Coverage Analysis of Dynamic Coordinated Beamforming for LEO Satellite Downlink Networks
本文利用泊松点过程建模LEO卫星下行网络，推导动态协同波束成形的覆盖概率解析表达式，证明其覆盖增益与卫星天线数成正比，并揭示了最优簇大小随卫星密度增加而增大的规律。
2023-09-19 eess.SP
Continent-wide Efficient and Fair Downlink Resource Allocation in LEO Satellite Constellations
将低地球轨道（LEO）卫星星座整合到5G及更高级别中对于实现高效的全球连接至关重要。由于LEO卫星是具有可预测动态的全球基础设施，因此预先计划的无线电资源的公平和负载平衡分配以在大区域上提供高效的下行链路连接是可实现的目标。本文提出了一种多波束卫星到小区资源分配的分布式全局最优算法。这些算法旨在基于连接模式中的用户数量（即，注册）。我们的分析集中在评估的平均每用户吞吐量，公平性，小区数量的切换，和计算复杂性在下行链路的情况下，与固定的细胞，其中用户的数量是从人口地图中提取的权衡。我们的研究结果表明，这两种算法实现了类似的平均每用户吞吐量。然而，全局最优算法在所有情况下都实现了超过0.9的公平性指数，是分布式算法的两倍多。此外，通过正确地设置切换成本参数，相对于不考虑切换成本的情况，可以有效地将切换次数减少70%以上。
2022-11-11 cs.NI eess.SP
Opportunities for Direct-to-Cell Polarization MIMO in the Downlink of a LEO Satellite Footprint
Huawei Heisenberg Research Center（华为海思研究中心）；Huawei Shanghai Research Institute（华为上海研究院）
针对低轨卫星S波段下行链路，利用卫星极化MIMO技术，通过信道建模与预编码设计，可在覆盖区显著提升下行频谱效率，为5G非地面网络提供新的性能提升机遇。
2026-10-19 eess.SP
Modeling and Analysis of Downlink Communications in a Heterogeneous LEO Satellite Network
本文用 Cox 点过程建模多运营商共享频谱的异构 LEO 卫星网络，分析封闭与开放接入的下行覆盖概率，证明开放接入可使所有用户获益。
2024-08-09 cs.IT eess.SP math.IT
Downlink Analysis of LEO Multi-Beam Satellite Communication in Shadowed Rician Channels
蜂窝技术即将扩展到低地球轨道（LEO）的基站，需要重新审视地面3GPP信道模型。相对于这些模型，天空到地面的蜂窝信道将表现出更少的衍射，更深的阴影，更大的多普勒频移，并可能更强的跨小区干扰：高仰角和LEO卫星传输到部分重叠的点波束的极端"扇区化"的后果。为了允许预测的预期信号噪声比（SNR），干扰噪声比（INR）和中断的概率，我们的特点所需的功率和干扰信号接收地面用户从这样的低地球轨道卫星。特别是，建立在阴影Rician信道模型，我们观察到，共同小区和跨小区的天空到地面的信号沿着类似的路径，而地面的共同和跨小区的信号沿着非常不同的路径。我们的特点SNR，信号干扰比（SIR），和INR使用发射波束配置文件和线性关系，我们建立某些Shadowed莱斯随机变量之间。这些工具使我们能够简化某些密度函数和时刻，方便未来的分析。数值结果产生洞察新兴的低地球轨道系统是否应被视为干扰或噪声限制的关键问题。
2021-07-29 cs.IT eess.SP math.IT
LEO-to-User Assignment and Resource Allocation for Uplink Transmit Power Minimization
本文旨在开发卫星用户关联和资源分配机制，以最大限度地减少综合地面和非地面网络的总发射功率，其中一个星座的LEO卫星提供无线电接入服务的地面基站（BS）和卫星使能的用户（SUE）。在这项工作中，除了维持SUE的传统SatCom连接外，LEO卫星还提供到BS的回程链路，以上传从其地面客户接收的数据。以个人SUE业务需求和聚合BS需求，我们制定了一个混合整数规划，其中包括由于卫星关联选择，功率控制和带宽分配相关的变量的二进制变量。为了解决这一问题，提出了一种基于迭代优化的算法，通过松弛二进制分量和交替更新所有变量。一个贪婪的机制，也提出了比较的目的。然后，数值结果证实了我们提出的算法的有效性。
2023-02-02 eess.SP
Flexible Robust Beamforming for Multibeam Satellite Downlink using Reinforcement Learning
本文提出用SAC深度强化学习方法学习LEO多波束卫星下行链路鲁棒预编码策略，无需系统先验知识即可灵活适应任意配置，并在可达速率和抗干扰鲁棒性上优于解析基准预编码器。
2024-02-26 eess.SP
Hybrid Analog/Digital Precoding for Downlink Massive MIMO LEO Satellite Communications
大规模多输入多输出（MIMO）技术在低轨卫星通信中具有很好的应用前景，因为它可以提高频谱利用率。然而，传统的全数字预编码架构可能导致高实现复杂度和能量消耗。在本文中，混合模拟/数字预编码解决方案开发的低轨大规模MIMO卫星通信的下行链路操作，通过利用慢变化的统计信道状态信息（CSI）在发射机。首先，我们制定的混合预编码器的设计作为一个能源效率（EE）最大化的问题，同时考虑连续和离散相移网络实现模拟预编码器。被认为是完全和部分连接的架构的情况下。由于EE优化问题是非凸的，因此通常难以求解。为了使EE最大化问题易于处理，我们采用封闭形式的紧上界近似遍历率。然后，我们开发了一种有效的算法来获得全数字预编码器。在此基础上，我们进一步开发了两种不同的高效算法解决方案，分别计算全连接和部分连接架构的混合预编码器。仿真结果表明，所提出的方法实现了显着的EE性能增益超过现有的基线，特别是当离散相移网络用于模拟预编码。
2022-01-17 cs.IT eess.SP math.IT
Battery-Aware Rate-Splitting Multiple Access for Solar-Powered Cell-Free LEO Satellite Networks
University of Luxembourg（卢森堡大学）；University of Rome Tor Vergata（罗马托尔维加塔大学）
针对太阳能供电无小区LEO下行链路，提出电池感知速率分裂多址接入（BA-RSMA），通过Lyapunov队列耦合功率分配与储能，在极小能效损失下显著降低电池近耗尽率。
2026-09-10 eess.SP
Environment-to-Link ISAC with Space-Weather Sensing for Ka-Band LEO Downlinks
University of Cambridge（剑桥大学）；Koç University（科奇大学）
本文提出一种无需GNSS的链路内部预测控制器，通过空间天气传感和快速响应机制，有效降低Ka波段LEO下行链路的BLER并提升吞吐量。
2025-12-23 cs.SY eess.SP eess.SY
Downlink Performance of Cell-Free Massive MIMO for LEO Satellite Mega-Constellation
Eastern Institute of Technology（东方理工学院）；Zhejiang Key Laboratory of Industrial Intelligence and Digital Twin（浙江省工业智能与数字孪生重点实验室）；Xidian University（西安电子科技大学）；State Key Laboratory of Integrated Services Networks（综合业务网国家级重点实验室）
本文研究了低轨卫星超大规模星座中无源大规模MIMO的下行性能，通过随机几何学工具建模并分析了覆盖概率，发现视距效应和服务范围对覆盖概率有显著影响。
2025-10-31 cs.IT cs.SY eess.SP
Power Allocation for FDMA-URLLC Downlink with Random Channel Assignment
针对随机信道分配的频分多址下行链路超可靠低时延通信（URLLC），提出了一种轻量级的功率分配方法，在满足发射功率和用户可靠性约束的前提下，最大化URLLC用户数.在发射端提供理想的信道状态信息（CSIT）的情况下，所提出的方法被证明可以确保最大化URLLC用户。假设不完美的CSIT，所提出的方法仍然旨在最大限度地提高URLLC用户，而不损害个人用户的可靠性，通过使用一个悲观的评估信道增益。数值结果表明，该方法可以显着提高瑞利衰落信道中的用户容量和发射功率效率。在CSIT不完善的情况下，该方法仍然可以以有限的发射功率效率为代价提供显著的用户容量。
2022-08-04 eess.SP
Feasibility Analysis of In-Band Coexistence in Dense LEO Satellite Communication Systems
本文针对 Starlink 与 Kuiper 密集 LEO 星座的带内频谱共享问题，提出基于策略性卫星选择的下行干扰评估与规避方法，证明在信息有限时仍可高概率保护 Starlink 用户并使 Kuiper 获得近最大 SINR。
2023-12-10 eess.SP
Joint Beamforming and Position Design for Movable Antenna Assisted LEO ISAC Systems
本文针对低轨卫星ISAC系统信号衰减和功率受限问题，提出可移动天线辅助方案，通过联合优化波束成形与天线位置，在保证通信SINR约束下最小化感知SPEB，并设计交替优化算法求解，仿真显示感知性能至少提升25%。
2025-11-06 eess.SP
Robust Downlink Transmit Optimization under Quantized Channel Feedback via the Strong Duality for QCQP
考虑频分复用系统中多输入单输出下行链路波束形成的鲁棒优化问题。基站（BS）向用户发送训练信号，每个用户估计信道系数，量化估计的信道的增益和方向，并将它们发送回BS。假设发射机处的信道状态信息主要由于信道方向量化误差、信道估计误差和过时信道效应而不完全已知。实际信道被建模为在由两个不等式齐次约束和一个不等式非齐次二次约束组成的不确定性集合中，以考虑上述误差和影响。然后，发射功率最小化问题制定了鲁棒的信号噪声加干扰比的约束。每个鲁棒约束等价地转化为关于波束形成向量的二次矩阵不等式（QMI）约束。该变换是通过一个等价的相位旋转过程和一个二次约束二次规划的强对偶结果来实现的。相应地，最小化问题转化为QMI问题，并通过附加有效凸约束的约束线性矩阵不等式松弛来解决问题。仿真结果证明了所提出的方法的性能，并显示限制松弛的效率。
2020-12-14 eess.SP
A hybrid beamforming design for massive MIMO LEO satellite communications
5G和未来的蜂窝网络旨在整合低地球轨道（LEO）卫星通信系统（SatCom），以解决单靠卫星或地面基础设施无法解决的覆盖和可用性问题。地面和非地面网络的这种整合提出了许多需要确定和解决的技术挑战。为此，我们设计并仿真了与5G NR兼容的LEO SatCom的下行链路，特别关注卫星侧波束成形码本的设计。这种方法的性能进行评估的低轨卫星和移动终端之间的链接在Ku波段，假设一个现实的信道模型和商业天线阵列设计，在卫星和终端。仿真结果提供了有关模拟码本设计和混合波束成形策略，天线终端的要求，以提供一个给定的SNR，或所需的波束重新配置能力等开放的研究挑战的见解。
2021-04-22 eess.SP
Energy-Efficient RIS-Enabled NOMA Communication for 6G LEO Satellite Networks
本文提出了一种能量有效的低轨卫星网络的RIS使能NOMA通信。所提出的框架同时优化发射功率的地面终端在低轨卫星和被动波束形成在RIS，同时确保服务质量。由于所考虑的系统和优化变量的性质，能源效率最大化的问题制定为非凸的。在实践中，这是非常具有挑战性的，以获得此类问题的最优解。因此，我们采用交替优化的方法来处理两个步骤的联合优化。在第一步中，对于任意给定的相移矢量，我们使用拉格朗日对偶方法计算卫星地面终端的有效功率。然后，在第二步中，在给定发射功率的情况下，通过求解半定规划来设计RIS的无源波束形成。为了验证所提出的解决方案，还提供了数值结果，以证明所提出的优化框架的好处。
2023-03-09 eess.SP
Reinforcement Learning-Based Downlink Transmit Precoding for Mitigating the Impact of Delayed CSI in Satellite Systems
针对LEO卫星下行链路因星地传播延迟导致CSI过时的问题，提出基于DDPG的深度强化学习方法，结合状态增强优化发射预编码矩阵，从而提升可达速率并适应频段差异与切换。
2025-05-12 eess.SP
Downlink Coverage and Rate Analysis of Low Earth Orbit Satellite Constellations Using Stochastic Geometry
随着低轨道（LEO）卫星通信系统的日益普及，需要新的理论方法来研究这种网络的性能。这是因为以前应用于分析卫星系统的确定性和基于位置的模型通常仅限于支持模拟。在本文中，我们推导出一般的LEO网络的下行链路覆盖概率和平均数据速率的解析表达式，而不考虑实际卫星的位置和它们的服务区几何形状。我们的解决方案源于随机几何，它抽象的通用网络到统一的二项式点过程。应用所提出的模型，然后，我们研究了网络的性能作为关键星座设计参数的函数。最后，为了更精确地将理论模型拟合到真实的确定性星座，我们引入了有效卫星数量作为参数来补偿不同纬度上卫星实际分布的不均匀性。除了导出精确的网络性能指标外，该研究还揭示了为未来大规模LEO星座选择设计参数的几个指导原则，例如，频道数量和高度。
2020-05-05 cs.NI cs.SY eess.SP
RIS-Assisted Energy-Efficient LEO Satellite Communications with NOMA
本文提出RIS辅助NOMA的低轨卫星通信节能方案，通过交替优化发射功率与无源波束成形，相比基准和传统框架分别提升能效21.47%和54.9%。
2023-06-17 eess.SP
Human Exposure to RF Fields in 5G Downlink
虽然毫米波（mmW）频带中的蜂窝通信已经吸引了显著的研究兴趣，但是它们对人类健康的潜在有害影响没有被显著地研究。由于发射机与人体的更紧密的物理接触，对蜂窝通信系统中人体暴露于射频（RF）场的先前研究仅集中在上行链路上。然而，本文声称有必要对人体暴露于下行链路RF场进行彻底调查，因为部署在mmW频段的蜂窝系统将需要（i）部署更多的发射机，因为小区尺寸较小，以及（ii）使用高度定向天线的RF能量更高。在本文中，我们提出了第五代无线系统（5G）下行链路中的人体射频暴露水平。我们的研究结果表明，5G下行链路射频场产生的功率密度（PD）和比吸收率（SAR）明显高于当前的蜂窝系统。本文还表明，SAR也应该考虑到在毫米波下行链路中确定人体RF暴露。
2017-11-10 eess.SP
Mean Gain Is Not a Guarantee: Risk-Controlled Open-Loop Scheduling for Ka-Band LEO Semantic Downlinks
Department of Electrical；Electronics Engineering, Ko c University, Istanbul, T\"urkiye
针对低轨卫星下行调度平均增益标准失效的问题，提出基于过境数据反效果频率设置安全裕量的风险控制方法，可减少调度反效果，提升单次过境性能。
2026-10-12 cs.IT eess.SP math.IT
A Precoding Aided Space Domain Index Modulation Scheme for Downlink Multiuser MIMO Systems
本文提出了一种适用于多用户多输入多输出（MU-MIMO）系统下行链路的空间域索引调制（IM）方案。代替最常见的方法，其中空间比特选择活动的接收机天线，在所提出的方案中，空间信息被映射到发射机侧。这允许IM更好地利用通常更容易在基站处部署的大维度天线设置。为了减轻用户间干扰并允许单用户检测，在BS处采用预编码器。此外，提出了两种替代的增强信号构造方法，用于最小化发射功率或实现具有减少数量的RF链的实现。针对不同场景的仿真结果表明，所提出的方法可以是传统预编码MU-MIMO的一个有吸引力的替代方案。
2020-07-22 eess.SP
A Novel Analytical Model for LEO and MEO Satellite Networks based on Cox Point Processes
本文提出基于Cox点过程的解析模型，准确刻画LEO/MEO卫星沿轨道分布特性，并推导无卫星概率、干扰拉普拉斯变换及覆盖概率，为卫星网络系统级设计优化提供工具。
2024-06-13 cs.IT eess.SP math.IT
A Novel SCA-Based Method for Beamforming Optimization in IRS/RIS-Assisted MU-MISO Downlink
在这封信中，我们考虑的基本问题，联合设计的发射波束形成器和智能反射表面（IRS）/可重构智能表面（RIS）的相移，以最大限度地减少发射功率，在个人用户的服务质量的限制，在IRS辅助的多用户多输入单输出下行链路通信系统。特别是，我们提出了一种新的连续凸逼近的二阶锥规划方法，其中所有的优化变量同时更新，在每次迭代。我们提出的方案实现了卓越的性能相比，最先进的基准解决方案。此外，所提出的方案的复杂度是$O(N_{\mathrm s}^{3.5})$，而最先进的基准方案的复杂度是$O(N_{\mathrm s}^{7})$，其中$N_{\mathrm s}$表示IRS处的反射元件的数量。
2022-11-19 eess.SP
STAR-RIS-aided RSMA for the URLLC multi-user MIMO Downlink
本研究将速率拆分多址与同时发射反射可重构智能表面融合，提出交替优化算法联合优化波束成形、RIS配置与拆分参数，在有限块长MIMO下行链路中实现了显著高于反射式RIS和空分多址的能效增益。
2025-08-01 eess.SP
Multiplexing More Streams in the MU-MISO Downlink by Interference Exploitation Precoding
在本文中，我们研究了干扰利用预编码的情况下，由基站（BS）同时发送的流的数量大于在BS的发射天线的数量，并推导出最佳的预编码结构，采用伪逆。我们表明，最佳的预缩放向量等于对应于零奇异值的系数矩阵的右奇异向量的线性组合。通过制定的对偶问题，最佳的预编码矩阵可以表示为一个函数的对偶变量在一个封闭的形式，和一个等价的二次规划（QP）制定进一步推导出的计算复杂度降低。数值结果验证了我们的分析，并表明显着的性能改善干扰剥削预编码所考虑的情况。
2019-01-12 eess.SP
Physical Layer Authentication for LEO Satellite Constellations
物理层认证（PLA）是基于节点的物理层特性（例如信道衰落或硬件缺陷）来声明节点的身份的过程。在这项工作中，我们提出了一种新的PLA方法的低轨卫星的星际通信链路（ISL）。在建议的PLA方法中，多个接收卫星通过比较多普勒频率测量值与合法发射机的参考移动性信息来验证发射机的身份，然后考虑所选择的决策规则来融合它们的决策。给出了融合方法的欺骗检测概率和虚警概率的解析表达式。数值上获得的高认证性能的结果铺平了道路，一种新的，易于集成的认证机制的LEO卫星网络。
2022-02-17 cs.CR eess.SP
Visual Event Detection over AI-Edge LEO Satellites with AoI Awareness
School of Physics, Engineering and Computer Science, University of Hertfordshire（哈特福德大学物理、工程与计算机科学学院）；COPELABS, Lusófona University（卢索丰大学COPELABS）；UNINOVA-CTS and LASI（UNINOVA-CTS和LASI）；Instituto Superior Técnico, Universidade de Lisboa（里斯本大学高等理工学院）；Department of Computer Engineering, Chosun University（朝鲜大学计算机工程系）
本文提出了一种基于深度联合源-信道编码的下行方案，用于AI原生LEO卫星网络中的视觉事件检测，通过优化语义信息传输提升推理准确性和时效性。
2025-12-21 cs.IT eess.SP math.IT
Doppler-Resilient LEO Satellite OFDM Transmission with Affine Frequency Domain Pilot
Beijing Institute of Technology（北京理工大学）；China Tower Corporation Limited（中国铁塔股份有限公司）；University of Essex（埃塞克斯大学）；Southeast University（东南大学）
本文提出了一种基于仿射域导频和LSTM预测器的多普勒鲁棒OFDM传输方案，以提高高机动性下的通信性能。
2026-01-14 eess.SP
Decentralized Cooperative Beamforming for Networked LEO Satellites with Statistical CSI
King Abdullah University of Science and Technology（阿卜杜拉国王科技大学）；University of Luxembourg（卢森堡大学）
本文提出了一种分布式协同波束成形框架，用于网络化低轨卫星下行链路，通过局部化基准和全局耦合变量交换，实现高效协同波束成形，降低计算复杂度和信号开销。
2026-05-01 eess.SP
A Joint JSCC-Resource Allocation Framework for QoS-Aware Semantic Communication in LEO Satellite-based EO Missions
Interdisciplinary Centre for Security, Reliability and Trust (SnT), University of Luxembourg（卢森堡大学安全、可靠与信任跨学科中心）
本文提出面向QoS感知语义通信的联合JSCC资源分配框架，通过优化编码参数和资源分配以降低传输功率。
2026-03-12 eess.SP
Neural Network Based Optimization of Transmit Beamforming and RIS Coefficients Using Channel Covariances in MISO Downlink
针对RIS辅助MISO下行链路，提出基于信道协方差的无监督BNN与有监督RIS CNN，以减少波束更新并提升和速率、降低计算时间。
2025-02-17 cs.IT eess.SP math.IT
Effect of Strong Time-Varying Transmission Distance on LEO Satellite-Terrestrial Deliveries
研究了传输距离的强时变对低轨星地传输系统性能的影响。我们提出了一个新的分析框架，使用有限状态马尔可夫信道（FSMC）模型和时间离散化方法。此外，为了证明所提出的框架的应用程序，两个自适应传输，速率自适应传输（RAT）和功率自适应传输（PAT）计划的性能进行评估的情况下，当发射功率或传输速率在低轨卫星是固定的。推导并验证了所考虑系统的吞吐量、能效（EE）和延迟中断率（DOR）的闭合表达式，该表达式能够解决所考虑的LEO STT场景的容量、能效和中断率性能。
2022-06-11 eess.SP
Rate Balancing for Multiuser MIMO Systems
研究并解决了多用户多输入多输出（MIMO）系统下行链路的速率均衡问题。特别是，我们采用了收发器结构，以最大限度地提高最坏情况下的用户速率，同时满足总的发射功率约束。大多数现有的解决方案或者执行用户均方误差（MSE）平衡，或者执行在MIMO情况下次优的流向速率平衡。由于发射滤波器的耦合结构，下行链路中的原始速率平衡问题变得复杂。这里，通过利用加权MSE上行链路/下行链路对偶性以交替方式解决该优化问题，其中已证明收敛到局部最优。仿真结果验证了该算法的有效性，并证明了其性能优于未加权的MSE平衡。
2019-06-13 eess.SP
One-Bit Symbol-Level Precoding for MU-MISO Downlink with Intelligent Reflecting Surface
研究了基于智能反射面的多用户多输入单输出（MISO）下行链路符号级预编码（SLP）。具体地说，通过假设在基站（BS），这是由于使用低分辨率DAC在大规模发射天线的制度，在BS和在IRS的相移的一位SLP的联合设计，提出了一个目标，最大限度地减少最坏情况下的符号错误概率（SEP）的用户在PSK调制。该联合设计问题本质上是一个混合整数非线性规划问题。为了解决这个问题，我们交替优化一位信号和相移。对于前者，松弛的一位SLP问题的一个对偶的解决镜像下降（MD）方法与最大块改进（MBI）算法。对于后者，采用加速投影梯度（APG）方法来优化相位。数值结果表明，所提出的联合设计可以获得更好的SEP性能比传统的线性预编码和一位SLP。
2020-09-29 eess.SP
Performance Analysis of Flexible Duplex Inter-Satellite Links in LEO Networks
RMIT University（皇家墨尔本理工大学）
本文研究了低轨网络中能量高效的卫星间通信，提出灵活双工方案以适应动态链路容量，提升端到端吞吐量和能效。
2026-03-17 eess.SP
UAV-Assisted Downlink Satellite Covert Communication
School of Electrical Engineering, Korea Advanced Institute of Science and Technology（韩国科学技术院电气工程学院）
本文研究无人机辅助低轨卫星下行隐蔽通信，通过联合优化无人机三维部署、功率分配和卫星发射功率最大化隐蔽速率，并提出基于BCD和SCA的高效求解算法。
2025-11-09 eess.SP
Robust Resource Allocation for LEO Satellite-Assisted Secure SWIPT via STAR-RIS under CSI Uncertainty
针对CSI不确定性下LEO卫星通过STAR-RIS提供安全SWIPT服务的场景，提出基于S-procedure、AO与惩罚策略的鲁棒资源分配方法，显著提升总收集功率。
2025-08-30 eess.SP
Distortion-Aware Linear Precoding for Millimeter-Wave Multiuser MISO Downlink
在这项工作中，我们提出了一个迭代的计划来计算一个线性预编码器，考虑到在多用户多输入单输出下行链路的硬件损伤的影响。我们特别关注的情况下，当发射机配备了非线性功率放大器。使用Bussgang定理，我们制定了一个下限的硬件损伤的存在下，可实现的和速率，并使用投影梯度上升最大化。我们提供了数值例子，证明了所提出的失真感知方案的预编码在毫米波信道的有效性。
2019-06-27 eess.SP
Semantic Enabled 6G LEO Satellite Communication for Earth Observation: A Resource-Constrained Network Optimization
针对6G低轨卫星地球观测图像下行的带宽与时延瓶颈，提出融合联合语义/信道编码、DWOA与一对一匹配博弈的SC资源优化框架，在保证高质量传输下最小化时延。
2024-07-31 cs.NI eess.SP
5G NB-IoT via low density LEO Constellations
5G NB-IoT被视为为物联网中的机器类型通信提供真正无处不在的全球5G覆盖（1.000.000设备/平方公里）的关键技术。NB-IoT的非地面网络（NTN）变体正在3GPP中标准化，它与廉价且不复杂的芯片组一起，能够生产具有真正全球覆盖的价格竞争力的物联网设备。NB-IoT允许在上行链路中进行窄带单载波传输，这将上行链路链路预算比180 [kHz]下行链路提高了16.8 dB。这允许足够长的距离用于地面到低地球轨道（LEO）通信，而无需在物联网设备中使用复杂且昂贵的天线。本文分析了5G NB-IoT在LEO中携带基站的小卫星低密度星座背景下的可行性，并讨论了NB-IoT所需的适配。
2021-08-13 cs.NI eess.SP
LLM-guided DRL for Multi-tier LEO Satellite Networks with Hybrid FSO/RF Links
针对多层LEO卫星网络高动态下的连接稳定与切换优化难题，提出LLM引导的带动态动作掩码的截断分位评论家算法，通过混合FSO/RF链路架构与自适应超参调优，在传输速率、切换频率和收敛性上优于基线方法。
2025-05-17 cs.NI eess.SP
Downlink Multiuser Communications Relying on Flexible Intelligent Metasurfaces
针对下行多用户通信场景，提出基于柔性智能超表面的发射功率优化方案，通过交替优化波束成形与表面形状，较传统刚性阵列降低约3 dB发射功率。
2025-02-23 cs.IT eess.SP math.IT
Construction of 1-Bit Transmit Signal Vectors for Downlink MU-MISO Systems: QAM constellations
在本文中，我们研究了具有大量天线阵列的基站在具有成本效益的1位数模转换器下的发射信号的构造。由于其粗糙的非线性特性，传统的预编码方法不能产生有吸引力的性能与严重的错误平层问题。此外，由于其组合性质，找到最佳发射信号在计算上是不可信的。因此，有效地构造1比特发射信号仍然是一个悬而未决的问题。作为我们早期工作的扩展，我们提出了一种有效的方法来构建一个1比特的正交幅度调制星座下的发射信号。为此，我们首先推导出所谓的可行性条件，确保每个用户的无噪声观测属于一个期望的决策区域，然后将其转换为线性约束。考虑到对加性噪声的鲁棒性，所提出的构造方法被配制成一个定义良好的混合整数线性规划问题。在此基础上，我们开发了一种低复杂度的算法来解决它（等效地，生成一个1比特的发送信号）。通过仿真，验证了该方法在计算复杂性和检测性能方面的优越性。
2021-04-22 cs.IT eess.SP math.IT
Cooperative Energy Efficient Power Allocation Algorithm for downlink massive MIMO
研究了蜂窝网络中发射端采用大规模多输入多输出（MIMO）系统时的功率分配问题。由于电路功耗随发射端天线和用户数量的增加而增加，因此为了分析网络性能，选择了考虑电路功耗的能量效率目标函数。考虑了在最大发射功率和服务质量（QoS）约束下的能量效率优化问题。为了解决用户与基站协作下的功率分配问题，提出了一种能量有效的功率分配算法。数值结果表明了算法的收敛性，并给出了合适的发射天线数和用户数。最后，对中试污染的影响进行了评估，结果表明，中试污染的能量利用率明显下降。
2018-12-31 cs.IT eess.SP math.IT
Joint Design of Transmit Beamforming, IRS Platform, and Power Splitting SWIPT Receivers for Downlink Cellular Multiuser MISO
在下行链路模式下，考虑了具有智能反射面（IRS）平台的多天线基站（BS）和多个单天线用户。BS经由发射波束成形利用同时无线信息和功率传输（SWIPT）来向所有设备传送信息和功率。每个设备应用功率分割（PS）以将接收到的功率的单独部分专用于信息解码和能量收集。我们制定了一个总的发射功率最小化问题，共同设计的BS波束成形向量，IRS相移，PS比在接收机的最低速率和收获的能量服务质量（QoS）的约束在所有的接收机。首先，我们开发了一个块坐标下降算法，也被称为交替优化，可以减少目标函数的每一次迭代，保证收敛。之后，两个低复杂度的次优算法，依赖于著名的最大比传输和迫零波束形成技术的介绍。当BS天线的数量和/或用户的数量很大，或者信道的相干时间很小时，这些算法是有益的。仿真证实了这样的期望，即通过部署无源IRS，BS功率可以降低$10-20$ dBw，同时保持类似的保证QoS。此外，即使提出的次优算法优于全局最优的SWIPT解决方案，没有IRS的一个适度数量的IRS元素。
2020-07-25 cs.SY eess.SP eess.SY
Channel Capacity Enhancement of SWIPT based CNOMA Downlink Transmission with Orbital Angular Momentum over Rician Fading Channel
本文提出了一种基于协作非正交多址接入（HOCMA）和功率分裂的同时无线信息和功率传输（SWIPT）相结合的方法，以提高系统的频谱和能量效率。此外，本文还考虑了不同的轨道角动量（OAM）的信号发送额外的符号到小区中心用户（CCU）和小区边缘用户（CEU）。在所提出的技术中，CCU被用作能量受限的中继转发信号到CEU。CCU使用功率分割技术从BS发送的信号中获取能量。通过利用不同的OAM模式将附加符号从BS发送到CCU和CEU。本文研究了遍历和容量（ESC）的建议的技术，随着莱斯衰落信道的分析推导。最后，通过分析和仿真，证明了与传统多址接入相比，传统技术在ESC和能量效率方面的性能。
2019-10-21 cs.NI eess.SP
Spherical Point Process with Random Heights: New Approach for Modeling and Analysis of Downlink Satellite Networks
本文提出基于三维泊松点过程的随机高度模型（RHM），通过在名义壳层引入随机径向位移来捕捉不同高度分布，推导了下行链路覆盖概率解析表达式，为分析大规模LEO立体星座网络性能提供了准确工具。
2025-11-03 cs.IT cs.SY eess.SP
Rate-Splitting Multiple Access for Downlink Multiuser MIMO: Precoder Optimization and PHY-Layer Design
速率分割多址接入（RSMA）最近已经作为用于下行链路多用户（MU）多天线通信的强大且鲁棒的多址接入和干扰管理策略出现。在这项工作中，我们研究了在下行链路MU系统中的RSMA方案的预编码器设计问题，完美和不完美的信道状态信息在发射机（CSIT）和评估的作用和好处发送多个公共流。与现有的作品，考虑单天线接收机（多输入单输出-MISO），我们提出并扩展了RSMA框架多天线接收机（多输入多输出-MIMO）和制定的预编码器优化问题的目的是最大限度地提高加权遍历和速率（WESR）。预编码器的优化解决了使用样本平均近似（SAA）连同建议的矢量化和加权最小均方误差（WMMSE）为基础的方法。RSMA的可扩展和自由度（DoF）是作为传输的公共和私有流的数量的递增函数导出的，这是进一步验证遍历和速率（ESR）性能使用蒙特卡罗模拟。基于线性预编码器和非正交多址（NOMA）方案的常规MU-MIMO被认为是基线。仿真结果表明，在CSIT不完善的情况下，RSMA的总DoF和ESR性能优于两种基线，并且随着传输公共流的数量增加而增加。此外，通过更好地管理干扰，RSMA不仅比基线方案具有显著的ESR增益，而且对CSIT不准确性、网络负载和用户部署更具鲁棒性。
2021-05-16 cs.IT eess.SP math.IT
Downlink Power Minimization in Intelligent Reconfigurable Surface-Aided Security Classification Wireless Communications System
用户隐私保护被认为是无线网络中的一个关键问题，这推动了对各种安全信息交互技术的需求。本文介绍了一种智能反射面（IRS）辅助的安全分级无线通信系统，该系统通过对具有不同安全要求的用户进行分级，降低了基站的发射功率。具体来说，我们将用户分为保密用户的安全通信需求和一般通信用户的简单通信需求。在通信期间，我们在保证一般通信用户的服务质量的同时，保证保密用户的保密速率，从而降低基站的发射功率。为了实现这种安全和绿色的信息传输，BS对叠加有人工噪声（AN）的传输信号实施波束成形设计，然后在IRS反射的帮助下将其广播给用户。我们开发了一个交替的优化框架，以最大限度地减少BS下行链路功率相对于BS的主动波束形成器，在BS的AN矢量，和IRS的反射相移。提出了一种逐次凸逼近（SCA）方法，将非凸波束形成问题转化为凸形式。仿真结果表明，该算法具有较好的收敛性，与最佳基准方案相比，发射功率可降低20%.
2022-06-11 cs.IT eess.SP math.IT
Flexible Intelligent Metasurface for Downlink Communications under Statistical CSI
New York University Abu Dhabi（阿布扎比纽约大学）；NYU WIRELESS, NYU Tandon School of Engineering（纽约大学坦登工程学院）；University of Hertfordshire（赫特福德大学）；National Technical University of Athens（雅典国立技术大学）
本文提出了一种基于统计CSI的FIM优化算法，用于提升FIM辅助下行多用户通信系统的频谱效率。
2025-12-28 cs.IT eess.SP math.IT
Low-Complexity Symbol-Level Precoding for MU-MISO Downlink Systems with QAM Signals
本研究提出了一个大规模的天线系统的发射信号的建设具有成本效益的1位数模转换器在下行链路。在正交幅度调制星座中，如何克服由其固有特性引起的严重的误码平层问题仍然是一个有待解决的问题。为此，我们首先提出了一个可行性条件，保证每个用户的无噪声信号被放置在所需的决策区域。对于加性噪声的鲁棒性，我们提出了一个优化问题，然后将可行性条件转化为级联矩阵形式。我们提出了一个低复杂度的算法来产生一个1位的发送信号的基础上提出的优化问题制定为一个定义良好的混合整数线性规划。数值结果验证了该方法在检测性能和计算复杂性方面的优越性。
2021-06-01 cs.IT eess.SP math.IT
A Comparison between RSMA, SDMA, and OMA in Multibeam LEO Satellite Systems
低地球轨道（LEO）卫星系统能够实现接近全球的覆盖，因此有望成为未来通信标准的重要支柱。然而，LEO卫星面临的一个特殊挑战是高轨道速度，由于其精确的信道估计是困难的。我们将这种影响建模为错误的出发角度（AoD），这对应于发射机（CSIT）处的不完美信道状态信息（CSI）。较差的CSIT和非正交用户信道通过增加用户间干扰（IUI）来降低空分多址（SDMA）预编码的性能。与SDMA相反，在正交多址（OMA）中不存在IUI，但是它需要用于每个用户的正交时间或频率资源。统一SDMA、OMA和非正交多址（NOMA）的速率分割多址（RSMA）最近已被证明是考虑不完美CSIT的鲁棒干扰管理的灵活方法。在本文中，我们研究RSMA作为一个有前途的策略，以管理IUI在LEO卫星下行链路系统所造成的非正交用户信道，以及不完善的CSIT。我们评估的最佳配置RSMA依赖于卫星和用户之间的几何星座。
2023-01-27 cs.IT eess.SP math.IT
