A Semi-Linear Approximation of the First-Order Marcum $Q$-function with Application to Predictor Antenna Systems
一阶Marcum $Q$ -函数在各种问题公式中观察到。但是，它不是一个容易处理的功能。为此，本文首先给出了Marcum $Q$ -函数的半线性逼近。我们提出的近似是有用的，因为它简化了，例如，包括Marcum $Q$ -函数的各种积分计算以及诸如参数优化的不同操作。然后，作为一个感兴趣的例子，我们将我们提出的近似方法的预测天线（PA）系统的性能分析。这里，PA系统被称为在车辆车顶上具有两组天线的系统。然后，位于车辆前方的PA可以用于改善用于在PA后方对准的接收天线的数据传输的信道状态估计。考虑到由于移动性的空间失配，我们推导出封闭形式的瞬时和平均吞吐量以及吞吐量优化的速率分配的表达式。正如我们所示，我们提出的近似方案使我们能够分析PA系统的高精度。此外，我们的研究结果表明，速率自适应可以提高PA系统的性能与不同程度的空间失配。
2020-12-09 cs.IT eess.SP math.IT
Exploiting Spatial Multiplexing Based on Pixel Antennas: An Antenna Coding Approach
China Mobile Research Institute（中国移动研究院）；Institute for Advanced Study, The Hong Kong University of Science and Technology（香港科技大学高等研究院）
本文提出一种基于像素天线的天线编码方法，通过优化辐射模式提升频谱效率，为6G通信提供新方案。
2025-12-05 cs.IT eess.SP math.IT
Fluid Antenna-Assisted MIMO Transmission Exploiting Statistical CSI
针对流体天线辅助MIMO系统中瞬时CSI获取困难的问题，本文利用统计CSI提出了一个速率最大化准则下的发送预编码与收发FA位置设计算法框架，显著提升了系统的速率性能。
2023-12-13 cs.IT eess.SP math.IT
Secret Key Agreement Over Multipath Channels Exploiting a Variable-Directional Antenna
本文发展了T.本文提出了一种在多径波传播条件下使用变向天线（VDA）的更一般的数学模型。通过仿真研究了VDA的统计特性，这使得我们能够指定模型参数。所考虑的KDP的安全性估计在香农的信息泄露给窃听者取决于合法用户和窃听者的相互位置。天线分集被提出作为增强KDP安全性的手段。为了提供共享密钥的更好协议，研究了纠错码的使用。
2011-01-19 cs.IT math.IT
Low-Complexity CSI Acquisition Exploiting Geographical Diversity in Fluid Antenna System
针对流体天线系统信道状态信息获取的高复杂度问题，提出利用地理先验的EM-AMP变体，提升估计精度、加速收敛并降低复杂度，仿真验证有效。
2025-09-10 cs.IT math.IT
Exploiting Six-Dimensional Movable Antenna (6DMA) for Wireless Sensing
本文在基站部署6DMA，通过联合优化天线三维位置与旋转最小化DoA估计CRB，并设计高效非凸优化算法，显著提升无线感知精度。
2024-09-08 cs.IT eess.SP math.IT
Enhancing Wireless Information and Power Transfer by Exploiting Multi-Antenna Techniques
本文回顾了新兴的无线信息和功率传输（WIPT）技术，重点是其性能的增强采用多天线技术。与传统的无线信息传输相比，WIPT面临着许多挑战。首先，它更容易受到信道衰落和路径损耗的影响，从而导致更短的功率传输距离。其次，它产生了如何平衡信息传输的频谱效率和功率传输的能量效率以获得最佳折衷的问题。第三，为了提高功率传输效率，存在用于信息传输的安全问题。在此上下文中，多天线技术，例如，能量波束形成，通过利用空间自由度来解决这些问题。本文介绍了基于多天线的WIPT技术的各个方面，重点介绍了通过参数优化和协议设计来应对挑战。特别是，我们研究了基于两种典型的多天线技术的WIPT权衡，即用于短距离传输的有限反馈多天线技术和用于长距离传输的大规模多输入多输出（LS-MIMO，也称为大规模MIMO）技术。仿真结果验证了所提方案的有效性。
2015-01-11 cs.IT math.IT
Predicting Multi-Antenna Frequency-Selective Channels via Meta-Learned Linear Filters based on Long-Short Term Channel Decomposition
King’s College London（伦敦国王学院）
用于多天线频率选择性信道的有效的数据驱动预测策略必须基于少量的导频符号操作。本文提出了新的信道预测算法，通过将传输和元学习与信道的降秩参数化相结合来实现这一目标。所提出的方法通过利用来自先前帧的数据来优化线性预测器，所述先前帧通常以不同的传播特性为特征，以便能够在当前帧的时隙上进行快速训练。所提出的预测依赖于一种新的长短期分解（LSTD）的线性预测模型，利用分解成长期的空间-时间签名和衰落幅度的信道。我们首先开发基于传输/元学习二次正则化的单天线频率平坦信道的预测器。然后，我们介绍了基于平衡传播（EP）和交替最小二乘（ALS）的基于LSTD的预测模型的迁移和元学习算法。在3GPP 5G标准信道模型下的数值结果证明了转移和元学习对减少用于信道预测的导频数量的影响，以及所提出的LSTD参数化的优点。
2022-03-23 cs.IT cs.LG eess.SP
Random Access in Massive MIMO by Exploiting Timing Offsets and Excess Antennas
大规模多输入多输出系统（其中基站配备有数百个天线）是处理数据业务快速增长的有吸引力的方式。随着用户设备（UE）数量的增加，在现代网络中的初始接入和切换将被用户冲突淹没。在本文中，提出了一种随机接入协议，解决冲突，并通过简单地利用大量的天线设想在大规模多输入多输出网络进行定时估计。进入网络的UE在时域和频域两者中执行扩展，并且在基站处使用子空间分解方法以封闭形式估计它们的定时偏移。该信息用于计算信道估计，基站随后采用该信道估计来与检测到的UE进行通信。大规模多输入多输出的有利传播条件抑制了UE之间的干扰，而固有的定时失准提高了协议的检测能力。数值结果被用来验证所提出的方法在蜂窝网络中的性能在不相关和相关衰落信道下。对于可以以概率1\%和总共的$16$频率-时间码（在给定的随机接入块中）同时变为活动的$2.5\times10^3$ UE，结果是，对于$100$天线，所提出的过程以概率75\%成功地检测到给定UE，同时提供可靠的定时估计。
2018-06-19 cs.IT eess.SP math.IT
Exploiting Delay Correlation for Multi-Antenna-Assisted High Speed Train Communications
在高速训练通信中，最具挑战性的问题是如何应对快速衰落信道。与静态信道估计相比，移动信道估计要消耗过多的能量和频谱才能达到相似的性能。为了解决这个问题，我们利用多天线阵列的线性时空结构中固有的延迟相关性，基于此，快速衰落信道可以近似为一个虚拟的慢衰落信道。随后，错误概率和频谱效率重新检查此静态信道。特别是，我们制定的两个指标之间的定量权衡的兴趣，通过调整在每帧中的试点的百分比。数值结果验证了所提出的方案的良好性能，并阐明了权衡。
2014-03-31 cs.IT math.IT
Differential Modulation Exploiting the Spatial-Temporal Correlation of Wireless Channels With Moving Antenna Array
随着高速列车的快速发展，为铁路乘客提供可靠的无线服务正成为一个日益重要的问题。在本文中，利用HST通信场景中固有的线性移动性，我们发现了一种新型的空间-时间相关的基站和移动天线阵列的训练的屋顶上。利用新的空时相关结构和特性，提出了一种改进的差分空时调制（DSTM）方案。得到了系统两两错误概率的解析表达式。仿真结果表明，与传统的DSTM方案相比，该方法具有更好的误码性能。此外，为了进一步提高系统性能，提出了一种动态调整传输块长度的自适应方法。数值结果验证了所提出的方案的性能。
2015-11-11 cs.IT math.IT
Deep Learning for Partial MIMO CSI Feedback by Exploiting Channel Temporal Correlation
为了在大规模MIMO系统中实现高频谱和能量效率，需要精确估计DL CSI。先前的工作已经在FDD系统内开发了基于学习的CSI反馈框架，用于有效的CSI编码和恢复，具有已证明的益处。然而，用于接收终端的CSI估计的下行链路导频可能占用大量天线的过多数量的资源元素，并损害频谱效率。为了克服这个问题，我们提出了一种新的基于学习的反馈架构，通过利用CSI时间相关性对交织非重叠天线子阵列的部分CSI反馈进行有效编码。为了便于编码，我们进一步设计了一个IFFT方法来解耦天线子阵列的部分CSI，并保持部分CSI的稀疏性。我们的研究结果表明，在室内/室外的情况下，所提出的模型CSI恢复在显着降低计算能力和存储需求的优越性能。
2022-01-08 cs.IT eess.SP math.IT
Exploiting Multiple-Antenna Techniques for Non-Orthogonal Multiple Access
本文旨在提供一个全面的解决方案的设计，分析和优化的多天线非正交多址接入（NOMA）系统的多用户下行链路通信的时分双工（TDD）和频分双工（FDD）模式。首先，我们设计了一个新的多天线NOMA的框架，包括用户聚类，信道状态信息（CSI）的获取，叠加编码，发射波束形成，和连续干扰消除（SIC）。然后，我们分析所考虑的系统的性能，并推导出精确的封闭形式的平均传输速率的发射功率，CSI精度，传输模式和信道条件的表达式。为了进一步提高系统性能，我们优化了三个关键参数，即，发射功率、反馈比特和传输模式。特别是，我们提出了一个低复杂度的联合优化方案，以充分利用NOMA中的多天线技术的潜力。此外，通过渐近分析，我们揭示了系统参数对平均传输速率的影响，从而提出了一些指导多天线NOMA的设计。仿真结果验证了理论分析的正确性，并表明在实际应用中，该方案的性能优于传统的正交多址接入（OMA）技术。
2017-06-02 cs.IT math.IT
Sparsity-Exploiting Channel Estimation For Unsourced Random Access With Fluid Antenna
本文针对流体天线无源随机接入系统，提出交替与部分端口两种信道估计策略，利用散射体稀疏性细化估计，数值验证可行且优于传统接收机。
2025-04-24 cs.IT math.IT
Hybrid Near-Far Field 6D Movable Antenna Design Exploiting Directional Sparsity and Deep Learning
针对6DMA系统混合近远场信道建模不准确和高复杂度问题，提出混合场信道模型、基于方向稀疏性的低开销信道估计及DRL联合设计，显著提升性能。
2025-06-18 cs.IT eess.SP math.IT
User Scheduling for Cooperative Base Station Transmission Exploiting Channel Asymmetry
研究了多天线基站和单天线用户下行协作多点传输的低信令开销调度问题。通过利用非对称信道特征，即，针对不同基站的路径损耗差异，我们推导出一个度量来判断用户之间的正交性，只使用他们的平均信道增益，基于此，我们提出了一个半正交调度器，可以应用在一个两阶段的传输策略。仿真结果表明，该调度器的性能接近半正交调度器的全信道信息，特别是当每个基站具有更多的天线和小区区域是大的。与其他开销减少策略相比，所提出的调度器需要更少的训练开销来实现相同的单元平均数据率。
2015-05-26 cs.IT math.IT
Exploiting Movable Antennas for Multi-Target Wireless Sensing System in Multipath Environments
College of Information Science and Electronic Engineering, Zhejiang University（浙江大学信息与电子工程学院）；the Shenzhen Future Network of Intelligence Institute (FNii-Shenzhen)（深圳未来网络智能研究所）；the Guangdong Provincial Key Laboratory of Future Networks of Intelligence（广东省未来网络智能重点实验室）
研究多径环境中可移动天线无线传感系统的多目标检测问题，通过开发交叉稀疏马尔可夫混合先验推导目标位置后验概率，提出二维模糊函数分析角域传感性能，优化MA位置，算法低复杂度且性能与现有方法相当。
2026-07-28 cs.IT eess.SP math.IT
Exploiting Multiple Polarizations in Extra Large Holographic MIMO
本研究通过全息近似方法，分析了在视距和近场条件下使用多正交分集的超大MIMO阵列的渐近信道与可达速率，发现存在使频谱效率最大化的天线表面最优尺寸。
2024-10-11 cs.IT eess.SP math.IT
Exploiting the Preferred Domain of FDD Massive MIMO Systems with Uniform Planar Arrays
大规模多输入多输出（MIMO）系统有可能成为5G蜂窝的一种使能技术。均匀平面阵列（UPA）天线结构是许多商业讨论的焦点，因为它们能够在相对小的区域中实现大量天线。利用UPA天线结构，基站可以同时在水平域和垂直域中控制波束方向。然而，信道条件可能规定一个维度需要比另一个维度更高的信道状态信息（CSI）准确度。我们建议使用一个额外的一个比特的反馈信息从用户发送到基站，以指示在频分复用（FDD）大规模MIMO系统中的CSI量化的反馈开销的顶部上的首选域。结合可变速率CSI量化方案，数值研究表明，对于UPA天线结构，额外的一位反馈可以显着提高CSI质量。
2015-02-03 cs.IT math.IT
Energy-Efficient Antenna Selection and Power Allocation for Large-Scale Multiple Antenna Systems with Hybrid Energy Supply
能量收集和大规模多天线技术的组合提供了一种有前途的解决方案，用于通过利用可再生能源和降低每个用户和每个天线的传输功率来提高能量效率（EE）。然而，由于可再生能源的间歇性特征和有限的电池容量，将能量收集能力引入大规模多天线系统对节能系统设计提出了许多新的挑战。此外，大量射频（RF）链的总制造成本和总功率不可忽略，并且使用所有天线进行传输将是不切实际的。在本文中，我们提出了一种能量有效的天线选择和功率分配算法，以最大限度地提高EE的约束下的用户的服务质量（QoS）。利用非线性分式规划的性质，提出了一种求解非凸EE优化问题的迭代离线优化算法。通过计算机模拟，分析和验证了最大EE，选择的天线数量，电池容量和EE-SE权衡之间的关系。
2014-08-24 cs.IT math.IT
Exploiting Trust Degree for Multiple-Antenna User Cooperation
针对多天线用户协作系统，研究了基于信任度的协作技术，探讨了用户间的信任度对通信系统的影响。对于具有两个通信对的系统，当一个通信对达到其服务质量（QoS）要求时，它们可以根据信任度帮助另一个通信对进行传输，信任度量化了协作中用户之间的可信度。对于给定的信任度，我们研究的用户合作策略，其中包括不同的天线配置的功率分配和预编码器的设计。对于SISO和MISO的情况下，我们提供了最佳的功率分配和波束形成器的设计，最大限度地提高预期的可实现的速率，同时保证QoS的要求。对于SIMO情形，我们采用半定松弛（SDR）技术和块坐标更新（BCU）方法求解相应的问题，并保证每一步的秩1解。对于MIMO情况，由于MIMO是MISO和SIMO的推广，它们的问题结构之间的相似性启发我们将MISO和SIMO的方法结合在一起以有效地解决MIMO情况。仿真结果表明，信任度信息对用户协作的期望可达速率性能有很大影响，在给定信任度的情况下，所提出的用户协作策略可以获得较高的可达速率。
2017-05-10 cs.IT math.IT
User-Centric Cell-Free Massive MIMO Enhanced by Fluid-Antenna Access Points: Uplink Analysis
本文提出了一种基于流天线的无基站大规模MIMO系统，通过动态激活天线端口和优化策略提升上行频谱效率。
2025-12-28 cs.IT eess.SP math.IT
Blind Interference Alignment for MapReduce: Exploiting Side-information with Reconfigurable Antennas
本文研究全双工无线MapReduce中利用可重构天线的盲干扰对齐，通过分解为组播广播与带边信息单播两阶段，提出MDS码结构与迭代天线切换算法，实现消息内及消息间对齐以提升自由度。
2025-09-25 cs.IT math.IT
Exploiting Directionality for Millimeter-Wave Wireless System Improvement
本文介绍了方向性和全向RMS延迟扩展统计数据，从28 GHz和73 GHz的超宽带传播测量在纽约市进行，使用每秒400兆芯片的宽带滑动相关器信道探测器和高定向可操纵喇叭天线。28 GHz的测量没有系统地寻求最佳天线指向角，导致33%的中断39 T-R间隔距离在200米以内。73 GHz的测量系统地发现了最佳的天线指向角，并导致14.3%的中断35 T-R间隔距离在200米以内，所有的移动高度接收器。指向天线产生最强的接收功率显着降低RMS延迟扩展的视线（LOS）的环境。定义了一个新的术语，距离扩展指数（DEE），并用于在数学上描述通过组合来自给定位置处具有最强接收功率的角度的波束而导致的覆盖距离的增加。这些结果表明，在毫米波通信系统中采用方向性将减少符号间干扰，提高小区边缘的链路裕度，并提高整体系统性能。
2015-03-18 cs.IT math.IT
MIMO Integrated Sensing and Communication Exploiting Prior Information
本研究针对利用位置先验分布信息的MIMO ISAC系统，以PCRB为感知性能度量推导其上界与理论性质，优化发射协方差矩阵并提出低复杂度次优解，数值结果验证了设计的有效性。
2023-12-20 cs.IT eess.SP math.IT
Point-to-Point MIMO Channel Estimation by Exploiting Array Geometry and Clustered Multipath Propagation
针对大规模MIMO信道估计中空间相关矩阵维度爆炸的问题，提出无需已知空间相关矩阵的RS-LS及感知簇RS-LS估计器，利用阵列几何和簇化多径特性降维，提升信道估计性能。
2024-10-09 cs.IT eess.SP math.IT
Joint Activity Detection and Channel Estimation For Fluid Antenna System Exploiting Geographical and Angular Information
Southeast University（东南大学）；Nanjing University of Information Science and Technology（南京信息工程大学）
本文提出了一种结合近似消息传递与自适应期望最大化的方法，用于流体天线系统的联合活动检测与通道估计，以提高估计精度和降低计算复杂度。
2025-12-17 cs.IT math.IT
Real Interference Alignment: Exploiting the Potential of Single Antenna Systems
在本文中，可用的空间自由度（DOF）在单天线系统中的开发。提出了一种新的编码方案，在该方案中，发射机发送具有分数复用增益的多个数据流，并且在接收机处对准干扰流。被视为有理数上的场，接收信号具有无限分数DOF，允许在任何有限数量的接收器处的任何有限数量的信号的同时干扰对准。编码方案得到了丢番图逼近领域最近的一个结果的支持，该结果表明，欣钦-格罗谢夫定理的收敛部分对非退化流形上的点成立。所提出的编码方案被证明是最佳的三个通信信道，即高斯干扰信道（GIC），在蜂窝系统中的上行链路信道，和$X$信道。证明了$K$ -用户GIC的总DOF几乎肯定是$\frac{K}{2}$，即每个用户享有其最大DOF的一半。在蜂窝系统中，具有$K$小区和每个小区内的$M$用户，上行链路信道的总自由度被证明为$\frac{KM}{M+1}$。最后，具有$K$发射机和$M$接收机的$X$信道的总DOF被示出为$\frac{KM}{K+M-1}$。
2009-11-24 cs.IT math.IT
Exploiting Multi-Antennas for Opportunistic Spectrum Sharing in Cognitive Radio Networks
在认知无线电（CR）网络中，存在次要（较低优先级）用户打算通过机会性地利用最初分配给现有主要（较高优先级）用户的发射频谱来彼此通信的场景。对于这样的场景，次用户通常必须同时在两个冲突的目标之间进行权衡：一个是最大化其自身的传输吞吐量;另一个是最小化其在每个主接收器处产生的干扰量。在本文中，我们研究了这个基本的权衡从信息理论的角度来看，通过表征二次用户的信道容量下，它自己的发射功率约束，以及一组干扰功率约束，每个施加在一个主接收机。特别是，本文利用多天线在次级发射机有效地平衡空间复用的次级传输和干扰避免在主接收机。凸优化技术用于设计用于实现二次传输容量的最佳二次传输空间频谱的算法。次优的解决方案，便于实施，并与最佳解决方案的性能进行比较。此外，为单信道传输开发的算法也被扩展到多信道传输的情况，由此次用户能够通过不仅在空间中而且在时域和频域中的传输适配来实现机会性频谱共享。
2007-11-28 cs.IT math.IT
Hybrid Beamforming Design for Integrated Sensing and Communication Exploiting Prior Information
针对MIMO ISAC系统，本文利用目标角度先验分布并以PCRB为指标，提出单/多RF链混合波束成形优化算法及速率约束下的AO-FPP-SCA方法。
2024-09-06 cs.IT eess.SP math.IT
Exploiting Multi-Path for Safeguarding mmWave Communications Against Randomly Located Eavesdroppers
最近已经提出了毫米波（mmWave）频带中的通信，以使下一代无线系统能够实现千兆比特每秒数据率。物理层安全技术已经成为保护这些系统免受窃听攻击的简单而有效的方法。这些技术利用毫米波系统中可用的大型天线阵列来在目标接收器处提供阵列增益，并降低窃听者处的信号质量。尽管它们的有效性，这些技术中的大多数是基于发射机和接收机之间的视线通信链路，并且可能在存在阻塞或非视线链路的情况下失败。本文建立在以前的工作和扩展的物理层安全的非视线通信的情况下，随机定位窃听。具体地说，毫米波系统中的大尺寸天线阵列和无线信道的固有特性被利用来诱导类噪声信号，这些信号干扰具有敏感接收器的窃听者。数值结果表明，所提出的技术提供了更高的保密率相比，传统的阵列和物理层技术的视线链路的基础上。
2020-10-02 cs.IT eess.SP math.IT
Gridless Variational Bayesian Channel Estimation for Antenna Array Systems with Low Resolution ADCs
采用低分辨率模数转换器（ADC）与接收机处的大型天线阵列耦合在毫米波（mm波）系统中引起了相当大的兴趣。由于毫米波信道在角度维度上是稀疏的，因此利用该结构可以减少测量的数量，同时实现可接受的性能。基于变分贝叶斯线性谱估计（VALSE）算法将角度视为随机参数的思想，针对以往算法将估计局限于栅格角度点集而导致栅格失配的问题，提出了一种适用于低分辨率ADC天线阵列系统的无栅格量化变分贝叶斯信道估计（GL-QVBCE）算法。数值结果表明，与传统的最小二乘（LS）方法相比，GL-QVBCE的性能明显提高，且渐近逼近CramèrRao界（CRB）.
2019-06-03 cs.IT eess.SP math.IT
On Performance of RIS-Aided Fluid Antenna Systems
本文研究RIS辅助通信中配备平面流体天线的接收机性能，推导了等效信道增益分布及中断概率和延迟中断速率的解析表达式，证明仅激活一个端口的FAS即可显著优于传统天线系统。
2024-02-25 cs.IT eess.SP math.IT
Flexible-Antenna Systems: A Pinching-Antenna Perspective
本文从捏夹天线视角研究柔性天线系统，分析单/多波导场景，提出利用 NOMA 与信道重构实现 MISO 干扰信道性能上界。
2024-12-03 cs.IT eess.SP math.IT
Transmit and Receive Antenna Port Selection for Channel Capacity Maximization in Fluid-MIMO Systems
针对fluid-MIMO系统收发两端天线端口选择的离散容量最大化问题，提出JCR松弛，并构建JCR&RES与JCR&AO两种性能—复杂度权衡算法。
2024-09-10 cs.IT eess.SP math.IT
Cascaded Channel Estimation for IRS-assisted Mmwave Multi-antenna with Quantized Beamforming
在这封信中，我们优化的级联信道的信道估计器在智能反射面（IRS）辅助毫米波（mmWave）多天线系统。在该系统中，接收端采用了量化波束形成的混合结构。与传统的多输入多输出（MIMO）系统不同，由于IRS通常是一个无源阵列，信号处理能力有限，因此信道估计的设计具有挑战性。我们推导出优化的信道估计器在一个封闭的形式重新制定的级联信道估计在这个系统中的问题，利用典型的均方误差（MSE）标准。考虑到毫米波信道中可能存在的信道稀疏性，我们通过利用信道稀疏性进一步提高性能和降低计算复杂性来推广所提出的方法。仿真结果表明，所提出的估计器显着优于现有的。
2020-10-02 cs.IT eess.SP math.IT
Sensing Hidden Vehicles by Exploiting Multi-Path V2V Transmission
提出了一种利用多路径车对车（V2 V）通信检测隐藏车辆的技术。这克服了现有雷达技术需要视线（LoS）的限制，从而实现了自动驾驶中更智能的操纵并提高了其安全性。所提出的技术依赖于在目标（隐藏）车辆处通过不同天线的正交波形的传输。即使没有LoS，所得到的接收信号，使传感车辆检测的位置，形状和行驶方向的隐藏车辆通过联合分析的几何形状（AoA/AoD/传播距离）的个人propagationpath. Accuracy所提出的技术进行了验证，包括公路和农村场景的现实模拟。
2018-04-10 cs.IT eess.SP math.IT
Exploiting Large-Scale MIMO Techniques for Physical Layer Security with Imperfect Channel State Information
本文研究了大规模多输入多输出（LS-MIMO）系统的物理层安全问题。LS-MIMO系统中大量的天线阵元被用来增强传输安全性和提高系统性能，特别是当窃听者距离信息源较近且比合法用户拥有更多天线时。然而，在实际系统中，这个问题变得具有挑战性，因为窃听者的信道状态信息（CSI）通常是不可用的，没有合作和合法的CSI可能是不完美的，由于信道估计误差。在本文中，我们首先分析了物理层的安全性能没有窃听CSI和不完美的合法CSI，然后提出了一种能量有效的功率分配方案，以满足无线安全和服务质量（QoS）的要求，同时。最后，数值结果验证了所提出的方法的有效性。
2014-07-28 cs.IT math.IT
Tri-Hybrid SWIPT with Reconfigurable Parasitic Antennas
Queen’s University Belfast（贝尔法斯特女王大学）
该研究提出采用可重构寄生天线的三混合SWIPT预编码架构，整合多端口网络与信息论，结合CD、SVD、PPZF优化，利用耦合效应提升SE与NLHE，性能优于混合预编码且硬件成本更低。
2026-10-12 cs.IT eess.SP math.IT
CSI-Based Localization with CNNs Exploiting Phase Information
在本文中，我们研究使用的信道状态信息（CSI）作为指纹输入的卷积神经网络（CNN）的定位。我们研究是否可以使用CSI作为一个独特的指纹对应于一个单一的位置，通过考虑其原始相位的不一致，导致CSI是不可靠的。我们提出了两种方法来产生可靠的指纹，包括相位信息。此外，我们研究的结构的CNN，更具体地说，池的定位性能的影响，并表明，池的子载波可以比天线更有益。
2021-01-22 cs.IT eess.SP math.IT
Communication Modes with Large Intelligent Surfaces in the Near Field
本文提出了一种实用的方法，当天线工作在近场区域的通信模式的定义，通过实现ad-hoc波束利用大型天线的聚焦能力。然后利用所提出的用于定义通信模式的波束空间建模来导出它们的数量的表达式（即，自由度），以及对于几种感兴趣的情况，例如对于大天线和小天线之间的通信，在发射和接收天线处的基组的封闭形式定义。数值结果表明，准最佳通信可以从聚焦函数。这转化为即使在视线信道条件下也显著增强信道容量的可能性，而不需要在发射/接收天线上实现最佳但复杂的相位/幅度分布以及求助于密集的数值解。传统的傍轴近似下有效的结果进行了修订，根据建议的建模，表明可以从不同的角度得到类似的结论。
2021-12-06 cs.IT eess.SP math.IT
Copula-based Performance Analysis for Fluid Antenna Systems under Arbitrary Fading Channels
本文利用Copula理论建模任意衰落信道下流体天线系统端口间相关性，推导中断概率闭式表达式，并分析三种阿基米德Copula下的性能，证明FAS优于固定天线且依赖结构是关键。
2023-05-16 cs.IT eess.SP math.IT
Integrated Sensing and Communication Exploiting Prior Information: How Many Sensing Beams are Needed?
本文研究通感一体化系统中利用先验信息感知目标角度，通过优化发射波束成形，在满足通信速率下最小化周期PCRB，并证明最多需一个专用感测波束。
2024-05-22 cs.IT eess.SP math.IT
Sensing-Assisted Sparse Channel Recovery for Massive Antenna Systems
针对大规模天线系统的信道估计问题，提出感知辅助的稀疏信道恢复方法，利用雷达感知确定稀疏基，结合压缩感知算法与用户反馈恢复信道，在有限反馈下降低训练开销、提升恢复精度与可达速率。
2023-11-10 cs.IT eess.SP math.IT
Can Channels be Fully Inferred Between Two Antenna Panels?
本文针对双面板大规模MIMO系统，利用面板间几何关系提出跨面板信道推断方法，以减少实时信道估计开销，并在四种场景下验证了推断的可行性。仿真结果证实了所提技术的有效性。
2024-02-08 cs.IT eess.SP math.IT
Polarized 6D Movable Antenna for Wireless Communication: Channel Modeling and Optimization
本文提出极化六维可移动天线（P-6DMA），通过电调极化成形与机械旋转联合利用极化与空间分集，并设计双时间尺度协议和低复杂度算法优化多用户加权和速率，仿真验证其显著性能优势。
2025-06-04 cs.IT eess.SP math.IT
Movable Antenna Enhanced Downlink Multi-User Integrated Sensing and Communication System
本文通过联合优化天线位置和波束成形，提出基于惩罚对偶分解的双循环算法，提升多用户下行ISAC系统的感知性能，并验证其在稀疏大孔径阵列中的优势。
2025-03-28 cs.IT eess.SP math.IT
Blind Diagnosis for Millimeter-wave Large-scale Antenna Systems
毫米波（mmWave）通信系统依赖于大规模天线阵列来对抗毫米波频带处的大路径损耗。由于硬件特性和部署环境，毫米波大规模天线系统容易受到天线元件阻塞和故障的影响，这需要诊断技术来定位故障天线元件以进行校准。当前的诊断技术需要信道状态信息（CSI）的全部或部分知识，这在存在天线故障的情况下获取可能具有挑战性。在这封信中，我们提出了一种盲诊断技术来识别毫米波大规模天线系统中的故障天线元件，它不需要任何CSI知识。通过联合利用毫米波信道和故障模式的稀疏性，我们首先将诊断问题表示为联合稀疏恢复问题。然后，原子范数的引入，导致毫米波信道的稀疏性在连续傅立叶字典。提出了一种基于交替方向乘子法（ADMM）的求解该问题的有效算法。最后，所提出的技术的性能进行了评估，通过数值模拟。
2021-03-12 cs.IT cs.SY eess.SP
Physical Layer Security over Fluid Antenna Systems: Secrecy Performance Analysis
本文研究任意相关衰落信道下流体天线系统的物理层安全性能，利用copula推导信道分布解析表达式，结合高斯-拉盖尔求积法得到平均保密容量等指标的紧致表达式，数值验证单激活端口流体天线比传统天线系统传输更安全可靠。
2024-09-17 cs.IT eess.SP math.IT
Atomic Norm Denoising-Based Joint Channel Estimation and Faulty Antenna Detection for Massive MIMO
本文研究了时分双工（TDD）模式下大规模多输入多输出（MIMO）系统的联合信道估计和故障天线检测。对于有故障天线的系统，我们表明，故障天线对上行链路（UL）数据传输的影响不会消失，即使无限数量的天线。然而，信号检测性能可以提高与故障天线的指标的先验知识。这促使我们提出的方法，同时进行信道估计和故障天线检测。利用物理信道矩阵的自由度小于自由参数的数目这一事实，信道估计和故障天线检测可以表示为扩展的原子范数去噪问题，并通过交替方向乘法器（ADMM）有效地求解。此外，我们提出了一个快速算法，提高了计算效率，并表明它是一个很好的近似相应的扩展原子范数最小化方法。数值模拟提供了几个现有的方法，并证明了检测故障天线的索引的性能增益所提出的算法的性能进行比较。
2017-09-20 cs.IT math.IT
Massive MIMO Channel Prediction: Kalman Filtering vs. Machine Learning
Korea Advanced Institute of Science and Technology（韩国科学技术院）；Samsung Electronics Co., LTD（三星电子有限公司）
本文主要研究大规模多输入多输出（MIMO）系统中的信道预测技术。以往的信道预测方法都是建立在理论信道模型的基础上的，这会偏离实际信道。在本文中，我们开发和比较基于矢量卡尔曼滤波器（VKF）的信道预测器和基于机器学习（ML）的信道预测器，使用来自空间信道模型（SCM）的真实信道，它已被采用在3GPP标准多年。首先，我们提出了一个低复杂度的移动性估计器的基础上的空间平均使用大量的天线在大规模MIMO。移动性估计可用于确定开发的预测器的复杂性顺序。本文提出的基于VKF的信道预测器利用了基于Yule-Walker方程的SCM信道自回归（AR）参数。然后，基于ML的信道预测器使用线性最小均方误差（LMMSE）的噪声预处理的数据被开发。数值结果表明，这两种信道预测器在信道预测精度和数据率方面都比过时信道有很大的增益。基于ML的预测器具有比基于VKF的预测器更大的总体计算复杂性，但是一旦训练，基于ML的预测器的操作复杂性变得比基于VKF的预测器的操作复杂性小。
2020-09-21 cs.IT cs.LG math.IT
Cost-Effective Millimeter Wave Communications with Lens Antenna Array
毫米波（mmWave）通信是用于第五代（5G）无线系统的有前途的技术。然而，毫米波系统中使用的大量天线和宽信号带宽使得传统的多天线技术在信号处理复杂度、硬件实现和功耗方面成本越来越高。在本文中，我们首先概述了现有的主要技术，这些技术在性能和成本之间提供了不同的权衡，然后重点讨论了基于先进透镜天线阵列的有前途的新技术，从而研究了具有成本效益的毫米波通信。研究表明，利用透镜阵列的角度依赖性能量聚焦特性以及毫米波信道的角度稀疏性，毫米波透镜-天线系统能够以非常少的射频（RF）链和使用低复杂度的单载波传输实现容量最优性能，即使对于宽带频率选择性信道也是如此。数值结果表明，基于透镜的系统在频谱效率和能量效率方面明显优于最先进的毫米波系统设计。
2016-10-08 cs.IT math.IT
Low-Complexity Message Passing Based Massive MIMO Channel Estimation by Exploiting Unknown Sparse Common Support with Dirichlet Process
研究了大规模MIMO系统中稀疏信道的估计问题。大多数无线信道是稀疏的，具有大的延迟扩展，而可以观察到一些信道在天线阵列的某个区域内具有稀疏的公共支持（SCS），即，根据信道的稀疏支持，天线阵列可以被分组为若干簇。当涉及到大规模MIMO系统中的大量信道估计时，SCS性质是有吸引力的。使用信道的SCS，人们期望更好的性能，但是簇的数量和每个簇的元素在接收机中总是未知的。在本文中，{狄利克雷过程}被利用来建模这样的稀疏信道，其中每个簇中的那些具有SCS。提出了一种基于稀疏贝叶斯学习的低复杂度消息传递算法，在因子图上结合BP和MF进行大规模MIMO系统的信道估计。仿真结果表明，所提出的大规模MIMO稀疏信道估计算法的性能优于现有算法。特别是，它甚至表现出更好的性能比变分贝叶斯方法应用于大规模MIMO信道估计。
2017-04-21 cs.IT math.IT
Gridless Multidimensional Angle of Arrival Estimation for Arbitrary 3D Antenna Arrays
到达角（AoA）的全多维表征对于现代无线通信系统的有效操作具有直接应用。在这项工作中，我们开发了一种基于压缩感知的方法来提取多维AoA信息利用传感器阵列接收到的信号的稀疏性。所提出的解决方案，原子$\ell_0$规范的基础上，使精确的无网格分辨率的任意三维天线阵列的系统中的AoA。我们的方法允许表征的最大数量的不同的源（或散射），可以确定一个给定数量的天线和阵列几何形状。无噪声和噪声测量的情况下解决，推导和评估的AoA传播参数的可分辨性，通过多层次的Toeplitz矩阵秩最小化问题。为了便于实施所提出的解决方案，我们还提出了一个最小二乘方法正则化的凸松弛的秩最小化问题，并表征其可解性的条件。
2020-08-27 cs.IT math.IT
