Adaptive Delay-Tolerant Distributed Space-Time Coding Based on Adjustable Code Matrices for Cooperative MIMO Relaying Systems
针对两跳协作MIMO网络，提出了一种利用反馈的自适应时延容忍分布式空时编码（DSTC）方案。最大似然（ML）接收机和可调码矩阵被认为是受功率约束的解码和转发（DF）合作策略。在所提出的延迟容忍DSTC方案中，中继节点采用可调的编码矩阵对空时编码矩阵进行变换。最小二乘（LS）算法被开发成具有降低的计算复杂性以调整码的参数。仿真结果表明，所提出的算法获得显着的性能增益和解决的延迟问题，合作MIMO系统相比，现有的延迟容忍DSTC计划。
2014-05-19 cs.IT math.IT
Error Performance of Various QAM Schemes for Nonrenegerative Cooperative MIMO Network with Transmit Antenna Selection
该文分析了瑞利衰落信道下双跳协作多输入多输出（MIMO）系统的性能。对于所考虑的系统模型，采用非再生MIMO方案与发射天线选择策略（TAS）。在该方案中，选择使接收机处的总接收信号功率最大化的单个发射天线用于发射。从平均符号出错率的各种正交幅度调制（QAM）方案，如一般阶六角形QAM（HQAM），一般阶矩形QAM（RQAM）和32交叉QAM（XQAM）的有用的见解。Monte-Carlo模拟进行验证推导出的解析表达式。
2018-09-05 cs.IT math.IT
Optimal space-time codes for the MIMO amplify-and-forward cooperative channel
在这项工作中，我们扩展了非正交放大和转发（NAF）合作分集方案的MIMO信道。针对具有N个中继的半双工MIMO NAF衰落协作信道，构造了一类空时分组码。码的建设是基于非零行列式准则（NVD），并示出实现最佳的分集复用权衡（DMT）的信道。我们提供了一个一般的显式代数结构，其次是一些例子。特别地，在单中继情况下，证明了Golden码和4x4 Perfect码分别对于单天线和双天线情况是最优的。仿真结果表明，提出的编码可以获得显著的增益（高达10dB），特别是在单天线的情况下。
2006-05-04 cs.IT math.IT
When Pilots Should Not Be Reused Across Interfering Cells in Massive MIMO
研究了在具有干扰小区的大规模多输入多输出（MIMO）天线系统中的导频复用问题。本文考虑的情况下，在一个小区中的用户的数量的信道相干时间的比率可能是足够大的。一种这样的实际场景出现在每单位覆盖区域的用户数量不能自由增长而用户移动性低时，如在室内网络中。另一个重要的场景是当服务提供商感兴趣的是最大化固定的、选定数量的用户上的和速率而不是小区中所有用户上的和速率时。和速率比较分析表明，在这种情况下，涉及为干扰用户分配额外导频的较不积极的导频重用相对于所有小区重用相同导频集的情况产生显著的性能优势。对于一个给定的比率的归一化的相干时间间隔，每个小区的用户数，最优的导频分配策略，通过一个封闭的形式的解决方案，并由此产生的净和速率进行比较，与充分的导频复用。
2015-06-25 cs.IT math.IT
Joint Transmit Diversity Optimization and Relay Selection for Cooperative MIMO Systems using Discrete Stochastic Algorithms
针对译码转发（DF）协作MIMO系统，提出了一种基于离散随机优化的联合发射分集选择（TDS）和中继选择（RS）算法，TDS和RS联合进行，采用连续最小二乘信道估计（CE），所有节点均采用线性最小均方误差（MMSE）接收机，中继间无需通信。通过比特出错率（BER）的比较和多样性分析，所提出的方案的性能进行评估，并收敛到最佳的穷举解。
2013-06-10 cs.IT math.IT
Adaptive Randomized Distributed Space-Time Coding in Cooperative MIMO Relay Systems
提出了一种适用于两跳协作MIMO网络的自适应随机分布式空时编码（DSTC）方案和算法。线性最小均方误差（MMSE）接收机和放大和转发（AF）的合作策略。在所提出的DSTC方案中，通过反馈信道获得的随机化矩阵被用来在中继节点处对空时编码矩阵进行变换。设计了线性MMSE表达式来计算自适应随机化矩阵和线性接收滤波器的参数。本文还提出了一种计算自适应随机化矩阵参数的随机梯度算法，降低了计算复杂性。我们还推导出了一个合作的MIMO系统采用随机空时编码方案的错误概率的上限。仿真结果表明，所提出的算法获得显着的性能增益相比，现有的DSTC计划。
2013-03-17 cs.IT math.IT
Cooperative Feedback for MIMO Interference Channels
多天线预编码有效地减轻了无线网络中的干扰。然而，预编码效率会由于所需的信道状态信息（CSI）的反馈而被开销显著降低。针对这一问题，提出了一种基于有限速率CSI反馈（协作反馈）的双用户多输入多输出（MIMO）干扰信道预编码器设计方法。具体地，每个预编码器被分解为内预编码器和外预编码器，分别用于使干扰为零和提高数据链路阵列增益。内部预编码器被进一步设计为抑制由有限速率协作反馈引起的残余干扰。为了调节由于预编码器量化而产生的残余干扰，设计了附加的标量协作反馈信号以使用不同的准则来控制发射机的功率，所述准则包括应用干扰裕度、最大化总吞吐量以及最小化中断概率。仿真结果表明，这种额外的反馈有效地消除了由于量化预编码器反馈的性能下降。
2010-09-17 cs.IT math.IT
On Reusing Pilots Among Interfering Cells in Massive MIMO
由干扰小区之间的导频重用引起的导频污染仍然是限制大规模多输入多输出天线系统性能的重要障碍。为了处理这个问题，较少积极的重用导频涉及分配额外的导频干扰用户在本文中仔细检查。提出了分层导频复用方法，有效地减轻了导频污染，提高了系统的净吞吐量。在所建议的分层导频复用方案中，将导频分配给不同用户的最优方式以在给定相干时间内最大化净和速率的封闭形式的解获得。仿真结果证实，当信道相干时间与每个小区中的用户数量的比率足够大时，相对于所有小区重用相同导频集的情况，导频的较不积极的重用产生显著的性能优势。
2017-10-08 cs.IT math.IT
Study of Switched Max-Link Buffer-Aided Relay Selection for Cooperative MIMO Systems
在本文中，我们研究了中继选择的协作多天线系统，配备了缓冲区，这增加了无线链路的可靠性。特别是，我们提出了一种新的中继选择技术的基础上切换和最大链路协议，被命名为交换最大链路。我们还介绍了一种新的中继选择标准的最大似然（ML）原则表示最大最小距离，被纳入。仿真，然后评估所提出的和现有的技术的性能。
2018-07-16 cs.IT math.IT
Minimum BER Power Adjustment and Receiver Design for Distributed Space-Time Coded Cooperative MIMO Relaying Systems
针对协作多输入多输出（MIMO）网络，提出了一种基于最小出错率准则的自适应联合功率分配（JPA）和线性接收机设计算法。该系统采用多个中继与分布式空时编码（DSTC）计划和放大转发（AF）的策略。它是根据一个联合约束优化算法来确定每个发送符号的最小误码率功率分配参数和接收滤波器参数。仿真结果表明，与等功率分配系统和最小均方误差（MMSE）设计相比，该算法获得了性能增益。
2013-03-17 cs.IT math.IT
Learning-based Rate Adaptation for Uplink Massive MIMO Networks with Cooperative Data-Assisted Detection
本文研究了在不知道用户密度的情况下，大规模多输入多输出（MIMO）网络的上行链路自适应问题。具体地说，首先提出了一种新的协作上行链路传输和检测方案，用于大规模MIMO网络，其中每个上行链路帧被划分为具有独立编码方案的多个数据块，并且基于先前在服务小区和相邻小区中检测到的数据块来解码随后的块。推导了该方案的渐近信干噪比（SINR），并证明了考虑用户位置随机性的干扰功率分布服从高斯分布。通过跟踪干扰功率的均值和方差，针对干扰信道和用户密度未知的情况，提出了一种在线鲁棒速率自适应算法，保证了目标分组中断概率。
2019-04-27 cs.IT math.IT
On the Optimal Number of Cooperative Base Stations in Network MIMO Systems
我们考虑一个多小区，频率选择性衰落，上行链路信道（网络MIMO），其中K个用户终端（UT）同时与B个合作基站（BS）进行通信。虽然多小区协作的潜在益处随着B而增长，但是与信道状态信息（CSI）的获取相关的开销将迅速支配上行链路资源。因此，对于有限的相干时间，在网络MIMO的性能增益和信道估计中的相关开销之间存在非平凡的折衷。基于随机矩阵理论的最新结果，使用净遍历可实现速率的近似值，我们通过考虑一些现实的方面来研究这种权衡，例如不可靠的回程链路和UT与BS之间的不同路径损耗。我们确定最佳训练长度、协作BS的最佳数量和要用于圆形Wyner模型的扩展版本的子载波的最佳数量，其中每个UT可以与BS通信。我们的研究结果提供了一些洞察实际的限制，以及现实的网络MIMO系统的尺寸。
2011-04-11 cs.IT math.IT
On the Optimal Number of Cooperative Base Stations in Network MIMO
我们考虑多小区上行链路（网络MIMO），其中M个基站（BS）同时与M个用户终端（UT）通信。虽然多小区协作的潜在益处随着M而增加，但是与学习上行链路信道相关的开销将迅速支配上行链路资源。换句话说，对于有限的相干时间，在网络MIMO的性能增益和信道估计中的相关开销之间存在非平凡的权衡。我们使用遍历容量的近似值来研究这种权衡，考虑到一些现实的方面，如不可靠的回程链路和BS和UT之间的不同路径损耗。我们的研究结果提供了一些洞察实际的限制，以及现实的网络MIMO系统的尺寸。
2011-04-11 cs.IT math.IT
Cooperative Precoding with Limited Feedback for MIMO Interference Channels
多天线预编码有效地减轻了无线网络中的干扰。然而，如果预编码器设计未能考虑信道状态信息（CSI）反馈中的不准确性，则所得到的性能增益在实践中可能显著受损。本文解决了这个问题，考虑有限速率CSI反馈从接收机到他们的干扰发射机在两个用户的多输入多输出（MIMO）干扰信道，称为合作反馈，并提出了一个系统的方法设计收发器，包括线性预编码器和均衡器。具体地，每个预编码器/均衡器被分解为内部和外部分量，分别用于使交叉链路干扰为零和实现阵列增益。内部预编码器/均衡器被进一步优化，以抑制由有限速率协作反馈引起的残留干扰。此外，剩余干扰由附加标量协作反馈信号调节，所述附加标量协作反馈信号被设计成使用包括固定干扰裕度和最大总和吞吐量的不同标准来控制传输功率。最后，所需的合作预编码器的反馈比特的数量推导出限制由于预编码器量化的吞吐量损失。
2012-02-27 cs.IT math.IT
Pilot Reuse Among D2D Users in D2D Underlaid Massive MIMO Systems
在设备到设备（D2D）底层大规模MIMO系统中，D2D发射机重用蜂窝用户（CU）的上行链路频谱，导致同信道干扰。为了减少导频开销，我们假设D2D对之间的导频重用（PR）。我们首先推导出所有信道的最小均方误差（MMSE）估计，并给出了蜂窝和D2D链路的遍历可达速率的下界。为了减轻由PR引起的导频污染，我们然后提出了一种基于最小化D2D链路的信道估计的和均方误差（MSE）的准则的导频调度和导频功率控制算法。我们表明，适当的PR比和设计良好的导频调度方案，每个D2D发射机可以发送其导频最大功率。此外，我们还最大化的总和速率的所有D2D链路，同时保证服务质量（QoS）的CU，并开发了一种迭代算法，以获得一个次优的解决方案。仿真结果表明，所提出的导频调度算法可以有效地降低导频污染的影响，并且在系统频谱效率方面，PR方案比传统的正交训练方案具有显著的性能增益。
2017-08-04 cs.IT math.IT
Cooperative Pilot Spoofing in MU-MIMO Systems
在这封信中，我们考虑下行链路传输的多用户多输入多输出（MU-MIMO）系统与迫零（ZF）预编码器存在多个攻击者。我们提出了一种协作导频欺骗攻击（CPSA），攻击者在上行链路信道训练阶段协作损害信道估计，旨在降低整个小区的下行链路吞吐量。我们首先评估CPSA对信道估计和下行链路ZF预编码设计的影响，然后推导出可实现的下行链路和速率的解析表达式。此外，我们调查的最佳攻击策略，以尽量减少可实现的下行链路和速率。我们证明了所考虑的优化问题是一个凸优化问题，因此可以方便地获得全局最优解。数值结果表明，CPSA攻击导致严重的性能恶化的攻击功率和攻击者的数量的增加。
2020-07-14 cs.IT math.IT
Adaptive Distributed Space-Time Coding in Cooperative MIMO Relaying Systems using Limited Feedback
针对两跳协作MIMO网络，提出了一种自适应随机分布式空时编码（DSTC）方案。线性最小均方误差（MMSE）接收机滤波器和随机矩阵的功率约束被认为是与放大和转发（AF）的合作策略。在所提出的DSTC方案中，通过反馈信道获得的随机化矩阵被用来在中继节点处对空时编码矩阵进行变换。考虑了有限反馈和反馈误差的影响。设计了线性MMSE表达式来计算自适应随机化矩阵和线性接收滤波器的参数。本文还提出了一种降低计算复杂性的随机梯度算法。仿真结果表明，所提出的算法获得显着的性能增益相比，现有的DSTC计划。
2013-03-17 cs.IT math.IT
Secrecy Rate of Cooperative MIMO in Presence of a Location Constrained Eavesdropper
我们提出并研究了合作MIMO架构，使和提高集群之间的移动设备在存在一定的位置约束的窃听者的保密传输。本文中的协作MIMO系统（简称可重构分布式MIMO）是通过临时激活附近可信移动设备的集群来形成的，每个集群由其对应的集群头集中协调。我们假设发射机应用一个实用的本征方向预编码方案来传输机密信号和人工噪声，而窃听者可以位于多个可能的位置在附近。我们首先得到的秘密率的表达式，其中所需的平均互信息之间的发射机和窃听器的特征在于封闭形式的近似。所提出的近似是特别有用的保密率最大化，原来的非凸问题可以解决的连续凸近似。数值结果表明，与已有的结果相比，利用窃听者的位置约束可以显著提高保密率。我们还表明，保密率可以进一步提高通过增加集群的大小。
2018-10-15 cs.IT math.IT
Orthogonality and Cooperation in Collaborative Spectrum Sensing through MIMO Decision Fusion
本文论述了认知无线电的情况下，决策融合中心（DFC）利用阵列处理的频谱感知。更具体地说，我们探讨了用户合作和正交传输之间的二级用户（SU）的报告信道的影响。为了这个目的，四个协议被认为是：（i）非正交和非合作;（ii）正交和非合作;（iii）非正交和合作;（iv）正交和合作。DFC采用最大比合并（MRC）规则和性能进行评估的互补接收机工作特性（CROC）。分析结果，再加上蒙特卡罗模拟，提出。
2013-08-14 cs.IT math.IT
Adaptive Pilot Clustering in Heterogeneous Massive MIMO Networks
我们考虑蜂窝大规模MIMO网络的上行链路。在基站（BS）处获取信道状态信息需要上行链路导频信令。由于正交导频序列的数量受到信道相干性的限制，因此需要跨小区的导频重用以实现高频谱效率。然而，找到有效的导频重用模式是不平凡的，特别是在实际的非对称BS部署中。我们使用联盟博弈论来处理这个问题。每个BS具有几个唯一的导频，并且可以与其他BS形成联盟以获得对更多导频的接入。因此，联盟中的BS受益于以较高的导频污染和干扰为代价服务其小区中的更多用户。考虑到小区的平均频谱效率取决于整个导频复用模式，合适的联盟博弈模型是分区形式的。我们开发了一个低复杂度的分布式联盟形成的基础上，个人的稳定性。通过引入基站互通预算约束，我们能够控制基站之间消息交换的开销，并确保算法收敛到称为单独稳定联盟结构的博弈解。仿真结果表明，快速的算法收敛和大量的性能增益的基线计划，没有导频重用，全导频重用，或随机导频重用模式。
2016-05-11 cs.IT math.IT
Pilot Reuse for Massive MIMO Transmission over Spatially Correlated Rayleigh Fading Channels
我们提出了导频复用（PR）在单个小区的大规模多用户多输入多输出（MIMO）传输，以减少导频开销。对于空间相关瑞利衰落信道，当基站天线数趋于无穷大时，建立了信道空间相关性与信道功率角谱之间的关系。利用该信道模型，当复用导频的用户终端的信道到达间隔角不重叠时，可以最小化信道估计的均方误差（MSE），这表明了在受限信道角扩展的空间相关大规模MIMO信道上进行PR的可行性.考虑到信道估计性能可能会下降，由于PR，我们还开发了封闭形式的鲁棒多用户上行链路接收机和下行链路预编码器，最小化信号检测的和MSE，并揭示了它们之间的对偶。随后，我们调查导频调度，这决定了PR模式，在两个最小MSE相关的标准，并提出了一个低复杂度的导频调度算法，它只依赖于信道统计。仿真结果表明，所提出的PR方案提供了显着的性能增益比传统的正交训练方案的净频谱效率。
2015-02-18 cs.IT math.IT
Spectral Efficiency and Scalability Analysis for Multi-Level Cooperative Cell-Free Massive MIMO Systems
本文提出了一种多级协作架构，以平衡频谱效率和可扩展性的无小区大规模多输入多输出（MIMO）系统。在所提出的架构中，空间扩展单元（SEU）的引入，以避免大量的计算在接入点（AP），并增加AP之间的合作程度。首先推导了最大比合并（MRC）和迫零（ZF）接收机的多级协作结构下上行链路用户可达速率的封闭表达式。验证了封闭式表达式的准确性。此外，数值结果表明，所提出的多级协作架构实现了更好的权衡频谱效率和可扩展性比其他形式的无小区的大规模MIMO架构。
2023-02-16 cs.IT eess.SP math.IT
Solutions for the MIMO Gaussian Wiretap Channel with a Cooperative Jammer
我们研究了高斯MIMO窃听信道的发射机，一个合法的接收机，窃听者和外部助手，每个都配备了多个天线。发射机向其预定的接收机发送机密消息，而助手发送与源消息无关的干扰信号以迷惑窃听者。假设干扰信号在预期接收器和窃听器处均被视为噪声。我们得到了一个封闭形式的表达式的人工噪声协方差矩阵的结构，保证不降低窃听信道的保密容量。我们还描述了如何找到这个协方差矩阵表达式，提供良好的保密率性能的具体实现，即使当没有非平凡的零空间之间的助手和预期的接收器。与以前的工作不同，我们的方法考虑了一般的MIMO情况下，并不限于SISO或MISO的情况。
2011-01-24 cs.IT math.IT
Analysis of Coverage Region for MIMO Relay Network with Multiple Cooperative DF-Relays
研究和分析了多中继网络中中继节点采用解码转发策略的MIMO通信系统的覆盖区域。假设有一个视线（LOS）传播环境的源中继信道和信道状态信息可在接收机（CSIR），我们认为的目标是最大化的覆盖区域，对于一个给定的传输速率和数字显示的显着影响的传播环境容量界限，最佳中继位置和覆盖区域。此外，我们研究的情况下，两个相邻的中继合作传输信号到目的地，并分析表明，覆盖区域扩展相比，非合作的情况。
2014-06-27 cs.IT math.IT
Joint Power Adjustment and Receiver Design for Distributed Space-Time Coded in Cooperative MIMO Systems
针对协作多输入多输出（MIMO）网络，提出了一种基于最小均方误差（MMSE）接收机的联合功率分配算法，该算法采用多中继和解码转发（DF）策略。在每个中继节点中应用分布式空时编码（DSTC）方案。我们提出了一种联合约束优化算法来确定功率分配参数和MMSE接收滤波器的参数向量为每个发送的符号在每个链路，以及信道系数矩阵。随机梯度（SG）算法被推导用于联合优化的计算，以将接收机从MMSE接收滤波器和功率分配参数的大量计算复杂度中释放出来。仿真结果表明，与等功率分配系统相比，该算法具有一定的增益。
2013-03-17 cs.IT math.IT
Adaptive Power Allocation Strategies using DSTC in Cooperative MIMO Networks
提出了一种基于分布式空时编码（DSTC）的协作多输入多输出（MIMO）网络的自适应功率分配（PA）算法。联合约束优化算法，以确定功率分配参数，信道参数和接收滤波器，提出了在每个链路中的每个发送流。线性接收滤波器和最大似然（ML）检测被认为是放大和转发（AF）和解码和转发（DF）的合作策略。在所提出的算法中，PA矩阵中的元素在目的节点进行优化，然后通过反馈信道发送回中继节点。考虑了反馈误差的影响。线性MMSE表达式和PA矩阵相互依赖，并迭代更新。随机梯度（SG）算法的发展与降低计算复杂性。仿真结果表明，所提出的算法获得显着的性能增益相比，现有的功率分配方案。
2014-01-19 cs.IT math.IT
Operating Massive MIMO in Unlicensed Bands for Enhanced Coexistence and Spatial Reuse
我们建议在未经许可的频段中运营大规模多输入多输出（MIMO）蜂窝基站（BS）。我们将这样的系统表示为大规模MIMO未授权（mMIMO-U）。我们设计了蜂窝基站所需的关键程序，以保证与附近的Wi-Fi设备在同一频段内共存。具体地，通过主动抑制对相邻Wi-Fi设备的干扰来增强空间重用。Wi-Fi干扰抑制也在增强的先说后听（LBT）阶段期间执行。这些操作使得Wi-Fi设备能够接入信道，就好像没有蜂窝BS在进行传输一样，反之亦然。在同时进行Wi-Fi和BS传输的情况下，蜂窝用户设备（UE）可达到的下行链路速率由于Wi-Fi生成的干扰而降级。为了减轻这种影响，我们考虑Wi-Fi/UE邻近度的测量，选择要在未授权频带中服务的UE的合适集合。我们的研究结果表明，这样设计的mMIMO-U允许同时蜂窝和Wi-Fi传输，保持他们的相互干扰低于监管阈值。与没有干扰抑制的系统相比，Wi-Fi设备在16个天线和128个天线的情况下，平均干扰功率降低了3 dB和18 dB。利用mMIMO-U，蜂窝BS还可以实现大的数据率，而不会显著降低部署在其覆盖区域内的Wi-Fi网络的性能。
2017-02-26 cs.IT math.IT
Cooperative access networks: Optimum fronthaul quantization in distributed Massive MIMO and cloud RAN
我们考虑协作无线电接入网络架构，特别是分布式大规模MIMO和云RAN，考虑它们的相似性和差异。我们特别解决的主要挑战都由一个高容量的前传网络的实施，以链接的分布式接入点的中央处理单元，并考虑对上行链路性能的影响，以限制前传负载的量化接收信号。我们使用Bussgang分解以及一种新的方法来MMSE估计的信道和数据提供我们的分析的基础。
2018-05-25 cs.IT eess.SP math.IT
Energy Harvesting Fairness in AN-aided Secure MU-MIMO SWIPT Systems with Cooperative Jammer
本文研究了一种多用户多输入多输出保密同步无线信息和功率传输（SWIPT）信道，该信道由一个发射机、一个协作干扰机（CJ）、多个能量接收机（潜在窃听者，ER）和多个共址接收机（CR）组成。我们利用人工噪声（AN）生成的双重性来促进有效的无线能量传输和安全传输。我们的目标是最大限度地提高最小收获的能量之间的ER和CR的保密率约束为每个CR和总发射功率约束。通过引入范数有界信道不确定性模型，提出了一种基于序贯参数凸逼近的迭代算法来寻找近似最优解。最后，仿真结果验证了该算法的性能优于传统的AN辅助方案和CJ辅助方案。
2018-02-01 cs.IT math.IT
Enabling Cooperative Hybrid Beamforming in TDD-based Distributed MIMO Systems
针对分布式MIMO中RF损伤破坏信道互易性导致协作混合波束赋形性能下降的问题，提出两步校准及互易串联低复杂度联合校准与信道估计方法，仿真验证有效性。
2023-08-29 cs.IT cs.NI math.IT
Soft Pilot Reuse and Multi-Cell Block Diagonalization Precoding for Massive MIMO Systems
在大规模多输入多输出（MIMO）系统中，小区边缘的用户会受到严重的导频污染，导致服务质量（QoS）变差。为了提高这些边缘用户的QoS，软导频复用（SPR）结合多小区块对角化（MBD）预编码的建议。具体地说，用户被分为两组，根据他们的大尺度衰落系数，被称为中心用户，谁只遭受温和的导频污染和边缘用户，谁遭受严重的导频污染。基于这种区别，SPR方案被提出用于改善边缘用户的QoS，由此小区中心导频组被重用于所有小区中的所有小区中心用户，而小区边缘导频组被应用于相邻小区中的边缘用户。通过将经典的块对角化预编码扩展到多小区场景，MBD预编码方案将下行链路发送信号投影到由相邻小区中的边缘用户的小区间信道所跨越的子空间的零空间上。因此，可以有效地减轻污染相邻小区中的边缘用户的信号的小区间干扰，并且因此可以进一步增强这些边缘用户的QoS。我们的理论分析和仿真结果表明，边缘用户的上行链路和下行链路的速率显着提高，虽然在中心用户的速率略有下降的代价。
2015-07-15 cs.IT math.IT
Rate Bounds for MIMO Relay Channels
本文研究了多输入多输出（MIMO）中继信道，其中每个终端使用多个天线。与单输入单输出（SISO）中继信道相比，MIMO中继信道引入了额外的自由度，使得最优协作策略的设计和分析更加复杂。本文提出了一种结合发送端消息分裂和块马尔可夫编码的部分协作策略。容量的下限，提高了以前提出的非合作下界推导高斯MIMO中继信道。
2008-05-02 cs.IT math.IT
Superimposed Transmission for Cooperative Cellular and Cell-Free Massive MIMO Systems
German Research Center for Artificial Intelligence (DFKI)（德国人工智能研究中心）；University of Kaiserslautern (RPTU)（凯泽斯劳滕工业大学）
研究协作蜂窝和无小区大规模 MIMO 系统，提出叠加传输策略，按远近分类用户，基站为近程用户叠加发送数据符号，近程用户用连续干扰消除解码，实现高峰值频谱效率且保持小区边缘公平，提升系统容量。
2026-07-15 cs.IT eess.SP math.IT
Linear Precoding in Cooperative MIMO Cellular Networks with Limited Coordination Clusters
在协作多天线下行链路蜂窝网络中，考虑用户速率的凹函数的最大化。提出了一种新的线性预编码技术--软干扰置零（SIN）技术，该技术的性能至少与迫零（ZF）波束形成技术相当。所有基站共享信道状态信息，但是每个用户的消息仅被路由到参与用户的协调集群的那些基站。当网络中有限大小的集群重叠时，SIN预编码特别有用，在这种情况下，诸如脏纸编码或ZF之类的传统技术不能直接应用。通过求解一系列凸优化问题来计算SIN预编码器。在中等信噪比下，部分网络协调下的SIN性能优于完全网络协调下的ZF。在重叠的协调集群，SIN预编码实现了相当高的吞吐量相比，近视ZF，特别是当集群是大的。
2010-08-13 cs.IT math.IT
Cooperative Jamming for Secure Communications in MIMO Relay Networks
在传统的中继系统中，窃听者会阻碍安全通信。提出了两跳中继网络中的协作干扰策略，窃听者可以窃听中继信道的两个跳。在这些方法中，中继网络中通常不活动的节点可以被用作合作干扰源来迷惑窃听者。线性预编码方案进行了调查的两种情况下，通过解码和转发（DF）中继传输单个或多个数据流，假设全球信道状态信息（CSI）是可用的。对于单数据流传输的情况，我们推导了封闭形式的干扰波束形成器和相应的最优功率分配。提出了一种基于广义奇异值分解（GSVD）的多数据流安全中继方案。通过几何规划的最优功率分配GSVD中继方案。在此基础上，提出了一种基于GSVD的协同干扰方案，与无干扰方案相比，该方案在保密率方面有明显的提高。此外，本文还研究了窃听者具有未知CSI的情况。仿真结果表明，中继网络中的非活动节点参与协作干扰后，保密率得到了显著提高。
2011-07-08 cs.IT math.IT
Underwater Cooperative MIMO Communications using Hybrid Acoustic and Magnetic Induction Technique
未来的智能海洋应用需要长距离和可靠的通信，将水下传感器/机器人与远程地面基站连接起来。由于水声信道的恶劣性和动态性，实现这一目标具有挑战性。多输入多输出（Multiple-Input and Multiple-Output，MIMO）技术可以提高可靠性和传输范围，但由于波长较大，很难在单个水下设备上放置多个换能器。协作MIMO技术虽然可以解决这一问题，但由于声波的传播时延极大且动态变化，使得分布式的水下设备之间无法实现同步。为此，本文提出了一种基于声磁混合技术的水下协作MIMO通信机制。利用多波束融合技术可以很好地解决节点间的同步问题，使分布式声换能器能够协同形成窄波束，实现远距离水下通信。由于MI具有可忽略的信号传播延迟，同步时间和误差显著减少。为了定量地分析改进，严格推导出所提出的系统的同步误差、信噪比（SNR）、有效通信时间和吞吐量的封闭形式的表达式。所提出的混杂系统实现在一个软件定义的测试床下的波束成形和空时编码方案。通过数值分析和实际实验表明，与传统的水声系统相比，本文提出的混合协作MIMO机制具有更低的误比特率和同步误差。
2019-10-24 cs.IT eess.SP math.IT
Joint Cooperative Clustering and Power Control for Energy-Efficient Cell-Free XL-MIMO with Multi-Agent Reinforcement Learning
针对节能CF XL-MIMO，提出双层MARL方案联合优化自适应协作分簇与功率控制，在性能、开销和能效间实现有效平衡。
2024-06-17 cs.IT math.IT
Information Exchange Limits in Cooperative MIMO Networks
小区间和小区间干扰的同时存在构成了多小区多用户网络中可靠下行链路传输的主要障碍。利用这种干扰在很大程度上取决于网络中两个层次的信息交换：一个是从用户到基站的信息交换（反馈），另一个是基站之间的信息交换（合作）。我们证明，交换有限数量的比特在整个网络中，反馈和合作的形式，是足以实现最佳的容量扩展。我们还表明，信息交换的平均水平是独立的用户在网络中的数量。这种级别的信息交换大大低于现有协调策略所需的信息交换，现有协调策略需要在网络上交换无限比特以实现最佳的总速率容量缩放。提供的结果依赖于一个建设性的证明。
2011-04-21 cs.IT math.IT
On the Performance of DCSK MIMO Relay Cooperative Diversity in Nakagami-m and Generalized Gaussian Noise Scenarios
混沌通信以其优良的抗衰落、抗截获、抗干扰能力等优点，引起了无线通信界的广泛关注。差分混沌键控（DCSK）由于其低复杂度和低功耗以及许多吸引人的特性而特别令人感兴趣。然而，大多数DCSK研究文献中报道的加性高斯白噪声环境中的非合作场景。此外，出错率和其他性能度量的分析推导和评估通常以积分形式保留，并使用数值技术进行评估。为了规避这些问题，这项工作是专门提出了一个新的近似出错率分析的多址多输入多输出双跳中继DCSK协作分集（DCSK-CD）在Nakagami-m衰落信道（包括作为一个特殊情况下的瑞利衰落）。在此基础上，推导了无差错中继和解码转发中继的平均出错率的封闭表达式。测试结果验证了推导的解析表达式的准确性。
2016-07-31 cs.IT math.IT
Cognitive MIMO-RF/FSO Cooperative Relay Communication with Mobile Nodes and Imperfect Channel State Information
本文分析了一种基于认知无线电的解码转发混合多输入多输出（MIMO）射频/自由空间光（RF/FSO）协作中继系统的性能，该系统具有多个移动主、副用户节点。由于信道估计误差而引起的不完美信道状态信息（CSI）的影响也在次级用户发射机（SU-TX）处被考虑并且分别中继在功率控制和符号检测过程上。这项工作的一个独特的方面是，固定和成比例的干扰功率约束，以限制在主用户接收机（PU-RX）的干扰。分析结果得出上述系统的准确和渐近中断和误比特概率的特征节点的移动性和不完善的CSI的实际条件下，连同光信道的损伤，如路径损耗，大气湍流，和指向错误，每个SU-TX和中继之间的正交空时分组编码传输。最后，仿真结果产生各种有趣的见解系统的性能，如一个midamble与前导码的信道估计的好处。
2018-05-14 cs.IT math.IT
Ray-of-Arrival Passing for Indirect Beam Training in Cooperative Millimeter Wave MIMO Networks
研究了多小区毫米波无线系统中的信道估计问题。我们开发了一种新的到达射线传递间接（RAPID）波束训练框架，其中由多个BS组成的网络能够协同工作，以联合估计UE信道。为了实现这一目标，我们考虑毫米波环境的空间几何形状，并将传统的角域波束成形概念转换为更欧几里德的、基于射线的域。利用该模型，我们然后考虑在每个方向上接收导频信号的条件概率，假定每个BS的部署对于网络是已知的。仿真结果表明，RAPID算法能够提高网络的平均估计值，显著提高网络中质量较差链路的比率。此外，我们还表明，当覆盖率阈值被认为是，RAPID是能够大大提高的概率，多个链路选项将提供给用户在任何给定的时间。
2018-04-28 cs.IT math.IT
Performance of Source transmit Antenna selection for MIMO cooperative communication System Based DF protocol: Symbol Error Rate and Diversity order
在这项工作中，我们研究了一个单一的中继多输入多输出（MIMO）协作通信系统的解码和转发（DF）中继协议的基础上的两种策略，使用发送天线选择在源的性能。第一种策略在中继站和目的站之间使用一根天线，第二种策略使用空时分组编码（STBC）。所有信道都遵循瑞利衰落分布。推导了多进制相移键控（M-PSK）系统的误符号率（SER）的表达式和上界，以及两种策略的分集阶数。分析结果表明，在相同的分集阶数和相同的速率R下，第二种策略的性能优于第一种策略。
2017-11-06 cs.IT eess.SP math.IT
Efficient Feedback Mechanisms for FDD Massive MIMO under User-level Cooperation
在频分复用（FDD）大规模MIMO系统中，信道状态信息（CSI）反馈是一个具有挑战性的问题.研究了一种协作反馈机制，即用户通过设备到设备（D2D）通信交换信道状态信息，然后自行计算预编码器，并将预编码器反馈给基站（BS）。分析结果表明，合作预编码器反馈是更有效的比CSI反馈的干扰缓解。在D2D通信容量有限的约束下，提出了一种基于信号子空间投影和最优比特划分的自适应CSI交换策略。数值结果表明，所提出的具有自适应CSI交换的协作预编码器反馈方案显著优于CSI反馈方案，即使当经由速率受限的D2D通信来交换CSI时也是如此。
2016-11-22 cs.IT math.IT
Beam-Domain Secret Key Generation for Multi-User Massive MIMO Networks
大规模MIMO网络中的物理层密钥生成（PKG）由于导频长度大、信道矩阵维数高而面临巨大挑战。针对这些问题，本文提出了一种基于波束域信道模型的导频复用的大规模MIMO密钥生成方案，并推导了秘密密钥速率的闭式表达式。具体来说，我们提出了两个算法，即，基于波束域的信道探测（BCP）算法和基于干扰抵消的多用户波束分配（IMBA）算法，分别用于信道降维和多用户导频复用。数值结果表明，PKG方案可以获得接近理想情况的秘密密钥速率，并显著降低了信道估计的维数和导频开销。
2020-05-18 cs.IT math.IT
Cooperative MIMO Precoding with Distributed CSI: A Hierarchical Approach
分布式信道状态信息下的网络多输入多输出预编码问题是一个非常具有挑战性的问题，其最优解具有合理的复杂度仍然是难以捉摸的。在这种情况下，我们评估分层信息交换的价值，从而建立一个顺序之间的发射机（TX），以这样一种方式，一个给定的TX不仅可以访问其本地信道估计，但也可以在较少的通知TX的估计。假设正则化迫零（RZF）预编码在TX，我们提出了天真的，局部鲁棒性，和全局鲁棒次优策略的联合预编码设计。数值结果表明，分层信息交换带来了显着的性能增益，与局部和全局鲁棒算法执行非常接近最优RZF策略。最后，层次信息交换的成本相对于合作收益的检查和最佳的权衡数值评估。
2018-05-19 cs.IT math.IT
Iterative Receivers for Downlink MIMO-SCMA: Message Passing and Distributed Cooperative Detection
移动通信的快速发展对频谱利用率提出了更高的要求。非正交多址接入（NOMA）技术是一种很有前途的无线网络接入技术。在几种NOMA方案中，稀疏码多址（SCMA）已被证明能够实现更好的性能。本文研究了频率选择性衰落信道下的下行MIMO-SCMA系统。对于最优检测，复杂度随着用户数、天线数和信道长度的乘积呈指数增长。为了解决这一挑战，我们提出了近最佳的低复杂度迭代接收机的基础上因子图。通过引入辅助变量，构造了一个拉伸因子图，并提出了一种混合置信传播（BP）和期望传播（EP）的接收器，命名为“拉伸BP-EP”。考虑到BP算法在循环因子图上的收敛性问题，对Bethe自由能进行凸化处理，提出了一种保证收敛的BP-EP接收机，称为“Conv-BP-EP”。我们进一步考虑合作网络，并提出了两个分布式的合作检测方案，即信念共识为基础的算法和Bregman交替方向乘法器（ADMM）为基础的方法，利用分集增益。仿真结果验证了所提出的Conv-BP-EP接收机与其他方法相比的优越性能。提出的两种分布式协作检测方案可以通过利用分集增益来改善系统的误出错率性能。此外，Bregman ADMM方法优于信念共识为基础的算法在嘈杂的用户间的链接。
2017-10-24 cs.IT math.IT
Distributed Space-Time Coding Based on Adjustable Code Matrices for Cooperative MIMO Relaying Systems
提出了一种适用于两跳协作MIMO网络的自适应分布式空时编码（DSTC）方案。线性最小均方误差（MMSE）接收滤波器和可调码矩阵被认为是受功率约束的放大转发（AF）合作策略。在所提出的自适应DSTC方案中，在中继节点处利用反馈信道获得的可调编码矩阵对空时编码矩阵进行变换。有限反馈和反馈误差的影响进行了评估。设计了线性MMSE表达式来计算可调码矩阵和线性接收滤波器的参数。随机梯度（SG）和最小二乘（LS）算法也降低了计算复杂性。上界的成对错误概率分析推导出，并表明在中继节点采用可调码矩阵的优势。另一种自适应DSTC方案的优化算法也得自，以消除对反馈的需要。该算法以最小化错误概率为目标，在中继节点上实现了一种全分布式的自适应DSTC。仿真结果表明，所提出的算法获得显着的性能增益相比，现有的DSTC计划。
2013-04-06 cs.IT math.IT
A Non-cooperative Differential Game Model for Frequency Reuse based Channel Allocation in Satellite Networks
研究了低轨卫星移动通信系统的信道资源分配问题，提出了一种基于微分对策的动态信道资源分配方案。最优信道资源分配给每个卫星波束被制定为纳什均衡。证明了基于微分对策的信道资源分配方案是可行和可接受的。仿真结果表明，该方案可以有效地提高系统性能.
2014-11-01 cs.IT cs.NI math.IT
Pilot Clustering in Asymmetric Massive MIMO Networks
我们考虑蜂窝大规模MIMO网络的上行链路。由于这些网络的频谱效率受到导频污染的限制，因此跨小区的导频分配至关重要。然而，找到有效的导频重用模式是不平凡的，特别是在实际的非对称基站部署中。在本文中，我们使用联盟博弈论来解决这个问题。每个小区都有自己独特的导频，并且可以与其他小区形成联盟以获得对更多导频的访问。我们开发了一个低复杂度的分布式算法，并证明收敛到一个单独的稳定联盟结构。仿真结果表明，快速的算法收敛和大量的性能增益超过一个细胞的联盟和充分的导频重用。
2015-07-14 cs.IT math.IT
Secure Degrees of Freedom for the MIMO Wire-tap Channel with a Multi-antenna Cooperative Jammer
研究了多天线协作干扰下的多天线窃听信道。特别地，安全自由度（s.d.o.f.）利用发射机处的$N_t$天线、合法接收机处的$N_r$天线以及窃听者处的$N_e$天线，针对协作干扰机处的天线数量$N_c$的所有可能值，建立该信道的所有可能值。在确定结果时，需要分别考虑$N_c$的几个不同范围。这些范围的$N_c$的下限和上限推导，并示出是紧的。所开发的可扩展性技术依赖于各种信令、波束成形和对准技术，这些技术根据每个终端处的天线的（相对）数量以及s.d.o.f.是整数值。具体而言，它表明，无论何时s.d.o.f.是整数值，用于传输和协作干扰的高斯信令、在发射机和协作干扰机处的线性预编码以及在合法接收机处的线性处理足以实现s.d.o.f.的渠道。相比之下，当s.d.o.f.不是整数，可实现的方案需要依赖于发射机和协作干扰机处的结构化信令，以及联合信号空间和信号尺度对准。通过结合允许发射机和合作干扰机之间充分合作的上界与利用保密性和可靠性约束的另一个上界来建立逆。
2015-12-22 cs.IT math.IT
Improved Performance of RF Energy Powered Wireless Sensor Node with Cooperative Beam Selection
射频能量收集是一种很有前途的潜在解决方案，可以为低功耗无线传感器网络提供方便和永久的能量供应。在本文中，我们调查的能量收集性能的无线传感器节点供电的收获RF能量从现有的多用户MIMO系统。具体来说，我们提出了一个随机酉波束形成（RUB）的合作波束选择方案，以提高在传感器的能量收集性能。在恒定的总传输功率约束下，多用户MIMO系统试图选择最大数量的活动波束进行数据传输，同时满足传感器处的能量收集要求。我们推导出精确的封闭形式的分布函数的收获能量在相干时间在瑞利衰落信道。我们进一步研究的平均收获的能量在传感器与多用户MIMO系统的总速率的性能权衡。
2014-05-21 cs.IT math.IT
The Multiplexing Gain of MIMO X-Channels with Partial Transmit Side-Information
在本文中，我们得到的缩放定律的总和速率容量的MIMO X-信道，一个2个独立的发送器，2个独立的接收器信道的消息从每个发送器到每个接收器，在高信噪比（SNR）。X信道最近在协作网络的背景下引起了人们的兴趣，并且它包括作为特殊情况的干扰、多址和广播信道。在这里，我们考虑的情况下，部分合作的发射机，其中只有部分和不对称的边信息是可用的发射机之一。证明了当所有四个节点上有M个天线时，和速率的尺度类似于2 Mlog（SNR），这与非协作X信道\cite{maddah-ali,jafar_degrees}的[ \lfloor 4 M/3 \rfloor，4 M/3]log（SNR）形成鲜明对比。这进一步证明，就高SNR下的总速率缩放而言，在MIMO X信道中，发射机之一处的部分边信息和两个发射机处的全部边信息是等效的。
2007-01-15 cs.IT math.IT
Uplink Sounding Reference Signal Coordination to Combat Pilot Contamination in 5G Massive MIMO
为了保证大规模多输入多输出（MIMO）的成功，需要解决的主要挑战之一是导频污染的有效管理。在网络上分配完全正交的导频序列将提供对该问题的解决方案，但是相关联的开销将使得该方法在实际系统中不可行。正在进行的第五代（5G）标准化活动正在讨论专用于导频序列传输的资源量，重点是上行链路探测参考信号（UL SRS）设计。在本文中，我们广泛地评估各种UL SRS分配策略在实际部署中的性能，揭示它们的优点和缺点。此外，我们介绍了一种新的UL SRS部分重用（FR）计划，表示为邻居感知FR（FR-NA）。所提出的FR-NA概括了固定重用范例，并且需要在i）积极地共享一些UL SRS资源与ii）保护其他UL SRS资源之间进行权衡，目的是减轻相邻BS的导频污染。基于以小区为中心的观点，所述特征导致相对于固定重用和现有技术FR两者的小区吞吐量改善。
2017-12-19 cs.IT math.IT
Multi-Satellite Cooperative MIMO Transmission: Statistical CSI-Aware RSMA Precoding Design
研究多卫星协作 MIMO 传输中基于统计 CSI 的 RSMA 预编码设计，提出加权最小均方误差算法求解遍历 MMFR 最大化问题，所提方案性能接近基于 iCSI 的方法且显著优于传统空分多址。
2025-08-15 cs.IT eess.SP math.IT
