Diversity Analysis of Bit-Interleaved Coded Multiple Beamforming with Orthogonal Frequency Division Multiplexing
对于宽带无线通信系统，正交频分复用（OFDM）已经与多输入多输出（MIMO）技术相结合。比特交织编码多波束形成（BICMB）可以在平坦衰落MIMO信道中实现空间分集和空间复用。在频率选择性衰落的MIMO信道中，BICMB-OFDM（BICMB-OFDM）可以同时实现空间分集和多径分集，是一种重要的技术。然而，分析BICMB-OFDM的分集是一个具有挑战性的问题。本文对BICMB-OFDM系统进行了分集分析。首先，推导了最大可达分集，并证明了全分集条件RcSL <= 1，其中Rc，S和L分别为码率，每个子载波上发送的并行流数和信道抽头数。然后，性能下降，由于子载波之间的相关性进行了研究。最后，子载波分组技术被用来对抗性能下降，并提供多用户兼容性。
2015-03-17 cs.IT math.IT
Diversity-Multiplexing Tradeoff of Asynchronous Cooperative Diversity in Wireless Networks
中继节点的同步是无线网络中利用协作分集的一个重要而关键的问题。本文提出了两种异步协作分集方案，即分布式延迟分集和异步空时编码协作分集方案。在整体分集复用（DM）的权衡功能方面，我们表明，提出的独立编码的分布式延迟分集和异步空时编码的合作分集方案实现了相同的性能同步空时编码的方法，需要一个准确的符号级定时同步，以确保从不同的中继节点到达目的地的信号是完美的同步。这表明，即使在中继节点之间存在竞争的情况下，也能保持分集阶数。此外，当所有中继节点都成功解码源信息时，异步空时编码方法能够实现比同步方案更好的DM权衡，并且就DM权衡而言，与通过并行衰落信道传输信息等效。我们的研究结果表明，充分利用空时自由度在多天线系统中采用异步空时码，即使在频率平坦衰落信道的好处。此外，它示出异步空时编码系统能够实现更高的互信息比同步空时编码系统的任何有限的信号噪声比（SNR）时，适当地选择基带波形。
2007-08-08 cs.IT math.IT
Diversity, Coding, and Multiplexing Trade-Off of Network-Coded Cooperative Wireless Networks
本文研究了网络编码协作分集系统在实际通信约束条件下的性能。更具体地说，我们调查的分集，编码和复用增益之间的相互作用时，中继节点不充当专用的中继器，只转发数据包发送的源，但他们试图追求自己的利益，转发包含网络编码版本的接收和自己的数据包。我们提供了一个非常准确的分析的平均比特错误概率（ABEP）的两个网络拓扑结构与三个和四个节点，当实际的通信约束，即，考虑中继器处的错误解码和所有无线链路上的衰落。进一步研究了分集和编码增益，指出了协作和二进制网络编码的优缺点。我们的研究结果表明，通过NC引入的吞吐量增加是抵消了多样性和编码增益的损失。它示出，既没有编码，也没有分集增益的源节点时，中继转发网络编码版本的接收和自己的数据。与文献中的其他结果相比，结论是，二进制NC似乎是更有用的中继节点只代表源节点，并不混合自己的数据包接收的。分析推导和调查结果证实通过广泛的蒙特卡罗模拟。
2012-03-12 cs.IT math.IT
On Coded Caching in the Overloaded MISO Broadcast Channel
本文研究了多输入单输出（MISO）广播信道（BC）中编码缓存和空间复用的相互作用，即用户数大于发射天线数的系统。一方面，编码缓存使用用户的聚合全局缓存来创建多播机会。另一方面，发射机处的多个天线利用可用的CSIT来同时发送多个流。在本文中，我们介绍了一种新的方案，它结合了来自编码缓存和空间复用的增益，并优于现有的计划在交付时间和CSIT的要求。
2017-06-24 cs.IT math.IT
Full-Diversity Precoding Design of Bit-Interleaved Coded Multiple Beamforming with Orthogonal Frequency Division Multiplexing
多输入多输出（MIMO）技术已经与正交频分复用（OFDM）结合用于宽带无线通信系统。比特交织编码多波束形成（BICMB）可以在平坦衰落MIMO信道中实现空间分集和空间复用。在频率选择性衰落MIMO信道中，BICMB-OFDM（BICMB-OFDM）可以同时提供空间分集和多径分集，是一种重要的技术。在我们之前的工作中，子载波分组技术被应用于对抗子载波相关性的负面影响。证明了在R_cSL<=1的条件下，BICMB-OFDM-SG（BICMB-OFDM-SG）可以实现全分集，其中R_c、S和L分别为码率、每个子载波上的并行流数和信道抽头数。全分集条件意味着如果S增加，则R_c可能必须减小以保持全分集。因此，增加并行流的数量可能不会提高总传输速率。本文采用预编码技术来克服BICMB-OFDM-SG中R_cSL<=1的全分集限制问题。首先，对预编码后的BICMB-OFDM-SG进行了分集分析。然后，全分集预编码设计开发与最小可实现的解码复杂度。
2013-06-30 cs.IT math.IT
Fairness for Freshness: Optimal Age of Information Based OFDMA Scheduling with Minimal Knowledge
越来越清楚的是，无线网络的重要任务是最小化信息年龄（AoI），即，及时提供信息。虽然主流方法通常依赖于对用户AoI和信道状态的实时观察，但是在完全（或部分）缺乏这种知识的情况下很少注意解决问题。在这篇文章中，我们提出了一种新的研究，以解决最佳的盲无线电资源调度问题，在正交频分复用接入（OFDMA）系统，以最大限度地减少长期的平均AoI，这被证明是时域公平的分簇轮询和频域公平的簇内子载波分配的组合。还提出了如仿真结果所示的接近最优的启发式解决方案，以有效地提高存在各种程度的额外知识时的性能，例如，信道状态和AoI。
2021-06-09 cs.IT cs.NI math.IT
Bit-Interleaved Coded Multiple Beamforming with Perfect Coding
当发射机和接收机都知道信道状态信息（CSI）时，在多输入多输出（MIMO）系统中通常使用采用奇异值分解（SVD）的波束成形技术。在没有信道编码的情况下，在全分集和全复用之间存在折衷。当添加信道编码时，只要码率Rc和所使用的子信道的数目S满足条件RcS<=1，就可以实现这两者。通过添加适当设计的星座预编码器，对于未编码系统和编码系统两者，可以实现全分集和全复用两者，其中具有更高的解码复杂度的折衷，例如，完全预编码多波束成形（FPMB）和具有完全预编码的比特交织编码多波束成形（BICMB-FP），而没有条件RcS<=1。完美空时分组码（PSTBC）是一种全速率全分集空时码，可实现MIMO系统的高效成形和高编码增益。本文介绍了一种新的波束形成技术--比特交织编码多波束形成与完美编码（BICMB-PC）。BICMB-PC通过卷积编码SVD系统传输PSTBC。与BICMB-FP类似，BICMB-PC实现了全分集和全复用，其性能与BICMB-FP几乎相同。BICMB-PC的优点在于，它可以提供比BICMB-FP低得多的解码复杂度，因为对于2维和4维的BICMB-PC，接收信号的实部和虚部可以被分离，并且仅需要与编码比特相对应的部分来获取维特比解码器的一个比特度量。
2012-08-15 cs.IT math.IT
User Scheduling and Passive Beamforming for FDMA/OFDMA in Intelligent Reflection Surface
大多数关于智能反射表面（IRS）的现有工作仅仅考虑点对点通信，包括单个用户，以便于分析。然而，实际的无线系统需要同时容纳多个用户。由于缺乏频率选择性反射，即相移的集合在频率子信道上不能不同，IRS的集成对诸如频分多址（FDMA）和被称为正交FDMA（OFDMA）的广泛采用的技术的频率复用方法提出了根本性的挑战。这促使我们研究基于（O）FDMA的多用户IRS通信，以阐明在这种非频率选择性反射环境下，哪种用户调度和被动波束形成是有利的。理论分析和数值计算表明，当用户数较少时，（O）FDMA不需要用户调度。如果用户数量变大，则用户调度和IRS反射优化都不是必需的。这些发现有助于大幅简化基于（O）FDMA的IRS通信的设计。
2023-03-16 cs.IT eess.SP math.IT
Analysis and Augmented Spatial Processing for Uplink OFDMA MU-MIMO Receiver with Transceiver I/Q Imbalance and External Interference
研究了正交频分复用（OFDM）系统中同相/正交（I/Q）不平衡情况下的接收机（RX）信号处理。我们扩展了通常报告的单用户研究的上行链路基于OFDMA的多用户MIMO，同时在频域和空间域的用户复用。我们还结合了多个外部建模器，用于对异构网络中的挑战性条件进行建模。在信号处理的发展中，我们利用增强的子载波处理，其处理每个子载波联合其对应的图像子载波，并联合跨RX天线。此外，我们得到一个增强的LMMSE RX。该新方法将I/Q不平衡缓解、干扰抑制和数据流分离集成到单个处理阶段中，从而避免了单独的收发器校准。我们的数值计算结果表明，信号与干扰加噪声比和符号出错率的任意数据流后RX处理作为不同的系统参数的函数。每子载波处理的I/Q不平衡下，遭受严重，并特别敏感的外部干扰，而增强的方法提供了有效的数据流分离和干扰抑制。最后，我们将研究扩展到大规模MIMO框架，并表明每个子载波处理仍然遭受性能下降，而增强的方法可以充分利用阵列增益。
2016-02-25 cs.IT math.IT
Low-Subpacketization Multi-Antenna Coded Caching for Dynamic Networks
多天线编码缓存将与网络中的总缓存大小成比例的全局缓存增益与源于多个发射天线的附加空间复用增益相结合。然而，经典的集中式编码缓存方案不适合动态网络，因为它们需要用户数量的先验知识来指示在放置阶段期间应该在每个用户处缓存什么数据。另一方面，完全分散的方案只有在用户数量非常大的情况下才能提供与集中式方案相当的收益。在本文中，我们提出了一种新的多天线编码的动态网络的缓存方案，而不是定义个人的缓存内容，我们将用户与一组有限的预定义的缓存配置文件。然后，在交付阶段，我们的目标是实现一个组合的缓存和空间复用增益，在很大程度上与完全集中式方案的理想情况下。由此产生的方案施加小的子分组化和波束成形开销，在动态网络条件下是鲁棒的，并且与集中式方案相比，引起小的有限SNR性能损失。
2021-11-15 cs.IT math.IT
Optimization Framework and Graph-Based Approach for Relay-Assisted Bidirectional OFDMA Cellular Networks
本文考虑了一种中继辅助的双向蜂窝网络，其中基站（BS）与每个移动站（MS）使用OFDMA的上行链路和下行链路进行通信。我们的目标是通过探索网络在各个维度（包括用户、子载波、中继和双向流量）的全部潜力来提高整体系统性能。在这项工作中，我们首先介绍了一种新的三时隙时分双工（TDD）传输协议。该协议统一了直接传输，单向中继和网络编码的双向中继之间的BS和每个MS.使用建议的三时隙TDD协议，然后，我们提出了一个优化的资源分配框架，以实现以下收益：合作分集（通过中继选择），网络编码增益（通过双向传输模式选择），和多用户分集（通过子载波分配）。我们将该问题表述为一个组合优化问题，它是NP完全的。为了使其更易于处理，我们采用了基于图的方法。我们首先建立了原问题与图论中的最大权团问题之间的等价关系。然后，采用基于任意蚁群优化（ACO）的元启发式算法在多项式时间内求解。仿真结果表明，该协议与蚁群优化算法一起显著提高了系统的总吞吐量。
2010-09-02 cs.IT cs.NI math.IT
Spectral and Energy Spectral Efficiency Optimization of Joint Transmit and Receive Beamforming Based Multi-Relay MIMO-OFDMA Cellular Networks
首先提出了一种基于联合发射接收波束赋形的多中继多输入多输出正交频分多址（MIMO-OFDMA）蜂窝网络传输协议。然后，我们解决了相关的网络范围内的频谱效率（SE）和能量频谱效率（ESE）的优化问题。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，这些信道基本上是空间复用的。因此，这些有效的MISO信道被称为空间复用分量（SMC）。为了提高SE/ESE的性能，SMC进行分组使用一对建议的分组算法。第一个是最佳的，在这个意义上，它详尽地评估所有可能的SMC的组合，满足半正交性标准和其他相关的系统约束，而第二个是一个较低的复杂度的替代方案。对应于这两种分组算法，分别建立了一对SE和ESE最大化问题，从而得到每个子载波块的最优SMC组和最优功率控制变量。这些优化问题被证明是凹的，并采用对偶分解方法获得其解决方案。依靠这些优化解决方案，表征了各种系统参数对可达到的SE和ESE的影响。特别是，我们证明了在一定条件下，较低的复杂性SMC分组算法实现了90%的SE/ESE达到基于穷举搜索的最佳分组算法，而征收低至3.5%的后者计划的计算复杂性。
2014-07-29 cs.IT math.IT
Multicast and Unicast Superposition Transmission in MIMO OFDMA Systems with Statistical CSIT
针对仅具备统计CSIT的MIMO OFDMA下行系统，本文提出多播与单播叠加传输及资源分配算法，证明其DoF优势并通过5G农村宏小区仿真验证网络吞吐量增益。
2023-09-29 cs.IT math.IT
Optimum Power and Rate Allocation for Coded V-BLAST
提出了一种在保持速率接近系统容量的同时，最小化编码空间复用系统中断概率的分析框架。在此基础上，给出了编码V-BLAST结构的最优功率和速率分配策略，并对其性能进行了分析。提出了一种分数注水算法，该算法可以优化编码V-BLAST的容量和中断概率。紧凑，封闭形式的平均功率的最佳分配的表达式。平均功率的均匀分配被证明是接近最佳的在中等到高SNR的编码V-BLAST与平均速率分配（当每个流的速率被设置为匹配每个流的容量）。报告的结果也适用于多用户检测和信道均衡依赖于连续干扰消除。
2009-02-02 cs.IT math.IT
Concurrent Coded Signal-Multiplexing Ranging for Half-Duplex Asynchronous Networks
Tsinghua University（清华大学）；Beijing National Research Center for Information Science and Technology, Tsinghua University（清华大学北京信息科学与技术国家研究中心）
针对信号复用网络测距顺序操作导致周期线性增长的问题，提出并发编码框架，通过二进制码字协调并发传输，实现轮次对数增长，并设计低复杂度调度算法，仿真验证有效性。
2026-09-29 cs.IR cs.IT cs.SY
Error Rate Analysis for Coded Multicarrier Systems over Quasi-Static Fading Channels
本文提出了两种方法来近似编码多载波系统的性能工作在频率选择性，准静态衰落信道与非理想交织。第一种方法是基于近似的性能的系统在每个实现的信道，并适合于获得这种类型的系统的中断性能。第二种方法是基于频域信道增益的相关矩阵的知识，并且可以用于直接获得平均性能。这两种方法都适用于采用正交幅度调制（QAM）的卷积编码交织系统。作为例子，这两种方法被用来研究性能的多频带正交频分复用（OFDM）的建议，高数据速率超宽带（UWB）通信。
2006-03-31 cs.IT math.IT
Error Performance of Coded AFDM Systems in Doubly Selective Channels
本文研究了双选择性信道下编码 AFDM 系统的误码性能，推导了条件成对错误概率与编码增益，揭示了分集增益与编码增益的权衡关系，并提出近最优 Turbo 译码器，证实其优于 OFDM 和 OTFS。
2023-11-27 cs.IT eess.SP math.IT
An Outage Exponent Region based Coded f-Matching Framework for Channel Allocation in Multi-carrier Multi-access Channels
多载波多址技术在未来的无线通信系统中被广泛采用，例如IEEE 802.16m和3GPP LTE-A。多载波多接入信道中的信道资源分配问题，可以在保证QoS的前提下，极大地提高系统的吞吐量，因而受到学术界和工业界的广泛关注。然而，缺乏一个分析框架，一个全面的性能指标，这样就很难充分发挥潜力的信道分配。本文将提出一个解析编码的fmatching框架，其中的中断指数区域（OER）将被定义为性能度量。OER决定了在整个SNR范围内所有用户之间中断性能的关系，当SNR趋于无穷大时，OER收敛到分集复用区域（DMR）。为了实现最佳的OER和DMR，随机二分图（RBG）的方法，仅取决于1比特CSI，将被提出来制定这个问题。基于RBG公式，最佳频域编码的最大f-匹配方法，然后提出。通过分析基于RBG的编码f-匹配的组合结构与鞍点近似的帮助下，每个用户的中断概率，OER，和DMR将推导出封闭形式的公式。将示出所有用户根据其速率要求共享总复用增益，同时实现全频率分集，即，最佳OER和DMR。基于并行计算原理，提出了一种具有对数多项式复杂度的并行顶点扩展随机旋转Hopcroft-Karp（PVER 2 HK）算法。仿真结果不仅验证了理论推导的正确性，而且显示了显著的性能增益。
2013-07-17 cs.IT math.IT
Delay Analysis of Spatially-Coded MIMO-ZFBF with Retransmissions in Random Networks
针对低移动泊松双极网络，在视距/非视距（LOS/NLOS）路径损耗模型下，研究了重复重传（RR）和阻塞增量冗余（B-IR）问题。我们考虑空间编码的多输入多输出（MIMO）迫零波束成形（ZFBF）复用系统，其中分组成功接收基于MIMO系统的空间维度上的聚合数据率来确定。在这种低移动配置中重传性能的表征实际上是重要的，但由于重传之间的实质性速率相关性和评估聚合数据率的概率密度函数（pdf）的棘手性而固有地复杂。采用随机几何的工具，我们首先刻画了这两种方案的速率相关系数（RCC）。我们的研究结果表明，与RR方案相比，B-IR方案具有更高的RCC，其覆盖概率大得多。我们证明了覆盖概率和RCC之间的点状竞争导致B-IR的平均传输延迟（MTD）变得小于或大于RR方案的MTD。最后，我们开发了一个数值近似的MTD，并评估的有效空间吞吐量（EST），这是倒数的MTD，RR和B-IR计划。我们的数值结果突出了致密化，复用增益，块长度和节点的活动因子之间的基本权衡。我们进一步观察到，对于密集网络，1）LOS分量是相当有助于增强EST; 2）B-IR方案的EST可以远高于RR方案; 3）当多普勒扩展存在时，它可以改善B-IR的MTD，而它对RR的MTD没有任何有意义的影响。
2019-01-30 cs.IT math.IT
Comparative Study of Open-loop Transmit Diversity Schemes for Four Transmit Antennas in Coded OFDM Systems
在四天线编码正交频分复用（OFDM）系统中，比较了四种开环发射分集方案，即循环延迟分集（CDD）、空时分组码（STBC，使用Alamanti码）与CDD、准正交空时分组码（QO-STBC）和最小译码复杂度QOSTBC（MDC-QOSTBC）。我们表明，在低码率的编码系统中，由于相移分集与信道编码提供的额外的分集，二阶空间发射分集的方案可以达到类似的性能与四阶空间发射分集。此外，我们还比较了上述四种方案的解码复杂度和其他特性，如对训练信号的要求，混合自动重传请求（HARQ）等。本文的讨论可以很容易地应用于未来的无线通信系统，如超过3G的移动系统，IEEE 802.11无线局域网，或IEEE 802.16 WiMAX，其使用多于两个发射天线和OFDM。
2008-06-23 cs.IT math.IT
Open-Loop Spatial Multiplexing and Diversity Communications in Ad Hoc Networks
研究了时隙ALOHA介质访问控制（MAC）的adhoc网络中开环多天线点对点链路的性能。我们考虑空间复用传输与线性最大比合并和迫零接收机，以及正交空时分组码传输。新的封闭形式的表达式推导出中断概率，吞吐量和传输容量。我们的研究结果表明，最佳性能的计划和最佳数量的发射天线取决于不同的网络参数，如节点强度和信号干扰噪声比的操作值。然后，我们比较的性能，由单天线设备和一个理想化的完全集中协调的MAC网络。这些结果表明，多天线方案与一个简单的分散时隙ALOHA MAC可以优于甚至理想化的单天线网络在各种实际情况下。
2010-09-17 cs.IT math.IT
Coded OFDM by Unique Word Prefix
本文提出了一种新的正交频分复用（OFDM）发射信号结构和调整优化接收机。代替传统的循环前缀，我们使用一个确定性的序列，我们称之为唯一字（UW），作为保护间隔。我们展示了如何独特的话，这已经很好地研究了单载波系统的频域均衡（SC/FDE），也可以在OFDM符号。由于唯一字表示已知序列，所以它们可以有利地用于同步和信道估计目的。此外，所提出的方法在子载波序列内引入了复数Reed-Solomon（RS-）码结构。这允许RS解码或在接收器处的迫零级之后应用高效维纳平滑器。我们提出了在室内多径环境中的仿真结果，以突出所提出的方案的优点。
2010-01-08 cs.IT math.IT
On the Identification of SM and Alamouti Coded SC-FDMA Signals: A Statistical-Based Approach
信号识别代表了接收机识别信号类型及其参数的任务，其应用于军事和商业通信。本文研究了单天线接收机接收单载波频分多址（SC-FDMA）信号时，空间复用（SM）和阿拉姆（AL）空时分组码（STBC）的识别问题。我们开发了一个判别功能的基础上接收信号的四阶统计，以及一个恒定的虚警率决策标准，它依赖于统计特性的特征估计。此外，我们提出的理论性能分析所提出的识别算法。该算法不需要信道或噪声功率估计、调制分类和块同步。仿真结果表明了该算法的有效性，以及与理论分析非常吻合。
2016-12-12 cs.IT math.IT
Bit-Interleaved Coded Multiple Beamforming with Perfect Coding in Massive MIMO Systems
本文研究了在毫米波大规模多输入多输出（MIMO）系统中采用理想编码的比特交织编码多波束形成（BICMB），以获得最大的分集增益和复用增益。使用BICMB的完美编码使我们能够做到这一点。我们表明，通过使用BICMB和完美的编码，分集增益变得独立于发送数据流的数量和在每个远程天线单元（RAU）在发送器和接收器的天线的数量。假设发射机和接收机都知道完美的信道状态信息（CSI），并且天线数量趋于无穷大。后一种假设可以通过每个RAU中的大量天线来放松，类似于所有大规模MIMO研究的情况。仿真结果表明，当满足理想信道状态信息假设时，采用理想编码的BICMB可以得到分析预测的分集增益值。
2020-05-05 cs.IT math.IT
Optimal Fairness Scheduling for Coded Caching in Multi-AP Multi-antenna WLAN
针对多AP多天线WLAN中的编码缓存传输问题，提出减少干扰链路与消除流间干扰两种资源利用方法，并通过仿真比较其吞吐量性能。
2023-12-06 cs.IT math.IT
Error Rate Analysis for Coded Multicarrier Systems over Quasi-Static Fading Channels
最近的几个标准，例如IEEE 802.11a/g、IEEE 802.16和用于高数据速率超宽带（UWB）的ECMA多带正交频分复用（MB-OFDM），在准静态衰落信道上采用比特交织卷积编码的多载波调制。由于缺乏适当的出错率分析技术，这种流行的系统和信道模型，我们提出了两种新的分析方法的比特出错率（BER）估计的编码多载波系统工作在频率选择性准静态信道与非理想交织。在第一种方法中，针对信道的每个实现计算系统的近似性能，这适合于获得中断BER性能（例如，MB-OFDM系统的常见性能测量）。第二种方法假设瑞利分布的频域子载波信道增益和知识，它们的相关矩阵，可以用来直接获得平均BER性能。这两种方法都适用于采用正交幅度调制（QAM）的卷积编码交织多载波系统，并且还能够考虑窄带干扰（建模为音调干扰的总和）。为了说明所提出的分析的应用，这两种方法被用来研究音调干扰受损的MB-OFDM系统的性能。
2006-06-20 cs.IT math.IT
A Non-Orthogonal Distributed Space-Time Coded Protocol Part II-Code Construction and DM-G Tradeoff
这是两部分系列论文的第二部分。本文针对第一部分提出的广义非正交放大转发（GNAF）协议，提出了一种新的基于坐标交织正交设计（CIOD）的分布式空时码族的构造方法，从而降低了目的端的最大似然（ML）译码复杂度。此外，它建立了最近提出的Toeplitz空时码，以及空时分组码（STBC）的循环划分代数可以在GNAF协议中使用。最后，GNAF协议的最佳分集复用增益（DM-G）的折衷的下界的建立，它表明，这个界渐近地接近发射分集界的中继的数量和信道使用的数量的增加。
2006-10-29 cs.IT math.IT
Time-Varying Space-Only Codes for Coded MIMO
多天线（MIMO）设备被广泛用于提高可靠性和信息比特率。对于发射端未知的信道状态信息和最大速率，最佳的出错率性能（全分集和大的编码增益）可以通过近似通用的空时码来实现，但是以大的检测复杂度为代价，对于大多数实际系统来说是不可行的。我们提出了一种新的编码调制模式：纠错外码与空间，但随时间变化的预编码器（作为内码）。我们称后者为遍历互信息（EMI）码。EMI码实现了最大的复用增益，并根据中断概率证明了全分集。与大多数文献相反，我们的工作不是基于优雅但困难的经典代数MIMO理论。相反，利用MIMO和并行信道之间的关系。通过对LDPC编码系统的中断概率和字出错率的数值仿真，证实了全分集的理论依据。在低检测复杂度下的全分集和全速率是以接近1的外编码速率的小的编码增益损失为代价的，但是这种损失随着编码速率的降低而消失。
2012-05-11 cs.IT math.IT
Blind Identification of SM and Alamouti STBC-OFDM Signals
提出了一种有效的空间复用（SM）和阿拉姆（AL）编码正交频分复用（OFDM）信号识别算法。利用来自不同天线的接收信号之间的互相关来提供区分特征以识别SM-OFDM和AL-OFDM信号。该算法既不需要估计信道系数和噪声功率，也不需要对发射信号进行调制。此外，它不需要空时分组码（STBC）或OFDM块同步。通过大量的仿真实验证明了该算法的有效性，在存在不同的传输损伤，如时间和频率偏移，多普勒频率，空间相关衰落。
2016-12-09 cs.IT math.IT
Low-Complexity High-Performance Cyclic Caching for Large MISO Systems
已知多天线编码高速缓存将与在网络上发现的累积高速缓存大小成比例的全局高速缓存增益与源于使用多个发射天线的附加空间复用增益组合。然而，仔细观察揭示了两个严重的瓶颈;众所周知的指数子分组化瓶颈，大大降低了性能时，通信的文件大小是有限的，和相当大的优化复杂性波束成形多播消息时，SNR是有限的。在这里，我们提出了一个全新的缓存方案，称为\emph{cyclic multi-antenna coded caching}，其独特的结构允许在许多发射天线的关键政权的上述瓶颈的决议。对于这种制度，其中复用增益可以超过编码增益，我们的新算法是第一个实现精确的一次性线性最佳DoF的子分组复杂度，仅与用户数量呈线性关系，并且第一个受益于允许利用上行链路-下行链路二元性的多播结构，以产生优化的波束形成器超快。最后，我们的新解决方案为有限SNR，有限文件大小和许多用户的网络提供了出色的性能。
2021-10-11 cs.IT math.IT
Non-Systematic Complex Number RS Coded OFDM by Unique Word Prefix
在本文中，我们扩展了我们最近推出的概念UW-OFDM（唯一字正交频分复用）。在UW-OFDM中，循环前缀（CP）被确定性序列（所谓的唯一字（UWs））替换。通过适当地加载一组冗余子载波来生成UW。由此，以相当自然的方式引入系统复数里德所罗门（RS）码构造，因为RS码可以被定义为向量的集合，对于该向量，在另一个域w.r.t.离散傅立叶变换。(For不为零的固定块，即，UW，生成RS码的陪集码。原始系统编码UW-OFDM概念中的剩余问题是冗余子载波符号不成比例地贡献平均OFDM符号能量的事实。在本文中，我们介绍了非系统编码的UW-OFDM的概念，其中的冗余不再分配给专用的子载波，但分布在所有的子载波。我们得到最佳的复值代码生成器矩阵匹配的BLUE（最佳线性无偏估计）和LMMSE（线性最小均方误差）的数据估计，分别。借助仿真，我们突出了优越的频谱特性和优越的BER（误码率）性能的非系统编码UW-OFDM相比，系统编码UW-OFDM以及CP-OFDM在AWGN（加性高斯白噪声）和频率选择性环境。
2012-12-06 cs.IT math.IT
Coded Caching in Fog-RAN: b-Matching Approach
雾无线接入网（Fog-RAN）将缓存和计算能力推向网络边缘，通过精心设计的缓存放置和内容替换算法，能够高效地向用户提供内容。本文将针对Fog-RAN中的编码缓存，从传输方案设计和编码参数优化两个方面进行研究，其中内容分发的可靠性，即，内容中断概率被用作性能度量。该问题将被表述为一个复杂的多目标概率组合优化问题。然后提出一种新的最大b-匹配方法来获得具有公平性约束的Pareto最优解。基于快速消息传递方法，提出了一种低内存占用的分布式算法，其内存占用率为O（M + N），其中M为用户数，N为Fog-AP数。虽然通常很难推导出最优解的封闭式公式，但也将获得内容中断概率的近似公式作为编码参数的函数。通过定义和推导中断指数区域（OER）和分集复用区域（DMR），可以获得渐进最优编码参数。仿真结果验证了理论推导的正确性，并验证了所提出的方法的中断性能。因此，本文不仅提出了一种实用的分布式编码缓存Fog-AP选择算法，而且提供了一个系统的方法来评估和优化Fog-RAN的性能。
2019-01-22 cs.IT math.IT
Bit-Interleaved Coded Multiple Beamforming in Millimeter-Wave Massive MIMO Systems
本文利用比特交织编码多波束形成（BICMB）对毫米波（mmWave）大规模多输入多输出（MIMO）系统进行了渐近分集分析。首先，研究了在发射机处采用$M_t$天线子阵列并且在接收机处采用$M_r$天线子阵列的单用户毫米波系统。发射机和接收机中的每个天线子阵列分别具有$N_r$和$N_t$天线。我们建立了一个定理的分集增益时，在每个远程天线单元（RAU）的天线数趋于无穷大。基于该定理，具有BICMB的分布式系统实现了$L_t=\sum_{i,j}L_{ij}$的全空间复用和$\frac{\left(\sum_{i,j}β_{ij}\right)^2}{\sum_{i,j}β_{ij}^2L_{ij}^{-1}}$的全空间分集，其中$L_{ij}$是传播路径的数目，$β_{ij}$是发射机中的第$i$ RAU和接收机中的第$j$ RAU之间的大尺度衰落系数。该结果表明，可以通过增加RAU的数量来增加系统中的分集增益。仿真结果表明，在满足理想信道状态信息假设的情况下，BICMB的使用提高了系统的分集增益。
2019-03-14 cs.IT math.IT
On the Achievable Diversity-Multiplexing Tradeoffs in Half-Duplex Cooperative Channels
在本文中，我们提出了新的合作传输协议的延迟有限的相干衰落信道组成的N（半双工和单天线）的合作伙伴和一个小区站点。在我们的工作中，我们区分中继，合作广播（下行链路），合作多址（上行链路）信道。对于中继信道，我们研究了两类合作方案，即放大和转发（AF）协议和解码和转发（DF）协议。对于第一类，我们建立了一个上限上实现的分集复用的权衡与一个单一的中继。然后，我们构建了一个新的AF协议，达到这个上限。该算法扩展到一般情况下，N-1中继，它被证明优于空时编码协议的Laneman和Warenell，而不需要解码/编码的中继。对于这类DF协议，我们提出了一种动态解码转发（DDF）协议，该协议在复用增益0 < r < 1/N的情况下实现了最优折衷。此外，与一个单一的中继，DDF协议示出占主导地位的AF协议的所有复用增益的类。DDF协议的优越性在协作广播信道中表现得更为明显。这种情况是相反的合作多址信道，我们提出了一个新的AF协议，实现了所有复用增益的最佳权衡。在这三种情况下，所提出的协议的一个显著特征是它们不依赖于正交子空间，从而允许更有效地利用资源。事实上，使用我们的研究结果可以说，以前提出的协议的次优源于他们使用的正交子空间，而不是半双工约束。
2005-06-07 cs.IT math.IT
Low-Subpacketization MIMO Coded Caching with Flexible Stream Allocation
University of Oulu（奥卢大学）
针对多天线无线网络中编码缓存的子包化问题，提出一种低复杂度MIMO编码缓存方案，通过虚拟广播信道分解和共享缓存模型扩展，实现灵活速率适配并大幅降低子包化需求。
2026-10-06 cs.IT eess.SP math.IT
Adding transmitters dramatically boosts coded-caching gains for finite file sizes
在$K$ -用户BC中的编码缓存的上下文中，我们的工作揭示了令人惊讶的事实，即具有多个（$L$）发射天线，通过将所需的子分组减少到大约其$L$ th根，从而通过高达$L$的乘法因子来提升实际DoF，从而显著改善了编码缓存的长期子分组化瓶颈。在渐近条件下，这表明，只要$L$与理论缓存增益成比例，则完全累积（复用+完全缓存）增益是通过恒定的子分组化实现的。在任何已知的设置中，这是第一次在有限的文件大小约束下出现无限的缓存增益。这里实现的高速缓存增益比先前在任何单天线或多天线完全连接设置中经历的任何高速缓存增益高多达$L$倍，因此提供了对先前已知将高速缓存增益硬绑定到小常数的子分组化问题的倍增缓解。所提出的方案是实用的，它适用于所有值的$K,L$和所有的缓存大小。该方案的增益在实践中显示：例如，对于$K=100$，当$L=1$时，在原始编码缓存算法下，$G=10$的理论缓存增益将需要子分组化$S_1 = \binom{K}{G}= \binom{100}{10} > 10^{13}$，而如果添加额外的发射天线，则子分组化先前已知匹配或超过$S_1$。现在对于$L=5$，我们的方案提供了理论上的（无约束的）累积DoF $d_L = L+G = 5+10=15$，具有子分组化$S_L=\binom{K/L}{G/L} =\binom{100/5}{10/5} = 190$。这项工作扩展到多服…
2018-02-09 cs.IT math.IT
Energy Efficient RAN Slicing and Beams Selection for Multiplexing of Heterogeneous Services in 5G mmWave Networks
针对5G毫米波下行网络中eMBB与URLLC业务的资源复用问题，提出基于双循环迭代的RAN切片与波束选择方法，在速率与时延约束下最大化能量效率，性能优于基线算法。
2023-06-13 cs.IT eess.SP math.IT
Asymmetric Stream Allocation and Linear Decodability in MIMO Coded Caching
University of Oulu（奥卢大学）
本文研究了一种单次线性可解的MIMO缓存交付，允许任意用户流分配。通过推导一个流数可解条件，扩展了对称公共流可行性规则，并开发了一种贪心多播调度程序，实现非对称流分配，从而提高DoF的粒度并提升有限SNR对称速率。
2026-09-16 cs.IT eess.SP math.IT
Performance of Turbo Coded OFDM Under the Presence of Various Noise Types
电信系统使用载波以便通过电缆或无线地传输信息。如果每次只发送一个载波，则系统的信号将不能免受频率选择性衰落的影响。如果频率选择性衰落包括系统的工作频率，则将不建立无线链路。正交频分复用（OFDM）是解决信号间干扰和频率选择性衰落的主要方法。许多载波可以通过将快速信息流分成较慢的数据序列来产生。不同的正交频率携带较慢的数据序列。Turbo码的使用可以进一步提高系统的性能。Turbo码使系统具有更好的抗噪声能力，误码率更高。本文提出了一种基于PCCC技术的Turbo编码OFDM方案，在信道中包含AWGN、相位噪声、瑞利衰落、莱斯衰落和多普勒频移。
2018-06-28 cs.IT eess.SP math.IT
Joint Subcarrier and CPU Time Allocation for Mobile Edge Computing
在移动边缘计算系统中，移动设备可以将计算密集型任务卸载到附近的云，以节省能源并延长电池寿命。与成熟的云不同，小云是部署在无线接入点的小规模数据中心，因此受到无线电和计算资源的高度限制。在本文中，我们表明，单独优化的计算或无线电资源的分配，因为大多数现有的作品，是高度次优的：计算资源的拥塞导致无线电资源的浪费，反之亦然。为了解决这个问题，我们提出了一个联合调度算法，协调分配无线电和计算资源。具体来说，我们认为一个cloudlet在正交频分复用接入（OFDMA）系统与多个移动设备，在那里我们研究子载波分配的任务卸载和CPU时间分配的cloudlet任务执行。仿真结果表明，该算法明显优于单资源优化，容纳更多的卸载请求，同时实现显着的节能。
2016-08-23 cs.IT math.IT
Orthogonal Time Frequency Space Modulation -- Part II: Transceiver Designs
本教程分为三部分，第一部分介绍了正交时频空间（OTFS）调制的基本概念和挑战。在第二部分中，我们概述了OTFS系统的最新收发器设计，特别关注循环前缀（CP）设计、窗口设计、脉冲整形、信道估计和信号检测。此外，我们分析了OTFS调制的性能，包括分集增益和可达速率。具体而言，比较仿真，以评估不同的OTFS检测方案的错误性能，和编码OTFS系统的编码正交频分复用（OFDM）系统的优势进行了研究。
2022-09-12 cs.IT eess.SP math.IT
Bit-Interleaved Coded Multiple Beamforming in Millimeter-Wave Massive MIMO Systems
分析了毫米波大规模多输入多输出（MIMO）系统中比特交织编码多波束形成（BICMB）方法在单用户和多用户情况下的分集增益。我们表明，分集增益是独立的数据流的数量和完整的空间复用顺序可以实现在这两种情况下。此外，我们表明，在多用户的情况下的分集增益是独立的系统中的用户的数量，只取决于在发送端的远程天线单元（RAU）的数量，当每个用户只有一个RAU。这里的假设是信道状态信息（CSI）在发射机和接收机的两侧是已知的，并且每个RAU中的天线的数量趋于无穷大。后一种假设可以通过每个RAU中的大量天线来放松，类似于所有大规模MIMO研究的情况。基于这些假设，单用户场景的分集增益是$\frac{\left(\sum_{i,j}β_{ij}\right)^2}{\sum_{i,j}β_{ij}^2L_{ij}^{-1}}$，其中$L_{ij}$是传播路径的数量，而$β_{ij}$是发射机中的第$i$ RAU与接收机中的第$j$ RAU之间的大尺度衰落系数。在多用户情况下，第$k$个用户的分集增益是$\frac{M^2}{\sum_{j}L_{kj}^{-1}}$，其中$M$表示发射机处的RAU的数量。仿真结果表明，当满足理想信道状态信息假设时，BICMB的使用导致了分析预测的分集增益值。
2019-11-12 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
A Global Coding Scheme for OFDM over Finite Fields
本文提出基于有限域的OFDM全局编码方案，利用素数长度循环码及Hadamard等价物作为子载波，通过Galois傅里叶变换实现全局复用，生成QC-LDPC码，提升多用户通信可靠性与解码效率。
2026-05-11 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
Asynchronous MIMO-OFDM Massive Unsourced Random Access with Codeword Collisions
本文针对异步MIMO-OFDM大规模免授权随机接入中的TO/CFO和码字冲突问题，提出基于双重稀疏性的消息传递稀疏贝叶斯学习算法和多时隙图算法，实现信道与偏移估计及数据恢复性能的显著提升。
2024-10-10 cs.IT eess.SP math.IT
Power-Bandwidth Tradeoff in Dense Multi-Antenna Relay Networks
我们考虑了一个密集衰落多用户网络，其中多个有源多天线源-目的地对终端通过一个大的公共集合的$K$多天线中继终端在全空间复用模式下同时通信。我们使用香农理论的工具来分析能量效率和频谱效率之间的权衡（称为功率带宽权衡）在有意义的渐近制度的信噪比（SNR）和网络规模。我们设计了线性分布式多天线中继波束形成（LDRB）计划，利用多用户干扰的空间特征，并在源和中继传输的系统范围内的功率约束下，表征其功率带宽权衡。多个用户，多个中继和多个天线上的高和低SNR制度的关键性能指标的影响进行了研究，以揭示新的光功率和带宽的要求，通过使用这种实际的中继合作技术的可能减少。我们的研究结果表明，由分布式中继波束成形技术支持的点对点编码多用户网络产生增强的能量效率和频谱效率，并且具有适当的信令和足够的天线自由度，可以实现渐进最优的功率-带宽折衷，具有最佳可能性（即，如在割集边界中）$K^{-1}$的能量缩放以及对于大量中继终端在任何SNR下的最佳可能频谱效率斜率。
2007-02-02 cs.IT math.IT
