Full-Duplex OFDM Radar With LTE and 5G NR Waveforms: Challenges, Solutions, and Measurements
本文研究了基于OFDM的雷达的处理原理、实现挑战和性能，特别关注第四代长期演进（LTE）和第五代（5G）新无线电（NR）移动网络的基站及其用于雷达/传感目的。首先，我们解决了LTE和NR发射信号通带内未使用的子载波所产生的问题，以及它们对频域雷达处理的影响。特别是，我们制定并采用了一种计算效率高的插值方法，以减轻这种空子载波在雷达处理的影响。我们通过计算机仿真评估了目标检测和相应的距离和速度估计性能，并表明可以实现高质量的目标检测以及高精度的距离和速度估计。特别是5G NR波形，通过其令人印象深刻的信道带宽和可配置的子载波间隔，可以提供非常好的雷达/感知性能。然后，解决了OFDM雷达中发射机-接收机（TX-RX）隔离的基本实现挑战，特别强调共享天线的情况下，TX-RX隔离的挑战是最大的。据证实，从OFDM雷达处理的角度来看，有限的TX-RX隔离主要是一个问题，在检测静态目标，而移动目标是固有的更强大的发射机自干扰。适当定制的模拟/RF和数字自干扰消除解决方案的OFDM雷达也被描述和实施，并通过RF测量显示为实际部署的关键技术成分，特别是从静态和缓慢移动的目标的角度来看。
2019-08-09 eess.SP
Universal Modem Generation with Inherent Adaptability to Variant Underwater Acoustic Channels: a Data-Driven Perspective
针对水声通信中多普勒效应引起的载波间干扰问题，提出多分辨率卷积神经网络UWAModNet优化调制解调矩阵，并设计两阶段训练策略，实验证明其在等效子信道速率和误码率上优于ZP-OFDM且具备更强鲁棒性。
2024-09-21 eess.SP
Full-Duplex GFDM Radio Transceivers in the Presence of Phase Noise, CFO and IQ Imbalance
研究了全双工（FD）广义频分复用（GFDM）收发器在射频（RF）损伤（包括相位噪声、载波频率偏移（CFO）以及同相（I）和正交（Q）不平衡）下的性能。我们研究模拟和数字自干扰（SI）消除和发展互补SI抑制方法。提供了用于剩余SI功率和期望信号功率以及信号干扰比（SIR）的封闭形式的解决方案。仿真结果表明，RF损伤降低了SI消除，与FD正交频分复用（OFDM）相比，FD GFDM对RF损伤更敏感。因此，我们提出了一个FD GFDM接收机滤波器最大化的SIR。值得注意的是，它实现了比FD OFDM收发器高25 dB的SIR。
2019-03-29 eess.SP
Impact of Inter-Channel Interference on Shallow Underwater Acoustic OFDM Systems
研究了信道间干扰（ICI）对浅海水声正交频分复用（OFDM）通信系统的影响。考虑到湍流的水面和底部的粗糙度，一个随机的基于几何的信道模型用于宽带传输的情况下，已被利用来推导仿真模型。由于系统带宽和子载波间隔在几kHz的范围内非常有限，因此水声系统的信道容量受到ICI效应的严重影响。为了进一步研究，我们在仿真模型的基础上构造了信号噪声干扰比（SINR），然后评估了信道容量。仿真结果表明，UWA-OFDM系统的子载波、带宽和OFDM符号等因素对不同多普勒频率下的信道容量有影响。这些观测结果为UWA-OFDM系统参数的选择提供了参考。
2021-01-06 cs.IT eess.SP math.IT
Self-Interference Cancellation for Full-Duplex Massive MIMO OFDM with Single RF Chain
本文针对单射频链全双工大规模MIMO OFDM系统中的相位噪声问题，提出一种加权线性自干扰信道估计器以最小化残余自干扰功率，仿真表明其在强自干扰和低振荡器质量下显著优于传统最小二乘估计器。
2023-08-10 cs.IT eess.SP math.IT
Highly Efficient Waveform Design and Hybrid Duplex for Joint Communication and Sensing
针对联合通信与感知（JCAS），提出最大孔径雷达切片（MaRS）波形及混合双工方案，MaRS仅占0.4%OFDM资源且保留雷达优势，混合双工通过虚拟大空域孔径提升分辨率，使开销降至传统方法的十分之一以下。
2023-07-05 eess.SP
A Framework for UAV-based Distributed Sensing Under Half-Duplex Operation
提出了一种基于无人机的分布式传感框架，该框架采用频分复用（OFDM）波形在半双工工作模式下检测地面目标的位置。将目标所在的感兴趣区域划分为网格单元，由多架无人机联合估计每个网格单元的雷达散射截面（RCS），中心节点作为融合中心，接收所有估计值并进行信息级融合。对于每个无人机的局部估计，使用周期图方法，并假设数字接收波束形成器。融合的RCS估计网格被用来估计单元包含的目标。蒙特卡洛模拟得到的检测概率的建议框架，我们的结果表明，该框架达到了更高的精度比其他OFDM双基地雷达方法在文献中提出的目标检测。
2023-02-21 eess.SP
A Joint Design for Full-duplex OFDM AF Relay System with Precoded Short Guard Interval
本文针对全双工OFDM放大转发中继系统中的残余自干扰问题，将等效信道建模为IIR信道，提出预编码、功率增益控制与均衡的联合设计，缩短保护间隔以提升频谱效率，并验证了其误码率性能优于现有方案。
2023-07-07 cs.IT eess.SP math.IT
Energy Efficiency Maximization Via Joint Sub-Carrier Assignment and Power Control for OFDMA Full Duplex Networks
在本文中，我们开发了一种能量有效的资源分配计划的正交频分多址（OFDMA）网络与带内全双工（IBFD）通信的基站和用户设备（UE）考虑现实的自干扰（SI）模型。我们的主要目标是通过下行链路（DL）和上行链路（UL）中的联合功率控制和子载波分配来最大化系统能量效率（EE），其中DL和UL中的UE的服务质量要求得到保证。由于非线性分式目标函数和非凸可行集的存在，该问题是非凸的。为了解决这个问题，我们首先使用分式规划将分式目标函数转化为减法形式。然后，采用Dinkelbach方法，我们提出了一个迭代算法，其中一个内部问题是解决在每一个迭代。应用优化-极小化逼近，我们使内问题凸。此外，通过引入惩罚函数来处理整数子载波分配变量，我们提出了一种迭代算法来解决内部问题。我们证明了我们提出的算法收敛到局部最优解，这也证明了我们的模拟结果。此外，仿真结果表明，通过在OFDMA网络中应用IBFD能力与有效的SI消除技术，我们提出的资源分配算法达到了75%的EE增加相比，半双工系统。
2019-09-28 cs.IT eess.SP math.IT
Enabling Full Duplex ISAC Leveraging Waveform Domain Separability
针对单站带内全双工通感一体化中的自干扰问题，提出利用OFDM与AFDM信号在仿射域的波形可分离性实现自干扰消除，并辅以迭代加窗和时域扩展，在提升检测与测距测速精度的同时保持高频谱效率和低复杂度。
2025-10-14 eess.SP
Waveform Design Using Half-duplex Devices for 6G Joint Communications and Sensing
联合通信和感知是一种很有前途的6 G技术，挑战在于如何有效地将它们集成。现有的频分和时分共存的方法很难带来积分增益。直接使用正交频分复用（OFDM）进行感测需要复杂的带内全双工来消除自干扰（SI）。为了解决这些问题，本文提出了新的共存方案，以获得超感测范围（SSR）和简单的SI消除。SSR使JCS能够获得仅感知方案的感知范围，并与通信共享资源。提出了一种随机时分的超多普勒测距方法。还提出了柔性感测植入OFDM（FSIOFDM）。FSI-OFDM利用随机的检测时机获得超多普勒范围，利用固定的拖尾检测时机获得超距离范围。仿真结果表明，所提出的方案可以在有限资源的情况下获得SSR。
2022-01-04 cs.IT eess.SP math.IT
Channel Estimation for Underwater Acoustic OFDM Communications: An Image Super-Resolution Approach
本文利用深度学习的强大能力，致力于设计一种性能良好且节省导频的神经网络，用于水声正交频分复用（OFDM）通信信道估计。通过将信道估计问题视为矩阵完备问题，我们有趣地发现它在数学上等价于图像处理领域中出现的图像超分辨率问题。因此，我们试图利用非常深的超分辨率神经网络（VDSR），最典型的神经网络解决图像超分辨率问题，来处理我们的问题。然而，这两个问题之间仍然存在显着的差异，因此，我们优雅地修改VDSR的基本框架，设计我们的信道估计神经网络，称为信道超分辨率神经网络（CSRNet）。此外，我们没有为每个考虑的信噪比（SNR）训练单独的网络，而是在迁移学习的帮助下获得了一个适用于所有SNR的统一网络，从而大大提高了CSRNet的实用性。仿真结果验证了CSRNet在均方误差（MSE）和比特出错率（BER）方面优于现有的基于最小二乘（LS）和深度神经网络（DNN）的算法。具体而言，与LS算法相比，CSRNet即使使用少50%的导频也可以将BER降低44.74%。
2021-03-07 cs.IT eess.SP math.IT
Relay Assisted OFDM with Subcarrier Number Modulation in Multi-Hop Cooperative Networks
子载波数调制的正交频分复用（OFDM-SNM）技术具有频谱利用率高、信号估计复杂度低等优点。为了充分利用OFDM-SNM的空间增益，本文提出了一种中继辅助的多跳协作系统OFDM-SNM方案。规定在每一跳中存在由解码转发（DF）和半双工（HD）协议操作的中继。我们分析了中继辅助OFDM-SNM系统的中断性能。平均中断概率以封闭形式近似。此外，为了揭示中继辅助OFDM-SNM的分集和编码增益，我们探讨了渐近中断性能在高信噪比（SNR）的幂级数展开。为了验证在中断性能和能量效率的改善，我们进行了比较不同的多跳系统与传统的OFDM-SNM固定一定的距离从源到目的地。仿真结果证实了推导出的中断概率，并提供了深入了解这封信中提出的系统。
2020-07-07 eess.SP
Impulsive Noise Mitigation in Underwater Acoustic Communication Systems: Experimental Studies
脉冲噪声是正交频分复用（OFDM）水声通信的主要障碍。在这项工作中，我们评估的无记忆模拟非线性预处理器（MANP），用于减轻离群值的性能。建议的MANP表现出间歇性的非线性，只有在脉冲噪声的存在下，并根据其幅度抑制功率的离群值。由于在抗混叠滤波之前，异常值在模拟域中是可区分的，因此MANP在所有情况下都优于其数字对应物。使用在冰下环境中收集的数据的实验结果表明，我们的方法相对于经典的非线性方法，如消隐和削波优越的BER性能。
2019-01-02 eess.SP
Inter-Carrier Interference Mitigation for Differentially Coherent Detection in Underwater Acoustic OFDM Systems
由于水声信道固有的剧烈多普勒频移特性，抑制载波间干扰（ICI）是水声正交频分复用（OFDM）系统差分相干检测的关键。在本文中，我们提出了一种新的ICI抑制方法，称为部分移位快速傅立叶变换（PS-FFT），它消除了ICI从时域和频域。具体地，PS-FFT首先将整个块持续时间中的接收信号划分为若干个不重叠的短信号，以减少时域中的信道变化。然后，它在几个预定义的频率上对这些间隔中的每个间隔中的接收信号应用傅立叶变换，以补偿频域中的多普勒频移。最后，它加权组合的多个解调器输出在每个载波作为一个输出的符号检测，与组合器的权重由随机梯度算法求解。仿真结果表明，在中高多普勒因子和大载波数情况下，PS-FFT的均方误差（MSE）明显优于部分快速傅里叶变换（P-FFT）和分数阶快速傅里叶变换（F-FFT）。从数值上讲，当接收机的输入信噪比（SNR）在10 dB到30 dB的范围内，多普勒因子为$\bf{3\times 10^{-4}}$，载波数为1024，P-FFT甚至不能工作时，PS-FFT的MSE与F-FFT的MSE相比降低了$\bf{61.83\%-84.89\%}$。
2021-03-07 cs.IT eess.SP math.IT
Full-Duplex Magnetic Induction Communication: Opportunities and Challenges
随着对基于磁感应（MI）通信的水下应用的兴趣的增长，对高数据速率的需求正在迅速增加。然而，MI中的数据速率受到在产生准静态磁场时使用低操作频率的限制。在本文中，我们建议使用全双工（FD）MI通信，以有效地利用可用带宽，并立即加倍的数据速率。我们提出了一个二维收发器架构，通过利用磁场的方向性来实现全双工通信。我们进一步评估了所提出的端到端FD MI通信对自干扰（SI），其对通信距离的影响，以及鉴于方向敏感性的鲁棒性。最后，我们通过讨论实现FD MI通信的典型挑战得出结论，并强调了一些潜在的未来研究方向。
2022-12-17 eess.SP
Joint CFO, Gridless Channel Estimation and Data Detection for Underwater Acoustic OFDM Systems
本文提出了一种基于无网格变分贝叶斯线性谱估计（VALSE）的迭代接收机JCCD-VALSE，它利用\emph{j}精确地估计出\emph{c}的载波频偏（CFO）和高分辨率的\emph{c}信道，并进行\emph{d}数据译码。基于模块化的思想，以高分辨率、低复杂度的无网格VALSE算法为出发点，设计了VALSE模块、最小均方误差（MMSE）模块和解码模块。在模块之间交换软信息，以逐步提高信道估计和数据解码精度。由于信道的多径时延被视为连续的参数，而不是在一个网格上，泄漏效应被避免。此外，该方法是一个更完整的贝叶斯方法，因为所有的滋扰参数，如噪声方差，先验分布的信道的参数，路径的数量自动估计。数值仿真和海测试数据表明，该方法的性能明显优于现有的基于网格的广义近似消息传递（GAMP）的\emph{j}点\emph{c}信道和\emph{d}数据解码方法（JCD-GAMP）.此外，它还验证了联合处理，包括CFO估计提供性能增益。
2021-07-15 cs.IT eess.SP math.IT
Virtual Full-Duplex Wireless Communications with Zero-Interval Modulation and Sampling
提出基于零间隔调制与采样的虚拟全双工技术，通过在发射信号中插入零间隔消除自干扰，实现收发机同时收发，有效提升通信容量并逼近无自干扰全双工性能。
2024-07-24 eess.SP
Sparse OFDM Design for Interference and Ambiguity Mitigation in Multi-Static ISAC
Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学）
本文提出了一种基于稀疏OFDM的多静态ISAC系统设计，通过优化子载波间隔和引入时间频率域的不规则性，有效抑制干扰和模糊度，提升感知性能。
2025-12-16 eess.SP
Low Complexity Frequency Domain Nonlinear Self-Interference Cancellation for Flexible Duplex
针对灵活双工系统中时域非线性自干扰消除复杂度随多径呈指数增长的问题，提出一种基于频域互调失真分析和专用导频序列的低复杂度MIMO频域非线性SIC算法，有效降低了OFDM系统的计算复杂度。
2025-03-04 eess.SP
Bistatic OFDM-based ISAC with Over-the-Air Synchronization: System Concept and Performance Analysis
针对双基地ISAC收发同步难题，本文提出基于前导码与导频空口同步的OFDM信号处理框架，比较导频子载波和完整OFDM帧两种雷达处理方式，并通过误差影响分析与概念验证测量评估性能。
2024-05-08 eess.SP
Multi-Target Two-way Integrated Sensing and Communications with Full Duplex MIMO Radios
该研究提出一种多目标双向全双工MIMO集成感知通信系统，采用通信波形兼顾感知与通信，开发目标参数估计算法，提出联合波束成形优化及NSP方法，仿真验证可实现准确雷达估计并提升上下行速率。
2023-12-16 eess.SP
Waveform Design for OTFS Assisted Simultaneous Acoustic Information and Power Transfer
University of Electronic Science and Technology of China（电子科技大学）；Nanjing University（南京大学）；Beihang University（北京航空航天大学）
研究针对动态水声信道中基于OFDM的SAIPT易受多径和多普勒效应影响问题，提出基于OTFS的SAIPT波形设计，联合设计AIT与APT符号，纳入相关特性，制定优化问题并开发SCA算法，仿真表明该设计在动态场景中性能更优，能提高声能传输效率。
2026-07-21 eess.SP
System Concept and Demonstration of Bistatic MIMO-OFDM-based ISAC
本文针对6G网络中双基地ISAC的同步与多天线扩展问题，提出基于MIMO-OFDM的双基地ISAC系统概念及分布式同步方案，并通过27.5 GHz下4x8 MIMO实测验证其可行性。
2025-04-10 eess.SP
Full-Duplex UWA communication with a two-element transducer
本文提出一种基于双元件换能器的全双工水声通信系统，通过在自干扰消除与远端数据解调间交替运行，并采用带多径干扰消除的自适应Rake合并器，有效克服强自干扰，实现与半双工系统相当的检测性能。
2024-09-17 eess.SP
Analysis and Design of Commutation-Based Circulator-Receivers for Integrated Full-Duplex Wireless
在此之前，我们提出了一种基于非磁性、非互易N通道滤波器的环形接收机（circ.- RX）架构，其将基于交换的线性时变（LPTV）非磁性环行器与下变频混频器合并，并在其输出处直接提供基带（BB）接收器信号，同时抑制一组解调开关的噪声贡献。该架构还集成了一个片上平衡网络，以增强发射机（TX）-接收机（RX）隔离。在本文中，我们提出了一个详细的分析架构，包括噪声分析和平衡网络的效果分析。通过65 nm CMOS 750 MHz环行器接收机原型的仿真和测量结果验证了分析。该环行器接收机可处理高达+8 dBm的TX功率，在20 MHz RF带宽（BW）上具有8 dB噪声系数（NF）和40 dB平均隔离度。结合数字自干扰（SI）及其三阶互调（IM 3）消除，FD电路。RX在高达+8 dBm TX平均输出功率下，可实现80 dB的整体SI抑制。还通过FD演示验证了该声明，其中在传输OdBm平均功率OFDM类TX信号的同时恢复了-50dBm弱的期望接收信号。
2018-05-15 eess.SP
Software-Defined MIMO OFDM Joint Radar-Communication Platform with Fully Digital mmWave Architecture
大规模部署具有协作传感和操纵技术的互联车辆，增加了对5.9 GHz车联网通信（V2X）频段的需求。除了V2X频谱，24和77 GHz的未充分利用的毫米波（mmWave）频段可用于补充V2X通信，并为新兴宽带应用提供高数据速率支持。为此目的，联合雷达通信（JRC）系统已在文献中提出了使用相同的波形和硬件来执行这两个功能。在这项工作中，我们提出了一个软件定义的多输入多输出（MIMO）JRC与正交频分复用（OFDM）的24 GHz毫米波波段。我们使用商用软件定义无线电和定制的毫米波前端实现了一个实时操作的全双工JRC平台。通过全数字MIMO架构，我们展示了毫米波频段MIMO OFDM JRC的同步数据传输和高分辨率雷达成像能力。
2023-02-11 cs.AR eess.SP
Deep Learning for Joint Design of Pilot, Channel Feedback, and Hybrid Beamforming in FDD Massive MIMO-OFDM Systems
针对FDD大规模MIMO-OFDM系统，提出端到端深度学习框架，联合设计导频、信道反馈与混合波束成形，并利用图神经网络建模波束成形器交互。
2023-12-10 cs.IT eess.SP math.IT
Data-Driven Deep Learning Based Hybrid Beamforming for Aerial Massive MIMO-OFDM Systems with Implicit CSI
Beijing Institute of Technology（北京理工大学）；Tsinghua University（清华大学）；Southeast University（东南大学）
在空中混合大规模多输入多输出（MIMO）和正交频分复用（OFDM）系统中，如何在有限的导频和反馈开销下设计频谱有效的宽带多用户混合波束形成是一个挑战。为此，通过将关键传输模块建模为端到端（E2E）神经网络，本文提出了一种基于数据驱动的深度学习（DL）的统一混合波束成形框架，用于具有隐式信道状态信息（CSI）的时分双工（TDD）和频分双工（FDD）系统。对于TDD系统，所提出的基于DL的方法将上行链路导频组合和下行链路混合波束成形模块联合建模为E2E神经网络。而对于FDD系统，我们将下行导频传输、上行CSI反馈和下行混合波束形成模块联合建模为E2E神经网络。与传统的分别处理不同模块的方法不同，该方法以总速率为优化目标，同时对所有模块进行优化。因此，通过感知空对地大规模多输入多输出-OFDM信道样本的固有特性，基于DL的E2E神经网络可以建立从信道到波束形成器的映射函数，从而可以避免显式信道重构，减少导频和反馈开销。此外，实际的低分辨率移相器（PS）引入了量化约束，导致训练神经网络时难以实现梯度反向传播。为了减轻由相位量化误差引起的性能损失，我们采用迁移学习策略来进一步微调E2E神经网络，基于预先训练的网络，假设理想的无限分辨率PS。数值结果表明，我们的基于DL的计划有相当大的优势，比国家的最先进的计划。
2022-09-09 cs.IT cs.LG eess.SP
Design and Performance Evaluation of SEANet, a Software-defined Networking Platform for the Internet of Underwater Things
本文设计并评估软件定义声学调制解调器平台SEANet，通过全协议栈实时重配置与模块化宽带硬件，实现150 kbit/s水下通信及JANUS互操作。
2024-05-16 cs.NI eess.SP
A Two-Stage 2D Channel Extrapolation Scheme for TDD 5G NR Systems
针对TDD 5G NR系统中跳频导频引起的信道外推问题，提出两阶段二维外推方案，结合多频带多时隙参数估计与基于EM的压缩跟踪，实现高精度信道估计。
2023-10-13 eess.SP
Joint CSI Estimation-Feedback-Precoding via DJSCC for MU-MIMO OFDM Systems
School of Electronic and Information Engineering, Beijing Jiaotong University（北京交通大学电子信息工程学院）；ZTE Corporation（中兴通讯股份有限公司）
本文提出了一种基于DJSCC的联合CSI估计-反馈-预编码网络，通过自适应用户数量和减少计算开销，提升多用户MIMO OFDM系统的频谱效率。
2025-12-12 eess.SP
Rate Splitting for Massive MIMO Multi-carrier system using Full Duplex Decode and Forward Relay with Hardware Impairments
在本文中，我们解决的解码和转发（DF）中继系统的功率分配问题，其中一个大规模的多输入多输出（mMIMO）多载波（MC）基站（BS）节点与MC单天线节点直接通信，也通过单天线全双工（FD）MC中继，使用速率分裂（RS）的方法。在目的地采用连续干扰消除方法。我们考虑正交频分复用（OFDM）作为我们的MC策略。我们考虑到硬件失真的影响，导致残留的自干扰和载波间泄漏（ICL），也不完善的信道状态信息（CSI）。我们制定了一个联合的子载波和功率分配问题，以最大限度地提高总的总和率。提出了一种迭代优化方法，该方法遵循逐次内逼近（SIA）框架，以达到满足Karush-Kuhn-Tucker（KKT）条件的收敛点。数值结果表明，这种系统的失真意识的设计的意义，以及显着的增益和速率相比，其半双工（HD）和非速率分裂计划。
2019-07-31 cs.IT cs.SY eess.SP
Multi-Objective Energy Efficient Resource Allocation and User Association for In-band Full Duplex Small-Cells
在本文中，我们开发了一个框架，以最大限度地提高网络的能量效率（EE），通过优化联合用户基站（BS）的关联，子信道分配，功率控制考虑带内全双工（IBFD）使能的小小区网络。我们最大限度地提高EE（网络总吞吐量和功耗的比率），同时保证在上行链路和下行链路中的最小数据速率要求。所考虑的问题属于混合整数非线性规划问题（MINLP），{\color{black}，因此是NP-难}。为了应付这种复杂性，并得出系统吞吐量和能源利用率之间的权衡，我们首先重申所考虑的问题作为一个多目标优化问题（MOOP），旨在最大限度地提高系统的吞吐量和最小化系统的能源消耗，同时。然后使用$ε$-约束方法来处理该MOOP。为此，我们首先将二进制子信道和BS分配变量转换为连续的，而不改变问题的可行域，然后通过优化最小化（MM）方法近似的非凸速率函数。仿真结果表明，我们提出的算法在提高网络的EE相比，现有的文献。此外，仿真结果揭示，通过采用OFDMA网络中的IBFD能力，我们提出的资源分配算法实现了$69\%$改善EE相比，半双工系统的残余自干扰的实际值。
2020-07-01 cs.NI eess.SP
Universal Performance Bounds for Joint Self-Interference Cancellation and Data Detection in Full-Duplex Communications
本文针对OFDM全双工系统中相位噪声影响下的联合自干扰消除与数据检测问题，提出通用迭代框架，通过推导MSE下界、SINR上界和BER下界，给出了独立于具体方法的性能界。
2023-08-10 cs.IT eess.SP math.IT
Joint Analog and Digital Transceiver Design for Wideband Full Duplex MIMO Systems
在本文中，我们提出了一种宽带全双工（FD）多输入多输出（MIMO）通信系统，包括一个FD MIMO节点同时与两个多天线上行链路（UL）和下行链路（DL）节点利用相同的时间和频率资源进行通信。为了抑制FD MIMO系统中由于同时发送和接收而产生的强自干扰（SI）信号，提出了一种基于基带正交频分复用（OFDM）信号建模的模拟和数字（A/D）相消以及发送和接收波束形成的联合设计。考虑到实际的发射机损伤，我们提出了一种多抽头宽带模拟消除器的架构，其抽头的数量不与收发器天线和多径SI组件的数量成比例。我们还提出了一种新的自适应数字抵消截断奇异值分解的基础上，减少残留SI信号估计参数。为了最大化FD和速率，提出了一种用于A/D抵消和数字波束形成的联合优化框架。最后，我们广泛的波形仿真结果表明，所提出的宽带FD MIMO设计具有更高的SI消除能力，降低了复杂度相比，现有的消除技术，从而提高可实现的速率性能。
2021-12-16 cs.IT eess.SP math.IT
Learning a Common Dictionary for CSI Feedback in FDD Massive MU-MIMO-OFDM Systems
针对FDD大规模MU-MIMO-OFDM系统中CSI反馈量过大的问题，提出基于压缩感知的通用字典学习框架，包含CDL-KSVD和CDL-OP两种方法，利用信道空间相关性压缩CSI，使反馈量和内存减少50%以上且降低NMSE。
2023-07-29 eess.SP
Physical Layer Security in a SISO Communication using Frequency-Domain Time-Reversal OFDM Precoding and Artificial Noise Injection
提出了一种频域（FD）时间反转（TR）预编码器，用于在使用正交频分复用（OFDM）和人工噪声（AN）信号注入的单输入单输出（SISO）系统中执行物理层安全（PLS）。AN信号不会破坏到合法接收器的数据传输，但会降低窃听者的解码性能。该方案在时分双工（TDD）系统中，利用信道互易性，当发送端知道合法链路的瞬时信道状态信息（CSI），但不知道潜在窃听者的瞬时CSI时，保证了对合法用户通信的保密性。三个最佳的解码结构在窃听被认为是在快衰落（FF）环境中取决于Alice和Bob之间的握手过程。封闭形式的近似的AN能量注入，以最大限度地提高SR的通信。此外，当Eve的信噪比（SNR）为无穷大时，确定了合法接收机端保证给定SR所需的条件。此外，还提出了注水功率分配策略，进一步增强了方案的保密性。仿真结果证明了所提出的安全系统的安全性能。
2020-11-13 cs.IT eess.SP math.IT
Joint Impact of ADC and Fronthaul Quantization in Cell-Free Massive MIMO-OFDM Uplink
Bilkent University（比尔肯特大学）；KTH Royal Institute of Technology（皇家理工学院）
本文研究了大规模MIMO-OFDM上行链路中ADC和前haul量化的联合影响，提出了一种前haul策略以减少量化伪影，通过高效算法重建未量化的信号以提升传输效率。
2026-01-10 cs.IT eess.SP math.IT
E2E-WAVE: End-to-End Learned Waveform Generation for Underwater Video Multicasting
Department of Electrical and Computer Engineering, Rutgers University–New Brunswick（罗格斯大学新 Brunswick分校电气与计算机工程系）
本文提出E2E-WAVE，通过在物理层波形中嵌入语义相似性，解决水下信道中前向纠错无效的问题，实现比传统FEC保护基线高5dB的PSNR和14.28%的SSIM，实现实时16FPS视频传输。
2026-04-18 cs.LG eess.IV eess.SP
Pruning the Pilots: Deep Learning-Based Pilot Design and Channel Estimation for MIMO-OFDM Systems
在宽带大规模多输入多输出（MIMO）系统中，由于大量的天线和子载波，用于信道估计的导频传输的开销可能是过高的。这可能会显著降低整体频谱效率，并因此减少大规模MIMO的潜在好处。针对频分双工（FDD）MIMO正交频分复用（OFDM）系统，提出了一种基于神经网络（NN）的联合导频设计和下行信道估计方案。所提出的NN架构使用全连接层的频率感知导频设计，并优于线性最小均方误差（LMMSE）估计，通过利用卷积NN层的MIMO信道矩阵中的固有相关性。我们提出的神经网络架构使用一个非本地注意模块来学习信道矩阵中的更长范围的相关性，以进一步提高信道估计性能。我们还提出了一种有效的导频减少技术，通过在训练过程中逐渐修剪密集NN层中不太重要的神经元。这构成了NN修剪以减少导频传输开销的新应用。我们基于修剪的导频减少技术通过非均匀地跨子载波分配导频并通过卷积层和注意模块有效地利用信道矩阵中的频率间和天线间相关性来减少开销。
2021-04-12 cs.IT eess.SP math.IT
Integrated Sensing and Communication with Millimeter Wave Full Duplex Hybrid Beamforming
近年来，集成传感和通信（ISAC）已经吸引了大量的注意力，用于频谱效率的提高，使硬件和频谱共享的同时感测和信令操作。带内全双工（FD）由于其同时发送和接收能力而被认为是ISAC应用的关键使能技术。在本文中，我们提出了一种基于频域的ISAC系统工作在毫米波（mmWave）频率，其中一个大规模的多输入多输出（MIMO）基站（BS）节点采用混合模拟和数字（A/D）波束成形通信与下行链路（DL）多天线用户和相同的波形是利用在BS接收机的雷达目标在其覆盖环境中的感测。我们开发了一种传感算法，能够估计到达方向（DoA），距离和相对速度的雷达目标。提出了一种用于设计A/D发射和接收波束形成器以及自干扰（SI）消除的联合优化框架，其目标是最大化可实现的DL速率和雷达目标感知性能的精度。考虑第五代（5G）正交频分复用（OFDM）波形，我们的仿真结果验证了我们的方法在估计多个雷达目标的DoA、距离和速度方面的高精度，同时最大化DL通信速率。
2022-01-13 cs.IT eess.SP math.IT
CNN-based Analog CSI Feedback in FDD MIMO-OFDM Systems
Imperial College London（帝国理工学院）
大规模多输入多输出（MIMO）系统需要在基站（BS）处的下行链路信道状态信息（CSI）以更好地利用可用的空间分集和复用增益。然而，在频分双工（FDD）大规模MIMO系统中，CSI反馈开销降低了整体频谱效率。基于卷积神经网络（CNN）的CSI反馈压缩方案最近由于压缩效率的显著改进而受到很多关注;然而，它们仍然需要可靠的反馈链路来将压缩的CSI信息传送到BS。相反，我们在这里提出了一种基于CNN的模拟反馈方案，称为AnalogDeepCMC，它直接将下行链路CSI映射到上行链路信道输入。对应的噪声信道输出被另一个CNN用来重构DL信道估计。所提出的方案不仅在可实现的下行链路速率方面优于现有的数字CSI反馈方案，而且由于其不需要显式量化、编码和调制而简化了操作，并且提供了低延迟的替代方案，特别是在快速变化的MIMO信道中，其中CSI需要被周期性地估计和反馈。
2019-10-23 cs.IT cs.LG eess.SP
Hybrid Precoding and Combining for mmWave Full-Duplex Joint Radar and Communication Systems under Self-Interference
本文针对毫米波全双工联合雷达与通信系统，提出基于广义特征值的混合预编码与模拟合并设计，在保证雷达增益和通信速率的同时有效抑制自干扰，并通过OFDM雷达实现高精度目标距离与速度估计。
2024-04-01 cs.IT eess.SP math.IT
Deep Learning for Channel Sensing and Hybrid Precoding in TDD Massive MIMO OFDM Systems
本文提出了一种深度学习方法，用于在时分双工模式下操作并采用单载波或多载波传输的大规模多输入多输出系统的信道感测和下行链路混合波束成形。传统的预编码设计涉及两步过程，首先估计高维信道，然后基于这样的估计来设计预编码器。然而，这两步过程不一定是最佳的。本文表明，通过使用学习的方法来设计的模拟感知和混合下行链路预编码器直接从接收到的导频没有中间的高维信道估计，系统的整体性能可以显着提高。然而，训练神经网络以同时设计模拟和数字预编码器是困难的。此外，这种方法不能推广到具有不同数量的用户的系统。在本文中，我们开发了一种简化的和可推广的方法，使用深度神经网络学习上行链路感知矩阵和下行链路模拟预编码器，该深度神经网络基于每个用户进行分解，然后基于估计的低维等效信道设计数字预编码器。数值比较表明，所提出的方法的结果显着减少训练开销，并导致一个体系结构，推广到各种系统设置。
2022-06-29 cs.IT eess.SP math.IT
Orthogonal Delay Scale Space Modulation: A New Technique for Wideband Time-Varying Channels
正交时频空间（OTFS）调制是最近提出的一种用于地面射频通信中时变窄带信道的调制方案。另一方面，水声（UWA）和超宽带（UWB）通信系统面临宽带时变信道。与窄带信道不同，对于窄带信道，由于多普勒效应引起的时间收缩或膨胀可以通过频移来近似，宽带信道中的多普勒效应导致信号频率在整个频带上的频率相关的非均匀偏移。在本文中，我们开发了一种OTFS-like调制方案-正交延迟尺度空间（ODSS）调制-用于处理宽带时变信道。我们从第一性原理推导出ODSS的发送和接收方案。在此过程中，我们引入了$ω$的概念--延迟尺度空间中的卷积，其与时频空间中使用的扭曲卷积并行。ODSS中从Fourier-Mellin域到延迟尺度空间的预处理2D变换在OTFS中起到逆辛傅里叶变换（ISFFT）的作用，与OTFS和正交频分复用（OFDM）相比，在宽带时变信道中改善了误比特率性能。此外，由于信道矩阵呈现近对角，ODSS保留了OFDM在其低复杂度接收机结构方面的优势。
2022-05-08 eess.SP
Experimental Validation of SBFD ISAC in an FR3 Distributed SIMO Testbed
University of Twente（特文特大学）；Imec（imec研究院）；KU Leuven（荷语鲁汶大学）
本文提出一种子带全双工ISAC系统，通过非重叠OFDM子带实现感知与通信的同时操作，实验验证其在FR3分布式SIMO平台上的可行性，展示了速度分辨率和通信性能的平衡。
2026-01-19 eess.SP
Channel Estimation and Data Detection in DS-Spread Channels: A Unified Framework, Novel Algorithms, and Waveform Comparison
针对DS扩展UWA信道，提出统一接收机框架、VB离网格信道估计、VSSD检测及ICED方案，并公平比较OFDM、OTFS、OCDM与ODSS性能。
2025-08-29 eess.SP
AFDM Channel Estimation in Multi-Scale Multi-Lag Channels
针对水下声学通信中多普勒时间缩放效应难以忽略的挑战，本文分析了多尺度多时延信道下AFDM的信道频率响应，提出AFDM-IMI和AFDM-OMP两种信道估计方法，实验证明其估计精度和误码率均优于OFDM与OCDM。
2025-05-04 cs.IT eess.SP math.IT
A Low-Overhead Incorporation-Extrapolation based Few-Shot CSI Feedback Framework for Massive MIMO Systems
Jinan University（暨南大学）；University of Macau（澳门大学）；East China Normal University（华东师范大学）；Southeast University（东南大学）
针对大规模MIMO系统CSI反馈开销高和样本需求大的问题，提出基于合并-外推的少样本反馈框架IEFSF，结合知识驱动和AIGC数据增强，在DeepMIMO上实现64倍开销降低并保持高精度。
2024-06-21 cs.AI cs.IT eess.SP
