A Simple Variational Bayes Detector for Orthogonal Time Frequency Space (OTFS) Modulation
新兴的正交时频空间（OTFS）调制技术在充分利用时频分集和应对信道动态特性的能力方面显示出其优于当前的正交频分复用（OFDM）方案。最佳最大后验概率（MAP）检测能够消除延迟多普勒（DD）域中的符号间干扰的负面影响，但代价是过高的复杂度。为了降低OTFS方案的接收机复杂度，本文提出了一种变分贝叶斯（VB）方法作为最佳MAP检测的近似。与广泛使用的消息传递算法相比，我们证明了所提出的迭代算法保证收敛到近似MAP检测器的全局最优值，而不管所得到的因子图是否是循环的。仿真结果验证了所提出的VB接收机的快速收敛性，也显示了其有前途的性能增益相比，传统的消息传递算法。
2019-11-28 cs.IT eess.SP math.IT
Hybrid Digital-Analog Beamforming and MIMO Radar with OTFS Modulation
受未来汽车应用的启发，我们研究了一些联合雷达目标检测和参数估计问题，其中发射机，配备了单基地MIMO雷达，希望检测多个目标，然后估计各自的参数，同时使用正交时频空间（OTFS）调制通信信息数据。假设在毫米波频段上射频链的数量小于天线的数量，我们在雷达发射机处设计了适合于不同工作阶段的混合数模波束形成。第一种情况考虑宽角度波束，以便执行目标检测和参数估计，同时向所有可能的活动用户多播公共消息。第二种情况考虑窄角度波束，以单独地向已经检测到的用户发送信息流，并同时跟踪它们各自的参数。在这种设置下，我们提出了一个有效的最大似然方案结合混合波束形成联合执行目标检测和参数估计。数值结果表明，该算法能够在天线数量足够的情况下可靠地检测多个目标，并达到了延迟、多普勒和到达角等雷达参数估计的Cramér-Rao下界。
2020-09-17 cs.IT eess.SP math.IT
Low Complexity Channel Estimation for OTFS Modulation with Fractional Delay and Doppler
针对少天线OTFS系统在分数时延、多普勒及实际脉冲下DD域稀疏性受损的问题，提出M-MLE及进一步降维的TSE信道估计方法，以更低复杂度获得更高估计精度。
2021-11-11 cs.IT eess.SP 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
How is Time Frequency Space Modulation Related to Short Time Fourier Signaling?
研究了正交时频空间（OTFS）调制和正交短时傅立叶（OSTF）信令之间的关系。OTFS最近被提出作为用于高多普勒场景的新方案，并且建立在OSTF上。我们首先证明了这两种方案在数字域中是酉等价的。然而，OSTF定义了具有波形域的模数接口。然后，我们开发了一个临界采样矩阵矢量模型的两个系统，并考虑在接收机的线性最小均方误差（MMSE）滤波，以抑制符号间干扰。容量和（未编码的）错误概率的初始比较揭示了一个令人惊讶的观察结果：OTFS在容量上表现低于OSTF，但在错误概率上表现超过OSTF。这一结果可归因于两个系统所引起的信道矩阵的特性。特别地，OTFS矩阵的对角项表现出几乎相同的幅度，而OSTF矩阵的对角项表现出由多径随机性引起的剧烈波动。观察到，通过简单地用任意酉矩阵替换将OTFS与OSTF相关联的酉矩阵，导致与OTFS几乎相同的性能。然后，我们扩展我们的分析，正交频分复用（OFDM），也考虑一个更极端的情况下，相对较大的延迟和多普勒扩展。我们的研究结果表明，使用OSTF的基础波形，而不是正弦的OFDM在高度动态的环境中的意义，也突出了在接收器中使用的信道状态信息的水平的影响。
2021-09-13 cs.IT eess.SP math.IT
Performance Analysis and Window Design for Channel Estimation of OTFS Modulation
在本文中，我们研究了发射机和接收机窗口对正交时频空间（OTFS）调制的影响，并提出了一种窗口设计，以提高OTFS信道估计性能。假设理想的脉冲整形滤波器在收发器，我们首先确定窗口的作用，在有效的信道和减少的信道稀疏与传统的矩形窗口。然后，我们描述了窗口的OTFS调制的有效信道估计性能的影响。基于所揭示的见解，我们建议在发送器或接收器处应用Dolph-Chebyshev（DC）窗口，以有效地增强有效信道的稀疏性。因此，由于分数多普勒的信道扩展被显著地减小，这导致与矩形窗口的信道估计相比，信道估计中的更低的错误平层。仿真结果验证了所得到的分析结果的准确性，并确认所提出的窗口设计的优越性，在提高信道估计性能比传统的矩形或正弦窗口。
2021-01-28 cs.IT math.IT
Performance Analysis of Joint Radar and Communication using OFDM and OTFS
我们考虑联合雷达估计和通信系统使用正交频分复用（OFDM）和正交时间频率空间（OTFS）调制。该场景是由车辆应用激发的，其中配备有单基地雷达的车辆希望将数据传送到其目标接收器，同时估计与该接收器相关的感兴趣的参数。通过对单个目标的情况下，我们得到的最大似然（ML）估计和Cramér-Rao联合速度和距离估计的下限。数值例子表明，这两种数字调制格式可以实现精确的距离/速度估计的最先进的雷达波形，如调频连续波（FMCW），同时发送数字信息在其完全可实现的速率。我们的结论是，它是可能的，以获得显着的数据传输速率，而不损害系统的雷达估计能力。
2019-02-06 cs.IT math.IT
OTFS Based Random Access Preamble Transmission For High Mobility Scenarios
我们考虑基于正交时频空间（OTFS）调制的系统的上行链路定时同步问题，其中信息嵌入在延迟多普勒（DD）域中。为此，我们提出了一种新的随机接入（RA）前导码波形的基础上OTFS调制。我们还提出了一种方法来估计用户终端（UT）和基站（BS）之间的往返传播延迟的基础上接收到的RA码在DD域。该估计（称为定时提前估计）被反馈给相应的UT，使得它们可以提前它们的上行链路定时，以便在BS处以时间同步的方式接收来自小区中的所有UT的信号。通过分析和仿真，研究了RA前导码的OTFS调制参数对定时误差概率的影响，为如何选择这些参数提供了有价值的见解。高移动性场景的详尽数值模拟表明，与第四代（4G）系统中的RA方法相比，所提出的基于OTFS的RA的定时误差概率（TEP）性能对信道引起的多径多普勒频移更加鲁棒。
2020-10-24 cs.IT math.IT
Orthogonal Time Frequency Space Modulation
本文介绍了一种新的二维调制技术，称为正交时频空间（OTFS）调制。OTFS具有在延迟-多普勒域中设计的新颖且重要的特征。当与合适的均衡器耦合时，OTFS调制能够在时间和频率上利用全信道分集。此外，它将调制信号（如OFDM）所经历的衰落、时变无线信道转换为具有对于所有符号基本恒定的复信道增益的时间无关信道。这种设计消除了对发射机自适应的需要，并大大简化了系统操作。本文描述了OTFS的基本操作原理以及作为当前或预期的标准化系统的覆盖的可能实现。OTFS被示出为在具有高多普勒、短分组和/或大天线阵列的系统中提供显著的性能改进。具体地，仿真结果指示在所有这些设置中OTFS相对于OFDM的块出错率性能改进至少几个dB。
2018-08-01 cs.IT math.IT
OTFS: A New Generation of Modulation Addressing the Challenges of 5G
在本文中，我们介绍了一种新的2D调制方案，称为OTFS（正交时间频率和空间），多路复用信息QAM符号的载波波形，对应于本地化脉冲的信号表示称为延迟多普勒表示的新的类。OTFS构成了传统时间和频率调制（如TDM和FDM）的广泛推广，从更广泛的角度来看，它建立了雷达和通信之间的概念联系。OTFS波形以直接捕获底层物理的方式与无线信道耦合，产生组成反射体的高分辨率延迟多普勒雷达图像。结果，时间-频率选择性信道被转换成不变的、可分离的和正交的相互作用，其中所有接收到的QAM符号经历相同的局部化损伤，并且所有延迟-多普勒分集分支被相干地组合。反射器的高分辨率延迟-多普勒分离使得OTFS能够通过频谱效率与MIMO阶数的线性缩放以及对多普勒和多径信道条件的鲁棒性来接近具有最佳性能-复杂度折衷的信道容量。OTFS是实现MUIMO收益的全部承诺的推动者，即使在具有挑战性的5G部署环境中，适应也是不现实的。
2018-02-07 cs.IT math.IT
When Cell-Free Massive MIMO Meets OTFS Modulation: The Downlink Case
提出了一种无小区大规模MIMO（多输入多输出）系统中正交时频空间（OTFS）调制的性能评估。通过利用时变信道的延迟-多普勒（DD）表示的固有稀疏性，我们应用嵌入式导频辅助信道估计方法，减少保护间隔，并推导出最小均方误差估计的信道增益从接收到的上行链路导频在接入点（AP）。每个AP应用共辄波束成形来向用户发送数据。我们推导出一个封闭形式的表达式为个人用户的下行链路吞吐量作为AP，用户和DD信道估计参数的数量的函数。我们比较OTFS的性能与正交频分复用（OFDM）在高流动性条件。我们的研究结果表明，与OFDM对应物相比，具有不相关阴影的无小区大规模MIMO与OTFS调制在95%可能的每用户吞吐量中实现高达35%的增益。最后，每用户吞吐量的增加在相关阴影场景的中值速率处更明显。
2022-03-15 cs.IT math.IT
Iterative Detection for Orthogonal Time Frequency Space Modulation with Unitary Approximate Message Passing
正交时频空（OTFS）调制已成为高移动性无线通信的一种有前途的调制方案。为了获得OTFS所承诺的时间和频率分集，已经开发了一些有前途的检测器，特别是基于消息传递的检测器，通过利用延迟-多普勒域中信道的稀疏性。然而，当信道路径的数量相对较大或必须考虑分数多普勒频移时，现有检测器的复杂性是一个问题，并且基于消息传递的检测器可能由于消息传递中涉及的短环路而遭受性能损失。在这项工作中，我们研究了OTFS检测器的设计基于近似消息传递（AMP）。特别是，{利用酉AMP（UAMP），我们设计了新的检测器，享受}的信道矩阵的结构，并允许有效的实施。此外，噪声方差的估计被纳入基于UAMP的检测器。由于UAMP相对于AMP的鲁棒性，基于UAMP的检测器提供了卓越的性能，并且显著优于最先进的检测器。我们还研究了迭代联合检测和解码的编码OTFS系统，其中OTFS检测器集成到一个强大的涡轮接收机，导致相当大的性能增益。
2021-02-16 cs.IT eess.SP math.IT
Analysis of Discrete-Time MIMO OFDM-Based Orthogonal Time Frequency Space Modulation
正交时频空间（OTFS）是一种在多普勒延迟域设计的新型调制方案，可以充分利用一般时变信道的时频分集。在本文中，我们提出了一种新的基于OFDM的OTFS收发器的离散时间分析与简洁和矢量化的输入输出关系，清楚地表征了在这样的系统中的每个底层信号处理块的贡献。当在时域中采用循环前缀时，我们的分析表明，所提出的MIMO OTFS和OFDM系统具有相同的遍历容量，尽管众所周知的事实是，前者在高多普勒信道的低复杂度接收机设计中具有很大的优势。所提出的离散时间矢量化公式适用于一般的快衰落信道与任意窗口函数。它还使得能够实现实际的低复杂度接收机设计，对于该接收机设计，输入-输出关系的这种简洁公式化具有很大的益处。
2017-10-22 cs.IT math.IT
Low Complexity Modem Structure for OFDM-based Orthogonal Time Frequency Space Modulation
正交时频空间（OTFS）调制是一种二维信令技术，最近出现在文献中，以解决时变（TV）无线信道。OTFS部署多普勒延迟平面以复用传输数据，其中TV信道的时间变化随时间积分，因此与系统的输入和输出相关的等效信道归结为时不变信道。该信令技术可以在给定的多载波波形的顶部上实现，其中向调制器和解调器添加预编码和后处理单元。在本文中，我们提出了一个基于OFDM的OTFS系统的离散时间配方。我们反对在实际场景中在OTFS发射机处部署窗函数，从而将任何类型的窗口限制在接收机侧。我们研究了离散时间的信道影响，为OTFS系统提供了更深入的见解。此外，我们的推导导致简化的调制器和解调器的结构是远远简单的比那些在文献中。
2017-10-02 cs.IT math.IT
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
The Interference Channel Revisited: Aligning Interference by Adjusting Receive Antenna Separation
它示出，配备有两个天线的接收器可以空任意大量的空间方向到任何所需的精度，同时保持无干扰的信号-噪声比，通过明智地调整天线元件之间的距离。主要的理论结果建立在遍历理论的基础上。该方案在中等信噪比系统中的实用性证明了一种情况下，每个发射机配备有一个单一的天线，每个接收机有两个接收链，天线元件之间的所需间距是通过选择合适的天线从一个大的线性天线阵列。我们进一步扩展所提出的方案表明，干扰也可以消除镜面多径信道以及多输入多输出干扰信道，其中一个额外的接收器足以将所有的干扰器对齐到一个一维子空间。为了证明该方案的性能，我们表现出显着的增益干扰信道与四个以及六个用户，在低到中等的信噪比（0-20 dB）。所提出的技术的鲁棒性小信道估计误差进行了探讨。
2019-05-30 cs.IT eess.SP math.IT
How Much Power Must We Extract From a Receiver Antenna to Effect Communications?
该研究基于经典物理定律指出，无线通信无需从接收天线提取功率，通过天线与前端电子器件共置、高输入阻抗前置放大器直接测开路电压即可实现，突破了传统认知误区。
2024-10-09 cs.IT eess.SP math.IT
Limits of Transmit and Receive Array Gain in Massive MIMO
本文研究了大规模MIMO系统的发射和接收天线阵增益。特别是，我们看看他们的依赖于阵列中的天线数量，以及均匀的线性和均匀的圆形阵列的天线间距。已知发射阵列增益在一定的天线间距处饱和，但接收阵列增益未被考虑。我们的物理一致性分析的基础上的多端口通信理论，我们表明，接收阵列增益不饱和，但有一个峰值在一定的天线间距时，没有去耦网络的接收机。由于为大规模MIMO实现解耦网络几乎是不可能的，因此这是一个合理的假设。此外，我们分析了阵列增益如何根据天线间距和天线阵列的大小而变化，并得出设计建议。
2020-06-26 cs.IT eess.SP math.IT
Beamforming Design for Pinching Antenna Systems with Multiple Receive Antennas
针对多接收天线用户的下行pinching antenna系统建模空白，本文推导信噪比与天线位置的解析关系，提出两层部署策略，仿真验证其在短距离密集PA场景下的性能增益。
2025-09-02 cs.IT eess.SP math.IT
Derivation of OTFS Modulation from First Principles
本文利用时域信号的ZAK表示，从基本原理出发严格推导了延迟-多普勒域正交基下的OTFS调制，揭示了其抗多普勒频移的鲁棒性根源及鲁棒性与延迟的权衡关系。
2020-07-28 cs.IT math.IT
LOS MIMO Design based on Multiple Optimum Antenna Separations
在用于MIMO无线通信的发射和接收天线阵列中使用多个天线允许利用丰富散射环境中的空间自由度。然而，对于在发射机和接收机处具有均匀线性阵列（ULA）的视距（LOS）MIMO信道，需要优化发射和接收阵列处的天线间隔以最大化空间自由度和信道容量。本文首先对LOS MIMO系统中发射和接收ULA处的最佳天线间距进行了推导，给出了最佳天线间距乘积的一般表达式，该表达式包含多个解。虽然只有对应于最小的天线分离产品的解决方案通常被认为是在文献中，我们利用多个解决方案的LOS MIMO设计在发射机和接收机之间的距离范围。特别是，我们认为LOS MIMO设计中的车辆到车辆（V2V）通信的情况下，在发送和接收车辆之间的距离范围。
2018-09-11 cs.IT eess.SP math.IT
A Theoretical Answer to "Does the IRC-SINR of an Interference Rejection Combiner always Increase with an Increase in Number of Receive Antennas?"
干扰抑制合路器（Interference Rejection Combiner，IRC）在4G/5G系统中非常流行。特别地，它们经常用于协作多点（CoMP）网络中，其中相邻小区的基站（BS）的天线结合小区边缘UE自己的小区的BS的天线用于IRC接收器中，以改善小区边缘用户的IRC-SINR。但是IRC-SINR总是随着天线数量的增加而增加吗？本文试图从理论上回答这一问题。我们给出了一个理论推导，量化的改进时，天线的数量增加了一个单位的IRC-SINR。我们表明，IRC-SINR的这种改善总是大于或等于零。因此，我们证明，增加天线的数量，甚至通过统一将始终提高IRC-SINR。选择相邻小区的额外天线可以被视为[1]中描述的天线选择的特殊情况。我们还提出了IRC-SINR的改善，在上行链路CoMP的情况下，通过仿真和验证，它确实与本文中推导出的理论增益相匹配。
2021-02-08 cs.IT eess.SP math.IT
Investigation of Channel Estimation Techniques with 1-bit Quantization and Oversampling for Multiple-Antenna Systems
大规模多天线系统已被确定为下一代无线系统的有前途的技术。然而，通过按比例增加接收天线的数量，能量消耗也将增加。一种可能的解决方案是在接收器处使用低分辨率模数转换器。本文考虑了大规模的多天线上行链路系统，每个接收天线上的1位模数转换器。由于过采样可以部分地补偿由粗量化引起的信息损失，因此接收信号首先被过采样因子M。然后，我们提出了一个低分辨率意识的线性最小均方误差信道估计器的1位过采样系统。此外，我们分析了所提出的信道估计的性能，推导出贝叶斯Cramér-Rao界的上限。数值结果被提供来说明所提出的信道估计器的性能。
2019-10-06 cs.IT eess.SP math.IT
Multiple-Antenna Interference Channel with Receive Antenna Joint Processing and Real Interference Alignment
我们考虑一个恒定的$K$ -用户高斯干扰信道与$M$天线在每个发射机和$N$天线在每个接收机，表示为一个$(K,M,N)$信道。基于同时丢番图近似的结果，提出了一种联合接收天线处理的干扰对齐方案。该方案用于为两个先前已知的结果提供新的证明，即1）$(K, N, N)$信道的总自由度（DoF）是$NK/2$ ;以及2）$(K, M, N)$信道的总DoF至少是$KMN/(M+N)$。我们还推导出$(K,N,N)$通道的DoF区域，以及$(K,M,N)$通道的DoF区域上的内界。
2013-01-27 cs.IT math.IT
Hybrid Multiport Receivers for Slow Fluid Antenna Multiple Access
Defense University Center at the Spanish Naval Academy（西班牙海军学院国防大学中心）；Universidad San Francisco de Quito（基多圣弗朗西斯科大学）；University of Granada（格拉纳达大学）
提出一种混合多端口接收机架构，通过低复杂度模拟合并网络将端口选择与信号合并解耦，在仅需少量射频链的情况下保持流体天线系统的性能优势，并在慢速流体天线多址接入场景中实现与全数字方案相当的性能，同时降低60%以上的计算负担。
2026-10-23 cs.IT eess.SP math.IT
Multiuser Communications with Movable-Antenna Base Station: Joint Antenna Positioning, Receive Combining, and Power Control
本文研究可移动天线基站的上行多用户通信，提出联合优化天线位置、接收合并和功率控制的PSO-BCD双环算法，显著提升最大—最小用户速率。
2023-08-18 cs.IT eess.SP math.IT
Multiple-Antenna Interference Network with Receive Antenna Joint Processing and Real Interference Alignment
本文研究了常系数多天线干扰信道的自由度域。首先，我们考虑一个$K$-用户高斯干扰信道，在发射机$k$、$1\le k\le K$处具有$M_k$天线，在接收机$j$、$1\le j\le K$处具有$N_j$天线，表示为$(K,[M_k],[N_j])$信道。基于同时丢番图近似的结果，提出了一种联合接收天线处理的干扰对齐方案。该方案用于获得可实现的自由度区域。所提出的DoF区域包括作为特殊情况的两个先前已知的结果，即1）在每个节点处具有$N$天线的$K$-用户干扰信道（$(K, [N], [N])$信道）的总DoF是$NK/2$;以及2）$(K, [M], [N])$信道的总DoF至少是$KMN/(M+N)$。接下来，我们将研究具有$K$发射机和$J$接收机的常数系数干扰网络，这些发射机和接收机都具有$N$天线。每个发送器发出独立的消息，每个接收器请求消息的任意子集。采用新的联合接收天线处理，获得了这种设置的自由度区域。我们最后考虑无线X网络，其中每个节点被允许有任意数量的天线。结果表明，联合接收天线处理可以用来建立一个可实现的自由度区域，这是大于什么是可能的天线分裂。作为常系数X网络可达自由度区域的一种特殊情况，在所有节点天线数相同且采用联合天线处理的情况下，无线X网络的总自由度是紧的，而基于天线分裂的最佳内界不能满足外界。最后，我们得到了一个自由度区域外界的基础上的发射机分组技…
2014-02-17 cs.IT math.IT
A Simple Two-stage Equalizer With Simplified Orthogonal Time Frequency Space Modulation Over Rapidly Time-varying Channels
在这项工作中，我们推导出一个等效的延迟多普勒信道矩阵的正交时频空间（OTFS）调制，没有在以前的文献中研究。它具有与快速时变信道下OFDM系统的带状信道矩阵相似的结构。然而，一旦确定了最大信道延迟扩展的长度和OTFS帧持续时间，等效信道矩阵中的频带将不再随着多普勒扩展的增加而扩展。此外，等效信道矩阵可以简化发射机侧的OTFS调制。通过推导等效信道矩阵，提出了一种简单的用于OTFS调制的一维运算的两级均衡器。首先，在频域中使用传统的OFDM单抽头均衡器来均衡接收信号。可以消除多径效应。在第二阶段，采用另一种低复杂度的延迟-多普勒域均衡器，利用等效信道矩阵消除多普勒扩展引起的残余干扰的影响。仿真结果表明，在高多普勒扩展情况下，该方法的误码率优于OFDM系统中传统的单抽头均衡器和全最小均方误差（MMSE）均衡器。
2017-09-08 cs.IT math.IT
Asymptotics of Transmit Antenna Selection: Impact of Multiple Receive Antennas
考虑具有$N_\mathrm{t}$发射天线和$N_\mathrm{r}$接收天线的衰落高斯MIMO信道。发射机选择对应于最强信道的$L_\mathrm{t}$天线。对于这种设置，我们研究了当$N_\mathrm{t}$变大时输入输出互信息的分布。我们表明，对于任何$N_\mathrm{r}$和$L_\mathrm{t}$，输入输出互信息的分布是准确地近似的高斯分布，其均值增长大，其方差收敛到零。我们的分析表明，在大的限制，应用Jensen不等式得到的互信息的期望值和相应的上限之间的差距，收敛到一个常数，它只取决于$N_\mathrm{r}$和$L_\mathrm{t}$。该结果将信道硬化的范围扩展到具有多个接收和选择的发射天线的天线选择的一般情况。虽然分析给出了大系统的限制，我们的数值研究表明，即使天线的数量并不大的近似分布的鲁棒性。
2017-04-27 cs.IT math.IT
Performance Analysis of Multiple Antenna Multi-User Detection
推导了几种多天线多用户抵消和检测方案的分集阶数。这些检测方法的共同特性是使用Alamandra和准正交空时分组码。为了检测每个都具有$N$发射天线的$J$用户，这些方案在接收机处仅需要$J$天线。我们的分析表明，当有$M$接收天线，阵列处理方案提供了$N(M-J+1)$的分集阶数。此外，我们的研究结果证明，无论用户或接收天线的数量，当使用最大似然解码，我们得到了完整的发送和接收的分集，即$NM$，类似于无干扰的情况下。
2008-06-04 cs.IT math.IT
On Achievable Degrees of Freedom for the Frequency-Selective K-User Interference Channel in the Presence of an Instantaneous Relay
本文研究了具有多个接收和发射天线的瞬时中继（IR）存在时频率选择性K用户干扰信道的自由度（DoF）。我们研究了两个场景的基础上的红外天线的合作能力。首先，我们假设IR接收和发射天线可以相互协调，其中每个发射天线的发射信号可以取决于所有接收天线的接收信号，并且我们推导出该模型的可实现的自由度。在我们的干扰对齐方案中，我们将接收机分为两组，称为干净和脏接收机。我们设计我们的计划，使一部分的消息干净的接收机可以在IR解复用。因此，IR可以使用这些消息流的干扰消除在干净的接收机。接下来，我们考虑一个IR，其天线没有相互协调，其中每个发射天线的发射信号只取决于其相应的接收天线的接收信号，我们推导出一个可实现的自由度为它。我们表明，可实现的自由度大大降低相比，协调的情况下。在这两个模型中，我们的方案实现了最大的K自由度，如果发射和接收天线的数量是一个有限的阈值以上。
2021-09-20 cs.IT math.IT
Spectral Efficiency Scaling Laws in Dense Random Wireless Networks with Multiple Receive Antennas
本文考虑了大型随机无线网络，其中发送和接收节点对在一定范围内通信，同时共享一个共同的频谱。通过建模的节点的空间位置的基础上随机几何，解析表达式的遍历频谱效率的一个典型的节点对推导出作为一个函数的信道状态信息在接收机（CSIR）在相关的系统参数：通信链路的密度，接收天线的数量，路径损耗指数，和操作的信噪比。一个关键发现是，当接收器仅针对直接链路利用CSIR时，当接收天线的数量作为密度的某个超线性函数增加时，频谱效率的总和随着密度增加而线性地提高。当每个接收机利用CSIR的一组主要干扰链路除了直接链路，频谱效率的总和线性增加的密度和路径损耗指数，如果天线的数量是密度的线性函数。该观察结果表明，对于主要干扰链路具有CSIR在缩放定律中提供了乘法增益。它还示出，这种线性缩放保持直接CSIR时，将接收天线相关性的影响，只要空间相关矩阵的秩与密度超线性缩放。模拟结果支持从随机几何学导出的缩放定律。
2014-10-28 cs.IT math.IT
Effective Capacity of Receive Antenna Selection MIMO-OSTBC Systems in Co-Channel Interference
研究了密集环境下存在同频干扰的多输入多输出（MIMO）通信系统的时延约束性能。在发射端采用正交空时分组码（OSTBC），在下行链路采用接收天线选择（RAS）方案，以降低MIMO系统的高复杂度和高开销。这里，对于简单和便宜的移动手机，在每次使用信道时在接收机处选择一个天线。在这些假设下，在一个无线信道中的延迟服务质量（QoS）保证的最大常数到达率被提取。在准静态瑞利衰落和同信道干扰条件下，给出了采用RAS方案的MIMO-OSTBC信道有效容量的解析解。最后，提供了数值模拟和验证的理论结果。
2016-08-02 cs.IT math.IT
Receive Combining vs. Multi-Stream Multiplexing in Downlink Systems with Multi-Antenna Users
在具有许多用户的下行链路多天线系统中，复用增益受到发射天线$N$的数量和这些天线的使用的严格限制。假设在多天线用户处的接收天线的总数远大于$N$，可以利用许多不同的发送/接收策略来实现最大复用增益。例如，可以利用接收天线的多余数量来调度具有接近正交的有效信道的用户，用于对具有良好调节的信道的用户进行多流复用，和/或实现干扰感知接收组合。在本文中，我们试图回答的问题，如果$N$数据流应该被划分在几个用户（每个用户的许多流）或许多用户（每个用户的几个流，使接收组合）。分析结果表明，用户选择，空间相关性，异构用户条件，和不完善的信道采集（量化或估计误差）的影响性能时，发送最大数量的流或每个预定用户一个流-在数据流分配的两个极端。虽然在先前的工作中已经报道了关于这个主题的矛盾观察，但我们表明，选择许多用户并为每个用户分配一个流（即，利用接收合并）是现实条件下的最佳候选。这可以通过对空间相关性的可证明的更强弹性和多用户分集的更大益处来解释。这一基本结果对下行链路系统的设计具有积极意义，因为它降低了用户设备的硬件要求，并简化了吞吐量优化。
2014-07-24 cs.IT math.IT
Performance Analysis of Dual-User Macrodiversity MIMO Systems with Linear Receivers in Flat Rayleigh Fading
瑞利信道中存在同频干扰时线性接收机的性能是无线通信中的一个基本问题。这些系统的性能评估对于接收阵列是公知的，其中天线足够接近以经历来自源的相等平均SNR。相比之下，几乎没有分析结果可用于宏分集系统，其中源和接收天线被广泛分离。这里，接收天线经历来自源的不相等的平均SNR，并且单个接收天线从每个源接收不同的平均SNR。虽然这是一个非常困难的问题，但对于两个用户的场景来说，进展是可能的。在本文中，我们推导出的概率密度函数（pdf）和累积分布函数（cdf）的输出信号与干扰加噪声比（SINR）和信号噪声比（SNR）的最小均方误差（MMSE）和迫零（ZF）接收机在独立的瑞利信道与任意数量的接收天线。通过蒙特卡罗模拟验证了结果，并得到了高信噪比的近似值。该结果使得进一步的系统分析，如中断概率，比特出错率（BER）和容量的评估。
2012-09-20 cs.IT math.IT
Adaptive Reduced-Rank Minimum Symbol-Error-Rate Receive Processing for Large-Scale Multiple-Antenna Systems
在这项工作中，我们提出了一种新的自适应降秩接收处理策略的基础上联合预处理，抽取和滤波（JPDF）的大规模多天线系统。在该方案中，降秩框架被用于线性接收处理和多用户干扰抑制的基础上的符号错误率（SER）的成本函数的最小化。我们提出了一种结构，多个处理分支，执行降维，其中每个分支包含一组联合优化的预处理和抽取单元，其次是线性接收滤波器。然后，我们开发的随机梯度（SG）算法来计算的预处理和接收滤波器的参数，随着一个低复杂度的抽取技术的二进制相移键控（BPSK）和$M$ -ary正交幅度调制（QAM）符号。此外，一个自动参数选择计划，提出了进一步提高所提出的降秩算法的收敛性能。仿真结果表明，所提出的JPDF最小误码率接收处理策略和算法在降低计算复杂性的同时，具有优于现有方法的性能。
2015-10-27 cs.IT math.IT
Limited Feedback in Multiple-Antenna Systems with One-Bit Quantization
具有低分辨率模数转换器（ADC）的通信系统可以在发射机（CSIT）和接收机处利用信道状态信息。本文介绍了一位ADC有限反馈系统的码本设计和性能分析的初步结果。与高分辨率情况不同，当接收信号由1位ADC切片时，接收器处的绝对相位对于对齐接收信号的相位很重要。提出了一种新的码本设计波束形成的情况下，分别量化的信道方向和残余相位。
2015-12-21 cs.IT math.IT
