Hybrid Precoding for mmWave Massive MIMO with One-Bit DAC
混合波束成形是实现配备大量天线的节能5G无线网络的关键。低分辨率数据转换器为最先进的5G收发器的能效带来了另一种自由度。在这项工作中，我们考虑了毫米波（mmWave）频谱中的大规模多输入多输出（MIMO）信道的混合预编码器的设计以及一位数模转换器（DAC）和有限量化移相器。特别是，我们提出了一种基于交替优化的预编码器设计，递归计算量化失真的协方差，并相应地更新预编码器。数值结果验证，可实现的速率提高迅速通过迭代，涉及更新的权重矩阵，量化的失真协方差，和相应的预编码器。
2019-09-18 eess.SP
Zero-Forcing Max-Power Beamforming for Hybrid mmWave Full-Duplex MIMO Systems
全双工（FD）系统由于其频谱效率翻倍的潜力而受到了极大的关注。在5G技术的背景下，在毫米波（mmWave）频率下操作的FD系统成为进一步提高频谱效率和减少延迟的最有前途的解决方案之一。然而，这样的系统是脆弱的自干扰（SI），显着降低性能。为了克服这个缺点，已经开发了仅模拟波束成形技术来减轻SI。由于巨大的功耗，在毫米波频率下操作的系统仅通过调谐移相器同时保持恒定幅度来对功率进行波束成形。这样的硬件约束（称为恒定幅度（CA）约束）严重限制了系统性能。在这项工作中，我们提出了一个数字和模拟混合波束成形设计，完全消除了SI，同时大大减少了CA约束所带来的损失。此外，我们开发了一个全数字波束成形设计，并推导出频谱效率的上限作为基准工具，以量化我们提出的混合设计的损失。
2020-12-16 eess.SP
Frequency-Selective Beamforming Cancellation Design for Millimeter-Wave Full-Duplex
在毫米波（mmWave）频率处提供的宽带宽使其成为未来无线通信系统的有吸引力的选择。最近的工作已经提出了波束成形策略，即使在混合波束成形的约束下，也可以在毫米波上实现带内全双工（FD）功能，从而扩展了下一代无线的令人兴奋的可能性。然而，现有的毫米波FD设计不考虑频率选择性毫米波信道。毫米波的宽带通信表明，频率选择性可能会受到关注，因为通信信道将在数百兆赫或更高的量级上。这激发了本文的工作，在本文中，我们提出了一个频率选择性波束成形设计，使实际的宽带毫米波FD应用。在我们的设计中，我们考虑了与混合模拟/数字波束成形相关的挑战，例如移相器分辨率、理想的低射频（RF）链数量以及模拟波束成形器的频率平坦特性。我们使用仿真来验证我们的工作，这表明，频谱效率增益可以实现与我们的设计，使同时发送和接收带内。
2019-10-26 eess.SP
Deep-Learning-based Millimeter-Wave Massive MIMO for Hybrid Precoding
毫米波（mmWave）大规模多输入多输出（MIMO）已被认为是下一代通信的新兴解决方案，其中混合模拟和数字预编码是用于降低与混合信号分量相关联的硬件复杂度和能量消耗的重要方法。然而，现有的混合预编码方案的根本局限性在于它们具有高计算复杂度并且不能充分利用空间信息。为了克服这些限制，本文提出了一种支持深度学习的毫米波大规模多输入多输出框架，用于有效的混合预编码，其中用于获得优化解码器的预编码器的每次选择都被视为深度神经网络（DNN）中的映射关系。具体地，基于DNN通过训练选择混合预编码器，以优化毫米波大规模多输入多输出的预编码过程。此外，我们提出了广泛的仿真结果，以验证所提出的方案的优异性能。结果表明，基于DNN的方法能够最小化mmWave大规模多输入多输出系统的误码率（BER），提高系统的频谱利用率，与传统的混合预编码方案相比，该方法在降低计算复杂度的同时，获得了更好的混合预编码性能.
2019-01-19 eess.SP
Low Complexity Hybrid Beamforming for mmWave Full-Duplex Integrated Access and Backhaul
我们考虑一个集成的接入和回程（IAB）节点工作在全双工（FD）模式。我们分析了从新无线电gNB到回程上行链路上的IAB节点、IAB节点到接入下行链路上的用户设备（UE）以及IAB发射机到自干扰（SI）信道上的IAB接收机的同时传输。我们的贡献包括（1）一个低复杂度的算法来联合设计所有三个节点的混合模拟/数字波束形成器，通过消除SI和最大化接收功率来最大化接入和回程链路的总频谱效率;（2）推导用于基准测试的全数字波束形成和频谱效率上限;以及（3）比较全双工与半双工模式、混合与全数字波束成形算法、所提出的混合与常规波束成形算法以及频谱效率上限的仿真。在仿真中，该算法显示出显着降低SI功率和提高和频谱效率。
2022-09-05 eess.SP
Beamforming Cancellation Design for Millimeter-Wave Full-Duplex
近年来，已经对毫米波（mmWave）通信和带内全双工（FD）通信进行了广泛的研究，但是关于两者的组合的工作相对缺乏。FD毫米波系统可以提供更高的频谱效率和更低的延迟，同时还建议重新设计现有的毫米波应用。虽然FD技术已经被很好地探索用于亚6 GHz系统，但是所开发的方法不能很好地转化为毫米波。这让我们转向了一种称为波束成形消除（BFC）的方法，其中高度定向的毫米波波束被引导以减轻自干扰（SI）并实现带内同时传输和接收。在本文中，我们提出了两个完全连接的混合波束形成方案，这两个充分抑制SI，使总和频谱效率接近SI自由FD系统的BFC设计。仿真和结果，然后用来验证我们的设计。
2020-06-30 eess.SP
System Energy-Efficient Hybrid Beamforming for mmWave Multi-user Systems
本文开发了用于毫米波多用户系统的节能混合波束成形设计，其中模拟预编码通过开关和移相器实现，使得射频（RF）链到发射天线连接可以被关闭以节省能量。通过明确考虑每个连接对基带和RF信号处理所需功率的影响，我们以模拟预编码矩阵的稀疏形式描述了总功耗。然而，模拟预编码的这些稀疏项和稀疏模约束使得系统能量效率最大化问题是非凸的并且具有挑战性。为了解决这个问题，我们首先将其转化为减法形式的加权和率和功率问题。采用一种基于压缩感知的重加权二次型松弛方法来处理稀疏部分和稀疏模约束。然后，我们利用交替最小化的均方误差，以解决等效的问题，其中的数字预编码向量和模拟预编码矩阵的顺序更新。能源效率上限和启发式算法也检查比较的目的。数值结果证实了该算法优于基准的能量效率的混合预编码算法和启发式的性能。
2020-01-15 eess.SP
Multi-User Hybrid Precoding for Dynamic Subarrays in MmWave Massive MIMO Systems
动态子阵列实现了毫米波（mmWave）大规模多输入多输出（MIMO）系统的和速率与硬件复杂度之间的折衷，其中天线元件根据信道状态信息被动态地划分到射频（RF）链。然而，多用户的混合预编码的动态子阵列是难以解决的天线划分会导致用户的不公平性和多用户干扰（MUI）。本文提出了一种新的多用户混合预编码框架的动态子阵列结构。与现有方案不同，基站首先根据模拟有效信道选择多用户集。然后根据信号对干扰噪声比（SINR）的最大增量，将每个天线单元分配到RF链中。最后，针对动态子阵结构，对混合预编码进行了优化。通过计算所选用户的模拟有效信道上的SINR，天线划分可以大大降低计算复杂度和搜索空间的大小。此外，它还保证了用户公平性，因为每个天线单元被分配以获得所有选择的用户的最大SINR增量。\textcolor{blue} {大量的仿真结果表明，该方案的能量效率和速率都明显优于固定子阵，并且与全连接结构相比，在和速率略有损失的情况下获得了更高的能量效率。
2019-06-18 eess.SP
Hybrid Precoding Design for Reconfigurable Intelligent Surface aided mmWave Communication Systems
在这封信中，我们专注于混合预编码（HP）设计的可重构智能表面（RIS）辅助多用户（MU）毫米波（mmWave）通信系统。具体而言，我们的目标是最小化的接收符号和发送符号之间的均方误差（MSE），通过联合优化的模拟-数字HP在基站（BS）和在RIS的相移（PS），其中的非凸元素明智的恒定模约束的模拟预编码和PS的处理，通过诉诸梯度投影（GP）方法。我们分析证明了所提出的算法的收敛性，并通过数值结果表明所提出的设计所需的性能增益。
2019-11-29 cs.NI eess.SP
Adaptive Gradient Search Beamforming for Full-Duplex mmWave MIMO Systems
在这项工作中，我们提出了一个框架分析全双工（FD）系统的毫米波（毫米波）模拟架构。鉴于FD系统可以使遍历容量加倍，这样的系统经历由自干扰（SI）引起的大的损耗。此外，具有模拟架构的系统还遭受主要由恒定幅度（CA）约束引起的其他形式的损耗。为此，我们提出了投影梯度上升算法，以最大限度地提高和率下的单位范数和CA约束。与以前的作品不同，我们的方法实现了最佳的频谱效率，同时最大限度地减少CA约束所带来的损失。我们还考虑了一个自适应的步长，以补偿扰动，可能会影响的代价函数在优化过程中。结果表明，所提出的算法收敛到相同的最优值为不同的初始化，而收敛所需的迭代次数为每种情况下的变化。在这种情况下，我们主要考虑两个节点的FD系统的梯度搜索方法，然后我们扩展了双跳FD中继系统的分析。最后，我们评估我们的方法的鲁棒性的速率和中断概率，并与以前的方法进行比较。
2020-12-15 eess.SP
Hybrid precoding and combining for frequency-selective mmWave MIMO Systems with per-antenna power constraints
配置混合预编码器和组合器是部署实际毫米波通信系统的主要挑战。先前的工作解决了设计混合预编码器和组合器的问题，但专注于在总发射功率约束下找到解决方案。然而，实际系统中的混合预编码器和组合器的设计受到每个天线发射功率的约束，因为阵列中的每个天线元件连接到必须在其线性区域内操作的功率放大器（PA）。本文在频率选择性带限信道模型下，研究了天线功率约束下的混合预编码与合并问题。我们首先提出了一个全数字解决这个问题，并开发了一种混合预编码和组合策略，旨在通过最小化全数字预编码器（组合器）和它们的混合近似之间的弦距离来匹配这个解决方案。最后，由于最小化这个度量并不能保证最终的频谱效率将被最大化，我们优化得到的频谱效率考虑到每个天线的功率约束。仿真结果表明，我们的全数字和混合解决方案的有效性，同时强调相对于相应的解决方案的总功率约束下的差异。如我们的数值结果所示，建议的全数字解决方案执行类似的情况下，其中考虑总功率约束。此外，我们提出的混合解决方案也表现出接近最佳的性能，不同的系统参数的影响也显示，从而显示我们提出的框架部署实际毫米波MIMO系统的适用性。
2019-02-01 eess.SP
Finite-Alphabet Wiener Filter Precoding for mmWave Massive MU-MIMO Systems
多用户（MU）预编码的功率消耗是全数字大规模MU多输入多输出（MIMO）基站中的主要关注点，所述全数字大规模MU多输入多输出（MIMO）基站具有以毫米波（mmWave）频率操作的数百个天线元件。我们建议用有限字母表WF预编码（FAWP）矩阵来替换部分线性维纳滤波器（WF）预编码矩阵，这使得能够使用消耗低功率和面积的低精度硬件。为了最大限度地减少我们的方法的性能损失，我们提出了有效地计算FAWP矩阵，最好地模仿WF预编码器的方法。我们的研究结果表明，FAWP矩阵的方法无限精度的错误率和错误向量幅度的性能，只有3位的预编码权重，即使在现实的毫米波信道中工作。因此，FAWP是在全数字毫米波大规模MU-MIMO系统中大幅降低功耗和硅面积的有前途的方法。
2020-09-10 cs.IT eess.SP math.IT
Hybrid Beamforming for Millimeter Wave Full-Duplex under Limited Receive Dynamic Range
针对毫米波全双工通信接收端自干扰饱和问题，提出一种全面考虑多项实际约束的新型MIMO混合波束成形设计，经多场景数值验证有效，可为实际收发机提供设计参考。
2020-12-21 eess.SP
Joint Beamforming and Interference Cancellation in MmWave Wideband Full-Duplex Systems
全双工（FD）系统具有在相同频段中同时发送和接收的能力。FD系统可以减少拥塞和延迟，并提高覆盖范围和频谱效率。作为中继，它们可以增加范围并减少中断。全双工（FD）无线系统已经成为在毫米波和太赫兹系统中提供高带宽、低延迟和大数据处理的实用解决方案，以支持蜂窝网络、自动驾驶、排队、高级驾驶辅助和其他系统。然而，FD系统遭受可淹没模数转换器（ADC）的自干扰，从而导致非常低的频谱效率。在这种情况下，我们考虑一个蜂窝系统，其中上行链路和下行链路用户独立地与FD基站通信。所提出的贡献是（1）三个混合波束形成算法，以消除自干扰和增加接收功率，和（2）所提出的算法的中断概率，频谱效率和能量效率的评估。我们考虑全数字波束形成和上限作为基准。最后，我们展示了算法2与算法1和3以及传统方法（如波束转向、角度搜索和奇异值分解）相比对自干扰的弹性。
2021-10-23 eess.SP
Hardware-Aware Beamspace Precoding for All-Digital mmWave Massive MU-MIMO
在毫米波（mmWave）频率下操作的大规模多用户多输入多输出（MU-MIMO）无线系统使得能够向大量用户同时进行宽带数据传输。为了降低全数字基站架构中MU预编码的复杂度，我们提出了一种两阶段预编码架构，该架构首先使用波束空间域中的稀疏矩阵执行预编码，然后进行快速傅立叶逆变换，将结果转换到天线域。稀疏预编码矩阵需要少量乘法器，并支持常规硬件架构，这允许设计硬件高效的全数字预编码器。仿真结果表明，我们的方法接近传统的维纳滤波器预编码的错误率与超过2倍降低复杂度。
2021-08-13 cs.IT eess.SP math.IT
Analog Beamforming Codebooks for Wideband Full-Duplex Millimeter-Wave Systems
针对宽带全双工毫米波系统，提出首个模拟波束赋形码本设计，同时对抗波束斜视并消除频率选择性自干扰，在60 GHz、6 GHz带宽下实现更低自干扰和更好覆盖，提升信干噪比与频谱效率。
2024-11-06 eess.SP
28 GHz Phased Array-Based Self-Interference Measurements for Millimeter Wave Full-Duplex
我们提出了测量的28 GHz自干扰信道的全双工扇区化的多面板毫米波（毫米波）系统，如综合接入和回程。我们测量了发射相控阵面板的输入和位于同一位置的接收相控阵面板的输出之间的隔离度，其中每个相控阵面板在方位角和仰角的多个方向上被电子操纵。总的来说，在消声室中进行了近650万次测量，以密集检查256个元件相控阵之间耦合的方向性。我们观察到，高度定向的毫米波波束不一定在发射和接收阵列之间提供广泛的高隔离。相反，我们的测量结果表明，引导发射机或接收机远离对方往往会提供更高的隔离，但即使是轻微的转向变化也会导致隔离的剧烈变化。在开发毫米波全双工解决方案时，这些测量可以成为有用的参考，并且可以激发各种未来主题，包括波束/用户选择和波束成形码本设计。
2022-03-05 eess.SP
Hybrid Precoding with Per-Beam Timing Advance for Asynchronous Cell-free mmWave Massive MIMO-OFDM Systems
针对异步无小区毫米波大规模MIMO-OFDM系统，提出基于逐波束定时提前的混合预编码架构及两种低复杂度联合波束选择和用户关联算法，有效缓解异步干扰并提升频谱效率。
2024-11-08 eess.SP
Distributed Neural Precoding for Hybrid mmWave MIMO Communications with Limited Feedback
混合预编码是用于毫米波（mmWave）大规模多输入多输出（MIMO）通信的成本有效的技术。本文提出了一种深度学习方法，通过使用分布式神经网络的混合模拟和数字预编码设计有限的反馈。所提出的分布式神经预编码网络，称为DNet，致力于实现两个目标。首先，DNet实现信道状态信息（CSI）压缩与分布式架构的神经网络，这使得实际部署在多个用户。具体地说，这种神经网络由多个具有相同结构和参数的独立子网络组成，既减少了训练参数的数量，又降低了网络的复杂度。其次，DNet从有限反馈的重构CSI学习混合预编码的计算。与现有的黑盒神经网络设计不同，DNet是根据混合预编码矩阵计算的数据形式进行专门设计的。仿真结果表明，与传统的有限反馈预编码方法相比，在不同CSI压缩比的测试下，DNet的性能提高了近50%。
2022-04-18 cs.IT eess.SP math.IT
STEER: Beam Selection for Full-Duplex Millimeter Wave Communication Systems
现代毫米波（mmWave）通信系统依赖于波束对准来递送足够的波束成形增益以闭合设备之间的链路。我们提出了一种新的波束选择方法，用于多面板，全双工毫米波系统，我们称之为STEER，提供高波束成形增益，同时显着降低发射和接收波束之间耦合的全双工自干扰。STEER不需要改变传统的波束对准方法，也不需要额外的空中反馈，使其与现有的蜂窝标准兼容。相反，STEER使用传统的波束对准来识别波束应该被操纵的一般方向，然后它利用最小数量的自干扰测量来联合选择在这些方向上提供高增益同时耦合低自干扰的发射和接收波束。我们在工业级28 GHz相控阵平台上实现了STEER，并使用进一步的模拟来表明，通过STEER选择的波束进行全双工操作可以明显优于通过传统波束选择的波束进行半双工和全双工操作。例如，与传统波束选择相比，STEER可以可靠地将自干扰降低20 dB以上，并将SINR提高10 dB以上。我们的实验结果突出表明，波束对准不仅可以用于在全双工毫米波系统中提供高波束成形增益，还可以将自干扰减轻到接近或低于本底噪声的水平，从而使STEER不需要额外的自干扰消除。
2022-07-15 eess.SP
Low Complexity Hybrid Precoding Designs for Multiuser mmWave/THz Ultra Massive MIMO Systems
毫米波和太赫兹技术已经吸引了无线研究界的关注，因为它们可以提供大的未充分利用的带宽，这可以使得能够在未来的无线通信系统中支持超高速连接。虽然在这些频率处发生的高信号衰减需要采用非常大（或所谓的超大规模）的天线阵列，但是为了实现低复杂度和低功耗，必须采用混合模拟/数字设计。在本文中，我们提出了一种混合设计算法，适用于毫米波和太赫兹多用户多输入多输出（MIMO）系统，其中包括单独的计算步骤的数字预编码器，模拟预编码器和多用户干扰抑制。该设计还可以集成不同的模拟结构，如移相器、开关和逆变器、天线选择等，并且还适用于不同的结构，即全连接子阵列（AoSA）和动态子阵列（DAoSA），使其适合于在硬件严重受限的THz系统中支持超大规模多输入多输出（UM-MIMO）。我们将证明，通过使用所提出的方法，即使用户和数据流的数量增加，也可以在频谱效率和简化实现之间实现良好的权衡。
2021-07-24 eess.SP
Intelligent Reflecting Surface-Assisted Millimeter Wave Communications: Joint Active and Passive Precoding Design
毫米波（MmWave）通信由于其丰富的频谱资源而能够支持多千兆比特的无线接入。然而，严重的路径损耗和高方向性使其容易受到阻塞事件的影响，这在室内和密集的城市环境中可能是频繁的。为了解决这个问题，在本文中，我们引入智能反射表面（IRS）作为一种新技术，以提供有效的反射路径，以增强毫米波信号的覆盖范围。在此框架下，我们研究了联合主动和被动预编码设计的IRS辅助毫米波系统，其中多个IRS部署，以协助数据传输从基站（BS）到单天线接收机。我们的目标是最大限度地提高接收信号功率，通过联合优化发射预编码矢量在BS和所使用的IRS被动波束成形的相移参数。虽然这样的优化问题一般是非凸的，我们表明，通过利用毫米波信道的一些重要特性，可以得出一个最佳的封闭形式的解决方案，为单一的IRS的情况下，可以获得一个接近最佳的解析解的多IRS的情况下。我们的分析表明，接收信号的功率增加平方的反射元件的数量为单IRS和多IRS的情况下。仿真结果验证了我们提出的解决方案的最优性和近优性。结果还表明，IRS可以帮助创建有效的虚拟LOS路径，从而大大提高毫米波通信中对阻塞的鲁棒性。
2020-10-18 eess.SP
Weighted Sum Rate Maximization of the mmWave Cell-Free MIMO Downlink Relying on Hybrid Precoding
依赖于混合预编码的无小区MIMO概念构成了能够显著增加毫米波（mmWave）通信系统的网络容量的创新技术。它免除了传统多小区MIMO系统的小区边界，同时通过限制接入点（AP）处的射频（RF）链的数量来大幅降低功耗。在本文中，我们的目标是最大化毫米波无小区MIMO系统的加权和速率（WSR），通过构思一个低复杂度的混合预编码算法。我们制定的WSR优化问题受到每个AP的发射功率约束和模拟预编码器的移相器的恒模约束。提出了一种分块坐标下降（BCD）算法来迭代求解该问题。在每次迭代中，经典的拉格朗日乘子方法和惩罚对偶分解（PDD）方法相结合，以获得接近最优的混合模拟/数字预编码矩阵。此外，我们扩展了我们提出的算法，推导出封闭形式的表达式，用于全数字无小区MIMO系统的预编码器。此外，我们给出了我们提出的方法的收敛性分析和复杂性分析。最后，我们的仿真结果表明，无论是全数字和混合预编码矩阵的算法的优越性。
2022-01-12 cs.IT eess.SP math.IT
Real-World Evaluation of Full-Duplex Millimeter Wave Communication Systems
针对全双工毫米波系统研究多依赖仿真缺乏实测的问题，该研究用60GHz相控阵开展真实场景评估，提出通用框架和STEER+方案，仅靠波束成形即可实现可靠全双工运行。
2023-07-20 eess.SP
Equipping Millimeter-Wave Full-Duplex with Analog Self-Interference Cancellation
最近已经有关于使用毫米波（mmWave）收发器实现带内全双工操作的工作。这些工作仅仅基于经由多输入多输出（MIMO）预编码和组合在收发器的发射器和接收器之间创建足够的隔离。在这项工作中，我们建议补充这些波束成形策略与模拟自干扰消除（A-SIC）。通过利用A-SIC，自干扰的一部分被消除而不需要波束成形，从而允许在服务用户时使用更优化的波束成形策略。我们使用模拟来证明，即使有限分辨率的A-SIC解决方案，有显着的收益，在总和频谱效率。利用单个比特的A-SIC分辨率，存在对仅波束成形设计的改进。在8位A-SIC分辨率下，我们的设计几乎接近理想的全双工操作。据我们所知，这是第一个将波束成形和A-SIC相结合以实现带内同时发送和接收的毫米波全双工设计。
2020-02-06 eess.SP
Double Intelligent Reflecting Surface-assisted Multi-User MIMO mmWave Systems with Hybrid Precoding
研究了双智能反射面（IRS）对毫米波（mmWave）多用户多输入多输出（MIMO）网络频谱利用率的影响。具体而言，我们的目标是解决一个加权和速率最大化问题，通过联合优化的数字预编码在发射机和模拟移相器在IRS，受最小可实现的速率约束。为了便于设计一个有效的解决方案，我们首先重新制定成一个易于处理的利用优化最小化（MM）方法的原始问题。然后，提出了一种块坐标下降（BCD）方法，以获得一个次优的解决方案，其中的预编码矩阵和移相器交替优化。具体地，数字预编码矩阵设计问题通过二次约束二次规划（QCQP）来解决，而模拟相移优化通过黎曼流形优化（RMO）来解决。分析了算法的收敛性和计算复杂性。最后，仿真结果验证了所提出的设计的性能，以及双IRS在提高频谱效率的有效性。
2021-11-26 cs.IT eess.SP math.IT
An Alternating Direction Algorithm for Hybrid Precoding and Combining in Millimeter Wave MIMO Systems
毫米波（mmWave）技术是未来无线通信系统的最有前途的候选者之一，因为它可以提供大的未充分利用的带宽，并且简化了帮助克服在这些频率处发生的严重信号衰减所需的大天线阵列的实现。为了降低全数字毫米波预编码器和组合器的高成本和功耗，通常采用基于模拟移相器的混合模拟/数字设计。在这项工作中，我们推导出一种迭代算法的混合预编码和合并设计的空间复用毫米波大规模多输入多输出（MIMO）系统。为了解决模拟移相器的硬件约束问题，我们采用交替方向乘法器（ADMM）将混合设计问题分解为一系列更小的子问题。这导致迭代算法，其中模拟预编码器/组合器的设计包括闭合形式解，随后是在具有相等幅度元素的矩阵集合上的简单投影。它最初是为全连接结构开发的，然后扩展到部分连接结构，允许更简单的硬件实现。此外，为了应对更可能的宽带场景，其中信道是频率选择性的，我们还将该算法扩展到基于正交频分复用（OFDM）的毫米波系统。在不同场景下的仿真结果表明，所提出的设计算法能够实现接近最佳全数字解决方案的性能，并可以与广泛的天线，RF链和数据流的配置。
2019-03-29 eess.SP
Network-Assisted Full-Duplex Cell-Free mmWave Massive MIMO Systems with DAC Quantization and Fronthaul Compression
在本文中，我们研究了网络辅助全双工（NAFD）无细胞毫米波（mmWave）大规模多输入多输出（MIMO）系统与数模转换器（DAC）量化和前传压缩。我们建议通过联合优化发射远程天线单元（T-RAU）和上行链路用户的功率分配以及下行链路和上行链路前传压缩噪声的方差来最大化加权上行链路和下行链路和速率。为了处理这个具有挑战性的问题，我们进一步应用连续凸近似（SCA）方法来处理非凸双向有限容量前传约束。仿真结果验证了所提出的基于SCA的算法的收敛性，并分析了前传容量和DAC量化对NAFD无小区mmWave大规模MIMO系统频谱效率的影响。此外，通过频谱效率的比较，得出了一些有意义的结论，表明在实际有限分辨率DAC的情况下，NAFD比同时同频全双工云无线接入网络（CCFD C-RAN）获得了更好的性能增益。具体而言，它们在8位DAC量化下的性能差距大于1位DAC量化下的性能差距，后者获得了5.5倍的改善。
2023-02-17 cs.IT eess.SP math.IT
Hybrid Precoding for Multi-Group Multicasting in mmWave Systems
已知多播波束成形可以提高频谱效率。然而，它的好处和挑战的混合预编码器设计在毫米波（mmWave）系统仍然研究不足。为此，本文研究了混合发射预编码器（具有任意数量的有限分辨率相移）和接收组合器的毫米波多组多播的第一联合设计。我们提出的设计利用半定松弛（SDR），交替优化和Cholesky矩阵因式分解，依次优化数字/模拟预编码器在发射机和组合器在每个接收机。通过考虑多天线架构的接收器，我们的设计显着提高了系统的整体性能。具体地说，在只有两个接收天线的情况下，每个接收消息的平均发射功率提高了$ 16.8\% $，而成功的信息接收提高了$ 60\% $。我们通过大量的模拟证明，即使在具有挑战性的场景下（即，当共处一地的用户属于不同的多播组时）。
2020-02-03 cs.IT eess.SP math.IT
Signal Shaping for Non-Uniform Beamspace Modulated mmWave Hybrid MIMO Communications
研究了毫米波（mmWave）多输入多输出（MIMO）通信中基于最大化最小欧氏距离（MMED）准则的自适应信号整形方法。在这项工作中，我们利用模拟预编码器的索引来携带信息，并优化用于每个模拟预编码器激活状态的符号向量集。具体来说，我们首先提出了一个联合优化的信号整形（JOSS）的方法，其中用于所有模拟预编码器激活状态的符号向量集联合优化，通过解决一系列的二次约束二次规划（QCQP）问题。JOSS表现出良好的性能，但是，具有高的计算复杂度。为了降低计算复杂度，我们提出了一个完整的基于预编码的信号整形（FPSS）的方法和一个对角预编码的信号整形（DPSS）的方法，其中的全数字预编码器或对角数字预编码器的所有模拟预编码器激活状态的优化，通过解决两个小规模的QCQP问题。仿真结果表明，与现有的毫米波传输解决方案相比，所提出的信号整形方法可以在可靠性方面提供可观的性能增益。
2020-06-23 eess.SP
Reconfigurable Intelligent Surface-Aided Full-Duplex mmWave MIMO: Channel Estimation, Passive and Hybrid Beamforming
毫米波（mmWave）全双工（FD）是一种很有前途的技术，可以通过最大限度地利用时间和丰富的毫米波频率资源来提高容量。尽管如此，由于FD自干扰（SI）和毫米波的有限覆盖范围，它仍然受到限制。因此，本研究在可重构智能表面（RIS）的帮助下深入研究FD毫米波MIMO，以提高容量。首先，我们证明了在远场平面波前假设下，FD天线阵列的角域互易性。因此，提出了一种用于联合下行链路-上行链路（DL-UL）信道估计的策略。为了估计SI信道、直接信道和级联信道，分别提出了基于Khatri-Rao乘积的压缩感知（KR-CS）、分布式压缩感知（D-CS）和基于两阶段多测量向量的D-CS（M-D-CS）框架。此外，我们提出了一种基于角域级联通道的无源波束形成优化方案。针对混合波束形成结构，提出了一种新的混合加权最小均方误差信号干扰消除方法（H-WMMSE-SIC）。仿真已经揭示，与单独的DL/UL信道估计相比，联合DL-UL处理显著地提高了估计性能。特别是，当干扰噪声比小于35 dB时，我们提出的H-WMMSE-SIC提供了与全数字WMMSE-SIC相当的频谱效率性能。最后，分析了所提方法的计算复杂性。
2023-03-25 cs.IT eess.SP math.IT
Channel Tracking and Hybrid Precoding for Wideband Hybrid Millimeter Wave MIMO Systems
在毫米波频率下使用大型阵列时，主要困难在于估计宽带信道，因为混合架构的使用充当接收信号的压缩级。此外，信道必须被跟踪，并且当考虑移动设置时，天线阵列定期重新配置以获得适当的波束成形增益。在本文中，我们专注于频率选择性毫米波信道的信道跟踪问题，并提出了两种新的信道跟踪算法，利用先验统计信息的到达角和离开角。利用这些先验信息，我们还提出了一种预编码和合并设计方法，以增加在信道跟踪过程中接收到的SNR，从而可以以低开销获得接近最佳的数据速率。在我们的数值结果中，我们分析了我们所提出的算法的性能，不同的系统参数。仿真结果表明，使用从5G新无线电信道模型中提取的信道实现，我们提出的信道跟踪框架能够实现接近最佳的数据速率。
2019-05-10 eess.SP
MmWave Amplify-and-Forward MIMO Relay Networks with Hybrid Precoding/Combining Design
在本文中，我们考虑放大转发中继网络的毫米波系统，并提出了一种混合预编码器/组合器的设计方法。首先设计仅相位RF预编码/组合矩阵以支持多流传输，其中我们补偿信道的本征模的相位。然后，执行基带预编码器/组合器以实现最大的互信息。基于互信息的数据处理不等式，我们首先联合设计基带源和中继节点，使互信息在目的基带接收机之前最大化。提出的低复杂度的迭代算法的源和中继节点之间的等价性的基础上的互信息最大化和加权MMSE。在得到源节点和中继节点的最优预编码器和合并器后，在基带接收端实现MMSE-SIC滤波器，以保持互信息不变，从而得到整个中继系统的最优互信息。仿真结果表明，与文献中的其他算法相比，该算法以较低的复杂度获得了更好的性能。此外，我们也提出了一个稳健的联合收发器的设计不完美的信道状态信息。
2019-10-30 cs.IT eess.SP math.IT
Symbol-Level Mask-Compliant Hybrid Precoding for Multi-User MIMO-OFDM Systems
University of Minnesota（明尼苏达大学）；Cisco Systems（思科系统）；KTH Royal Institute of Technology（皇家理工学院）
本文研究了多用户MIMO-OFDM系统中符号级符合掩码的混合预编码设计，旨在最小化下行链路均方误差，在考虑最大发射功率、削波和OOB频谱掩码约束条件下，提出基于MMSE的块坐标下降算法。
2026-04-20 eess.SP
Joint Deep Reinforcement Learning and Unfolding: Beam Selection and Precoding for mmWave Multiuser MIMO with Lens Arrays
Zhejiang University（浙江大学）；University of California, Davis（加州大学戴维斯分校）
基于离散透镜阵列（DLA）的毫米波（mmWave）多用户多输入多输出（MU-MIMO）系统由于其简单的硬件实现和优异的性能而受到广泛关注。在这项工作中，我们研究了波束选择和数字预编码矩阵的毫米波MU-MIMO系统与DLA的联合设计，以最大限度地提高和速率的发射功率约束和选择矩阵结构的约束。针对离散变量和耦合约束的非凸问题，提出了一种有效的联合神经网络设计框架，该框架由基于深度强化学习（DRL）的神经网络和基于深度展开的神经网络组成，分别用于优化波束选择和数字预编码矩阵.对于基于DRL的神经网络，我们将波束选择问题描述为一个马尔可夫决策过程，并提出了一种双深度Q网络算法来解决这个问题，基站被认为是一个代理，其中的状态，动作和奖励函数被仔细设计。在数字预编码矩阵的设计方面，本文提出了一种基于深度展开神经网络的加权最小均方误差迭代算法，该算法通过引入可训练参数将算法展开为一种分层结构。仿真结果表明，这种联合训练的神经网络明显优于现有的迭代算法，具有较低的复杂度和较强的鲁棒性。
2021-01-05 cs.IT cs.LG eess.SP
Hybrid Precoding for Mixture Use of Phase Shifters and Switches in mmWave Massive MIMO
针对毫米波大规模多输入多输出通信，提出了一种混合预编码的可变移相器（VPS）结构，用于移相器和开关的混合使用。针对VPS结构，提出了一种混合预编码设计方案（VPS-HPD），通过交替优化模拟预编码器和数字预编码器，根据信道状态信息对相位进行优化。为了降低VPS-HPD方案的计算复杂性，提出了一种用于VPS架构的低复杂度HPD方案（VPS-LC-HPD），该方案包括三个阶段的交替优化，其中每个阶段都有一个封闭形式的解，并且可以有效地实现。为了降低大量交换机引入的硬件复杂度，我们考虑了一种组连接的VPS架构，并提出了一种HPD方案，其中HPD问题被划分为多个独立的子问题，每个子问题由VPS-HPD或VPS-LC-HPD方案灵活地解决。仿真结果验证了所提方案的有效性，并表明所提方案在降低计算复杂性或硬件复杂性的情况下，可以获得满意的频谱效率性能。
2022-08-01 cs.IT eess.SP math.IT
Learning-based Max-Min Fair Hybrid Precoding for mmWave Multicasting
本文研究了毫米波系统中单组多播的混合发射预编码器和模拟接收合并器的联合设计。我们提出了LB-GDM，这是一种低复杂度的基于学习的方法，它利用梯度下降与动量和交替优化来设计（i）混合发射机的数字和模拟组成部分以及（ii）每个接收机的模拟组合器。此外，我们还扩展了我们提出的方法来设计全数字预编码器。我们通过数值计算表明，实施LB-GDM在混合或数字预编码器达到最好的性能相比，竞争对手的设计基于半定松弛。具体而言，在最小信噪比方面，我们报告了全数字和混合预编码器分别高达105%和101%的增益的显着改善。
2020-02-27 cs.IT eess.SP math.IT
Fairness-Aware Hybrid Precoding for mmWave NOMA Unicast/Multicast Transmissions in Industrial IoT
本文研究了工业物联网（IoT）毫米波通信的双层非正交叠加传输。本质上，覆盖层是被设计为用公共消息服务覆盖范围内的所有设备的普遍存在的多播信号，即，关键控制包。底层是由私有单播消息组成的复合信号。由于安全问题，所有设备都能解码多播信息是至关重要的。为了确保这一要求，我们联合优化混合预编码器，模拟组合器，功率分配和公平性。具体来说，我们将两个重叠的信号之间的功率分配约束，并强制执行补充每设备的约束，以保证组播公平性。从频谱效率、组播公平性和误比特率三个方面对该方案的性能进行了评估，从而证实了该方案的可行性。
2020-02-27 cs.IT eess.SP math.IT
Joint Precoding for Active Intelligent Transmitting Surface Empowered Outdoor-to-Indoor Communication in mmWave Cellular Networks
毫米波（mmWave）蜂窝网络中的室外到室内通信由于毫米波信号的传播特性引起的严重衰减和高穿透损耗而一直是一个具有挑战性的研究问题。我们提出了一种可行的解决方案，以实现室外到室内毫米波通信系统的援助下，一个主动智能发射表面（主动ITS），其中主动ITS允许从室外基站（BS）的传入信号通过表面和室内用户设备（UE）接收后，移动其相位和放大其幅度。然后，研究了基站和主动智能交通系统的联合预编码问题，以最大化通信系统的加权和速率（WSR）。一个有效的块坐标下降（BCD）的算法来解决它的次优解的近封闭形式。此外，为了减少有源智能交通系统的尺寸和硬件成本，我们提供了一个块放大架构，部分删除电路组件的功率放大，其中多个传输型元件（TE）在每个块共享一个相同的功率放大器。仿真结果表明，在相同的系统总功耗下，主动式智能交通系统能够以比被动式智能交通系统少得多的TE实现给定的性能，这使得主动式智能交通系统适用于尺寸受限且美观的应用场景，而由块放大结构引起的不可避免的性能下降是可以接受的。
2022-06-28 cs.IT eess.SP math.IT
Joint Hybrid Precoding and Multi-IRS Optimization for mmWave MU-MISO Communication Network
针对多IRS辅助毫米波通信网络，提出联合优化混合预编码与IRS波束成形的迭代算法，结合IA、MM及MBCD方法求解非凸问题，仿真验证其可达速率优于多种基准方案。
2025-03-19 eess.SP math.PR stat.CO
Reduced-Feedback Hybrid Precoding for Wideband mmWave MIMO-OFDM Systems via Hierarchical Interpolation
Academia Sinica（中央研究院）；National Sun Yat-sen University（国立中山大学）；Virginia Tech（弗吉尼亚理工大学）；National Cheng Kung University（国立成功大学）
本文提出一种宽带毫米波MIMO-OFDM系统的降反馈混合预编码框架，通过分层插值减少数字预编码反馈负担，反馈减少约98.34%，兼具良好性能与鲁棒性。
2026-10-27 cs.IT eess.SP math.IT
HydraWave: Multi-Group Multicast Hybrid Precoding and Low-Latency Scheduling for Ubiquitous Industry 4.0 mmWave Communication
工业4.0预期工业设备的大规模互连（例如，传感器、执行器）来支持工厂自动化和生产。由于有线连接与自动化相协调的刚性，无线信息传输引起了极大的关注。然而，制造业的现有解决方案在应对关键性能需求方面面临着关键问题：超低延迟，高吞吐量和高可靠性。此外，无线毫米波技术的最新进展倡导混合预编码，具有可负担的硬件和出色的空间复用性能。因此，我们提出了HYDRAWAVE-一种新的范式，考虑联合设计的组调度和混合预编码多组组播，以支持无处不在的低延迟通信。我们的混合预编码器，半定松弛和Cholesky矩阵分解的基础上，有利于稳健的设计的恒模相移呈现强大的性能在一小部分的全数字预编码器所需的功率。此外，我们的新的组调度公式最大限度地减少了调度窗口的数量，同时考虑到共同调度的多播接收器的信道相关性。相比穷举搜索，这使得在高开销的最佳调度，HYDRAWAVE只会产生9.5%以上的延迟。众所周知，与其他基准方案相比，HYDRAWAVE的增益高达102%。
2020-09-02 cs.IT eess.SP math.IT
Multiuser Full-Duplex Two-Way Communications via Intelligent Reflecting Surface
低成本无源智能反射表面（IRSs）最近被认为是一种革命性的技术，能够通过仔细调整反射元件来重新配置无线传播环境。本文提出了部署一个IRS覆盖蜂窝多用户全双工（FD）双向式的【形】通信链路的死区，同时抑制用户侧自干扰（SI）和同频干扰（CI）。基于由基站（BS）和所有用户交换的信息，该方法可以潜在地使频谱效率加倍。为了确保网络的公平性，我们共同优化的预编码矩阵的BS和IRS的反射系数，以最大限度地提高加权最小速率（WMR）的所有用户，受最大发射功率和单位模约束。我们重新制定这个非凸问题，并将其解耦成两个子问题。然后采用分块坐标下降算法交替优化等价问题中的优化变量。为了进一步降低算法的计算复杂度，提出了最小化最大化（MM）算法，通过在代理问题中定义最小化函数来优化预编码矩阵和反射系数向量。仿真结果验证了算法的收敛性和有效性，验证了引入IRS提高盲区覆盖率的优势。
2021-09-12 eess.SP
Network-Assisted Full-Duplex Cell-Free mmWave Networks: Hybrid MIMO Processing and Multi-Agent DRL-Based Power Allocation
本文针对网络辅助全双工无蜂窝毫米波网络提出混合MIMO处理框架，并设计多智能体双延迟深度确定性策略梯度（MATD3）算法解决上下行功率耦合分配问题，仿真验证其优于MADDPG和传统策略。
2024-03-31 cs.IT cs.MA eess.SP
Deep Learning Based Hybrid Precoding in Dual-Band Communication Systems
Fraunhofer Heinrich Hertz Institute（弗劳恩霍夫海因里希·赫兹研究所）；Technical University of Berlin（柏林工业大学）
我们提出了一种基于深度学习的方法，该方法使用从6 GHz以下频段提取的空间和时间信息来预测/跟踪毫米波（mmWave）频段的波束。更详细地，我们考虑在亚6 GHz和毫米波频带两者中操作的双频带通信系统。目标是利用混合模拟/数字架构最大化毫米波频带中可实现的互信息，其中模拟预编码器（RF预编码器）取自有限码本。使用常规搜索方法来寻找RF预编码器引起大的信令开销，并且信令随着RF链的数量和移相器的分辨率而缩放。为了克服毫米波频带中的大信令开销的问题，所提出的方法利用6 GHz以下和毫米波频带之间的时空相关性，并且其根据6 GHz以下信道测量来预测/跟踪毫米波频带中的RF预编码器。所提出的方法提供了一个较小的候选集，使得在该集合上执行搜索与传统的搜索算法相比显著降低了信令开销。仿真结果表明，所提出的方法可以提供合理的可实现的速率，同时显着减少信令开销。
2021-07-16 cs.AI cs.SY eess.SP
MIMO-Aided Nonlinear Hybrid Transceiver Design for Multiuser mmWave Systems Relying on Tomlinson-Harashima Precoding
为毫米波（mmWave）系统设计的混合模数（A/D）收发器受到了大量的研究关注，因为与全数字对应物相比，其成本更低，能耗更低。我们进一步提高他们的性能，通过构思一个汤姆林森-Harashima预编码（THP）的多用户多输入多输出（MIMO）毫米波系统的下行链路的非线性联合设计。我们的优化标准是，最小化的均方误差（MSE）的信道不确定性下的系统受到现实的发射功率约束和单位模约束施加在控制的模拟波束成形（BF）矩阵的元素BF操作在射频域。我们将这个优化问题转化为一个更易于处理的形式，并开发了一个有效的基于块坐标下降（BCD）的算法来解决它。然后，一个新的双时标非线性联合混合收发器的设计算法，它可以被看作是一个扩展的BCD为基础的联合设计算法，以减少信道状态信息（CSI）信令开销和过时的CSI的影响。此外，我们确定了近最佳的消除阶THP结构的基础上的MSE的下限。所提出的算法可以保证收敛到原问题的Karush-Kuhn-Tucker（KKT）解。仿真结果表明，我们提出的非线性联合混合收发器的设计算法显着优于现有的线性混合收发器的算法和方法的性能的全数字收发器，尽管其成本和功耗较低。
2020-08-13 cs.IT eess.SP math.IT
Hybrid Precoding for mmWave V2X Doubly-Selective Multiuser MIMO Systems
毫米波（mmWave）是为车联网（V2X）通信提供高数据率的实用解决方案。这使得未来的自动驾驶汽车能够与基站（BS）交换大数据，例如速度和位置，以提高高级驾驶辅助系统（ADAS）的感知能力。在这种情况下，我们考虑一个单小区多用户双选择系统，其中BS同时服务于多个车辆。为了实现这一要求，在混合架构中实现BS以支持多个空间流，而车辆具有仅模拟的结构。在这项工作中，我们开发了一种低复杂度的混合预编码算法，其中的混合预编码器在BS和模拟组合器在车辆的设计需要小的训练和反馈开销。我们提出了一个两阶段的混合预编码算法，其中第一阶段设计的模拟波束形成器在单用户的情况下，而第二阶段设计的多用户数字预编码器在BS。在第二阶段，我们推导出封闭形式的数字预编码器，如最大比传输（MRT），迫零（ZF）和最小均方误差（MMSE）作为第一个变量，而我们提出迭代数字预编码器作为第二个变量。用于两种变体的数字预编码器的设计需要从车辆发送到BS的有限反馈。我们参考随机矢量量化（RVQ）和波束控制码本来分别对变体I和II的反馈进行优化，因为完美的反馈需要长开销和大量训练。我们评估的数字和模拟码本的量化对完美的信道状态信息在发送端（CSIT）所产生的速率损失。
2021-03-23 cs.IT eess.SP math.IT
Millimeter-Wave Full-Duplex UAV Relay: Joint Positioning, Beamforming, and Power Control
本文采用全双工无人机中继来提高毫米波网络的通信容量。在源节点（SN）、目的节点（DN）和FD-UAV中继处配备大型天线阵列，以克服毫米波信道的高路径损耗，并帮助减轻FD-UAV中继处的自干扰。具体来说，我们制定了一个问题，从SN到DN，其中无人机的位置，模拟波束成形，功率控制联合优化的可实现的速率的最大化。由于该问题是高度非凸的，涉及高维，高度耦合的变量向量，我们首先获得的FD-UAV中继的条件最优位置的近似上限的最大化，在封闭的形式，在视线（LoS）环境和理想的波束形成的假设下，可实现的速率。然后，无人机被部署到最接近条件最优位置的位置，并为两个空对地链路产生LoS路径。随后，我们提出了一种交替干扰抑制（AIS）算法的波束形成向量和功率控制变量的联合设计。在每次迭代中，波束形成向量被优化以最大化目标信号的波束形成增益和连续减少干扰，其中最优功率控制变量以封闭形式获得。我们的仿真结果证实了所提出的定位，波束形成和功率控制方法相比，三个基准计划的优越性。此外，我们的研究结果表明，所提出的解决方案接近毫米波FD-UAV系统的性能上限。
2020-04-23 eess.SP
Hybrid Precoding and Combining for mmWave Full-Duplex Joint Radar and Communication Systems under Self-Interference
本文针对毫米波全双工联合雷达与通信系统，提出基于广义特征值的混合预编码与模拟合并设计，在保证雷达增益和通信速率的同时有效抑制自干扰，并通过OFDM雷达实现高精度目标距离与速度估计。
2024-04-01 cs.IT eess.SP math.IT
Location-Aided Coordinated Analog Precoding for Uplink Multi-User Millimeter Wave Systems
毫米波（mmWave）通信有望在下一代蜂窝网络中发挥重要作用，旨在应对影响传统无线载波的带宽短缺。已经提出使用边信息作为在毫米波大规模多输入多输出（m-MIMO）通信中加速波束选择的潜在方法。然而，在实践中，这样的信息并不是没有错误的，导致性能下降。在多用户情况下，错误的波束选择可能导致基站（BS）侧的不可减少的用户间干扰。在本文中，我们考虑在毫米波上行链路的情况下，多个用户（UE）的位置辅助预编码器的设计。假设存在直接的设备到设备（D2 D）链路，我们提出了一个分散的协调机制，鲁棒的快速波束选择。该算法允许BS侧的干扰的改进处理，并且进而导致更大的频谱效率。
2017-11-08 cs.IT eess.SP math.IT
Channel Estimation and Hybrid Precoding for Frequency Selective Multiuser mmWave MIMO Systems
针对频率选择性多用户毫米波MIMO系统的混合预编码配置难题，提出利用子载波共同支撑集的压缩信道估计与两种混合预编码设计算法，验证了其在开销、复杂度与性能间的设计权衡。
2024-01-29 cs.IT eess.SP math.IT
Spatial and Statistical Modeling of Multi-Panel Millimeter Wave Self-Interference
自干扰特性对于带内全双工通信系统的设计和评估至关重要。到目前为止，对工作在毫米波（mmWave）频率的全双工系统中的这种耦合了解甚少，并且已经表明，针对这种耦合提出的高度理想化的模型与实践不一致。这项工作提出了由测量支持的毫米波自干扰的第一个空间和统计模型，使工程师能够绘制出展示我们在28 GHz下进行的近650万次测量中观察到的大尺度和小尺度空间特性的实现。我们的模型的核心是它使用的系统和模型参数具有现实意义，这有利于其扩展到我们自己的相控阵平台以外的系统，通过适当的参数化。我们通过收集近1300万个额外的测量结果来证明这一点，以表明我们的模型可以推广到其他两个系统配置。我们通过将其与实际测量进行比较来评估我们的模型，以确认其在空间上和分布上与真实世界自干扰对齐的能力。此外，使用测量和我们的自干扰模型，我们评估了现有的基于波束成形的全双工毫米波解决方案，以说明我们的模型可以可靠地用于设计新的解决方案，并验证它们可能提供的性能改进。
2023-03-04 eess.SP
Hybrid Precoding For Millimeter Wave MIMO Systems: A Matrix Factorization Approach
研究了有限字母输入的毫米波（mmWave）多输入多输出（MIMO）系统的混合预编码设计。预编码问题是模拟和数字预编码器的联合优化问题，我们将其视为具有功率和恒模约束的矩阵分解问题。我们的工作提出了三个主要贡献：第一，我们提出了一个充分条件和必要条件的混合预编码方案，实现无约束的最佳预编码器时，数据流的数量Ns满足Ns = minfrank（H）;Nrfg，其中H表示的信道矩阵和Nrf是射频（RF）链的数量。其次，我们证明了在我们的矩阵分解问题的耦合功率约束可以被删除，而不会失去最优性。第三，我们提出了一个基于Broyden-Fletcher-Goldfarb-Shanno（BFGS）的算法来解决我们的矩阵分解问题，使用梯度和Hessian信息。数值结果表明，我们提出的算法优于现有的混合预编码算法。
2020-03-26 eess.SP
Sustainable LSTM-Based Precoding for RIS-Aided mmWave MIMO Systems with Implicit CSI
Research Center for Information Technology Innovation (CITI), Academia Sinica (AS)（信息科技创新研究中心（CITI）、中华学术院（AS））；Institute of Communication Engineering (ICE), National Sun Yat-sen University (NSYSU)（通信工程研究所（ICE）、国立中山大学（NSYSU））
提出一种基于LSTM的RIS辅助毫米波MIMO预编码框架，利用隐式CSI降低开销，实现90%频谱效率且计算时间仅2.2%，能耗降低近两个数量级。
2025-10-08 cs.AI cs.IT cs.LG
