Optimized Constellation Design for Two User Binary Sensor Networks Using NOMA
本文研究两用户二进制传感器网络在高斯多址信道下的数据融合，引入NOMA原理，通过解析推导误码概率上界并闭式求解最优旋转参数来设计星座，仿真验证其性能接近实验最优星座。
2023-05-31 cs.IT math.IT
LDPC Coded Multiuser Shaping for the Gaussian Multiple Access Channel
研究了输入星座和低密度奇偶校验（LDPC）码的联合设计，以逼近两用户高斯多址信道的对称容量。更具体地说，在每个用户处采用多级编码来构造高阶输入星座图，并且联合设计用户的星座图，以便最大化多用户成形增益。在接收端，多层编码的每一层在用户之间联合解码，而连续消除则跨层使用。使用EXIT图设计每个用户在每个层中使用的LDPC码，以支持指定的每层速率和SNR的用户之间的联合解码。数值模拟提供了验证建议的星座和LDPC码的设计。
2019-05-01 cs.IT math.IT
Designing Enhanced Multi-dimensional Constellations for Code-Domain NOMA
本文提出了一种改进的多维星座设计，它在码域非正交多址接入（CD-NOMA）等通信系统中起着关键作用。MD星座是有吸引力的，因为如果适当设计，它们的结构特性导致信号空间分集，从而改善出错率性能。不同于现有的作品，主要集中在MD星座与大的最小欧几里德距离（MED），我们寻找新的MD星座与额外的功能，最小产品距离（MPD）也很大。为此，一个非凸优化问题制定，然后解决的凹凸过程（CCCP）。与最先进的文献相比，我们提出的MD星座在Rayleigh衰落信道上显着提高了错误性能，同时在高斯信道上保持了几乎相同的性能。为了证明他们的应用程序，我们还表明，这些MD星座产生良好的码本稀疏码多址系统。所有获得的MD星座可以在https://github.com/Aureliano1/Multi-dimensional-constellation中找到。
2022-07-21 cs.IT math.IT
Multiple Access in Constellation Domain by Non-Coherent Massive MIMO
多址接入是提高多用户通信网络容量的基础。然而，对更高数据率和需要通信服务的用户数量的增长的需求导致了当前无线通信中正交资源的稀缺。另一方面，自3GPP Release 15以来，作为3GPP的倡议，将卫星集成在地面网络内需要地面和非地面用户之间的新形式的多址接入。本文研究星座方案作为一个新的领域，以提高国家的最先进的多址技术，为未来的通信技术，采用非相干通信与大规模MIMO。此外，我们提出了一个混合模型之间的经典接入方法，如时分多址（TDMA）或频分多址（FDMA），新兴的非正交多址接入（NOMA）和建议域的星座基于非相干大规模多输入多输出（MIMO）计划的模型。该模型讨论了不同的情况下，卫星通信，有助于增加系统的容量，避免地面和非地面用户之间的干扰。
2023-03-11 cs.IT eess.SP math.IT
Joint Learning of Geometric and Probabilistic Constellation Shaping
Hamburg University of Technology（汉堡工业大学）；Nokia Bell Labs（诺基亚贝尔实验室）
星座的选择在很大程度上影响通信系统的性能。在设计星座时，可以优化点的位置和出现概率。这些方法分别被称为几何和概率成形。通常，星座的几何形状是固定的，例如，使用正交幅度调制（QAM）。在这种情况下，可实现的信息速率仍然可以通过概率整形来提高。在这项工作中，我们展示了如何利用自动编码器来执行星座的概率整形。我们设计了一个信息理论描述的自编码器，它允许学习的能力实现符号分布和星座。最近，提出了执行几何成形的机器学习技术。然而，概率整形更具挑战性，因为它需要离散分布的优化。此外，所提出的方法使联合概率和几何形状的星座在任何信道模型。仿真结果表明，学习星座实现的信息速率非常接近容量的加性高斯白噪声（AWGN）信道和AWGN和衰落信道上优于现有的方法。
2019-08-29 cs.IT cs.LG math.IT
Joint Channel Coding and Cooperative Network Coding on PSK Constellations in Wireless Networks
本文研究了RS（Reed-Solomon）信道编码联合纠错和协作网络编码在非二进制相移键控（PSK）调制信号中的应用。中继器在应用网络编码（NC）之前，首先通过使用比特级异或（XOR）操作来解码每个在时隙中从所有源接收的RS信道编码消息。然后，根据网络配置，在将网络编码的结果消息传输到下一个中继站或目的地之前，对网络编码的结果消息进行信道编码。与中继器不执行信道编码/解码的情况相比，该情形示出了优越的性能。对于不同阶数的PSK调制和不同的无线配置，仿真结果表明，从符号出错率（SER）与信噪比（SNR）的使用RS信道编码的改善。
2019-02-05 cs.IT math.IT
Function Computation Over Multiple Access Channels via Hierarchical Constellations
KTH Royal Institute of Technology（皇家理工学院）；Imperial College London（帝国理工学院）
本文提出了一种基于分层星座的编码-调制框架，实现多接入信道上的低延迟函数计算，通过屏蔽机制减少误差传播，最终在信息论上达到最优性能。
2026-01-17 cs.IT math.IT
Constellation Design for Channels Affected by Phase Noise
在本文中，我们优化星座集用于受相位噪声影响的信道。主要目标是在给定的功率约束下最大化星座图的可实现互信息。假设信道噪声和相位噪声均为白噪声，近似计算给定星座的互信息和实用互信息。然后采用模拟退火算法对星座图和二进制标记进行联合优化。优化星座的性能相比，传统的星座显示相当大的增益，在所有系统的情况下。
2012-10-05 cs.IT math.IT
Signature Design of Sparsely Spread CDMA Based on Superposed Constellation Distance Analysis
稀疏扩展码分多址（SCDMA）是允许基站在公共信道上同时与多个用户通信的非正交叠加编码方案。SCDMA系统的检测性能主要取决于其特征矩阵，特征矩阵应该是稀疏的，以保证扩展和叠加后的等效信号星座图具有较大的欧氏距离。设计了在置信度分割和最大似然检测下均表现良好的签名矩阵。所提出的设计适用于几个类似的有据可查的计划，包括网格码多址（TCMA），低密度扩频，叠加调制系统。
2016-04-15 cs.IT math.IT
Constrained Riemannian Noncoherent Constellations for the MIMO Multiple Access Channel
我们考虑多用户星座的设计与K个用户的多址接入信道（MAC），与M个天线，同时发送到一个接收机配备了N个天线通过瑞利块衰落信道，当没有信道状态信息（CSI）是提供给发送器或接收器。在相干时间至少为T>=（K+1）M的全分集情况下，提出的星座设计准则是基于由Bobller和Varanasi推导的多用户成对错误概率（PEP）的渐近表达式。在非全分集的情况下，以前的PEP表达式不再有效，建议的设计标准是基于代理的PEP最近提出的Ngo和杨。虽然PEP表达式及其边界或代理先前被认为是难以优化的，但在这项工作中，我们推导出它们各自的无约束梯度。这些梯度又被用于在代表不同功率约束的不同黎曼流形中优化所提出的成本函数。特别是，除了标准的酉空时调制（USTM）导致格拉斯曼流形上的优化，我们考虑一个更宽松的每码字功率约束导致优化的所谓的斜流形，和平均功率约束导致优化的所谓的跟踪流形。配备这些理论工具，我们设计的MIMO MAC在全分集和非全分集的情况下，与国家的最先进的性能在符号出错率（SER）的多用户星座。
2022-09-02 cs.IT math.IT
Constellation Shared Multiple Access -- A NOMA scheme for increased user capacity in 5G MMTC
虽然传统的循环前缀正交频分多址被保留为用于5G增强移动宽带的优选多址方案，但是研究现在集中在用于大规模机器类型通信（mMTC）和超可靠低延迟通信的多址方案上。它们限制了与mMTC的主要要求相反的同时用户设备的数量。另一方面，到目前为止作为可能的解决方案已经提出的各种非正交多址方案需要复杂的连续干扰消除接收机。因此，这里提出了一种称为星座共享多址的简化方案，该方案大大增加了LTE或5G新无线电中单个资源块（RB）内要服务的同时用户的数量，从而有助于mMTC的大规模连接需求。这通过在星座域中区分用户来实现。此外，与5G eMBB兼容的简单架构使其成为5G mMTC多址接入的有力竞争者。
2022-06-02 cs.IT cs.SY eess.SY
A Progressive Codebook Optimization Scheme for Sparse Code Multiple Access in Downlink Channels
本文针对下行SCMA系统提出一种渐进式码本优化方案，以推导的SER为准则，通过序列二次规划优化基准星座组并渐进重构子星座分配，在低信噪比下显著优于现有码本。
2024-04-04 cs.IT math.IT
DC-Informative Joint Color-Frequency Modulation for Visible Light Communications
本文研究了使用红/绿/蓝发光二极管（RGB LED）的可见光通信（VLC）系统的星座设计问题，提出了一种直流信息联合色频调制（DCI-JCFM）方法。该方法联合利用可用的分集资源，包括不同的光波长，多个基带子载波，和自适应直流偏置。星座是在高维空间中设计的，在高维空间中，利用了相对于低维对应物的紧凑球体填充优势。考虑到多个实际照明约束，非凸优化问题，寻求最小的出错率与固定的光谱效率。所提出的方案相比，一个解耦的计划，星座是单独设计的每个LED。DCI-JCFM显着的收益，观察通过模拟平衡，不平衡和非常不平衡的颜色照明被认为是。
2015-01-09 cs.IT math.IT
Multidimensional Constellations for Uplink SCMA Systems --- A Comparative Study
稀疏码多址接入（Sparse Code Multiple Access，SCMA）是一类非正交多址接入（Non-Orthogonal Multiple Access，NOMA），被提出用于支持上行链路机器类型通信服务。在SCMA系统中，多维星座的设计对系统的性能起着重要的作用。由于多维星座的行为高度依赖于信道的类型，因此采用适合于特定应用的星座至关重要。在本文中，我们首先强调和审查的关键性能指标（KPI）的多维星座，应考虑在其设计过程中的各种渠道的情况。然后，我们提供了一个调查已知的多维星座的SCMA系统的背景下，他们的设计标准。通过大量的仿真，在不同的信道条件下，对未编码的、高速率的和低速率的LTE Turbo编码的SCMA系统的这些星座的性能进行了评估。所有涡轮编码的比较进行比特交织编码调制，级联检测和解码方案。仿真结果表明，满足某一信道场景的KPI的多维星座优于其他星座。此外，未编码系统的比特出错率性能和编码系统的性能与它们的比特标记相关联。系统的性能还显著地取决于多用户检测器在不同信噪比区域的行为。
2018-10-27 cs.IT math.IT
SIC-Free Rate-Splitting Multiple Access: Constellation-Constrained Optimization and Application to Large-Scale Systems
本文研究了有限星座下无SIC接收机的RSMA理论极限，提出基于投影次梯度上升的预编码器优化算法及降低计算复杂度的方法，证明无SIC的RSMA在性能损失轻微下是未来系统的可行选项。
2025-07-15 cs.IT eess.SP math.IT
Joint Constellation Rotation and Symbol-level Precoding Optimization in the Downlink of Multiuser MISO Channels
研究了无线多天线系统下行链路中多个用户间的同时干扰问题。为了利用多用户干扰并在接收机侧将其转换为有用功率，通过联合利用来自每个单独用户的数据和信道状态信息来利用符号级预编码。本文介绍了一种复杂性降低计划，利用星座的对称性，以减少可能的计算和符号级优化问题的约束条件的数量。本文还提出了一种新的传输技术，联合优化发送符号级预编码和星座旋转的数据流为每个用户。其目的是增加具有相长干涉的概率，从而提高性能。我们专注于提高能源效率，通过降低所需的功率，以满足一定的服务质量的约束，通过解决一个符号级的预编码问题，并找到每个用户星座旋转的最佳相位。该问题是非凸的，因此，我们提出了一个有效的分支定界算法结合半定松弛来解决问题，并找到一个有效的解决方案。数值结果以比较的方式示出所提出的技术的有效性，其在能量效率和功耗方面优于最先进的符号级预编码方案。
2020-11-08 cs.IT eess.SP math.IT
Multi-Dimensional and Non-Uniform Constellation Optimization via the Special Orthogonal Group
以优化有限星座在瑞利衰落信道中的CM容量为目标，我们构造了一个2次方的旋转矩阵族，该旋转矩阵族优化了控制CM容量的目标函数。我们的构造不依赖于关于星座、维度或信噪比的任何假设。我们通过大量的模拟，确认了我们的建设均匀和非均匀星座在大范围的SNR值的好处。我们表明，在两个和四个维度可以获得进一步的潜在增加CM容量，共同考虑非均匀和旋转星座。
2014-09-25 cs.IT math.IT
Performance of Joint Symbol Level Precoding and RIS Phase Shift Design in the Finite Block Length Regime with Constellation Rotation
本文研究有限块长机制下结合星座旋转的SLP与RIS相移联合设计，通过交替优化和穷举搜索最小化总发射功率，仿真证明其能效显著优于传统方案。
2023-08-02 cs.IT eess.SP math.IT
End-to-end Waveform Learning Through Joint Optimization of Pulse and Constellation Shaping
Nokia Bell Labs（诺基亚贝尔实验室）；NVIDIA（英伟达）
随着通信系统被预见到能够实现诸如联合通信和感测的新服务并利用亚太赫兹频谱的部分，能够支持这些新兴应用的新颖波形的设计变得越来越具有挑战性。在这项工作中，我们提出了一个端到端的学习方法来设计波形，通过联合学习的脉冲整形和星座的几何形状，连同一个神经网络（NN）为基础的接收机。进行优化以最大化可实现的信息速率，同时满足带外发射和功率包络的约束。我们的研究结果表明，所提出的方法，使数量级较小的相邻信道泄漏比（ACLR）与峰均功率比（PAPR）与传统的过滤器竞争，没有显着的信息率损失的加性高斯白噪声（AWGN）信道，并没有额外的复杂性在发射机。
2021-07-14 cs.IT cs.LG eess.SP
Adaptive Constellation Multiple Access for Beyond 5G Wireless Systems
提出面向5G后系统的ACMA/AC NOMA，通过基站自适应优化用户信号相位偏移形成统一星座，并结合MML接收机盲估计相位，提升速率与误码性能。
2024-02-28 cs.IT eess.SP math.IT
Constellation Design for Transmission over Nonlinear Satellite Channels
在本文中，我们使用模拟退火算法的变化，优化二维星座与32个信号。其主要目标是在峰值功率约束下最大化对称语用容量。该方法允许星座和二进制标记的联合优化。我们还研究了在加性高斯白噪声下的非线性卫星信道上的优化星座的性能。我们认为，系统的性能与无预失真。在这两种情况下，优化星座的性能明显优于卫星信道上当前数字视频广播标准（DVB-S2）中使用的传统幅度相移键控（APSK）调制。基于我们的优化星座，我们还提出了一个新的标记为4+12+16-APSK星座的DVB-S2标准，这是灰色的所有环。
2012-10-05 cs.IT math.IT
Joint Constellation Shaping Using Gradient Descent Approach for MU-MIMO Broadcast Channel
Inria（法国国家信息与自动化研究所）；INSA Lyon（里昂国立应用科学学院）；CITI（CITI机构）
本文提出一种基于学习的联合星座优化方法，在总功率约束下最大化MU-MIMO广播信道中最小互信息，无需叠加编码或线性预编码，相比线性预编码器可获得更优速率。
2024-08-21 cs.IT cs.LG cs.NI
Next Generation Mega Satellite Networks: Opportunities, Challenges, and Performance
数字连接已成为繁荣的基础，也是社会正常运转的基本需要。尽管存在这种依赖性，但互联网接入的限制仍然是一个普遍问题，主要取决于社会经济和地理因素。实现全球接入平等的一个很有希望的解决办法是以依靠低地球轨道巨型星座的综合地面卫星网络为基础。虽然低地轨道星座的好处补充了地面网络的缺点，但它们的纳入影响了网络设计，增加了复杂性和挑战。本文对下一代低轨巨型卫星星座进行了系统分析，并概述了这些星座可以提供的许多好处带来的机会，并强调了主要挑战。此外，它还提供了分析模型的概要，并强调了下一代巨型卫星星座的现代仿真方法。这为网络设计人员提供了对卫星网络性能的必要了解。
2021-10-08 cs.IT math.IT
Joint Active User Detection and Channel Estimation for Grant-Free NOMA-OTFS in LEO Constellation Internet-of-Things
蓬勃发展的低轨道（LEO）星座通信网络为物联网（IoT）终端的无缝覆盖服务提供了一种有前途的解决方案。然而，面对大规模的连接和地面卫星链路（TSL）的快速变化，传统的免授权随机接入方案往往无法满足这种情况。在本文中，一个新的非正交多址（NOMA）传输协议，结合正交时频空间（OTFS）调制，提出了解决这些问题。此外，我们提出了一个两阶段的联合活动用户检测和信道估计方案的基础上的训练序列辅助OTFS数据帧结构。具体地说，在第一阶段中，借助于训练序列，我们通过恢复稀疏采样的信道向量来执行活跃用户检测和粗信道估计。然后，我们开发了一种参数化的方法，以促进更准确的结果与先前恢复的采样信道向量的信道估计TSL信道的固有特性。最后通过仿真实验验证了该方法在这种高移动性场景下的优越性。
2021-08-03 cs.IT eess.SP math.IT
Uplink Non-Orthogonal Multiple Access with Finite-Alphabet Inputs
本文主要研究了有限字母输入的经典两用户多址接入信道（MAC）的非正交多址接入（NOMA）设计。我们认为实际的正交幅度调制（QAM）星座在两个发射机，其大小被假定为不一定是相同的。我们提出通过调整缩放因子（即，瞬时发射功率和相位）。制定的问题是一个混合的连续-离散优化问题，这是非平凡的解决一般。通过仔细观察目标函数的结构，我们发现Farey序列可以用来解决公式化的问题。然而，当两个用户的星座大小不相同时，现有的Farey序列不适用。受此启发，我们定义了一种新的类型的Farey序列，称为打孔Farey序列。在此基础上，我们设法实现一个封闭形式的最佳解决方案，原来的问题，首先将整个可行区域划分成有限数量的Farey区间，然后采取最大的所有可能的间隔。由此产生的和星座被证明是一个规则的QAM星座的一个更大的大小。严格证明了NOMA在最小欧氏距离方面优于时分多址（TDMA）。此外，在两个用户之间的最佳速率分配获得封闭形式，以进一步最大化所获得的最小欧几里德距离的接收信号受到总速率约束。最后，仿真结果验证了我们的理论分析，并证明了现有的正交和非正交设计的NOMA的优点。
2017-09-02 cs.IT math.IT
Achievable rates for transmission of discrete constellations over the Gaussian MAC channe
在本文中，我们考虑的高斯多址接入信道（MAC）时，采用次优传输方案的可达速率区域。聚焦于两个用户的MAC和假设未编码的脉冲幅度调制（PAM），我们推导出一个速率区域，这是一个五边形，并提出了一种策略，它可以实现。我们还比较了该区域的外边界和正交传输。
2011-02-24 cs.IT math.IT
On the Performance of Multidimensional Constellation Shaping for Linear and Nonlinear Optical Fiber Channel
本文通过AWGN与光纤仿真比较了高达32维的多维星座整形，发现不存在通用星座，并指出在特定光传输场景下需联合权衡所需SNR与有效SNR。
2023-10-19 cs.IT eess.SP math.IT
On the efficiency of transmission strategies for broadcast channels using finite size constellations
本文利用有限维星座图推导了两用户功率受限高斯广播信道的可达速率域。研究了各种传输策略，即叠加编码（SC）和叠加调制（SM），并与标准方案（如分时（TS））进行了比较。通过对联合概率分布和星座符号位置的优化，得到了SM和SC策略的最大可达速率区域。参考经典场景，根据给定目标可达速率的SNR节省或/和一个用户可达速率的增益百分比来评估复杂度不断增加的每个方案的可达速率的改进。
2014-03-21 cs.IT math.IT
Differential Transmit Diversity Based on Quasi-Orthogonal Space-Time Block Code
通过使用联合调制和定制的星座集，我们表明，准正交空时分组码（QO-STBC）可以用来形成一个新的差分空时调制（DSTM）方案，提供完整的发射分集与非相干检测。我们的新方案可以提供更高的码率比现有的DSTM方案的基础上正交STBC。它还具有比其他DSTM方案（诸如基于分组码的那些DSTM方案）更低的解码复杂度，因为它仅需要两个复数符号的联合检测。我们推导出定制星座集的设计标准，并使用它们来构建一个星座集，提供了广泛的频谱效率与充分的多样性和最大的编码增益。
2008-06-20 cs.IT math.IT
Massive MIMO Precoding and Spectral Shaping with Low Resolution Phase-only DACs and Active Constellation Extension
在采用低分辨率D/A转换器（DAC）的多用户大规模多输入多输出（MIMO）系统中，非线性预编码和脉冲成形从算法和系统性能两个方面综合考虑。两个设计准则进行了研究：均方误差（MSE）与积极的星座扩展（ACE）和符号出错率（SER）。这两个配方解决的基础上的广义近似消息传递（GAMP）算法的修改版本。此外，理论性能的结果推导出基于状态演化分析的GAMP算法。基于MSE的技术被扩展为联合执行空中（OTA）频谱整形和频率选择性信道的预编码，其中频谱性能在发射机和接收机处被表征。仿真和分析结果表明，MSE为基础的方法产生相同的性能为SER为基础的配方在未编码的SER。分析结果提供了良好的性能预测到中等SNR。与标准线性方法相比，所提出的组合脉冲成形和预编码方法在检测以及频谱性能方面获得了实质性的改进。
2021-06-27 cs.IT math.IT
Rate-Splitting Multiple Access: Finite Constellations, Receiver Design, and SIC-free Implementation
本文针对有限星座、接收机实现和无SIC场景，提出低复杂度预编码与接收机设计，并通过链路级仿真证明RSMA在无SIC时仍优于SDMA，为6G可实现的RSMA策略提供依据。
2025-03-10 cs.IT eess.SP math.IT
Deep Learning-based Codebook Design for Code-domain Non-Orthogonal Multiple Access Approaching Single-User Bit Error Rate Performance
用于码域非正交多址（CD-NOMA）的码本设计的一般形式可以被认为等同于用于多用户多维调制（MU-MDM）的基于自动编码器（AE）的星座设计。由于最优星座的设计空间受限，例如，然而，现有AE架构产生具有次优误比特率（BER）性能的星座。因此，我们提出了一种新的架构MU-MDM AE和潜在的训练方法，用于联合优化资源映射和具有比特到符号映射的星座设计，旨在接近具有相同频谱效率的单用户MDM（SU-MDM）AE模型的BER性能。所提出的AE架构的核心设计是密集的资源映射与新颖的功率分配层，归一化的用户码本功率在整个资源的总和相结合。这通过实现灵活的资源映射和功率分配来全球化星座设计的域。此外，它允许基于AE的训练接近用于CD-NOMA的全局最优MU-MDM星座。大量的BER仿真结果表明，所提出的设计优于现有的CD-NOMA设计，同时接近单用户BER性能的等效SU-MDM AE在0.3 dB的加性高斯白噪声信道。
2021-10-10 cs.IT cs.SY eess.SY
Non-Orthogonal Multiple Access for Degraded Broadcast Channels: RA-CEMA
提出了一种新的非正交多址接入方案，该方案可以同时向多个具有不同信噪比的用户进行传输。通过根据适当设计的模式将不同用户的码字存储到复用矩阵中，然后将矩阵的列映射到高阶星座的符号上，来对不同用户进行复用。在接收机处，采用干扰消除算法以实现比正交用户复用更高的频谱效率。速率自适应星座扩展多址（RA-CEMA）是一种替代传统的叠加编码作为一种解决方案，在降级的广播信道上传输。它结合了提高频谱效率的好处和重用已在当代通信系统中使用的编码和调制方案的优点，从而促进了其在标准中的采用。
2015-01-28 cs.IT math.IT
Multiple-Satellite Cooperative Information Communication and Location Sensing in LEO Satellite Constellations
针对6G网络下低轨卫星星座的集成感知与通信需求，提出一种双功能框架及多星协同算法，通过联合优化通信波束成形与感知波形，在有限资源下同时提升传输速率与感知精度，仿真验证了其优异性能。
2025-01-13 cs.IT math.IT
End-to-end Optimization of Constellation Shaping for Wiener Phase Noise Channels with a Differentiable Blind Phase Search
本文通过可微分盲相位搜索实现 Wiener 相位噪声信道下几何与概率星座的端到端联合优化，提出无导频鲁棒调制方案，并在 64 进制系统中取得显著增益。
2023-04-21 cs.IT eess.SP math.IT
Enhanced Index Modulation Aided Non-Orthogonal Multiple Access via Constellation Rotation
本文提出一种基于星座旋转的索引调制辅助NOMA（IM-NOMA-RC）方案，通过仅对近用户组进行旋转星座索引调制并激活所有子载波，在支持更多用户的同时提升频谱效率，仿真表明其性能优于传统NOMA。
2024-03-17 cs.IT cs.NI eess.SP
Metasurface Antenna-Enabled LEO Satellite Constellation Communications: Design and Optimization
College of Information Science and Electronic Engineering, Zhejiang University（浙江大学信息与电子工程学院）；School of Information Science and Technology, Hangzhou Normal University（杭州师范大学信息科学与技术学院）
研究下一代低地球轨道卫星星座通信瓶颈，提出基于超表面天线架构，通过联合优化调度与波束成形制定加权和速率最大化问题，给出基于交替优化的算法，仿真验证其对低地球轨道卫星星座通信的有效性。
2026-07-15 cs.IT math.IT
Model-Based Deep Learning of Joint Probabilistic and Geometric Shaping for Optical Communication
Nokia（诺基亚）；Aston Institute of Photonic Technologies, Aston University（阿斯顿大学阿斯顿光子技术研究所）
应用基于自动编码器的深度学习来联合优化光学相干通信的几何和概率星座成形。优化的星座成形优于256 QAM麦克斯韦-玻尔兹曼概率分布，具有额外的0.05比特/4D符号互信息，用于170 km SMF链路上的64 GBd传输。
2022-04-05 cs.IT cs.LG eess.SP
Fluid Antenna Secure Channel-driven Constellation (FASCC): a Physical Layer Security approach
School of Electrical Engineering, Aalto University（电气工程学院，阿尔托大学）
提出FASCC框架，利用流体天线端口选择和相位调整生成信道域星座，实现物理层安全，在窃听者更近时仍显著提升保密性能。
2026-10-06 cs.IT math.IT
Interference-Aware Super-Constellation Design for NOMA
Villanova University（维拉诺瓦大学）；Samsung Research America（三星美国研究院）
本文提出基于自编码器的AE-NOMA方法，通过设计干扰感知超星座消除符号重叠，从而无需SIC即可降低误码率，并验证了其在不同信道场景下的适应性和实现NOMA系统的潜力。
2025-03-10 cs.AI cs.IT eess.SP
Learning Based Joint Coding-Modulation for Digital Semantic Communication Systems
Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）
在基于学习的语义通信中，神经网络已经取代了传统通信系统中的不同构建块。然而，数字调制仍然是神经网络的一个挑战。基于神经网络的数字调制的内在机制是将神经网络编码器的连续输出映射成离散的星座符号，这是一个不可微的函数，不能用现有的梯度下降算法来训练。为了克服这一挑战，在本文中，我们开发了一个联合编码调制方案的数字语义通信与BPSK调制。在我们的方法中，神经网络输出每个星座点的可能性，而不是具有具体的映射。因此，使用随机码而不是确定性码，这为每个星座点上具有接近似然性的符号保留了更多信息。联合编码调制设计可以使调制过程与信道状态相匹配，从而提高数字语义通信的性能。实验结果表明，在较宽的信噪比范围内，该方法在语义通信中的性能优于现有的数字调制方法，在较低的信噪比范围内，该方法的性能优于基于神经网络的模拟调制方法。
2022-11-07 cs.IT cs.LG math.IT
On Optimal TCM Encoders
渐近最优的网格编码调制（TCM）编码器需要编码器和星座图的二进制标记的联合设计。由于分析方法是未知的，唯一可用的解决方案是对编码器和标签执行穷举搜索。然而，对于大的星座大小和/或许多编码器状态，穷举搜索是不可行的。传统的TCM设计通过使用遵循集合划分原则的标记和通过对编码器执行穷举搜索来克服这个问题。在本文中，我们研究了二进制标记的中医药，并展示了如何将它们分组到类，这大大减少了联合设计中的搜索空间。对于8进制星座，必须测试的不同二进制标记的数量从8！40320到240对于8进制脉冲幅度调制星座的特定情况，这个数目进一步减少到120，而对于8进制相移键控，这个数目仅减少到30。还介绍了一种算法，以产生一个标签在每个类。渐近最佳TCM编码器列表，这是高达0.3 dB优于以前最好的已知编码器。
2013-03-25 cs.IT math.IT
Massive MIMO-OTFS-Based Random Access for Cooperative LEO Satellite Constellations
针对协作低轨卫星大规模 MIMO-OTFS 随机接入，提出基于广义复指数基扩展与 AEP 的集中式/分布式联合设备识别、信道估计和符号检测方法，性能显著优于传统算法。
2024-08-05 cs.IT eess.SP math.IT
Quasi-Synchronous Random Access for Massive MIMO-Based LEO Satellite Constellations
针对大规模MIMO LEO卫星物联网的准同步随机接入，提出训练序列多载波、OAMP-MMV活动与延迟估计、2D-ESPRIT信道增强及多星协作检测方案。
2023-04-10 cs.IT eess.SP math.IT
On Constellations for Physical Layer Network Coded Two-Way Relaying
采用多址接入（MA）和广播（BC）两个阶段并使用物理层网络编码的双向中继网络的调制方案是当前研究的热点。最近，自适应调制方案使用拉丁方获得网络编码映射的去噪和转发协议已被报道具有良好的端到端性能。这些方案基于避免中继处的MA阶段结束时有效接收星座中的距离缩短的有害影响而工作。使用适当的拉丁方有效地去除了产生这种距离缩短的信道衰落状态，称为奇异衰落状态。该方案以及到目前为止研究的所有其他已知方案针对终端用户使用常规的常规PSK或QAM信号集，这导致中继器根据衰落状态针对BC阶段使用不同大小的星座。在这项工作中，我们提出了一个4点信号集，将始终需要一个4元星座的BC阶段的所有信道衰落条件。我们还提出了一个8点星座，提供更好的SER性能（1 dB的增益）比8-PSK，同时仍然使用8元星座的BC相位的情况下，与8-PSK。这是尽管所提出的8点信号集比8-PSK具有更多数目的奇异衰落状态的事实。
2013-03-29 cs.IT math.IT
Joint Satellite Power Consumption and Handover Optimization for LEO Constellations
Mila & GERAD（Mila与GERAD）；Polytechnique Montréal（蒙特利尔高等理工学院）；Poly-Grames Research Centre（Poly-Grames研究中心）
本文提出了一种低轨卫星组网中功率消耗与切换优化的方法，通过混合整数凹凸线性规划提升用户吞吐量，使用户速率提高约40%。
2026-08-27 cs.IT cs.SY eess.SP
Unitary Differential Space-Time Modulation with Joint Modulation
提出了两种新的酉差分空时调制（DSTM）的设计方案，具有较低的译码复杂度。如果DSTM码本包含N个码字，则它们的解码器可以被分成几个并行解码器，每个解码器具有小于sqrt（N）的解码搜索空间。这两种设计都基于联合调制的概念，这意味着与传统的逐符号调制不同，联合调制几个信息符号。第一种设计是基于正交空时分组码（O-STBC）的联合星座构造的球形码。第二种设计是基于准正交空时分组码（QO-STBC）与专门设计的成对星座集。所提出的两种酉DSTM方案都具有比许多现有DSTM方案低得多的解码复杂度，包括那些基于Group Code和Sp（2）的DSTM方案，其对于N个码字的码本大小通常具有N的解码搜索空间，并且具有比现有O-STBC DSTM方案好得多的解码性能。在两种设计中，基于O-STBC的DSTM通常具有更好的解码性能，而基于QO-STBC的DSTM在8个发射天线时具有更低的解码复杂度。
2008-06-20 cs.IT math.IT
Design of RIS-UAV-Assisted LEO Satellite Constellation Communication
针对星地远距离通信质量差、多星协作CSI获取开销大的问题，提出RIS-UAV辅助的LEO卫星通信框架，采用sCSI并设计AO算法联合优化波束成形、相移与轨迹，提升频谱效率。
2025-09-04 cs.IT math.IT
Optimized Signaling of Binary Correlated Sources over GMACs
本文主要研究非正交高斯多址信道上相关信源的两发送端非编码传输的优化二进制信令方案。具体地说，信号星座与二进制脉冲幅度调制的设计为两个调制器，以优化系统的整体性能。尽管两个发送者独立地传输自己的消息，但可以观察到，可以利用消息源之间的相关性来减轻非正交多址接入信道中存在的干扰。基于联合最大后验概率译码的性能分析，推导出了不同基本波形相关情况下的最优星座图。数值结果进一步证实了所提出的设计的有效性。
2017-07-19 cs.IT math.IT
Optimal Non-coherent Data Detection for Massive SIMO Wireless Systems with General Constellations: A Polynomial Complexity Solution
大规模MIMO系统可以通过利用大型天线阵列来大大提高传统MIMO系统的频谱和能量效率。然而，在大规模MIMO系统中，增加基站（BS）处的天线数目使得上行链路非相干数据检测非常具有挑战性。在本文中，我们考虑的联合最大似然（ML）信道估计和数据检测问题的大规模SIMO（单输入多输出）无线系统，这是一个特殊的情况下，无线系统与大型天线阵列。我们提出了精确的ML非相干数据检测算法的恒模和非恒模星座，具有较低的预期复杂度。尽管大量的未知信道系数的大规模SIMO系统，我们表明，这些算法的预期计算复杂性是线性的接收天线的数量和多项式的信道相干时间。仿真结果表明，性能增益（高达5 dB的改善）的最佳非相干数据检测与低计算复杂性。
2015-07-10 cs.IT math.IT
Interference-Aware Constellation Design for Z-Interference Channels with Imperfect CSI
本文设计了一种基于深度自动编码器（DAE）的端到端通信系统。该设计是为不完美的信道状态信息（CSI）的估计和量化误差同时存在。所提出的结构共同优化的编码器和解码器，以产生干扰感知星座，适应其形状的干扰强度，以尽量减少比特出错率。规范化层旨在保证DAE中的平均功率约束，同时允许体系结构生成具有不均匀形状的星座。与标准均匀星座（如正交幅度调制）相比，这带来了进一步的整形增益。DAE-ZIC的性能与两种常规方法进行了比较，即，标准星座和旋转星座。所提出的结构显著地增强了ZIC的性能。仿真结果证实了在所有干扰状态（弱、中等和强）下的比特出错率降低。在信噪比为20 dB时，当仅存在量化误差时，改善达到约两个数量级，表明DAE-ZIC与传统方法相比对干扰具有高度鲁棒性。
2023-03-15 cs.IT eess.SP math.IT
A Novel Power Allocation Scheme for Two-User GMAC with Finite Input Constellations
最近已经报道了两个用户高斯多址接入信道（GMAC）的星座约束（CC）容量区域，其中示出了两个用户的星座之间的适当旋转角度以扩大CC容量区域。我们将这样的方案称为星座旋转（CR）方案。在本文中，我们提出了一种新的方案，称为星座功率分配（CPA）计划，其中的瞬时发射功率的两个用户是不同的，通过保持他们的平均功率约束。我们表明，CPA方案提供CC总和容量等于（在低SNR值）或接近（在高SNR值）的CR方案所提供的QAM星座的解码复杂度降低。我们研究了CPA方案对信道中随机相位偏移和两个用户的平均功率约束不相等的鲁棒性。随着随机相位偏移的信道中，我们表明，由CPA计划提供的CC和容量是比CR计划在高SNR值。与不等的平均功率约束，我们表明，CPA计划提供了最大的增益时，功率电平接近，和优势随着功率差的增加而减小。
2012-11-12 cs.IT cs.NI math.IT
Tensor-Based Modulation for Unsourced Massive Random Access
我们介绍了一种调制无源大规模随机接入，其中传输的符号是秩1张量构造的格拉斯曼子星座。低秩张量结构的使用以及张量分解以便在接收器处分离用户，允许多用户分离与单用户解映射之间的方便解耦。所提出的信令方案是专为块衰落信道和多天线设置，并表现出良好的比较，最先进的无源方法。
2020-08-12 cs.IT math.IT
On Non-Orthogonal Multiple Access with Finite-Alphabet Inputs in Z-Channels
本文主要研究了典型的两发射两接收Z信道中的非正交多址（NOMA）的设计，其中一个发射机从直接链路向其预定接收机发送信息，而另一个发射机从直接链路和交叉链路向两个接收机发送信息。与大多数使用（连续）高斯输入分布的现有设计不同，我们考虑实际的有限字母表（即，离散的）输入，假设两个发射机都采用广泛使用的正交幅度调制（QAM）星座。为了平衡两个接收机的误码性能，本文采用最大最小公平性设计准则。更具体地说，我们建议共同优化的缩放因子在两个发射机，控制发射星座的最小欧几里德距离，以最大限度地提高较小的最小欧几里德距离的两个星座在接收机，在每个发射机的个人平均功率约束。制定的问题是一个混合的连续-离散优化问题，因此在一般情况下是棘手的。通过诉诸Farey序列，我们设法获得的最佳解决方案制定的问题的封闭形式的表达。这是通过将原始优化问题的整个可行域划分为有限个子区间并在每个子区间中导出最优解来实现的。通过仔细观察最优解的结构在所有的子区间，我们得到紧凑和封闭形式的表达式，为原问题的最优解在三种可能的情况下定义的交叉链接的相对强度。仿真研究提供了验证我们的分析，并证明了现有的正交或非正交方案的优点，所提出的设计。
2017-07-26 cs.IT math.IT
