RIS-Aided Offshore Communications with Adaptive Beamforming and Service Time Allocation
可重构智能表面（RISs）可以有意地调整入射波的相位，在重构信号传播以提高性能方面显示出巨大的潜力。在本文中，我们研究了RIS辅助的离岸系统，以提供具有成本效益的高速数据服务。船载RIS被放置在海上，以提高在船舶的信号质量，和沿海基站配备了低成本的可重构反射阵列（RRA），而不是传统的昂贵的全数字天线阵列（FDAA），以降低硬件成本。为了满足多样化海上活动的速率需求，通过联合优化波束形成方案和分配给各船的服务时间，研究有效和速率（ESR）。最优分配方案的推导，并开发了一个有效的固定点的交替上升方法，以获得一个次优解的非凸波束形成问题。数值结果表明，ESR是相当大的改善与援助的RIS，和所提出的计划使用hardwareefficient RRA只有轻微的性能损失相比，其FDAA为基础的同行。
2019-11-08 eess.SP
Learning Energy-Efficient Hardware Configurations for Massive MIMO Beamforming
针对大规模 MIMO 系统中发射机架构优化的非凸问题，提出基于无监督深度学习的方法设计全数字与混合波束成形硬件配置，在仅使用不完美 CSI 训练下有效提升了能效并降低了复杂度。
2023-08-11 eess.SP
Two-Layer Microwave Linear Analog Computer (MiLAC)-aided Multi-user MISO Networks
ShanghaiTech University（上海科技大学）；University of Oulu（奥卢大学）；Imperial College London（帝国理工学院）
本文提出双层MiLAC辅助波束成形架构，证明其性能与数字波束成形相同，并通过优化框架实现功率分配和散射矩阵的联合优化。
2026-04-27 eess.SP
On Chernoff Lower-Bound of Outage Threshold for Non-Central $χ^2$-Distributed MIMO Beamforming Gain
针对极端中断概率下MIMO系统中断阈值求解难的问题，本文推导了基于切尔诺夫不等式的中断阈值下界Cher-LB，并将其用于一阶马尔可夫时变信道下的波束成形增益预测，可在保障可靠性的同时提升能量效率。
2023-08-24 eess.SP
Trade-offs in Reliability and Performance Using Selective Beamforming for Ultra-Massive MIMO
针对超大规模MIMO系统，提出一种结合天线健康信息的阵列选择准则，采用对偶近端梯度上升法求解稀疏阵列选择问题，在保证用户最小速率需求下实现比例公平，揭示了稀疏性权重γ对频谱效率、通信速率、波束成形矩阵密度和天线可靠性的权衡影响。
2026-06-07 eess.SP
Distortion-Aware Hybrid Beamforming for Integrated Sensing and Communication
本文针对非线性功率放大失真下的部分连接ISAC系统，提出失真感知混合波束成形设计，通过流形优化、闭式解和分解算法联合最大化通信速率与感知互信息，数值结果验证其性能优于传统方法。
2025-07-18 eess.SP
A Unified Beamforming and A/D Self-Interference Cancellation Design for Full Duplex MIMO Radios
本文针对复杂度较低的全双工多输入多输出（MIMO）系统，提出了一种结合模拟和数字（A/D）自干扰消除的数字发射和接收波束形成的联合设计方案。我们利用最近提出的多抽头模拟消除器架构，其抽头的数量不与收发器天线的数量成比例，并考虑实际的发射机损伤的全双工操作。特别地，通过相关的现实模型假设发射机IQ不平衡和非线性功率放大。为了将残留的线性和非线性自干扰信号抑制在本底噪声以下，提出了一种新的数字自干扰抵消技术，该技术结合了模拟抽头和数字波束形成器的配置。从现有技术的状态，我们设计导频辅助估计的所有涉及的无线信道。我们代表性的Monte Carlo仿真结果表明，我们的统一全双工MIMO设计具有更高的自干扰消除能力与更少的模拟抽头相比，现有的技术，从而提高可实现的速率和误码性能。
2019-06-25 eess.SP
Dual-Polarized Reconfigurable Intelligent Surface Assisted Broad Beamforming
本文提出利用双极化RIS及Golay互补序列对实现宽波束赋形，以均匀覆盖宽角度区域，并给出从小型RIS扩展至大型RIS的构造方法，数值结果验证了覆盖性能的显著提升。
2023-11-12 eess.SP
Joint Beamforming and Antenna Design for Near-Field Fluid Antenna System
本文研究近场通信中流体天线系统的能量效率最大化问题，提出基于交替优化的联合波束成形与天线位置设计方法，并通过仿真验证其性能提升。
2024-11-25 eess.SP
Manifold Optimization Methods for Hybrid beamforming in mmWave Dual-Function Radar-Communication System
作为一种低成本的替代方案，模拟和数字混合波束形成结构是一种很有前途的毫米波系统方案。针对毫米波双功能雷达通信（DFRC）系统，研究了部分连接和全连接两种混合波束形成结构，其中发射端与下行用户通信，同时检测雷达目标。在恒模和功率约束下，通过最小化雷达和通信性能的加权和来表达优化问题。针对这两个结果问题所导致的非凸性，提出了有效的黎曼优化算法.针对全连通结构，提出了一种基于交替方向乘子法（ADMM）的流形算法.而对于部分连通结构，提出了一种低复杂度的黎曼积流形信赖域（RPM-TR）算法来逼近近似最优解. 数值仿真表明了本文方法的有效性.
2022-09-04 eess.SP
Beamforming Design for Multiuser Transmission Through Reconfigurable Intelligent Surface
研究了基于可重构智能表面（RIS）辅助无线发射机的多用户通信网络资源分配问题。在该网络中，通过控制RIS的相位波束成形和BS的发射功率来最小化网络的总发射功率。该问题是一个发射功率和RIS控制的联合优化问题，其目标是在用户的信干噪比（SINR）约束下使总发射功率最小。为了解决这一问题，提出了一种对偶方法，其中对偶问题是作为一个半定规划问题。通过求解对偶问题，得到了RIS相位波束形成的封闭形式，同时利用标准干扰函数得到了最优发射功率。仿真结果表明，与最大比传输（MRT）波束形成和迫零（ZF）波束形成技术相比，该方案可分别降低94%和27%的总发射功率。
2020-09-24 eess.SP
Rectangular Planar vs Concentric Circular Array for 5G Beamforming
第五代（5G）无线网络中的发射机信号由于使用Sub-6 GHz和毫米波（mmWave）频带中的较高频率而遭受显著的路径损耗。因此，波束成形是5G中重要而强大的工具，可以增强所需方向的信号并抑制来自其他方向的干扰。对于给定数量的天线元件，阵列的几何形状决定其波束方向图。现有文献中的大多数工作都涉及将矩形平面天线（RPA）阵列用于5G波束成形。在这项工作中，我们证明了一个同心圆天线（CCA）阵列是能够产生一个显着更窄的波束比RPA阵列，同时操作与一个显着更少的天线元件在一个相当小的面积。CCA阵列的这种能力可以在链路和系统级别上用于增强5G网络的性能。
2022-03-01 eess.SP
Joint Precoder and Combiner Design for MMSE Distributed Beamforming with Per-Antenna Power Constraints
我们考虑最小均方误差（MMSE）的联合预编码器和组合器的设计单和多载波分布式波束形成系统的非均匀每个天线的发射功率约束。我们表明，类似的最大增益问题，迭代高斯-赛德尔算法可用于最小化MSE交替优化发射机和接收机系数。在单载波系统中，通过对有效MISO信道的简单投影来获得最佳发射系数。在多载波的情况下，与总和MSE的目标，高斯-赛德尔的方法是再次适用，但必须通过解决二次约束的二次问题，我们应用一个双梯度算法的发射系数。一个数值例子表明，改善了0.7 dB的载波信噪比（SNR）相对于投影特征向量方法的多载波DBF系统与瑞利衰落多径信道。
2019-05-02 eess.SP
Secure Transmission for IRS-Assisted MIMO MmWave Systems
本文研究了智能反射面辅助毫米波（mmWave）系统中的安全波束形成设计问题，其中发射端采用混合波束形成（HB），智能反射面采用无源波束形成（PB）。为了最大限度地提高保密容量，HB和PB的联合优化制定为一个非凸问题，具有常数模约束。为了有效地解决这样一个具有挑战性的问题，原问题被分解成PB子问题和HB子问题，然后这两个子问题依次求解所提出的算法。仿真结果表明，所提出的方法相比，国家的最先进的作品的优越性能。
2022-12-20 eess.SP
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
On the Beamforming Design of Millimeter Wave UAV Networks: Power vs. Capacity Trade-Offs
毫米波（mmWave）技术使无人机（UAV）能够在第五代（5G）和更高（6G）网络中提供宽带高速无线连接。然而，实现模拟波束形成（ABF）的单个UAV的有限的覆盖区需要多个空中站成群地操作以提供无处不在的网络覆盖，从而在电池功耗和群管理方面造成严重的限制。一种可能的补救措施是研究混合波束成形（HBF）收发器的概念，其使用模拟波束成形器的组合作为解决方案，以在波束成形设计中实现更高的灵活性。这种方法允许多个地面用户同时服务于同一个无人机站，尽管涉及更高的能量消耗在射频（RF）域比其ABF对应。本文提出了一种易于处理的随机分析来表征城市场景中无人机毫米波网络的下行链路遍历容量和功耗，重点是ABF和HBF架构之间的权衡。一个多波束覆盖模型推导出作为一个功能的几个无人机特定的参数，包括无人机的数量，部署高度，天线配置，和波束成形设计。我们的研究结果，通过仿真验证，表明，虽然ABF在高海拔地区实现了更好的遍历能力，HBF配置与多个波束，尽管使用更耗电的RF块，消耗更少的功率，所有的时间与有限的容量退化。
2020-10-23 cs.NI eess.SP
Hybrid Beamforming for Active Sensing using Sparse Arrays
本文研究了混合波束形成的主动传感应用，如毫米波或超声成像。混合波束形成可以通过减少有源前端的数量来大幅降低全数字传感器阵列的成本和功耗。稀疏阵列可用于进一步降低硬件成本。我们认为相控阵列，并采用线性波束形成与可能的稀疏阵列配置在发射机和接收机。通过将对应于不同发射和接收的若干分量图像加在一起来提高所获取的图像的质量。为了限制图像的采集时间，我们制定了一个优化问题，以最大限度地减少组件图像的数量，以实现所需的点扩散函数。由于这个问题是不凸的，我们提出了算法，在全数字波束形成的情况下，以及在更具有挑战性的混合和模拟波束形成的情况下，采用量化移相器找到近似的解决方案。我们还确定了使用全模拟和混合架构实现全数字解决方案所需的分量图像数量的上限，并推导出这些情况下波束成形权重的封闭形式表达式。仿真结果表明，一个混合稀疏阵列与非常少的元素，甚至更少的前端，可以实现一个完全数字化的均匀阵列的分辨率，在较长的图像采集时间为代价。
2020-10-18 eess.SP
Joint Secure Communication and Radar Beamforming: A Secrecy-Estimation Rate-Based Design
本文研究了双功能雷达通信系统中的发射波束形成问题，其中一个DFRC发射机同时与一个通信用户通信，并检测具有相同波形的恶意目标。由于波形中嵌入了信息，因此信息有被目标截获的风险。为了解决这个问题，物理层安全技术被利用。分别以保密率和估计率作为通信和雷达的性能指标，提出了三种保密率最大化（SRM）问题，包括有噪声和无噪声的SRM，以及鲁棒SRM。对于SRM波束形成，我们证明了最佳波束形成器可以计算在封闭的形式。对于AN辅助的SRM，通过利用交替优化，针对波束形成器和AN协方差矩阵获得类似的封闭形式的解决方案。最后，在目标到达波达方向上基于矩的随机相位误差模型的前提下，考虑了目标的不理想CSI。仿真结果证明了所提出的设计的有效性和鲁棒性。
2022-11-23 eess.SP
Constant-Modulus Secure Analog Beamforming for an IRS-Assisted Communication System with Large-Scale Antenna Array
针对配备大规模天线阵列的IRS辅助通信系统的物理层安全问题，本文联合设计发射端CMAB与IRS相移以最大化保密速率，提出Dinkelbach-BSUM和PMCGD两种求解算法，仿真验证了算法有效性。
2025-11-19 eess.SP
Power-Efficient Deceptive Wireless Beamforming Against Eavesdroppers
本文提出一种节能型欺骗性无线波束成形（DWB）方法，通过在发射机处将包含多普勒和距离欺骗值的信号进行波束成形，在低功耗下成功注入欺骗信息并保持波束形状。
2025-03-06 eess.SP
Equipping Millimeter-Wave Full-Duplex with Analog Self-Interference Cancellation
最近已经有关于使用毫米波（mmWave）收发器实现带内全双工操作的工作。这些工作仅仅基于经由多输入多输出（MIMO）预编码和组合在收发器的发射器和接收器之间创建足够的隔离。在这项工作中，我们建议补充这些波束成形策略与模拟自干扰消除（A-SIC）。通过利用A-SIC，自干扰的一部分被消除而不需要波束成形，从而允许在服务用户时使用更优化的波束成形策略。我们使用模拟来证明，即使有限分辨率的A-SIC解决方案，有显着的收益，在总和频谱效率。利用单个比特的A-SIC分辨率，存在对仅波束成形设计的改进。在8位A-SIC分辨率下，我们的设计几乎接近理想的全双工操作。据我们所知，这是第一个将波束成形和A-SIC相结合以实现带内同时发送和接收的毫米波全双工设计。
2020-02-06 eess.SP
Experimental Evaluation of Geometry and Reciprocity-Based Beamforming with Large Arrays for RF Wireless Power Transfer
KU Leuven（荷语鲁汶大学）
本文通过实验比较了几何波束成形与CSI波束成形在RF无线电力传输中的性能，展示了几何波束成形在不同传播条件下的功率增益及系统开销与多径鲁棒性的权衡。
2026-04-13 eess.SP
Hybrid Digital-Analog Beamforming and MIMO Radar with OTFS Modulation
受未来汽车应用的启发，我们研究了一些联合雷达目标检测和参数估计问题，其中发射机，配备了单基地MIMO雷达，希望检测多个目标，然后估计各自的参数，同时使用正交时频空间（OTFS）调制通信信息数据。假设在毫米波频段上射频链的数量小于天线的数量，我们在雷达发射机处设计了适合于不同工作阶段的混合数模波束形成。第一种情况考虑宽角度波束，以便执行目标检测和参数估计，同时向所有可能的活动用户多播公共消息。第二种情况考虑窄角度波束，以单独地向已经检测到的用户发送信息流，并同时跟踪它们各自的参数。在这种设置下，我们提出了一个有效的最大似然方案结合混合波束形成联合执行目标检测和参数估计。数值结果表明，该算法能够在天线数量足够的情况下可靠地检测多个目标，并达到了延迟、多普勒和到达角等雷达参数估计的Cramér-Rao下界。
2020-09-17 cs.IT eess.SP math.IT
Beamforming and Transmit Power Design for Intelligent Reconfigurable Surface-aided Secure Spatial Modulation
智能反射面（IRS）是为未来通信系统构建可编程无线环境的一种很有前途的解决方案，其中反射面元件通过无源波束形成以完全可定制的方式引导入射信号。本文提出了一种IRS辅助的安全空间调制（SM）方案，IRS通过调节反射元件的开关状态，同时实现被动波束形成和信息传输。考虑到从发射机到接收机的直接路径信道被障碍物阻挡，通过联合优化IRS处的无源波束形成和发射机处的发射功率，提出了一个最大化平均保密率（SR）的优化问题。由于SR的表达式比较复杂，本文针对传统近似SR（TASR）的表达式推导了一种新的拟合表达式（NASR），该表达式具有更简单的封闭形式，便于后续优化。基于这两个拟合表达式，提出了三种波束形成方法，分别称为最大化逐次凸逼近NASR（Max-NASR-SCA）、最大化双上升NASR（Max-NASR-DA）和最大化半定松弛TASR（Max-TASR-SDR），以提高SR性能。此外，基于上述两种近似SR表达式，提出了两种发射功率设计（TPD）方法，称为Max-NASR-TPD和Max-TASR-TPD。仿真结果表明，提出的Max-NASR-DA和Max-NASR-SCA IRS波束形成器收获了显着的SR性能增益比Max-TASR-SDR。对于TPD，建议的Max-NASR-TPD性能优于Max-TASR-TPD。特别地，Max-NASR-TPD具有封闭形式的解。
2021-10-22 cs.IT eess.SP math.IT
Optimal Transmitter Design and Pilot Spacing in MIMO Non-Stationary Aging Channels
针对MIMO非平稳老化信道中空间相关性与信道老化降低传输速率的问题，提出结合波束成形与随机矩阵理论的分析框架，推导和容量近似式并求解最优导频间隔与波束成形向量，仿真验证了方法有效性。
2024-06-24 cs.IT eess.SP math.IT
Offset-Based Beamforming: A New Approach to Robust Downlink Transmission
当基站不完全知道信道状态信息时，为多用户多输入单输出（MISO）下行链路设计一组波束形成器，为接收机提供预定的服务质量（QoS）水平可能是相当具有挑战性的。使SINR以高概率满足或超过给定阈值的约束通常是难以处理的，这导致从根本上难以解决的问题。在本文中，我们将开发一个高品质的近似的SINR中断约束，随着半定松弛，使我们能够制定的波束形成器的设计问题，可以有效地解决凸优化问题。对于系统中的不确定性大小是小的，进一步的近似产生算法的基础上迭代评估的封闭形式的表达式，具有显着较低的计算成本。由于发现的波束成形方向招致这些算法的计算负荷的大部分，类似的功率加载算法预定义的波束成形方向的开发和它们的性能被证明是接近最佳的。当系统包含大量天线时，可以以仅在天线数量上线性增长的计算成本来获得所提出的功率负载。所提出的功率加载算法提供了所需的停电概率和消耗的功率之间的显式关系，这使得我们能够精确地控制功率消耗，并自动识别消耗大部分功率资源的用户。所提出的方法的灵活性，说明了通过开发一个功率加载技术，最大限度地减少了平均停电的概念。
2017-10-26 cs.IT eess.SP math.IT
Sensing-Then-Beamforming: Robust Transmission Design for RIS-Empowered Integrated Sensing and Covert Communication
本文提出了一种基于RIS的鲁棒隐蔽传输设计，通过感知后再波束成形技术提升隐蔽通信效率。
2025-12-08 cs.IT eess.SP math.IT
Active Eavesdropper Mitigation via Orthogonal Channel Estimation
针对主动窃听者污染导频并诱导波束成形的问题，本文提出使用秘密导频的 VILLAIN 信道估计器，使估计信道与窃听者信道正交，从而在无噪声时实现零窃听功率并最大化合法接收功率。
2023-12-08 cs.IT eess.SP math.IT
Cooperative Beamforming in Cognitive Radio Relay Networks Using Amplify-and-Forward Relaying Technique
在这项工作中，我们研究的问题中继波束形成的认知无线电中继网络使用放大转发（AF）中继技术。我们考虑一个认知无线电网络，由单一的主要和多个次要的发射机/接收机。此外，还有几个中继节点可以帮助主网络和辅助网络。提出了一种新的中继站波束赋形方法，其中中继站的波束赋形权值是一个优化问题的解。优化问题的目标是最大化在辅接收机（SU-RX）处的最坏情况的信号与干扰加噪声比（SINR），并且约束是主接收机（PU-RX）上的干扰功率和中继节点的总发送功率。我们表明，波束形成问题可以转化为二阶锥规划（SOCP）问题，并解决了二分法搜索方法。我们的仿真结果表明，性能的改善作为一个功能的大小和功率的中继网络。
2019-10-18 cs.IT eess.SP math.IT
Energy-Efficient Port Selection and Beamforming Design for Integrated Data and Energy Transfer Assisted by Fluid Antennas
本文提出利用流体天线优化端口选择与波束成形，以提升集成数据与能量传输的能效，同时保持数据传输性能。
2025-12-18 cs.IT eess.SP math.IT
Wireless Energy Beamforming Using Signal Strength Feedback
允许能量波束成形的多天线技术已被视为用于提高无线能量传输中能量发射器（ET）与能量接收器（ER）之间的传输过程的效率的可能候选者。本文介绍了一种新的方案，促进能量波束成形，利用接收信号强度指示（RSSI）值来估计信道。首先，在训练阶段，ET将使用码本中的每个波束成形向量顺序地发送，该码本是使用Cramer-Rao下界分析预定义的。将与每个波束形成向量相对应的RSSI值反馈给ET，并且这些值用于通过最大似然分析来估计信道。所获得的结果是非常简单的，需要最少的处理，并且可以很容易地实现。此外，结果是一般的，并保持所有众所周知的衰落模型。本文还验证了分析结果的数值，以及实验，它表明，所提出的方法在无线能量传输取得了令人印象深刻的结果。
2017-12-10 cs.IT eess.SP math.IT
Distributed Multi-Stream Beamforming in MIMO Multi-Relay Interference Networks
本文研究了干扰网络中存在直接链路时，多个放大转发（AF）中继辅助下的多流传输问题。目标是在流信号干扰噪声比（SINR）约束下，通过波束成形优化来最小化发射机和中继的总功率。对于发射波束成形优化，该问题是众所周知的非凸二次约束二次规划（QCQP），其是NP难求解的。在半定松弛（SDR）后，问题可以通过交替方向乘子法（ADMM）算法的分布式实现的最优解。分析和大量的数值分析表明，建议的ADMM解决方案收敛到最佳的集中式解决方案。该算法的收敛速度，计算复杂度和消息交换负载优于现有的解决方案。此外，通过在中继侧的SINR近似，还提出了分布式联合发射和中继波束成形优化，以增加的复杂度为代价，进一步提高了总的功率节省。
2018-12-15 cs.IT eess.SP math.IT
Movable Antenna Enabled Interference Network: Joint Antenna Position and Beamforming Design
本文研究可移动天线辅助MISO干扰信道，通过联合优化天线位置与波束赋形降低总发射功率，提出逐次凸近似与二阶锥规划交替迭代算法，数值结果验证其优于传统方案并提升频率复用能力。
2024-04-03 cs.IT eess.SP math.IT
Deep Learning Based Joint Beamforming Design in IRS-Assisted Secure Communications
本文针对无窃听者瞬时CSI的IRS辅助MIMOME系统，提出一种基于深度学习的低复杂度联合波束成形设计方法，通过优化预编码向量与相移矩阵最小化安全中断概率，在保持与传统AO算法相似性能的同时显著降低了计算复杂度。
2023-04-04 cs.IT eess.SP math.IT
Robust Max-Min Fair Beamforming Design for Rate Splitting Multiple Access-aided Visible Light Communications
针对发射端CSIT不完善的RSMA辅助VLC网络，推导其信道容量下界，提出基于CCCP、结合SDR与惩罚方法的鲁棒波束成形算法，解决MMF问题，性能优于SDMA和NOMA现有算法。
2024-11-27 cs.IT eess.SP math.IT
Beamforming Inferring by Conditional WGAN-GP for Holographic Antenna Arrays
本文针对全息天线阵列波束赋形开销高的问题，提出基于条件WGAN-GP的方法，仅用极少量信道信息推断完整波束赋形矩阵，在保持与WMMSE算法相当性能的同时将开销降低超过50%。
2024-05-16 cs.IT eess.SP math.IT
Hybrid Analog and Digital Beamforming Design for Channel Estimation in Correlated Massive MIMO Systems
在本文中，我们研究了相关的大规模多输入多输出（MIMO）系统的射频（RF）链的数量减少的信道估计问题。重要的是，除了信道相关矩阵的知识之外，我们不对信道的结构做任何假设。为了解决RF链数量的限制，我们采用混合波束成形，包括低维数字波束成形器，随后是使用移相器实现的模拟波束成形器。由于每个发射机/接收机天线没有专用RF链，因此用于全数字系统的常规信道估计技术是不切实际的。通过利用信道项在其特征域中不相关的事实，我们试图估计该域中的信道项。由于RF链的数量有限，信道估计通常在多个时隙中执行。在总能量预算下，我们的目标是在每个训练时隙中设计混合发射波束形成器（预编码器）和接收波束形成器（组合器），以便使用最小均方误差准则来估计信道。为此，我们在每个时隙中选择预编码器和组合器，使得它们分别与发射机和接收机本征方向对齐。此外，我们推导出一个注水型表达式的最优能量分配在每个时隙。该表达式说明，在低训练能量预算的情况下，仅需要估计信道的重要分量。相比之下，对于大的训练能量预算，能量几乎均匀地分布在所有特征方向之间。仿真结果表明，所提出的信道估计方案可以有效地估计相关的大规模MIMO信道在几个训练时隙。
2021-07-15 cs.IT eess.SP math.IT
Optimal Least-Squares Estimator and Precoder for Energy Beamforming over IQ-Impaired Channels
在物联网（IoT）中的大型天线阵列和低功率无线设备中使用低成本硬件已导致实际波束成形增益的降级，这是由于潜在的硬件损害，如同相和正交相位不平衡（IQI）。为了及时解决这个问题，我们提出了一个新的非平凡的封闭形式的表达式，用于多天线发射机和单天线物联网设备之间受IQI影响的信道的全局最优最小二乘估计器（LSE）。此后，为了最大化现实的发射波束成形增益，推导出一种新颖的预编码器设计，其考虑了用于在单用户和多用户设置中最大化接收功率的基础IQI。最后，仿真结果表明，提出的LSE的均方误差比现有基准有显著的-8dB改善，表明最佳预编码器的设计比准确估计IQI受损的信道更关键。此外，建议的联合最佳LSE和波束形成器优于现有的设计，通过提供24%的增强在IQI下接收的平均信号功率。
2019-06-24 cs.IT eess.SP math.IT
A New Radio to Overcome Critical Link Budgets
本文提出MA-TISK多载波无线电概念，通过多天线恒包络信号和时间合并，无需波束对准即可克服关键链路预算，并支持高效广播与FFT解调。
2024-02-20 cs.IT eess.SP math.IT
Vehicular Behavior-Aware Beamforming Design for Integrated Sensing and Communication Systems
通信和传感是互联和自动驾驶车辆（CAV）的两个重要特征。在传统的车载设备中，通信和传感模块存在，但以隔离的方式存在，导致硬件资源和无线频谱的浪费。在本文中，以应付上述效率低下，我们提出了一种车辆行为感知的通感一体化（VBA-ISAC）波束成形设计的车载发射机与多个天线。在这项工作中，根据车辆行为来引导波束以辅助驾驶，同时在路边单元（RSU）的帮助下提供频谱高效的上行链路数据服务。具体来说，我们首先预测感兴趣的区域（AoI）的基础上感兴趣的车辆的轨迹。然后，我们制定了一个VBA-ISAC波束成形设计问题，以感测的AoI，同时最大限度地提高上行链路通信的频谱效率，其中的权衡因素被引入到平衡的通信和感测性能。提出了一种基于半定松弛的波束失配最小化（SDR-BMM）算法。为了降低硬件成本和功耗，我们进一步改进了所提出的VBA-ISAC波束形成设计，通过引入混合模拟数字（HAD）结构。数值结果验证了VBA-ISAC方案的有效性，并表明所提出的波束形成设计在频谱效率和雷达波束图优于基准。
2023-02-27 cs.CE cs.IT eess.SP
