs.IT math.IT
A New Low-Complexity Selected Mapping Scheme Using Cyclic Shifted IFFT for PAPR Reduction in OFDM Systems
基于选择映射（SLM）方案，提出了一种新的降低正交频分复用（OFDM）系统峰均功率比（PAPR）的方法。所提出的SLM方案通过在快速傅里叶逆变换（IFFT）的中间阶段循环移位每个子块中的连接来生成替代OFDM信号序列。与传统的SLM方案相比，所提出的SLM方案实现了类似的PAPR降低性能，具有更低的计算复杂性和没有比特出错率（BER）的恶化。通过数值分析验证了所提出的SLM方案的性能。此外，它示出了所提出的SLM方案具有最低的计算复杂性在现有的低复杂度SLM方案中，利用在IFFT的中间阶段的信号。
2012-03-23 cs.IT math.IT
A Tight Upper Bound on Bit Error Rate of Joint OFDM and Multi-Carrier Index Keying
这封信研究了正交频分复用（OFDM）系统中多载波索引键控的概念对性能的增强。对于性能评估，一个紧密的封闭形式的比特出错率（BER）的近似推导出引入的表达式的比特错误发生在索引域和复杂域的数量，在存在的不完美和完美的检测活动多载波索引。使用仿真验证了各种情况下推导出的BER结果的准确性，在有利的信道下可以提供1 dB以内的准确度。
2018-07-15 cs.IT math.IT
Low-Complexity Recursive Convolutional Precoding for OFDM-based Large-Scale Antenna System
大规模天线（LSA）由于能够显著提高无线系统的性能，近年来得到了广泛的关注。类似于多输入多输出（MIMO）正交频分复用（OFDM）或MIMO-OFDM，LSA也可以与OFDM组合以处理无线信道中的频率选择性。然而，这样的组合遭受与LSA系统中的天线数量成比例的显著增加的复杂性。对于LSA-OFDM的常规实现，快速傅里叶逆变换（IFFT）的数量随着天线数量而增加，因为每个天线需要用于OFDM调制的IFFT。此外，迫零（ZF）预编码需要在LSA系统中支持更多的用户，所需的矩阵求逆导致了巨大的计算负担。在本文中，我们提出了一个低复杂度的递归卷积预编码，以解决上述问题。传统的ZF预编码可以通过时域的递归卷积预编码来实现，这样每个用户只需要一次IFFT，也可以避免矩阵求逆。仿真结果表明，该方法可以达到与ZF相同的性能，但复杂度要低得多。
2016-07-18 cs.IT math.IT
Joint Secured and Robust Technique for OFDM Systems
提出了一种新的基于正交频分复用（OFDM）通信系统的联合安全和鲁棒传输技术。提出的系统是通过开发一种新的OFDM符号结构的对称密钥加密的基础上实现的。在接收机侧，在不知道秘密密钥的情况下，数据检测变得不可行。对于试图在不知道密钥的情况下检测数据的入侵者来说，信号将是类似噪声的信号。除了系统的安全性，理论和仿真结果表明，所提出的系统提供了时间和频率分集，这使得系统对严重的频率选择性衰落以及其他损害，如脉冲噪声和多址干扰具有很强的鲁棒性。对于特定的频率选择性衰落信道，比特出错率（BER）的改善是约15 dB的BER为10 E-4。
2012-12-10 cs.IT math.IT
N-continuous OFDM: System Optimization and Performance Analysis
N-连续正交频分复用（NC-OFDM）是一种很有前途的技术，以实现显着的旁瓣抑制基带OFDM信号。然而，高复杂性限制了它的应用。本文在传统的NC-OFDM的基础上，提出了一种新的时域N连续OFDM（TD-NC-OFDM）技术，通过一种新的基组的线性组合来平滑连续OFDM符号及其高阶导数，将原来的频域处理转移到时域。我们证明了TD-NC-OFDM是一个等价的传统的，而消耗低得多的复杂度。进一步，通过时域结构，推导出了NC-OFDM信号的闭式谱表达式，并得到了旁瓣衰减的紧致上界。本文还研究了TD-NC-OFDM技术对接收信号干扰噪声比（SINR）的影响，并给出了一个封闭形式的解析表达式。理论分析和仿真结果表明，TD-NC-OFDM系统能够以较低的复杂度抑制旁瓣。
2013-10-18 cs.IT math.IT
Low Complexity Null Subcarrier-Assisted OFDM PAPR Reduction with Improved BER
在这封信中，我们提出了一个低复杂度的数据空子载波切换为基础的正交频分复用（OFDM）系统的峰均功率比（PAPR）降低方案，它提供了改善的比特出错率。我们执行的数据和空子载波之间的切换，在这样的方式，任何两个切换的空子载波之间的距离保持不变。该方法可以实现高达3dB的信噪比增益，并摆脱了超过98%的传统系统的系统复杂度，与轻微的妥协的PAPR降低能力。
2018-03-31 cs.IT math.IT
Low Complexity Space-Frequency MIMO OFDM System for Double-Selective Fading Channels
提出了一种高鲁棒性的空频分组编码（SFBC）多输入多输出（MIMO）正交频分复用（OFDM）系统。所提出的系统是基于SFBC编码器后应用短块长度的Walsh Hadamard变换（WHT）。该系统的主要优点是每两个相邻子载波上的信道频率响应变得相等。这一结果为SFBC-OFDM系统在时频选择性衰落信道中的传输提供了一个良好的工作条件。蒙特卡洛模拟被用来评估比特出错率（BER）的性能，建议系统使用各种无线信道具有不同程度的频率选择性和多普勒扩展。仿真结果表明，在严重时变频率选择性衰落信道下，该方案的性能明显优于标准SFBC-OFDM和空时分组码（STBC）OFDM系统。此外，所提出的系统具有非常低的复杂度，因为它是基于短块长度WHT。
2012-08-15 cs.IT math.IT
Channel, Phase Noise, and Frequency Offset in OFDM Systems: Joint Estimation, Data Detection, and Hybrid Cramer-Rao Lower Bound
振荡器相位噪声（PHN）和载波频率偏移（CFO）会对正交频分复用（OFDM）系统的性能产生不利影响，因为它们会导致载波间干扰和信号星座的旋转。本文提出了一种基于期望条件最大化（ECM）的OFDM系统信道、PHN和CFO联合估计算法。我们提出的信号模型的估计问题，并推导出混合克拉美-罗下界（HCRB）的联合估计问题。接下来，我们提出了一种迭代接收机的基础上扩展的卡尔曼滤波器的联合数据检测和PHN跟踪。数值结果表明，与现有算法相比，所提出的基于ECM的估计器的性能更接近于推导的HCRB，并且在中高信噪比下优于现有的估计算法.此外，组合的估计算法和迭代接收机比现有算法在计算上更有效，并且导致改进的平均未编码和编码比特出错率（BER）性能。
2014-05-30 cs.IT math.IT
Performance Comparison of CP-OFDM and OQAM-OFDM Based WiFi Systems
在本文中，针对基于802.11a的系统，给出了偏移-QAM-OFDM（OQAM-OFDM）和循环前缀OFDM（CP-OFDM）方案的直接比较。因此，所选择的算法和设计的选择被描述和评估作为一个整体系统的比特和帧出错率（BER/FER）的性能，以及频谱效率和复杂性的存在下的多径传播不同的调制阶数。结果表明，OQAM-OFDM方案具有相似的BER和FER性能，但频谱效率提高了24%，可实现的吞吐量却增加了5倍的计算复杂性。
2016-05-04 cs.IT math.IT
Performance Analysis and Compensation of Joint TX/RX I/Q Imbalance in Differential STBC-OFDM
差分空时分组编码（STBC）实现了全空间分集，避免了信道估计开销。在高频率选择性信道中，空时分组码与正交频分复用（OFDM）相结合，以有效地减轻符号间干扰的影响。然而，STBC-OFDM的低成本实现与直接转换收发器是敏感的同相/正交相位不平衡（IQI）。在本文中，我们量化的性能影响的IQI在发射机和接收机的射频前端差分STBC-OFDM系统，这在文献中还没有调查过。此外，我们提出了一种宽线性补偿算法在接收端，以减轻性能下降所造成的发射机和接收机端的像质计。此外，提出了一种基于参数的广义算法来提取IQI参数，提高了高移动性下的性能。自适应补偿算法是盲的，并且在不使用已知导频或训练序列的情况下以决策导向的方式工作。数值结果表明，我们提出的补偿算法可以有效地消除差分STBC-OFDM中的IQI。
2016-12-27 cs.IT math.IT
Joint maximum likelihood estimation of carrier and sampling frequency offsets for OFDM systems
在正交频分复用（OFDM）系统中，载波和采样频率偏移（分别为CFO和SFO）会破坏子载波的正交性并降低系统性能。在文献中，Nguyen-Le，Le-Ngoc和Ko提出了一种简单的最大似然（ML）方案，使用两个长训练符号来估计递归最小二乘（RLS）估计方案的初始CFO和SFO。然而，Nguyen-Le的ML估计的结果相对于Cramer-Rao界（CRB）表现出较差的性能。在本文中，我们扩展Moose的CFO估计算法，使用两个长训练符号的CFO和SFO的联合ML估计。特别是，我们得到CRB的CFO和SFO估计的均方误差（MSE）。仿真结果表明，所提出的ML方案提供了更好的性能比Nguyen-Le的ML方案。
2010-08-16 cs.IT math.IT
Performance Analysis of Joint Radar and Communication using OFDM and OTFS
我们考虑联合雷达估计和通信系统使用正交频分复用（OFDM）和正交时间频率空间（OTFS）调制。该场景是由车辆应用激发的，其中配备有单基地雷达的车辆希望将数据传送到其目标接收器，同时估计与该接收器相关的感兴趣的参数。通过对单个目标的情况下，我们得到的最大似然（ML）估计和Cramér-Rao联合速度和距离估计的下限。数值例子表明，这两种数字调制格式可以实现精确的距离/速度估计的最先进的雷达波形，如调频连续波（FMCW），同时发送数字信息在其完全可实现的速率。我们的结论是，它是可能的，以获得显着的数据传输速率，而不损害系统的雷达估计能力。
2019-02-06 cs.IT math.IT
A Low Complexity OFDM Receiver with Combined GAMP and MF Message Passing
在统一的置信传播（BP）和平均场（MF）框架下，提出了一种迭代消息传递接收机，用于OFDM系统的信道状态和噪声精度（噪声方差的倒数）联合估计和解码。最近开发的广义近似消息传递（GAMP）被纳入BP-MF框架，其中MF用于处理具有未知噪声精度的观测因子节点，GAMP用于时频域中的信道估计。与文献中的最先进的算法相比，该算法要么提供类似的性能与低得多的复杂度，或提供更好的性能与类似的复杂度。此外，该算法具有最快的收敛速度。
2017-11-10 cs.IT math.IT
Message-Passing Receiver for Joint Channel Estimation and Decoding in 3D Massive MIMO-OFDM Systems
本文研究了三维大规模MIMO-OFDM系统的消息传递接收机设计。借助于中心极限论证和泰勒级数近似，在期望传播的框架下设计了一种计算效率高的联合信道估计和译码接收机。特别地，利用Wirtinger演算将定义在信道转移函数上的局部信念扩展到二阶，将信道转移函数发送的信息转化为易于处理的形式.因此，通过高斯消息传递来估计每对天线之间的信道脉冲响应（CIR）。此外，一个变分的期望最大化（EM）为基础的方法来学习信道的功率延迟分布（PDP）。在具有空间相关信道的3D大规模MIMO系统中对所提出的联合算法进行了评估，实验结果证实了其在性能和复杂度方面的优越性。
2016-01-04 cs.IT math.IT
Low Complexity Joint Estimation of Synchronization Impairments in Sparse Channel for MIMO-OFDM System
该文提出了一种低复杂度的单用户MIMO-OFDM系统同步损伤和信道联合估计方法。基于考虑载波频率偏移、采样频率偏移、符号定时误差等同步损伤和信道影响的系统模型，提出了一种联合估计的最大似然（ML）算法。为了降低ML网格搜索的复杂度，需要减少用于估计的接收信号样本的数量。传统的基于最小二乘（LS）的信道估计方法在小样本欠定系统中无法实现，导致联合估计器性能不佳。所提出的ML算法在稀疏衰落场景中使用基于压缩感知（CS）的信道估计方法，其中用于估计的接收样本小于基于LS的估计所需的样本。通过数值仿真研究了该估计方法的性能，发现基于CS的联合估计器性能优于基于LS的联合估计器
2013-04-28 cs.IT math.IT
Joint Transmit and Receive Beamforming for Multi-Relay MIMO-OFDMA Cellular Networks
针对多用户、多中继、多输入-多输出正交频分多址（MIMO-OFDMA）蜂窝网络，提出了一种基于联合发射和接收波束赋形的传输协议。更具体地说，网络的MIMO信道在数学上被分解成几个有效的多输入单输出（MISO）信道，这些信道被空间复用以进行传输。为了提高可达到的容量，这些MISO信道使用一对新的分组算法进行分组，然后根据它们的性能与复杂度的权衡\footnote{This paper concisely focuses on the transmission protocol proposed in our previous work [1]. For more details, please refer to [1].}进行评估。
2016-02-17 cs.IT math.IT
Deep Learning for Joint Channel Estimation and Signal Detection in OFDM Systems
在本文中，我们提出了一种新的深度学习为基础的联合信道估计和正交频分复用（OFDM）系统中的信号检测方法，通过探索无线衰落信道的时间和频率相关性。具体而言，一个信道估计网络（CENet）的设计，以取代传统的插值过程中的导频辅助估计方案。然后，基于CENet的结果，设计了一个信道条件恢复网络（CCRNet）来恢复发射信号。实验结果表明，CENet和CCRNet实现了优越的性能相比，传统的估计和检测方法。此外，这两个网络被证明是强大的参数机会的变化，这使得他们呼吁实际实施。
2020-08-10 cs.IT eess.SP math.IT
Deep Joint Source Channel Coding for WirelessImage Transmission with OFDM
University of Michigan（密歇根大学）
提出了一种基于深度学习的联合信源信道编码（JSCC）方案，用于具有非线性信号限幅的多径衰落信道中的无线图像传输。提出的编码器和解码器使用卷积神经网络（CNN）和直接映射的源图像到复值基带样本的正交频分复用（OFDM）传输。所提出的模型驱动的机器学习方法消除了对单独的源和信道编码的需要，同时集成了OFDM数据路径以应对多径衰落信道。端到端JSCC通信系统将可训练的CNN层与表示多径信道模型和OFDM信号处理块的不可训练但可区分的层组合。我们的研究结果表明，通过将OFDM基带处理块注入到机器学习框架中来注入领域专家知识，与非结构化CNN相比，显着提高了整体性能。我们的方法优于传统的计划，采用国家的最先进的，但单独的源和信道编码，如BPG和LDPC与OFDM。此外，我们的方法被证明是强大的，对非线性信号削波在OFDM的各种信道条件下，不匹配的模型参数在训练过程中使用。
2021-05-24 cs.IT cs.LG eess.SP
Maximum Likelihood Algorithms for Joint Estimation of Synchronization Impairments and Channel in MIMO-OFDM System
研究了多输入多输出正交频分复用（MIMO-OFDM）系统中同步损伤和信道联合估计的最大似然（ML）算法。系统模型，考虑到载波频率偏移，采样频率偏移，符号定时误差和信道脉冲响应的影响制定。给出了连续参数估计的Cramér-Rao下界，该下界反映了不同损伤之间的耦合效应和联合估计的重要性.我们提出了一种最大似然估计算法，同步损伤和信道一起，使用网格搜索方法。为了降低ML算法中联合网格搜索的复杂度，本文还提出了一种具有多个一维搜索的改进ML（MML）算法。此外，一个阶段明智的ML（SML）算法使用现有的算法，估计较少的参数，也提出了。通过数值仿真研究了估计算法的性能，发现提出的ML和MML算法具有比SML算法更好的性能。
2012-10-27 cs.IT math.IT
Upper-lower bounded-complexity QRD-M for spatial multiplexing MIMO-OFDM systems
多输入多输出（MIMO）技术与正交频分复用（OFDM）技术相结合被认为是在不增加频谱资源的情况下提高信道容量的最终解决方案。在接收器侧，挑战在于设计能够分离从不同天线同时发送的独立流的低复杂度检测算法。本文介绍了一种复杂度上下界的QRD-M算法（ULBC QRD-M）。在所提出的算法中，我们解决了传统的球形解码的高极端复杂度的问题，通过固定的上限复杂度的传统QRD-M。另一方面，ULBC QRD-M智能地取消了所有不必要的假设，以实现非常低的计算要求。分析和仿真结果表明，该算法的性能达到了传统的QRD-M，只有26%的所需的计算。
2010-05-27 cs.IT math.IT
Low Complexity Blind Equalization for OFDM Systems with General Constellations
提出了一种低复杂度的基于OFDM的无线系统中的数据盲均衡算法。即使当信道逐个符号变化时，所提出的算法也能够恢复数据，使其适用于快衰落信道。所提出的算法不需要任何统计信息的信道，因此不遭受通常与盲方法相关的延迟。我们还演示了如何降低算法的复杂度，这在高信噪比下变得特别低。具体而言，我们表明，在高信噪比制度，操作的数量是O（LN）的顺序，其中L是循环前缀长度和N是子载波的总数。仿真结果证实了我们的算法的良好性能。
2012-07-11 cs.IT math.IT
A Novel Rotated Constellation-based LLR Detector for Flexible NOMA based OFDM-IM Scheme
针对下行OFDM-IM NOMA系统，提出一种结合旋转星座理念与对数似然比算法的低复杂度LLR检测器，相比现有方案复杂度更低、误码性能更优。
2023-04-29 cs.IT eess.SP math.IT
Low Complexity Suboptimal ML Detection for OFDM-IM Systems
带索引调制的正交频分复用（OFDM-IM）是一种新的多载波技术，它利用n个子载波中的k个子载波作为活动子载波来传输数据。为了在接收器处检测副载波激活模式（SAP），不能使用最大似然（ML）检测，因为其高计算复杂性。相反，使用选择最可能活动的k个子载波的检测器，其被称为k最大值（klv）检测器。然而，这种方法降低了检测性能，特别是当非法SAP与SAP的比率很高时。在这封信中，次优ML检测器，这是一个轻微的修改klv检测器的建议。然而，所提出的检测器具有相似的检测性能相比，ML检测，这是适合灵活的实施OFDM-IM系统。
2022-04-25 cs.IT eess.SP math.IT
Doppler-Division Multiplexing for MIMO OFDM Joint Sensing and Communications
正交频分复用（OFDM）是未来联合传感和通信系统的一个有前途的波形候选。对于这样的系统，支持多个发射天线需要用于生成正交发射信号的复用方法，其中等距子载波交织（ESI）是最流行的复用方法。在这项工作中，我们分析了一种多路复用方法称为多普勒分割复用（DDM）。该方法应用从OFDM符号到OFDM符号的相移，以沿着距离-多普勒图的速度轴分离由不同Tx天线发送的信号。虽然在这项工作中的雷达传感任务的DDM的一般属性进行了分析，主要集中在通信任务的DDM的影响。它将表明，对于DDM，在通信接收器中观察到的信道是严重时变的，防止任何有意义的数据传输时，不考虑。在这项工作中，提出了一种通信系统，旨在打击这些时变信道，其中包括数据估计，同步和信道估计的方法。误码率（BER）的模拟表明，这种通信系统的优越性相比，系统利用ESI。
2023-03-22 cs.IT eess.SP math.IT
Machine Learning-based Methods for Joint {Detection-Channel Estimation} in OFDM Systems
State University of Londrina（隆德里纳州立大学）
针对OFDM系统的联合检测与信道估计，提出基于DNN和ELM的两种机器学习结构，并在BER性能与计算复杂度权衡上验证其优于传统MF-MMSE/LS方案。
2023-04-08 cs.IT cs.LG cs.SY
Deep Learning for Joint Design of Pilot, Channel Feedback, and Hybrid Beamforming in FDD Massive MIMO-OFDM Systems
针对FDD大规模MIMO-OFDM系统，提出端到端深度学习框架，联合设计导频、信道反馈与混合波束成形，并利用图神经网络建模波束成形器交互。
2023-12-10 cs.IT eess.SP math.IT
Channel Estimation, Carrier Recovery, and Data Detection in the Presence of Phase Noise in OFDM Relay Systems
由于其时变特性，振荡器相位噪声会显著降低高速无线通信系统中的信道估计、载波恢复和数据检测块的性能。在本文中，我们分析了联合信道，\emph{carrier frequency offset (CFO)}，相位噪声估计加数据检测在\emph{orthogonal frequency division multiplexing (OFDM)}中继系统。为了实现这一目标，一个详细的传输框架，包括训练和数据符号。在数据传输阶段，提出了一种由导频和数据符号组成的梳状OFDM符号来跟踪OFDM帧上的相位噪声。其次，提出了一种基于最大后验概率准则，利用训练符号联合估计信道响应、CFO和相位噪声的新算法。此外，推导了一种新的用于评估OFDM中继网络中信道估计和载波恢复算法性能的\emph{hybrid Cramér-Rao lower bound}。最后，推导了一种在目的节点进行联合相位噪声估计和数据检测的迭代接收机。大量的仿真表明，所提出的估计和接收块的应用显着提高了OFDM中继网络的性能，在相位噪声的存在。
2013-09-29 cs.IT math.IT
Joint Scheduling and Resource Allocation in OFDMA Downlink Systems via ACK/NAK Feedback
在本文中，我们认为在OFDMA下行链路中的联合调度和资源分配的问题，与最大化的目标是预期的长期有效输出为基础的效用受到瞬时功率和约束，并在反馈到基站只包括ACK/NAK从最近调度的用户。我们首先建立的最优解是一个部分可观测的马尔可夫决策过程（POMDP），这是不切实际的实施。作为回应，我们提出了一个贪婪的方法，联合调度和资源分配，保持后验信道分布为每个用户，只有多项式复杂度。对于马尔可夫随时间变化的频率选择性信道，然后，我们概述了一种递归的方法来更新信道后验，基于ACK/NAK反馈，这是通过使用粒子滤波的计算效率。为了衡量我们的贪婪的方法相对于最佳POMDP的性能，我们推导出POMDP性能上限。数值实验表明，在慢衰落信道下，该贪婪算法的性能接近上界，且优于固定功率随机用户调度（FP-RUS），尽管其复杂度相对较低.
2011-10-18 cs.IT math.IT
Joint Beamforming Design in DFRC Systems for Wideband Sensing and OFDM Communications
双功能雷达通信（DFRC）系统通过使用一个共同的波形进行感知和通信（S&C），可以有效地利用拥挤的频谱和昂贵的硬件资源，引起了越来越多的关注。正交频分复用（OFDM）技术在支持高质量通信的同时，也在提高雷达感知性能和提供灵活的S&C方面具有巨大的潜力。在本文中，我们提出了联合设计的双功能发射信号占用几个子载波，实现多用户OFDM通信和检测一个运动目标的存在杂波。同时，可以以类似的方式优化其他频率子载波中的信号以执行其他任务。发射波束形成和接收滤波器联合优化，以最大化雷达输出信号与干扰加噪声比（SINR），同时满足通信SINR要求和功率预算。一个优化最小化（MM）方法为基础的算法来解决由此产生的非凸优化问题。数值结果表明，通过联合设计不同子载波上的发射信号，可以获得显著的宽带感知增益，验证了所提方案的优越性和算法的有效性。
2022-08-05 cs.IT eess.SP math.IT
Enhancing Diversity of OFDM with Joint Spread Spectrum and Subcarrier Index Modulations
提出了一种新的扩频副载波索引调制（SS-SIM）方案，该方案与正交频分复用（OFDM）技术相结合，提高了传统IM方案的分集性能。特别地，所得到的方案（称为SS-SIMOFDM）联合地采用扩频和子载波索引调制两者来形成预编码向量，该预编码向量然后用于跨所有活动子载波扩展M进制复符号。因此，所提出的方案能够实现三个信号域的新颖传输：SS和子载波索引，以及单个M进制符号。对于实际的实现，提出了两个降低复杂度的近最佳检测器，其复杂度取决于M进制调制大小。然后，误码率和它的上限进行了分析，以获得洞察的分集增益，这是示出强烈影响的顺序的子载波索引。在此基础上，提出了两种新的子载波索引映射方法，显著提高了SSSIM-OFDM系统的分集增益。仿真结果表明，与传统的OFDM和OFDM-IM相比，该方案具有更好的误码性能，但其频谱效率较低。
2022-07-29 cs.IT eess.SP math.IT
Joint Doppler frequency shift compensation and data detection method using 2-D unitary ESPRIT algorithm for SIMO-OFDM railway communication systems
本文针对快时变稀疏多径信道下的SIMO-OFDM铁路通信系统，提出了一种基于2-D酉ESPRIT算法的联合多普勒频移补偿和数据检测方法。通过利用循环前缀（CP）的无ISI部分构造空时阵列数据矩阵，提出了一种新的基于二维酉ESPRIT算法的全路径DOA和多普勒频移自配对联合估计算法。然后，基于所获得的估计，开发了联合多普勒频移补偿和数据检测方法。该方法包括三个部分：（a）对接收信号进行空间滤波，得到各径对应的信号，并对各径对应的信号进行时域多普勒频移补偿;（b）将各径多普勒频移补偿后的信号相加;（c）对相加后的信号进行FFT，去除CP后检测出所需信息。此外，我们还证明了经过多普勒频移补偿后的信道矩阵是时不变的，从而有效地避免了ICI。最后，仿真结果表明，所提出的方法的性能，并与传统的方法进行比较。
2012-10-28 cs.IT math.IT
Joint Beamforming and Phase Shift Optimization for Multicell IRS-aided OFDMA-URLLC Systems
研究了智能反射面（IRS）辅助的多输入单输出（MISO）正交频分多址（OFDMA）多小区网络中的资源分配算法设计。IRS的部署，以增强通信信道，并通过创建一个虚拟的视线URLLC用户与不利的传播条件，提高可靠性。这是第一次研究IRS增强的OFDMA-URLLC系统。资源分配算法设计被公式化为在保证URLLC用户的服务质量的同时最大化加权系统和吞吐量的优化问题。优化问题是非凸的，并且找到全局最优解需要高的计算复杂性，这对于实时应用是不期望的。因此，提出了一种次优迭代算法，\textit{jointly}优化所有优化变量在每次迭代中使用一种新的迭代秩最小化方法。该算法保证收敛到一个局部最优解的制定优化问题。我们的仿真结果表明，建议的IRS设计有利于URLLC和产生较大的性能增益相比，两个基线计划。
2020-10-14 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
Deep Joint CSI Feedback and Multiuser Precoding for MIMO OFDM Systems
提出一种基于深度学习的联合CSI反馈与多用户预编码方法，利用深度联合信源信道编码压缩CSI特征向量并联合调整预编码方向与功率，显著提升了低信噪比与低反馈开销下的下行和速率。
2024-04-25 cs.IT eess.SP math.IT
Wireless Power Meets Energy Harvesting: A Joint Energy Allocation Approach in OFDM-based System
本文研究了一种基于正交频分复用（OFDM）的无线供电通信系统，其中一个用户从能量接入点（EAP）获取能量，以向数据接入点（DAP）传输信息。从EAP到用户的通道，即，无线能量传输（WET）链路，以及从用户到DAP，即，无线信息传输（WIT）链路通常在时隙和子信道（SC）上变化。为了避免DAP处的干扰，WET和WIT在任何时隙在正交SC上被调度。我们的目标是最大限度地提高可实现的速率在DAP通过联合优化SC分配随着时间的推移和功率分配随着时间的推移和SC的WET和WIT链路。假设信道状态信息（CSI）的可用性，最优SC/功率分配的结构性结果，并提出了一种离线算法来解决这个问题。此外，我们提出了一个低复杂度的在线算法时，因果CSI可用。
2016-01-18 cs.IT math.IT
Joint Resource Allocation and Antenna Selection In the Uplink of OFDMA Networks
研究了OFDMA网络上行链路的联合子信道、功率控制和天线选择问题。相应的优化问题是一个非凸的混合整数非线性问题（MINLP）。为了解决这个问题，一个迭代的两步优化问题的设计。首先，固定所选择的天线以及每个用户的相关功率，提出了使用所谓的匈牙利方法的子信道分配问题。其次，通过在目标函数中加入惩罚项，将天线选择问题中的布尔变量变为二进制值，从而将联合功率和天线选择问题扩展为一种更简洁的形式。为此，该问题被重述为两个凹函数的差（DC规划），并以迭代的方式有效地解决。迭代地重复上述过程，直到接近固定的网络吞吐量。仿真结果证明了该方法的优越性w.r.t.采用固定功率控制机制的穷举搜索。
2018-03-10 cs.IT math.IT
On the Complexity of Joint Subcarrier and Power Allocation for Multi-User OFDMA Systems
考虑多用户正交频分多址（OFDMA）系统，其中多个用户共享多个离散子载波，但是最多允许一个用户在每个子载波上发送功率。为了适应快速业务和信道波动，提高频谱效率，系统应该具有动态分配子载波和功率资源给用户的能力。假设完美的信道知识，本文考虑联合子载波和功率分配问题的两个公式：第一种是在服务质量约束和OFDMA约束下最小化总发射功率，第二种是最大化某个系统效用函数（包括和率效用、比例公平效用、调和平均效用、和最小速率效用）服从每用户总传输功率约束和OFDMA约束。尽管存在各种各样的算法，但对上述问题的计算复杂性状况知之甚少。本文旨在填补这一理论空白，即，描述了多用户OFDMA系统联合子载波和功率分配问题的复杂性。本文证明了联合子载波和功率分配问题的两个公式都是强NP困难的。证明是基于一个多项式时间变换从所谓的三维匹配问题。还确定了可在多项式时间内求解全局最优或$ε$ -全局最优的问题的几个子类。这些复杂度结果表明，不存在能够将一般的联合子载波和功率分配问题求解为全局最优的多项式时间算法（除非P $=$ NP），并且确定近似最优的子载波和功率分配策略在实践中更现实。
2013-11-17 cs.IT math.CO math.IT
Low-Complexity OFDM Deep Neural Receivers
VIAVI Marconi Labs, VIAVI Solutions Inc.（维亚威马科尼实验室，维亚威解决方案公司）
本文提出了一种低复杂度的OFDM深度神经接收机，通过改进的残差网络结构减少计算量并提升解码性能。
2025-12-04 cs.IT math.IT
Code-Division OFDM Joint Communication and Sensing System for 6G Machine-type Communication
为解决6G机器类通信中通信与雷达感知信号间的相互干扰问题，提出一种兼容OFDM的CD-OFDM联合通信与感知系统，通过基于SIC的信号处理技术获取CDM增益，在低信干噪比下实现了更可靠的通信与稳健的感知。
2023-04-04 cs.IT eess.SP math.IT
Accurate Sampling Timing Acquisition for Baseband OFDM Power-line Communication in Non-Gaussian Noise
提出了一种基于正交频分复用（OFDM）技术的基带和宽带电力线通信（BB-PLC）系统联合采样定时捕获方法，包括采样相位偏移（SPO）和采样时钟偏移（SCO）。在频域接收信号两两相关和联合高斯假设下，推导出对数似然函数的近似形式。该方法采用五步估计法，而不是高复杂度的二维似然函数网格搜索。在同一个框架中提出了几种不同的复杂性。与传统的导频辅助方案使用一个OFDM块内的额外相位旋转不同，所提出的技术转向相邻OFDM块之间的相位旋转。推导出方差和偏差的解析表达式。大量的仿真结果表明，显着的性能改善，传统的计划。此外，几种噪声模型，包括非高斯性，循环平稳性，时间相关性的影响进行了分析和仿真。所提出的技术对违反联合高斯假设的鲁棒性也通过仿真验证。
2013-01-11 cs.IT math.IT
Joint Spectrum Sensing and Resource Allocation for OFDM-based Transmission with a Cognitive Relay
在本文中，我们研究了联合频谱感知和资源分配问题，以最大限度地提高基于OFDM的认知无线电链路的吞吐量与认知中继。通过应用使用解码和转发（D&F）的认知中继，我们实现了更可靠的通信，产生更少的干扰（通过需要更少的发射功率）和更多的分集增益。为了解决频谱感知中的缺陷，提出的方案联合修改能量检测器阈值，并将发射功率分配给所有认知无线电（CR）子载波，同时为次级用户（SU）和认知中继分配子载波对。该问题被转换为约束优化问题，其具有以下约束：（1）由SU和认知中继引入到PU的干扰;（2）误检和虚警概率;（3）用于在SU发射机和认知中继上传输的子载波配对;以及（4）每个CR子载波的最小服务质量（QoS）。我们提出了一个最优和两个次优的计划，所有这些都是比较文献中的其他计划。仿真结果表明，所提出的方案实现显着更高的吞吐量比其他方案在文献中不同的中继情况。
2015-11-12 cs.IT math.IT
Priori-Information Aided Iterative Hard Threshold: A Low-Complexity High-Accuracy Compressive Sensing Based Channel Estimation for TDS-OFDM
针对双选择性衰落信道下时域同步（TDS）正交频分复用（OFDM）系统的性能损失，提出了一种基于压缩感知（CS）的低复杂度信道估计方法。具体地说，首先提出了一种时域训练序列的加和方法，利用信道的时间相关性获得无线信道的信道长度、路径时延和路径增益的粗估计，以提高粗估计在严重衰落信道和长时延扩展下的鲁棒性。然后，我们提出了优先信息辅助（PA）迭代硬阈值（IHT）算法，它利用所获得的粗估计的无线信道的先验信息，因此能够获得准确的信道估计的双选择性衰落信道。与经典IHT算法的收敛性要求测量矩阵的$l_2$范数小于1相比，所提出的PA-IHT算法充分利用了测量矩阵的先验信息，消除了这一限制，同时减少了迭代次数.与现有的基于CS的TDS-OFDM信道估计方法相比，该算法在提高信道估计精度的同时，显著降低了信道估计的计算复杂性。仿真结果表明，在不牺牲频谱效率和改变现有TDS-OFDM信号结构的情况下，该方案在各种情况下，尤其是在严重双选择性衰落信道下，性能优于现有的TDS-OFDM信道估计方案。
2015-11-27 cs.IT math.IT
A Factor Graph Approach to Joint OFDM Channel Estimation and Decoding in Impulsive Noise Environments
提出了一种新的脉冲噪声环境下的正交频分复用（OFDM）接收机。脉冲噪声在许多现代无线和有线通信系统（诸如Wi-Fi和电力线通信）中由于比热噪声强得多的不协调干扰而出现。我们首先表明，误码率最佳接收机联合估计的传播信道系数，噪声脉冲，有限字母表符号，和未知位。然后，我们提出了一个接近最佳但计算上易于处理的方法，这个联合估计问题，使用循环的信念传播。特别是，我们合并了最近提出的“广义近似消息传递”（GAMP）算法的前向-后向算法和软输入软输出解码使用“涡轮”的方法。数值结果表明，所提出的接收机大大优于现有的接收机在脉冲噪声和匹配滤波器的界限内1 dB。同时，对于N个音调，所提出的基于因子图的接收机仅具有O（Nlog N）的复杂度，并且可以并行化。
2013-06-07 cs.IT math.IT stat.ML
Interpolation-Based QR Decomposition in MIMO-OFDM Systems
用于基于正交频分复用（OFDM）的多输入多输出（MIMO）无线系统的检测算法通常需要计算每个携带数据的OFDM音调的QR分解。通常，所得到的计算复杂性将是显著的，因为携带数据的音调的数量范围从48（如在IEEE 802.11 a/g标准中）到1728（如在IEEE 802.16 e标准中）。基于MIMO-OFDM系统中信道矩阵是高过采样多项式矩阵的事实，我们提出了基于插值的QR分解算法。基于超大规模集成（VLSI）实现相关度量的深入复杂度分析表明，对于足够多的数据承载音调和足够小的信道阶数，所提出的算法可证明表现出比蛮力每音调QR分解明显更小的复杂度。
2009-10-30 cs.IT math.IT
Subcarrier Pairing as Channel Gain Tailoring: Joint Resource Allocation for Relay-Assisted Secure OFDMA with Untrusted Users
研究了具有非信任用户的协作安全正交频分多址（OFDMA）通信系统中的联合资源分配问题，包括子载波分配、子载波配对（SCP）和功率分配的优化.放大和转发（AF）和解码和转发（DF）的操作模式被认为是与源和中继的单独的功率预算约束。在找到AF中继系统的最优子载波分配问题后，证明了联合功率分配问题是一个广义凸问题，并给出了最优解。与传统的信道增益匹配观点相比，最优SCP被强调为信道增益剪裁的一个新概念。我们证明了最优SCP对子载波，使得有效信道增益之间的方差最小化。对于DF中继系统，我们表明，取决于源和中继的功率预算，SCP可以是在一个从属的角色，它提高了能量效率，或在一个主要的角色，它提高了系统的频谱效率。在AF中继系统中，我们证实了SCP的关键作用，并提高了系统的频谱效率。仿真结果验证了SCP的信道增益剪裁特性以及SCP在提高协作通信系统频谱和能量效率方面的各种作用。
2019-01-11 cs.IT math.IT
Joint Channel Estimation and Data Detection for Multihop OFDM Relaying System under Unknown Channel Orders and Doppler Frequencies
研究了时变信道下多跳中继正交频分复用（OFDM）系统的信道估计和数据检测问题。不同于以往的工作，高度依赖于统计信息的双选择性信道（DSC）和噪声提供准确的信道估计和数据检测结果，我们专注于更实际的情况下，未知的信道阶数和多普勒频率。首先，我们整合多链路，多跳信道矩阵成一个复合信道矩阵。然后，我们制定了未知的信道使用广义复指数基扩展模型（GCE-BEM）与一个大的过采样因子，以引入信道稀疏的延迟多普勒域。为了能够识别非零条目，采用具有Gamma超先验的稀疏增强高斯分布。在变分推理框架下提出了一种迭代算法。该算法在一个OFDM符号中仅使用有限的导频子载波，迭代估计信道，利用Viterbi算法恢复未知数据，并学习信道和噪声统计信息。仿真结果表明，在不需要任何统计信息的情况下，该算法的性能与最优信道估计和数据检测算法非常接近，而最优信道估计和数据检测算法需要系统结构、信道抽头位置、信道长度、多普勒频移以及噪声功率等具体信息。
2012-05-24 cs.IT math.IT
Low Complexity V-BLAST MIMO-OFDM Detector by Successive Iterations Reduction
V-BLAST检测方法由于其符号的连续检测而具有较大的计算复杂性。在本文中，我们提出了一种改进的V-BLAST算法，通过减少MIMO通信系统中所需的检测迭代次数来降低计算复杂性。首先，我们展示了存在的最大迭代次数，超过此，没有显着的改善。我们建立了一个准则的最大有效迭代次数。我们提出了一种改进的算法，使用测量的SNR动态设置的迭代次数，以达到一个可接受的比特出错率。然后，我们用一个近似的线性函数来代替反馈算法，以降低复杂度。仿真结果表明，与普通V-BLAST相比，该算法在保持较好误码性能的同时，显著降低了计算复杂性。
2015-04-07 cs.IT math.IT
Compensation of IQ-Imbalance and Phase Noise in MIMO-OFDM Systems
射频损伤对无线通信系统性能的影响在MIMO-OFDM传输中更为明显。IQ不平衡和相位噪声是严重限制MIMO-OFDM收发器性能的两个最常见的损伤。低复杂度的估计和补偿技术，可以共同消除这些损害的影响是非常可取的。在本文中，我们提出了一个简单的联合估计和补偿技术估计多径慢衰落信道下的MIMO-OFDM系统的信道，相位噪声和IQ不平衡参数。提出了一种子载波复用的前导码结构，以最小的开销估计信道和损伤参数，并将其用于IQ不平衡参数的估计以及包含公共相位误差（CPE）的有效信道矩阵的初始估计。然后，我们使用一种新的跟踪方法的基础上的二阶统计的载波间干扰（ICI）和噪声更新整个OFDM帧的有效信道矩阵。仿真结果表明，所提出的低复杂度估计和补偿技术可以有效地改善MIMO-OFDM系统的误比特率（BER）性能。
2012-09-01 cs.IT math.IT
Low-Complexity Tone Injection via Candidate Ranking for PAPR Reduction in OFDM and AFDM Systems
University of Surrey（萨里大学）；China Telecom Research Institute（中国电信研究院）
本文提出基于候选排名的低复杂度音调注入方法，用于OFDM和AFDM系统中降低PAPR，通过时间域局部峰值指导迭代更新音调序列，实现与FFT复杂度相当的性能提升。
2026-04-20 cs.IT eess.SP math.IT
