Interference Exploitation-based Hybrid Precoding with Robustness Against Phase Errors
与全数字预编码相比，混合模拟-数字预编码显著降低了大规模多输入多输出收发器中的硬件成本，但代价是增加了发射功率。为了减轻上述不足，我们使用的概念，建设性的基于干扰的预编码，这已被证明提供显着的传输功率节省相比，传统的基于干扰抑制的预编码在全数字多用户MIMO系统。此外，为了规避潜在的服务质量下降的用户由于在发射机的硬件损伤，我们明智地将鲁棒性对这种脆弱性的预编码器设计。由于所承担的建设性干扰的鲁棒混合预编码问题是非凸的无限约束，因此难以最优解决，我们分解成两个子任务，即模拟预编码和数字预编码。在本文中，我们提出了一种算法来计算最佳的建设性的干扰为基础的鲁棒数字预编码器。此外，我们设计了一个计划，以促进所提出的算法在一个低复杂度和分布式的方式实现。我们还讨论了块级模拟预编码技术。仿真结果表明，该算法及其实现方案优于国家的最先进的方法。
2019-07-23 eess.SP
Downlink Transmit Design for Massive MIMO LEO Satellite Communications
研究了大规模多输入多输出（MIMO）低地球轨道（LEO）卫星通信系统的下行链路发射设计问题，在该系统中，发射端只利用慢变的统计信道状态信息。建立了下行大规模多输入多输出低轨卫星系统的信道模型，其中卫星和用户终端均采用均匀平面阵列。观察的秩一属性的信道矩阵，我们表明，每个UT的单流预编码是最大化遍历和速率的最佳选择。这一有利的结果将复杂的发送协方差矩阵的设计简化为预编码向量的设计，而没有任何最优性损失。然后，设计了一种有效的算法来计算预编码向量。此外，我们制定了一个近似的发送设计的上界遍历和速率的基础上，单流预编码的最优性仍然成立。我们表明，在这种情况下，预编码向量的设计可以简化为标量变量，开发了一个有效的算法。此外，一个低复杂度的学习框架，提出了优化的标量变量。仿真结果表明，所提出的方法可以实现显着的性能增益比现有的计划。
2022-01-31 eess.SP
Time-Frequency-Space Transmit Design and Receiver Processing with Dynamic Subarray for Terahertz Integrated Sensing and Communication
本文研究太赫兹通信感知一体化的时频空发射设计与接收机处理，提出基于动态子阵列架构的混合预编码算法与参数估计算法，实现了百分级角度与毫米级距离估计精度，并开发干扰处理算法提升感知能力。
2024-03-26 cs.IT eess.SP math.IT
End-to-End Learning for Symbol-Level Precoding and Detection with Adaptive Modulation
传统的符号级预编码（Symbol-Level Precoding，SLP）设计在接收端采用固定的调制和检测规则，以简化发送端的预编码优化，这极大地限制了SLP的灵活性和通信服务质量（Quality-of-Service，QoS）。为了克服这些方法的性能瓶颈，在这封信中，我们提出了一个端到端的学习为基础的方法来联合优化的调制阶数，发送预编码和接收检测的SLP通信系统。提出了一种由调制阶数预测（MOP-NN）模块和符号级预编码与检测（SLPD-NN）模块组成的神经网络来解决这一数学难题。仿真结果验证了所提出的端到端学习方法带来的显着的性能改善。
2022-10-25 eess.SP
ADMM Enabled Hybrid Precoding in Wideband Distributed Phased Arrays Based MIMO Systems
基于分布式相控阵的多输入多输出（DPA-MIMO）是最近提出的一种高度可重构的架构，其能够在毫米波（mmWave）系统中实现空间复用和波束成形。在这项工作中，我们专注于处理混合预编码的宽带DPA-MIMO系统与正交频分复用（OFDM）调制。更具体地说，我们提出了一种交替方向乘法器（ADMM）启用混合预编码方法的基础上交替优化框架，简称ADMM-AltMin，这样的合作阵列的子阵列结构。仿真结果表明，所提出的ADMM-AltMin方法实现了良好的性能与实际量化的移相器考虑。
2019-08-24 cs.IT eess.SP math.IT
Symbol-Level Precoding for MU-MIMO System with RIRC Receiver
针对多用户MIMO下行链路系统，提出了一种实用的符号级预编码与正则化干扰拒绝合并器（RIRC）接收方案，通过将联合优化转化为等效二次规划并引入RIRC解决秩一预编码难题，在保持接近联合设计性能的同时显著优于传统方法。
2023-07-27 eess.SP
Hybrid Precoding With Low-Resolution PSs for Wideband Terahertz Communication Systems in The Face of Beam Squint
针对太赫兹大规模MIMO中低分辨率移相器和宽带波束偏斜导致的性能下降问题，提出一种交替优化数字与模拟预编码器的启发式算法，并扩展至部分连接和动态子阵列架构，显著提升了系统性能。
2024-06-24 eess.SP
Reinforcement Learning-Based Downlink Transmit Precoding for Mitigating the Impact of Delayed CSI in Satellite Systems
针对LEO卫星下行链路因星地传播延迟导致CSI过时的问题，提出基于DDPG的深度强化学习方法，结合状态增强优化发射预编码矩阵，从而提升可达速率并适应频段差异与切换。
2025-05-12 eess.SP
Symbol-Level Precoding Design for Intelligent Reflecting Surface Assisted Multi-user MIMO Systems
智能反射面（IRS）通过自适应地控制传播环境来增强无线信息传输是一种很有前途的解决方案。近年来，利用IRS实现无源发射机的全新概念吸引了研究人员的注意，因为它可能实现多输入单/多输出（MISO/MIMO）系统的低复杂度和硬件高效的发射机。在本文中，我们研究的问题，预编码器设计的低分辨率IRS的发射机实现多用户MISO/MIMO无线通信。特别地，IRS通过改变其反射元件的相位来调制信息符号，并将它们发送到$K$单天线或多天线用户。本文首先设计了用于IRS的符号级预编码器，以实现调制并最小化单天线接收机的最大误符号率（SER）。为了解决这个NP难问题，我们首先放松低分辨率相移约束，并解决这个问题的黎曼共轭梯度（RCG）算法。然后，通过直接量化获得低分辨率符号级预编码矢量。考虑到1比特分辨率情况下量化误差较大，采用分支定界法求解1比特分辨率符号级预编码矢量。对于多天线接收机，我们提出迭代设计的符号级预编码器和组合器分解成几个子问题的原始大规模优化问题。仿真结果验证了所提算法的有效性。
2021-03-20 eess.SP
Hybrid Precoding in Cooperative Millimeter Wave Networks
在本文中，我们研究了协同毫米波（毫米波）网络的性能与混合预编码架构。针对单载波和正交频分复用系统，在考虑联合传输和基站静默策略的基础上，提出了全连接和部分连接混合预编码（分别为FHP和PHP）的混合预编码算法，该算法能最大限度地降低基站的总功耗。我们重新制定的模拟预编码部分作为一个等增益传输的问题，这只取决于信道信息，和数字预编码部分作为一个放松的凸半定计划，每个用户的服务质量的约束，给出了最佳的总功耗的BS沉默策略。为了降低采用最优基站静默策略的混合预编码算法的复杂度，提出了一种次优混合预编码算法，该算法迭代地将小功率基站置于静默模式。仿真结果表明，根据参数设置，PHP的功耗可能由RF发射功率主导，并且可能导致比FHP更大的功耗。对于具有2个BS和4个用户的情况，与非合作网络中的情况相比，在合作网络中实现FHP和PHP分别降低了71%和56%的所需RF发射功率。
2021-03-17 eess.SP
Movable Subarray-Aided ISAC in Hybrid Near-Far Field Channels
Wireless and Computing Research Institute, ZTE Corporation（中兴通讯无线与计算研究院）；State Key Laboratory of Environment Characteristics and Effects for Near-space, Beijing Institute of Technology（北京近空环境特性及效应全国重点实验室）；Department of Electronic Engineering, Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学电子工程系）
该研究提出混合近远场信道模型下可移动子阵列辅助的ISAC系统，联合优化发射波束成形矩阵与子阵列位置，经数值验证可有效降低CRB。
2026-08-04 cs.IT eess.SP math.IT
Coordinated Hybrid Precoding for Interference Exploitation in Heterogeneous Networks
我们考虑下行链路多用户大规模多输入多输出系统包括多个异构基站与混合预编码架构。为了提高网络的能量效率，我们提出了一种新的协调混合预编码技术，其中基站之间的协调旨在利用干扰，而不是按照传统的方法来减轻干扰。我们制定了一个优化问题来计算协调的混合预编码器，使总发射功率最小化，同时满足每个用户所需的服务质量。此外，我们设计了一个低复杂度的次优预编码方案来计算预编码问题的近似解。仿真结果表明，所提出的协调混合预编码产生优越的性能相比，传统的混合预编码方案。
2019-08-09 eess.SP
A Precoding Aided Space Domain Index Modulation Scheme for Downlink Multiuser MIMO Systems
本文提出了一种适用于多用户多输入多输出（MU-MIMO）系统下行链路的空间域索引调制（IM）方案。代替最常见的方法，其中空间比特选择活动的接收机天线，在所提出的方案中，空间信息被映射到发射机侧。这允许IM更好地利用通常更容易在基站处部署的大维度天线设置。为了减轻用户间干扰并允许单用户检测，在BS处采用预编码器。此外，提出了两种替代的增强信号构造方法，用于最小化发射功率或实现具有减少数量的RF链的实现。针对不同场景的仿真结果表明，所提出的方法可以是传统预编码MU-MIMO的一个有吸引力的替代方案。
2020-07-22 eess.SP
Symbol-Level Mask-Compliant Hybrid Precoding for Multi-User MIMO-OFDM Systems
University of Minnesota（明尼苏达大学）；Cisco Systems（思科系统）；KTH Royal Institute of Technology（皇家理工学院）
本文研究了多用户MIMO-OFDM系统中符号级符合掩码的混合预编码设计，旨在最小化下行链路均方误差，在考虑最大发射功率、削波和OOB频谱掩码约束条件下，提出基于MMSE的块坐标下降算法。
2026-04-20 eess.SP
Intelligent Reflecting Surface-Aided Multiuser Communication: Co-design of Transmit Diversity and Active/Passive Precoding
本文研究IRS辅助多用户通信系统，利用IRS公共相移实现发射分集服务高移动性用户且无需CSI，同时联合优化主动/被动预编码服务低移动性用户，以最小化基站总发射功率。
2024-09-21 cs.IT eess.SP math.IT
Low-Complexity Precoding for Extremely Large-Scale MIMO Over Non-Stationary Channels
超大规模多输入多输出（XL-MIMO）技术是未来第六代（6 G）网络实现更高性能的重要技术。在实践中，各种线性预编码方案，例如迫零（ZF）和正则迫零（RZF）预编码，能够在传统的大规模MIMO（mMIMO）系统中实现大的频谱效率（SE）和低的比特出错率（BER）。然而，由于固有的空间非平稳性和高计算复杂性，这些方法在非常大规模的区域中是无效的。为了解决这个问题，我们研究了一种低复杂度的预编码算法，例如，随机Kaczmarz（rKA），考虑到空间非平稳特性的XL-MIMO系统。此外，我们提出了一种新的随机化模式，即，采样无替换rKA（SwoR-rKA），其具有比rKA算法更快的收敛速度。此外，推导了考虑子阵间干扰的下行XL-MIMO系统的SE的闭式表达式。数值结果表明，在SE性能相当的情况下，rKA和SwoR-rKA算法的复杂度比传统的RZF算法降低了51.3%.更重要的是，我们的算法可以有效地降低误码率时，发射机有不完善的信道估计。
2023-02-03 cs.IT eess.SP math.IT
Power-Constrained and Quantized MIMO-RSMA Systems with Imperfect CSIT: Joint Precoding, Antenna Selection, and Power Control
Korea Advanced Institute of Science and Technology（韩国科学技术院）
针对下行多用户MIMO-RSMA系统，提出联合预编码、天线选择和功率控制算法以最大化频谱效率，并处理不完美CSIT和任意分辨率DAC。
2025-08-07 eess.SP
Low-Complexity Massive MIMO Tensor Precoding
基于Rician衰落信道子空间可分性的新发现，提出了一种新的低复杂度的大规模多输入多输出（MIMO）预编码策略.考虑在基站的均匀矩形阵列，我们表明，由信道向量所跨越的子空间可以分解为两个低维子空间之间的张量积。基于这个结果，我们制定张量最大比传输和迫零预编码器。我们表明，所提出的张量预编码器具有较低的计算复杂度，需要更少的瞬时信道状态信息比他们的线性同行。最后，我们提出了计算机模拟，证明了所提出的张量预编码器在实际通信场景中的适用性。
2020-09-21 eess.SP
Joint Spatial and Spectral Hybrid Precoding for Multi-User MIMO-OFDM Systems
University of Minnesota Twin-Cities（明尼苏达大学双城分校）；Cisco Systems（思科系统）；KTH Royal Institute of Technology（瑞典皇家理工学院）
针对多用户MIMO-OFDM系统，提出一种基于加权最小均方误差的块坐标下降方法，联合优化数字和射频预编码器以最大化下行和速率，并满足发射功率、削波和带外发射掩模约束。
2026-05-31 eess.SP
Low-Cost Phase Precoding for Short-Reach Fiber Links with Direct Detection
本文提出一种低成本模拟相位预编码方案，仅需额外一个相位调制器即可补偿直接检测光纤中的色散，在中等长度下实现高达3 dB的能量增益。
2025-03-27 eess.SP
Diversity Analysis of Millimeter-Wave OFDM Massive MIMO Systems
分析了毫米波大规模多输入多输出（MIMO）系统中采用正交频分复用（OFDM）的分布式天线子阵的分集增益。我们表明，分集增益取决于发送的数据流的数量，远程天线单元的数量，和RAU之间的传播路径的数量。此外，我们表明，通过使用比特交织编码多波束形成（BICMB），可以实现最大的分集增益在分布式天线子阵列系统。在这两种情况下的假设是，在发送器和接收器处的天线的数量足够大，并且信道状态信息（CSI）在发送器和接收器处是已知的。
2021-05-10 cs.IT eess.SP math.IT
Jac-PCG Based Low-Complexity Precoding for Extremely Large-Scale MIMO Systems
针对XL-MIMO系统中信道矩阵求逆计算复杂度高的问题，提出Jac-PCG迭代求逆预编码方法，在保持频谱效率基本相同的情况下使复杂度降低约54%。
2023-05-23 cs.IT eess.SP math.IT
Interference Exploitation Precoding for Multi-Level Modulations: Closed-Form Solutions
本文研究了多用户多输入单输出（MU-MISO）系统下行链路多级调制的封闭形式干扰利用预编码。我们考虑两种不同的情况下：第一，对于服务的用户的数量不大于在基站（BS）的发射天线的数量的情况下，我们数学推导出最佳的预编码结构的基础上的Karush-Kuhn-Tucker（KKT）条件。通过对对偶问题进行公式化，将多级调制的预编码问题转化为使用二次规划（QP）优化的预缩放操作。我们进一步考虑服务用户的数量大于BS处的发射天线的数量的情况。通过使用伪逆，我们证明了预缩放向量的最优解等价于零奇异值对应的右奇异向量的线性组合，并推导出等价的QP公式。我们还提出的条件下，复用更多的流比发射天线的数量是可以实现的。对于这两种情况下，我们提出了一个修改的迭代算法来获得最佳的预编码矩阵，以及一个次优的封闭形式的预编码器。数值结果验证了我们推导的多级调制的最佳预编码结构，并证明了干扰利用预编码的优越性。
2018-11-08 cs.IT eess.SP math.IT
Energy-Efficient Hybrid Precoding Design for Integrated Multicast-Unicast Millimeter Wave Communications with SWIPT
在本文中，我们研究了能量有效的混合预编码设计的综合多播-单播毫米波（毫米波）系统中，同时考虑无线信息和功率变换在接收端。我们在基站（BS）处采用两个稀疏射频链天线结构，即，全连接和子阵列结构，并根据不同的结构设计基于码本的模拟预编码。然后，我们制定了一个联合的数字多播，单播预编码和功率分配比优化问题，以最大限度地提高系统的能量效率，而在BS的最大发射功率和最小收获的能量在接收机被认为是。由于直接求解公式化问题的困难，我们将分数阶目标函数等价地转化为减法形式，并提出了一种双循环迭代算法来求解，外循环采用经典的双截迭代算法。对于内循环，我们利用逐次凸逼近技术将问题转化为凸问题，并提出了一种迭代算法来求解;同时，为了降低内循环的复杂度，我们提出了一种基于迫零（ZF）技术的低复杂度迭代算法。具体地说，ZF技术被应用到消除单播间干扰和一阶泰勒近似被用于凸化的非凸约束在原问题。最后，通过仿真比较了不同方案下所提算法的性能.
2020-02-11 cs.IT eess.SP math.IT
Joint Transmit Precoding and Reflect Beamforming Design for IRS-Assisted MIMO Cognitive Radio Systems
认知无线电（CR）通过允许次用户（SU）与主用户（PU）共享频谱来提高无线通信的频谱效率（SE）。同时，智能反射表面（IRS）最近已被提出作为一种有前途的方法，以提高SE和能量效率（EE）的无线通信系统，通过智能地重新配置信道环境。在本文中，我们考虑了一个IRS辅助下行CR系统，其中一个辅助接入点（SAP）与多个SU通信，而不影响主网络中的多个PU，所有节点都配备了多个天线。我们的设计目标是最大限度地提高可实现的加权和速率（WSR）的SU的总发射功率约束在SAP和干扰约束在PU，通过联合优化在SAP的发射预编码和在IRS的反射系数。为了处理复杂的目标函数，该问题是重新制定采用著名的加权最小均方误差（WMMSE）方法和交替优化（AO）为基础的算法。此外，一个特殊的情况下，只有一个PU考虑和AO算法再次采用。值得一提的是，该算法在不损失性能的前提下，具有比上述算法低得多的计算复杂性。最后，通过数值模拟验证了该算法的性能优于其他基准算法。
2021-03-11 cs.IT eess.SP math.IT
Cognitive Radar Antenna Selection via Deep Learning
目标的波达方向（DoA）估计随着相控阵雷达天线所采用的单元的数量而改进。由于较大的阵列具有高的相关成本、面积和计算负荷，因此最近人们对在不损失远场DoA精度的情况下使天线阵列变薄感兴趣。在这种情况下，认知雷达可以部署一个完整的阵列，然后选择一个最佳的子阵列来发送和接收信号，以响应目标环境的变化。先前的工作已经使用优化和贪婪搜索方法来认知地挑选最佳子阵列。在本文中，我们利用深度学习来解决天线选择问题。具体来说，我们构建了一个卷积神经网络（CNN）作为多类分类框架，其中每个类指定一个不同的子阵列。所提出的网络确定一个新的阵列，每次数据被雷达接收，从而使天线选择的认知操作。我们的数值实验表明，{建议的CNN结构提供了22%更好的分类性能比支持向量机和由此产生的子阵列产生72%更准确的DoA估计比随机阵列选择。
2019-02-04 eess.SP stat.ML
Hybrid Analog-Digital Precoding for Interference Exploitation
研究了多用户大规模多输入单输出（MISO）系统，重点研究了基站（BS）采用混合模数预编码和低成本1比特数模转换器（DAC）的下行链路系统。在本文中，我们提出了一种混合下行链路传输方案，其中模拟预编码器是基于SVD分解形成的。在数字域中，我们利用相长干扰的概念直接设计发射信号，而不是设计线性发射预编码矩阵。最优化问题，然后制定调制星座的几何形状的基础上，被证明是非凸的。我们放松上述优化，并表明放松的优化可以转化为一个线性规划，可以有效地解决。数值结果验证了该方案在混合大规模多输入多输出下行链路系统中的优越性。
2018-10-29 cs.IT eess.SP math.IT
Near-Optimal Interference Exploitation 1-Bit Massive MIMO Precoding via Partial Branch-and-Bound
在本文中，我们专注于1比特预编码的大规模天线系统在下行链路中的建设性干扰（CI）的概念的基础上。通过公式化的优化问题，旨在最大化CI效果受到1比特的约束的发送信号，我们数学证明，当放松1比特的约束，大多数所获得的发送信号已经满足1比特的约束。基于这一重要的观察，我们提出了一个1比特的预编码方法，通过部分分支定界（P-BB）的方法，其中的BB过程只执行的条目，不符合1比特的约束。所提出的P-BB使得能够在大规模天线场景中使用BB框架，这由于其过高的复杂性而不适用。数值结果表明，所提出的1比特预编码算法的一个接近最佳的错误率性能。
2020-02-13 cs.IT eess.SP math.IT
PAPR-Limited Precoding in Massive MIMO Systems with Reflect- and Transmit-Array Antennas
传统的毫米波大规模多输入多输出（MIMO）系统的混合模数架构存在可扩展性差和实现成本高的问题。前者是由模拟网络中的高功率损耗引起的，而后者是由于经典MIMO传输技术需要具有高回退的功率放大器的事实。本文提出了一种新的混合模拟-数字架构，解决这两个挑战。该架构通过无源反射或发射阵列实现模拟前端，以解决可扩展性问题。为了保持系统的成本效益，数字预编码器的设计，其峰均功率比（PAPR）在每个有源天线是可调的。该预编码器采用近似消息传递算法，具有较好的计算复杂性。所提出的架构允许使用具有低回退的功率放大器，这降低了系统的总体射频成本。数值结果表明，与现有技术相比，对于低PAPR，性能得到了显着增强。
2019-12-01 cs.IT eess.SP math.IT
Utility-Based Precoding Optimization Framework for Large Intelligent Surfaces
通过部署许多天线，无线网络的频谱效率可以变得几乎无限大，但是部署非常多的天线需要新的拓扑结构，而不是传统基站所使用的紧凑和离散的天线阵列。在本文中，我们考虑了大型智能表面的情况下，小天线部署在一个大而密集的二维网格。基于MIMO的传统，我们首先分析了从大型智能表面传输时的波束宽度和旁瓣。我们比较不同的预编码方案，并确定如何优化发射功率相对于不同的效用函数。
2022-03-28 cs.IT eess.SP math.IT
Splitting Precoding with Subspace Selection and Quantized Refinement for Massive MIMO
KTH Royal Institute of Technology（皇家理工学院）
本文提出一种分裂预编码方法，通过子空间选择和量化细化提升大规模MIMO的频谱效率
2026-01-02 cs.AR eess.SP
Quasi-Distributed Antenna Selection for Spectral Efficiency Maximization in Subarray Switching XL-MIMO Systems
在本文中，我们考虑了一个迫零（ZF）预编码超大规模大规模MIMO（XL-MIMO）系统的下行链路（DL）。由于全数字实现的高成本、功耗和互连带宽，基站（BS）只能使用有限数量的射频（RF）收发器。用子阵列切换架构实现的BS选择每个子阵列内的有源天线组来发送DL信号。本工作提出了高效的资源分配（RA）过程来执行联合天线选择（AS）和功率分配（PA），以最大化在不同负载设置下操作的XL-MIMO系统的DL频谱效率（SE）。基于遗传算法（GA）的两个元启发式RA程序的性能，协调数据大小和计算复杂性进行评估和比较。一种算法是基于准分布式的方法，而另一种是基于传统的集中式处理。数值结果表明，准分布式遗传算法为基础的过程中的性能，复杂性和交换协调数据之间的一个适当的权衡结果。与此同时，它优于具有适当系统操作设置的集中式程序。
2021-02-23 cs.IT cs.SY eess.SP
Hybrid Precoding Design for Reconfigurable Intelligent Surface aided mmWave Communication Systems
在这封信中，我们专注于混合预编码（HP）设计的可重构智能表面（RIS）辅助多用户（MU）毫米波（mmWave）通信系统。具体而言，我们的目标是最小化的接收符号和发送符号之间的均方误差（MSE），通过联合优化的模拟-数字HP在基站（BS）和在RIS的相移（PS），其中的非凸元素明智的恒定模约束的模拟预编码和PS的处理，通过诉诸梯度投影（GP）方法。我们分析证明了所提出的算法的收敛性，并通过数值结果表明所提出的设计所需的性能增益。
2019-11-29 cs.NI eess.SP
Hybrid Precoding for Multi-Group Multicasting in mmWave Systems
已知多播波束成形可以提高频谱效率。然而，它的好处和挑战的混合预编码器设计在毫米波（mmWave）系统仍然研究不足。为此，本文研究了混合发射预编码器（具有任意数量的有限分辨率相移）和接收组合器的毫米波多组多播的第一联合设计。我们提出的设计利用半定松弛（SDR），交替优化和Cholesky矩阵因式分解，依次优化数字/模拟预编码器在发射机和组合器在每个接收机。通过考虑多天线架构的接收器，我们的设计显着提高了系统的整体性能。具体地说，在只有两个接收天线的情况下，每个接收消息的平均发射功率提高了$ 16.8\% $，而成功的信息接收提高了$ 60\% $。我们通过大量的模拟证明，即使在具有挑战性的场景下（即，当共处一地的用户属于不同的多播组时）。
2020-02-03 cs.IT eess.SP math.IT
RLS Precoding for Massive MIMO Systems with Nonlinear Front-End
为了保持大规模多输入多输出系统的成本效益，采用具有相当小的输出动态范围的功率放大器。它们可能使发射信号失真并降低性能。本文提出了一种失真感知的预编码方案，在现实的情况下，RF链具有非线性特性。该方案利用正则化最小二乘（RLS）的方法来联合补偿信道的影响和由RF链施加的失真。为了以较低的计算复杂度构造所设计的发射波形，提出了一种基于近似消息传递的迭代算法。该算法被证明可以紧密跟踪所提出的方案的可实现的平均信号失真，即使对于实际的系统尺寸。结果表明与现有技术相比有相当大的提高。
2019-05-13 cs.IT eess.SP math.IT
Quantized Precoding and RIS-Assisted Modulation for Integrated Sensing and Communications Systems
在本文中，我们提出了一种新的可重构智能表面（RIS）辅助通感一体化（ISAC）系统与1位量化在ISAC基站。在ISAC系统中引入RIS，以减轻粗量化的影响，并实现感测和通信功能之间的共存。具体来说，我们设计发射预编码器以获得具有所需辐射图案的1位感测波形。然后，RIS相移被设计为调制1比特感测波形以向用户发送M进制相移键控符号。通过数值模拟，我们表明，所提出的方法提供了显着改善的符号错误概率相比，MIMO通信系统具有量化的线性预编码器，同时仍然提供可比的传感性能作为未量化的传感系统。
2022-11-03 cs.IT eess.SP math.IT
IRS-Assisted Millimeter-wave Massive MIMO with Transmit Antenna Selection for IoT Networks
提出了一种基于智能反射面（IRS）辅助的毫米波（mmWave）大规模多输入多输出（MIMO）系统，该系统采用正交空时分组码（OSTBC）进行发射天线选择（TAS）。该系统将TAS和IRS与用于60 GHz毫米波通信的混合模拟-数字波束成形（HBF）相结合，以利用TAS、OSTBC、模拟波束成形（ABF）和发射数字预编码技术的优点。然而，所提出的系统，受益于OSTBC方案的发射分集增益以及波束形成器和IRS技术的信噪比（SNR）增益。仿真结果表明，采用迫零预编码技术的TAS-OSTBC系统性能优于采用OSTBC方案的TAS系统。此外，由于提供了波束成形增益，随着天线阵元数量的增加，比特出错率（BER）性能显著改善。此外，增加反射元件的数量进一步增强了误差性能。仿真结果还表明，采用混合预编码的TAS-OSTBC系统比采用ABF的TAS-OSTBC系统具有更好的误码率性能，而采用IRS辅助的系统性能明显优于不采用IRS技术的传统系统。这使得所提出的IRS辅助系统成为物联网（IoT）网络的有吸引力的解决方案。
2022-12-12 cs.IT eess.SP math.IT
Learning-based Max-Min Fair Hybrid Precoding for mmWave Multicasting
本文研究了毫米波系统中单组多播的混合发射预编码器和模拟接收合并器的联合设计。我们提出了LB-GDM，这是一种低复杂度的基于学习的方法，它利用梯度下降与动量和交替优化来设计（i）混合发射机的数字和模拟组成部分以及（ii）每个接收机的模拟组合器。此外，我们还扩展了我们提出的方法来设计全数字预编码器。我们通过数值计算表明，实施LB-GDM在混合或数字预编码器达到最好的性能相比，竞争对手的设计基于半定松弛。具体而言，在最小信噪比方面，我们报告了全数字和混合预编码器分别高达105%和101%的增益的显着改善。
2020-02-27 cs.IT eess.SP math.IT
Low-Complexity Symbol-Level Precoding for MU-MISO Downlink Systems with QAM Signals
本研究提出了一个大规模的天线系统的发射信号的建设具有成本效益的1位数模转换器在下行链路。在正交幅度调制星座中，如何克服由其固有特性引起的严重的误码平层问题仍然是一个有待解决的问题。为此，我们首先提出了一个可行性条件，保证每个用户的无噪声信号被放置在所需的决策区域。对于加性噪声的鲁棒性，我们提出了一个优化问题，然后将可行性条件转化为级联矩阵形式。我们提出了一个低复杂度的算法来产生一个1位的发送信号的基础上提出的优化问题制定为一个定义良好的混合整数线性规划。数值结果验证了该方法在检测性能和计算复杂性方面的优越性。
2021-06-01 cs.IT eess.SP math.IT
Efficient Quantized Constant Envelope Precoding for Multiuser Downlink Massive MIMO Systems
量化恒包络（QCE）预编码是一种在每个天线上只允许离散QCE发射信号的新的传输方案，由于其能够降低大规模多输入多输出（MIMO）系统的硬件成本和能量消耗而受到越来越多的研究兴趣。然而，QCE发射信号的离散性质极大地使预编码设计复杂化。在本文中，我们考虑QCE预编码问题的大规模MIMO系统与相移键控（PSK）调制和开发一种有效的方法来解决建设性干扰（CI）为基础的问题制定。我们的方法是基于一个定制设计的（连续）惩罚模型，相当于原来的离散问题。具体地说，惩罚模型放松了离散QCE约束，并在目标中用负的$\ell_2$ -范数项对其进行惩罚，这导致非光滑非凸优化问题。为了解决这个问题，我们求助于我们最近提出的交替优化（AO）算法。我们表明，AO算法承认封闭形式的更新，在每次迭代时，适用于我们的问题，从而可以有效地实现。仿真结果表明，该方法优于现有的算法。
2023-02-20 cs.IT eess.SP math.IT
A Rank-Constrained Coordinate Ascent Approach to Hybrid Precoding for the Downlink of Wideband Massive (MIMO) Systems
针对宽带大规模MIMO系统下行链路混合预编码问题，提出RCCA方法，通过转化问题规避非凸约束，实现适配模数分解的预编码设计，性能优于基线方案。
2024-01-30 cs.IT eess.SP math.IT
Joint Spatio-Temporal Precoding for Practical Non-Stationary Wireless Channels
现代无线系统中的高移动性、密度和多径性使得信道具有高度的非平稳性。这导致信道分布的时间变化，这导致跨多个自由度（DoF，例如，用户、天线、频率和符号），这使得传统的预编码在实践中是次优的。在这项工作中，我们推导出高阶广义默瑟定理（HOGMT），它分解成两个（双）集的联合正交子信道（特征函数）的多用户非平稳信道，结果在另一组时，一组是通过信道传输。本征函数的这种对偶性和联合正交性确保了在独立平坦衰落子信道上的传输。因此，传输这些具有最佳导出系数的本征函数最终减轻了其自由度上的任何干扰，并形成了所提出的联合时空预编码的基础。所传送的对偶本征函数和系数在解调时直接在接收器处重构数据符号，从而通过减轻对任何互补后编码的需要而显著地减少其计算负担。此外，从时间-频率延迟-多普勒信道内核分解的本征函数对于提取二阶信道统计是至关重要的，因此完全表征了底层信道。我们评估这一点，使用一个现实的非平稳信道框架建立在Matlab中，并表明我们的预编码实现${\geqslant}$ 4个订单的BER降低SNR ${\geqslant}15$ dB OFDM系统中的高阶调制和更低的复杂性相比，国家的最先进的预编码。
2023-01-23 cs.IT eess.SP math.IT
Flexible Precoding for Multi-User Movable Antenna Communications
针对多用户可移动天线通信，提出基于稀疏优化的灵活预编码方案，通过RLS-OMP优化天线位置与预编码矩阵，使总速率超过固定天线位置的两倍。
2024-02-29 cs.IT eess.SP math.IT
Precoding and Beamforming Design for Intelligent Reconfigurable Surface-Aided Hybrid Secure Spatial Modulation
智能反射面（IRS）是一种由大量低成本、参数可重构的无源器件组成的无线通信新兴技术，能够反射具有一定相移的信号，能够构建可编程的通信环境。为了避免空间调制（SM）中的高硬件开销和能量消耗，提出了一种基于混合预编码器的IRS辅助混合安全SM（SSM）系统。为了提高安全性能，我们制定了一个优化问题，以最大限度地提高保密率（SR），通过联合优化IRS和混合预编码在发射机的波束成形。考虑到SR没有封闭形式的表达，近似SR（ASR）的表达式推导出的目标函数。为了提高超分辨率性能，提出了三种IRS波束形成方法：IRS交替方向乘法器法（IRS-ADMM）、IRS块坐标上升法（IRS-BCA）和IRS半定松弛法（IRS-SDR）。对于混合预编码设计，提出了近似保密率逐次凸近似（ASR-SCA）方法和截止率梯度上升（COR-GA）方法。仿真结果表明，所提出的IRS-SDR和IRS-ADMM波束形成器收获了实质性的SR性能增益IRS-BCA。特别是，IRS-ADMM和IRS-BCA与IRS-SDR相比，在性能损失较小的情况下，具有较低的复杂度。对于混合预编码，所提出的ASR-SCA在高发射功率区域的性能优于COR-GA。
2023-02-15 cs.IT eess.SP math.IT
Secure Interference Exploitation Precoding in MISO Wiretap Channel: Destructive Region Redefinition with Efficient Solutions
在本文中，我们专注于物理层安全的K用户多输入单输出（MISO）窃听信道中存在的恶意窃听者，我们提出了几种干扰利用（IE）预编码方案，针对不同类型的窃听者。具体而言，在一个共同的窃听者直接解码的信号和夏娃的完整的信道状态信息（CSI）的情况下，可在发射机，我们表明，所需的发射功率可以进一步降低通过重新设计的“破坏性区域”的星座符号级预编码和重新制定的功率最小化问题。我们进一步研究的SINR平衡问题与推导出的“完全破坏性区域”与完整的，统计和没有夏娃的CSI，分别，并表明，SINR平衡问题变得非凸的统计或没有夏娃的CSI。另一方面，在存在使用最大似然（ML）检测的智能窃听者的情况下，所有现有方法都不能保证安全性。为此，我们进一步提出了一个随机干扰方案（RJS）和随机预编码方案（RPS），分别。为了有效地解决引入的凸/非凸问题，我们提出了一种基于Karush-Kuhn-Tucker（KKT）条件的凸问题的迭代算法，并通过Taylor展开来处理非凸问题.仿真结果表明，所提出的方案在保密性能上均优于已有的方案，且算法的计算效率得到了显著提高。
2019-09-20 cs.IT eess.SP math.IT
