BER Performance Analysis of Coarse Quantized Uplink Massive MIMO
具有较低的量化分辨率，作为降低大规模多输入多输出和毫米波MIMO系统的功耗的解决方案，已经在文献中引入。在本文中，我们分析了误比特率（BER）性能的量化上行链路大规模多输入多输出采用几位分辨率的ADC。针对迫零（ZF）检测，利用线性量化模型，推导了一种封闭形式的量化信干噪比（SINR），以获得粗量化M-QAM大规模多输入多输出系统的解析误比特率近似。所提出的表达式是以比特为单位的量化分辨率的函数。我们进一步数值研究了不同的量化水平，从1位到4位，对三种调制类型的QPSK，16-QAM和64-QAM的BER的影响。在我们的模拟中采用了均匀和非均匀量化器。Monte Carlo仿真结果表明，我们的近似公式给出了使用非均匀量化器的$b$比特分辨率量化系统的BER性能的严格上限，而使用均匀量化器会导致相同系统的性能较低。我们还发现，与全精度（未量化）情况相比，在粗量化系统（例如2-3位QPSK和3-4位16-QAM）中，BER性能下降较小。然而，这种性能下降可以通过增加BS处的天线数量来补偿。
2018-04-19 eess.SP
Secrecy Performance of Antenna-Selection-Aided MIMOME Channels with BPSK/QPSK Modulations
研究了发射天线选择（TAS）和BPSK/QPSK调制下的多输入多输出（MIMO）窃听信道（又称多输入多输出多窃听信道）的保密性能。在发射机和合法接收机之间的主信道中，选择单个发射天线以使接收机处的瞬时信噪比（SNR）最大化。在接收器和窃听器处，使用选择组合（SC）。通过假设瑞利平坦衰落，我们首先推导出封闭形式的近似表达式的遍历保密率时的信道状态信息的窃听者（CSIE）是在发送端可用。其次，当CSIE不可用时，给出了近似和渐近保密中断概率（SOP）的解析公式。在理论推导的基础上，给出了仿真结果，验证了所得结果的逼近精度。此外，渐近结果表明，保密分集阶退化为0，由于有限的字母输入，这是完全不同的高斯输入驱动。
2019-04-27 eess.SP
Unleashing the Potential of Beamspace Modulation in Near-Field MIMO: Opportunities and Challenges
本文综述了近场MIMO系统中利用动态增强空间自由度的方法，重点分析波束空间调制技术在提升频谱效率和可靠性方面的潜力，并探讨其实现挑战与未来研究方向。
2024-09-29 eess.SP
FDA-MIMO-based Integrated Sensing and Communication System with Frequency Offset Permutation Index Modulation
本文提出基于FDA-MIMO的ISAC系统，采用FOPIM增强通信，MLTSD降低误码率，TSMLE估计目标角度和距离，仿真证明系统优于独立MIMO通信和感知模块。
2023-12-22 eess.SP
Precoding and Spatial Modulation in the Downlink of MU-MIMO Systems
本文研究了多用户MIMO系统的下行链路通信，其中基站天线和用户的接收天线都是活动的，但是在每次发送时，基站只选择接收天线的一个子集来接收信息符号，并且所选择的特定子集（模式）代表了传递给用户的部分信息。在本文中，我们提出了一个系统的数学模型，并开发表达式，是相当普遍的，足以进行分析。基于这些表达式，我们提出了一个程序，以优化选择的ERB的天线方向图的集合中使用的传输到不同的用户，旨在最大化的检测信噪比。性能结果，有和没有优化过程，提出了不同的情况下。
2018-03-19 eess.SP
Automatic modulation classification for MIMO system based on the mutual information feature extraction
本文针对MIMO系统自动调制分类中干扰难以消除、训练数据需求大的问题，提出基于互信息特征提取的新算法，利用IQ星座图提取互信息特征，无需消除干扰和大量训练数据，并在多个数据集上验证了有效性。
2024-06-08 eess.SP
Generalized Beamspace Modulation Using Multiplexing: A Breakthrough in mmWave MIMO
在最佳波束空间上的空间复用（SMX）多输入多输出（MIMO）被认为是关于频谱效率（SE）的毫米波（mmWave）通信的最佳解决方案，称为最佳波束空间选择（BBS）解决方案。等效MIMO注水（WF-MIMO）信道容量被视为不可超越的SE上界。最近，研究人员提出了各种方案，试图接近基准和性能界限。但是，它们是具有减少的射频（RF）链的毫米波MIMO系统的真正限制吗？在本文中，我们提出了一个更好的传输方案，实现更高的SE，即广义波束空间调制使用复用（GBMM）的基准和相应的界限的挑战。受空间调制概念的启发，除了选择波束空间之外，还使用选择操作来携带信息。我们证明，GBMM是优于BBS的SE方面，可以突破众所周知的“上限”。也就是说，GBMM更新SE的上界。本文研究了面向SE的GBMM预编码器激活概率优化、全数字预编码器设计、最优功率分配和混合预编码器设计。提出了一种适用于所有信噪比条件下的梯度上升算法。最佳的解决方案是在高信噪比制度。此外，我们研究了混合接收机设计，并推导出配置为在可实现的SE中从GBMM获得增益的接收RF链的最小数量。我们提出了一种编码方法来实现优化的预编码器激活。还讨论了毫米波宽带通信的扩展。与基准比较（即，WF-MIMO信道容量），以显示GBMM的优越性。
2018-10-25 eess.SP
Effect of Mutual Coupling on the Performance of STCM-MIMO Systems
与传统的空时编码和大规模大规模多输入多输出（MIMO）技术相比，空时编码大规模（STCM）多输入多输出（MIMO）系统具有更好的误比特率（BER）性能。STCM-MIMO系统的发射机由大型天线阵列组成。在实际系统中，由该天线阵列的元件发射的信号产生的自干扰（称为互耦（MC））降低了系统的性能。MC效应在具有大天线阵列的通信系统中是显著的。另一方面，增加发射天线的数目导致改善的BER性能。因此，在选择STCM-MIMO系统中的发射天线的最佳数量时存在折衷。为了考虑MC的影响，我们推导了接收信号的解析表达式，以准确地建模的STCM-MIMO系统下的MC效应的存在。我们提出了一种算法来选择最佳的天线数量，以尽量减少互耦和系统的误比特率（BER）。通过计算机仿真，研究了不同阵元数下STCM-MIMO系统的误码性能。
2019-03-10 eess.SP
Exploiting Spatial Modulation for Strong PhaseNoise Mitigation in mmWave Massive MIMO
CentraleSupélec（中央苏伊茨高等师范学院）；IETR - UMR CNRS 6164, CentraleSupélec（法国国家科学研究中心联合研究实验室6164，中央苏伊茨高等师范学院）；IMT Nord Europe, Institut Mines-Télécom, Centre for Digital Systems（欧洲北方高等矿业电信学院，高等矿业电信学院，数字系统中心）；IEMN - UMR CNRS 8520, University of Lille（法国国家科学研究中心联合研究实验室8520，里尔大学）
本文提出利用空间调制技术，在毫米波大规模MIMO中通过单阶段补偿提升相位噪声鲁棒性，同时采用双阶段补偿接近无相位噪声性能。
2026-03-11 eess.SP
Prediction of SINR using BER and EVM for Massive MIMO Applications
采用大规模多输入多输出的未来通信系统将不具有在移动用户终端处使用信道状态信息的能力。相反，对于这样的设备来说，将有必要评估下行链路信号与干扰和噪声比（SINR），其中干扰既来自服务于同一小区内的其他用户的基站，也来自相邻小区的其他基站。SINR将充当预编码器在基站处应用得有多好的指示符。本文中所呈现的来自2.4 GHz的32 x 3大规模多输入多输出信道探测器测量活动的结果示出了接收到的误比特率和误差矢量幅度如何可以用于获得平均和动态变化的SINR的预测。
2018-09-19 eess.SP
2x2 MIMO Prototype for BER and EVM Measurements in Metal Enclosure
在这项工作中，我们提出了一个2x2的近场多输入多输出（MIMO）的误码率（BER）和误差矢量幅度（EVM）的测量在金属外壳的原型。近场MIMO原型是使用软件定义无线电（SDR）开发的，用于QPSK调制基带波形的空中传输。我们检查了近场MIMO BER和EVM测量在三个不同的情况下，在一个高度反射的金属外壳环境。在第一种情况下，视线（LOS）通信链路时，模式搅拌器是固定的。在平稳信道条件下，执行近场MIMO BER和EVM测量。在第二种情况下，BER和EVM测量是在动态信道条件下进行时，模式搅拌器被设置为连续移动。在第三种情况下，LOS通信近场MIMO BER和EVM测量在静止信道条件下执行，但现在存在MIMO干扰。在三种不同的情况下，近场MIMO BER和EVM测量研究在不同的Tx USRP增益值，并在存在不同程度的MIMO干扰。
2022-09-17 cs.IT eess.SP math.IT
Intelligent Time-Varying Metasurface Transceiver for Index Modulation in 6G Wireless Networks
指数调制（IM）是即将到来的第六代（6 G）无线通信网络的候选技术之一。在本文中，我们提出了一种空时调制可重构智能元表面（RI-MTS），配置为实现各种频域IM技术在多输入多输出（MIMO）阵列配置。与现有的主要分析一般RI-MTS IM的信号理论的工作，我们提出了新的电磁兼容的设计，如子载波索引调制（SIM）和MIMO正交频域调制IM（MIMO-OFDM-IM）的特定IM。我们的全波电磁仿真和分析计算建立了这些收发器的可编程能力，以改变反射相位并为IM生成频率谐波。实验结果表明，基于RI-MTS的SIM和MIMO-OFDM-IM系统的误码率均低于传统的MIMO-OFDM系统。
2020-09-23 eess.SP physics.app-ph
Efficient Precoding for Single Carrier Modulation in Multi-User Massive MIMO Networks
通过在频域（FD）中进行处理，大规模多输入多输出系统可以使用具有循环前缀的单载波调制（SCM）波形来接近理论上的每用户容量。最小均方误差（MMSE）检测和迫零（ZF）预编码已经被证明可以有效地消除多用户干扰，同时补偿符号间干扰。在本文中，我们提出了一种改进的下行链路预编码方法在FD的基础上正则化迫零（RZF），它重用的矩阵求逆计算的一部分，FD MMSE上行链路检测。通过重用这些计算，与ZF预编码器相比，RZF预编码器的计算复杂度大幅降低。在RZF中引入正则化导致在用户终端处检测到的数据符号中的偏差。我们表明，这种偏见可以通过在接收器中加入比例因子来消除。此外，注意，必须优化用户功率以在每个用户终端处看到的噪声和干扰之间取得平衡。对于低和中等输入信噪比（SNR）条件，所得到的RZF预编码器的性能超过ZF预编码器的性能，并且对于高输入SNR，性能相等。这些结果是建立和证实的分析和模拟。
2021-03-13 eess.SP
Spatial Sigma-Delta Modulation for Coarsely Quantized Massive MIMO Downlink: Flexible Designs by Convex Optimization
本文针对低分辨率DAC的大规模MIMO下行链路，提出基于凸优化的通用空间Sigma-Delta调制设计框架，可灵活配置阶数、量化电平数和角度扇区，在中等量化电平下实现接近未量化系统的误码率性能。
2024-02-27 eess.SP
Multiple-type Transmission Multiple-type Reception Framework on Molecular Communication
在本文中，我们提出了一种新的多输入多输出（MIMO）分子通信（MC）系统，其中多种类型的分子用于传输和接收的信息。我们称之为多类型传输和多类型接收（MTMR）的建议框架。我们还得到了系统的误比特率（BER），并制定了一个优化问题，通过优化药物剂量的设计药物释放机制，以最大限度地减少BER。数值分析表明，考虑到分子的预算为10000，MIMO-MTMR在MC中的BER被最小化为$\text{3.7}\times\text{10}^{\text{-3}}$。此外，从BER性能的观点来看，MIMO-MTMR优于单类型发送单类型接收MIMO，对于时隙10 s约为54%。
2019-08-16 eess.SP
Cluster Index Modulation for Reconfigurable Intelligent Surface-Assisted mmWave Massive MIMO
本文提出BGCS-CIM方案，利用有效簇增益和空间分集构建码本，在RIS辅助mmWave系统中实现低干扰高效传输，并推导ABER上界验证其优于现有基准。
2023-06-26 eess.SP
A Joint Design of MIMO-OFDM Dual-Function Radar Communication System Using Generalized Spatial Modulation
提出了一种新的双功能雷达通信系统，该系统具有高目标分辨力和高通信速率的特点。它由一个多输入多输出（MIMO）雷达，其中只有少量的天线是活跃的，在每个信道的使用。探测波形是正交频分复用（OFDM）类型。OFDM载波被分成两组，一组由有源天线以共享的方式使用，另一组，其中每个子载波以独占的方式分配给有源天线（专用子载波）。基于接收和发送的符号执行目标估计。该系统以广义空间调制（GSM）方式经由所发送的OFDM数据符号和有源天线的图案来传送信息。多天线通信接收机可以通过稀疏信号恢复方法识别有源天线的索引。共享子载波的使用使得能够实现高通信速率。私有子载波用于合成虚拟阵列以获得高角度分辨率，并且还用于改进对有源天线索引的估计。OFDM波形允许通信接收器容易地减轻频率选择性衰落的影响，而在发射器处使用稀疏阵列降低了系统的硬件成本。通过仿真评估了所提出的DFRC系统的雷达性能，并提供了通信系统误比特率（BER）结果。
2021-06-10 eess.SP
Deep Machine Learning in MIMO Communication Systems
Faculty of Electrical and Computer Engineering, University of Tabriz（特拉比兹大学电气与计算机工程学院）
本文提出一种基于自编码器的端到端MIMO通信系统，通过联合优化发射机、接收机和信道，在瑞利衰落和噪声条件下显著降低误码率。
2026-05-25 eess.SP
Mixed Gibbs Sampling Detector in High-Order Modulation Large-Scale MIMO Systems
提出了一种基于邻域限制混合吉布斯采样（MGS）的低复杂度高阶调制大规模多输入多输出（LS-MIMO）检测方法。所提出的LS-MIMO检测器在距离d处对来自MGS的噪声解决方案应用邻域限制（NL）-因此，称为d-简化MGS（d-sMGS）-以便减轻其影响，当考虑高阶调制时，其可能是有害的。对64-QAM信号的数值仿真结果表明，该检测方法可以显著提高MGS算法的收敛性，而每次迭代不需要额外的计算复杂性。所提出的适用于高阶调制LS-MIMO的基于d-sMGS的检测器在系统负载高时进一步表现出改进的性能与复杂度的折衷，即，当K >= 0.75时。N.此外，随着维数的增加，即，增加天线和/或调制阶数，2-sMGS的较小限制被证明是比1-sMGS更令人感兴趣的选择。
2021-04-17 cs.IT eess.SP math.IT
MMSE Symbol Level Precoding Under a Per Antenna Power Constraint for Multiuser MIMO Systems With PSK Modulation
提出了一种基于最小均方误差设计目标的符号级预编码算法。建议的设计，然后制定在一个二阶锥程序的标准形式，允许通过内点法的最佳解决方案。数值结果表明，所提出的设计是优于现有的方法在低和中等信噪比制度的误比特率。
2022-06-25 cs.IT eess.SP math.IT
Asymptotic analysis of V-BLAST MIMO for coherent optical wireless communications in Gamma-Gamma turbulence
研究了相干光无线通信系统在Gamma-Gamma湍流环境下采用V-BLAST MIMO方案时的渐近误码性能。提出了一种新的方法来量化系统的性能和渐近误码性能的数学解。由于V-BLAST MIMO系统的分集增益等于接收机的数量，因此显示了违反直觉的结果。因此，它示出，当应用V-BLAST MIMO方案时，每次传输的符号率可以等于发射机的数量，具有一定的成本分集增益。这意味着，我们可以同时利用MIMO系统的空间复用和分集特性，以实现比现有方案更高的数据速率，在显示严重的湍流和适度衰减的信道。
2021-07-12 eess.SP
Channel Estimation for MIMO Space Time Coded OTFS under Doubly Selective Channels
针对双色散信道下的多输入多输出（MIMO）系统，提出了一种基于唯一字（UW）的信道估计方法，并将其应用于空时编码（STC）的正交时频域（OTFS）系统。OTFS调制由于其在时间和频率上扩展数据符号的特性，最近已经被提出作为时变信道下的鲁棒技术。另一个相关方面是在发射机和接收机处采用多个天线。因此，我们考虑了STC MIMO系统的循环延迟分集在发送端和最大比合并在接收端，我们开发了一个基于UWB的信道估计方案的多个发射天线。我们表明，最近提出的SISO帧优化方案是直接适用于MIMO。此外，我们数值评估的帧错误率（FER）的OTFS和OFDM与2x2和4x 4 MIMO，其中时变信道估计使用基于UW的方法。仿真结果表明，对于高阶调制和更高码率的MIMO-STC系统，OTFS比OFDM具有更大的优势。
2021-04-02 eess.SP
LED Selection and MAP Detection for Generalized LED Index Modulation
在本文中，我们提出的发光二极管（LED）的选择，不仅可以适用于传统的多输入多输出（MIMO）的情况下，但也适用于一个更大的MIMO配置的广义LED折射率调制（GLIM）系统与光正交频分复用（OFDM）在可见光通信（VLC）。此外，我们推导出一个简化的最大后验概率（MAP）检测器的实现时，LED的数量是一个偶数大于四。仿真结果表明，MAP和LED选择的性能优于其他检测算法的大偶数LED和传统的GLIM $4\times4$传输，分别。
2018-05-01 eess.SP
Differential Modulation in Massive MIMO With Low-Resolution ADCs
在本文中，我们提出了一种差分调制和检测方案，用于在基站的大量天线的系统的上行链路中，每个配备低分辨率的模数转换器（ADC）。我们推导出一个表达式的最大似然（ML）检测器的差分编码的相位信息符号接收到的基站在低分辨率ADC制度。我们还提出了一个同等性能的降低复杂度的接收机检测相位信息。为了提高支持的数据速率，我们还提出了一个最大似然表达式来检测差分幅度相移键控符号与低分辨率ADC。我们注意到，导出的检测器无法检测到幅度信息。为了克服这个限制，我们使用Bussgang定理和中心极限定理（CLT）开发两个检测器能够检测的幅度信息。我们数值上表明，虽然第一个幅度检测器需要多个量化位可接受的性能，类似的性能可以实现使用一位ADC分组的接收天线，并采用不同的天线组的可变量化电平（VQL）。我们通过仿真验证了所提出的检测器的性能，并与相应的相干检测器进行了比较。最后，我们提出了一个复杂性分析所提出的低分辨率差分检测器
2021-12-02 eess.SP
Single-Carrier Spatial Modulation for the Internet of Things: Design and Performance Evaluation by Using Real Compact and Reconfigurable Antennas
在本文中，我们首次提出了两种新的解决方案，以提高小型连接对象（如眼镜和摄像头）与第五代（5G）移动网络之间的数据速率，基于空间调制，单载波波形，对象侧的紧凑型可重构天线和网络侧的大规模多输入多输出（M-MIMO）。在第一种新的无线通信系统中，“发射对象”使用具有紧凑的可重构天线和恒定包络放大器的发射空间调制，以低复杂度和低功耗以高数据速率发射。M-MIMO 5G基站的空时数字处理能力用于检测这种信号。在第二种新的无线通信系统中，“接收对象”使用接收空间调制、紧凑的多端口天线和低复杂度检测算法来以低复杂度信号处理以高数据速率接收。利用M-MIMO 5G基站的空时波束成形能力来提供预均衡的信号，足以被物体检测到。我们第一次提出了实验，表明M-MIMO允许重新引入单载波调制波形。对于第一次，我们提出了与真正现有的紧凑型天线和紧凑型可重构天线的性能结果，表明这两个新的通信系统优于传统的调制在能源效率和复杂性方面。
2018-12-17 eess.SP
BERT4MIMO: A Foundation Model using BERT Architecture for Massive MIMO Channel State Information Prediction
University of Stavanger（斯塔万格大学）；Old Dominion University（奥多明尼昂大学）；University of York（约克大学）
本文提出受BERT启发的BERT4MIMO基础模型，利用深度学习和注意力机制处理大规模MIMO高维CSI数据，在不同移动性和信道条件下实现优越的CSI重建性能。
2025-01-03 cs.AI cs.IT eess.SP
Efficient Detection in Uniform Linear and Planar Arrays MIMO Systems under Spatial Correlated Channels
在本文中，各种MIMO检测器的效率进行了分析，从高度相关的信道的角度来看，MIMO系统有缺乏的性能，除了在某些情况下增加的复杂性。考虑到这一困难但{有用}的场景，各种MIMO检测方案{关于}复杂度和误比特率（BER）性能进行了准确评估。具体地，连续干扰消除（SIC）、格基约简（LR）以及它们的组合与传统的线性MIMO检测技术相关联。{To为了证明有效性，已经考虑了宽范围的天线数量和调制格式，旨在根据其性能-复杂度权衡来验证这种MIMO检测技术的潜力。我们还研究了当发射和接收端都配备有均匀线阵（UWB）和均匀平面阵（UPA）天线配置时的相关效应。当两种天线阵列配置被部署{考虑}不同的天线数量和调制阶数时，特别是{在}近大规模多输入多输出条件下，仔细比较了不同检测器的性能。我们还讨论了阵列因子（AF）和两种{天线阵列}结构的BER性能之间的关系。
2018-10-06 eess.SP
Massive MIMO Adaptive Modulation and Coding Using Online Deep Learning Algorithm
本文提出一种基于全连接神经网络的在线深度学习算法，用于大规模MIMO自适应调制与编码，通过初始训练和服务反馈增量重训练，在多种场景下相比Q-learning和传统OLLA实现10%-20%的用户吞吐量提升。
2024-09-03 cs.NI eess.SP
MIMO Capacity with Reduced RF Chains
本文提出了一个显着的进步，了解MIMO容量限制与不足的RF链。容量的特点是最大的互信息给定任何向量输入不仅受到平均功率约束，但也稀疏约束。它被证明是高斯混合输入分布的能力，实现在高信噪比（SNR）制度。导出了高斯混合信号的最优混合系数和协方差矩阵，以及相应的可达容量。对于具有单个RF链的特殊情况，示出了最佳混合系数近似与信道增益成比例。在高信噪比的情况下，其容量近似为多个信道的最大比合并（MRC）。通过与最佳天线/波束空间选择（BAS/BBS）和均匀空间/波束空间调制（USM/UBM）的比较，研究了非均匀空间调制（NUSM）和非均匀波束空间调制（NUBM）的性能优势。比较结果表明，信息引导NUSM/NUBM是最佳的高信噪比制度。数值结果验证了我们的分析。
2019-02-07 eess.SP
Frequency Domain Multi-user Detection for Single Carrier Modulation with Cyclic Prefix
频域（FD）多用户检测（MUD）已被证明是在具有高色散信道的大规模多输入多输出场景中接近单载波调制（SCM）方案的理论每用户容量的有效手段。当向SCM波形添加循环前缀时，所得卷积信道矩阵的循环结构允许FD检测的相对简单的表达式。在本文中，我们开发了一种计算效率高的最小均方误差（MMSE）FD-MUD技术在时分双工（TDD）大规模多输入多输出设置和显示如何处理步骤可以共享之间的上行链路和下行链路。
2020-10-13 eess.SP
Beam-Space MIMO Radar for Joint Communication and Sensing with OTFS Modulation
受汽车应用的启发，我们考虑用于在毫米波（mmWave）频段操作的系统的联合雷达感测和数据通信，其中基站（BS）配备有共置雷达接收器并且使用正交时频空间（OTFS）调制格式发送数据。我们考虑两种不同的操作模式。在发现模式中，单个公共数据流在宽角度扇区上广播。雷达接收机必须检测到尚未捕获的目标的存在，并对其参数（到达角，距离和速度）进行粗略估计。在跟踪模式下，BS通过波束成形向已经捕获的用户发送多个单独的数据流，而雷达接收器执行对上述参数的精确估计。由于硬件的复杂性和功耗的限制，我们考虑一个混合的数字-模拟架构的RF链和A/D转换器的数量是显着小于天线阵列元件的数量。在这种情况下，不可能直接应用传统的MIMO雷达方法。因此，我们提倡一种波束空间方法，其中在雷达接收机处的矢量观测通过RF域波束成形矩阵从天线到RF链的降维操作来获得。在此基础上，提出了一种基于似然函数的联合目标检测和参数估计方案，分别用于发现模式和跟踪模式下的高分辨率参数估计。我们的数值结果表明，该方法是能够可靠地检测多个目标，同时密切接近Cramer-Rao下界（CRLB）的相应的参数估计问题。
2022-07-12 eess.SP
Minimum Symbol Error Probability Low-Resolution Precoding for MU-MIMO Systems With PSK Modulation
我们提出了一种最佳的低分辨率预编码技术，最大限度地减少了用户的符号错误概率。与依赖于QPSK调制的现有方法不同，对于最小符号错误概率目标函数的推导，当前方法允许任何PSK调制阶数。此外，所提出的方法解决了相应的离散优化问题，通过一个复杂的分支定界方法。此外，我们提出了不同的方法，基于贪婪搜索方法来计算实际的解决方案。数值仿真证实了所提出的最小符号错误概率准则的符号出错率的优越性相比，建立MMDDT和MMSE方法。
2021-10-05 cs.IT eess.SP math.IT
Frequency Domain Equalization for Single and Multiuser Generalized Spatial Modulation Systems in Time Dispersive Channels
在这封信中，提出了一种低复杂度的迭代检测器与频域均衡的广义空间调制（GSM）辅助单载波（SC）传输工作在频率选择性信道。该检测器包括三个主要的独立任务，即，多输入多输出（MIMO）均衡，有源天线检测和符号方式解调。这种方法使检测器适用于广泛的MIMO配置，包括单用户和多用户场景，以及任意信号星座。仿真结果表明，该接收机可以应付严重的时间色散信道引起的符号间干扰，并工作在困难的欠定的情况下，发射天线的总数是远远大于接收天线的数量。
2019-04-26 eess.SP
The Family of LML Detectors and the Family of LAS Detectors for Massive MIMO Communications
本章在统一框架下回顾了LML和LAS检测器族，证明大MIMO信道具有LML特性，使局部搜索检测器能逼近GML检测性能，并展示了其在高信道负载下接近GML的BER和频谱效率表现。
2024-08-29 eess.SP
IMRecoNet: Learn to Detect in Index Modulation Aided MIMO Systems with Complex Valued Neural Networks
索引调制（IM）通过激活部分天线用于数据传输来降低多输入多输出（MIMO）系统的功耗和硬件成本。然而，IM显著增加了接收机的复杂度，并且需要精确的信道估计来保证其性能。为了应对这些挑战，在本文中，我们设计了一个基于深度学习（DL）的检测器的IM辅助MIMO（IM-MIMO）系统。我们首先制定了一个稀疏重建问题，利用IM的固有属性的检测过程。然后，基于贪婪策略，我们设计了一个基于DL的检测器，称为IMPLESNet，实现这个稀疏重建过程。与一般的神经网络不同，我们引入了复值运算来适应通信系统中的复杂信号。据我们所知，这是首次尝试将复值神经网络引入到IM-MIMO系统的检测器设计中。最后，为了验证所提出的检测器的适应性和鲁棒性，进行了仿真，考虑不准确的信道状态信息（CSI）和相关的MIMO信道。仿真结果表明，该检测器优于现有的算法在天线识别精度和比特出错率在各种情况下。
2021-12-02 cs.IT eess.SP math.IT
Enabling Energy-Efficiency in Massive-MIMO: A Scalable Low-Complexity Decoder for Generalized Quadrature Spatial Modulation
针对广义正交空间调制（GQSM）解码复杂度随效率升高的问题，提出基于向量化高斯置信传播的UVD-GaBP解码算法，复杂度与组合因子无关，在最多32根发射天线的大规模MIMO仿真中验证了其有效性，为无线系统高能效与频谱效率提供支撑。
2023-10-04 eess.SP
Deep Learning-Aided OFDM-Based Generalized Optical Quadrature Spatial Modulation
提出了一种基于正交频分复用（OFDM）的广义光正交空间调制（GOQSM）技术，用于多输入多输出光无线通信（MIMO-OWC）系统。考虑到应用基于最大似然和最大比合并（ML-MRC）的检测时的误差传播和噪声放大效应，我们进一步提出了一种基于OFDM的GOQSM系统的深度神经网络（DNN）辅助检测。提出的DNN辅助检测方案以联合方式执行GOQSM检测，可以有效地消除误差传播和噪声放大的不利影响。所获得的仿真结果成功验证了深度学习辅助的基于OFDM的GOQSM技术在高速MIMO-OWC系统中的优越性。
2021-06-24 eess.SP
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
Energy Efficiency Optimization of Generalized Spatial Modulation with Sub-Connected Hybrid Precoding
毫米波（mm-Wave）大规模多输入多输出（MIMO）系统的能量效率（EE）优化正在成为第五代（5G）移动通信系统的重要挑战。然而，由于毫米波大规模多输入多输出系统中的高载波频率，射频（RF）链的功率急剧增加。针对这一问题，提出了一种新的基于广义空间调制（GSM）和子连通混合预编码（HP）结构的能量效率优化方案。仿真结果表明，GSM-HP方案在mm-Wave大规模多输入多输出场景下的EE性能优于全数字预编码（FDP）方案，计算功耗可节省88%.
2019-01-02 cs.NI eess.SP
Baseband-Free Wideband MU-MIMO OFDM via Stacked Intelligent Metasurfaces
School of Electrical and Electronic Engineering, Nanyang Technological University（南洋理工大学电气与电子工程学院）
研究提出由两个级联堆叠智能超表面实现的无基带宽带MU-MIMO OFDM发射机架构，将相关调制等从数字基带移至波域，通过特定设计和框架解决问题，验证了该架构在MU-MIMO OFDM性能等方面的有效性。
2026-07-27 eess.SP
IMNet: A Learning Based Detector for Index Modulation Aided MIMO-OFDM Systems
索引调制（IM）技术为传统的多输入多输出正交频分复用（MIMO-OFDM）系统带来了功耗和发射机复杂度的降低。然而，由于IM的引入，大大增加了接收端检测器的复杂度。此外，检测器还需要接收器处的信道状态信息，这导致高系统开销。为了应对这些挑战，在本文中，我们在设计非迭代检测器时引入了深度学习（DL）。具体而言，基于IM辅助MIMO-OFDM系统中发送信号的结构稀疏性，我们首先将检测过程表示为稀疏重构问题。然后，一个基于DL的检测器称为IMNet，它结合了传统的最小二乘方法的两个，被设计用于恢复发送信号。据我们所知，这是第一次尝试设计的DL为IM辅助系统的检测器。最后，为了验证IMNet的自适应性和鲁棒性，考虑相关MIMO信道进行了仿真。仿真结果表明，在各种场景下，该算法在误比特率和计算复杂度方面均优于现有算法。
2019-11-13 cs.IT eess.SP math.IT
Index Modulation for Fluid Antenna-Assisted MIMO Communications: System Design and Performance Analysis
提出FA-IM机制，将索引调制融入流体天线MIMO系统，通过位置模式码本设计和高斯稀疏贝叶斯检测器提升频谱效率与误码性能，无需额外硬件。
2023-12-25 cs.IT eess.SP math.IT
Self and turbo iterations for MIMO receivers and large-scale systems
针对大规模多输入多输出（MIMO）系统，研究了一种基于期望传播（EP）算法的Turbo软检测器。对于高阶调制和/或大量天线，MIMO系统中的最佳检测在计算上变得不可行。在这种情况下，线性最小均方误差（LMMSE）表现出低复杂度与良好的性能，但远离最佳。为了提高性能，可以使用EP算法。在本文中，我们回顾了以前的EP为基础的检测器，并提高其估计的复杂性和性能。具体来说，我们通过用非均匀先验替换均匀先验来提高自迭代EP阶段的收敛性，这更好地表征了一旦turbo过程开始，解码器返回的信息。我们还审查EP参数，以避免使用高阶调制时的不稳定性，并降低计算复杂度。仿真结果表明，这种新的检测器的鲁棒性和增强的性能与以前的方法相比，在文献中发现。实验结果还表明，该检测器在不完全信道状态信息（CSI）的情况下具有较好的鲁棒性。
2019-01-10 eess.SP
Capacity Analysis for Joint Radar-Communication Capable Coherent MIMO Radars
最近，在同一平台内集成通信和雷达任务的概念引起了极大的关注。联合雷达通信（JRC）系统提供了一个重要的机会，以减少频谱使用和产品成本，同时进行并发操作，如通过雷达处理和建立通信链路的目标感测。最近文献中已经提出了一种具有JRC能力的相干MIMO雷达系统。介绍了几种方法，以达到双重目标，作为一个显着的零电平对感兴趣的方向的雷达和MIMO雷达波形正交性。由于源自JRC操作的限制，通信信道可能遇到不希望的幅度变化。由于辐射信号幅度朝通信方向的衰减，这种不需要的调制通常会影响通信性能。然而，这种无意调制对通信信道的影响还有待研究。本文分析和研究了加性高斯白噪声和瑞利/莱斯衰落条件下具有JRC能力的相位编码相干MIMO雷达的通信信道。针对每个信道条件评估通信容量。结果表明，在所有信道条件下，采用单边有限零向固定波形产生方法具有最佳的容量性能。
2020-02-01 eess.SP
Multi-User Delay Alignment Modulation for Millimeter Wave Massive MIMO
延迟对齐调制（DAM）是一种新型的宽带通信技术，它利用毫米波（mmWave）大规模多输入多输出（MIMO）系统的高空间分辨率和多径稀疏性来抑制符号间干扰（ISI），而不依赖于信道均衡或多载波传输等传统技术。在本文中，我们扩展DAM技术的多用户毫米波大规模MIMO通信系统。我们首先提供渐近分析表明，当基站（BS）天线的数量远大于信道路径的总数，DAM是能够消除ISI和用户间干扰（IUI）与简单的延迟预补偿和每路径为基础的最大比传输（MRT）波束成形。然后，我们研究了一般的多用户DAM设计，考虑在每路径的基础上，即MRT，迫零（ZF）和正则化迫零（RZF）的三个经典的发射波束成形策略。仿真结果表明，多用户DAM可以显着优于基准单载波ISI缓解技术，只使用每个用户的最强信道路径。
2022-11-14 cs.IT eess.SP math.IT
Optimization of Liquid Lens-based Imaging Receiver for MIMO VLC Systems
本文提出基于液体透镜的成像接收机，通过动态调整焦距和方位角降低MIMO VLC信道相关性，显著提升误码率性能，优于静态透镜方案。
2025-08-07 eess.SP
Federated Dropout Learning for Hybrid Beamforming With Spatial Path Index Modulation In Multi-User mmWave-MIMO Systems
United States CCDC Army Research Laboratory（美国CCDC陆军研究实验室）
具有少量射频（RF）链的毫米波多输入多输出（mmWave-MIMO）系统具有有限的复用增益。空间路径索引调制（SPIM）通过利用由空间路径的索引调制的附加信号比特来帮助改善该增益。在本文中，我们介绍了基于模型和无模型的多用户SPIM-MIMO系统中的波束形成器的设计框架。我们首先通过基于模型的流形优化算法设计波束形成器。然后，我们利用联邦学习（FL）与辍学学习（DL）训练的学习模型的本地数据集的用户，谁估计的波束形成器通过馈送模型与他们的信道数据。DL在训练期间随机选择不同的模型参数集，从而与传统FL相比进一步减少了传输开销。数值实验表明，所提出的框架比最先进的SPIM-MIMO方法和mmWave-MIMO具有更高的频谱效率，后者依赖于最强的传播路径。此外，所提出的FL方法提供比集中式学习技术低至少10倍的传输开销。
2021-02-15 cs.IT cs.LG eess.SP
Fluid Antenna Grouping Index Modulation Design for MIMO Systems
针对流体天线MIMO系统中端口密集导致信道空间相关性高、性能下降的问题，提出分块分组的FA-GIM方案，推导其ABEP上界，实验验证其在多种场景下BER性能优于现有方案。
2024-08-17 cs.IT eess.SP math.IT
Double-Sparsity Learning Based Channel-and-Signal Estimation in Massive MIMO with Generalized Spatial Modulation
在本文中，我们研究了联合天线活动检测，信道估计和多用户检测的大规模多输入多输出（MIMO）系统与一般空间调制（GSM）。本文首先考虑大规模MIMO信道的稀疏性和GSM系统的信号稀疏性，建立了一个双稀疏大规模MIMO模型。基于双稀疏模型，我们制定了盲检测问题。为了解决盲检测问题，我们提出了基于消息传递的盲信道和信号估计（BCSE）算法。BCSE算法基本上遵循仿射稀疏矩阵分解技术，但进行了关键修改以处理模型的双稀疏性。我们表明，BCSE算法显着优于现有的盲和基于训练的算法，并能够密切接近精灵的界限（与已知信道或已知信号）。在BCSE算法中，稀疏矩阵分解后，使用短导频来消除相位和排列模糊。为了更有效地利用短导频，我们进一步发展了半盲信道和信号估计（SBCSE）算法，将相位和排列模糊度的估计到迭代消息传递过程中。我们表明，SBCSE算法大大优于同行的算法，包括BCSE算法在短导频制度。
2019-10-25 cs.IT eess.SP math.IT
A simple bound on the BER of the MAP decoder for massive MIMO systems
大规模MIMO系统的部署使得多用户检测系统的大系统性能研究重新受到人们的关注。在本文中，我们证明了一个非平凡的上限的比特出错率（BER）的MAP检测器的BPSK信号传输和等功率条件。特别是，我们的界限是近似紧在高信噪比。证明是简单的，并依赖于戈登的比较不等式。有趣的是，我们表明，戈登的不等式是紧的假设下，所得到的BER预测相匹配的副本对称性（RS）下的副本方法的预测。此外，我们证明，当接收到发送天线的比例超过$0.9251$，副本预测匹配匹配滤波器下限（MFB）在高信噪比。我们用数字证据来证实我们的结果。
2019-03-10 cs.IT eess.SP math.IT
Flexible LED Index Modulation for MIMO Optical Wireless Communications
光无线通信（OWC）前端设备的有限带宽促使使用多输入多输出（MIMO）技术来提高数据率。已知通过空间复用（SMX）可以实现非常高的复用增益，以换取穷举检测复杂度。可替代地，在空间调制（SM）中，每个时间实例激活单个发光二极管（LED），其中信息由信号和LED索引两者携带。由于仅LED是活动的，因此发射器（TX）和接收器（RX）两者的复杂性都显著降低，同时保留空间域中的信息传输。然而，与SMX相比，SM中出现了显着的频谱效率损失。在本文中，我们提出了一种技术，采用这两种系统的优点。因此，所提出的灵活LED折射率调制（FLIM）技术利用LED的非活动状态作为发送符号。因此，与传统技术不同，每次传输中有源LED的数量都会改变。此外，系统的复杂度降低，采用线性最小均方误差（MMSE）均衡器和角度扰动接收机在RX。数值结果表明，FLIM优于参考系统至少6 dB的低和中/高频谱效率区域。
2022-04-14 cs.IT eess.SP math.IT
Reconfigurable Intelligent Surface-Based Index Modulation: A New Beyond MIMO Paradigm for 6G
通过可重构智能表面（RISs），它控制入射波的反射/散射特性，以故意的方式，以提高在接收机的信号质量的传输，出现作为未来的无线通信系统的一个有前途的候选人。在本文中，我们提出的空间移位键控（RIS-SSK）和空间调制（RIS-SM）方案的RI辅助通信的概念，索引调制（IM）的领域。这两种方案不仅通过输入信号的智能反射来实现，以改善接收，而且还通过以巧妙的方式利用IM原理用于多个接收天线的索引来实现，以改善频谱效率。最大能量为基础的次优（贪婪）和穷举搜索为基础的最佳（最大似然）检测器的建议RIS-SSK/SM计划制定和一个统一的框架，推导出他们的理论平均误比特概率。广泛的计算机模拟结果提供评估的潜力，RIS辅助IM计划，以及验证我们的理论推导。我们的研究结果还表明，基于RIS的IM，使高数据率与显着低的出错率，可以成为未来的无线通信系统的背景下，超越多输入多输出（MIMO）解决方案的潜在候选人。
2020-01-29 cs.IT eess.SP math.IT
Terahertz-Band Ultra-Massive Spatial Modulation MIMO
展望了超大规模多输入多输出（UM-MIMO）技术在太赫兹（THz）波段对抗距离问题的前景。众所周知，THz频率下非常大的可用带宽是以严重的传播损耗和功率限制为代价的，这导致非常短的通信距离。最近，已经提出了可以在几毫米内容纳数百个天线元件的石墨烯基等离子体纳米天线阵列。虽然这样的阵列能够实现可以增加通信范围的有效波束成形，但是它们不能为空间复用提供足够的空间自由度。在本文中，我们研究了空间调制（SM）技术，可以利用密集的纳米天线子阵列的可配置阵列的属性，以增加容量和频谱效率，同时保持可接受的波束成形性能。根据通信距离和工作频率，建议使用特定的SM配置，以确保良好的信道条件。我们从理论上和数值上分析了所提出的方案的性能的符号和误比特率，其中显着的收益相比，传统的SM观察。我们证明，SM在非常高的频率是一个可行的范例，我们激励几个扩展，可以使太赫兹波段SM未来的研究趋势。
2019-07-13 cs.IT eess.SP math.IT
One-Bit Sigma-Delta MIMO Precoding
粗量化MIMO信令方法在大规模MIMO的最近发展中已经获得普及，因为它们为使用廉价且功率高效的射频前端的大规模MIMO实现开辟了机会。提出了一种新的基于空间Sigma-Delta（$ΣΔ$）调制的1比特MIMO预编码方法。在以往的1比特MIMO预编码研究中，主要集中在使用优化来解决预编码设计中出现的困难的二进制信号优化问题。我们的方法尝试了一条不同的路线。假设角度MIMO信道，我们应用$ΣΔ$调制-一个经典的概念，在模拟到数字转换的时间信号-在空间。所得到的$ΣΔ$预编码方法具有两个主要优点：第一，我们不再需要在$ΣΔ$预编码设计中处理二进制优化。特别地，二进制信号约束被峰值信号幅度约束所取代。其次，量化误差的影响可以通过调制器设计并在适当的操作条件下得到很好的控制。通过符号错误概率分析，我们揭示了在大规模MIMO中非常大的天线数量为$ΣΔ$预编码提供了有利的操作条件。此外，我们开发了一种新的$ΣΔ$调制架构，能够适应的信道，以实现接近零的量化误差为目标用户。此外，我们考虑使用迫零和符号级预编码方案的多用户$ΣΔ$预编码。仿真结果表明，这两种$ΣΔ$预编码方案的性能明显优于其直接一比特量化对应方案。
2019-08-16 cs.IT eess.SP math.IT
