Generalized Degrees of Freedom of the Symmetric Cache-Aided MISO Broadcast Channel with Partial CSIT
我们认为高速缓存辅助MISO广播信道（BC），其中多天线发射机服务于$K$单天线接收机，每个接收机配备有一个高速缓存存储器。发射机可以访问信道状态信息的部分知识。对于一个对称的设置，在信道强度水平，部分信道知识水平和缓存大小方面，我们的特征的广义自由度（GDoF）到一个常数乘法因子。可复用性方案利用了空间复用增益和编码多播增益之间的相互作用。另一方面，基于割集的参数结合信道不确定性下的并行MISO BC的GDoF外界用于相反。我们进一步表明，特征的顺序最优的GDoF也达到了分散的设置，其中不需要协调的内容放置在缓存中。
2018-12-04 cs.IT math.IT
On the DoF Region of the K-user MISO Broadcast Channel with Hybrid CSIT
在发射机信道状态信息（CSIT）模型下，推导了K用户多输入单输出（MISO）广播信道（BC）自由度（DoF）区域的外边界，其中发射机对一部分接收机具有瞬时信道状态信息，对其余接收机具有延迟信道状态信息.对于3用户MISO BC，当发射机具有到一个接收机的信道的瞬时CSIT和到其他两个接收机的信道的延迟CSIT时，设计了两种新的通信方案，其能够实现$\left(1,\frac{1}{3},\frac{1}{3}\right)$的DoF元组，其中总和DoF为$\frac{5}{3}$，其大于仅利用延迟CSIT可实现的总和DoF。还开发了示出交替CSIT模型的益处的另一通信方案，以获得用于3用户MISO BC的$\left(1,\frac{4}{9},\frac{4}{9}\right)$的DoF元组。
2013-12-04 cs.IT math.IT
Achievable Degrees of Freedom of the K-user MISO Broadcast Channel with Alternating CSIT via Interference Creation-Resurrection
发射机处的信道状态信息影响无线网络的自由度。在本文中，我们分析了在发送端具有协同交替信道状态信息（CSIT）的K用户多输入单输出（MISO）广播信道（BC）的自由度。具体地，每个用户的CSIT在三种状态之间交替，即，在不同的时隙中的完美CSIT（P）、延迟CSIT（D）和无CSIT（N）。对于K-用户MISO BC，我们表明，通过利用CSIT模式的协同效益，总的可实现的自由度（DoF）由$\frac{K^{2}}{2K-1}$给出。我们比较了可实现的自由度与文献中先前报道的延迟CSIT和混合CSIT模型的情况下的结果。
2016-05-10 cs.IT math.IT
Sum Rate Maximization for MU-MISO with Partial CSIT using Joint Multicasting and Broadcasting
在本文中，我们考虑一个MU-MISO系统，其中用户具有高度准确的信道状态信息（CSI），而基站（BS）具有部分CSI组成的一个不完美的信道估计和统计知识的CSI错误。以最大化平均和速率（ASR）服从功率约束为目标，考虑了一种特殊的传输方案，其中BS除了传统的专用符号之外，还以多播方式发送公共符号。该方案被称为联合多播和广播（JMB）。ASR问题转化为一个增广的平均加权和均方误差（AWSMSE）的问题，使用交替优化（AO）解决。通过仿真证明了与多播部分的合并伴随着增强的速率性能。
2015-02-12 cs.IT math.IT
DoF Upper Bound on Three-User MISO Broadcast Channel with Two Antennas and Mixed CSIT
本文研究了具有两根发射天线和混合CSIT的三用户MISO广播信道，利用genie-aided signaling和极值不等式推导出sum-DoF上界，并证明其最多比预期sum-DoF大12.5%。
2023-06-25 cs.IT math.IT
On the Degrees-of-freedom of the 3-user MISO Broadcast Channel with Hybrid CSIT
研究了在发射端具有混合信道状态信息的3用户多输入单输出广播信道。在该框架中，存在来自用户子集的完美和瞬时CSIT以及来自剩余用户的延迟CSIT。我们提出了新的结果上的自由度（DoF）的3用户MISO BC与混合CSIT。特别是，对于2个发射天线的情况下，我们表明，完美的CSIT从一个用户和延迟CSIT从其余两个用户，最佳的自由度是5/3。对于3个发射天线和相同的混合CSIT设置的情况，示出了可实现9/5的更高DoF，并且该结果在最佳已知界限上有所改善。此外，3个发射天线，和混合CSIT设置，其中有完美的CSIT从两个用户和延迟CSIT从第三个，提出了一种新的方案，实现9/4自由度。我们的研究结果还揭示了新的见解，如何利用混合信道知识的多用户场景。
2014-02-19 cs.IT math.IT
Imperfect and Unmatched CSIT is Still Useful for the Frequency Correlated MISO Broadcast Channel
由于Maddah-Ali和Tse表明完全陈旧的发射机侧信道状态信息（CSIT）仍然有益于多输入多输出（MISO）广播信道（BC）的自由度（DoF），因此学术文献中有很多兴趣研究不完美CSIT对时间相关广播信道的\emph{DoF}区域的影响。尽管迄今为止的研究重点一直是时间相关信道，但频率相关信道也存在类似但不同的问题。实际上，不完美的CSIT还影响频率相关信道的DoF区域，如当前多载波无线系统所例示的。这种贡献，在文献中的第一次，调查了一般的频率相关设置，其中两个天线发射机有两个相邻的子带上的两个单天线用户的CSI的不完善的知识。将迫零波束形成（ZFBF）与Maddah-Ali和Tse提出的方案相结合，提出了一种新的波束形成方案。该方案的可达自由度区域表示为CSIT质量的函数。
2013-04-03 cs.IT math.IT
DoF Analysis of the K-user MISO Broadcast Channel with Hybrid CSIT
我们考虑$K$ -用户多输入单输出（MISO）广播信道（BC），其中用户$i(i=1,2,\ldots,K)$的信道状态信息（CSI）在发射机处可以是瞬时完美的（P）、延迟的（D）或未知的（N），概率分别为$λ_P^i$、$λ_D^i$和$λ_N^i$。在该设置中，根据每个用户的三个可能的CSIT，$K$用户的联合CSIT的知识可以具有至多$3^K$状态。尽管Tandon等人的结果表明，对于对称的两个用户MISO BC（即，$λ_Q^i=λ_Q,\ \forall i\in \{1,2\}, Q\in \{P,D,N\}$），自由度（DoF）区域只取决于边际概率，我们表明，这个有趣的结果并不持有一般时，$K\geq3$。换句话说，DoF区域是所有联合概率的函数。在本文中，给定CSIT的边际概率，我们推导出$K$ -用户MISO BC的DoF区域的外边界。随后，我们研究了在某些情况下的外部边界的可扩展性。最后，我们展示了DoF区域对联合概率的依赖性。
2015-03-03 cs.IT math.IT
Generalized Degrees-of-Freedom of the 2-User Case MISO Broadcast Channel with Distributed CSIT
这项工作分析了广义自由度（GDoF）的2用户多输入单输出（MISO）广播信道（BC）在所谓的分布式CSIT制度，与分散的无线网络的应用。这种机制与经典的有限CSIT机制的不同之处在于，CSIT不仅有噪声，而且在发射机（TX）之间也不完全共享。因此，每个TX基于本地CSIT和其他TX处的统计质量信息对数据进行预编码。我们推导出GDoF结果，并获得了令人惊讶的结果，即通过对路径损耗信息的具体计算，分散式预编码网络可以达到与中心节点获得两个TX估计的Genie-aided集中式网络相同的性能。该方案中的关键成分是所谓的主动-被动迫零（AP-ZF）预编码，其使预编码器设计最佳地适应不同TX处可用的不同本地CSIT质量。
2017-02-14 cs.IT math.IT
QoS Constrained Power Minimization in the MISO Broadcast Channel with Imperfect CSI
我们考虑多输入单输出（MISO）广播信道（BC）中的线性预编码器和接收器的设计。我们的目标是最大限度地减少发射功率，同时fullfiling的一组每用户的服务质量（QoS）的约束表示的每用户的平均速率要求。信道状态信息（CSI）被假设为在接收器处完全已知，但在发射器处仅部分已知。为了解决这个问题，我们将QoS约束转化为最小均方误差（MMSE）约束。然后，我们利用的BC和多址接入信道（MAC）之间的MSE二元性，以及在双MAC的标准干扰函数，通过交替优化（AO）算法来执行功率最小化。问题的可行性进行了研究，以确定是否可以满足QoS约束或没有。最后，我们提出了一种算法来平衡的平均速率和管理的情况下，可能是不可行的或导致不可接受的高发射功率。
2015-12-09 cs.IT math.IT
Degrees-of-Freedom Region of MISO-OFDMA Broadcast Channel with Imperfect CSIT
本文研究了发射端信道状态信息不完善的两用户频率相关多输入单输出（MISO）广播信道（BC）的自由度区域。我们假设系统由任意数量的子带组成，表示为$L$。此外，CSIT状态在用户和子带之间变化。一个紧密的外边界被发现作为两个用户之间的最小平均CSIT质量的函数。基于跨子带的CSIT状态，DoF区域被解释为在两个用户的CSIT都是完美的、或者完美且未知的场景中的最优DoF区域的加权和。受加权和解释的启发，并确定Chen等人提出的不匹配CSIT的最佳方案的益处，我们还设计了一种方案，该方案实现了频域BC中的一般$L$子带情形的上限，从而示出了DoF区域的最优性。
2013-10-24 cs.IT math.IT
DoF Analysis of the K-user MISO Broadcast Channel with Alternating CSIT
我们考虑$K$ -用户多输入单输出（MISO）广播信道（BC），其中用户$i(i=1,2,\ldots,K)$的信道状态信息（CSI）在发射机处可以是完美的（P）、延迟的（D）或未知的（N），概率分别为$λ_P^i$、$λ_D^i$和$λ_N^i$。在该信道中，根据每个用户的三个可能的CSIT，$K$用户的联合CSIT最多可以具有$3^K$实现。尽管Tandon等人的结果表明，具有对称边际概率的两个用户MISO BC的自由度（DoF）区域（即，$λ_Q^i=λ_Q \forall i\in \{1,2,\ldots,K\}, Q\in \{P,D,N\}$）只依赖于边际概率，我们表明，这个有趣的结果并不持有一般用户数超过两个。换句话说，DoF区域是\textit{CSIT pattern}的函数，或者等效地，是所有联合概率的函数。在本文中，给定CSIT的边际概率，我们推导出$K$ -用户MISO BC的DoF区域的外边界。随后，在某些情况下，考虑这些外部边界的可扩展性。最后，我们展示了DoF区域对联合概率的依赖性。
2013-11-26 cs.IT math.IT
On the Degrees of Freedom of the MISO Interference Broadcast Channel with Delayed CSIT
Maddah-Ali and Tse（MAT）方案是一种线性预编码策略，它利用干扰对准和发射机处完美但延迟的信道状态信息（延迟CSIT），提高了广播信道（BC）可以实现的自由度（DoF）。自其出现以来，许多工作已经将回溯干扰对齐（RIA）的概念扩展到其他多用户信道配置。然而，关于具有多个小区的广播信道，即干扰广播信道（IBC）知之甚少。在这项工作中，研究了$K$ -用户$C$ -具有延迟CSIT的小区多输入单输出（MISO）IBC（每个小区具有$K/C$用户）的DoF。我们表明，在IBC的MAT计划的直接应用失败，因为它需要从同一个源接收到的所有干扰。因此，在这种情况下，不是所有的干扰都可以被消除，从而阻塞了对接收到的消息的解码。我们将这种现象称为\textit{interference coupling}，它通过一次只服务一个小区来强制使用MAT方案。在这项工作中，我们提出了一个扩展，即解耦MAT方案（uMAT），利用多个细胞，解耦的干扰，并实现最知名的自由度内界几乎所有的设置。
2019-11-13 cs.IT math.IT
MISO Broadcast Channel with Imperfect and (Un)matched CSIT in the Frequency Domain: DoF Region and Transmission Strategies
在这方面的贡献，我们专注于频域两个用户多输入单输出广播信道（MISO BC）的发射机有不完美的和（不）匹配的两个用户在两个子带的信道状态信息（CSI）。我们提供了一个上界的自由度（DoF）区域，这是严格的状态相比，最先进的。通过分解的子带到子信道根据CSI反馈质量，我们解释的DoF区域的加权和，在每个子信道。此外，我们研究了次优方案，即频分多址（FDMA），迫零波束形成（ZFBF）和$S_3^{3/2}$方案Tandon等人时，\emph{DoF}损失的总和。结果表明，通过次优策略之间的切换，我们可以获得至少80%和66.7%的最佳总和\emph{DoF}性能不匹配和匹配CSIT的情况下，分别。
2013-10-24 cs.IT math.IT
Degrees-of-Freedom Region of the MISO Broadcast Channel with General Mixed-CSIT
在两个用户广播信道的设置中，Maddah-Ali和Tse最近的工作已经表明，即使在没有任何当前CSIT的知识的情况下，在发射机处的先前信道状态信息（CSIT）的知识也是有用的。Kobayashi等人最近的工作，Yang等人，以及Gou和Jafar，将其扩展到这样的情况，其中，发射机具有部分知识，而不是没有当前CSIT知识，并且在对称性假设下，该知识的质量对于不同用户的信道是相同的。在多用户设置中，CSIT反馈的质量可能在不同的链路上变化的事实的激励下，我们在这里将上述结果推广到自然设置，其中当前CSIT质量针对不同用户的信道而变化。对于这种设置，我们推导出最佳自由度（DoF）区域，并提供新的多相广播计划，实现这个最佳区域。最后，该推广结合并推广了Maleki等人的相应结果，该结果考虑了一个用户具有完美CSIT而另一个用户仅具有先前CSIT的广播信道。
2012-05-15 cs.IT math.IT
MISO Broadcast Channel with Hybrid CSIT: Beyond Two Users
我们研究了在发射机（CSIT）上可用的信道状态信息的异质性的影响广播信道的容量与多天线发射机和$k$单天线接收机（MISO BC）。特别是，我们认为$k$用户MISO BC，其中CSIT相对于每个接收器可以是瞬时/完美的，延迟，或不可用的，我们研究这种异质性的CSIT的影响程度的自由度（DoF），这样的网络。我们首先专注于$3$ -用户MISO BC，我们完全表征所有可能的异构CSIT配置的自由度区域，假设在发射机的线性编码策略。结果表明，在文献中的国家的最先进的可实现的计划确实是总和自由度最优的，当限制到线性编码方案。为了证明这一结果，我们开发了一种新的界，称为干扰分解界，它提供了一个下界的干扰尺寸在接收器提供延迟CSIT的基础上的平均尺寸的成分的干扰，从而分解成其单独的组件的干扰。此外，我们扩展我们的外边界上的自由度区域的一般$k$ -用户MISO BC，并证明它导致线性总和自由度的近似表征范围内的添加剂间隙$0.5$的CSIT配置。此外，对于只有一个接收器提供延迟CSIT的特殊情况，我们完全表征了线性和DoF。
2015-04-17 cs.IT math.IT
Space-Time Encoded MISO Broadcast Channel with Outdated CSIT: An Error Rate and Diversity Performance Analysis
对具有发送端延迟信道状态信息（CSIT）的MISO广播信道（BC）的研究迄今为止集中于和速率和自由度（DoF）区域分析。在本文中，我们第一次调查的出错率性能在有限的SNR和分集复用权衡（DMT）在无限的SNR的空时编码传输的两个用户MISO BC与延迟CSIT。我们考虑由Maddah-Ali和Tse获得的所谓MAT协议，该协议被证明比TDMA提供33%的DoF增强。虽然渐近DMT分析表明，MAT总是优于TDMA，成对错误概率分析在有限的SNR表明，MAT实际上并不总是一个更好的替代TDMA。只有在非常高的速率下或一旦与全速率全分集空时码级联，才能在TDMA上获得好处。分析还扩展到空间相关信道和发射相关矩阵和用户配对策略对性能的影响进行了讨论。依靠统计CSIT，信号星座被进一步优化，以改善MAT的出错率性能，并使其对用户正交性不敏感。最后，其他传输策略依赖于延迟CSIT进行了讨论。
2014-11-07 cs.IT math.IT
Rate-Splitting and Sum-DoF for the K-User MISO Broadcast Channel with Mixed CSIT and Order-(K-1) Messages
本文针对混合CSIT和阶数(K-1)消息的K用户MISO广播信道，提出嵌入回顾性干扰对齐的速率分裂方案以刻画自由度之和，并发现K>2时自由度之和随CSIT质量饱和。
2023-09-10 cs.IT math.IT
Diophantine Approach to Blind Interference Alignment of Homogeneous K-user 2x1 MISO Broadcast Channels
虽然盲干扰对齐（BIA）2用户2x 1广播信道（BC）在均匀衰落中实现其最大4/3 DoF的充分条件已经很好地理解，但是其对应物对于一般K用户2x 1 MISO BC在均匀块衰落中实现相应的2k/（2+K-1）（DoF）仍然没有解决，因此是本文的焦点。如果干扰信道仅经由BIA实现其最大DoF，则该干扰信道被称为BIA可行的。在本文中，我们投这个一般的可行性问题的框架内寻找整数解的线性丢番图方程组。通过假设独立的用户链路具有相同的相干时间，并通过研究丢番图系统的可解性，得到了K个用户的衰落块偏移量满足BIA可行性的充分必要条件。如果K个偏移是独立的并且均匀地分布在相干块上，则我们可以进一步证明11个用户足以让人们以95%的确定性找到其中的3个用户以形成BIA可行的3用户2x 1 BC。
2013-03-28 cs.IT math.IT
Non-Convex Utility Maximization in Gaussian MISO Broadcast and Interference Channels
实用程序（例如，如果将范围限制在发射机和接收机处的线性（波束成形）策略，则已知多天线广播和干扰信道（在接收机处具有一个天线）的和速率（sum-rate）最大化通常是非凸问题。在本文中，它示出，在一些标准的假设下，最值得注意的是，效用函数在接收器处的干扰水平下降，可以找到一个全局最优的解决方案，通过适当设计的分支定界方法，降低了复杂性。虽然不可行的实时实施，这个过程使一个非启发式和系统的评估次优技术。一个次优的策略，然后提出，当应用到总和率最大化，减少到众所周知的分布式定价技术。最后，数值结果提供了比较全局最优解与次优（定价）技术的总和率最大化问题，导致洞察到的问题，如对不良初始化的鲁棒性。
2011-05-01 cs.IT math.IT
A High-Diversity Transceiver Design for MISO Broadcast Channels
本文分析了多输入单输出广播信道下混合收发结构的中断行为和分集阶数。该混合方案将具有紧密对齐信道的用户分组，并对由具有紧密对齐信道的用户组成的每个组应用叠加编码和连续干扰消除解码，同时跨半正交用户组应用迫零波束成形。为了使这样的分析，封闭形式的下限上的可实现的速率的一般多输入单输出广播信道与叠加编码和连续干扰消除是新的推导。通过采用信道自适应的用户分组和适当的功率分配，确保用户组的信道子空间具有大于某个阈值的角度，表明混合收发器结构在多输入单输出广播信道中实现了全分集阶数，并在实现全分集阶数的同时机会性地增加了复用增益。此外，所实现的全分集阶数与单用户最大比发射波束成形的全分集阶数相同。因此，混合方案可以在信道衰落下提供可靠的通信，以实现超可靠的低延迟通信。数值结果验证了我们的分析，并显示了中断的混合方案优于传统的收发器设计的多输入单输出广播信道。
2019-01-22 cs.IT math.IT
Degrees-of-Freedom Regions for $K$-User MISO Time-Correlated Broadcast Channel
本文研究了$K$ -用户多输入单输出（MISO）时间相关广播信道（BC）的可达自由度（DoF）区域。时间相关性引起具有估计误差$P^{-α}$的发射机处的当前信道状态信息（CSIT）的知识，其中$P$是信噪比（SNR）。我们考虑以下两个场景：$(i)$ $K$ -具有$K$的用户-天线基站（BS）和$(ii)$ $3$ -具有$2$的用户-天线BS。在对称DoF元组的情况下，其中所有用户获得相同的DoF，对于第一种情况，我们导出等于$\frac{K(1-α)}{1+\frac{1}{2}+\cdots+\frac{1}{K}}+Kα$的总DoF，对于第二种情况，导出等于$\frac{3+α}{2}$的总DoF。特别是，我们提供了这两个自由度元组的可扩展性计划。然而，我们也考虑了非对称的情况下，其中一个用户是保证{ \it一}自由度，并提供了可扩展性计划。值得注意的是，所提出的DoF区域与已经公布的外边界的一致性，以及与Maddah-Ali-Tse（MAT）的一致性，该MAT仅假设完美延迟CSIT，并且ZF波束成形方案（完美电流CSIT）同意所提出的波束成形方案的最优性。
2014-12-02 cs.IT math.IT
Capacity Region of MISO Broadcast Channel for Simultaneous Wireless Information and Power Transfer
该文研究了一种多输入单输出（MISO）广播信道（BC），该信道具有同时无线信息和功率传输（SWIPT）的特点，多天线接入点（AP）通过无线电信号同时向多个单天线接收机发送信息和能量，每个接收机实现信息解码（ID）或能量收集（EH）。特别地，伪随机序列是{ \it a priori}已知的并且因此可以在每个ID接收机处被消除，被用作能量信号，并且信息理论上最优的脏纸编码（DPC）被用于信息传输。我们的特征ID接收器的容量区域在给定的EH接收器的能量要求下，通过解决一系列的加权和速率（WSR）最大化（WSRMax）的问题，受AP的最大和功率约束，和一组最小收获功率约束为个人EH接收器。该问题对应于MISO-BC中具有组合最大和最小线性传输协方差约束（MaxLTCCs和MinLTCCs）的新形式的WSRMax问题，其不同于仅在一组MaxLTCCs下的MISO-BC的著名容量区域表征问题，并且具有挑战性。通过扩展一般的BC-多址接入信道（MAC）对偶，这是只适用于WSRMax问题与MaxLTCC，并应用椭球方法，我们提出了一个有效的算法来解决这个问题的全局最优。此外，我们还提出了两个次优算法的复杂度较低，假设信息和能量信号是分开设计的。最后，数值结果验证了我们提出的算法。
2015-07-22 cs.IT math.IT
On Sum Secure Degrees of Freedom for K-User MISO Broadcast Channel With Alternating CSIT
本文研究了$K$ -用户多输入单输出（MISO）广播信道（BCCM）和发送端交替信道状态信息（CSIT）的和安全自由度（SDoF）。在MISO BCCM中，$K$天线发射机（TX）向$K$单天线接收机（RX）通信，使得RX $k$的消息对于具有$j<k$的RX $j$保密。对于该模型，我们考虑这样的场景，其中从$2$到$K$的RX的CSI在发射机处瞬时已知，而RX $1$的CSI在发射机处（i）在一半时间内瞬时已知，并且（ii）在剩余时间内具有单位延迟。我们将此CSIT可用性称为\emph{alternating} CSIT。交替CIST已被证明在SDoF方面提供协同增益，因此是通过简单地依赖于CSI反馈策略来确保安全通信的可行策略。我们的主要贡献是表征该模型的总和SDOF为$SDoF_{\rm sum}= (2K-1)/2$。有趣的是，该$SDoF_{\rm sum}$通过相当简单的可重复性来获得，其中TX使用人工噪声来防止在RX $1$处对非预期接收机的消息进行解码。为了简单起见，首先详细讨论了$K=3$情形的证明，之后，我们给出了任意数量RX的结果。
2020-11-22 cs.IT math.IT
Large System Analysis of Linear Precoding in Correlated MISO Broadcast Channels under Limited Feedback
在本文中，我们研究了迫零（ZF）和正则化ZF（RZF）预编码在大型MISO广播系统中的和速率性能的假设下，不完善的信道状态信息在发送端和每个用户的信道发送相关性。我们的分析假设发射天线的数量$M$和单天线用户的数量$K$是大的，而它们的比率保持有界。我们推导出确定性近似的经验信号干扰加噪声比（SINR）在接收机，这是紧的$M,K\to\infty$。在这个推导过程中，每个用户的信道相关性模型需要开发一个新的确定性等价的经验Stieltjes变换的高维随机矩阵与广义方差分布。确定性SINR近似使我们能够解决各种实际的优化问题。在和速率最大化下，我们推导出（i）对于RZF的最优正则化参数，（ii）对于ZF的最优用户数，（iii）对于ZF和RZF的最优功率分配方案，以及（iv）在大型FDD/TDD多用户系统中的最优反馈量。数值模拟表明，确定性的近似是准确的，即使是小的$M,K$。
2012-02-03 cs.IT math.IT
Rate-Memory Trade-Off for the Cache-Aided MISO Broadcast Channel with Hybrid CSIT
通信中的一个著名问题是广播信道中的所谓“PN”问题，其指的是这样的设置，其中固定的一组用户向多天线发射机提供完美的信道状态信息（CSI），而其余用户仅提供有限精度的CSI或不提供CSI。该设置的自由度（DoF）最近通过对齐图像集方法得到。在这项工作中，我们解决了这个问题的缓存辅助变体（即，具有边信息的“PN”设置），其中提供完美CSI的用户的数量小于或等于发射天线的数量。特别是，我们推导出最佳的速率-内存权衡的假设下，未编码的位置和特征相同的权衡内的一个因素为2.01的一般布局。结果证明，“PN”的影响保持相似，即使在边信息的存在下，但也是最佳的权衡是无法实现的，通过独立服务的两组用户。
2021-02-25 cs.IT math.IT
Rate-Splitting Unifying SDMA, OMA, NOMA, and Multicasting in MISO Broadcast Channel: A Simple Two-User Rate Analysis
考虑到两用户多天线广播信道，本文表明，线性预编码的具有连续干扰消除（SIC）的速率分裂（RS）接收机是用于非正交传输的灵活框架，其概括并包含四种看似不同的策略，即基于线性预编码的空分多址（SDMA），正交多址（OMA），非正交多址接入（NOMA）基于线性预编码的叠加编码与SIC，和物理层组播。本文研究了和速率，并分析了RS如何统一，优于，并专门为SDMA，OMA，NOMA，和多播作为信道强度的差异和用户信道方向之间的角度的函数。
2019-06-11 cs.IT eess.SP math.IT
Cooperative Rate-Splitting for MISO Broadcast Channel with User Relaying, and Performance Benefits over Cooperative NOMA
由于其在广泛的实际场景中的有前途的性能，速率分裂（RS）最近在学术界受到了极大的关注，用于通信系统的下行链路。在这封信中，我们提出并分析了一个合作的速率分裂（CRS）策略的基础上，三个节点的中继信道的发射机配备有多个天线。通过在发送端对用户消息进行拆分，对公共和私有流进行线性预编码，并适时地请求中继用户转发其解码后的公共消息，CRS可以有效地应对各种传播条件（用户信道强度和方向的差异），并补偿由于深衰落引起的性能下降。预编码器的设计和资源分配优化通过解决加权和速率（WSR）最大化问题。数值结果表明，我们提出的CRS方案可以实现显式的速率区域的改善相比，其非合作的对手和其他合作策略（如合作NOMA）。
2019-10-25 cs.IT math.IT
Large System Analysis of Linear Precoding in MISO Broadcast Channels with Confidential Messages
在本文中，我们研究了正则化信道反转（RCI）预编码在大MISO广播信道与机密消息（BCC）的性能。我们得到一个确定性的近似可实现的保密和率几乎肯定是准确的发射天线$M$和用户$K$的数量增长到无穷大的固定比例$β=K/M$。我们推导出最佳的正则化参数$ξ$和最佳的网络负载$β$，最大化每个天线的保密和速率。然后，我们提出了一个线性预编码器的基础上RCI和功率降低（RCI-PR），显着提高了高信噪比的保密和率$1<β<2$。我们提出的预编码器实现了每个用户的保密率，它具有相同的高SNR缩放因子作为以下两个上界：（i）没有保密要求的最佳RCI预编码器的速率，以及（ii）没有干扰的单用户系统的保密容量。此外，我们得到了一个确定性的近似的保密和率可实现的RCI预编码的信道状态信息（CSI）错误的存在。我们还分析了我们提出的RCI-PR预编码器的性能与CSI错误，我们确定如何错误必须缩放的SNR，以保持一个给定的速率差距的情况下，完美的CSI。
2013-04-22 cs.IT math.IT
Linear Beamforming for the Spatially Correlated MISO broadcast channel
考虑在基站处具有M个天线和M个用户（每个用户具有单个天线）的空间相关广播设置。我们假设用户有完善的信道信息，他们的链接和基站只有统计信息，每个用户的链接。基站采用线性波束形成策略，为每个用户分配一个空间本征模式。这项工作的目标是了解波束形成向量的结构，最大限度地遍历和率通过将干扰视为噪声来实现。在M = 2的情况下，我们首先固定波束成形向量，并计算作为信道统计的函数的闭合形式的遍历和速率。然后，我们表明，最佳波束形成向量的协方差矩阵的两个链接的主导广义特征向量。由于和速率表达式的复杂性质，很难获得关于M > 2的最佳波束成形向量的结构的直观信息。然而，在渐近M的情况下，我们证明了最优波束形成向量必须满足一组固定点方程。
2010-08-06 cs.IT math.IT
Quadrature Amplitude Modulation Division for Multiuser MISO Broadcast Channels
本文研究离散时间多用户多输入单输出（MISO）高斯广播信道BC，其中信道状态信息（CSI）在发送端和接收端都是可用的。基于脉冲幅度调制（PAM）和正交幅度调制（QAM）星座，提出了一种灵活而明确的可唯一分解星座群（UDCG）设计方法。由此，为MISO BC开发了调制分（MD）传输方案。建议的MD计划，使每个接收机，以唯一和有效地检测他们所需的信号从相互干扰的共信道信号的叠加在没有噪声。在我们的设计中，最佳发射机波束形成问题的解决，在一个封闭的形式为两个用户MISO BC使用最大最小公平性作为设计标准。然后，对于一般情况下，有两个以上的接收机，我们开发了一个基于用户分组的波束形成方案，其中分组方法，波束形成向量的设计和功率分配问题，通过使用加权最大最小公平性。结果表明，我们所提出的方法具有较低的错误概率相比，迫零（ZF）的方法时，两个信道向量之间的厄米特角是小的两个用户的情况下。此外，仿真结果还表明，对于两个以上用户的一般信道模型，我们的基于用户分组的方案显着优于ZF，时分（TD），当用户数量接近基站数量时，在中等和高信噪比状态下基于最小均方误差（MMSE）和信号泄漏噪声比（SLNR）的技术在瑞利衰落信道中，当用户数远小于基站天线数时，该方案退化为ZF方案。
2016-09-07 cs.IT math.IT
Space-Time Interference Alignment and Degrees of Freedom Regions for the MISO Broadcast Channel with Periodic CSI Feedback
该文研究了周期性反馈信道状态信息（CSI）的多用户矢量广播信道的自由度（DoF）区域。作为表征的一部分，提出了一种称为空时干扰对齐的新传输方法，该方法联合利用当前和过去的CSI。使用所提出的对准技术，总和DoF区域的内界被表征为归一化CSI反馈频率的函数，其测量与用户的信道变化的速度相比的CSI反馈速度。该结果的一个结果是，与用户仅发回当前CSI的情况相比，当用户发回当前CSI和过时CSI两者时，可实现的和DoF增益显著提高。然后，CSI反馈延迟和总和DoF增益之间的权衡的特征在于多用户矢量广播信道的归一化CSI反馈延迟，测量CSI陈旧相比，信道相干时间。一个重要的见解是，如果反馈延迟小于信道相干时间的导出分数，则可以实现最佳DoF增益。这正好体现了一种直觉，即小的延迟应该是可以忽略的。
2013-08-14 cs.IT math.IT
Transmit Beamforming for MISO Broadcast Channels with Statistical and Delayed CSIT
本文重点研究了在发送端具有统计和延迟信道状态信息的两用户多输入单输出（MISO）系统中，用于各态历经速率优化的线性波束形成设计和功率分配策略。我们提出了一种传输策略，表示为统计替代MAT（SAMAT），它利用信道统计和延迟CSIT。首先，统计CSIT只，我们专注于统计波束形成（SBF）的设计，最大限度地提高了遍历和率的下限。其次，依赖于统计和延迟CSIT，提出了一种迭代算法来计算最初由Yang等人提出的替代MAT（AMAT）的预编码向量，其最大化具有相等功率分配的遍历和速率的近似。最后，通过适当的功率分配，SAMAT框架提出了一个任意数量的发射天线和信噪比（SNR）的SBF和AMAT之间的软桥接。从Karush-Kuhn-Tucker（KKT）条件中找出了功率分配优化的必要条件。使用序列二次规划（SQP）计算最大化遍历和速率近似的最佳功率分配。仿真结果表明，所提出的SAMAT方案产生了显着的SBF和AMAT的和速率增强。
2015-01-08 cs.IT math.IT
Achieving Max-Min Fairness for MU-MISO with Partial CSIT: A Multicast Assisted Transmission
我们解决的最大-最小公平性设计问题的MU-MISO系统与部分信道状态信息（CSI）在基站（BS），包括一个不完美的信道估计和统计知识的估计误差，和完美的CSI在接收机。目标是最大化受发射功率约束的用户之间的最小平均速率（AR）。采用非常规的传输方案，其中基站（BS）除了传统的专用消息之外还发送公共消息。在CSIT不够精确以执行干扰调零的情况下，通过根据不同用户的需要将公共消息的部分分配给他们来辅助各个速率。AR问题转化为一个增广的平均加权均方误差（AWMSE）问题，使用交替优化（AO）解决。通过模拟证明了将共同的消息的好处。
2015-02-12 cs.IT math.IT
Robust Max-Min Fairness Energy Harvesting in Secure MISO Cognitive Radio With SWIPT
研究了一种多输入单输出的认知无线电下行链路网络，该网络同时进行无线信息和功率传输。在该网络中，次级用户与多个主用户和多个能量收集接收器共存。为了保证安全通信和能量收集，研究了不完全信道状态信息下鲁棒安全人工噪声辅助波束形成和功率分配设计问题。具体地说，最大-最小公平能量收集问题下制定的有界信道状态信息误差模型。提出了一种基于${\cal S}\text{-Procedure} $的一维搜索算法。结果表明，最佳的鲁棒安全波束形成可以实现。阐明了在最大-最小公平性准则下二级用户接收机的保密率与能量收集接收机收集的能量之间的权衡。
2016-02-26 cs.IT math.IT
Secure Degrees of Freedom Region of the Two-User MISO Broadcast Channel with Alternating CSIT
研究了具有保密消息的两用户多输入单输出（MISO）广播信道（BCCM），其中来自每个用户的发射机处的信道状态信息（CSIT）的性质可以是$I_{i}$、$i=1,2$的形式，其中$I_{1}, I_{2}\in \{\mathsf{P}, \mathsf{D}, \mathsf{N}\}$和$\mathsf{P}$、$\mathsf{D}$和$\mathsf{N}$的形式分别对应于完全瞬时、完全延迟和无CSIT。因此，整个CSIT可以在与$I_{1}I_{2}$的所有可能值相对应的$9$可能状态之间交替，每个状态出现总持续时间的$λ_{I_{1}I_{2}}$部分。本文的主要贡献是建立了安全自由度（s.d.o.f.）区域的MISO BCCM与交替CSIT与对称性假设，其中$λ_{I_{1} I_{2}}=λ_{I_{2}I_{1}}$。主要的技术贡献包括：a）开发新的可实现的MISO BCCM方案，其中交替CSIT与安全约束，还强调了状态间编码的协同效益，b）通过本地统计等价和信道增强的新的逆向证明;以及c）显示信道知识的各个方面之间的相互作用及其对s.d.o.f.的影响。
2015-02-09 cs.CR cs.IT math.IT
Precoding Methods for MISO Broadcast Channel with Delayed CSIT
最近的信息理论的结果表明，在多用户下行链路MIMO信道上的预编码与延迟的信道状态信息在发射机（CSIT）可能会导致数据率远远超过没有任何CSIT获得的数据率，即使在极端的情况下，当延迟的信道反馈是完全过时的反馈延迟超过信道相干时间。这个令人惊讶的结果是基于干扰重复和对准的思想，其允许接收器重建完全抵消干扰的信息符号，使其成为无限SNR范围中的最佳方案。在本文中，我们提出了一个类似的问题，但在有限的SNR下。我们提出了第一个预编码器的建设，它匹配以前的结果在无限的SNR，但达到了一个有用的权衡干扰对齐和信号增强在有限的SNR之间，允许在实际设置中的显着性能改善。本文提出了两种通用的预编码方法，通过虚拟MMSE和互信息优化，实现了信号增强和干扰对齐之间的折衷。仿真结果表明，由于这两个方面之间的妥协，实质性的改善。
2012-07-09 cs.IT math.IT
Approximate Capacity Region of the Two-User MISO Broadcast Channels with Delayed CSIT
我们考虑的问题，多输入单输出广播信道与瑞利衰落的发射机已获得延迟的信道状态信息的知识。我们首先表征这个信道的容量区域与两个用户在恒定数量的比特的所有值的发射功率。所提出的信令策略利用信道状态信息和先前发送的信号的延迟知识，以便为两个接收器创建共同感兴趣的信号。该信号将是先前发送的信号的总和的量化版本。在推导有限信噪比状态的结果时出现的挑战是量化噪声和信号之间存在的相关性。为了保证量化噪声和信号的独立性，我们扩展了格量化器的框架与抖动和交织步骤。相反，我们使用的事实是，这个问题的容量区域是上限的物理退化的广播信道的容量区域，没有信道状态信息，其中一个接收器有两个天线。然后，我们推导出这个退化的广播信道的容量区域上的外界。最后，我们展示了如何扩展我们的结果，以获得近似的容量的$K$ -用户多输入单输出广播信道延迟的知识，在发射机的信道状态信息在$2 \log_2 \left( K + 2 \right)$位/s/Hz。
2016-06-22 cs.IT math.IT
Achievable Rate Region of the Zero-Forcing Precoder in a 2 X 2 MU-MISO Broadcast VLC Channel with Per-LED Peak Power Constraint and Dimming Control
在本文中，我们考虑2 × 2多用户多输入单输出（MU-MISO）广播可见光通信（VLC）信道的两个发光二极管（LED）在发送端和一个单一的光电二极管（PD）在两个用户的每一个。我们提出了在每LED峰值和平均功率约束下的该2 X 2 MU-MISO VLC信道中的迫零（ZF）预编码器的可实现速率区域，其中从每个LED发射的平均光功率对于恒定照明是固定的，但是是可控的（在VLC上的IEEE 802.15.7标准中称为调光控制）。我们分析了所提出的速率区域边界的特征，并表明它是帕累托最优的。进一步的分析表明，当固定的每LED平均光功率是允许的每LED峰值光功率的一半时，实现了最大速率区域。我们还提出了一种新颖的收发器架构，其中信道编码器和调光控制分离，这大大简化了收发器的复杂性。一个室内VLC信道与建议的收发器的案例研究表明，可实现的信息速率是敏感的LED和PD的位置。一个有趣的观察是，对于在5 m X 5 m X 3 m房间中的LED的给定放置，即使用户从其最佳放置有相当大的位移，可实现速率的降低也不显著。因此，该观察结果可用于定义房间内的“覆盖区”，其中，对两个用户的信息速率的降低在可接受的容限内。
2017-01-12 cs.IT math.IT
Symbol-Level Precoding Design for Max-Min SINR in Multiuser MISO Broadcast Channels
本文研究了多用户多输入单输出（MISO）信道下行链路中最大最小信干噪比（SINR）准则下的符号级预编码（SLP）设计问题。首先，我们证明了距离保持建设性干涉区域（DPCIR）总是多面体角（移动尖锥）的任何给定的星座点与无界的决策区域。然后证明了在一个给定的无界DPCIR中，任何信号的范数大于对应顶点的范数当且仅当星座的凸包包含原点。利用这些性质，我们表明，无噪声的接收信号躺在一个无界的DPCIR的功率是两个参数的严格递增函数。这允许我们将原始非凸SLP最大-最小SINR重新公式化为凸优化问题。我们讨论的损失，由于我们提出的凸重构，并提供了一些模拟结果。
2018-03-19 cs.IT eess.SP math.IT
MISO Broadcast Channel with Delayed and Evolving CSIT
这项工作考虑了两个用户MISO广播信道与逐步和延迟积累的信道状态信息在发射机（CSIT），并解决了有多少反馈是必要的，以及何时，为了实现一定程度的自由度（DoF）的性能的问题。受可能不会立即传达完美CSIT的有限容量反馈链路的激励，并且关注块衰落场景，我们考虑随着时间在相干周期（T信道使用-演进的当前CSIT）上的进展或在之后的任何时间（延迟的CSIT）逐渐增加的CSIT质量。具体地说，对于任何一组反馈质量指数a_t，t=1，.，T，描述在时间t<=T时当前CSIT估计的均方误差的高SNR衰减率（在相干周期期间），该工作描述了在几个不同的演变CSIT设置中的最佳DOF区域，包括具有完美延迟CSIT的设置，反馈质量因用户而异的非对称设置，以及在存在对应于具有有限数量的总反馈比特的不完美延迟CSIT的情况下考虑DoF区域。这些结果支持新的多阶段预编码方案，利用逐步提高CSIT。这里的方法自然地结合了不同的设置，例如Maddah-Ali和Tse的完美延迟CSIT设置，Yang等人以及Gou和Jafar的不完美电流CSIT设置，Maleki等人的不对称设置，以及Lee和Heath的不那么延迟的CSIT设置。
2012-11-07 cs.IT math.IT
Rate Analysis of Two-Receiver MISO Broadcast Channel with Finite Rate Feedback: A Rate-Splitting Approach
为了提高发射端信道状态信息不完全的双接收端多输入单输出广播信道（CSIT）的复用增益，近年来提出了一类速率分裂（RS）方法，该方法将接收端的消息分为公共消息和私有消息，并将公共消息叠加在迫零预编码的私有消息上。本文利用量化CSIT研究了公共消息分别通过空间和空时设计传输的两种方案RS-S和RS-ST的遍历和速率。首先，我们上限的总和速率损失所造成的每一个方案相对于零强迫波束形成（ZFBF）与完美CSIT。其次，我们表明，为了保持一个恒定的总和速率损失，RS-S方案使ZFBF与量化CSIT的反馈开销减少。这样的减少与高信噪比（SNR）下的恒定速率损失在数学上成比例。我们还发现，相比RS-S方案，RS-ST方案提供了一个进一步的反馈开销减少，规模与两个接收器所采用的反馈开销之间的差异时，有交替接收器特定的反馈质量。最后，仿真结果表明，这两种方案提供了一个显着的SNR增益比传统的单用户/多用户模式切换时，反馈开销是固定的。
2015-06-30 cs.IT math.IT
Secrecy Analysis for MISO Broadcast Systems with Regularized Zero-Forcing Precoding
本文针对大规模MISO广播系统中RZF预编码的保密性能展开研究，利用RMT推导联合分布的CLT，得到三种场景下ESR和SOP的闭式近似，评估了保密中断用户比例及所需发射天线数，结果表明外部Eve的保密损失更高。
2025-11-14 cs.IT math.IT
A Generalized Zero-Forcing Precoder with Successive Dirty-Paper Coding in MISO Broadcast Channels
在本文中，我们考虑多用户多输入单输出（MISO）广播信道的预编码器设计。代替使用传统的线性迫零（ZF）预编码器，我们提出了一种广义ZF（GZF）预编码器结合连续的脏纸编码（DPC）的数据传输，即GZF-DP预编码器，其中后缀\lq{} DP \rq{}代表\lq{}脏纸\rq{}。GZF-DP预编码器被设计为生成带形和下三角有效信道$\vec{F}$，使得仅沿着主对角线和$ν$第一下对角线的条目可以取非零值。利用连续DPC，通过连续编码来消除来自其他（多达）$ν$用户的已知非因果用户间干扰。我们分析了最佳的GZF-DP预编码器设计的总和速率和最小用户速率最大化。利用拉格朗日乘子，这两种情况下的最佳预编码器解决在封闭形式的最佳功率分配。对于总速率最大化，可以通过注水找到最优功率分配，但是根据参数$ν$修改水位。而对于衡量服务质量（QoS）的最小用户速率最大化问题，则直接求解最优功率分配问题，该问题也依赖于$ν$。此外，我们提出了两个低复杂度的用户排序算法的GZF-DP预编码器设计的最大化，分别。我们通过数值结果表明，所提出的GZF-DP预编码器与小$ν$（$\leq\!3$）呈现显着的速率增量相比，以前的预编码器设计，如线性ZF和基于用户分组的DPC（UG-DP）预编码器。
2017-03-09 cs.IT math.IT
On the Fairness of Rate Allocation in Gaussian Multiple Access Channel and Broadcast Channel
信道的容量区域由所有可达到的速率向量组成。在容量区域中选取特定点与速率分配同义。本文讨论了速率分配的公平性问题。我们回顾了公平的几个概念，包括最大最小公平，比例公平和纳什谈判解决方案。一般多用户信道的效率进行了讨论。我们将这些想法应用到高斯多址接入信道（MAC）和高斯广播信道（BC）。我们表明，在高斯MAC，最大最小公平性和比例公平性相吻合。对于高斯MAC和BC，我们设计了有效的算法，定位在容量区域的公平点。证明了公平速率分配的一些基本性质。
2006-11-03 cs.IT math.IT
Toward the Performance vs. Feedback Tradeoff for the Two-User MISO Broadcast Channel
对于两个用户的MISO广播信道与不完美的和延迟的信道状态信息在发射机（CSIT），工作探讨了性能之间的权衡，一方面，和CSIT的及时性和准确性的另一方面。这项工作考虑了一个广泛的设置，其中通信发生在一个随机衰落过程的存在下，并在存在的反馈过程中，在任何时间点，可以提供CSIT估计-一些任意精度-任何过去，当前或未来的信道实现。这种反馈质量可能在CSIT准确性和及时性的所有范围内随时间波动，范围从完全准确和即时可用的估计到最小准确性的延迟估计。在标准假设下，工作得到的自由度（DoF）的区域，这是严格的大范围的CSIT质量。该导出的DoF区域简明地捕获信道相关性的影响，预测的、当前的和延迟的CSIT的准确性，并且通常捕获关于任何信道在任何时间提供的CSIT的质量的影响。这项工作还介绍了新的计划-在不完善和延迟CSIT的背景下-采用编码和解码的相位马尔可夫结构。的结果举行了一大类的块和非块衰落信道模型，他们统一和扩展了许多以前的尝试，以捕捉不完美和延迟反馈的效果。这种一般性还允许考虑新颖的相关设置，诸如新的周期性演进的反馈设置，其中反馈比特的逐渐累积随着时间在有限相干周期上的进展而逐渐地改善CSIT。
2013-09-24 cs.IT math.IT
Intelligent Reflecting Surface Enabled Random Rotations Scheme for the MISO Broadcast Channel
目前关于智能反射面（IRS）的文献主要集中在优化IRS相移以产生相干波束形成增益，但这是在假设单个IRS辅助链路具有完美的信道状态信息（CSI）的情况下进行的，这是非常不切实际的。相反，这项工作考虑了IRS处的随机旋转方案，其中反射元件仅采用随机相位旋转而不需要任何CSI。然后，在整个信道的基站（BS）处仅需要CSI来实现波束成形传输方案。在此框架下，我们推导出的总和率缩放定律在大量的用户制度的IRS辅助多输入单输出（MISO）广播信道，最佳脏纸编码（DPC）计划和较低复杂度的随机波束形成（RBF）和确定性波束形成（DBF）计划在BS。随机旋转方案通过利用多用户分集来提高和速率，但由于相关性，也在一定程度上牺牲了增益。最后，能量效率最大化的BS天线，IRS元素和发射功率的数量的问题，解决了使用派生的缩放定律。仿真结果表明，所提出的方案，以提高和速率，性能变得接近下的相干波束形成的大量用户。
2021-03-17 cs.IT eess.SP math.IT
On the Separability of Parallel MISO Broadcast Channels Under Partial CSIT: A Degrees of Freedom Region Perspective
本文研究了在发射端部分信道状态信息（CSIT）任意水平下的$K$ -用户、$M$ -子信道并行多输入单输出（MISO）广播信道（BC）。我们表明，构成这种设置的平行子通道是可分离的自由度（DoF）区域的角度来看，当且仅当部分CSIT模式是完全有序的。该总顺序条件对应于用户在每个并行子信道中遵守关于其CSIT质量水平的相同顺序。例如，假设$α_{k}^{[l]}$和$α_{j}^{[l]}$是子信道$l$上的用户$k$和$j$的CSIT质量参数。在全阶下，具有$α_{k}^{[l]} \geq α_{j}^{[l]}$意味着$α_{k}^{[m]} \geq α_{j}^{[m]}$对每个子信道$m$成立。在这种情况下，使用简单的单独编码可实现整个DoF区域，其中在每个子信道中采用单个子信道类型的传输方案。为了显示这种可分性结果，我们首先通过将Davoodi和Jafar的对齐图像集方法扩展到所考虑的设置来推导DoF区域的外部边界。然后，我们表明，这个外边界与通过单独的编码实现的内边界相吻合，由闵可夫斯基总和的$M$单子通道自由度区域，在总的顺序条件下，因此解决了如果部分的主要定理。为了证明定理的唯一条件部分，我们确定了一组DoF元组，通过跨子信道的联合编码可实现，但无论何时违反总序条件，都不能通过单独编码实现。此外，我们还强调了我们的主要结果的影响CSIT反馈方案的设计多载波多天线无…
2019-12-20 cs.IT math.IT
Interplay Between Delayed CSIT and Network Topology for Secure MISO BC
我们研究了高斯两用户多输入单输出（MISO）广播信道的安全传输问题的假设下，连接发送器到两个接收器的链路可能有统计上的强度不等。除此之外，到每个接收器的信道状态以严格因果的方式传送到发射器。我们专注于两个国家的拓扑设置强与。薄弱环节在这些假设下，我们首先考虑MISO窃听信道，并建立广义安全自由度（GSDoF）的界限。接着，我们将此模型扩展到两用户MISO广播信道，并建立了不同拓扑状态下的GSDOF区域的内外边界。编码方案揭示了两种资源的使用，即，该模型的拓扑结构和发射机处的严格因果信道状态信息（CSIT）;并且，允许在通过较强链路传输机密消息的同时，对偷听到的边信息进行数字化和多播。此外，对于一类特殊的通道，我们表明，所建立的界限同意，所以我们的特点和GSDOF。
2015-10-27 cs.IT math.IT
A New Energy Efficient Beamforming Strategy for MISO Interfering Broadcast Channels based on Large Systems Analysis
在本文中，我们提出了一种新的波束形成设计，以最大限度地提高能源效率（EE）的多输入单输出干扰广播信道（IFBC）。在此模型下，由于耦合干扰及其分数形式，EE问题一般是非凸的，因此很难求解。解决该问题的传统算法对每个信道的实现采用迭代法，这需要高的计算复杂性。为了降低计算复杂性，我们用与波束方向和功率相关的标量参数来参数化波束形成向量。然后，通过采用这种参数化的随机矩阵理论的渐近结果，我们确定的最佳参数，以最大限度地提高EE在大系统的限制，假设发射天线和用户的数量是大的固定比例。在渐近制度，我们的解决方案只依赖于二阶信道统计，这产生显着减少的计算复杂性和系统开销相比，传统的方法。因此，可以利用本地信道状态信息和优化的参数来确定使EE性能最大化的波束成形向量。基于渐近结果，该方案可以提供的平均EE性能的见解，和一个简单而有效的波束形成策略的有限系统的情况下引入。数值结果证实，所提出的计划相比，传统的方法实现的最好的结果，即使在小的系统尺寸，大大降低了系统的复杂性表现出可以忽略不计的性能损失。
2015-08-27 cs.IT math.IT
Max-min Fairness of K-user Cooperative Rate-Splitting in MISO Broadcast Channel with User Relaying
协作速率分裂（CRS）策略依赖于发射机处的线性预编码速率分裂和中继用户对公共消息的机会性传输，最近已被证明优于典型的非协作速率分裂（NRS），两用户多输入单输出广播信道中的协作非正交多址接入和空分多址用户中继。在这项工作中，现有的两个用户的CRS传输策略推广到K用户的情况下。我们研究了联合优化的预编码器，消息分裂，时隙分配，中继用户调度的目标是最大化用户之间的最小速率的问题。首先提出了一种有效的自组织中继协议，然后提出了一种基于连续凸近似（SCA）的算法，以联合优化时隙，预编码器和消息分裂。数值结果表明，在广泛的网络负载和用户部署的最坏情况下，CRS实现的可达速率显着增加比NRS和SDMA。重要的是，所提出的基于SCA的算法显着降低了计算复杂度没有任何速率损失相比，在文献中的CRS的传统算法。因此，我们得出结论，所提出的K用户CRS比现有的传输方案更强大。
2020-08-05 cs.IT eess.SP math.IT
GDoF of the MISO BC: Bridging the Gap between Finite Precision and Perfect CSIT
对于$K=2$用户MISO BC，即，在无线广播信道中，配备有$K=2$天线的发射机向$K=2$接收机发送独立的消息，每个$K=2$接收机配备有单个天线，总的广义自由度（GDoF）针对任意信道强度和每个信道系数的信道不确定性水平来表征。结果扩展到$K>2$用户在额外的限制，其中包括对称性的假设。
2016-08-27 cs.IT math.IT
Linear Transceiver Design for a MIMO Interfering Broadcast Channel Achieving Max-Min Fairness
我们考虑的问题，线性收发器的设计，以实现最大最小的公平性在下行链路MIMO多小区网络。这个问题可以用公式表示为最大化干扰广播信道（IBC）中所有用户之间的最小速率。本文证明，当发射机和接收机的天线数量至少为两个时，最小速率最大化问题在用户数量上是NP难的。此外，我们开发了一个低复杂度的算法，这个问题通过迭代求解一系列的凸子问题，并建立其全局收敛到原来的最小速率最大化问题的一个稳定点。仿真结果表明，该算法能有效地实现用户间的公平性。
2012-08-31 cs.IT math.IT
Non-Coherent Rate Splitting for the MISO BC with Magnitude CSIT
提出了一种基于速率分割的方案，以操作在发射侧具有两个天线和两个单天线接收终端的广播设置。发射机知道信道系数的幅度，而不知道相位信息。具有功率约束的每个发射天线发送要由两个接收机解码的私有消息和公共消息。通过叠加编码的方法，得到了一个可达速率域，该速率域扩大了具有矢量信道幅度反馈的矢量广播信道容量域。
2019-06-10 cs.IT math.IT
