Deep Learning-Enabled Zero-Touch Device Identification: Mitigating the Impact of Channel Variability Through MIMO Diversity
针对信道条件变化导致深度学习设备指纹识别性能下降的问题,首次提出利用MIMO分集缓解信道变异性影响,在平坦衰落信道下实现信道鲁棒的设备识别,显著提升同信道及跨衰落信道场景下的分类准确率。
2023-06-13 eess.SP
Achievable Sum Secrecy Rate of STAR-RIS-Enabled MU-MIMO ISAC
针对多天线场景下超表面赋能ISAC系统安全波束成形最优设计缺失的问题,本文研究STAR-RIS赋能的MU-MIMO ISAC系统,提出基于交替优化的最优波束成形设计以最大化和保密速率并保障感知质量,复杂度随超表面单元数线性增长,性能优于传统RIS及无RIS系统。
2025-03-22 eess.SP
Energy-Efficient Hybrid Beamforming for Integrated Sensing and Communication Enabled mmWave MIMO Systems
本文针对ISAC使能的毫米波MIMO系统,提出以能量效率最大化为目标的混合波束赋形设计,通过Dinkelbach方法、半定松弛和基于惩罚的流形优化求解非凸问题,并验证了其性能优势。
2024-06-06 eess.SP
Interacting Object-Enabled Clustering and Characterization of Distributed MIMO Channels
本文针对分布式MIMO信道建模需求,通过室内测量获取多链路信道数据,提出交互对象启用的联合聚类算法与卡尔曼滤波跟踪框架,实现簇级表征,为6G系统设计提供支撑。
2025-04-16 eess.SP
Uplink Transmission Design for Fluid Antenna-Enabled Multiuser MIMO Systems with Imperfect CSI
本文研究不完美CSI下MIMO-FAS的双时间尺度上行传输框架,提出基于LMMSE信道估计与MRC检测推导可达速率,并利用遗传算法和加速梯度上升算法优化流体天线位置,显著提升了最小用户速率并优于传统FPA系统。
2025-03-03 eess.SP
Grant-Free Random Access of IoT devices in Massive MIMO with Partial CSI
无线设备的数量急剧增加,导致许多设备争用无线电资源。在这项工作中,我们提出了一种算法来检测无源随机访问的活动设备,即,设备不协调。在发送有效载荷数据之前,设备使用网络已知的唯一但非正交的前导码。它们不采用任何载波侦听技术,并且盲发送前导码和数据。为了检测活跃用户,我们利用部分信道状态信息(CSI),这可能是通过以前的信道估计。对于静态设备,例如,物联网节点,它表明,CSI的时变比假设在许多理论工作。所提出的迭代算法使用最大似然方法来估计每个已知设备的活动和潜在的相位偏移。该算法的收敛性进行了评估。针对不同质量的部分CSI和不同的信噪比,评估了在误检概率和虚警概率方面的性能。
2023-01-12 cs.IT eess.SP math.IT
OAM-Enabled Holographic MIMO Communications with Stacked Intelligent Metasurfaces
研究基于轨道角动量的堆叠智能超表面全息多输入多输出通信,开发相关驱动优化算法,分析模式生成与接收能力,数值评估揭示解耦关系,结果表明合适架构支持可扩展、低开销的HMIMO通信。
2026-07-13 eess.SP
Analysis of Cached-Enabled Hybrid Millimter Wave & Sub-6 GHz Massive MIMO Networks
本文重点研究了mm/μWave混合无线网络中的边缘缓存技术,在该技术中,所有mm Wave基站和μWave基站都能够存储内容,以减轻连接基站和核心网的回程链路上的流量负担,从而恢复未缓存的内容。这项工作的主要目的是解决容量有限的回程上的平均成功概率(ASP)的文件传输和延迟的影响。特别地,我们考虑小小区中的更实用的毫米波混合波束成形和宏小区中的大规模多输入多输出通信。基于随机几何和简单的重传协议,我们推导出关联概率,并通过该概率推导出文件传递和延迟的ASP。以无缓存事件为基准,我们评估这些QoS性能指标下MC和UC放置策略。理论结果表明,回程容量确实对网络性能有显着的影响,特别是在弱回程容量。此外,我们还展示了缓存大小,重传尝试,ASP的文件传递,和延迟之间的权衡。的相互作用表明,在不同的缓存放置方案下的缓存大小和重传的回程的要求。仿真结果验证了我们的分析。
2019-03-31 eess.SP
Statistical QoS Provisioning Analysis and Performance Optimization in xURLLC-enabled Massive MU-MIMO Networks: A Stochastic Network Calculus Perspective
本文从随机网络演算(SNC)的角度研究了新一代超可靠低延迟通信(xURLLC)的基本原理和性能权衡。已经开发了启用xURLLC的大规模MU-MIMO系统模型以适应xURLLC特征。通过利用和促进SNC,我们提供了一个定量的统计服务质量(QoS)供应分析,并推导出上限统计延迟违规概率(UB-SDVP)的封闭形式的表达。基于所提出的理论框架,我们制定了UB-SDVP最小化问题,首先退化为一维整数搜索问题,推导出的最小错误概率(EP)检测器,然后有效地解决了整数形式的黄金分割搜索算法。此外,两个新的概念,基于EP的有效容量(EP-EC)和基于EP的能源效率(EP-EE)已被定义为特征的尾部分布和性能权衡xURLLC。随后,我们制定了EP-EC和EP-EE最大化问题,并证明了EP-EC最大化问题是等价的UB-SDVP最小化问题,而EP-EE最大化问题的解决与低复杂度的外下降内搜索协作算法。大量的模拟表明,所提出的框架在降低计算复杂度相比,参考方案,并提供各种权衡和优化性能的xURLLC有关UB-SDVP,EP,EP-EC,和EP-EE。
2023-03-10 eess.SP
Deep Learning-Enabled Signal Detection for MIMO-OTFS-Based 6G and Future Wireless Networks
Yıldız Technical University(伊斯坦布尔技术大学);Istanbul Medeniyet University(伊斯坦布尔文明大学)
本文提出低复杂度深度学习信号检测方法,用于MIMO-OTFS系统,在Nakagami-m信道条件下实现与传统高性能MLD相当的BER性能。
2026-01-20 eess.SP
Optimal Precoder Design for MIMO-OFDM-based Joint Automotive Radar-Communication Networks
大规模部署具有协作感知技术的互联车辆增加了对5.9 GHz车联网(V2X)通信频谱的需求,该频谱主要用于交换安全消息。为了补充V2X通信并支持宽带应用所需的高数据速率,可以利用76-81 GHz的毫米波(mmWave)汽车雷达频谱。为此目的,在文献中已经提出了联合雷达-通信系统,以使用相同的波形和硬件来执行这两种功能。虽然多用户的多输入多输出(MIMO)通信能够实现独立的数据流传输,以实现高吞吐量,但MIMO雷达处理可提供对安全关键系统至关重要的高分辨率成像。然而,采用为通信设计的传统预编码方法会产生定向波束,这会损害数据流传输期间的MIMO雷达成像和目标跟踪能力。提出了一种基于正交频分复用(OFDM)波形的MIMO汽车雷达通信(JARC)联合框架。首先,我们表明,MIMO-OFDM前导码可以利用MIMO雷达处理和估计的通信信道。然后,我们提出了一个最佳的预编码器的设计方法,使高精度的目标跟踪,同时发送独立的数据流到多个接收器。所提出的方法为MIMO JARC网络提供高分辨率雷达成像和高吞吐量能力。最后,我们通过数值模拟评估所提出的方法的有效性。
2021-09-25 cs.NI eess.SP
Efficient Channel Estimator with Angle-Division Multiple Access
大规模多输入多输出(M-MIMO)是5G无线通信的使能技术。M-MIMO系统的性能高度依赖于获得信道状态信息(CSI)的速度和准确性。通过利用M-MIMO信道的稀疏性,可以降低M-MIMO系统的信道估计的计算复杂度。本文首次提出了基于角分多址接入(ADMA)的硬件有效信道估计器。还实现了前导码、上行链路(UL)和下行链路(DL)训练。为了进一步考虑硬件效率,已经讨论了关于量化和近似策略的优化。实现技术,如流水线和脉动处理也采用硬件规律性。数值结果和FPGA实现证明了所提出的信道估计器的优点。
2018-04-17 cs.IT eess.SP math.IT
Pre-Optimized Irregular Arrays versus Moveable Antennas in Multi-User MIMO Systems
针对可移动天线实时优化复杂度高的问题,本文提出预优化非规则阵列(PIA)概念,以粒子群优化预先确定基站天线位置以最大化平均总速率,仿真表明其性能可与可移动天线阵列相比并优于传统均匀阵列。
2025-02-06 eess.SP
Learning at the Speed of Wireless: Online Real-Time Learning for AI-Enabled MIMO in NextG
Virginia Tech(弗吉尼亚理工大学);Massachusetts Institute of Technology(麻省理工学院)
针对NextG蜂窝网络MIMO技术动态适配的挑战,提出在线实时AI/ML方法的设计思路与挑战,并以MIMO-OFDM信道估计方法为例,为相关技术开发提供路线图。
2024-03-05 cs.AI eess.SP
Test-Time Scalable AI-RAN: Inference Time Allocation for Cell-Free MIMO
Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST)(韩国科学技术院);King’s College London(伦敦国王学院);Hanyang University ERICA(汉阳大学ERICA校区)
本研究针对无小区MIMO系统,提出通用框架以分配测试时可扩展AI-RAN各模块的最优推理时间资源,实验验证其可充分挖掘该系统的性能潜力。
2026-08-05 eess.SP
SE(3)-Based Trajectory Optimization and Target Tracking in UAV-Enabled ISAC Systems
本文针对无人机使能的MIMO-OFDM ISAC系统,提出一种基于SE(3)的扩展卡尔曼滤波目标跟踪方案与条件后验Cramer-Rao界轨迹优化方法,有效提升了3D目标跟踪与参数估计性能。
2025-04-29 eess.SP
MIMO-NOMA Enabled Sectorized Cylindrical Massive Antenna Array for HAPS with Spatially Correlated Channels
本文针对HAPS中用户间及天线阵元间的空间相关性问题,提出一种MIMO-NOMA使能的扇形圆柱大规模天线阵列架构,并设计功率分配算法以在满足QoS和SIC条件下最大化频谱效率与能量效率。
2024-06-30 eess.SP
Two-Timescale Design for Movable Antenna-Enabled Multiuser MIMO Systems
Shanghai Jiao Tong University(上海交通大学);Rocket Force University of Engineering(中国人民解放军战略支援部队信息工程大学)
本文提出双时间尺度设计用于可移动天线增强的多用户MIMO系统,通过大时间尺度优化MA位置和小时间尺度设计波束成形向量,提升信道性能并优化干扰管理。
2026-01-04 eess.SP
Carrier Aggregation Enabled MIMO-OFDM Integrated Sensing and Communication
针对6G时代单频段集成感知与通信系统能力不足的问题,提出支持载波聚合的MIMO-OFDM ISAC系统,通过两阶段信号处理实现高低频段感知数据符号级融合,推导理论性能界并验证其可行性与优越性。
2025-01-16 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
Near-Orthogonal Overlay Communications in LoS Channel Enabled by Novel OAM Beams without Central Energy Voids: An Experimental Study
该研究提出一种可产生无中心能量空洞定向OAM波束的创新发射机设计,构建新型视距MIMO通信架构,经实验验证其在信道相关性、稳定性及误码率上均优于传统平面波天线系统,为通信协议优化和基建提供指导。
2024-07-27 eess.SP
Fine Timing and Frequency Synchronization for MIMO-OFDM: An Extreme Learning Approach
National University of Defense Technology(国防科技大学);University of Leeds(利兹大学)
多输入多输出正交频分复用(MIMO-OFDM)是下一代通信向认知无线电(CR)演进的关键技术,其定时和频率同步的准确性对系统的整体性能有很大影响。在本文中,我们提出了一种新的方案,利用极端学习机(ELM),以实现高精度同步。具体而言,利用具有同步偏移的前导信号,两个ELM被并入到传统MIMO-OFDM系统中以估计剩余符号定时偏移(RSTO)和剩余载波频率偏移(RCFO)。仿真结果表明,在加性高斯白噪声(AWGN)和频率选择性衰落信道下,基于ELM的同步方案的性能均优于传统方法。此外,与现有的基于机器学习的方法相比,该方法在不需要完整的信道状态信息(CSI)和过高的计算复杂度的情况下,表现出优异的性能。最后,所提出的方法在信道参数(例如,路径的数量)以及从机器学习的角度来看的“泛化能力”。
2022-06-01 cs.LG eess.SP
MAxLM: Multi-Agent Language Model-Based Scheduling and Resource Allocation in MU-MIMO-OFDMA-Enabled Wireless Networks
University of Louisville(路易斯维尔大学)
本文提出MAxLM框架,利用预训练语言模型优化无线网络的上行调度接入,通过WiSER平台实现自主调度与资源分配,实验表明其在不同STA数量和天线设置下均优于基准方法。
2026-05-15 cs.MA cs.NI eess.SP
The Perfect Match: RIS-enabled MIMO Channel Estimation Using Tensor Decomposition
针对RIS辅助通信系统中传统信道估计无法提供多分量信道信息的问题,提出基于SECSI算法的张量分解信道估计方法,利用结构化时域导频实现高效高精度的信道估计,支撑RIS智能配置。
2023-05-02 eess.SP
Can Dynamic TDD Enabled Half-Duplex Cell-Free Massive MIMO Outperform Full-Duplex Cellular Massive MIMO?
我们考虑一种支持动态时分双工(DTDD)的无小区大规模多输入多输出(CF-mMIMO)系统,其中每个半双工(HD)接入点(AP)基于用户设备(UE)的数据需求被调度为在上行链路(UL)或下行链路(DL)模式下操作,目标是最大化总UL-DL频谱效率(SE)。我们开发了一种新的,低复杂度,贪婪算法的组合AP调度问题,与理论上建立的最优性保证,通过显示的下限的总和UL-DL SE是子模块化。我们还考虑了UE之间的导频序列重用以限制信道估计开销。在CF系统中,所有AP估计来自每个UE的信道,使得导频分配问题不同于蜂窝情况。我们开发了一种新的算法,迭代最大限度地减少跨UE的导频污染。我们比较我们的解决方案的性能,无论是理论上和通过模拟,对全双工(FD)多小区mMIMO系统。我们的研究结果表明,由于在中央处理单元的信号的联合处理,CF-mMIMO与动态高清AP调度显着优于蜂窝FD-mMIMO的总和SE和90%的可能SE。因此,DTDD使能的HD CF-mMIMO是蜂窝FD-mMIMO的有前景的替代方案,而无需用于自干扰抑制的硬件成本。
2022-05-21 cs.IT eess.SP math.IT
LEO Satellite-Enabled Grant-Free Random Access with MIMO-OTFS
本文研究了低轨卫星支持的免授权随机接入系统中具有大差分时延和多普勒频移的联合信道估计和设备活动检测问题。此外,多输入多输出(MIMO)与正交的时间-频率空间调制(OTFS)被用来对抗地面-卫星链路的动态。为了简化计算过程,我们沿着延迟维度并行估计信道张量。然后,将深度学习和期望最大化方法集成到具有基于互相关的高斯先验的广义近似消息传递中,以捕获延迟多普勒角域中的信道稀疏度并学习超参数。最后,通过计算估计信道的能量来检测活动设备。仿真结果表明,所提出的算法优于传统的方法。
2022-08-03 cs.IT eess.SP math.IT
Holographic Surface Enabled Integrated Sensing and Communications
Peking University Shenzhen Graduate School(北京大学深圳研究生院);University of Cambridge(剑桥大学);Princeton University(普林斯顿大学);Peking University(北京大学);Southeast University(东南大学);Datang Mobile Communications Equipment Co., Ltd(大唐移动通信设备有限公司);University of Houston(休斯顿大学);Kyung Hee University(庆熙大学);Weizmann Institute of Science(魏茨曼科学研究所)
本文探讨了全息集成感知与通信(HISAC)技术,通过可重构全息表面实现超大规模MIMO的低成本高效实现,提升ISAC的灵活性和性能。
2026-05-09 eess.SP
AI-based Environment-Aware XL-MIMO Channel Estimation with Location-Specific Prior Knowledge Enabled by CKM
针对6G及未来网络中信道估计面临导频不足、信噪比低等挑战,本文提出基于信道知识图(CKM)的环境感知信道估计框架,利用信道得分函数图(CSFM)和即插即用(PnP)算法解耦MAP问题,显著提升估计性能。
2025-07-08 eess.SP
From Active to Battery-Free: Rydberg Atomic Quantum Receivers for Self-Sustained SWIPT-MIMO Networks
University of Surrey(萨里大学);Department of Electrical and Electronic Engineering, University of Nottingham Ningbo(宁波诺丁汉大学电气电子工程系);University of Nottingham Ningbo(宁波诺丁汉大学)
本文提出将里德伯原子量子接收机与SWIPT-MIMO结合,通过联合设计传输和功率分配最大化总速率,实现无电池IoT通信。
2025-10-17 eess.SP
NOMA Enabled Multi-Access Edge Computing: A Joint MU-MIMO Precoding and Computation Offloading Design
针对多天线MEC用户以NOMA接入边缘服务器的场景,提出联合优化计算频率、卸载比例与预编码矩阵的迭代方法,在满足时延约束下最小化总能耗,并验证了收敛性和性能优势。
2023-11-07 cs.IT eess.SP math.IT
Cache-Aided Massive MIMO: Linear Precoding Design and Performance Analysis
在本文中,我们提出了一种新的联合缓存和大规模多输入多输出(MIMO)传输方案,称为缓存辅助大规模多输入多输出,先进的下行链路蜂窝通信。除了获得高速缓存和大规模多输入多输出的传统优点之外,所提出的方案还利用由高速缓存的文件提供的边信息用于接收机处的干扰消除。这种干扰消除增加了可用于预编码设计的自由度。此外,由启用高速缓存的卸载释放的功率可以有益于向请求非高速缓存文件的用户的传输。如果缓存和大规模多输入多输出被分开设计,则所得到的性能增益是不可能的。我们分析了缓存辅助的大规模多输入多输出的缓存相关的最大比传输(MRT),迫零(ZF)预编码和正则化迫零(RZF)预编码的性能。对于MRT和ZF预编码,以封闭形式推导出遍历可达速率的下界。当发射天线数和用户数都很大,但它们的比例固定时,得到了RZF预编码的遍历可达速率。与传统的大规模多输入多输出相比,提出的缓存辅助的大规模多输入多输出方案实现了显著更高的遍历速率,特别是当用户数接近发射天线数时。
2019-03-22 eess.SP
Energy-Efficient Offloading in Delay-Constrained Massive MIMO Enabled Edge Network Using Data Partitioning
我们研究了一种无线边缘计算系统,该系统允许多个用户同时将计算密集型任务卸载到多个MIMO接入点,每个接入点都有一个并置的多访问边缘计算(MEC)服务器。Massive-MIMO使所有用户能够同时进行上行传输,与顺序协议相比,大大缩短了数据卸载时间,并使数据卸载、计算和下载的三个阶段具有可比的持续时间。基于这三个阶段的结构,我们制定了一个新的问题,以最大限度地减少在往返延迟约束下的用户和MEC服务器的能源消耗的加权和,在用户和服务器端的数据分区,发射功率控制和CPU频率缩放的组合。我们设计了一个新的嵌套原始-对偶算法,使用两种不同的方法来有效地解决这个问题。优化的解决方案表明,对于较大的请求,更多的数据被卸载到MEC,以减少本地计算时间,以满足延迟约束,尽管无线传输的能量成本较高。导频污染下的大规模MIMO信道估计误差也导致更多的数据被卸载到MEC。与二进制卸载相比,使用数据分区的部分卸载更优越,并且导致整体能耗的显著降低。
2020-05-13 cs.NI eess.SP math.OC
In-Memory Computing Enabled Deep MIMO Detection to Support Ultra-Low-Latency Communications
The University of Hong Kong(香港大学)
提出一种基于内存计算的深度MIMO检测器(IM-MIMO),通过将迭代算法映射到神经网络架构并利用忆阻器电路加速矩阵向量乘法,实现纳秒级处理延迟,满足6G超低延迟需求。
2026-06-01 cs.AR eess.SP
Movable Antenna Enhanced MIMO Communications with Spatial Modulation
University of Electronic Science and Technology of China(电子科技大学);Beijing Institute of Technology(北京理工大学);China Mobile Research Institute(中国移动研究院)
本文提出了一种基于可移动天线和空间调制的MIMO通信系统,通过联合收发机设计框架和高效迭代算法,提高通信性能并降低射频链路成本。
2026-01-19 eess.SP
Energy-Efficient Data Collection and Wireless Power Transfer Using A MIMO Full-Duplex UAV
在本文中,我们提出了一种新的能源效率的数据收集和无线电力传输(WPT)的物联网(IoT)的应用框架,通过多输入多输出(MIMO)全双工(FD)无人机(UAV)。为了充分利用支持UAV的WPT和MIMO FD通信的优势,我们允许MIMO FD UAV为低功耗物联网设备充电,同时收集数据。以节省在无人机消耗的总能量为目的,我们制定了一个能量最小化问题,考虑FD硬件损伤,上传的数据位数,和能量收集的因果关系。由于WPT的UAV轨迹和发射波束形成问题的非凸性,跟踪全局最优性是相当具有挑战性的。或者,我们找到一个局部最优点,通过实施建议的迭代搜索算法结合逐次凸逼近技术。数值结果表明,该方法可以导致优越的性能与其他基准计划相比,计算复杂度低,收敛速度快。
2018-11-22 eess.SP
Deep-Learning-based Millimeter-Wave Massive MIMO for Hybrid Precoding
毫米波(mmWave)大规模多输入多输出(MIMO)已被认为是下一代通信的新兴解决方案,其中混合模拟和数字预编码是用于降低与混合信号分量相关联的硬件复杂度和能量消耗的重要方法。然而,现有的混合预编码方案的根本局限性在于它们具有高计算复杂度并且不能充分利用空间信息。为了克服这些限制,本文提出了一种支持深度学习的毫米波大规模多输入多输出框架,用于有效的混合预编码,其中用于获得优化解码器的预编码器的每次选择都被视为深度神经网络(DNN)中的映射关系。具体地,基于DNN通过训练选择混合预编码器,以优化毫米波大规模多输入多输出的预编码过程。此外,我们提出了广泛的仿真结果,以验证所提出的方案的优异性能。结果表明,基于DNN的方法能够最小化mmWave大规模多输入多输出系统的误码率(BER),提高系统的频谱利用率,与传统的混合预编码方案相比,该方法在降低计算复杂度的同时,获得了更好的混合预编码性能.
2019-01-19 eess.SP
Unified Near-field and Far-field Localization with Holographic MIMO
针对RIS定位中近场与远场假设不统一导致的复杂度或精度问题,本文提出基于网格划分的统一近场与远场定位方法,并设计位置估计与RIS相移优化算法,仿真验证了其有效性。
2024-01-12 eess.SP
Domain Adaptation-Enabled Realistic Map-Based Channel Estimation for MIMO-OFDM
针对动态环境中传统模型方法受限及机器学习方法跨数据集泛化差的问题,提出一种领域适应方法,通过真实信道仿真训练基础模型并减少实际数据需求,在有限真实信道信息下实现稳健的信道估计。
2025-07-11 cs.SY eess.SP eess.SY
Beamforming for Movable and Rotatable Antenna Enabled Multi-User Communications
本文面向多用户MIMO通信引入可移动可旋转天线,联合优化天线位置与旋转角,并结合ZF预编码和SQP求解非线性约束问题,以提升信号质量、抑制干扰并增强系统性能。
2025-03-14 eess.SP
Edge Computing-Enabled Cell-Free Massive MIMO Systems
移动边缘计算(MEC)已经被引入以在网络边缘处提供附加计算能力,以便提高延迟关键应用的性能。在本文中,我们考虑无小区(CF)的大规模MIMO框架,实现MEC功能。我们考虑多种类型的用户具有不同的计算/处理任务的平均时间要求,并考虑接入点(AP)与MEC服务器和中央服务器(CS)与云计算能力。在使用随机几何和排队论推导成功通信和计算概率之后,我们给出了针对目标计算延迟的成功边缘计算概率(SECP)。通过数值计算,我们还分析了AP覆盖和CS卸载概率对SECP的影响。据观察,卸载到CS的SECP方面的最佳概率随着AP覆盖而降低。最后,我们数值表征的最低所需的能源消耗,以保证所需的水平的SECP。观察到,对于任何期望水平的SECP,与在具有较小AP密度的每个AP处具有更多数量的天线相比,具有更多数量的AP是更能量有效的。
2019-08-16 cs.IT eess.SP math.IT
Downlink Channel Covariance Matrix Reconstruction for FDD Massive MIMO Systems with Limited Feedback
针对FDD大规模MIMO中Type I码本反馈有限导致的下行CCM获取难题,提出利用码本与反馈值的建模及割平面算法,实现可证明的真实CCM恢复和更优重构性能。
2023-09-12 eess.SP
Joint Sensing and Bi-Directional Communication with Dynamic TDD Enabled Cell-Free MIMO
本文研究动态时分双工无小区大规模MIMO系统中的集成感知与通信,提出集中式和分布式GLRT目标检测方法及统一数据检测与RCS估计框架,数值验证表明GLRT对AP间干扰鲁棒,DTDD相比传统TDD使90%似然的上行-下行频谱效率翻倍。
2025-08-05 eess.SP
Jamming Detection in MIMO-OFDM ISAC Systems Using Variational Autoencoders
提出一种面向单基地 MIMO-OFDM 雷达的无监督 VAE 干扰检测框架,通过学习无干扰回波的潜在表示识别异常,并在 ISAC 5G 场景中与传统自编码器比较。
2024-10-02 eess.SP
Joint Pilot and Payload Power Allocation for Massive-MIMO-enabled URLLC IIoT Networks
第四次工业革命(工业4.0)即将到来,这场革命将从根本上提升工厂生产产品的方式。无线通信网络以其低维护成本和高部署灵活性将取代传统的有线线路连接中央控制器和机器人或执行器。然而,一些关键的工业应用需要超高可靠性和低延迟通信(URLLC)。在本文中,我们提倡采用大规模的多输入多输出(MIMO),以支持工业应用的无线传输,因为它可以提供类似于有线线路的确定性通信由于其信道硬化效应。为了减少延迟,用于分组传输的信道块长度是有限的,并且遭受传输速率降级和解码错误概率。因此,假设无限信道块长度,基于香农容量的用于大规模多输入多输出传输的传统资源分配不再是最优的。首先推导了在信道状态信息(CSI)不完全的情况下,最大比合并(MRC)和迫零(ZF)接收机的大规模多输入多输出系统上行链路可达速率下限(LB)的封闭表达式。然后,我们提出了新的低复杂度的算法来解决可实现的数据速率最大化的问题,通过联合优化MRC和ZF的导频和有效载荷传输功率。仿真结果证实了快速收敛速度和性能优于现有的基准算法。
2019-12-28 cs.IT eess.SP math.IT
Transmissive RIS Transmitter Enabled Spatial Modulation for MIMO Systems
本文提出透射式可重构智能表面发射机使能的空间调制MIMO系统,推导了ABEP上界及分集增益闭式表达式,并通过优化ABEP提升系统可靠性。
2024-03-28 cs.IT eess.SP math.IT
Intelligent Environments based on Ultra-Massive MIMO Platforms for Wireless Communication in Millimeter Wave and Terahertz Bands
毫米波(30-300 GHz)和太赫兹波段(0.3-10 THz)通信被设想为关键的无线技术,以满足5G及以后时代对每秒太比特(Tbps)链路的需求。在这个超宽带频率范围内非常大的可用带宽是以非常高的传播损耗为代价的,这与毫米波和太赫兹波段收发器的低功率相结合限制了通信距离和数据速率。在本文中,智能通信环境的概念,使超大规模多输入多输出平台的毫米波和太赫兹频段的频率,以增加通信距离和数据速率。端到端的物理模型的开发,考虑到新型的智能等离子体天线阵列,可以操作在传输,接收,反射和波导的能力,以及毫米波和太赫兹波段多径信道的特点。基于所建立的模型,针对不同的应用场景给出了大量的量化结果,以说明在超大规模多输入多输出环境下,MIMO系统在可达距离和数据速率方面的性能改进。
2019-04-16 eess.SP
GNN-enabled Precoding for Massive MIMO LEO Satellite Communications
Purple Mountain Laboratories(紫金山实验室);Interdisciplinary Centre for Security, Reliability and Trust (SnT), University of Luxembourg(卢森堡大学安全、可靠性与信任跨学科中心)
低地球轨道(LEO)卫星通信是第六代(6G)网络发展的关键组成部分。为了提高低轨卫星通信的性能,正在积极探索大规模多输入多输出(MIMO)技术的集成。然而,低轨卫星的有限功率对在受限功率条件下提高通信能量效率(EE)提出了重大挑战。人工智能(AI)方法越来越被认为是优化能源消耗同时提高系统性能的有前途的解决方案,从而实现更高效和可持续的通信。提出了解决大规模多输入多输出低轨卫星通信中预编码问题的方法。首先,我们引入了一个端到端的图神经网络(GNN)框架,有效地降低了传统预编码方法的计算复杂度。接下来,我们引入了Dinkelbach算法的深度展开和加权最小均方误差(WMMSE)方法来实现增强EE,将迭代优化过程转化为结构化神经网络,从而提高收敛速度和计算效率。此外,我们将泰勒展开方法近似GNN内的矩阵求逆,提高了所提出的方法的可解释性和性能。数值实验证明了我们提出的方法在复杂性和鲁棒性方面的有效性,比最先进的方法取得了显着的改进。
2025-05-06 cs.IT eess.SP math.IT
Energy Efficiency Optimization in Integrated Satellite-Terrestrial UAV-Enabled Cell-Free Massive MIMO
本文提出逐次凸逼近算法,在功率和服务质量约束下最大化卫星-无人机无蜂窝大规模MIMO网络中UAV的下行能效,推导了EE闭式表达式,仿真证明数十架UAV即可显著提升卫星网络频谱效率。
2024-07-24 cs.IT eess.SP math.IT
Environment-Aware and Training-Free Beam Alignment for mmWave Massive MIMO via Channel Knowledge Map
毫米波(mmWave)大规模多输入多输出(MIMO)通信系统被期望实现巨大的传输速率,前提是发射和接收波束与MIMO信道正确对准。然而,现有的波束对准技术依赖于信道估计或波束扫描,这导致过高的训练开销,特别是对于未来的无线系统,具有进一步增加的天线尺寸和更严格的要求,对成本有效的硬件架构。在本文中,我们提出了一种新的波束对准技术,这是环境感知和培训免费,通过利用新兴的概念,信道知识地图(CKM),连同用户的位置信息,是现成的在当代无线系统。CKM是一个站点特定的数据库,标记有发射机/接收机位置,它包含有用的信道信息,以促进或甚至实时获取信道状态信息(CSI)。提出了用于毫米波大规模多输入多输出系统中的波束对准的CKM的两个实例,即信道路径图(CPM)和波束索引图(BIM)。结果表明,与现有的基于训练的波束对准方案相比,所提出的CKM使能的环境感知波束对准能够大幅提高有效通信速率,即使有适度的用户定位误差,由于其显着节省了禁止的训练开销。
2021-02-19 eess.SP
Joint Hardware Design and Capacity Analysis for Intelligent Reflecting Surface Enabled Terahertz MIMO Communications
太赫兹(THz)通信已经被设想为为提供用于第六代(6 G)无线网络的超高数据传输的有前景的使能器。为解决太赫兹波严重的路径衰减和衍射不良带来的阻塞脆弱性,提出了一种智能反射面(IRS),通过调整相位来智能控制入射太赫兹波。在本文中,我们首先设计了一个有效的硬件结构的石墨烯基IRS的相位响应高达306.82度。随后,为了表征IRS支持的THz多输入多输出(MIMO)系统的容量,提出了一种自适应梯度下降(A-GD)算法,该算法通过在迭代过程中动态更新步长来确定迭代步长,而步长由二阶泰勒展开公式确定。与传统的固定步长的梯度下降(C-GD)算法相比,A-GD算法明显提高了可达速率性能。然而,A-GD算法和C-GD算法都继承了不可接受的复杂度。然后提出了一种低复杂度的交替优化(AO)算法,通过逐列(CBC)算法交替优化预编码矩阵和线性搜索算法交替优化IRS的相移矩阵。最后,数值结果验证了所设计的硬件结构和所考虑的算法的有效性。
2021-10-12 cs.ET cs.IT eess.SP
Joint Optimization of Uplink Power and Computational Resources in Mobile Edge Computing-Enabled Cell-Free Massive MIMO
本文针对MEC使能的无小区大规模MIMO系统,提出联合优化上行功率与计算资源的多目标框架,并通过交替优化和序贯凸规划算法求解,验证了其在降低功耗、时延及提升卸载效率方面的优势。
2023-11-29 cs.IT eess.SP math.IT
Position and Velocity Estimation Accuracy in MIMO-OFDM ISAC Networks: A Fisher Information Analysis
本文提出理论框架,基于Fisher信息分析推导了MIMO-OFDM ISAC网络中目标位置与速度估计的CRLBs,揭示协作感知的性能增益及系统参数影响。
2025-10-31 eess.SP
Location-aware Beamforming for MIMO-enabled UAV Communications: An Unknown Input Observer Approach
众多的通信和网络挑战阻碍了在现有无线技术主要集中在地面的极端环境中部署无人机(UAV);因此,UAV的空对空信道没有完全覆盖。针对无人机联合感知与通信问题,提出了一种新的波束形成空间估计方法。所提出的空间估计算法依赖于使用基于延迟容忍的预测器,该预测器可以在存在由于阵风等因素引起的不确定性的情况下准确地预测目标无人机的位置。该方案使用离散时间未知输入观测器(UIO),通过在同一设备上工作,显著降低了联合目标检测和通信复杂度,并在信道阻塞和干扰的情况下可靠地执行。仿真结果证明了该方法的有效性。
2021-11-20 cs.IT cs.SY eess.SP
Spatial Degrees of Freedom in Near Field MIMO: Experimental Validation of Beamspace Perspective
King Abdullah University of Science and Technology (KAUST)(阿卜杜拉国王科技大学);University of Southampton(南安普顿大学)
本文通过实验验证了近场MIMO中基于波束空间视角的有效空间自由度,并提出了有效MIMO瑞利距离和最大空间复用距离的定义。
2026-02-25 eess.SP