On the Potential of Multi-Mode Antennas for Direction-of-Arrival Estimation
在本文中，我们表明，多模天线（MMA）是一个有趣的替代传统的相控阵天线阵列的波达方向（DoA）估计。MMA是指具有多个端口的单个物理辐射器，其激发不同的特征模式。与相控阵相反，天线响应的封闭形式数学模型，如导向矢量，并不直接定义为MMA。相反，必须依赖于离散的校准测量或电磁场（EMF）仿真数据。为了进行DoA估计，阵列插值技术（AIT）和波场建模（WM）的建议作为方法与固有的插值能力，充分考虑天线的非理想性，如互耦。我们提出了一个非相干的DOA估计低成本的接收机，并显示如何相干DOA估计和联合DOA和极化估计可以执行与MMA。利用这些方法，我们评估的DOA估计性能的MMA原型在模拟的二维和三维的情况下。结果表明，在高信噪比下，WM优于AIT。相干估计优于非相干估计，特别是在3D中，因为非相干估计遭受估计模糊性。因此，利用单一MMA进行DoA估计是可行且准确的。
2019-01-25 eess.SP
Non-coherent Massive SIMO Systems in ISI Channels: Constellation Design and Performance Analysis
考虑在码间干扰（ISI）信道中具有单个发射天线和大量接收天线的大规模单输入多输出（SIMO）系统。对比现有的能量检测（ED）为基础的非相干接收机，其中采用传统的脉冲幅度调制（PAM），我们提出了一种星座设计，最大限度地减少符号错误率（SER）与信道统计的知识。为了进行比较，我们推导出具有所提出的星座和PAM的基于ED的接收机的SER，即$P_{e\_opt}$和$P_{e\_pam}$。具体而言，在大量的接收天线和高信号噪声比（SNR）的制度的SER的渐近行为进行了研究。分析结果表明，无论是$P_{e\_opt}$还是$P_{e\_pam}$，其频谱都随着接收天线数的增加而近似线性下降，而$P_{e\_opt}$的频谱下降更快。它还表明，所提出的设计是成本较低，因为相比PAM，需要更少的天线，以达到相同的错误率。
2018-09-09 eess.SP
Wireless Picosecond Time Synchronization for Distributed Antenna Arrays
分布式天线阵列已经被提出用于从天基观测站到自动车辆的许多应用。在分布式天线系统中实现良好的性能需要在波长和信息水平上的严格同步，以确保发射的信号相干地到达目标，或者散射和接收的信号可以通过分布式算法进行适当的处理。在本文中，我们解决了高精度时间同步的挑战，以调整分布式天线阵列中的元件的操作，并克服由于振荡器漂移平台之间的时变偏差。我们使用一个频谱稀疏的双音波形，它获得近似最佳的时间估计精度，在一个双向的时间传输过程。我们还描述了一种技术，用于确定使用模糊的双音匹配滤波器输出的真实时间延迟，我们比较了时间同步精度的双音波形与更常见的线性调频（LFM）波形。我们在实验室环境中通过90 $\,$ cm 5.8 $\,$ GHz无线链路，使用单脉冲40 $\,$ MHz双音波形进行无线时间同步，获得2.26 $\,$ ps的定时精度。
2022-12-22 cs.SY eess.SP eess.SY
Performance Improvement of LoRa Modulation with Signal Combining and Semi-Coherent Detection
在本文中，我们研究了当网关配备多个天线时低功率远程（LoRa）调制的性能改进。我们得出的最佳决策规则，为相干和非相干检测时，合并从多个天线接收到的信号。为了提供有关信号组合如何使LoRa系统受益的见解，我们分别给出了AWGN和瑞利衰落信道中相干和非相干检测的符号/比特错误概率的表达式。此外，我们还提出了一种迭代半相干检测，不需要任何开销来估计信道状态信息（CSI），而其性能可以接近理想的相干检测。仿真和分析结果表明，非常大的功率增益，或覆盖范围的扩展，所提供的使用多个天线的所有考虑的检测方案。
2021-06-22 cs.IT eess.SP math.IT
Experimental Study on the Effect of Synchronization Accuracy for Near-Field RF Wireless Power Transfer in Multi-Antenna Systems
本文通过实验研究近场多天线WPT中同步精度的影响，证明完全同步波束聚焦相比非相干传输有14 dB增益，且相位误差容忍度较高，增加天线数量可提升传输效率。
2024-12-15 eess.SP
Network-level ISAC: An Analytical Study of Antenna Topologies Ranging from Massive to Cell-Free MIMO
该研究提出结合CoMP传输与多基地感知的ISAC协同架构，分析不同天线拓扑及三种定位方法的性能，推导了对应定位精度的缩放定律并解释了差异成因。
2025-06-11 cs.IT eess.SP math.IT
Spatially Filtered Sparse Bayesian Learning for Direction-of-Arrival Estimation with Leaky-Wave Antennas
Nantes Université（南特大学）；Université Paris-Saclay, CentraleSupélec（巴黎萨克雷大学，中央理工-高等电力学院）；South China University of Technology（华南理工大学）
针对漏波天线在相干源下波达方向估计的难题，提出空间滤波稀疏贝叶斯学习框架，通过划分角度扇区求解贝叶斯逆问题，实现稳健准确的估计。
2025-10-12 eess.SP
The SIMO Block Rayleigh Fading Channel Capacity Scaling with Number of Antennas, Bandwidth and Coherence Length
本文研究非相干SIMO瑞利块衰落信道的容量缩放规律，证明容量按Θ(min(B,√(NL),N))缩放，并揭示相干块长度L在导频辅助与能量调制选择中的关键作用。
2022-12-20 cs.IT eess.SP math.IT
Real-Time High-Accuracy Digital Wireless Time, Frequency, and Phase Calibration For Coherent Distributed Antenna Arrays
Michigan State University（密歇根州立大学）；Lawrence Livermore National Laboratory（劳伦斯利弗莫尔国家实验室）
本文提出了一种基于高精度双向时间传输的实时数字无线校准方法，实现分布式天线阵列中无电缆的高频率和相位一致性。
2025-12-01 eess.SP
Swarm Antenna Arrays: From Deterministic to Stochastic Modeling
本文研究集群天线阵列的相干波束成形，建立栅瓣条件的确定性理论并分析随机位置扰动，证明双线性阵列可放宽半波长约束，且扩规模主要降低增益波动方差。
2025-05-12 eess.SP
Optimum Multi-Antenna Ambient Backscatter Receiver for General Binary-Modulated Signal
在物联网范式的持续发展中，环境后向散射通信（AmBC）由于能够实现绿色通信而变得越来越流行。由于检测性能受到接收机处信号的低信号干扰噪声比（SINR）的限制，因此已经对反向散射信号检测进行了努力。通过采用多天线接收机可以改善低SINR。在本文中，最佳的多天线接收机，不施加任何约束的类型的二进制调制的后向散射装置和环境源系统所使用的波形进行了研究。所提出的接收机具有由两个波束形成器形成的简单结构。推导了在等幅环境信号和高斯分布环境信号下最优接收机的误比特率性能。此外，为了便于实现的最佳接收机，提出了一种简化的接收机和实际的近似所需的波束形成器提供。推导出的最佳接收机避免了复杂的直达波干扰消除和相干接收，但利用的事实，反向散射信号改变的复合信道撞击在接收机和接收机天线阵列的方向性。比较仿真结果表明，最佳接收机的性能达到相同的性能，即使它实现了非相干接收相干接收。所研究的接收器提供了很高的灵活性，实现简单和低成本的接收器在不同的AmBC系统。
2020-08-21 cs.NI eess.SP
Joint single-shot ToA and DoA estimation for VAA-based BLE ranging with phase ambiguity: A deep learning-based approach
本文提出一种基于深度学习的VAA-BLE测距方法，通过解决相位模糊问题实现单次-shot ToA和DoA联合估计。
2026-01-21 cs.AI cs.IT eess.SP
Near-Field Localization Beyond Bandwidth Limits for Large-Aperture Pinching-Antenna Systems
Hanbat National University（韩巴特国立大学）
本文针对大孔径夹捏天线系统，推导了近场定位似然函数主瓣宽度的解析表达式，并提出分层最大似然搜索方法，在散射条件下实现亚毫米级定位且无失败。
2026-09-18 eess.SP
Cramér-Rao Bounds for Integrated Sensing and Communications in Pinching-Antenna Systems
本文推导了双站夹持天线系统链路中距离与方向联合估计的闭式Cramér-Rao下界，揭示了其相比传统阵列的性能增益，并验证了基于PAS的通感一体化能以更少硬件资源实现厘米级测距与亚度级角分辨率。
2025-05-02 eess.SP
Calibration and Uncertainty Characterization for Ultra-Wideband Two-Way-Ranging Measurements
McGill University（麦吉尔大学）；Polytechnique Montreal（蒙特利尔理工学院）
超宽带（UWB）系统对于室内定位正变得越来越流行，其中通过测量无线电信号的飞行时间来获得距离测量。然而，距离测量通常遭受系统误差或偏差，其必须被校正以用于高精度定位。在本文中，测距协议提出了一个强大的和可扩展的天线延迟校准程序，以准确和有效地校准许多UWB标签的天线延迟。此外，测量的偏差和不确定性被建模为接收信号功率的函数。完整的校准过程中，使用实验训练数据的3个空中机器人装有2个UWB标签，然后评估2个测试实验。一个定位问题，然后制定的实验测试数据，校准的测量和建模的不确定性被送入一个扩展的卡尔曼滤波器（EKF）。所提出的校准示出产生平均46%的提高定位精度。最后，本文附带了一个开源的UWB校准Python库，可以在https://github.com/decargroup/uwb_calibration上找到。
2023-02-16 cs.RO eess.SP
Rate Optimization for Downlink URLLC via Pinching Antenna Arrays
针对下行URLLC系统，提出基于夹取天线阵列的速率优化方案，通过优化天线位置、结合相位对齐策略，在满足QoS等约束下实现速率显著提升，适用于紧凑低时延场景。
2025-09-01 eess.SP
Frugal Radio SLAM: Coherent Imaging with One Subcarrier and One Snapshot in Distributed MIMO
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学）；University of Belgrade（贝尔格莱德大学）；Stony Brook University（石溪大学）
本文提出一种在相位相干分布式MIMO系统中实现上行单快照节俭式同步定位与建图的方法，通过单子载波和单快照实现最小化定位资源，利用相干成像问题构建空间图像，并开发联合识别用户设备、反射面和散射体的检测与定位框架。
2026-08-31 eess.SP
Cell-Free Massive MIMO with Multi-Antenna Users and Phase Misalignments: A Novel Partially Coherent Transmission Framework
本文针对无蜂窝大规模MIMO中接入点间相位失配问题，提出部分相干传输框架，通过AP分簇、合并与预编码优化及数据流分配，在仅需簇内相位对齐的条件下逼近理想全相干性能。
2024-04-03 cs.IT eess.SP math.IT
A Corrugated All-Metal Vivaldi Antenna for 5G Phased Array Applications
本文提出一种28 GHz频段、26-30 GHz带宽、±30度波束扫描的4x4全金属波纹Vivaldi相控阵天线，通过波纹结构抑制表面电流和互耦，提升增益与辐射效率。
2025-02-05 eess.SP physics.app-ph
Z3RO Precoder Canceling Nonlinear Power Amplifier Distortion in Large Array Systems
基于大阵列的传输使用大量天线元件和巧妙的预编码器设计的组合来实现阵列增益和空间复用不同的用户。这些预编码器需要线性前端，更具体地说是线性功率放大器（PA）。然而，这降低了能量效率，因为PA在接近饱和时最有效，在饱和时它们产生最多的非线性失真。此外，诸如\gls{mrt}的传统预编码器的使用在用户位置处引起失真的相干组合，从而降低信号质量。在这项工作中，提出了一种线性预编码器，允许工作接近饱和，同时取消在用户位置的三阶非线性\gls{pa}失真的相干组合。与其他解决方案相比，零三阶失真（Z3RO）预编码器不需要信号统计和PA模型的先验知识。该设计包括饱和的一个或几个天线上的目的与相反的相移，以补偿所有其他天线的失真。随着基站天线数量的增加，所产生的阵列增益损失变得可以忽略不计。
2021-10-15 eess.SP
Purposeful Co-Design of OFDM Signals for Ranging and Communications
该研究分析了OFDM信号测距与通信协同设计中导频资源分配的基本权衡，推导了衰落信道下的相关性能界，探究了帕累托最优设计方案及不同策略随信道的变化规律。
2024-01-30 eess.SP
Performance Analysis of Movable Antenna Arrays
University of Melbourne（墨尔本大学）；Victoria University of Wellington（惠灵顿维多利亚大学）；University of Peradeniya（佩拉德尼亚大学）
本文研究了可移动天线阵列在多天线情况下的性能，通过数学分析得出信号噪声比（SNR）累积分布函数（CDF）尾部的渐近精确近似，并提出了在存在非分离二维相关性时，相关天线元素的SNR水平穿越率（LCR）的闭式表达式，通过仿真验证了结果的准确性。
2026-05-16 eess.SP
Decentralized Localization of Distributed Antenna Array Elements Using an Evolutionary Algorithm
针对复杂环境下分布式阵列单元难以精确定位的问题，提出结合双向时间传递、多维缩放与差分进化算法的去中心化定位方法，在34 dB信噪比下实现0.82 mm误差，支持高达24.3 GHz的分布式波束成形。
2024-11-16 eess.SP
FreqTune-PASS: Frequency-Tuned Beamforming for Multi-User Pinching-Antenna Systems
Lancaster University（兰卡斯特大学）；Beijing University of Posts and Telecommunications（北京邮电大学）
针对多用户夹持天线系统中机械重构慢于用户切换的问题，提出固定PA位置、仅调谐频率偏移的FreqTune-PASS框架，显著提升总速率和最差用户速率，接近相干合并上界。
2026-09-17 eess.SP
LoRa Fluid Antenna Multiple Access
Beijing University of Posts and Telecommunications（北京邮电大学）；Peng Cheng Laboratory（鹏城实验室）；Shenzhen University（深圳大学）
本文提出 lora-FAMA 框架，利用单个流体天线在相同资源上实现 LoRa 多用户并发传输，无需多个射频链，可同时服务超过 10 个终端设备。
2026-09-25 eess.SP
Modelling Aspects of Planar Multi-Mode Antennas for Direction-of-Arrival Estimation
多模天线是传统天线阵列的替代方案，因此是一种有前途的新兴传感器技术，可用于阵列信号处理和数字通信领域的各种应用。一个未解决的问题是基于校准测量或电磁场（EMF）仿真数据以封闭的解析形式描述多模天线的辐射图案。为此，本文研究了两种建模方法：一种是基于阵列插值技术（AIT），另一种是基于波场建模（WM）。这两种方法都能够准确地插入一个给定的多模式天线的量化EMF数据，在我们的情况下，开发的6-8.5 GHz范围的平面四端口天线。由于建模方法固有地依赖于参数集，我们调查的影响，这两个模型的精度上的参数选择。此外，我们评估了建模误差的影响，相干最大似然波达方向（DoA）估计给定不同的模型参数。数值结果给出了一个单一的偏振分量。仿真结果表明，模型误差引入的估计偏差受所选模型参数的影响。最后，我们提供了一套优化的AIT和WM参数的多模天线下的调查。利用这些参数集，EMF数据样本可以以具有高角分辨率的内插形式再现。
2019-05-29 eess.SP
Massive Synchrony in Distributed Antenna Systems
本文分析分布式天线空口相位校准协议在大规模系统中的可扩展性，证明部分拓扑误差无界，但全系统统一求解并复用校准结果始终最优。
2024-01-22 cs.IT eess.SP math.IT
Supervised Learning Based Super-Resolution DoA Estimation Utilizing Antenna Array Extrapolation
针对多输入多输出（MIMO）雷达，提出了一种新的DOA估计算法，该算法可以显著减少精确估计波达方向所需的天线阵元数。新提出的算法预测的接收信号的一个大的天线设置使用减少的天线数量，通过使用耦合字典学习。因此，这使得MIMO雷达能够解析更多的路径，而这些路径无法通过更少的天线来解析。具体来说，我们克服了由于一个小的虚拟阵列设置的DOA估计不准确的问题。例如，我们可以使用字典学习来预测100个虚拟数组元素，只使用25个。为了评估我们的算法，我们使用多信号分类（MUSIC）的DOA估计技术来估计非相干多个目标的DOA。结果表明，该算法利用预测的接收信号可以分辨出场景中的所有目标，而仅利用简化天线阵的接收信号是无法分辨出场景中所有目标的。
2020-09-15 cs.IT eess.SP math.IT
Non-Coherent MIMO-OFDM Uplink empowered by the Spatial Diversity in Reflecting Surfaces
Universidad Carlos III de Madrid（马德里卡洛斯三世大学）；National and Kapodistrian University of Athens（雅典国立卡波蒂斯特里亚大学）
针对传统相干解调在时变信道中需估计CSI导致开销增加的问题，提出一种基于差分相移键控的RS赋能MIMO-OFDM上行通信系统，适用于高噪声与高移动性场景，仿真证明其性能优于相干解调。
2022-02-04 eess.SP
Doppler-Only Extended Target Tracking in a Distributed Antenna System
ICTEAM, UCLouvain（ICTEAM，南鲁汶大学）
针对分布式天线系统中仅有多普勒测量的扩展目标跟踪问题，提出改进的Rao-Blackwellised粒子滤波器，通过粒子特定扩展卡尔曼更新和重新线性化处理非线性，实现精确跟踪。
2026-10-02 eess.SP
Joint Localization and Synchronization in Downlink Distributed MIMO
本文研究下行分布式MIMO系统中单天线用户设备的联合定位与同步问题，提出顺序和同时两种AP传输协议及相干/非相干ML估计器，仿真证明同时传输P2在定位精度和时延上更优。
2025-04-14 eess.SP
Location and Map-Assisted Wideband Phase and Time Calibration Between Distributed Antennas
本文针对分布式天线系统，提出基于位置和地图辅助的宽带相位与时间联合校准模型及最大似然估计器，并通过CRLB分析验证性能。
2025-01-21 eess.SP
Wideband Sensing with Dynamic Metasurface Antennas under Realistic Phase Response Modeling
National and Kapodistrian University of Athens（雅典国立卡波蒂安大学）；University of Illinois Chicago（伊利诺伊大学芝加哥分校）
本文研究动态超材料天线在宽频带感知中的实际影响，提出紧凑观测模型用于用户定位和多散射点感知，推导FIM及CRB，揭示频率选择性和波导衰减对估计精度的负面影响。
2026-04-13 eess.SP
Fourier Domain Synthesis Imaging Using A Wirelessly Coordinated Distributed Antenna Array
Lawrence Livermore National Laboratory（劳伦斯利弗莫尔国家实验室）
本文实验演示了使用全数字无线协调分布式天线阵列进行一维傅里叶域成像，成功分辨两个噪声源至预期位置3°以内，验证了无共享参考的相干成像原理。
2026-09-18 eess.SP
Multi-Antenna Towards Inband Shift Keying
针对多天线通信中链路预算受限和波束对准难题，提出结合恒包络调频、低速率重复编码与差分预编码的连续相位频移键控，支持利用加窗FFT进行简便相干解调。
2024-04-08 cs.IT eess.SP math.IT
Reliable Linearized Phase Retrieval for Near-Field Antenna Measurements with Truncated Measurement Surfaces
大多数方法解决相位恢复问题的幅度只有天线测量遭受不切实际的采样要求，从不可行的计算复杂性，最严重的是，从缺乏可靠性的非线性和非凸公式。作为替代方案，我们提出了一种部分相干（PC）多探头测量技术和相关的线性重建方法，减轻所有这些问题。因此，在近场远场变换（NFFFT）中可以实现可靠和准确的相位恢复。特别是，我们解决了与开放测量表面相关的问题（因为它们可能出现在基于无人机的测量设置中），我们强调了同时考虑测量设置和无相位NFFFT的重要性。具体而言，特殊的多探头安排的PC求解器的重建质量的影响。
2022-01-29 cs.NA eess.SP math.NA
High Performance 5G FR-2 Millimeter-Wave Antenna Array for Point-to-Point and Point-to-Multipoint Operation: Design and OTA Measurements Using a Compact Antenna Test Range
Glasgow Caledonian University（格拉斯哥喀里多尼亚大学）；University of Glasgow（格拉斯哥大学）
本文设计并测量了覆盖n257频段的高性能8元线阵和32元平面阵列，通过紧凑型天线测试范围进行OTA测量，验证了其高增益和宽波束特性，适用于5G及毫米波应用。
2025-01-26 eess.SP
A reconfigurable non-linear active metasurface for coherent wave down-conversion
提出一种非线性有源电子-光子超表面，通过光学同步芯片阵列实现193THz光波到28GHz毫米波的下变频与波束转向，演示了60°转向和2Gb/s数据传输，为下一代通信提供低复杂度、高带宽链路。
2024-11-15 eess.SP physics.optics
Fluid Antenna Enabled Compact Ultra Massive Antenna Array for Satellite Communications
University of Warwick（华威大学）；National Communications Research Laboratory, Southeast University（东南大学国家通信研究实验室）；European Space Agency Research and Technology Centre (ESA/ESTEC)（欧洲空间局研究与技术中心）
本文提出一种基于流体天线系统的紧凑超大规模天线阵列，通过动态信号适应提升卫星通信性能，减少干扰并降低成本，分析了其在干扰统计和波束成形增益方面的优势。
2026-04-26 eess.SP
Max-Min Rate Fairness Optimization for Multi-User Pinching-Antenna NOMA Systems
Queen’s University Belfast（贝尔法斯特女王大学）
针对多波导捏合天线NOMA下行系统，提出两阶段优化框架，联合优化天线位置和预编码，以最大化最小用户速率，显著提升性能。
2026-06-19 eess.SP
Learning-Based Joint Antenna Selection and Precoding Design for Cell-Free MIMO Networks
本文针对下行无小区MIMO网络，提出一种分布式机器学习算法，利用CNN进行天线选择、GNN进行预编码设计，仅需本地CSI即可显著降低前传开销与能耗，并实现与集中式方案相当的总频谱效率。
2025-02-01 cs.IT eess.SP math.IT
Spatial Modulation with Energy Detection: Diversity Analysis and Experimental Evaluation
本文提出一种用于空间调制系统的非相干能量检测方案，基于最大似然准则推导了多天线接收机的能量检测度量，并开发了高信噪比下符号错误率的分析框架，理论分析与实验结果验证了其分集阶数及在特定场景下优于相干方案的特性。
2023-09-08 cs.IT eess.SP math.IT
