Data-Driven Modulation and Antenna Classification of Wireless Digital Communication Signals
在本文中,我们有兴趣从无线数字调制信号中了解该信号的发射机(Tx)使用的天线数量,以及其特定的调制方案(从相移键控(PSK)或正交幅度调制(QAM))。形式上,这些是调制和天线分类问题。我们研究了基于数据驱动的机器学习(ML)技术的问题。调制和发射机天线分类的数量的两个子问题最初独立地检查各种系统参数,即SNR,接收机(Rx)天线的数量,和分类算法。然后,我们考虑联合问题,我们遵循两种方法。一种是独立并行地解决子问题,另一种是天线分类器等待调制分类器的结果。所提出的两种方案不需要所使用的调制方案和Tx天线的使用方式(空间复用、空时码等)的任何知识/细节。因为它完全是数据驱动的,而不是基于决策理论的。我们的方法的结果的特点是高分类精度,他们铺平了道路,更多的ML为基础的数据驱动的技术,揭示更多的特点的Tx。
2020-11-20 eess.SP
DC-Assisted Stabilization of Internal Oscillations for Improved Symbol Transitions in a Direct Antenna Modulation Transmitter
开关天线发射机中的内部振荡导致系统中存储的能量的不期望的波动,降低了时变宽带方法(诸如能量同步直接天线调制)的有效性。为了减轻这些寄生振荡,引入了具有辅助DC源的修改的直接天线调制系统以稳定天线上的能量存储。直接天线调制系统的详细电路模型用于识别振荡的起源,并证明直流源的选择。测量的相移键控波形传输的修改后的系统显示出显着的信号保真度的增加,包括10-20 dB的误差矢量幅度减少相比,一个时间不变的系统。与等效的、可扩展的时不变天线的比较表明,切换发射机的行为就好像它具有2-3倍的低辐射Q因子和20%的高辐射效率。
2021-08-20 cs.SY eess.SP eess.SY
Deep Modulation Recognition with Multiple Receive Antennas: An End-to-end Feature Learning Approach
使用深度神经网络的调制识别已经显示出比传统算法更有前途的优势。然而,现有的研究大多集中在单接收天线。本文介绍了两种端到端的特征学习深度架构,用于多接收天线的调制识别。第一种方法是基于多视角卷积神经网络,将来自不同接收天线的信号视为三维物体的不同视角,设计了适合多天线信号特征融合的视角池层的位置和操作。考虑到无线通信中接收天线间的瞬时信噪比可能存在差异,本文进一步提出了一种权值学习卷积神经网络,该网络通过权值学习模块自动学习不同接收天线的特征组合权值,实现多天线信号的端到端特征学习。结果表明,两种端到端特征学习深度架构的性能都优于现有算法,而提出的权重学习卷积神经网络实现了最佳性能。
2020-11-09 cs.IT eess.SP math.IT
Antenna Array Based Positional Modulation with a Two-Ray Multi-Path Model
传统的定向调制(DM)设计是基于发射机和接收机之间没有多径效应的假设。这些设计的一个问题是,由于在这些位置处接收到的调制模式类似于给定的调制模式,因此所得到的系统将容易受到与期望方向对准或非常接近期望方向的窃听者的攻击。为了解决这个问题,一个两射线多径模型研究的位置调制和系数设计问题,为一个给定的阵列几何形状和位置优化的天线阵列得到解决,其中的多径效应被利用来产生一个给定的调制模式在所需的位置,与他们周围的位置加扰值。
2018-08-25 eess.SP
Visualizing Deep Learning-based Radio Modulation Classifier
Zhejiang University of Technology(浙江工业大学);Southeast University(东南大学);University of Macau(澳门大学)
最近,深度学习通过以端到端的方式提取和分类无线电特征,成功地应用于自动调制分类。然而,基于深度学习的无线电调制分类器缺乏可解释性,并且对于提取和选择何种无线电特征用于分类几乎没有解释或可见性。在本文中,我们通过引入类激活向量来可视化不同的基于深度学习的无线电调制分类器。具体而言,分别研究了基于卷积神经网络(CNN)的分类器和基于长短期记忆(LSTM)的分类器,并将其提取的无线电特征可视化。大量的数值结果表明,基于CNN的分类器和基于LSTM的分类器都提取了与调制参考点相关的相似的无线电特征。特别地,对于基于LSTM的分类器,其获得的无线电特征类似于人类专家的知识。我们的数值结果表明,基于深度学习的分类器提取的无线电特征很大程度上取决于无线电信号所携带的内容,并且短的无线电样本可能导致错误分类。
2021-01-18 cs.LG eess.SP
Time-Frequency Analysis based Blind Modulation Classification for Multiple-Antenna Systems
Chongqing University(重庆大学);China Academy of Space Technology(中国空间技术研究院)
调制盲分类是认知无线电网络实现的重要步骤。多输入多输出(MIMO)技术广泛应用于军事和民用通信系统。由于MIMO系统中信道参数先验信息的缺乏和信号的重叠,传统的基于似然和基于特征的方法不能直接应用于这些场景。为此,本文针对MIMO系统中的调制盲识别问题,采用基于加窗短时傅立叶变换的时频分析方法对时域调制信号的时频特性进行分析。然后将提取的时频特征转换成RGB谱图,并根据RGB谱图图像应用基于迁移学习的卷积神经网络对调制类型进行分类。最后,决策融合模块用于融合所有接收天线的分类结果。仿真结果表明,对于单输入单输出(SISO)网络,在信噪比为-4 dB和10 dB时,该方法的平均分类准确率分别达到92.37%和99.12%。对于MIMO网络,我们的计划达到80.42%和87.92%的平均分类精度分别为-4 dB和10 dB。这优于现有的基于基带信号的分类方法。
2020-04-01 cs.LG eess.SP stat.ML
Direct Antenna Frequency-Hopped M-FSK Modulation With Time-Modulated Arrays
本文提出利用时变阵列结合二进制周期序列,实现直接天线跳频MFSK调制与波束控制,相比传统架构降低损耗、提高相位分辨率并简化硬件。
2024-02-05 eess.SP
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
Generalized code index modulation-aided frequency offset realign multiple-antenna spatial modulation approach for next-generation green communication systems
本文面向下一代绿色通信,提出基于FDA-MIMO的GCIM-FORMASM系统,结合三类索引调制提升速率,设计低复杂度DBLC解码算法并推导ABEP上界,验证了其低功耗高速率的优势。
2024-08-16 eess.SP
Millimeter-Wave Angle Estimation of Multiple Targets Using Space-Time Modulation and Interferometric Antenna Arrays
提出了一种利用分布式干涉天线阵和宽带空时调制进行多目标角度估计的新方法。在存在一个或多个目标的情况下,到达角的干涉阵列测量通常是模糊的。我们提出了一种新的方法,通过乘以角度伪谱从多个天线基线,导致在检测的目标的角度,在干涉测量中减轻模糊。使用一个单一的线性调频(LFM)发射机和接收干涉阵列与$N$元素,我们展示了一个简单的和计算效率高的技术来估计高达$\mathcal{O}(N^2)$目标的角度。我们描述的技术背后的理论,提出了详细的模拟,并使用三元件毫米波测量系统的实验验证。
2020-08-01 eess.SP
Deep Learning for Multi-Antenna Modulation Recognition of Radio Signals
College of Electrical and Information Engineering, Quzhou University, Quzhou 324000, China(庆州大学电气与信息工程学院);National Key Laboratory of Electromagnetic Space Security, Jiaxing 314033, China(电磁空间安全国家重点实验室);Institute of Cyberspace Security(网络空间安全研究院);College of Information Engineering, Zhejiang University of Technology, Hangzhou 310023, China(浙江工业大学信息工程学院)
本文提出MAMR-IQ方法,利用多天线接收系统多样性增益提升调制识别性能,通过拼接多天线原始IQ信号输入卷积神经网络,在少样本场景下通过数据增强方法提升识别准确率。
2026-04-20 cs.LG cs.SY eess.SP
Ergodic Secrecy Rate of Antenna-Selection-Aided MIMOME Channels with BPSK/QPSK Modulations
本文分析了在瑞利平坦衰落下,多输入多输出窃听信道(又称多输入多输出多窃听信道)中BPSK/QPSK调制的发射天线选择问题。在我们的协议中,一个单一的天线被选择来发送秘密消息和选择梳(SC)或最大比梳(MRC)是利用在合法的接收机或窃听。新的封闭形式的遍历保密率推导出近似的精确值,它保持高精度和紧凑的形式。除了理论推导外,还通过仿真验证了所提公式的可行性和有效性。
2019-07-13 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
Denoising Higher-order Moments for Blind Digital Modulation Identification in Multiple-antenna Systems
本文提出了一种新的技术,大大提高了盲数字调制识别(CDMA)算法的基础上高阶统计量(HOS)。该技术利用噪声功率估计对高阶矩进行偏移,从而得到无噪声的高阶矩估计。当测试多天线系统时,所提出的方法优于其他非线性算法,在识别精度方面,仅基于累积量或不考虑HOM去噪,即使对于有损伤的接收机。在相同的上下文中,以相同数量级的复杂度的常见的基于HOS-SVM算法的改进。
2021-02-20 eess.SP
A Dipole Antenna with a Dynamic Balun for Wireless Security via Amplitude Based Directional Modulation
本文提出一种利用动态巴伦偶极子天线快速切换产生动态辐射方向图,实现方向调制以增强无线安全,并在1.86 GHz天线演示256-QAM传输。
2024-12-17 eess.SP
Secure Directional Modulation Enabled by Elevatable and Rotatable Antenna Array for Maritime Communications
Hainan University(海南大学);Nanjing University of Science and Technology(南京理工大学);Shanghai Jiao Tong University(上海交通大学);Southeast University(东南大学)
本文提出利用可升降可旋转天线阵列增强海事通信中的定向调制,通过联合优化预编码、阵列高度与方向等参数最大化最坏情况保密速率,并分别用交替优化和Transformer学习方案求解,实现约90%功率与87%天线节省。
2026-10-14 eess.SP
Differential Transmission Schemes for Generalized Spatial Modulation
针对功率和处理受限接收机,本文提出两种一次激活多天线的差分GSM传输方案,以更少天线和更低阶调制获得更高SE,并通过仿真和联合界分析验证其更优BER性能。
2021-10-07 eess.SP
Performance of Multiple Antennas Selection in SIMO Systems with BPSK/QPSK Modulations
研究了接收天线选择(RAS)和BPSK/QPSK调制下单输入多输出(SIMO)系统的性能。在接收器处,选择分支的子集并使用最大比组合(MRC)来组合以最大化瞬时信噪比(SNR)。通过假设独立和相同的分布(i.i.d.)瑞利平坦衰落是一种具有相当高精度的封闭表达式,它近似于整个系统的平均输入输出互信息,也称为对称容量。然后,进一步利用该近似表达式研究了BPSK/QPSK调制和RAS下SIMO系统的有效容量和能量效率。除了解析推导外,还通过仿真验证了所得结果的逼近精度、可行性和有效性。
2019-07-13 eess.SP
Symbol Error Analysis for Fluid Antenna Systems with One- and Two-Dimensional Modulation Schemes
Indian Institute of Technology Bhubaneswar(印度布巴内斯瓦尔理工学院);National and Kapodistrian University of Athens(雅典国立卡波蒂斯特里安大学)
本文研究了流体天线系统中不同调制方案的符号误差性能,推导了精确闭式表达式和高信噪比下的近似表达式,并通过仿真验证了系统参数对误差性能的影响。
2026-04-08 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
On-Off Digital Noise Modulation with Fluid Antenna Systems over $κ$-$μ$ Fading Channels
本文将开关型数字噪声调制与流体天线系统融合,推导了κ-μ衰落信道下的平均误比特率表达式,验证其可提升OODN传输可靠性,为高能效IoT通信提供新方向。
2026-08-14 eess.SP
Two High-performance Schemes of Transmit Antenna Selection for Secure Spatial Modulation
本文研究了一种人工噪声辅助的保密空间调制系统。为了在这样的系统中获得更高的保密率(SR),提出了基于泄漏和最大保密率(Max-SR)两种高性能的发射天线选择(TAS)方案,并设计了一种广义欧氏距离优化的天线选择(EDAS)方法。从仿真结果和分析,四个TAS计划有一个递减的顺序:最大SR,泄漏为基础的,广义EDAS,随机(常规),SR性能。然而,建议的Max-SR方法需要穷举搜索,以实现最佳SR性能,因此其复杂度是非常高的天线的数量往往是中等和大规模。所提出的基于泄漏的方法接近Max-SR方法,具有低得多的复杂度。因此,它实现了复杂度和SR性能之间的良好平衡。在比特出错率(BER)方面,它们的性能按递增顺序排列:随机、基于泄漏、Max-SR和广义EDAS。
2018-01-15 cs.CR cs.IT 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
A Compact Omnidirectional Meanderline Antenna Array for Wireless Security Using Dynamic Magnitude and Phase Pattern Modulation
Michigan State University(密歇根州立大学)
提出一种紧凑型四元动态阵列,通过天线级方向调制实现平面物理层安全,无需相控阵波束成形或多射频链,在H面实现全向覆盖。
2026-06-03 eess.SP
Asymmetric Modulation Design for Fluid-Antenna SWIPT Systems
本文针对流体天线辅助SWIPT系统,提出非对称调制设计,通过ε-约束法优化星座,在三种端口选择策略下显著提升速率-能量区域性能。
2025-09-09 cs.NA eess.SP math.NA
Secure Directional Modulation with Movable Antenna Array Aided by RIS
本文研究RIS辅助的可移动天线方向调制安全通信,通过联合优化天线位置、相移矩阵和波束成形向量最大化保密速率,并提出低复杂度算法验证可移动天线优于固定天线。
2025-04-10 eess.SP
On the Performance of UAV Relaying with Reconfigurable Antenna and Media Based Modulation in the Presence of Shadowed Fading
无人机(UAV)最近引起了学术界和工业界的极大兴趣。受无人机广泛使用的影响,考虑了城市中高层建筑和摩天大楼对无人机通信的影响,提出了一种基于可重构天线的无人机通信方法。更确切地说,RA提供通过镜像激活模式(MAP)接收信息,使得它可以通过仅使用一个射频(RF)链来实现具有降低的错误概率的接收分集。此外,可以通过使用具有降低的成本的RA来开发用于利用MAP的数据传输的基于媒体的调制(MBM)技术。为了量化所提出的无人机系统的性能,我们推导出一个严格的上限的整体错误概率,考虑近似信道模型的无人机的标准化研究。结果表明,RA可以使整个系统在错误性能方面对阴影和衰落效应更具弹性,并且它们是能量有效的。
2022-06-09 eess.SP
Spatial-Spectral Modeling of the Array Pattern of a Two-Element Dynamic Antenna Array with Differential Amplitude Modulation
Michigan State University(密歇根州立大学)
提出两单元动态相控阵的理论模型,通过开关结构和相移实现波束扫描,分析切换频率和扫描对信息波束空间宽度的影响,并用0.75λ两单元阵列在2.5 GHz进行仿真和实验验证。
2026-06-02 eess.SP
Velocity Index Modulation for Movable Antenna Systems
Trinity College Dublin(都柏林三一学院);University of Cyprus(塞浦路斯大学)
该研究针对可移动天线系统,提出VIM-MA方法,将多普勒频移作为信息自由度,设计了闭式解的码本,推导了无需信道状态信息的检测器,仿真显示其性能优于位置域索引。
2026-08-21 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
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
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
Precoding and Transmit Antenna Subarray Selection for Secure Hybrid Spatial Modulation
空间调制(SM)是多输入多输出(MIMO)的一种特别重要的形式。与传统的MIMO不同,它使用调制符号和天线索引来承载信息。为了避免全数字SM的高成本和电路复杂度,本文主要考虑了混合SM系统与混合预编码发射机架构,结合数字预编码器和模拟预编码器。这里,采用部分连接结构,其中每个射频链(RF)连接到发射天线子阵列(TAS)。在这样的系统中,我们进行了调查的安全混合预编码和发射天线子阵列选择(TASS)的方法。为了提高近似保密率(SR)的性能,提出了两种混合预编码方法:梯度上升近似保密率最大化方法(Max-ASR-GA)和交替方向乘法近似保密率最大化方法(Max-ASR-ADMM)。对于TASS算法,首先提出了一种高性能的最大化近似SR(Max-ASR)TASS算法。为了降低其高复杂度,提出了两种低复杂度的TASS方法:最大特征值法(Max-EV)和最大信干噪比与人工噪声信噪比乘积法(Max-P-SINR-ANSNR)。仿真结果表明,所提出的Max-ASR-GA和Max-ASR-ADMM混合预编码器收获了大量的SR性能增益比现有的方法。对于TASS,所提出的三种方法Max-ASR、Max-EV和Max-P-SINR-ANSNR的性能优于现有的泄漏方法。特别地,与Max-ASR相比,所提出的Max-EV和Max-P-SINR-ANSNR是以较小的性能损失为代价的低复杂度。
2020-01-07 eess.SP
Integrated Communication and Computing with Index Modulation
School of Computer Science and Engineering, Constructor University(康斯特大学计算机科学与工程学)
提出一种利用索引调制中未激活天线进行空中计算的通信计算一体化架构,实现同时传输与计算,并通过VGaBP检测器在接近最优性能下平衡调制鲁棒性与计算精度。
2026-09-29 eess.SP
Spatial Modulation for Ambient Backscatter Communications: Modeling and Analysis
多天线后向散射是一种新兴的方法,为环境后向散射通信(AmBC)的数据密集型应用提供高的通信性能。虽然在传统的反向散射通信(CoBC)的多天线反向散射已经了解了很多,现有的分析模型不能直接应用于AmBC由于在RF源和标签电路设计的结构差异。本文采取的第一步,以填补空白,探索使用空间调制(SM)在AmBC每当标签配备了多个天线。具体来说,我们提出了一个实用的多天线后向散射设计AmBC,免除标签的天线间同步和互耦合问题,同时确保高频谱效率和超低功耗。基于最大似然原理,我们得到了一个最优检测器,用于后向散射信号和源信号的联合检测。我们还设计了一个两步算法来推导出两个信号的误比特率(BER)的界限。仿真结果验证了分析的正确性,并表明与传统系统相比,该方案能显著提高系统的吞吐量。
2019-12-22 cs.IT eess.SP math.IT
Near-Field Directional Modulation for RIS-Aided Movable Antenna MIMO Systems with Hardware Impairments
本文研究RIS辅助可动天线系统的近场方向调制,通过联合优化波束成形、相移矩阵和天线位置等参数,在存在硬件损伤和不完美信道信息下最大化保密和速率,算法相比传统固定天线系统显著提升了性能并减少了天线数量。
2025-06-01 eess.SP
Pinching-Antenna-Assisted Index Modulation: Channel Modeling, Transceiver Design, and Performance Analysis
National Key Laboratory of Wireless Communications, University of Electronic Science and Technology of China(电子科技大学无线通信国家重点实验室);School of Electrical and Electronic Engineering, Nanyang Technological University(南洋理工大学电气与电子工程学院);School of Information Science and Technology, Southwest Jiaotong University(西南交通大学信息科学与技术学院);Department of Computer and Information Engineering, Khalifa University(哈利法大学计算机与信息工程系)
本文提出压紧天线辅助索引调制方案,通过信道建模和低复杂度算法提升频谱效率和性能
2025-07-04 eess.SP
Performance Analysis of OTFS Modulation with Receive Antenna Selection
在本文中,我们分析了正交时频空间(OTFS)调制与天线选择在接收端的性能,其中$n_s$的$n_r$接收天线的延迟-多普勒(DD)域中的最大信道Frobenius范数被选择。考虑具有接收天线选择(RAS)的单输入多输出OTFS(SIMO-OTFS)、多输入多输出OTFS(MIMO-OTFS)和空时编码OTFS(STC-OTFS)系统。我们考虑这些系统没有和相位旋转。我们的多样性分析结果表明,没有相位旋转,SIMO-OTFS和MIMO-OTFS系统与RAS的秩不足,因此,他们不提取完整的接收分集,以及在DD域中存在的多样性。此外,具有RAS并且没有相位旋转的Alamplitude编码的STC-OTFS系统提取了完整的发射分集,但是它不能提取DD分集。另一方面,当使用相位旋转时,具有RAS的SIMO-OTFS和STC-OTFS系统变为全秩,因此它们提取系统中存在的全空间以及DD分集。此外,当使用相位旋转时,具有RAS的MIMO-OTFS系统提取完整的DD分集,但是由于秩不足,它们不提取完整的接收分集。仿真结果验证了分析预测的分集性能。
2021-03-02 cs.IT eess.SP math.IT
Low-Complexity Dynamic Directional Modulation: Vulnerability and Information Leakage
本文研究低复杂度DDM/LPDDM安全传输的隐私边界,提出天线阵列应满足的隐私特征,并通过均匀圆形单极子阵列评估信息泄漏,指出误码率无法完整反映系统脆弱性。
2023-05-31 cs.IT eess.SP math.IT
Movable-Antenna Index Modulation (MA-IM): System Framework and Performance Analysis
King Abdullah University of Science and Technology(阿卜杜拉国王科技大学)
本文提出基于可移动天线的索引调制(MA-IM)框架,通过空间移动性创造信息承载维度,设计联合星座意识锚点策略,证明需综合考虑信号星座几何特性以实现最优性能。
2026-03-27 eess.SP
A Deep-learning-based Joint Inference for Secure Spatial Modulation Receiver
作为一种绿色、安全的无线传输方式,安全空间调制(SM)技术正成为研究的热点。其基本思想是利用发射天线的激活指数和幅度相位调制(APM)信号来承载信息,提高安全性,节省能量。本文综述了其关键技术:发射天线选择(TAS)、人工噪声(AN)投影、功率分配(PA)和接收端联合检测。为了实现最大似然(ML)检测器的最佳性能,提出了一种深度神经网络(DNN)联合检测器,以较低的复杂度联合推断发射天线和信号星座点的索引。在这里,DNN的每一层都被重新设计,以优化两种不同类型信息的联合推理性能:发射天线索引和信号星座点。仿真结果表明,在低信噪比和中等信噪比区域,该方法的误比特率(误比特率)性能接近ML检测,但复杂度远低于ML检测。最后,结合TAS、PA和AN在发射端的投影这三个关键技术,可以使SM成为真正的安全调制。
2019-07-04 cs.IT eess.SP math.IT
Deep Learning Based Antenna Selection Technique for RIS-Empowered RQSM System
本文提出一种基于深度神经网络并结合容量优化天线选择的方法,用于改善RIS赋能RQSM系统的误码性能,并通过蒙特卡洛仿真和计算复杂度分析验证其性能与复杂度权衡。
2025-07-07 eess.SP
Transmit Antenna Selection and Beamformer Design for Secure Spatial Modulation with rough CSI of Eve
空间调制(SM)辅助网络的安全性通常可以通过以降低误比特率为代价降低期望链路的功率,并假设消耗到人工噪声(AN)投影(ANP)的功率来提高。我们制定的联合优化问题的最大化的保密率(Max-SR)在安全SM辅助网络的背景下,这是一个非线性混合整数规划问题的发射天线选择和ANP。为了解决这个问题,我们提供了一对解决方案,即联合和单独的解决方案。具体地说,SR的精确近似用于降低计算复杂度,和最佳AN协方差矩阵(ANCM)被发现的凸优化任何给定的有源天线组(AAG)。然后,给定一个大的AAG的集合,模拟退火机制被调用来优化AAG的选择,其中相应的ANCM被重新计算,以及当AAG的变化时,这种优化方法。为了进一步降低上述联合优化的复杂度,还提出了一种低复杂度的两阶段分离优化方法。此外,当发射天线的数目趋于无穷大时,Max-SR问题变得等同于使期望用户的信号与干扰加噪声比与窃听者的信号与干扰加噪声比的比率最大化。因此,我们原来的问题减少到一个分式规划问题,因此一个显着的计算复杂性降低可以实现的优化问题。我们的仿真结果表明,所提出的算法优于现有的泄漏为基础的零空间投影方案的SR性能方面,并大大降低了复杂度在轻微的SR性能降低。
2019-05-24 eess.SP
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
On the Diversity and Coded Modulation Design of Fluid Antenna Systems
本文研究流体天线系统在通用衰落信道下的中断性能,提出线性预测方案克服调度延迟导致的分集损失,还设计了低复杂度的空时编码调制方案实现最大分集,验证了流体天线的可行性。
2023-07-25 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
Multi-Antenna Towards Inband Shift Keying
针对多天线通信中链路预算受限和波束对准难题,提出结合恒包络调频、低速率重复编码与差分预编码的连续相位频移键控,支持利用加窗FFT进行简便相干解调。
2024-04-08 cs.IT eess.SP math.IT
Hidden Backdoor Attack against Deep Learning-Based Wireless Signal Modulation Classifiers
本文研究针对深度学习调制分类器的隐藏后门攻击,通过在训练集中注入基于IQ序列的隐蔽投毒样本降低分类准确率,并提出激活聚类方法检测异常样本。
2023-06-19 eess.SP
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
Neural Network Aided Computation of Mutual Information for Adaptation of Spatial Modulation
以空间调制或偏振调制的形式的折射率调制正在获得卫星和地面下一代通信系统的牵引力。需要基于自适应索引调制的链路来充分利用时变信道的传输容量。编码和/或调制的自适应需要对信道可达到的速率进行实时评估。文献中的一些现有结果提出了计算复杂度,其与发射天线的数量和星座顺序成二次比例。此外,这些近似的准确性低,并且可能导致错误的调制和编码方案选择。在这项工作中,我们应用多层前馈神经网络计算的通用索引调制链路的可达速率。通过对双天线/极化情况的分析,表明该神经网络不仅在容量估计中的均方误差比现有的解析近似方法减小了100倍,而且计算复杂度也降低了50倍。此外,扩展到任意数量的天线的解释和支持与模拟。更一般地说,神经网络可以被认为是有前途的候选人的实际估计的复杂度量在通信相关的设置。
2019-06-28 eess.SP
Low-probability of Intercept/Detect (LPI/LPD) Secure Communications Using Antenna Arrays Employing Rapid Sidelobe Time Modulation
本文提出一种利用快速旁瓣时间调制(SLTM)的电子可重构天线阵列,在物理层同时实现低截获/低检测概率(LPI/LPD)与安全通信,并通过X波段原型实验验证其抗干扰和保密性能。
2024-06-17 cs.SY eess.SP eess.SY
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
Pinching-Antenna Differential Spatial Modulation with RSSI-Assisted Selection and Low-Complexity Detection: Methods and Performance Analysis
Tampere University(坦佩雷大学);Chalmers University of Technology(查尔姆斯理工大学)
本文提出夹捏天线辅助差分空间调制(PA-DSM),利用RSSI辅助选择与低复杂度检测,在无瞬时CSI下实现非相干传输,并推导性能界,验证其在6G场景中优于老化信道估计的相干方案。
2026-10-06 eess.SP
Fluid Antenna-Empowered Receive Spatial Modulation
本文提出FA-RSM系统,通过容量最大化端口选择、理论性能分析及两种低复杂度检测器,证明其显著优于传统RSM且接收机友好。
2025-06-09 cs.IT eess.SP math.IT