Angular-Based Hybrid Beamforming for Wideband THz Massive MIMO Systems: Mitigating Beam Split by Leveraging Angular Spread
针对宽带太赫兹大规模MIMO中的波束分裂问题，提出基于角度扩展的混合波束成形框架，利用粗略角度信息设计子载波特定波束，拓宽有效波束宽度，提升频谱效率和波束成形精度，且复杂度低。
2025-03-24 cs.IT eess.SP math.IT
High-Rate Space Coding for Reconfigurable 2x2 Millimeter-Wave MIMO Systems
毫米波链路具有视距性质。因此，在毫米波段中操作的多输入多输出（MIMO）系统可能无法实现完全的空间分集或复用。在本文中，我们利用可重构天线和高天线方向性在毫米波段提出了一种速率2空间编码的设计2x2 MIMO系统。所提出的方案可以在接收端用低复杂度的最大似然检测器进行解码，但与传统的空间复用方案（如垂直贝尔实验室分层空时架构（VBLAST））相比，它可以提高毫米波系统的误比特率性能。使用数值模拟，我们证明了所提出的代码的效率，并显示其优越性相比，现有的速率2空时分组码。
2015-05-24 cs.IT math.IT
Optimal Capacity-Driven Design of Aperiodic Clustered Phased Arrays for Multi-User MIMO Communication Systems
研究了多用户多输入多输出（MU-MIMO）通信系统中基站（BS）的非周期/不规则分簇相控阵天线的优化设计问题。本文提出了一种ad-hoc综合方法，旨在最大限度地提高用户的业务容量的小区内服务的BS，同时保证足够的信号水平在终端。为此，搜索的最佳非周期性集群进行通过定制的平铺技术，能够考虑单个和多个瓦片形状，以及确保天线孔径的完全覆盖的方向性的最大化。代表性的结果，从一组广泛的数值例子与现实的天线模型和基准3GPP的情况下，报告评估的优势，不规则的阵列架构相比，由标准的开发组织提出的规则/周期性的布局，以及。
2021-07-28 cs.IT math.IT
On the Impact of Hardware Impairments on Massive MIMO
大规模多用户（MU）多输入多输出（MIMO）系统是下一代无线通信系统的一种可能的关键技术。有人声称，由于高发射方向性，大规模MU-MIMO将使辐射能量效率和总速率容量提高几个数量级。然而，由于在每个基站（BS）处需要非常大量的收发器，大规模MU-MIMO的成功实现将取决于非常便宜、紧凑和功率高效的无线电和数字处理硬件的可用性。这又可能由于增加的功率放大器失真、相位噪声和量化噪声的量而损害调制射频（RF）信号的质量。在本文中，我们通过理论和仿真研究了硬件损伤对大规模MU-MIMO单小区系统的影响。使用简化的，完善的统计硬件损伤模型，以及更复杂和现实的模型的基础上进行的测量和电磁天线阵列模拟的模拟。
2014-11-26 cs.IT math.IT
Single Anchor Localization and Orientation Performance Limits using Massive Arrays: MIMO vs. Beamforming
下一代蜂窝网络将经历毫微微蜂窝、毫米波通信和大规模天线阵列的组合。由于大规模阵列提供的波束形成能力以及高角分辨率，只能使用一个充当锚节点的单个接入点（AP）进行定位估计，从而避免专用于定位的超大基础设施。在这种情况下，我们的论文的目的是在调查的定位和定向性能限制，采用大规模的阵列在AP和移动端。因此，我们首先渐近地证明了在大规模阵列制度的Cramer-Rao界（CRB）的紧密性，并在存在或不存在多径。接着，我们提出了MIMO和波束形成的阵列结构，时间同步误差和多径分量的比较。在不同的阵列配置中，我们还考虑随机加权作为MIMO的高分集增益和相控阵保证的高方向性之间的权衡。通过评估不同阵列配置的CRB，结果显示分集和波束形成增益之间的相互作用，以及通过改变定位精度方面的阵元数量可实现的好处。
2017-05-25 cs.IT math.IT
Sub-Array Selection in Full-Duplex Massive MIMO for Enhanced Self-Interference Suppression
本文研究全双工大规模MIMO系统中的自干扰抑制问题，提出一种结合子阵列选择的最小SI波束成形方案，通过群体智能算法优化波束扰动和子阵列配置，实现高达78 dB的SI抑制。
2023-09-06 cs.IT eess.SP math.IT
Colocated MIMO Radar Waveform Design for Transmit Beampattern Formation
本文考虑了共址MIMO雷达波形设计，通过最小化积分旁瓣电平来获得比竞争方法更低旁瓣电平的波束方向图。首先，一个二次规划问题，制定了波束方向图设计的最小综合旁瓣电平的标准。推导出一个定理，提供了一个封闭形式的分析最优解，似乎是一个扩展的瑞利商最小化的可能奇异矩阵的二次型。这种奇异性发生在感兴趣的问题，但在这些奇异矩阵的情况下，最佳解决方案的证明不能在文献中找到。接下来，添加一个额外的约束，以获得所需的3 dB波束宽度的波束方向图，从而在一个非凸的二次约束的二次规划，这是NP-难。一个半定规划和高斯随机半定松弛被用来确定可行的解决方案任意接近的解决方案，以原问题。理论和数值分析说明了改变设计中采用的发射机数量和正交波形的影响。数值比较进行评估所提出的设计方法。
2015-05-05 cs.IT math.IT
A Universal Framework for Holographic MIMO Sensing
针对任意形状连续全息 MIMO 天线，论文提出基于空间与频谱集中及 Slepian 特征值问题的通用感知空间确定框架，可准确估计自由度并适用于共形天线。
2023-09-28 cs.IT eess.SP math.IT
Reliability-Constrained Blind Beam Alignment for Backscatter-MIMO mounted Target in Cluttered Multipath Channels
School of Electronic Information and Communications, Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学电子信息与通信学院）
针对实际ISAC中静态杂波和NLoS多径导致目标回波模糊和波束对准虚假峰值的问题，提出一种下行触发盲双端对准协议，利用背向散射-MIMO的反射调制和逆向被动波束成形实现波形域分离和角度锁定，并推导了相干平均端到端成功概率的闭式表达式，揭示了波束宽度与对准可靠性的非单调关系。
2026-05-26 cs.IT math.IT
Grouping Method for mmWave Massive MIMO System: Exploitation of Angular Multiplexing Gain
本文研究毫米波大规模MIMO系统中基于预编码的角度分多址用户分组问题，提出将最大化总速率转化为用户间角度间隔均衡，并设计了一种性能优越且复杂度极低的分组算法。
2023-05-25 cs.IT eess.SP math.IT
NEAT-MUSIC: Auto-calibration of DOA Estimation for Terahertz-Band Massive MIMO Systems
针对太赫兹大规模 MIMO 中增益-相位失配与波束斜视导致的 DOA 估计误差，提出 NEAT-MUSIC 噪声子空间自动校准方法，并推导 Cramer-Rao 界验证其性能。
2023-11-07 cs.IT eess.SP math.IT
Coupling Matrix-based Beamforming for Superdirective Antenna Arrays
在大多数多输入多输出（MIMO）通信系统中，例如，大规模MIMO，天线间距一般不小于半个波长。它有助于减少互耦合，从而方便系统设计。最大阵列增益是此设置中的天线数量。然而，当天线间距非常小时，紧凑阵列的阵列增益可以与天线数量的平方成比例-一个比传统阵列大得多的值。然而，为了实现这种所谓的“超方向性”，已知激励系数（波束成形向量）的计算是一个具有挑战性的问题。本文基于一种新的耦合矩阵使能方法，推导了超定向阵列的波束形成矢量。我们还提出了一种方法来获得耦合矩阵，这是由球面波展开法和有源元件图案。全波电磁仿真验证了该方法的有效性。仿真结果表明，当应用本文方法得到的波束形成矢量时，所设计的偶极子天线阵的方向性与理论值吻合较好。
2022-04-25 cs.IT eess.SP math.IT
Adaptive Modulus RF Beamforming for Enhanced Self-Interference Suppression in Full-Duplex Massive MIMO Systems
针对全双工大规模 MIMO 系统的自干扰问题，提出一种结合 Tx/Rx 增益控制器的非常数模值射频波束成形方案，通过群体智能算法联合优化波束方向与增益系数，实现约 80 dB 的自干扰抑制。
2024-02-13 cs.IT eess.SP math.IT
Location-aware Beam Alignment for mmWave Communications
在毫米波通信中，为了保证高数据速率的传输，需要进行波束对准。然而，在大规模多输入多输出中具有窄波束宽度的情况下，由于要测量的大量波束对，波束对准可能是计算密集的。在本文中，我们提出了一个有效的波束对准框架，利用用户设备（UE）的位置信息和潜在的反射点。所提出的方案允许UE和基站从位置信息的误差边界内的一小组波束中执行协调波束搜索，然后使用所选择的波束来引导未来波束的搜索。为了进一步减少要搜索的波束的数量，我们提出了一种智能搜索方案，在一个小窗口内的波束，以确定实际波束的方向。在一定的位置不确定性条件下，对所提出的波束对准算法进行了仿真验证。
2019-07-04 cs.IT eess.SP math.IT
Hierarchical Codebook Design and Analytical Beamforming Solution for IRS Assisted Communication
针对IRS辅助通信中波束搜索耗时问题，提出NCPD波束赋形算法及分层码本与两种训练方案，能灵活控制波束形状，显著降低错位率且时间复杂度恒定，适用于大尺寸IRS。
2023-08-03 cs.IT eess.SP math.IT
A Unified 3D Beam Training and Tracking Procedure for Terahertz Communication
太赫兹（THz）通信被认为是克服带宽瓶颈和满足未来不断增长的容量需求的一种有吸引力的方式。由于太赫兹波的高方向性和传播损耗，使用波束形成的大规模MIMO系统被认为是一种有前途的技术，在太赫兹通信中实现高增益和定向传输。然而，导频，这是许多波束形成方案的基础，是具有挑战性的准确检测在太赫兹波段由于严重的传播损耗。为了有效地实现太赫兹通信中的波束形成，考虑视距传播，提出了一种统一的三维波束训练和跟踪方法。特别是，一种新的四均匀平面阵列（QUPA）结构进行了分析，以扩大信号覆盖范围，增加波束增益，并减少波束斜视损失。在此基础上，提出了一种低复杂度的三维网格波束训练算法，包括三维码书的设计和训练协议的设计。最后，一个简单而有效的基于网格的混合（GBH）波束跟踪研究，以支持太赫兹波束形成的有效方式。基于该过程的通信框架可以根据实时服务质量动态地触发波束训练/跟踪。数值结果表明，我们提出的波束训练和跟踪的基准方法的优越性。
2021-10-03 cs.IT eess.SP math.IT
