Multiuser Diversity for the Cognitive Uplink with Generalized Fading and Reduced Primary's Cooperation
在认知多址接入网络中，反馈是将辅发射机主基站（STPB）信道增益从主基站（PBS）传送到辅基站（SBS）的重要机制。研究了反馈受限通信环境下认知多址网络的最优和速率容量缩放定律。首先，提出了一种称为$K$ -最小信道增益（$K$-SCG）反馈协议的有效反馈协议，其中PBS将$N$ STPB信道增益中的最小的$\K$反馈给SBS。其次，$K$ -SCG反馈协议的和速率性能进行了研究时，次级用户（SU）的传输功率进行了优化分配的三种网络类型。考虑的网络类型是总功率和干扰受限（TPIL），干扰受限（IL）和个人功率和干扰受限（IPIL）网络。对于所研究的每种网络类型，我们都给出了一个关于$\K$的充分条件，使得$K$ -SCG反馈协议是{ \em渐近}最优的，在这个意义上，$K$ -SCG反馈协议下的次网络和速率缩放行为与全反馈协议下的相同.我们允许二次发射机二次基站（STSB）的分布，和STPB信道功率增益属于一个相当一般的一类分布称为类$\mathcal{C}$ -分布，包括常用的衰落模型。
2015-09-21 cs.IT math.IT
Channel Estimation in Uplink Multi-User Scenario using OTFS Modulation
本文研究了上行多用户场景下OTFS调制方案的信道估计技术，探讨了有无边带信息下的正交匹配追踪算法，提出了基于脉冲导频的高效数据放置方案，并评估比较了不同多用户场景下各方法的性能与优缺点。
2024-08-27 cs.IT eess.SP math.IT
Positioning for Visible Light Communication System Exploiting Multipath Reflections
在本文中，我们介绍了一种新的上行可见光室内定位系统，估计用户的位置在网络侧的可见光通信（VLC）系统。该技术利用上行链路信道脉冲响应的漫射分量进行定位，该分量在现有可见光通信定位文献中被认为是破坏性噪声。利用视线（LOS）组件，最重要的扩散组件的信道（第二功率峰值（SPP）），和LOS和SPP之间的延迟时间，我们提出了一个概念分析的证明使用固定的参考点，即上行链路光电探测器（PD）的定位。仿真结果表明，均方根（RMS）的定位精度为25厘米和5厘米的一个和4个PD的情况下，分别。
2017-06-14 cs.IT math.IT
Uplink Power Control in Massive MIMO with Double Scattering Channels
大规模多输入多输出（MIMO）是提高5G及以后无线网络频谱和能量效率的关键技术。为了便于分析，大规模MIMO的大部分以前的工作都集中在丰富的散射环境下的复高斯信道冲激响应的系统性能。相反，本文研究了双散射信道模型下每个用户的上行链路各态历经频谱效率（SE）。我们推导出一个封闭形式的表达的上行链路遍历SE利用最大比（MR）合并技术的基础上不完美的信道状态信息。我们进一步研究了渐近SE行为作为在每个基站（BS）的天线的数量和在每个无线电信道的散射体的数量的函数。然后，我们制定和解决的总能量优化问题的上行链路数据传输，旨在同时满足所需的SE从所有用户有限的数据功率资源。值得注意的是，我们提出的算法可以应付拥塞问题出现时，至少有一个用户是由较低的SE比请求。数值结果表明了封闭形式的遍历SE的有效性，蒙特卡罗模拟。此外，即使在拥塞的情况下，系统仍然可以向许多用户提供所需的SE。
2021-09-11 cs.IT math.IT
Hybrid Successive Interference Cancellation and Power Adaptation: a Win-Win Strategy for Robust Uplink NOMA Transmission
针对上行NOMA中次用户机会接入主用户资源块的场景，提出HSIC-PA和FSIC-PA两种方案，在不降低主用户可靠性前提下避免中断错误平层，其中HSIC-PA分集增益为M且性能最优。
2023-07-08 cs.IT math.IT
A PHY Layer Security Analysis of Uplink Cooperative Jamming-Based Underlay CRNs with Multi-Eavesdroppers
该文研究了Nakagami-m衰落信道下双跳认知无线电上行链路网络的物理层安全问题。具体地，在存在也配备有多个天线的M个窃听者的情况下，多个次级源轮流接入主用户的许可频谱，并借助于多天线中继器R与多天线次级基站D通信。在剩余的节点中，随机选择一个干扰器来发送人工噪声，以破坏所有试图拦截合法链路的通信的窃听者，即，S-R和R-D。使用最大比合并来合并每个节点处的接收信号。秘密分析是通过推导封闭形式和渐近表达式的秘密中断概率。几个关键参数对系统保密性的影响，例如，研究了信源发射功率、窃听者数目、最大容许干扰功率和分集分支数目。重要的是，通过考虑两种情况，即（i）不存在和（ii）存在友好的干扰机，获得新的见解所考虑的通信系统。特别是，我们倾向于回答以下问题：通过考虑窃听者处的单个天线和合法用户处的多个天线（即，中继站和终端用户），而不是永久地发送人工噪声，并考虑到中继站和目的地都配备有单个天线，而窃听者使用多个天线？通过蒙特卡罗仿真验证了所得到的结果，并表明通过调整上述参数可以提高系统的安全性。
2019-11-28 cs.IT cs.PF math.IT
Cognitive Multiple Access Network with Outage Margin in the Primary System
本文研究了在单主链路情况下多用户上行认知无线电系统的频谱有效性问题。次系统应用机会性干扰消除（OIC），并且在这样的机会被创建时解码主信号。我们推导出在二次系统中使用OIC时可达到的速率。该方案具有实际意义，因为它能够在不需要来自主系统的任何动作的情况下实现速率自适应。推导了当主系统受到次用户干扰时，主用户中断概率的\emph{exact}表达式。其次，研究了在主系统中断约束下，最大化和速率的次系统功率分配问题。我们制定的功率优化问题在各种情况下，取决于信道状态信息的可用性和功率约束的类型，并提出了一组简单的解决方案。最后，通过仿真验证了分析结果的正确性，并指出基于所提出的方案可以设计出频谱效率高、复杂度低、灵活性好、性能高的认知无线电系统。
2011-02-12 cs.IT math.IT
Robust Resource Allocation for Full-Duplex Cognitive Radio Systems
本文研究了全双工认知无线电系统的资源分配算法设计。辅网络采用FD基站来同时服务多个半双工下行链路和上行链路用户。我们研究的资源分配的设计，最大限度地减少泄漏到主用户的干扰，同时提供服务质量为次要用户。鲁棒资源分配算法设计考虑了主用户信道状态信息的不确定性。该算法设计是一个非凸优化问题，并通过应用半定规划（SDP）松弛最佳解决。仿真结果表明，与基线方案相比，该算法不仅显著降低了干扰泄漏，而且证实了该算法的鲁棒性。
2016-02-21 cs.IT math.IT
D-STAR: Dual Simultaneously Transmitting and Reflecting Reconfigurable Intelligent Surfaces for Joint Uplink/Downlink Transmission
提出双STAR-RIS（D-STAR）架构，实现360度全平面覆盖，通过交替优化和DBAP方案解决联合上下行速率最大化问题，仿真证明其优于传统单RIS、单STAR-RIS和半双工网络。
2024-02-08 cs.IT eess.SP math.IT
An Efficient Precoder Design for Multiuser MIMO Cognitive Radio Networks with Interference Constraints
我们考虑一个线性预编码器设计的认知无线电多输入多输出广播信道，其中次系统由一个次基站（BS）和一组次用户（SU）被允许共享相同的频谱与主系统。所有收发器都配备有多个天线，每个天线都有自己的最大功率约束。假设采用迫零方法消除多用户干扰，研究了次基站每天线功率约束和主用户干扰功率约束下的次系统和速率最大化问题。感兴趣的问题不同于以前研究的问题，以前研究的问题通常假设在主接收器和次接收器两者或主接收器处采用和功率约束和/或单个天线。为了开发一个有效的数值算法，我们首先调用秩松弛方法将所考虑的问题转化为一个凹凸问题的基础上的下行链路的结果。然后，我们提出了一个障碍边界点方法来解决由此产生的鞍点问题。特别是，在所提出的方法的每一次迭代中，我们找到了牛顿步骤，通过求解离散时间西尔维斯特方程，这有助于显着降低复杂性相比，传统的方法。仿真结果证明了该算法的快速收敛性和有效性。
2016-08-15 cs.IT math.IT
Asymptotic Scheduling Gains in Point-to-Multipoint Cognitive Networks
我们认为并置的主要和次要网络，同时访问相同的频带。特别是，我们研究了三个不同的水平，在初级和次级网络可能共存：纯干扰，非对称共存，对称共存。在非对称共存级别，次级网络基于干扰和信道增益的知识选择性地去激活其用户，而在对称级别，初级网络也以相同的方式调度其用户。我们的目标是得到最优的总和率（即，吞吐量）的两个网络在每个共存水平的用户的数量渐近增长，并评估如何与网络规模的总和率的规模。为了得到吞吐量的渐近结果，我们导出了一个关于极序统计量的关键引理和一个关于低阶统计量和的命题。作为基线比较，我们通过时分（TD）计算信道共享的总速率。我们比较了TD中的渐近次级和速率与同时传输下的渐近次级和速率，同时确保主网络在两种情况下保持相同的吞吐量。结果表明，在非对称和对称共存水平的同时传输可以优于TD。此外，当用户的上行链路激活或去激活仅基于对相对网络的干扰增益而不基于网络自身的信道增益时，这种增强是可实现的。
2010-01-19 cs.IT math.IT
Cell-Free Symbiotic Radio: Channel Estimation Method and Achievable Rate Analysis
无小区大规模MIMO和共生无线电分别是有前途的5G（B5G）网络架构和传输技术。本文研究了无小区的共生无线电系统，其中多个分布式接入点（AP）合作发送主要信息到接收机，并同时支持二次反向散射设备（BD）的反向散射通信。提出了一种基于两阶段上行链路训练的信道估计方法，用于估计直接链路信道和级联后向散射信道，并推导了考虑信道估计误差的可达主、辅通信速率。此外，为了实现灵活的主要和次要通信速率之间的权衡，我们提出了一种低复杂度的加权最大比传输（加权MRT）波束成形方案，它只需要在每个AP本地处理，而不必交换估计的信道状态信息。仿真结果显示了信道训练长度对无小区共生无线电系统性能的影响。
2021-06-11 cs.IT eess.SP math.IT
Outage Performance of Uplink Rate Splitting Multiple Access with Randomly Deployed Users
本文研究了随机部署用户下上行链路RSMA的中断性能，考虑了GUS和CUS调度方案，提出FPA策略并重审CPA策略，推导了中断概率解析式和分集阶数，证实了方案能实现满分集阶数并在高信噪比区提升速率公平性。
2023-04-11 cs.IT eess.SP math.IT
Modeling and Analysis of Cooperative Relaying in Spectrum-Sharing Cellular Systems
在本文中，频谱共享技术被集成到蜂窝系统，以提高频谱效率。宏小区用户是主用户（PU），而本地小区内的那些用户，例如，毫微微小区用户或期望成本有效的服务，例如，漫游者被识别为次要用户（SU）。SU以共享的方式共享PU的频谱资源，因此辅站的发射功率受到主站的可容忍干扰功率的严格限制。给定这样的约束，SU和宏小区基站（BS）之间的协作中继传输是必要的。为了保证双跳中继的成功并避免多跳中继，提出了一种新的协作范例，其中选择目标SU附近的空闲PU（而不是通常假设的辅PU）作为中继节点，这要归功于任何PU总是可以直接向宏小区BS发送的事实。此外，在选择的中继节点处应用双向中继策略，以进一步提高频谱效率。我们的研究结果表明，所提出的系统是特别适合于延迟容忍的无线服务与不对称的下行链路/上行链路流量，如电子邮件检查，网页浏览，社交网络和数据流，这些是最流行的应用SU在频谱共享蜂窝网络。
2016-01-09 cs.IT math.IT
Resource Allocation for IRS-assisted Full-Duplex Cognitive Radio Systems
本文研究了智能反射面辅助全双工认知无线电系统的资源分配设计。具体地，辅网络采用FD基站（BS）来同时服务多个半双工下行链路（DL）和上行链路（UL）用户。部署IRS以增强次级网络的性能，同时帮助减轻对主用户（PU）造成的干扰。联合优化FD BS处的DL发射波束成形向量和UL接收波束成形向量、UL用户的发射功率以及IRS处的相移矩阵，以最大化次系统的总和速率。考虑到PU的信道状态信息（CSI）和它们的最大干扰容限的不完全知识，设计任务被制定为非凸优化问题。由于最大干涉公差约束是棘手的，我们应用一个安全的近似转换成凸约束。为了有效地处理由此产生的近似优化问题，这仍然是非凸的，我们开发了一个迭代块坐标下降（BCD）为基础的算法。该算法利用半定松弛，惩罚方法，和逐次凸逼近，并保证收敛到一个稳定点的近似优化问题。我们的仿真结果不仅表明，所提出的方案产生了显着更高的系统和率的次级系统比几个基线方案，但也证实了其对CSI的不确定性的鲁棒性。此外，我们的研究结果说明了巨大的潜力，IRS管理各种类型的FD认知无线电网络中出现的干扰。
2020-03-16 cs.IT math.IT
Exploiting Underlay Spectrum Sharing in Cell-Free Massive MIMO Systems
研究了无小区大规模多输入多输出（MIMO）系统中多个频谱共享的共存问题。具有地理上分布的主接入点（P-AP）的主系统服务于多个主用户（PU），而次系统通过利用频谱共享在相同的主/许可频谱中服务于大量次用户（SU）。为了减轻在PU处偏转的辅同信道干扰，为辅接入点（S-AP）定义严格的辅发射功率约束。广义导频共享方案用于在P-AP/S-AP处本地估计上行链路信道，并且由此，采用共辄预编码器来服务相同时频资源元素中的PU/SU。此外，以用户为中心的AP集群方案的效果进行了调查，通过分配一组合适的AP到一个特定的用户。研究了经由由P-AP/S-AP波束成形的DL导频在PU/SU处估计的下行链路（DL）信道的影响。针对统计DL和估计DL CSI情况导出PU/SU处的可实现的主/辅速率。基于联合频谱共享和最大最小准则的多目标优化问题公式化，通过设计高效的发射功率控制策略来实现PU/SU的用户公平性。建议的正交多址接入为基础的分析框架也扩展到促进非正交多址接入。我们的分析和数值结果表明，底层频谱共享的主/辅性能可以通过平均降低发射功率/路径损耗、均匀覆盖/服务和宏分集增益来提高，这些都是分布式传输/接收所固有的。无小区大规模MIMO。
2021-04-19 cs.IT eess.SP math.IT
UAV-Sensing-Assisted Cellular Interference Coordination: A Cognitive Radio Approach
空中-地面干扰抑制被认为是实现蜂窝连接无人机（UAV）通信的主要挑战。由于视距（LoS）占主导地位的空中-地面信道，与地面用户相比，UAV在其上行链路/下行链路通信中的大得多的区域上产生/遭受到/来自蜂窝基站（BS）的强得多的干扰。因此，传统的小区间干扰协调（ICIC）技术迎合地面网络变得无效，在减轻更严重的无人机引起的干扰。为了应对这一新的挑战，这封信介绍了认知无线电为基础的解决方案，将无人机和地面用户作为次要和主要用户在网络中，分别。特别地，具有地面BS/用户的LoS信道赋予UAV强大的频谱感测能力，用于在比其服务BS大得多的区域上检测地面信号。通过利用这一独特的功能，我们提出了一种新的无人机传感辅助ICIC设计的无人机下行链路和上行链路通信。具体地，UAV分别在其服务BS处可用的资源块（RB）上感测其接收到的干扰和地面用户在下行链路和上行链路中的传输，以帮助其向UAV的RB分配，从而避免对同信道地面通信的干扰。数值结果表明，所提出的无人机辅助ICIC优于传统的地面ICIC从事相邻BS的合作。
2020-01-31 cs.IT eess.SP math.IT
Maximizing the Link Throughput between Smart-meters and Aggregators as Secondary Users under Power and Outage Constraints
Centre for Wireless Communications (CWC), University of Oulu（奥卢大学无线通信中心）；University of Oulu（奥卢大学）；São Paulo State University (UNESP)（圣保罗州立大学）
本文研究在功率和断电约束下，作为次级用户最大化智能电表与聚合器之间的链路吞吐量，考虑了次级用户对主链路的干扰问题，通过泊松点过程建模移动用户空间分布，推导出最大吞吐量的闭式解。
2016-02-16 cs.IT cs.SY eess.SY
Scheduling in Instantaneous-Interference-Limited CR Networks with Delay Guarantees
研究了一种具有平均时延约束和对主用户瞬时干扰约束的上行链路多次用户认知无线电系统。如果从SU到PU的干扰信道具有独立但不相同分布的衰落系数，则SU将经历异构延迟性能。这是因为对PU造成低干扰的SU将被更频繁地调度，和/或被分配比对PU造成高干扰的SU更多的传输功率。我们提出了一个动态的延迟和功率控制算法，可以提供所需的平均延迟保证所有SU以及保护PU免受干扰。利用李雅普诺夫技术，我们证明了我们的算法是渐近延迟最优的，同时满足延迟和干扰约束。我们支持我们的研究结果，通过广泛的系统仿真，并显示所提出的算法对信道估计误差的鲁棒性。
2015-12-09 cs.IT math.IT
Adaptive Channel Prediction, Beamforming and Scheduling Design for 5G V2I Network
5G网络的重要用例之一是车辆到基础设施（V2I）通信，这需要准确了解其动态传播环境。由于5G基站（BS）往往具有多个天线，它们可能会采用波束成形来将其辐射模式引导到所需的车辆设备（VE）。此外，由于大多数无线标准采用OFDM系统，因此每个VE可以使用一个或多个子载波。为此，本文提出了一种用于5G V2I通信的自适应信道预测、波束成形和调度的联合设计。该算法无需训练信号和信道冲激响应（CIR）模型。在这方面，首先，我们利用公知的自适应递归最小二乘（RLS）技术来从过去和当前块接收信号（块可以具有一个或多个OFDM符号）预测下一个块CIR。然后，我们联合设计的波束成形和VE调度每个子载波，以最大限度地提高上行链路信道的平均和速率，通过利用预测的CIR。波束形成问题是一个瑞利商优化，其全局最优解是有保证的。虚拟企业的调度问题可以归结为一个整数规划问题，采用贪婪搜索法求解。通过数值仿真证明了所提出的信道预测和调度算法的优越性。
2017-07-21 cs.IT math.IT
Understanding UAV Cellular Communications: From Existing Networks to Massive MIMO
本文的目的是让读者及时了解无人机蜂窝通信，弥合3GPP标准化现状与更前瞻性研究之间的差距。特别强调的是下行命令和控制（C&C）信道的空中用户，其可靠性被认为是最重要的技术的无人机蜂窝通信的商业成功。通过对两种网络部署--当今蜂窝基础设施与下一代大规模MIMO系统--的实际并排比较，揭示了多个关键事实，其中三个主要事实总结如下：（i）UAV小区选择基本上由基站辐射图的副瓣驱动，导致UAV与遥远的小区相关联;（ii）在10 MHz带宽上，并且对于高达300 m的UAV高度，当用于信道估计的上行链路导频在基站站点之间被重用时，大规模MIMO网络可以在74%的情况下支持100 kbps C&C信道，并且在96%的情况下没有跨网络的导频重用;（iii）由于严重的飞行员污染，支持UAV C&C信道可能会大大影响地面用户的性能，除非有合适的功率控制策略。
2018-04-20 cs.IT eess.SP math.IT
