Waveform Optimization for Wireless Power Transfer with Power Amplifier and Energy Harvester Non-Linearities
波形优化是提高远场无线功率传输（WPT）效率和范围的关键技术。当前的研究已经优化了自适应于信道状态信息（CSI）的发射波形，并且考虑了能量收集器（EH）的非线性，但是在发射机处的线性高功率放大器（HPA）的假设下。本文提出了一种信道自适应波形设计策略，优化发射机的输入波形，同时考虑HPA和EH非线性。仿真结果表明，HPA的非线性降低了WPT的能量收集效率显着，而性能损失可以通过使用所提出的最佳输入波形进行补偿。
2021-11-28 cs.IT eess.SP math.IT
Prototyping and Experimentation of a Closed-Loop Wireless Power Transmission with Channel Acquisition and Waveform Optimization
最近已经提出了用于无线功率传输（WPT）的自适应波形的系统设计，并且通过仿真示出，与传统的非自适应和启发式波形相比，其导致显著的性能益处。在这项研究中，我们设计了第一个原型的闭环无线电能传输系统与自适应波形优化的基础上，信道状态信息采集。该原型由三个重要模块组成，即信道估计器、波形优化器和能量采集器。软件定义无线电（SDR）原型工具用于实现无线功率发射器和信道估计器，并且倍压整流天线被设计为用作能量采集器。通过实验示出了具有8个正弦波的通道自适应波形，与具有相同数目的正弦波的非自适应设计相比，在整流天线输出处的平均收获DC功率提高9.8%至36.8%。
2017-04-06 cs.IT cs.NI math.IT
Massive MIMO and Waveform Design for 5th Generation Wireless Communication Systems
本文回顾了现有的相关工作，并确定了波形设计和大规模多天线系统（也称为Massive MIMO）交叉的关键5G领域的主要挑战。在基于滤波器组多载波（FBMC）的大规模MIMO中引入自均衡特性，可以减少系统所需的子载波数。它还表明，盲信道跟踪性能的FBMC可以用来解决导频污染-大规模MIMO系统的主要限制因素之一。我们的研究结果揭示并激励了一个全新的研究路线，以更好地理解波形设计，重点是基于FBMC的大规模MIMO网络。
2016-09-23 cs.IT math.IT
Wirelessly Powered Backscatter Communications: Waveform Design and SNR-Energy Tradeoff
本文表明，无线供电的反向散射通信是在标签和反向散射通信的可靠性，在读取器的SNR测量的收获的能量之间的基本权衡。假设RF发射信号是自适应于信道状态信息的多正弦波形，我们推导出一种系统的方法来优化发射波形权重（幅度和相位），以尽可能地扩大SNR能量区域。性能评估证实了在自适应发射多正弦波形中使用多个频率分量以利用整流器的非线性和频率分集增益的显著益处。
2017-03-08 cs.IT cs.NI math.IT
Waveform Optimization for Large-Scale Multi-Antenna Multi-Sine Wireless Power Transfer
无线电力传输（WPT）有望成为重塑物联网、机器对机器通信和射频识别网络等低功耗应用格局的技术。虽然在多天线多正弦WPT设计方面已经取得了一些进展，但WPT的大规模设计（让人联想到通信中的大规模多输入多输出（MIMO））仍然是一个悬而未决的问题。针对非线性整流器模型，提出了一种基于逐次凸近似（SCA）的多用户波形优化算法。一个低复杂度的算法是基于渐近分析和序列逼近（SA）。结果表明，两种算法实现的平均输出电压之间的差异可以忽略不计的天线数量是足够大的。在存在大量音调的情况下，基于非线性模型的设计相对于基于线性模型的设计的性能增益可能很大。
2016-05-04 cs.IT math.IT
Towards Standardizing OTFS: A Candidate Waveform for Next-Generation Wireless Networks
University of Sydney（悉尼大学）；Queen’s University Belfast（贝尔法斯特女王大学）；Technische Universität Berlin（柏林工业大学）；Trinity College Dublin（都柏林三一学院）；Massive Beams GmbH（Massive Beams有限公司）
本文探讨了OTFS调制作为6G无线网络候选波形的可行性，通过利用OFDM系统实现其在动态信道条件下的优势。
2026-01-21 cs.IT math.IT
Waveform Design for Wireless Power Transfer with Limited Feedback
波形设计是联合利用波束形成增益、信道频率选择性和整流器非线性以提高无线功率传输（WPT）的端到端功率传输效率的关键技术。这些波形是在假设发射机处的信道状态信息完美的情况下设计的。针对频率选择性信道下的多天线多正弦WPT，提出了两种基于有限反馈的波形策略。在波形选择策略中，能量发送器（ET）在多个时隙上发送，每次在码本内使用不同的波形预编码器，并且能量接收器（ER）报告码本中导致最大收获能量的预编码器的索引。在波形细化策略中，ET在每个阶段中顺序地发送两个波形，并且ER报告一个反馈比特，该反馈比特指示在该阶段期间所收集的能量的增加/减少。基于多个一比特反馈，ET在多个阶段上连续地细化树结构码本中的波形预编码器。通过采用广义劳埃德算法的框架，新的算法提出了这两种策略，以优化码本在空间和频率域。所提出的基于有限反馈的波形策略表现出优于一组基线，实现更高的收获能量。
2017-10-27 cs.IT cs.NI math.IT
Wireless Information and Power Transfer: Nonlinearity, Waveform Design and Rate-Energy Tradeoff
到目前为止，无线信息和功率传输（WIPT）的设计依赖于能量采集器的过度简化和不准确的线性模型。在本文中，我们离开这个线性模型和设计的WIPT考虑整流器的非线性。我们开发了一个易于处理的整流器的非线性模型，是灵活的，足以应付一般的多载波调制输入波形。利用该模型，我们激励和引入一种新的WIPT架构依赖于多载波未调制和调制波形在发射机的叠加。叠加的WIPT波形作为信道状态信息的函数被优化，以便表征整个系统的速率-能量区域。分析和数值结果说明了所得到的波形和WIPT架构的性能，并强调非线性从根本上改变了WIPT的设计。我们提出了关键和令人耳目一新的意见。首先，分析（通过电路模拟确认）示出调制和未调制波形不同等地适合于无线功率输送，即调制在单载波传输中是有益的，但在多载波传输中是有害的。第二，多载波未调制波形（叠加到多载波调制波形）对于扩大WIPT的速率-能量区域是有用的。第三，功率分配和分时的组合通常是最佳策略。第四，在多载波传输中，非零均值高斯输入分布优于传统的实现容量的零均值高斯输入分布。第五，整流器的非线性对系统性能是有益的，并且对于有效的WIPT设计是必不可少的。
2017-09-20 cs.IT cs.NI math.IT
Closed-Loop Wireless Power Transfer with Adaptive Waveform and Beamforming: Design, Prototype, and Experiment
在本文中，我们设计，原型和实验闭环辐射无线电能传输（WPT）系统与自适应波形和波束形成使用有限的反馈。在WPT系统中，发射端采用多正弦波形和多天线波束形成技术相结合的方法，充分利用空间域和频域的优势，以适应多径衰落信道，提高输出直流功率。提出了一种基于码本设计和使用IEEE 802.15.4 RF接口的低复杂度空中受限反馈的闭环架构。码本由多个码字组成，其中每个码字表示特定的波形和波束成形。发射机扫描码本，然后接收机反馈最佳码字的索引，使得波形和波束形成可以适应多径衰落信道，以最大化输出直流功率，而不需要显式信道估计和准确的信道状态信息的知识。所提出的闭环WPT与自适应波形和波束成形使用有限的反馈是原型使用软件定义无线电设备和测量在一个真实的室内环境。测量结果表明，与传统的单音单天线WPT系统相比，本文提出的具有自适应波形和波束形成的闭环WPT可以将输出直流功率提高14.7 dB。
2021-06-07 cs.IT eess.SP math.IT
Waveform Design for Wireless Power Transfer
远场无线功率传输（WPT）近年来引起了极大的关注。尽管进展迅速，但在过去十年中，研究界的重点仍然主要集中在改进能量收集器（所谓的整流天线）的设计上，而忽略了发射机设计的影响。本文研究了提高整流天线输出端直流功率的发射波形设计。我们推导出一个易于处理的整流天线的非线性模型，并与文献中常用的线性模型进行比较。然后，我们使用这些模型来设计新的多正弦波形，是自适应的信道状态信息（CSI）。有趣的是，虽然线性模型有利于窄带传输，所有的功率分配到一个单一的频率，非线性模型有利于多个频率的功率分配。通过真实的仿真，基于非线性模型设计的波形被示出为比基于线性模型设计的波形和非自适应波形提供显著的增益（在收获的DC功率方面）。我们还计算分析的理论缩放定律的收获的能量为各种波形的正弦波和发射天线的数量的函数。这些缩放定律突出了WPT中发射机处的CSI知识的益处以及基于非线性整流天线模型的WPT设计优于线性模型的益处。结果还激励了一个有前途的架构，依靠大规模的多线多天线波形的WPT的研究。作为最后一点，结果强调了在涉及无线功率的任何系统设计中对整流天线的非线性进行建模和解释的重要性。
2016-08-09 cs.IT cs.NI math.IT
Modulation Formats and Waveforms for the Physical Layer of 5G Wireless Networks: Who Will be the Heir of OFDM?
5G蜂窝通信有望为移动用户提供千兆体验，相对于当前的LTE系统，容量增加高达三个数量级。人们普遍认为，这一雄心勃勃的目标将通过涉及不同网络层的创新技术的组合来实现。在物理层，OFDM调制格式及其多址接入策略OFDMA并不被认为是理所当然的，并且正在考虑几种有望获得更大频谱效率值的替代方案。本文综述了一些适合5G的调制格式，通过比较分析它们在蜂窝环境中的性能，以及讨论它们与特定5G成分的相互作用，丰富了这些调制格式。采用实际信道测量，与大规模MIMO系统的相互作用也进行了讨论。
2014-07-22 cs.IT math.IT
Waveform and Beamforming Design for Intelligent Reflecting Surface Aided Wireless Power Transfer: Single-User and Multi-User Solutions
本文研究了智能反射面辅助无线电能传输的波形和无源波束形成设计。在发射功率约束和无源波束形成相位单位模约束条件下，基于交替优化（AO）框架，以最大化输出直流电流加权和为目标，推导了广义多用户和低复杂度单用户算法。输入信号波形和IRS无源波束形成相移被联合设计为用户的个人频率选择性信道状态信息（CSI）的函数。研究了能量采集器的非线性特性，并对频率选择性IRS（FS-IRS）和频率平坦IRS（FF-IRS）两种IRS部署方案进行了建模和分析。本文强调了这样一个事实，即IRS可以提供一个额外的无源波束成形增益输出直流功率比传统的WPT设计和显着影响的波形设计，利用无源波束成形，频率分集和能量采集器的非线性的好处。尽管FF-IRS的输出直流电流比FS-IRS低，但它仍然比传统WPT设计实现了大幅增加的直流功率。性能评估证实了联合波形和无源波束形成设计的显著优势，考虑到能量采集器的非线性，以提高单用户和多用户WPT系统的性能。
2021-07-09 cs.IT eess.SP math.IT
Complementary Waveforms for Range-Doppler Sidelobe Suppression Based on a Null Space Approach
虽然多普勒弹性互补波形先前已被认为抑制雷达系统中感兴趣的多普勒间隔内的距离旁瓣，但它们的多普勒弹性能力尚未被充分利用。本文提出了一种基于零空间的多普勒弹性互补波形的构造方法。利用这种新的结构，可以灵活地将指定的感兴趣的多普勒间隔或甚至整个多普勒间隔包括到导致距离旁瓣的项中。我们可以将该项强制为零，这可以被求解以获得零空间。从零空间中提取控制基本Golay波形传输的特征向量和Golay互补波形的接收滤波器系数。此外，基于导出的零空间，两个具有挑战性的非凸优化问题的制定和解决最大化的信号噪声比（SNR）。此外，接收机滤波器的系数和特征向量可以应用于全极化雷达系统，以实现接近完美的多普勒弹性性能，从而完全抑制天线间干扰。
2021-01-23 cs.IT math.IT
5G Wireless and Wired Convergence in a Passive Optical Network using UF-OFDM and GFDM
在光接入域中提供无线和有线服务将是未来无源光网络（PON）的重要功能。随着第五代（5G）移动通信的出现，预见到了结合云无线电接入网络（C-RAN）架构的小型小区天线站点的密集部署的趋势。这种类型的网络架构大大增加了对高容量移动前传和回程链路的需求。实现这种连接的有效方式是利用波分复用（WDM）PON基础设施，其中无线和有线服务可以被融合以用于分发。在这项工作中，首次在PON中展示了5G无线候选波形与单载波有线信号的融合。通用滤波正交频分复用（UF-OFDM）和广义频分复用（GFDM）的三个频带在下行链路方向上结合数字10 Gb/s脉冲幅度调制（PAM）信号以中频发送。正交频分复用（OFDM）也被评估为基准。结果显示，对于每个波形，性能如何因5G信道间隔而变化-表明UF-OFDM在PON收敛方面的优势。所有波形的成功传输超过25公里的光纤也被证明。
2017-03-06 cs.IT math.IT
Waveform Learning for Next-Generation Wireless Communication Systems
NVIDIA（英伟达）；Nokia Bell Labs（诺基亚贝尔实验室）
我们提出了一种基于学习的方法，联合设计的发射和接收滤波器，星座的几何形状和相关的比特标记，以及一个神经网络（NN）为基础的检测器。该方法最大化可实现的信息速率，同时满足对相邻信道泄漏比（ACLR）和峰均功率比（PAPR）的约束。这允许控制频谱约束、峰值功率和通信速率之间的权衡。在加性高斯白噪声（AWGN）信道上的评估表明，与依赖于正交幅度调制（QAM）和根升余弦（RRC）的传统基线相比，ACLR和PAPR显著降低，而信息速率没有显著损失。当考虑第三代合作伙伴计划（3GPP）多径信道时，学习的波形和神经接收器能够实现比正交频分复用（OFDM）基线有竞争力或更高的速率，同时将ACLR降低10 dB，并将PAPR降低2 dB。所提出的方法在发射机侧不会产生额外的复杂性，并且可能是超5G系统波形设计的有吸引力的工具。
2022-03-24 cs.IT cs.LG eess.SP
Multi-Functional Chirp Signalling for Next-Generation Multi-Carrier Wireless Networks: Communications, Sensing and ISAC Perspectives
University of Essex（埃塞克斯大学）；University of Surrey（萨里大学）；University College London（伦敦大学学院）；Nanyang Technological University（南洋理工大学）；University of Southampton（南安普顿大学）
为满足下一代多载波移动网络服务质量需求，设计多功能信号方案。倡导啁啾信号，融合序列与波形，考虑多种啁啾波形创建多载波波形，突出其在高移动性通信及信息感知与通信一体化方面优势并指出研究方向。
2026-10-27 cs.IT eess.SP math.IT
Orthogonal Time-Frequency Space Modulation: A Promising Next-Generation Waveform
第六代（6G）无线网络被设想为在不久的将来为智能数字社会提供全球覆盖，范围从传统的地面到非地面网络，其中在高载波频率下的高移动性场景中的可靠通信将发挥至关重要的作用。在这种情况下，已经广泛用于第四代（4G）和新兴的第五代（5G）蜂窝系统以及WiFi网络中的传统正交频分复用（OFDM）调制容易受到严重的多普勒扩展的影响。在这种情况下，本文的目的是介绍一种最近提出的二维调制方案，称为正交时频空间（OTFS）调制，它方便地容纳通过调制信息的延迟多普勒域的信道动态。这篇文章提供了一个关于OTFS的简单概述，强调了它的基本动机和具体功能。OTFS的关键挑战和我们的初步结果。我们还讨论了一系列有前途的研究机会和OTFS在6G无线网络中的潜在应用。
2021-02-03 cs.IT math.IT
Simultaneous Sensing Data Acquisition and Sharing in Low-Altitude Wireless Networks: Fundamental Limits and Optimal Signaling
Harbin Engineering University（哈尔滨工程大学）；Southeast University（东南大学）；Beijing University of Posts and Telecommunications（北京邮电大学）
本文研究低空无线网络中同时感知数据采集与共享系统的信息理论框架、信道输入最优分配及高斯信号波形设计，提出改进的源信道分离定理，设计双功能信号最优输入及多输入多输出系统中的波形优化算法，并通过仿真验证算法性能。
2026-03-30 cs.IT math.IT
Efficient And Portable SDR Waveform Development: The Nucleus Concept
未来的无线通信系统应该是灵活的，以支持不同的波形（WF），并认知感知环境和调整自己。这导致了对软件定义无线电（SDR）的极大兴趣。吞吐量、延迟和低能耗等约束要求高实现效率。追求高效实现的代价是增加了向新硬件（HW）平台的移植工作。在本文中，我们提出了一个新的概念WF的发展，核心的概念，利用各种无线信号处理算法的共同结构，并提供了一种高效和便携式的实现方式。工具辅助的WF映射和探索通过传播Nuclei的实现和接口属性来有效地完成。Nucleus概念旨在提供具有高级可编程性的软件灵活性，但同时限制硬件灵活性以最大限度地提高面积和能源效率。
2009-07-23 cs.IT cs.NI math.IT
Linear Large-Scale MIMO Data Detection for 5G Multi-Carrier Waveform Candidates
第五代（5G）无线系统被期望组合新兴的传输技术，诸如大规模多输入多输出（MIMO）和非正交多载波波形，以提高频谱效率并减少带外（OOB）发射。本文研究了两种有前途的多载波波形的有效性，即滤波器组多载波（FBMC）和广义频分复用（GFDM），结合大规模MIMO，减少OOB排放。我们开发新的，低复杂度的数据检测算法，这两个波形。我们研究了相关的性能/复杂性的权衡在大规模MIMO的背景下，我们研究了峰均功率比（PAPR）。我们的研究结果表明，减少OOB排放与FBMC和GFDM导致更高的计算复杂性和PAPR相比，正交频分复用（OFDM）和单载波频分多址（SC-FDMA）。
2015-12-01 cs.IT math.IT
Design of a Multi-User Wireless Powered Communication System Employing Either Active IRS or AF Relay
在本文中，我们优化了一个无线供电通信（WPC）系统，包括多对用户，其中发射机采用单天线发送他们的信息和功率到他们的接收机的帮助下，一个多天线放大和转发（AF）继电器或一个有源智能反射表面（IRS）。我们提出了一个联合时间切换（TS）计划，其中发射机，接收机和中继/IRS要么在他们的能量或信息发送/接收模式。发射的多载波未调制和调制波形分别用于能量收集（EH）和信息解码（ID）模式。为了设计一个最优的公平系统，我们通过一个统一的框架，最大化中继和IRS系统的所有对的最小速率。该框架允许我们同时设计能量波形，找到最佳的中继/IRS放大/反射矩阵，分配功率的信息波形，并分配持续时间为各个阶段。此外，我们考虑到EH电路的非线性在我们的问题。这个问题原来是非凸的。因此，我们提出了一个迭代算法，通过使用Minorization-Maximization（MM）技术，它快速收敛到最优解。数值算例表明，该方法提高了多对WPC中继/IRS系统在各种设置下的性能。
2022-12-31 cs.IT eess.SP math.IT
Models, Methods and Waveforms for Estimation and Prediction of Doubly Sparse Time-Varying Channels
Mathematical and Algorithmic Sciences Lab, Huawei France R&D（华为法国研发中心数学与算法科学实验室）；EURECOM（欧洲通信学院）
本文针对延迟-多普勒双重稀疏的时变信道，提出基于压缩感知的on-grid估计框架和基于DPSS-BEM的离网格估计与预测模型，并证明AFDM波形在估计精度和开销上优于OFDM和SCM。
2025-11-07 cs.IT math.IT
Signal and System Design for Wireless Power Transfer : Prototype, Experiment and Validation
最近，在通信文献中出现了一条关于无线功率传输（WPT）的通信和信号设计的新研究路线。最大化WPT的功率传输效率的有希望的信号策略依赖于（能量）波束成形、波形、调制和发射分集及其组合。在很大程度上，对这些战略的研究迄今仅限于理论上的绩效分析。在本文中，我们研究了WPT的所有上述信号策略的实际空中性能。为此，我们设计了一种基于软件定义无线电（SDR）的创新辐射WPT架构，并进行了原型设计和实验，该架构可以在开环和闭环（在发射机处进行信道采集）模式下运行。该原型由三个重要模块组成，即信道估计器、信号发生器和能量采集器。在静态和移动性条件下，在各种部署中进行了实验，包括频率平坦和频率选择性信道。实验结果表明，基于联合波束形成和波形设计的信道自适应WPT架构在传统的单天线/多天线连续波系统中获得的DC功率方面具有显著的性能改善。实验结果完全验证了理论信号设计预测的观测结果，并证实了能量采集器非线性所发挥的关键和有益的作用。
2020-08-03 cs.IT math.IT
Power control and receiver design for energy efficiency in multipath CDMA channels with bandlimited waveforms
本文通过博弈论的方法研究了无线数据网中联合多用户检测和功率控制的跨层设计问题。在Meshkati等人工作的基础上，其中，为了在简单的同步码分多址系统中实现能量效率，使用博弈论的工具，将系统非线性、带限码片脉冲的使用以及由无线信道引起的多径失真明确地结合到分析中。提出了几种非合作游戏，其中用户可以改变他们的发射功率和他们的上行链路接收机，以最大限度地提高他们的效用，这在这里被定义为数据吞吐量发射功率的比率。特别是，首先考虑在接收机处采用线性多用户检测器的情况，然后考虑采用非线性判决反馈多用户检测器的更具挑战性的情况。所提出的游戏示承认一个独特的纳什均衡点，而仿真结果表明所提出的解决方案的有效性，以及使用的决策反馈多用户接收机带来显着的性能改善。
2007-04-18 cs.IT math.IT
An hybrid framework OTFS OFDM based on mobile speed estimation
本文提出一种基于移动速度估计的OTFS与OFDM混合切换框架，利用ISAC雷达进行多普勒估计以动态选择波形，并通过优化混合系统降低复杂度，从而提升高移动性场景下无线通信系统的性能。
2024-06-19 cs.IT cs.NI math.IT
Multicarrier ISAC: Advances in Waveform Design, Signal Processing and Learning under Non-Idealities
本文探讨了5G和6G网络中的多载波ISAC技术，通过协同设计波形与多天线信号处理，结合模型优化与学习方法，克服实际收发机非理想性，在共享频谱中实现通信与感知性能的优化平衡。
2024-06-26 cs.IT eess.SP math.IT
Spline Waveforms and Interference Analysis for 5G Random Access with Short Message Support
未来5G无线通信系统中新波形的主要驱动力之一是有效地处理各种业务类型和需求。在本文中，我们引入了一个新的随机接入标准的采集过程中，以支持零星的流量作为物联网（IoT）的使能器。因此，主要的挑战是应对不同设备的高度异步访问，并允许控制信令和有效载荷的传输“一次完成”。我们通过使用基于双正交频分复用的波形设计方法来解决这一挑战，其中发射正交性被替换以有利于更好的时间和频谱特性。我们表明，这种方法允许数据传输的频率，否则必须保持未使用。更准确地说，我们利用以前用作保护频带的频率，位于标准同步通信管道以及每个物联网设备使用的通常少量资源之间。我们使用一种新的数学方法和数值实验证明了这种波形的方法比传统的随机访问的优越性。
2017-01-16 cs.IT math.IT
A General Design Framework for MIMO Wireless Energy Transfer with Limited Feedback
多天线或多输入多输出（MIMO）技术可以显著提高射频（RF）信号使能的无线能量传输（WET）的效率。为了充分利用能量发射器（ET）处的能量波束成形增益，信道状态信息（CSI）的知识是必不可少的，然而，由于能量接收器（ER）的硬件限制，在实践中难以获得CSI。为了克服这个困难，在点对点MIMO WET设置下，本文提出了一种基于ER的能量测量和反馈的新型信道学习方法的总体设计框架。具体地，ER测量在不同训练间隔上收获的能量水平并将其编码成比特，并且经由有限速率的反馈链路将它们发送到ET。基于能量水平反馈，ET在随后的训练间隔中调整发射波束形成，并通过利用凸优化中的解析中心切割平面方法（ACCPM）技术来获得MIMO信道的精细估计。在这个总体设计框架下，我们进一步提出了两个具体的反馈方案，称为能量量化和能量比较，其中在每个间隔的反馈比特产生在ER通过量化在当前间隔测量的能量水平，并将其与以前的间隔，分别。数值结果提供了两个反馈方案的性能进行比较。结果表明，能量量化执行更好的反馈比特数时，每间隔是大的，而能量比较是更有效的反馈比特数少。
2016-01-28 cs.IT math.IT
Research on GEO SA-Bi SAR Imaging based on Joint Radar-Communications Waveform
本文研究利用联合雷达通信波形在GEO SA-Bi SAR系统中同时实现SAR成像与无线通信，并设计联合接收机验证其可行性。
2025-08-18 cs.IT math.IT
Target Detection Performance of Spectrum Sharing MIMO Radars
未来的无线通信系统被设想为与诸如雷达的其他服务共享射频（RF）频谱，以便满足不断增长的频谱需求。在本文中，我们考虑蜂窝系统和雷达之间的共信道频谱共享。我们解决的问题，目标检测的雷达是受其波形的方式，它不会造成干扰蜂窝系统。我们考虑多输入多输出（MIMO）雷达和MIMO蜂窝通信系统与$\mc K$基站（BS）。我们提出了一种频谱共享算法，该算法通过将雷达波形投影到干扰信道的零空间上，来引导雷达零值，朝向“选定”BS，从而保护其免受雷达干扰。在$\mc K$ BS中，基于保证最小波形劣化来选择该BS。我们研究了这种零空间投影（NSP）波形的目标检测能力，并将其与正交波形进行了比较。我们推导出广义似然比测试（GLRT）的目标检测和NSP和正交波形的检测器统计。理论分析和蒙特卡罗仿真研究了非相干信号和正交信号的目标检测性能。
2014-08-14 cs.IT math.IT
SINR Analysis of Different Multicarrier Waveforms over Doubly Dispersive Channels
无线信道通常在时域和频域都表现出色散，称为双选择性或双色散信道。为了对抗延迟扩展效应，采用诸如正交频分复用（OFDM）及其通用滤波变体（UF-OFDM）的多载波调制（MCM），导致简单的每子载波一抽头均衡。信道的时变性质，特别是多载波符号内信道变化引起频谱展宽，从而引起载波间干扰（ICI）。现有的作品分别处理这两种效果，专注于一种效果，而忽略了各自的其他。本文同时考虑这两种效果的循环前缀（CP），零填充（ZP）和UF为基础的OFDM与简单的一个抽头均衡，假设一个一般的无线信道模型。对于这个一般的信道模型，我们表明，独立的（广义平稳不相关散射，WSSUS）的时间和频率的选择性开始interrupted在与单一的选择性的理想情况下。对于任意系统设置和信道参数，例如，带宽、延迟和多普勒扩展。通过信干噪比分析，比较了三种多载波调制方案在不同信道情况下的性能。
2019-09-18 cs.IT eess.SP math.IT
Recent Advances in Joint Wireless Energy and Information Transfer
在本文中，我们提供了一个概述的最新进展，微波使能的无线能量传输（WET）技术及其在无线通信中的应用。具体而言，我们将讨论分为三个部分。首先，我们介绍了最先进的WET技术和信号处理技术，以最大限度地提高能量传输效率。然后，我们讨论了一个有趣的范例，名为同步无线信息和功率传输（SWIPT），其中能量和信息使用相同的无线电波形联合传输。最后，我们回顾了无线供电通信网络（WPCN）的最新进展，其中无线设备使用通过WET收集的功率进行通信。扩展和未来的方向也讨论了这些领域中的每一个。
2014-07-02 cs.IT cs.NI math.IT
Communications and Signals Design for Wireless Power Transmission
辐射无线功率传输（WPT）是一种很有前途的技术，可以为无线设备提供具有成本效益的实时功率供应。虽然辐射WPT与广泛研究的无线信息传输或通信有许多相似的特性，但它们在设计目标、发射器/接收器架构和硬件约束等方面也有很大不同。在这篇文章中，我们首先概述了各种WPT技术、辐射WPT技术的历史发展以及设计当代辐射WPT系统的主要挑战。然后，我们将重点讨论可用于应对这些挑战的新通信和信号处理技术。讨论的主题包括能量采集器建模、WPT的能量波束成形、信道捕获、多用户WPT中的功率区域表征、线性和非线性能量接收器模型的波形设计、WPT的安全和健康问题、大规模MIMO（多输入多输出）和毫米波（mmWave）使能的WPT、无线充电控制以及无线功率和通信系统协同设计。我们还指出了未来研究的方向是有希望的。
2016-11-21 cs.IT math.IT
SNR-Adaptive Ranging Waveform Design Based on Ziv-Zakai Bound Optimization
针对测距波形需适配信噪比的问题，提出以Ziv-Zakai界为性能指标的波形设计算法，理论上可在给定SNR下达最优界，实验发现低SNR下检测概率比分辨率更重要。
2023-10-04 cs.IT eess.SP math.IT
Covert Semantic Transmission in ISAC: Dual-Functional Waveform Design and Rectified Flow-Assisted Recovery
Nanjing University of Science and Technology（南京理工大学）；Zhejiang University（浙江大学）；Hainan University（海南大学）
针对ISAC中开放无线信道带来的挑战，提出CoSMIC框架，通过语义旋转编码方案嵌入感知输出，设计整流流细化器重建语义表示，仿真验证该框架在隐蔽性约束下能提高语义重建质量并降低推理延迟。
2026-07-29 cs.IT eess.SP math.IT
Wideband Waveform Design for Robust Target Detection
未来的雷达系统预计将使用高带宽的波形，其主要优点是提高了距离分辨率。本文提出了一种多输入单输出系统的宽带波形设计方法。上下文是具有部分未知参数的单个对象的最佳检测。波形是鲁棒的，在这个意义上，对于一个单一的传输，检测能力是保持在时间延迟和时间缩放（多普勒）参数的间隔。通过基展开的方式推导、逼近并将解决方案框架公式化为优化。在检测概率和虚警概率方面，数值评估显示了所提出的方法与线性调频信号和高斯脉冲相比的效率。
2014-08-19 cs.IT math.IT stat.AP
Optimal and Robust Waveform Design for MIMO-OFDM Channel Sensing: A Cramér-Rao Bound Perspective
无线信道感知是集成感知和通信（ISAC）的关键推动因素之一，它有助于通信网络了解周围环境。在这项工作中，我们认为MIMO-OFDM系统，并旨在设计最佳和强大的波形，准确的信道参数估计给定的OFDM资源分配。首先推导了Fisher信息矩阵，并通过最大化Fisher信息矩阵的对数行列式来制定波形设计问题。然后，我们考虑参数的不确定性和状态的随机优化问题的鲁棒设计。我们提出了黎曼精确罚光滑法（REPMS）及其随机版本SREPMS来解决约束非凸问题。在模拟中，我们表明，REPMS产生可比的结果半定松弛（SDR），但具有更短的运行时间。最后，使用SREMPS设计的鲁棒波形进行了研究，并显示出在信道扰动下具有良好的性能。
2023-01-25 cs.IT eess.SP math.IT
Joint Sensing and Communication for Situational Awareness in Wireless THz Systems
下一代无线系统正从仅通信系统快速发展到具有集成传感和通信的多模式系统。本文提出了一种新的联合传感和通信框架，使无线延展实境（XR）在太赫兹（THz）波段。为了收集丰富的传感信息和更高的视距（LoS）可用性，部署了太赫兹操作的可重构智能表面（RIS）作为基站。利用太赫兹的准光学性和机会主义地利用上行链路通信波形来提取感测参数。这使得能够将相同的波形、频谱和硬件用于感测和通信目的。然后，通过利用太赫兹信道的稀疏性，通过张量分解的环境传感参数。因此，一个高分辨率的室内映射推导出，以表征通信的空间可用性和用户的移动性。仿真结果表明，在所提出的框架中，分辨率和数据率的整个系统是正相关的，从而允许这些指标之间的联合优化没有权衡。实验结果还表明，该框架提高了系统在静态和移动系统中的可靠性。特别是，与具有光束跟踪的仅通信系统相比，在步行速度移动环境中实现了10%的最高可靠性增益。
2021-11-28 cs.IT cs.NI eess.SP
Stepped Frequency Division Multiplexing: A Jump-Free Continuous-Time AFDM Waveform
The University of Hong Kong（香港大学）
本文提出阶梯频率分割多路复用(SFDM)，通过保持每个采样间隔内缠绕啁啾的中点频率不变，消除AFDM中因频率缠绕引起的外部带发射，同时保持标准AFDM调制矩阵和接收机处理。
2026-05-12 cs.IT eess.SP math.IT
Adaptive Virtual Waveform Design for Millimeter-Wave Joint Communication-Radar
现在可以在毫米波（mmWave）波段实现具有全数字基带生成和处理的联合通信和雷达（JCR）波形。先前的工作已经提出了一种基于毫米波无线局域网（WLAN）的JCR，其利用用于雷达的WLAN前导码。然而，目标速度估计的性能是有限的。在本文中，我们提出了一个虚拟的自适应毫米波JCR波形设计。所提出的系统发送几个非均匀放置的伪随机数来构造多个接收虚拟伪随机数，以提高速度估计精度，在通信数据速率的成本只有一个小的减少。我们评估JCR性能权衡使用克拉美-罗界（CRB）度量雷达估计和一种新的失真最小均方误差（MMSE）度量数据通信。此外，我们开发了三种不同的MMSE为基础的优化问题的自适应JCR波形设计。仿真结果表明，一个最佳的虚拟（非均匀）波形实现了显着的性能改善相比，均匀的波形。针对雷达CRB约束优化问题，改进了最优雷达作用距离和最优通信失真MMSE（DMMSE）。对于具有高DMMSE约束的通信DMMSE约束优化，增强了最优雷达CRB。对于加权MMSE平均优化，虚拟波形相对于均匀波形的优势随着降低的通信加权而增加。通过与传统的基于虚拟前导码计数的优化算法进行比较，发现传统算法在目标数目较少和信噪比较高的情况下收敛于MMSE算法。
2019-04-11 cs.IT eess.SP math.IT
AFDM: A Full Diversity Next Generation Waveform for High Mobility Communications
我们提出了仿射频分复用（AFDM），一种新的基于啁啾的多载波收发器方案，用于下一代无线系统中的高移动性通信。AFDM基于离散仿射傅立叶变换（DAFT），离散傅立叶变换的一般化特征在于具有两个参数，其可以被适配以更好地应对双色散信道。基于导出的输入-输出关系，以避免具有不同延迟或多普勒频移的时域信道路径在DAFT域中重叠的方式设置AFDM基础的DAFT参数。因此，所得到的DAFT域脉冲响应传达信道的完整延迟-多普勒表示。我们表明，AFDM可以实现线性时变（LTV）信道的全分集。我们的分析结果进行了验证，通过数值模拟，这表明，AFDM优于国家的最先进的多载波方案的比特出错率（BER）在双色散信道。
2021-04-22 cs.IT cs.NI math.IT
