Comparison of PAM-6 Modulations for Short-Reach Fiber-Optic Links with Intensity Modulation and Direct Detection
PAM-6传输被考虑用于具有强度调制和直接检测的短距离光纤链路。实验表明，概率整形的PAM-6和帧交叉QAM-32星座在峰值功率约束下优于传统的交叉QAM-32。
2022-05-11 cs.IT eess.SP math.IT
A General Framework for Performance Analysis of Spatial Modulation over Correlated Fading Channels
提出了一种空间调制（SM）系统在相关和不相关瑞利和莱斯衰落信道下的误差分析的一般方法。所提出的方法，利用适当的复杂的随机变量和向量的属性，提供了一个确切的上限考虑任何数量的发射和接收天线和广泛的家庭的线性调制字母的衰落信道的类。通过仿真结果验证了理论推导的正确性。
2011-09-26 cs.IT math.IT
Modulation Classification via Subspace Detection in MIMO Systems
研究了多输入多输出（MIMO）系统中的有效调制分类问题。提出了一种基于逐层似然的MC算法，该算法采用子空间分解对传输流进行部分解耦。当检测感兴趣的流的调制类型时，在所有剩余的流上假设密集星座。所提出的分类器优于现有的MC计划在一个较低的复杂度成本，并可以有效地实现联合MC和子空间数据检测的上下文中。
2016-10-11 cs.IT math.IT
Single-RF MIMO: From Spatial Modulation to Metasurface-Based Modulation
在多输入多输出（MIMO）中，通常需要多个射频（RF）链来同时发送多个数据流。作为一种特殊的MIMO技术，空间调制（SM）利用一个RF链激活一个发射天线，并利用每个时隙的活动天线的索引进行信息传输。最近，可重构超表面已经成为一种有前途的技术，能够通过改变入射信号的幅度和/或相位来重新配置无线传播环境。在这篇文章中，我们的目标是通过将重点从SM转移到基于元表面的调制来实现单RF MIMO。具体来说，SM和元表面的原理。在回顾了SM的发展之后，我们详细阐述了元表面辅助单RF MIMO的想法，并讨论了SM的一些显着变体的实现。基于天线和基于超表面的调制之间的比较，突出使用超表面的优点。最后，我们研究的挑战和机遇的背景下，基于元表面的调制。
2020-09-02 cs.IT math.IT
Symmetrical Z-Complementary Code Sets (SZCCSs) for Optimal Training in Generalized Spatial Modulation
本文介绍了一类新的码集，称为“对称Z互补码集（SZCCS）”，它的非周期自相关和互相关和在整个相关窗口的前端和尾端都呈现零相关区（ZCZ）。提出了三种基于一般布尔函数的（最优）SZCCS的构造方法。作为第二个主要贡献，我们应用SZCCS设计最佳的训练序列的宽带广义空间调制（GSM）系统在频率选择性信道。关键词：互补码集，信道估计，训练序列设计，广义空间调制，频率选择性信道。
2022-03-25 cs.IT math.IT
Spatial Lattice Modulation for MIMO Systems
提出了一种适用于多输入多输出（MIMO）系统的空间调制方法-空间格型调制（SLM）。SLM的核心思想是联合利用空间、同相和正交维度将信息比特调制成由多个格点组成的多维信号集。一个主要发现是，在每维M进制脉冲幅度调制（PAM）输入信令的约束下，与现有的MIMO信道空间调制和空间复用方法相比，SLM实现了更高的频谱效率。特别是，它表明，当SLM信号集是通过使用密集的晶格，一个显着的信噪比（SNR）增益，即，与现有方法相比，可获得标称编码增益。此外，在瑞利衰落环境下，推导了一般SLM的平均互信息和平均符号矢量错误概率（ASVEP）的封闭表达式。为了降低检测复杂度，利用格形理论提出了一种低复杂度的SLM检测方法，称为格形球解码。仿真结果验证了所进行的分析的准确性，并表明，所提出的SLM技术实现更高的平均互信息和更低的ASVEP比现有的方法。
2018-01-09 cs.IT math.IT
Energy Efficiency in Hybrid Beamforming Large-scale mmWave Multiuser MIMO with Spatial Modulation
针对毫米波大规模多输入多输出（MIMO）系统中使用空间调制的混合波束成形的全局能量效率（GEE）最大化的无线电资源分配问题进行了解决。分析了该优化问题的理论性质，提出了两个可证明收敛的优化算法。前者实现了全局最优，而后者以较低的计算复杂性来权衡最优性。然而，数值结果表明，这两种算法在实际情况下达到全局最优。
2018-06-13 cs.IT math.IT
Adaptive Spatial Modulation Based Visible Light Communications: SER Analysis and Optimization
最近，空间调制（SM）技术已被提出用于可见光通信（VLC）。本文研究了采用自适应空间调制（ASM）的VLC的平均符号出错率（SER）。在系统中，对平均误符号率的分析分为两个方面：空域的错误概率和正确估计空域时信号域的错误概率。在这两个方面的基础上，推导出了平均SER的理论表达式。为了进一步提高系统的性能，提出了一个优化问题，以优化的LED上的调制阶数。分别提出了基于ASM和基于候选约简（CR）-ASM的优化算法。数值结果表明，推导出的平均SER的理论值是相当准确的评估系统的性能。此外，与现有的方案相比，所提出的两种算法是更好的选择VLC。
2018-07-26 cs.IT math.IT
Modulation Mode Detection & Classification for in-Vivo Nano-Scale Communication Systems Operating in Terahertz Band
这项工作开始努力设计一个智能/认知纳米接收器工作在太赫兹（THz）波段。具体来说，我们研究了智能纳米接收器的两个基本组成部分-调制模式检测（以区分基于脉冲的调制和基于载波的调制）和调制分类（以确定使用中的确切调制方案）。为了实现调制模式检测，我们在纳米接收机的通带内构造了一个二元假设检验，并给出了两个错误概率的封闭表达式。至于调制分类，我们的目标是通过高斯混合模型（GMM）来表示感兴趣的接收信号。这需要THz信道脉冲响应的显式估计及其随后的补偿（通过去卷积）。然后，我们通过期望最大化算法学习GMM参数。然后，我们对每个混合密度进行高斯近似，以计算对称Kullback-Leibler发散，以便区分各种调制方案（即，$M$ -进制相移键控、$M$ -进制正交幅度调制）。模式检测的仿真结果表明，存在唯一的Pareto最优点（SNR和判决阈值），在那里两个错误概率都最小化。调制分类的仿真结果的主要结论是，对于预先指定的正确分类概率，需要更高的SNR来正确识别更高阶的调制方案。更广泛地说，这项工作应该引发社区对智能/认知纳米接收器设计的兴趣（能够执行各种智能任务，例如，调制预测等）。
2018-07-28 cs.IT math.IT
Spatial Modulation- Spatial Multiplexing in Massive MIMO
大规模MIMO是5G技术的候选技术，通过在基站收发站（BTS）使用大量天线（超过64个），有望在无线数据率和链路可靠性方面获得显著收益。额外的天线通过将信号能量的传输和接收集中到更小的空间区域来提供帮助。这带来了吞吐量的巨大改进。然而，它需要大量的射频（RF）链（通常等于发射天线的数量），这是一个主要的缺点。克服这些问题的一种方法是使用空间调制（SM）。在SM中，发射天线的索引被用作额外的信息源以提高整体频谱效率。特别地，任意数量的信息比特的组被映射到两个星座中：基于调制方案的信号星座和用于编码发射天线的索引的空间星座。然而，低频谱效率是SM的主要缺点。因此，SM与空间复用的组合是在有限数量的RF链的情况下提高频谱效率的有效方式。
2016-05-07 cs.IT math.IT
Hybrid MAP and PIC Detection for OTFS Modulation
正交时频空间（OTFS）调制由于其在高移动性场景中提供可靠通信的巨大潜力，最近引起了大量关注。本文提出了一种新的OTFS调制混合信号检测算法。通过刻画OTFS调制的输入输出关系，推导出OTFS调制的近似最优符号级最大后验概率（MAP）检测算法，其目的是根据相应的相关接收符号提取每个发送符号的信息。此外，为了降低检测的复杂度，我们提出了一个分区规则，相关的接收符号分为两个子集检测每个发送的符号，根据相应的路径增益。然后，我们引入了一种混合检测算法，利用每个子集的功率差异，其中MAP检测应用于具有较大信道增益的子集，而并行干扰消除（PIC）检测应用于具有较小信道增益的子集。仿真结果表明，所提算法不仅能逼近符号级MAP算法的性能，而且与现有算法相比，性能有较大提高。
2020-10-25 cs.IT math.IT
Interference Cancellation and Iterative Detection for Orthogonal Time Frequency Space Modulation
最近提出的正交时频空间（OTFS）调制技术被证明在多普勒信道中提供比正交频分复用（OFDM）显著的误码性能优势。在本文中，我们推导出明确的输入输出关系描述OTFS调制和解调（模/解调）的延迟多普勒信道。我们分析了干扰，并开发了一种新的低复杂度，但有效的消息传递（MP）联合干扰消除（IC）和符号检测算法。所提出的MP算法可以有效地补偿大范围的信道多普勒扩展。
2018-02-16 cs.IT math.IT
Cross Z-Complementary Pairs for Optimal Training in Spatial Modulation over Frequency Selective Channels
本文的贡献是双重的：首先，我们引入了一类新的序列对，称为“交叉Z互补对（CZCPs）”，每个显示零相关区（ZCZ）的性质，其非周期自相关和和互相关和。提出了基于Golay互补对（GCPs）的完全CZCPs的系统构造。其次，我们指出，CZCP可以被用作宽带空间调制（SM）系统的训练序列设计的关键组成部分。我们表明，我们提出的SM训练序列来自CZCP导致最佳的信道估计性能在频率选择性信道。
2020-01-02 cs.IT math.IT
Asymptotic Error Performance Analysis of Spatial Modulation under Generalized Fading
这封信提出了一个全面的框架，分析的渐近误差性能的多输入多输出（MIMO）无线系统采用空间调制（SM）与最大似然检测和完美的信道状态信息。推导了MIMO SM系统的分集增益和编码增益的一般解析表达式，揭示了MIMO SM系统的基本特性。所提出的分析可以用来获得封闭形式的广义衰落下的MIMO SM系统的平均误比特概率（ABEP）的上限，成为渐近紧在高信噪比（SNR）区域。
2014-05-30 cs.IT math.IT
Projection-based list detection in Generalized Spatial Modulation MIMO systems
本文提出了一种新的空间复用广义空间调制系统的检测策略。这是一个多级检测，产生一个候选的发送信号矢量的列表，根据数据矢量的接近度排序的一个可能的矢量子空间。质量度量和列表长度度量分别选择最佳候选和管理列表长度。性能测试结果表明，该算法在保持显著的计算代价降低的同时，显著减小了与最优最大似然检测器的性能差距。
2015-04-19 cs.IT cs.NI math.IT
Reducing MIMO Detection Complexity via Hierarchical Modulation
这项工作考虑多输入多输出（MIMO）通信系统使用分层调制。最大似然（ML）MIMO检测器的缺点在于，计算复杂性随着发射天线的数量呈指数增加。为了降低复杂度，我们提出了一种分层调制方案，用于MIMO传输的基础和增强层合并。在所提出的接收器中，首先用最小均方误差（MMSE）检测器检测基本层，然后用ML检测增强层。我们的研究结果表明，所提出的低复杂度的计划不妥协的性能时，设计参数，如码率和星座比仔细选择。
2016-02-23 cs.IT math.IT
Practical Implementation of Spatial Modulation
在这项工作中，我们试图验证的性能空间调制（SM）和空间复用（SMX）的实验测试床。两个National Instruments（NI）-PXIe设备用于系统测试，一个用于发射器，一个用于接收器。在准备传输时格式化信息数据的数字信号处理与恢复信息数据的数字信号处理一起被描述。此外，还分析了系统硬件的局限性。理论分析和仿真结果表明，在视距信道条件下，该系统的平均误比特率（ABER）是有效的。
2013-06-03 cs.IT math.IT
Hybrid Beamforming with Spatial Modulation in Multi-user Massive MIMO mmWave Networks
射频（RF）链的成本是大规模MIMO毫米波网络的最大缺点。通过采用空间调制（SM），可以实现比发射天线更少数量的RF链，但仍然实现高频谱效率。在这项工作中，我们提出了一个系统模型的SM计划与混合波束形成在发射机和数字组合在接收机。在该模型中，空间调制比特映射到天线阵列的索引。结果表明，该模型实现了约5dB的增益比经典的多用户SM计划，只有8个发射天线在每个天线阵列。可以通过增加每个阵列处的发射天线的数量而不增加RF链的数量来进一步提高该增益。
2017-09-14 cs.IT math.IT
Low-Complexity Iterative Detection for Orthogonal Time Frequency Space Modulation
我们阐述了最近提出的正交时间频率空间（OTFS）调制技术，它提供了显着的优势，在多普勒信道中的正交频分复用（OFDM）。我们首先推导出输入-输出关系，描述OTFS调制和解调（模/解调）的延迟-多普勒信道与任意数量的路径，与给定的延迟和多普勒值。然后，我们提出了一个低复杂度的消息传递（MP）检测算法，这是适合于大规模的OTFS利用固有的信道稀疏性。由于分数多普勒路径（即，与多普勒抽头不完全对准）产生多普勒间干扰（IDI），我们采用MP检测算法来补偿IDI的影响，以进一步提高性能。仿真结果表明，在各种信道条件下，OTFS优于OFDM的性能增益。
2017-09-27 cs.IT math.IT
Iterative Detection and Decoding for Multiuser MIMO Systems with Low Resolution Precoding and PSK Modulation
近年来，低分辨率预编码技术在无线通信领域得到了广泛的关注。本研究的主题是结合信道编码的离散预编码。与以前的研究不同，我们提出了三种不同的软检测方法和迭代检测和解码方案，允许利用信道编码结合低分辨率预编码。除了一个精确的方法计算的外部信息，我们提出了两个近似降低计算复杂性。基于PSK调制和LDPC分组码的数值结果表明，在误码率方面，与基于常见AWGN信道模型的系统设计相比，具有更好的性能。
2021-05-19 cs.IT math.IT
Generalized Spatial Modulation in Indoor Wireless Visible Light Communication
本文研究了广义空间调制（GSM）在室内无线可见光通信（VLC）系统中的性能。GSM使用$N_t$发光二极管（LED），但在给定时间仅激活其中的$N_a$。空间调制和空间复用分别是具有$N_{a}=1$和$N_{a}=N_t$的GSM的特殊情况。本文首先推导了VLC系统中GSM系统最大似然（ML）检测的比特出错率（BER）的解析上界。分析和仿真结果表明，推导的上限是非常严格的中到高信噪比（SNR）。信道增益和信道相关性影响GSM性能，使得在最佳LED间隔处实现最佳BER。此外，对于固定的传输效率，VLC中的GSM的性能随着LED的半功率半角度的减小而提高。然后，我们在VLC系统中的GSM的性能与其他MIMO方案，如空间复用（SMP），空移键控（SSK），广义空移键控（GSSK），和空间调制（SM）进行比较。分析和仿真结果表明，VLC中的GSM在中等到高SNR下优于其他考虑的MIMO方案;例如，对于每个信道使用8比特，GSM在$10^{-4}$ BER下优于SMP和GSSK约21 dB，优于SM约10 dB。
2015-03-11 cs.IT math.IT
Capacity Analysis of Index Modulations over Spatial, Polarization and Frequency Dimensions
确定调制方案的容量是感兴趣的基本主题。折射率调制（IM），例如空间调制（SMod）、偏振调制（PMod）或频率折射率调制（FMod），在文献中被广泛研究。然而，找到一个封闭形式的分析表达式，他们的能力仍然是一个开放的话题。在本文中，我们制定了封闭形式的表达IM的瞬时容量，连同其$2$第二和$4$第阶近似。我们表明，平均而言，$2$ nd近似误差趋于零，低信噪比（SNR），是$o\left(\textrm{SNR}\right)$。此外，在瑞利，赖斯和Nakagami- $m$信道分布的遍历容量的详细分析。作为容量分析的应用，我们利用所提出的表达式来计算SMod的各态历经容量为不同的天线配置和相关性，PMod为不同的信道组件和条件，和FMod为不同的频率间隔。
2018-03-20 cs.IT eess.SP math.IT
Generalized Space and Frequency Index Modulation
不像在传统调制中仅通过来自复平面中定义的调制字母表的符号来传送信息比特（例如，正交幅度调制（QAM）、相移键控（PSK）），在索引调制（IM）中，通过参与传输的某些发射实体的索引来传送附加信息比特。多天线系统中的发射天线和多载波系统中的副载波是可用于通过索引来传达附加信息比特的此类发射实体的示例。在本文中，我们介绍{ \em广义空间和频率索引调制}，其中的活动发射天线和子载波的索引传送信息比特。我们首先在空间域中引入索引调制，称为广义空间索引调制（GSIM）。对于GSIM，其中比特仅在空间域中被索引，我们推导出可实现的速率的表达式以及易于计算的上界和下界。我们表明，在GSIM的可实现的速率可以比在空间复用，并分析建立的条件下，这可能发生。应注意，与空间多路复用相比，GSIM使用较少发射射频（RF）链来实现此较高速率。我们还提出了一个基于吉布斯采样的检测算法GSIM和GSIM可以实现更好的比特出错率（BER）的性能比空间复用。对于广义空频索引调制（GSSTIM），其中比特通过在有源天线以及子载波中的索引进行编码，我们推导出可实现的速率表达式。数值结果表明，GSCDMA可以实现更高的速率相比，传统的MIMO-OFDM。同时，BER结果表明GSCDMA的性能可能优于MIMO-OFDM。
2015-06-27 cs.IT math.IT
Quadrature Spatial Scattering Modulation for mmWave Transmission
在这封信中，我们研究了一种新的正交空间散射调制（QSSM）传输技术的基础上毫米波（mmWave）系统，其中发射机产生两个正交波束目标的候选散射在信道中携带的传统信号的实部和虚部，分别。同时，在接收端采用最大似然（ML）检测器来恢复接收到的波束和信号。基于最大似然检测器，我们推导出了QSSM方案的封闭形式的平均误比特概率（ABEP）表达式。此外，我们评估的渐近ABEP表示所提出的计划。蒙特卡罗模拟验证了推导结果的正确性和严密性。结果表明，QSSM的ABEP性能优于传统的空间散射调制。
2023-03-24 cs.IT eess.SP math.IT
On the Achievable Spectral Efficiency of Spatial Modulation Aided Downlink Non-Orthogonal Multiple Access
本文提出了一种新的空间调制辅助非正交多址接入（SM-NOMA）系统。我们使用互信息（MI）来表征所提出的SM-NOMA系统的可实现的频谱效率（SE）。由于SM采用的有限字母表空间域输入，相应的MI的表达缺乏一个封闭的形式制定。因此，提出了一个下界来量化SM-NOMA系统的MI。此外，在低信噪比和高信噪比区域，它的渐近性质也从理论上进行了研究。仿真结果证实了我们提出的SM-NOMA系统的SE性能及其分析。
2017-05-18 cs.IT math.IT
Continuous Phase Modulation With 1-Bit Quantization and Oversampling Using Iterative Detection and Decoding
考虑了一个具有连续相位调制和1位过采样ADC的通道。由于过采样，高阶调制产生更高的可实现的速率，这项工作提出了一种方法来接近这与复杂的编码。提出了一种定制的比特映射，其中可以在高SNR下可靠地检测到两个比特，并且只有第三个比特遭受错误平层。这样，卷积码仅应用于第三比特。我们的实验表明，与传统的信道编码的情况相比，所提出的方法对应于较低的BER。
2019-12-04 cs.IT math.IT
Differential Modulation and Non-Coherent Detection in Wireless Relay Networks
协作通信技术在下一代的许多无线通信应用中找到了它的方向。由于协作网络的分布式特性，获取衰落信道信息进行相干检测比传统的点对点通信更具挑战性。为了绕过对信道信息的要求，可以部署差分调制以及非相干检测。本论文主要研究合作网路中的差动调变与非相干侦测技术。具体而言，论文研究了移动环境中非相干检测的行为和鲁棒性（即，时变信道）。信道变化量与归一化多普勒频移有关，归一化多普勒频移是用户移动性的函数。多普勒频移用于区分慢时变（慢衰落）和快时变（快衰落）信道。几个重要的中继拓扑，包括单分支和多分支双跳中继与/无直接链路，采用放大转发中继和两个符号的非相干检测的性能进行了分析。为此，一个时间序列模型的发展特征的级联通道中遇到的放大和转发继电保护的时变性质。
2014-08-15 cs.IT math.IT
RIS-Aided Receive Generalized Spatial Modulation Design with Reflecting Modulation
本文将广义空间调制与可重构智能表面结合，提出RIS辅助接收广义空间调制的分集与复用方案，推导理论误码率并验证其在有限天线下可提升传输速率且保持良好性能。
2024-04-15 cs.IT eess.SP math.IT
Generalized Spatial Modulation Aided MmWave MIMO with Sub-Connected Hybrid Precoding Scheme
由于专用射频（RF）链的高成本和低能量效率，从实际的角度来看，毫米波（mmWave）多输入多输出（MIMO）系统中的RF链的数量通常是有限的。在这种情况下，独立数据流的最大数量也受到RF链数量的限制，这因此导致限制潜在可达到的空间复用增益。为了解决这个问题，本文提出了一种新的广义空间调制（GenSM）辅助毫米波MIMO系统，它能够通过有源天线组的索引传输额外的数据流，并且不需要额外的RF链。此外，还提出了一个两步算法来优化混合预编码器的设计，频谱效率（SE）最大化。最后，数值仿真结果表明，所提出的方案实现了优越的SE性能。
2017-04-28 cs.IT math.IT
Spatial Coded Modulation
本文提出空间编码调制（SCM）方案，通过增大天线激活码本的最小汉明距离来提升有源天线检测可靠性，并设计低复杂度检测器，在容量和可靠性上优于传统空间调制。
2019-10-10 cs.IT math.IT
A Low-Complexity Joint Detection-Decoding Algorithm for Nonbinary LDPC-Coded Modulation Systems
本文提出了一种低复杂度的非二进制LDPC码调制系统的联合检测译码算法。该算法结合了硬判决解码使用的消息传递策略与信号检测器在一个迭代的方式。它要求低的计算复杂性，提供良好的系统性能，并具有快速的解码收敛速度。与q元和积算法（QSPA）相比，它为q元LDPC码的实际应用提供了一个有吸引力的候选。
2010-06-05 cs.IT math.IT
Receive Spatial Modulation for Massive MIMO Systems
在本文中，我们考虑了一个大规模的多输入多输出（MIMO）单用户传输系统在毫米波室外窄带信道环境下工作的下行链路。我们提出了一种新的接收空间调制架构，旨在减少在用户终端的功耗，同时获得显着的吞吐量。通过使用模拟器件（幅度检测器）来降低能耗，这减少了射频链和模数转换器（ADC）的数量。基站按信道使用发送空间和调制符号。我们表明，最佳的空间符号检测器是一个阈值检测器，可以通过使用一位ADC实现。我们推导出封闭形式的表达式，在不同的信号噪声比（SNR）区域的检测阈值表明，一个简单的阈值，可以在高信噪比，其性能接近确切的阈值。我们推导出的平均比特错误概率的阈值估计误差的存在和不存在下，表明需要少量的导频符号的表达式。所提出的系统和全数字MIMO之间的性能比较表明，一个合适的星座选择可以减少性能差距。
2018-03-22 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
Vehicle Detection in 6G Systems with OTFS Modulation
本文研究在6G系统中利用OTFS调制结合随机填充实现高速车辆检测，并比较了两种目标检测方法，展示了OTFSM相比OFDM在多普勒频移下的鲁棒性优势。
2023-07-10 cs.IT eess.SP math.IT
Design of Protograph LDPC-Coded MIMO-VLC Systems with Generalized Spatial Modulation
研究了多输入多输出（MIMO）可见光通信中比特交织编码广义空间调制（BICGSM）迭代译码（BICGSM-ID）。在BICGSM-ID方案中，由信号域（SiD）符号和空间域（SpD）发光二极管（LED）索引图案传送的信息比特由原模图低密度奇偶校验（P-LDPC）码编码。具体而言，我们提出了一种信号域符号扩展和重新分配（SSER）的方法来构建一种新的广义空间调制（GSM）星座，称为SSERGSM星座，以提高性能的BICGSM-ID MIMO-VLC系统。此外，通过改进的PEXIT（MPEXIT）算法，我们进一步设计了一类速率兼容的P-LDPC码，称为增强型累积-重复-累积（EARA）码，它同时具有优良的译码门限和线性最小距离增长特性。理论分析和仿真结果表明，所提出的SSERGSM星座和P-LDPC码可以显著提高MIMO-VLC系统的收敛性能和译码性能。因此，所提出的P-LDPC编码的SSERGSM映射的BICGSM-ID配置被设想为满足MIMO-VLC应用的高吞吐量要求的有前途的传输解决方案。
2022-10-28 cs.IT math.IT
Low-Complexity Detection of Multiweight Permutation Modulation Space-Time Block Codes for Indoor Visible Light Communication
本文利用系统设计的多权码字矩阵，提高了基于置换调制的多输入多输出（MIMO）可见光通信的频谱效率。软判决，低复杂度的检测方案，然后设计的接收机和最大似然（ML）检测方法进行比较。误比特率（BER）结果表明，软判决检测算法能够在不知道信道状态信息的情况下对传输信息进行解码。这使得移动接收器能够在发射器单元的视场内解码信息。BER结果还显示与某些码本中的ML检测非常匹配，并且针对室内环境中接收机的不同位置评估了软判决解码器的性能。
2020-06-30 cs.IT eess.SP math.IT
Quad-LED and Dual-LED Complex Modulation for Visible Light Communication
在本文中，我们提出了简单和新颖的复调制技术，利用空间域传输复值调制符号在可见光无线通信。该想法是使用多个发光二极管（LED）来传达复调制符号的实部和虚部及其符号信息，或者，可替代地，传达复符号的幅度和相位。所提出的技术被称为{ \em四LED复合调制（QCM）}和{ \em双LED复合调制（DCM）}。所提出的QCM方案使用四个LED（因此称为“quad-LED”）;而实部和虚部的幅度通过LED的强度调制来传达，符号信息通过LED的空间索引来传达。另一方面，所提出的DCM方案利用了复数符号的极坐标表示;它仅使用两个LED（因此称为“双LED”），一个LED用于映射幅度，另一个LED用于映射复数调制符号的相位。这些技术不需要埃尔米特对称操作来生成LED兼容的正实数发射信号。我们提出了迫零和最小距离检测器及其性能QCM-OFDM和DCM-OFDM。我们进一步提出了另一种调制方案，称为SM-DCM { \em（spatial modulation-DCM）}方案，该方案将空间调制（SM）的优点引入DCM。所提出的SM-DCM方案使用两个DCM BLOCK，每个BLOCK中具有两个LED，并且索引位决定两个BLOCK中的哪一个将用于给定的信道使用。我们通过分析和仿真研究了所提出的方案的比特出错率（BER）性能。使用严格的分析BER上限和空间分布的接收信号噪声比，我们计算和绘制可实现的速率轮…
2016-07-24 cs.IT math.IT
Cross Domain Iterative Detection for Orthogonal Time Frequency Space Modulation
最近提出的正交时间频率空间（OTFS）调制已被认为是一个有前途的候选人，以适应各种新兴的通信和传感应用在高移动性环境。本文提出了一种新的跨域迭代检测算法来提高OTFS调制的误码性能。与传统的OTFS检测方法不同，该算法将基本的估计/检测方法应用于时域和延迟多普勒（DD）域，并通过酉变换迭代更新两个域的外部信息。在这样做时，所提出的算法利用时域信道稀疏性和DD域符号星座约束。我们评估的估计/检测误差方差在每个域中的每次迭代，并推导出状态演变调查的检测误差性能。我们表明，由于迭代的性能增益来自DD域中的非高斯星座约束。更重要的是，我们证明了所提出的算法确实可以收敛，在收敛，所提出的算法可以实现几乎相同的错误性能的最大似然序列检测，即使在分数多普勒频移的存在。此外，由于离散傅里叶变换（DFT）核的结构，与域变换相关联的计算复杂性较低。仿真结果与我们的分析是一致的，并证明了显着的性能改善相比，传统的OTFS检测方法。
2021-01-11 cs.IT math.IT
A Variational Inference based Detection Method for Repetition Coded Generalized Spatial Modulation
在本文中，我们考虑了一个简单的编码方案的空间调制（SM），其中同一组有源发射天线重复使用连续的多个传输。基于高斯近似，近似最大似然（ML）检测问题被制定为检测有源发射天线的索引。我们表明，近似ML检测问题的解决方案可以实现全编码增益。此外，我们开发了一个低复杂度的迭代算法，以解决问题的低复杂度的基础上，众所周知的机器学习的方法，即，变分推理仿真结果表明，该算法具有接近最大似然的性能.所提出的算法的一个显着特点是，它的复杂性是独立的活跃的发射天线的数量，而一个穷举搜索ML问题需要的复杂性与活跃的发射天线的数量呈指数增长。
2018-11-13 cs.IT math.IT
Spectral-Efficient Analog Precoding for Generalized Spatial Modulation Aided MmWave MIMO
广义空间调制（GenSM）辅助毫米波（mmWave）多输入多输出（MIMO）最近受到了学术界的广泛关注。然而，由于发射机对信道状态信息（CSI）的知识的利用不足，最新技术的GenSM辅助的毫米波MIMO系统的可实现速率远不是最优的。在此背景下，本文提出了一种新的模拟预编码方案，以提高传统的GenSM辅助毫米波MIMO的频谱效率（SE）。更具体地说，我们首先设法用封闭形式的表达式来下界GenSM辅助的毫米波MIMO的可实现的SE。其次，利用这个下限作为成本函数，提出了一种低复杂度的迭代算法来设计模拟预编码器的SE最大化。最后，进行数值模拟，以证实所提出的设计相对于最先进的GenSM辅助毫米波MIMO方案的优越性能。
2017-04-28 cs.IT math.IT
Space-Time Block Coded Spatial Modulation Aided mmWave MIMO with Hybrid Precoding
为了充分利用空间调制（SM）、空时分组码（STBC）、模拟波束形成（ABF）和数字预编码技术的优点，同时避免它们各自的缺点，提出了一种空时分组码空间调制与混合模拟数字波束形成（STBC-SM-HBF）相结合的毫米波通信方案。所提出的系统受益于SM的复用增益、STBC的发射分集增益以及波束形成器的信噪比（SNR）增益。仿真结果表明，迫零（ZF）和最小均方误差（MMSE）预编码STBC-SM系统比预编码SM系统具有更好的出错率（BER）性能。此外，与STBC-SM系统相比，预编码SM表现出性能下降。此外，通过采用ABF阵列，BER显著改善。此外，它表明，在所提出的方案中的STBC-SM-HBF的最少2个天线元件需要获得更好的BER比传统的SM和STBC-SM系统在相同的频谱效率下的2比特每秒每赫兹。
2018-07-27 cs.IT math.IT
On the Capacity of Generalized Quadrature Spatial Modulation
本文推导了连续输入连续输出信道下广义正交空间调制（GQSM）的平均互信息（AMI），通过闭式表达式解决了蒙特卡洛积分误差随信噪比指数增长的问题，并证明等概率天线选择方法虽略降符号AMI但总体显著提升AMI。
2023-09-10 cs.IT eess.SP math.IT
Time-Indexed Parallel Spatial Modulation for Large-scale MIMO Systems with Antenna Grouping
提出了一种新的空时并行索引调制方案，利用空时索引传输额外的数字信息。在该方案中，巧妙地使用发射天线分组在并行空间调制（PSM）方案中执行时间索引，并且被称为时间索引并行空间调制（TI-PSM）。该方案通过对发射天线进行分组，在大规模多输入多输出（MIMO）系统中采用TI-SM方案，避免了信道间干扰（ICI）。该方案由于可以实现高数据率和良好的性能改进而具有吸引力。的位出错率（BER）性能的TI-PSM计划进行评估，并与传统的计划。仿真结果表明，一个显着的改善是由TI-PSM计划相比，TI-SM和PSM计划实现相同的实现速率。它还表明，TI-SM和TI-PSM计划提供更高的性能下降与信道估计误差（CEE）比传统的SM和PSM系统。因此，由于TI-PSM方案实现了高性能改进，它可以有效地被视为各种5G及更高无线网络的有前途的解决方案。
2021-03-13 cs.IT math.IT
Generalized Spatial Modulation in Large-Scale Multiuser MIMO Systems
通用空间调制（GSM）使用$n_t$发射天线元件，但使用较少的发射射频（RF）链$n_{rf}$。空间调制（SM）和空间复用分别是具有$n_{rf}=1$和$n_{rf}=n_t$的GSM的特殊情况。在GSM中，除了通过$n_{rf}$常规调制符号（例如，QAM）传送信息比特之外，$n_{rf}$活动发射天线的索引也传送信息比特。在本文中，我们研究{ \em GSM的大规模多用户MIMO通信的上行链路}。我们在本文中的贡献包括：（$i$）的平均误比特概率（ABEP）分析的最大似然检测在多用户GSM-MIMO的上行链路上，我们推导出的ABEP上界，和（$ii$）低复杂度的算法GSM-MIMO信号检测和信道估计在基站接收端的消息传递的基础上。ABEP上的分析上限被发现是紧在中等到高的信噪比（SNR）。所提出的接收机算法被发现规模非常好的复杂性，同时实现近最佳的性能在大尺寸。仿真结果表明，在相同的频谱效率下，多用户GSM-MIMO系统在出错率为$10^{-3}$的情况下，性能优于多用户SM-MIMO系统和传统多用户MIMO系统2 ~ 9 dB。与SM-MIMO和常规MIMO相比，GSM-MIMO中的这种SNR增益可以归因于以下事实：由于空间索引比特的数量较大，GSM-MIMO可以使用功率效率更高的低阶QAM字母表。
2015-03-13 cs.IT math.IT
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
Transmit-Receive Generalized Spatial Modulation Based on Dual-layered MIMO Transmission
提出了一种新的下行多用户多输入多输出（MIMO）系统方案，称为双层收发广义空间调制（DL-TR-GSM）。所提出的方案是基于双层传输（DLT）的概念，其使用两个接收天线功率电平而不是接收天线激活/去激活来在接收空间域中传输数据。因此，为了最小化DL-TR-GSM的比特出错率（BER），确定两个功率电平之间的最佳比率。为了进一步表征DL-TR-GSM，我们完全推导出的计算复杂性，并显示出显着的计算复杂性减少，以及所需的硬件复杂性减少的DL-TR-GSM相比，一个国家的最先进的基准计划。仿真结果证实了DL-TR-GSM的性能优势。
2019-11-08 cs.IT eess.SP math.IT
Joint Radar-Communication Waveform Design Based on Composite Modulation
联合雷达通信（JRC）波形可用于在同一频段内同时进行雷达探测和通信。然而，雷达检测处理需要包括用于匹配滤波的嵌入信息的波形的先验知识。为了消除这一要求，我们提出了一种基于复合调制的单模JRC波形，其中内部调制通过将比特序列映射到不同的正交信号来嵌入信息，外部调制对内部波形进行相位调制以满足检测的要求。通过调整正交信号的数量，可以在检测和通信性能之间进行折衷。此外，还定义了一个新的参数相异度来衡量检测性能对未知嵌入信息的鲁棒性。数值结果表明，该系统的误码率性能与多级频移键控系统相当，模糊函数与相位编码信号相当，相异性性能优于其他JRC系统。
2020-09-15 cs.IT eess.SP math.IT
A DNN Architecture for the Detection of Generalized Spatial Modulation Signals
在这封信中，我们考虑的问题，在广义空间调制（GSM）使用深度神经网络（DNN）的信号检测。我们提出了一种新的模块化DNN架构，该架构使用小型子DNN来检测活动天线和复杂的调制符号，而不是使用单个大型DNN来联合检测活动天线和调制符号。其主要思想是使用小型子DNN而不是单个大型DNN减少了NN所需的大小，因此需要学习更少数量的参数。在独立同分布高斯噪声的假设下，所提出的DNN检测器实现了非常接近于最大似然检测器的性能。我们还分析了两种实际情况下的检测器的性能：i）接收天线上的相关噪声和ii）偏离标准高斯模型的噪声分布。所提出的基于DNN的检测器学习标准模型的偏差，并实现了优于传统的最大似然检测器的性能。
2020-08-22 cs.IT eess.SP math.IT
Performance Evaluation of RIS-Assisted Spatial Modulation for Downlink Transmission
本文针对RIS辅助空间调制下行链路系统，利用中心极限定理近似复合信道，并基于高斯-切比雪夫求积推导出平均误比特概率上界的闭式表达式，经蒙特卡洛仿真验证其有效性。
2024-04-01 cs.IT eess.SP math.IT
New Signal Designs for Enhanced Spatial Modulation
在本文中，我们提出了三个新的信号设计增强空间调制（ESM），这是最近推出的作者。ESM的基本思想是不仅通过如在常规空间调制（SM）中的活动发射天线的索引来传送信息比特，而且通过所使用的信号星座的类型来传送信息比特。原始的ESM方案是参考单流SM设计的，并且除了主调制之外还涉及一个或多个次级调制。与单流SM相比，它们提供了更高的吞吐量或改善的信噪比（SNR）。在本文中，我们专注于多流SM（MSM），并提出了三个新的ESM设计，导致增加SNR增益时，他们在相同的频谱效率。在前两种设计中使用的辅助信号星座基于信号星座平面中的单个几何插值步骤，而第三种设计还利用通过第二插值步骤导出的附加星座。新的ESM信号设计描述了四个发射天线的MIMO系统，其中两个是活跃的，但我们也简要地介绍了扩展到更高数量的天线。理论分析和仿真结果表明，所提出的设计提供了一个显着的信噪比增益比MSM。
2016-05-29 cs.IT cs.NI math.IT
Capacity-based Spatial Modulation Constellation and Pre-scaling Design
为提升空间调制性能，本文提出无信道状态信息反馈下基于BICM容量最大化的非均匀星座图与预缩放系数优化设计方案，仿真证明其能带来显著性能增益，有望应用于未来6G。
2023-10-24 cs.IT eess.SP math.IT
Design and Practical Validation of a Novel Modulation Scheme for RIS Detection and Identification
Faculty of Electrical Engineering and Information Technology, Ruhr-University Bochum（鲁尔大学波鸿分校电气与信息工程学院）
本文提出了一种新型调制方案，通过减少误检和虚警概率来提高RIS检测的可靠性，结合被动波束成形增益和被动波束扫描扩展角域检测范围。
2026-08-04 cs.IT eess.SP math.IT
Low-Complexity Detection of Permutational Index Modulation for Noncoherent Communications
本文提出一种基于OFDM置换索引调制的大规模SIMO非相干检测方案，利用二次度量排序检测器和统计信道状态信息，以低复杂度实现接近最大似然的误码性能。
2025-07-04 cs.IT eess.SP math.IT
Low-Cost Uplink Sparse Code Multiple Access for Spatial Modulation
空间调制（SM）-稀疏码多址接入（SCMA）系统以使用大量发射天线为代价来提供高频谱效率（SE）。为了克服这个缺点，这封信提出了一种新的SM-SCM A系统，在上行链路传输中操作，称为旋转广义SM-SCMA（RGSM-SCMA）。对于所提出的系统，以下是介绍：a）发射机的设计和它的公式，b）最大似然和最大后验概率解码器，和c）实用的低复杂度的消息传递算法及其复杂度分析。仿真结果和复杂度分析表明，与SM-SCMA系统相比，所提出的RGSM-SCMA系统在误比特率接近的情况下，可以显著节省发射天线数量，而译码复杂度的增加可以忽略不计。
2019-07-18 cs.IT eess.SP math.IT
