Optimizing user selection schemes in vector broadcast channels
在本文中，我们专注于遍历下行链路的和速率性能的一组异构用户组成的系统。我们研究了三种用户选择方案，以组近正交用户同时传输。第一种方案是随机选择策略，实现公平性，但不利用多用户分集。第二个方案是一个贪婪的选择政策，充分利用多用户的多样性，但没有实现公平性，第三个方案实现公平性，同时部分利用多用户的多样性。我们还考虑了两种数据传输的波束形成方法，即最大比传输和迫零波束形成。在本文研究的所有调度方案中，都有一个关键参数控制着联合调度用户之间信道方向的正交度。我们专注于优化设置每个调度方案，使遍历下行链路和速率最大化这个参数。为此，我们推导出各态历经的下行链路和速率的分析表达式，考虑到每个调度方案。数值结果也提供了进一步的见解。
2014-12-02 cs.IT math.IT
Half-Duplex Base Station with Adaptive Scheduling of the in-Band Uplink-Receptions and Downlink-Transmissions
在本文中，我们提出了一种新的接收/发送方案的半双工基站（BS）。特别是，我们提出了一个半双工BS，采用带内上行链路接收从用户1和下行链路传输到用户2，这发生在不同的时隙。此外，我们提出了最佳的自适应调度的带内上行链路接收和下行链路传输的BS，使上行链路-下行链路的速率/吞吐量区域被最大化，上行链路和下行链路信道的中断概率被最小化。实际上，这导致根据带内上行链路接收和下行链路传输信道的质量来选择在给定时隙中BS应该从用户1接收还是向用户2发送。与利用传统全双工划分（FDD）基站实现的性能相比，可以突出两个主要增益：1）增加的上行链路-下行链路速率/吞吐量区域; 2）上行链路和下行链路信道两者的分集增益加倍。
2019-09-07 cs.IT math.IT
Fundamental Limits in Correlated Fading MIMO Broadcast Channels: Benefits of Transmit Correlation Diversity
我们调查的高斯MIMO广播信道（BC）的空间相关衰落的渐近容量限制，以了解何时以及有多少传输相关性有助于容量。通过对用户的信道协方差（等效地，在发射机侧的发射相关性）施加结构（也称为\emph{transmit correlation diversity}），发射相关性对MIMO BC的功率增益的影响在系统参数的几个状态中被表征，特别关注大规模阵列（或大规模MIMO）状态。考虑到下行链路训练的代价，我们给出了多用户MIMO下行链路系统的渐近容量界，看看发射相关分集如何影响系统的复用增益。我们利用联合空分复用（JSDM）的概念，推导出的容量界限。在多用户MIMO系统中，发射相关分集可以显著提高复用增益和功率增益。特别是，在无线通信中的新类型的多样性，以提高系统的复用增益高达由这种多样性的度数的一个因素。最后，传统的大规模MIMO系统不利用发射相关性的性能限制的特点。
2014-10-10 cs.IT math.IT
Performance of In-band Transmission of System Information in Massive MIMO Systems
我们考虑在大规模MIMO系统的信息传输。该信息需要被可靠地传递给小区中的非活动用户，而无需基站处的任何信道状态信息。下行链路传输需要使用下行链路导频和旨在减少下行链路信道的维度和导频开销的特殊类型的预编码，否则导频开销将随着基站天线的数量而缩放。我们考虑的情况下，基站发送在一个小数目的相干间隔，提供很少的时间/频率分集。系统信息传输与正交空时分组码，以增加可靠性和性能的中断率进行测量。几种不同的代码进行比较，无论是空间相关和不相关的信道和变化量的时间/频率分集。我们表明，一个大规模的MIMO基站可以优于单天线基站在所有考虑的情况下。
2017-11-20 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
From Link Diversity to Cross-Band Feedback Collaboration: A New Perspective on Hybrid Optical-RF Systems
本文打破混合光-RF系统仅靠链路分集保障鲁棒性的传统认知，提出O-RF-CBF架构，利用光下行链路提供实时解码反馈以实现自适应RF上行编码，显著提升上行吞吐量，为混合无线网络发展提供新范式。
2025-07-31 cs.IT cs.SY eess.SY
Time-Switching Uplink Network-Coded Cooperative Communication with Downlink Energy Transfer
在这项工作中，我们考虑一个多用户合作的无线网络中，能量受限的源有独立的信息传输到一个共同的目的地，这是假设是外部供电，负责无线传输能量的来源。源节点可以在解码转发或基于网络编码的协议下进行合作。考虑到源节点所收获的能量是用户间信道和用户-目的地信道的衰落实现的函数这一事实，我们得到了系统中断概率的封闭形式近似，以及使这种中断概率最小化的最佳能量传输周期的近似。它还表明，即使可实现的分集阶数减少，由于无线能量传输过程中，它是非常接近的一个网络实现没有能量约束。数值结果也验证了理论结果。
2014-07-30 cs.IT math.IT
OTFS-SCMA: A Downlink NOMA Scheme for Massive Connectivity in High Mobility Channels
本文研究了一种结合正交时频空（OTFS）调制和稀疏码多址（SCMA）的下行链路系统，以支持高移动性环境中的大规模连接。我们提出了一个跨域接收器所考虑的OTFS-SCMA系统，有效地进行OTFS符号估计和SCMA解码的联合方式。这是通过迭代地通过时域和延迟多普勒（DD）域之间的外部信息，通过相应的酉变换，以确保每个域的误差的主要正交性。我们表明，所提出的OTFS-SCMA检测算法存在于一个固定点的状态演化时，它收敛。为了进一步提高所提出的OTFS-SCMA系统的错误性能，我们研究下行链路用户之间的合作，以利用分集增益和开发一个分布式的协同检测（DCD）算法的援助信念共识。我们的数值结果表明，所提出的算法的有效性和收敛性，并显示出增加的频谱效率相比，传统的OTFS传输。
2023-01-03 cs.IT eess.SP math.IT
Multi-User Diversity vs. Accurate Channel Feedback for MIMO Broadcast Channels
考虑了具有有限信道反馈的多发射天线、单接收天线（每个接收机）下行链路信道。给定对整个系统范围的信道反馈的约束，考虑以下问题：从大量接收器获得低速率反馈或从较少数量的（随机选择的）接收器接收高速率/高质量反馈是优选的？从许多用户获取反馈允许利用多用户分集，而高速率反馈允许非常精确地选择波束成形方向。结果表明，系统中，有限数量的用户反馈高速率信道信息显着优于低速率/许多用户系统。虽然容量仅随用户数量的增加而成倍增加，但信道反馈的边际效益在CSI基本上完美的情况下是非常显著的。
2007-10-06 cs.IT math.IT
On Differential Modulation in Downlink Multiuser MIMO Systems
Newcastle University（纽卡斯尔大学）；Durham University（杜伦大学）
本文提出在下行多用户MIMO系统中结合下行预编码与差分调制以降低接收端复杂度，利用正交扩频和Alamouti码实现高效传输，通过蒙特卡洛仿真验证了方案的有效性。
2017-07-06 cs.IT cs.NA math.IT
Rate-Splitting Multiple Access for Downlink Multi-Antenna Communications: Physical Layer Design and Link-level Simulations
速率分割多址接入（RSMA）是一种新兴的灵活、健壮和强大的多址接入方案，适用于下行多天线无线网络。RSMA依赖于发射机处的多天线速率分离（RS）策略和接收机处的连续干扰消除（SIC）策略，并且具有部分解码干扰和部分将干扰视为噪声的独特能力，以便软桥接完全解码干扰的两个极端（如在非正交多址NOMA中）和将干扰视为噪声（如在空分多址SDMA或多用户多输入多输出MU-MIMO中）。RSMA已被证明在宽范围的网络负载（欠载和过载机制）和用户部署（具有信道方向、信道强度和质量的多样性）中为频谱效率、能量效率、服务质量增强、对信道状态信息（CSI）缺陷的鲁棒性以及反馈开销和复杂性降低提供了显著的空间。RSMA也是根深蒂固的，并受到最近在理解发射机处具有不完美CSI（CSIT）的多天线网络的基本限制方面的进展的激励。在这项工作中，我们利用RSMA优化的最新成果，并首次设计其物理层，考虑调制，编码（使用极化码），消息拆分，自适应调制和编码以及SIC接收机。链路级评估证实了RSMA相对于SDMA和NOMA等各种基线的显著吞吐量优势。
2020-07-19 cs.IT math.IT
Joint Spatial Division and Diversity for Massive MIMO Systems
提出了一种结合空分和正交空时分组码的多用户大规模MIMO系统下行波束形成方案。该波束形成器分为两部分：基于下行信道的低秩协方差矩阵设计的预波束形成矩阵，用于将用户分离到互不干扰的不同波束中;以及使用部分或甚至不使用信道状态信息（CSI）的线性预编码矩阵，通过OSTBC级联。为了构造预波束形成矩阵，提出了一种从DFT矩阵中选取列的简单方法。为了设计预波束形成后的有效信道的部分CSI的线性预编码矩阵，我们解决了一个优化问题，以最小化的成对错误概率（PEP）的用户在单个功率或总功率约束下，分别。对于单个功率约束，提出了一种具有全局最优解的充分条件的半定松弛（SDR）方法，以提供性能基准。此外，一个有效的迭代逐次凸逼近（SCA）的方法来实现一个次优解。在某些特殊情况下，得到了封闭形式的解.对于和功率约束，我们考虑两种不同的设计，即，最小化所有用户的平均PEP和最小化所有用户的最大PEP。我们发现这两个非凸问题具有相似的结构，并提出了一个统一的SCA-Alternating Direction Method of Multipliers（ADMM）算法来处理它们。SCA-ADMM方法可以并行实现，因此具有很高的效率。仿真结果表明了所提出的JSDD方案和优化方法的有效性。
2018-09-11 cs.IT math.IT
On the Application of Quasi-Degradation to Network NOMA in Downlink CoMP Systems
网络非正交多址接入（N-NOMA）技术在多点协作（CoMP）系统中的应用，因其能够同时改善CoMP用户的连通性和保持可靠传输的能力而受到广泛关注。基于N-NOMA准劣化信道的概念，研究了两个基站配置多天线的下行N-NOMA预编码设计问题。具体地说，在准劣化信道下，当给定用户的目标速率和基站的最小发射功率时，基于简单线性预编码的N-NOMA可以获得与理论上最优但复杂的脏纸编码（DPC）方案相同的最小总发射功率。本文首先严格推导了单CoMP用户和两个NOMA用户情况下的信道准劣化条件。给出了准退化信道下N-NOMA的最优预编码器的闭式表达式。然后，基于量子点条件，提出了一种新的混合N-NOMA（H-N-NOMA）方案，它是N-NOMA和传统迫零波束形成（ZFBF）方案的混合。此外，对于用户较多的场景，提出了一种低复杂度的基于QD的用户配对（QDUP）算法。数值结果揭示了量子点通道的影响因素，也表明了所提出的H-N-NOMA/QDUP方案的优越性能。仿真结果表明，H-N-NOMA/QDUP方案能有效地利用多用户分集的优点。
2022-05-05 cs.IT math.IT
Bi-Directional Multi-Antenna Relay Communications with Wireless Network Coding
在本文中，我们考虑一个双向或双向通信系统与中继配备多个天线。我们表明，当下行链路的信道状态信息是不知道在中继，在中继有额外的天线的好处只能通过使用解码和转发（DF），但不放大和转发（AF）。当我们将发射分集与无线网络编码一起使用时，增益变得显著。我们还演示了如何通过在中继器处执行天线选择来提高这样的系统的性能。我们的研究结果表明，如果下行链路信道状态信息是已知的中继，网络编码可能不会提供额外的增益比简单的天线选择方案。
2008-06-23 cs.IT math.IT
Delay Performance Optimization for Multiuser Diversity Systems with Bursty-Traffic and Heterogeneous Wireless Links
本文提出了一种跨层的方法来优化多用户分集系统的延迟性能与异构块衰落信道和延迟敏感的突发业务。我们认为时隙多用户系统的下行链路采用机会调度与公平的性能在介质访问（MAC）层和自适应调制和编码（AMC）与功率控制在物理层。假设个人用户缓冲区，暂时存储在MAC层的用户的到达流量，我们首先提出了一个大偏差为基础的统计模型来评估在用户缓冲区中的数据包的延迟约束违反。以最小化单个用户的延迟概率为目标，在目标分组出错率约束下，对AMC和功率控制模块进行优化。在量化反馈信道的情况下，我们还提出了一种基于恒功率AMC的机会调度方案。数值和仿真结果提供评估延迟性能的建议的自适应计划在多用户设置。
2009-02-07 cs.IT math.IT
Transmit Correlation Diversity: Generalization, New Techniques, and Improved Bounds
当MIMO广播信道中的用户经历不同的空间发射相关矩阵时，产生一类增益，其被表示为发射相关分集。这个想法是为信道设想的，其中发射相关矩阵具有互斥的本征空间，允许无干扰的训练和传输。本文扩大了发射相关分集的范围，部分和完全重叠的特征空间的情况下，并介绍了收获这些广义增益的技术。对于两个用户MIMO广播信道，我们推导出可实现的自由度（DoF）和可实现的速率区域与/不信道状态信息在接收机（CSIR）。当CSIR可用时，所提出的可实现的DoF区域在接收天线的数量和信道相关秩的一些配置中是紧的。然后，我们扩展的自由度结果的$K$ -用户的情况下，通过分析的干扰图，特征重叠结构的特征空间。我们的可扩展性结果采用了产品叠加在特征空间的共同部分的组合，和预波束成形（速率分裂），以创建多个数据流的特征空间的非重叠部分。大规模MIMO是可能出现空间相关链路增益的自然示例。研究了发射相关分集下频分双工大规模MIMO系统的下行链路和速率。
2021-04-20 cs.IT math.IT
Downlink Non-Orthogonal Multiple Access without SIC for Block Fading Channels: An Algebraic Rotation Approach
本文研究了块衰落信道下的下行非正交多址接入问题。对于单天线的情况，我们提出了一类NOMA方案，其中所有用户的信号被映射到$n$维星座图中，这些星座图对应于来自数域的相同代数格，允许每个用户通过单用户解码获得全分集增益，即，没有连续干扰消除（SIC）。分析了该方案在任意功率分配因子下的最小乘积距离，并给出了其上界。在所提出的一类计划，我们还确定了一个特殊的家庭NOMA计划的基础上的基本理想格，其最小产品的距离可以很容易地控制格分区。我们的分析表明，在所提出的方案中，基于格划分的方案实现了最大的叠加星座的最小乘积距离，这是密切相关的符号出错率的接收机与单用户解码。仿真结果验证了我们的分析，并显示所提出的计划相比，基准NOMA计划的有效性。我们的设计扩展到多天线的情况下，也被认为是类似的分析和结果。
2019-05-23 cs.IT eess.SP math.IT
On the Role of Transmit Correlation Diversity in Multiuser MIMO Systems
在多天线系统（MIMO）中，已经在各种场景中研究了发射天线之间的相关性，并且已经显示出取决于特定系统和基本假设是有害的或提供益处。在本文中，我们调查的高斯MIMO广播信道（BC）的容量上的传输相关性的效果，特别感兴趣的大规模阵列（或大规模MIMO）制度。为此，我们引入了一种新的类型的多样性，称为发射相关分集，它捕获的事实，即不同用户的信道向量可能有不同的，往往是几乎相互正交，大规模的信道特征方向。特别地，当适当地考虑下行链路训练的成本时，发射相关分集可以在所有感兴趣的机制中产生显著的容量增益。我们的分析表明，相对于标准方案，系统复用增益可以增加一个因子，高达$\lfloor{M}/{r}\rfloor$，其中$\lfloor{M}/{r}\rfloor$是天线的数量，而$r\le M$是用户传输相关矩阵的公共等级，该标准方案与传输相关性无关，并将信道视为各向同性分布。因此，这种新形式的多样性揭示了自己作为一个有价值的“新资源”在多用户通信。
2015-05-12 cs.IT math.IT
Channel Correlation Diversity in MU-MIMO Systems -- Analysis and Measurements
在多用户多输入多输出（MU-MIMO）系统中，信道相关性对系统性能是不利的。我们证明，广泛使用的，但过于简化，相关模型，为每个终端产生相同的相关配置文件往往会严重低估系统性能。与此形成鲜明对比的是，更多的物理动机的模型，捕捉跨多个终端的功率角谱的变化，产生不同的相关模式。这对系统性能有很大的影响。假设相关瑞利衰落和下行链路迫零预编码，紧密的封闭形式的近似的平均信噪比，遍历和频谱效率。我们的表达式提供了清晰的见解不同的相关模式对上述性能指标的影响。与以往的作品不同，相关模型参数化的测量数据，从最近的2.53 GHz的城市宏蜂窝运动在德国科隆。总体而言，本文的结果可以被视为从实际MU-MIMO系统的性能预期的及时重新校准。
2019-07-01 cs.IT math.IT
Performance of STBC MC-CDMA systems over outdoor realistic MIMO channels
本文研究了在室外实际下行链路中使用两个发射和接收天线的正交空时分组编码MC-CDMA系统。假设在发射机处没有信道状态信息，我们比较了几种线性单用户检测和扩频方案，有或没有信道编码，实现1-2比特/s/Hz的频谱效率。不同的结果表明，空间分集显着提高MC-CDMA系统的性能，并允许不同的码片映射，而不会显着降低性能。此外，全球系统表现出良好的权衡之间的复杂性在移动站和性能。然后，Alamanti的STBC MC-CDMA方案从频率和空间分布中获得充分的益处，并且可以被认为是第4代移动无线电系统的空中接口下行链路的非常现实和有前途的候选方案。
2006-07-06 cs.IT math.IT
Performance analysis of downlink MIMO-NOMA systems over Weibull fading channels
分析了下行链路多用户多输入多输出（MU-MIMO）非正交多址（NOMA）通信系统的性能。为了降低硬件复杂度和利用天线分集，我们考虑了发射天线选择（TAS）方案和等增益合并（EGC）接收机。此外，我们认为威布尔分布的衰落信道占传播介质的非线性，并涵盖，作为特殊情况下，重要的衰落场景，如瑞利和指数模型。性能指标，如中断概率（OP）和平均比特出错率（ABER）推导出一个精确的方式。还进行了渐近分析的OP和ABER。此外，我们得到的概率密度函数（PDF）和累积分布函数（CDF）的端到端的信噪比（SNR）的精确表达式。有趣的是，我们的研究结果表明，除了第一个用户（最近的用户），在高信噪比制度的ABER实现的性能地板，仅取决于用户的功率分配系数和调制的类型，而不是信道统计数据或发送和接收天线的数量。据作者所知，文献中未报告所考虑场景的性能分析。我们所有的表达式的有效性通过Monte-Carlo模拟确认。
2022-08-08 cs.IT eess.SP math.IT
MIMO-ISAC: Performance Analysis and Rate Region Characterization
分析了多输入多输出下行链路综合传感通信系统（ISAC）的传感通信性能。分析了三种ISAC方案，包括以感知为中心的设计、以通信为中心的设计和帕累托最优设计。对于每种情况下，多样性的订单和高信噪比斜率的传感速率（SR）和通信速率（CR）的推导，以获得进一步的见解。数值结果表明：\romannumeral 1）ISAC与现有频分S\&C（FDSAC）技术具有相同的分集阶数; \romannumeral 2）ISAC比FDSAC具有更大的高信噪比斜率和更宽的SR-CR区域。
2023-01-08 cs.IT eess.SP math.IT
Enhancing Signal Space Diversity for SCMA Over Rayleigh Fading Channels
针对SCMA分集阶数有限制约误码性能的问题，提出引入正交分量延迟的SSD-SCMA系统，通过最大化AMI下界和改进MMPD设计新型码本，显著提升了瑞利衰落信道下系统的误码性能。
2023-08-25 cs.IT eess.SP math.IT
Federated Learning over Noisy Channels: Convergence Analysis and Design Examples
University of Virginia（弗吉尼亚大学）
当上行链路和下行链路通信都有错误时，联邦学习（FL）是否有效？外语能处理多少交流噪音？它对学习成绩有什么影响？这项工作是专门回答这些实际上重要的问题，明确将在FL管道的上行链路和下行链路噪声信道。我们提出了几种新的收敛分析FL同时上行链路和下行链路噪声通信信道，其中包括全部和部分客户端的参与，直接模型和模型差分传输，和非独立同分布（IID）的本地数据集。这些分析表征FL在噪声信道上具有与没有通信错误的理想情况相同的收敛行为的充分条件。更具体地，为了在完美通信的情况下保持FedAvg的O（1/T）收敛速率，应当控制用于直接模型传输的上行链路和下行链路信噪比（SNR），使得它们缩放为O（t^2），其中t是通信轮次的索引，但是对于模型差分传输可以保持恒定。这些理论结果的关键见解是“在雷达下飞行”原理-随机梯度下降（SGD）是固有的噪声过程，并且只要上行链路/下行链路通信噪声不主导时变SGD噪声，就可以容忍上行链路/下行链路通信噪声。我们将这些理论研究结果与两种广泛采用的通信技术-发射功率控制和分集合并-进行了比较，并通过使用几个真实FL任务的大量数值实验，进一步验证了它们相对于标准方法的性能优势。
2021-12-02 cs.IT cs.LG cs.NI
Secrecy Outage Probability Analysis for Downlink RIS-NOMA Networks with On-Off Control
本研究针对RIS辅助NOMA下行网络，在外部和内部窃听场景下推导了保密中断概率的近似与渐近表达式，并分析了分集阶数和系统吞吐量，验证了其相比OMA和传统协作方案具有更优的保密性能。
2024-03-17 cs.IT cs.PF math.IT
CNN-based Analog CSI Feedback in FDD MIMO-OFDM Systems
Imperial College London（帝国理工学院）
大规模多输入多输出（MIMO）系统需要在基站（BS）处的下行链路信道状态信息（CSI）以更好地利用可用的空间分集和复用增益。然而，在频分双工（FDD）大规模MIMO系统中，CSI反馈开销降低了整体频谱效率。基于卷积神经网络（CNN）的CSI反馈压缩方案最近由于压缩效率的显著改进而受到很多关注;然而，它们仍然需要可靠的反馈链路来将压缩的CSI信息传送到BS。相反，我们在这里提出了一种基于CNN的模拟反馈方案，称为AnalogDeepCMC，它直接将下行链路CSI映射到上行链路信道输入。对应的噪声信道输出被另一个CNN用来重构DL信道估计。所提出的方案不仅在可实现的下行链路速率方面优于现有的数字CSI反馈方案，而且由于其不需要显式量化、编码和调制而简化了操作，并且提供了低延迟的替代方案，特别是在快速变化的MIMO信道中，其中CSI需要被周期性地估计和反馈。
2019-10-23 cs.IT cs.LG eess.SP
Trade-Off Between Beamforming and Macro-Diversity Gains in Distributed mMIMO
研究分布式mMIMO架构中波束成形与宏分集增益的权衡问题，通过考虑视距概率的信道模型进行数值分析，发现最优AP数量和天线单元数存在取决于覆盖区域物理尺寸的最佳平衡点。
2023-09-10 cs.IT eess.SP math.IT
Vector Bin-and-Cancel for MIMO Distributed Full-Duplex
在多输入多输出（MIMO）全双工网络中，其中带内全双工基础设施节点与支持同时上行和下行流的两个半双工移动台通信，上行和下行移动台之间的移动台间干扰限制了系统性能。我们研究了在不同的信道模型下，在这样的网络中的移动台之间利用带外侧信道的影响。对于时不变信道，我们的目标是表征边信道辅助的MIMO全双工网络的广义自由度（GDOF）。对于慢衰落信道，我们专注于分集复用权衡（DMT）的系统与各种假设的信道状态信息的可用性在发射机（CSIT）。最佳性能的关键是一个向量箱和取消策略，利用汉小林消息分裂，这是实现系统容量区域内的一个恒定的位。我们量化了侧信道如何改善GDoF和DMT相比，没有额外的正交频谱的系统。从我们的分析中获得的见解揭示了：i）来自不同节点处的多个天线的空间资源与侧信道的频谱资源之间的权衡，以及ii）发射机处的信道不确定性与侧信道的使用之间的相互作用。
2015-01-16 cs.IT math.IT
Outage Efficient Strategies for Network MIMO with Partial CSIT
我们考虑多小区MIMO下行链路（网络MIMO），其中具有连接到中心站（CS）的$M$天线的$B$基站（BS）服务于$K$单天线用户终端（UT）。尽管许多工作已经表明了网络MIMO的潜在好处，但结论严重依赖于基本假设，例如发射机处的信道状态信息（CSIT）和回程链路。在本文中，通过关注部分CSIT的影响，我们提出了一个停电有效的策略。即，利用所有UT的消息和本地CSIT的边信息，每个BS以分布式方式应用迫零（ZF）波束成形。对于少量UT（$K\leq M$），ZF波束成形创建$K$并行MISO信道。基于这些并行信道的统计知识，CS执行鲁棒的功率分配，该功率分配同时最小化所有UT的中断概率并且实现每个UT的$B(M-K+1)$的分集增益。对于大量的UT（$K \geq M$），我们提出了所谓的分布式分集调度（DDS）方案来选择具有有限回程通信的$\Ks$ UT的子集。证明了DDS实现了$B\frac{K}{\Ks}(M-\Ks+1)$的分集增益，其与协作BS $B$以及UT的数量成最佳比例。数值结果证实，即使在现实的假设，如部分CSIT和有限的回程通信，网络MIMO可以提供高的数据速率与足够的可靠性，以个别UT。
2010-01-14 cs.IT math.IT
STAR-IOS Aided NOMA Networks: Channel Model Approximation and Performance Analysis
同时发射和反射的智能全向表面（STAR-IOS）能够实现全覆盖的“智能无线电环境”。通过分割能量或改变STAR-IOS元件的活动数量，STAR-IOS为非正交多址（NOMA）系统提供了连续干扰消除（SIC）命令的高度灵活性。基于上述优点，本文研究了一种STAR-IOS辅助的下行NOMA网络，用户随机部署。首先，我们提出了三个易于处理的信道模型，分别为不同的应用场景，即中心极限模型，曲线拟合模型，和M倍卷积模型。更具体地说，中心极限模型适用于大尺寸STAR-IOS的场景，而曲线拟合模型则扩展到评估多小区网络。然而，这两个模型不能获得准确的多样性订单。因此，我们计算出的M倍卷积模型，以获得准确的多样性订单。我们考虑三个协议的STAR-IOS，即能量分裂（ES）协议，时间切换（TS）协议，和模式切换（MS）协议。基于ES协议，通过中心极限模型和曲线拟合模型，推导出NOMA用户对的中断概率解析表达式。基于三种STAR-IOS协议，利用M重卷积模型推导了NOMA用户的分集增益。分析结果表明，NOMA用户的分集增益等于STAR-IOS元素的活动数量。数值结果表明：1）在高信噪比区域，中心极限模型作为上限，而曲线拟合模型作为下限; 2）TS协议性能最好，但需要的时间块比其他协议多; 3）ES协议具有更高的分集增益，优于MS协议。
2021-07-04 cs.IT eess.SP math.IT
Asymptotic Analysis of Normalized SNR-Based Scheduling in Uplink Cellular Networks with Truncated Channel Inversion Power Control
该文利用随机几何方法，给出了基于归一化信噪比的上行蜂窝网络调度的信号干扰噪声比（SINR）、互补累积分布函数（CCDF）和平均数据率。上行链路分析与下行链路分析的本质不同之处在于，进行每用户发射功率控制，并且干扰源在除目标小区之外的每个小区中最多由一个发射用户组成。此外，由于多用户分集的效果根据调度中涉及的用户数量而在小区与小区之间变化，因此需要用户数量的分布以获得调度的平均性能。本文推导出的SINR CCDF相对于典型的调度用户集中在两个不兼容的情况下，调度器选择一个用户从所有用户在相应的Voronoi小区或不选择用户附近的小区边缘。在每种情况下，SINR CCDF在调度中涉及的用户数量的分布上被边缘化，如果BS密度足够大或足够小，则这是渐近正确的。通过仿真，验证了两种情况下分析结果的准确性，并对调度增益进行了评估，以确定多用户分集增益。
2018-02-06 cs.IT math.IT
Alamouti-Like Transmission Schemes in Distributed MIMO Networks
该研究的目的是调查潜在的好处，使用Alamouti类正交空时频分组码（STFBC）在分布式多输入多输出（D-MIMO）系统，以增加在UE侧的分集时，瞬时信道状态信息（CSI）是不可用的无线电单元（RU）。大多数现有的传输技术需要瞬时CSI来形成预编码器，这只能与准确和最新的信道知识一起实现。STFBC可以在不估计下行链路信道的情况下增加UE侧的分集。在具有挑战性的信道条件下，网络可以切换到鲁棒模式，即使在不知道信道系数的情况下，也可以通过STFBC为用户维持一定的数据率。在这项研究中，它将主要集中在RU和用户设备的集群，其中每个集群采用可能不同的正交码，从而优化整体频谱效率。将示出在信道未知时可以使用的已知技术上的潜在性能增益，并且将识别利用信道估计的复杂预编码器的性能差距。
2023-02-08 cs.IT eess.SP math.IT
