Machine Learning Methods for Device Identification Using Wireless Fingerprinting
University of Novi Sad（诺维萨德大学）
工业物联网（IoT）系统越来越依赖于无线通信标准。在常见的工业场景中，室内无线物联网设备与接入点通信，以提供从工业传感器、机器人和工厂机器收集的数据。由于IoT设备和接入点的静态或准静态位置，IoT设备信道状况的历史观测提供了在不观测其传统标识符（例如，MAC或IP地址）。这种基于无线指纹识别的设备识别方法最近作为关键物联网基础设施的额外网络安全机制受到了越来越多的关注。在本文中，我们对一大类机器学习算法进行了系统的研究，这些算法用于使用最流行的蜂窝和Wi-Fi物联网技术的无线指纹进行设备识别。我们设计、实施、部署、收集相关数据集，训练和测试多种机器学习算法，作为通过无线指纹识别进行设备识别的完整端到端解决方案设计的一部分。该解决方案目前正在实际工业物联网环境中部署，作为H2020项目COLLABS的一部分。
2022-11-03 cs.IT cs.LG math.IT
Joint Maximum Sum-Rate Receiver Design and Power Adjustment for Multihop Wireless Sensor Networks
在本文中，我们考虑了一个多跳无线传感器网络（WSN）与多个中继节点的每一跳的放大和转发（AF）计划。我们提出了一种策略，通过交替优化的方法，最大限度地提高无线传感器网络的总速率的线性接收机和功率分配参数联合设计。我们推导出约束最大和速率（MSR）的表达式，以及一种算法来计算线性接收机和功率分配参数的最佳复放大系数为每个中继节点。计算机模拟表明，我们提出的方法在和速率方面与等功率分配的方法相比，具有良好的性能。
2013-03-15 cs.IT math.IT
Time-Gated Photon Counting Receivers for Optical Wireless Communication
光子计数探测器，如单光子雪崩二极管（SPAD）阵列通常被认为是可靠的光无线通信在功率有限的制度。然而，基于SPAD的接收器遭受显著的死区时间引起的符号间干扰（ISI），特别是当入射光子速率相对高并且死区时间与符号持续时间相当或甚至大于符号持续时间时，即，亚死时间机制。在这项工作中，我们提出了一种新的时间选通SPAD接收机，以减轻这种ISI的影响，提高通信性能。当在门控模式下操作时，SPAD可以在明确定义的时间间隔内激活和停用。我们调查的统计检测光子计数的建议时间选通SPAD接收器。它表明，可以优化门的时间间隔，以达到最佳的比特出错率（BER）的性能。我们广泛的性能分析说明了优越的时间选通SPAD接收机在传统的自由运行接收机的BER性能和宽容的背景光。
2021-05-22 cs.IT math.IT
FM-Receiver: A Foundation Model Enabled Unified Inner and Outer Neural Receiver Towards AI-Native Wireless Communications
Tsinghua University（清华大学）；State Key Laboratory of Space Network and Communications, Tsinghua University（空间网络与通信国家重点实验室）
针对多数神经接收机内外接收机未联合优化的问题，提出基于基础模型的FM-Receiver，利用分组纠错码Transformer实现符号级信道解码，集成内外接收机，并设计预训练策略，提升泛化能力，在不同配置下性能优于基线且有零样本泛化能力。
2026-07-15 cs.IT math.IT
Interference Cancellation at Receivers in Cache-Enabled Wireless Networks
在本文中，我们建议利用有限的缓存数据包作为边信息，以消除传入的干扰在接收器侧。我们考虑一个随机网络中的随机位置的基站和用户使用泊松点过程建模。缓存方案，以获得本地缓存增益和干扰消除增益的用户开发基于两个因素：不同的用户子集的密度和相应的子集中缓存的数据包。分组丢失率（PLR）进行了分析，这取决于缓存的数据包和信道状态信息（CSI）在接收器处可用。理论分析结果表明，在缓存资源和无线资源之间进行权衡。不同的缓存方案的性能进行了分析，并得出了分布式缓存的最小可实现PLR。
2016-11-14 cs.IT math.IT
Internet of Things (IoT) Connectivity in 6G: An Interplay of Time, Space, Intelligence, and Value
物联网（IoT）连接在5G无线通信系统中具有突出的存在。随着这些系统的部署，对6G无线系统的研究工作和愿景激增。为了在6G系统中定位物联网的发展，本文首先对5G中支持物联网连接的方式进行了批判性的分析。接下来，从时间、空间、智能和价值等多个维度讨论了无线物联网的演进。我们还推测，重点将从物联网设备及其连接扩展到复杂物联网环境的出现，被视为整个物联网生态系统的构建块。
2021-11-11 cs.IT cs.NI math.IT
Oblivious Transfer over Wireless Channels
研究了OFDM和MIMO无线通信系统中只有接收端知道信道状态信息的不经意传输问题。发送方和接收方还可以无限制地访问无噪声的真实信道。使用物理层方法，基于噪声衰落信道的特性，我们提出了一种方案，该方案使发射机能够发送两个文件中的任意一个，即，而不知道接收方实际请求了哪一个文件，同时还确保接收方不会得到关于另一个文件的任何信息。
2015-08-04 cs.IT math.IT
A Diplexer-Based Receiver for Simultaneous Wireless Information and Power Transfer
同时无线信息和功率传输（SWIPT）是一个有吸引力的研究领域，因为信息和能量可以同时传递到无线设备。在本文中，我们提出了一个双工器为基础的接收机架构，可以同时利用倍频和混频器后的基带信号。基带信号用于信息解码，倍频信号被转换为直流电用于能量收集。我们分析了接收机中的信号，发现收获的能量的功率等于解码的信息的功率。因此，双工器可以用作功率分配因子为0.5的功率分配器。具体来说，我们考虑一个多用户多输入单输出（MISO）系统，其中每个用户都配备了新提出的接收机。该问题被制定为一个优化问题，最大限度地减少总发射功率的每个用户的服务质量和能量收集需求的一些约束。我们表明，这样制定的问题是一个非凸二次约束二次规划（QCQP），它可以解决半定松弛。
2016-03-21 cs.IT math.IT
Covert Communications with A Full-Duplex Receiver over Wireless Fading Channels
在这项工作中，我们提出了一个隐蔽的通信方案，发射机试图隐藏其传输到一个全双工接收器，从一个看守，这是使用辐射计检测这种隐蔽的传输。具体地说，我们首先推导出在监狱长的检测出错率，在此基础上，其辐射计的最佳检测阈值的解析确定和其预期的检测出错率在无线衰落信道中实现的封闭形式的表达式。我们的分析表明，故意产生的接收机与随机发射功率的人工噪声，虽然会导致自干扰，提供了实现一个积极的有效的隐蔽率的能力，为任何发射功率（可以是无穷大）受到任何给定的隐蔽性要求的预期检测出错率。这项工作是第一次研究使用全双工接收机与控制人工噪声实现隐蔽通信，并在这方面邀请进一步调查。
2017-11-10 cs.IT math.IT
Grant-Free Opportunistic Uplink Transmission in Wireless-powered IoT: A Spatio-temporal Model
环境射频（RF）能量收集作为无线功率物联网（IoT）网络的使能器而被广泛推广。本文联合特征的能量收集和数据包传输的免授权的机会上行链路物联网网络通过收集下行链路能量。为了做到这一点，联合排队论和随机几何模型被用来开发一个时空分析模型。特别是，收获的能量和数据包传输成功概率的特点是使用随机几何工具。{此外，使用二维离散时间马尔可夫链（DTMC）对每个设备进行建模。这两个维度被用于联合地跟踪去往/来自电池的所收集/耗尽的能量以及分组随时间到达/离开设备缓冲器。因此，所采用的排队模型表示空间上相互作用的队列的设备。为此，网络性能进行评估，根据数据包吞吐量，平均延迟，和平均缓冲区大小。讨论了基站（BS）密集化的影响，并提供了几个设计见解。结果表明，上行链路功率控制和机会信道接入的参数应联合优化，以最大化平均网络分组吞吐量，从而最小化延迟。
2020-11-16 cs.IT math.IT
Multi-Agent Graph Reinforcement Learning based On-Demand Wireless Energy Transfer in Multi-UAV-aided IoT Network
本文提出一种基于多智能体图强化学习的多无人机按需无线能量传输方案，通过引入能量饥饿度指标并优化无人机轨迹与传输决策，有效满足物联网设备的时变能量需求。
2023-07-27 cs.IT math.IT
Wireless Information and Power Transfer: Architecture Design and Rate-Energy Tradeoff
无线信道上的同时信息和功率传输潜在地为移动用户提供了极大的便利。然而，实际的接收机设计对其硬件实现施加了技术限制，因为用于从无线电信号中收集能量的实际电路还不能直接解码所携带的信息。为了取得理论上的进展，我们提出了一种通用的接收机操作，即动态功率分割（DPS），它分裂的能量收集和信息解码，分别与可调功率比的接收信号。研究了DPS的三种特殊情况，即时间切换（TS）、静态功率分配（SPS）和开关功率分配（OPS）。TS和SPS方案可以被视为OPS的特殊情况。此外，我们提出了两种类型的实用接收器架构，即分离式与集成式信息和能量接收器。集成接收机集成了分离接收机的前端组件，从而实现了更小的形状因子。这两种架构的速率-能量折衷的特征在于所谓的速率-能量（R-E）区域。最优传输策略，以实现不同的速率能量权衡。考虑到接收机电路的功耗，它表明，OPS方案是最佳的两个接收机。对于接收机电路不消耗功率的理想情况，SPS方案对于两个接收机都是最佳的。此外，我们研究了两种类型的接收机的性能下的一个现实的系统设置，采用实际调制。我们的研究结果提供了有用的见解，最佳的实际接收机设计的同时无线信息和功率传输（SWIPT）。
2013-09-06 cs.IT math.IT
Beamforming for Magnetic Induction based Wireless Power Transfer Systems with Multiple Receivers
近年来，基于磁感应（MI）的通信和功率传输系统获得了越来越多的关注。这些系统的典型应用在于无线充电、近场通信和无线传感器网络领域。为了获得最佳的系统性能，需要最大化功率效率。通常，这种优化是指阻抗匹配和分频跟踪。然而，输入信号的幅度和相位的重要作用大多被忽视。特别是对于具有多个发射器线圈的无线功率传输系统，发射信号的优化可以显著地提高功率效率。在这项工作中，我们提出了一个迭代算法的优化发射信号的发射器与三个正交线圈和多个单线圈接收器。所提出的方案显着优于传统的基线算法的功率效率。
2015-08-11 cs.IT math.IT
Improved Receivers for Optical Wireless OFDM: An Information Theoretic Perspective
我们考虑的性能增强的非对称限幅光正交频分复用（ACO-OFDM）和相关的光OFDM方案，这是强度调制光无线通信中的OFDM的变化。与大多数现有的研究改进的接收机的具体设计，本文研究了所有可能的接收机的信息理论的限制。对于独立同分布的复高斯输入，我们得到了ACO-OFDM的信息速率的一个精确的描述与改进的接收机的所有SNR。证明了改进接收机的高信噪比增益渐近达到1/4比特/信道使用，相当于3 dB的电信噪比或1.5 dB的光信噪比;随着信噪比的降低，改进接收机的最大可达信噪比增益单调下降到一个非零的低信噪比极限，对应的信息速率增益为36.3%。对于实际使用的星座，我们得到一个上界的增益改进的接收机。数值结果表明，结合现有的改进接收机和编码调制，可以接近上界的光信噪比在1 dB以内。我们还表明，我们的信息理论分析可以扩展到Flip-OFDM和PAM-DMT。我们的研究结果意味着，对于所考虑的方案，改进的接收机可以在低到中等的SNR下显著地减少与信道容量的差距。
2022-05-04 cs.IT math.IT
Spectral and Energy Efficient Wireless Powered IoT Networks: NOMA or TDMA?
无线供电通信网络（WPCN），其中多个能量有限的设备首先在下行链路中收集能量，然后在上行链路中发送信息，已经被设想为未来物联网（IoT）的有前途的解决方案。同时，已经提出了非正交多址（NOMA），以通过允许多个用户在相同频谱中的并发传输来提高第五代（5G）网络的系统频谱效率（SE）。因此，NOMA最近已被考虑用于具有大量设备的基于WPCN的IoT网络的上行链路。然而，NOMA中的同时传输也可能导致更多的传输能耗以及实际上的电路能耗，这对于能量受限的IoT设备至关重要。因此，与诸如时分多址（TDMA）的正交多址方案相比，在这种场景下，NOMA是否可以改善SE和/或减少总能耗仍然是未知的。为了回答这个问题，我们首先推导出最佳的时间分配，以最大限度地提高基于TDMA的WPCN（T-WPCN）和基于NOMA的WPCN（N-WPCN）的SE，分别。随后，我们分析了这两个网络的总能耗以及实现的最大SE。令人惊讶的是，它被发现，N-WPCN不仅消耗更多的能量，但也是较低的频谱效率比T-WPCN。仿真结果验证了我们的理论研究结果，并揭示了基本的性能瓶颈，即，“最坏的用户瓶颈问题”，在多用户NOMA系统。
2018-01-27 cs.IT math.IT
MIMO Broadcasting for Simultaneous Wireless Information and Power Transfer
无线电能传输是一种为无线网络提供方便、持久的能量供应的新技术。在实践中，WPT可以通过各种技术来实现，例如电感耦合、磁共振耦合和电磁（EM）辐射，分别用于短距离/中距离/长距离应用。在本文中，我们特别考虑EM或无线电信号使能的WPT。由于无线电信号可以同时携带能量和信息，因此对同时无线信息和功率传输（SWIPT）进行了统一的研究。具体来说，本文研究了一个多输入多输出（MIMO）无线广播系统，由三个节点，其中一个接收机收获能量和另一个接收机解码信息分别从一个共同的发射机发送的信号，和所有的发射机和接收机可以配备多个天线。研究了两种情况，其中信息接收器和能量接收器被分离并且从发射器看到不同的MIMO信道，或者位于同一地点并且从发射器看到相同的MIMO信道。对于分离的接收器的情况下，我们推导出最佳的传输策略，以实现不同的权衡最大的信息速率与能量传输，其特征在于由一个所谓的速率-能量（R-E）区域的边界。对于共址接收器的情况下，我们示出了可实现的R-E区域的外边界，这是由于实际能量收集接收器还不能直接解码信息的潜在限制。在此约束下，我们调查了两个实际的设计，共定位接收机的情况下，即时间切换和功率分配，并表征其可实现的R-E区域的外边界相比。
2013-02-15 cs.IT math.IT
Riding on the Primary: A New Spectrum Sharing Paradigm for Wireless-Powered IoT Devices
在本文中，提出了一种新的频谱共享模型，称为骑在主（ROP）的无线供电的物联网设备与环境反向散射通信能力。ROP的关键思想是次级发射机从初级信号中获取能量，然后将其信息比特调制到初级信号中，并将调制后的信号反射到次级接收机，而不违反初级系统的干扰要求。与传统的频谱共享模型相比，该模型中的次系统不仅利用了主系统的频谱，还利用了主系统的信号来获取能量和携带信息。在本文中，我们调查这样的频谱共享系统在衰落信道下的性能。具体而言，我们通过联合优化主信号的发射功率和次级环境后向散射的反射系数来最大化次级系统的遍历容量。考虑了不同的（理想/实际）能耗模型、不同的（峰值/平均）发射功率约束、不同类型的（固定/动态可调）反射系数、不同的主系统干扰要求（速率/中断）。最优功率分配和反射系数为每种情况下获得。
2018-01-20 cs.IT math.IT
Physical Layer Security in Wireless Ad Hoc Networks Under A Hybrid Full-/Half-Duplex Receiver Deployment Strategy
本文研究了无线自组织网络中存在大量合法收发机和窃听者的物理层安全问题。提出了一种混合全双工/半双工接收机部署策略，通过让一部分合法接收机工作在全双工（FD）模式下发送干扰信号以迷惑窃听者，并让其他接收机工作在半双工模式下只接收他们想要的信号，来保护合法传输。本文的目的是选择适当的分数FD接收机，以实现最佳的网络安全性能。推导了任意合法链路的连接中断概率和保密中断概率的精确表达式和易于处理的近似表达式，并在此基础上分别优化了区域安全链路数、全网保密吞吐量和全网保密能量效率。进一步发展了对最优分数的各种见解，并在完全自干扰消除或密集网络中导出了其封闭形式的表达式。研究结果表明，FD接收机的数量在可靠性和保密性之间产生了重要的权衡，所提出的策略可以显著提高网络的安全性能。
2017-03-27 cs.IT math.IT
Timely Status Update in Massive IoT Systems: Decentralized Scheduling for Wireless Uplinks
在典型的物联网（IoT）应用中，中央控制器从多个终端收集状态更新，例如，传感器和监视器通过无线多址上行链路，一个重要的问题是如何自主地获得及时的状态更新。在本文中，状态的及时性是衡量最近提出的年龄的信息（AoI）度量的理论和实践方面的问题进行了调查：我们的目标是获得一个调度策略，最小的AoI，同时，仍然适合分散实施的信令交换开销。为此，我们首先考虑一组到达独立和更新（AIR）的政策，其最佳的政策，以尽量减少时间平均AOI被证明是一个循环策略与一个数据包（最新的数据包只有和其他被丢弃）缓冲区（RR-ONE）。基于广义泊松到达时间平均（PASTA）定理建立了最优性。进一步证明了RR-ONE在大规模物联网体系中的所有策略中是渐近最优的。在RR-ONE条件下，还导出了AoI稳态平稳分布。一个完全分散的RR-ONE的实现，提出了可以适应动态终端外观。此外，考虑到分组不能被丢弃的情况，其最优AIR策略也通过凸问题的解给出的参数来找到。
2018-01-11 cs.IT math.IT
Multiple Access Design for Symbiotic Radios: Facilitating Massive IoT Connections with Cellular Networks
共生无线电（SR）已成为支持大规模物联网（IoT）连接的频谱和节能范例。本文提出了两种多址接入方案，以促进使用基于SR技术的蜂窝网络的大规模物联网连接，即同时接入（SA）方案和选择分集接入（SDA）方案。在SA方案中，基站（BS）向接收器发送信息，而多个IoT设备通过将BS信号被动地反向散射到接收器来同时发送它们的信息，而在SDA方案中，只有具有最强反向散射链路的IoT设备向接收器发送信息。在这两种方案中，接收器联合解码来自BS和IoT设备的信息。为了评估上述两种方案，在本文中，我们推导出了蜂窝和物联网传输的遍历速率和中断概率的封闭表达式。最后，数值结果验证了理论分析，并比较了两种多址接入方案。当IoT设备的数量较少时，SDA方案更有吸引力，因为它可以显著降低计算复杂性，同时实现与SA方案等效的性能。当IoT设备的数量很大时，SA方案是优选的，因为它保证了显著更好的速率性能和更低的中断概率。
2023-03-24 cs.IT cs.SY eess.SY
Multiuser MISO Beamforming for Simultaneous Wireless Information and Power Transfer
同时无线信息和功率传输（SWIPT）通过同时提供无线数据和能量接入，预计在未来基于机器或传感器的无线网络中具有丰富的应用。在本文中，我们研究了多用户多输入单输出（MISO）广播SWIPT系统，其中多天线接入点（AP）发送信息和能量同时通过空间复用到多个单天线接收器，每个接收器实现信息解码（ID）或能量收集（EH）。由于EH接收机在实践中以比ID接收机高得多的接收功率操作，因此我们提出了基于接收机位置的传输调度，其中，接近AP的接收器被调度用于EH，而远离AP的接收器被调度用于ID。我们的目标是在给定的一组最小信号干扰噪声比（SINR）的情况下，最大化传输到所有EH接收器的加权和功率。不同ID接收器的约束。特别地，我们考虑两种类型的ID接收器（分别称为类型I和类型II），其不具有或具有消除来自（先验已知的）能量信号的干扰的能力。对于每种类型的ID接收机，我们制定的联合信息和能量发射波束成形设计作为一个非凸二次约束二次规划（QCQP）。首先，我们得到的全局最优解，我们制定的QCQP应用所谓的半定松弛（SDR）的优化技术。通过SDR示出，I型ID接收器不需要专用能量束来实现最佳解决方案;而对于II型ID接收器，采用不超过一个能量束是最佳的。接下来，我们建立了一个新的形式的著名的上行链路-下行链路的对偶开发替代算法，以获得相同的SDR的最优解。
2014-07-15 cs.IT math.IT
Alternating Optimization Techniques for Power Allocation and Receiver Design in Multihop Wireless Sensor Networks
在本文中，我们考虑一个多跳无线传感器网络与多个中继节点的每一跳的放大和转发方案。我们提出的算法策略，联合设计线性接收机和功率分配参数，通过交替优化方法受到不同的功率约束，其中包括全球，本地和个人的。两个设计标准被认为是：第一个最小化的均方误差和第二个最大化的无线传感器网络的总速率。我们推导出约束最小均方误差和约束最大和速率表达式的线性接收机和功率分配参数，包含每个中继节点的最佳复放大系数。对算法的计算复杂性和收敛性进行了分析。计算机模拟表明，我们所提出的方法在比特出错率和总和率相比，具有相同的功率分配和现有的功率分配方案的方法具有良好的性能。
2014-04-27 cs.IT math.IT
Beamforming with Multiple One-Bit Wireless Transceivers
传统的波束成形技术依赖于高度线性的发射机和接收机，以允许在发射机和接收机处进行相位相干组合。发射机使用波束成形来将信号功率导向接收机，并且接收机使用波束成形来收集和相干地组合来自多个接收机天线的信号。当发射机和接收机由于功率和成本原因而被限制为非线性一比特设备时，与波束成形相关联的潜在优点和性能度量没有被很好地理解。我们定义在发送端的波束形成作为一个码本设计问题，以最大限度地提高码字之间的最小距离。我们定义在接收机的波束形成作为发送码字的最大似然检测器。我们表明，波束成形与一位收发器是一个星座设计问题，我们可以在几dB的SNR线性收发器所达到的能力。
2018-02-14 cs.IT math.IT
Sparse Representation for Wireless Communications: A Compressive Sensing Approach
稀疏表示可以有效地对不同应用中的信号进行建模，以便于处理。在本文中，我们将讨论稀疏表示在无线通信中的各种应用，重点关注最新的压缩感知（CS）方法。在稀疏性的帮助下，CS能够提高第五代（5G）网络和物联网（IoT）网络的频谱效率和能量效率。本文首先全面概述了CS原理以及可能用于5G和IoT网络的不同稀疏域。然后介绍了近年来在认知无线电网络中宽带频谱感知、物联网网络中数据汇集、大规模MIMO系统中信道估计和反馈等方面的研究进展。此外，还确定了5G和物联网网络稀疏表示的其他潜在应用和研究挑战。这篇文章将为读者提供一个清晰的图像，如何利用稀疏特性来处理不同应用中的无线信号。
2018-06-24 cs.IT math.IT
Outage Minimization for a Fading Wireless Link with Energy Harvesting Transmitter and Receiver
本文研究了具有能量收集发射机和接收机的衰落无线链路中最小中断的在线功率控制策略。当发射机或接收机没有足够的能量时，或者当信道处于中断时，发生中断，其中发射机仅具有信道分布信息。在无限电池容量和不重传的情况下，我们证明了基于阈值的功率控制策略是最优的。因此，我们提出了不相交/联合阈值为基础的政策，并没有电池状态之间的发射机和接收机共享，分别。我们还分析了实际的接收机检测和处理的中断性能的影响。当考虑重传时，采用线性功率电平的策略来调整每次重传的功率阈值。在电池容量有限的情况下，建立了一个三维有限状态马尔可夫链模型来计算所提出策略的最优参数和相应的性能。发射机和接收机之间的能量到达相关性解决有限和无限电池的情况下。数值结果表明，电池容量，能量到达相关性和检测成本的中断性能的建议政策，以及中断概率和平均传输时间之间的权衡的影响。
2015-03-14 cs.IT math.IT
A Tight Channel-Capacity Lower Bound for the Simultaneous Wireless Information and Power Transfer Integrated Receiver
Interdisciplinary Centre for Security, Reliability and Trust (SnT), University of Luxembourg（卢森堡大学安全、可靠性与信任跨学科中心）
本文针对集成接收机提出紧通道容量下界，通过四阶泰勒展开近似肖特基二极管的电流-电压特性曲线，发现Gamma分布输入比其他分布更紧，四阶项显著提升容量。
2026-04-21 cs.IT math.IT
Simultaneous Lightwave Information and Power Transfer (SLIPT) for Indoor IoT Applications
我们提出了用于室内物联网（IoT）应用的同步光波信息和功率传输（SLIPT）的概念。具体来说，我们提出了新的和基本的SLIPT策略，它可以通过可见光或红外通信系统，配备了一个简单的太阳能电池板为基础的接收器来实现。这些策略分别在发送端或接收端或双方执行，分别称为调整发送、调整接收和发送接收协调调整。此外，我们处理之间的基本权衡收获的能量和服务质量（QoS），通过最大限度地收获的能量，同时实现所需的用户的QoS。为此，两个优化问题制定和优化解决。计算机模拟验证了最优解的有效性，并表明与采用固定策略的SLIPT相比，所提出的策略大大增加了所收获的能量。
2017-06-29 cs.IT math.IT
A Learning Approach To Wireless Information and Power Transfer Signal and System Design
研究了噪声信道下无线信息和功率同步传输（SWIPT）的端到端学习问题。在接收端采用能量采集器（EH）的非线性模型，使用基于深度神经网络（DNN）的自编码器实现发射端和接收端的联合优化。在接收机的不同级别的“功率”和“信息速率”的需求的调制星座。数值优化的信号星座与以前的理论结果是一致的。特别地，可以观察到，随着接收器能量需求的增加，除了一个调制符号之外的所有调制符号都集中在原点周围，而另一个符号沿着实部或虚部子信道远离原点。
2018-10-29 cs.IT math.IT
Adaptive and Flexible Model-Based AI for Deep Receivers in Dynamic Channels
本文针对动态无线信道中深度接收机设计，提出需重新思考AI的架构、数据和训练三大支柱，通过基于模型的深度学习、高效数据获取及元学习与贝叶斯训练，实现自适应、灵活且轻量的AI接收机。
2023-05-12 cs.IT math.IT
Energy-Efficient SWIPT in IoT Distributed Antenna Systems
物联网（IoT）的快速增长显著增加了无线设备的功耗。同时无线信息和电力传输（SWIPT）是物联网设备可持续运行的一种有前途的解决方案。在本文中，我们研究了基于SWIPT的分布式天线系统（DAS）中的能量效率（EE），其中在物联网设备中应用功率分配（PS），通过改变分布式天线（DA）端口的发射功率和物联网设备的PS比率来协调能量收集（EH）和信息解码（ID）过程。在单个物联网设备的情况下，我们通过基于Karush-Kuhn-Tucker（KKT）条件导出一些有用的性质来找到最佳的封闭形式解，并且该解不需要数值迭代。对于多个IoT设备的情况，我们提出了一种有效的次优算法来解决EE最大化问题。仿真结果表明，在单个和多个物联网设备的情况下，与其他基准方案相比，所提方案都具有更好的EE性能。
2018-01-19 cs.IT math.IT
Safeguarding Decentralized Wireless Networks Using Full-Duplex Jamming Receivers
在本文中，我们研究了全双工（FD）接收机干扰的好处，在增强物理层的安全性的两层分散的无线网络，每层部署了大量的对单天线发射机和多天线接收机。在底层，发射机发送未分类的信息，接收机工作在半双工（HD）模式下接收所需的信号。在重叠层中，发射机在存在随机定位的窃听者的情况下传递机密信息，并且接收机工作在FD模式下，辐射干扰信号以迷惑窃听者，同时接收期望的信号。我们提供了一个全面的性能分析和网络设计下的随机几何框架。具体来说，我们考虑的情况下，每个FD接收机使用单天线和多天线干扰，并分析连接概率和一个典型的FD接收机的保密中断概率，通过提供准确的表达式和更容易处理的近似两个指标。我们进一步确定的FD模式层的最佳部署，以最大限度地提高全网络的保密吞吐量的约束，包括给定的双概率和全网络的吞吐量的HD模式层。数值结果验证了我们的理论研究结果，并表明，网络范围内的保密吞吐量显着提高适当部署的FD模式层。
2016-10-20 cs.IT math.IT
UGV-assisted Wireless Powered Backscatter Communications for Large-Scale IoT Networks
无线供电的反向散射通信（WPBC）能够实现超低功耗通信，因此在物联网（IoT）网络中很有前途。然而，在实践中，由于其通信距离短，因此在大规模物联网网络中应用WPBC具有挑战性。为了应对这一挑战，本文利用无人驾驶地面车辆（UGV）来协助WPBC在大规模物联网网络中的应用。特别是，我们研究了接入点（AP）、标签阅读器和UGV的网络规划和动态资源分配的联合设计，以最大限度地减少总能耗。此外，AP可以在半双工（HD）或全双工（FD）复用模式下操作。在HD模式下，推导了最优小区半径，并以封闭形式给出了最优功率分配和发射/接收波束赋形。在FD模式下，给出了资源分配的最优解和两个低计算复杂性的次优解。仿真结果表明，在标签读取器而不是在AP处的动态功率分配主导了网络能量效率，而在FD模式下工作的AP在能量效率方面优于HD模式下的AP。
2021-10-06 cs.IT eess.SP math.IT
Wireless Streamlet: A Spectrum-Aware and Cognitive Consensus Protocol for Edge IoT
College of Electronics and Information Engineering, Shenzhen University（深圳大学电子与信息工程学院）；School of Electronic and Optical Engineering, Nanjing University of Science and Technology（南京理工大学电子与光学工程学院）
Wireless Streamlet通过频谱感知和认知共识协议提升边缘物联网的通信效率和存储效率。
2026-02-07 cs.DC cs.IT math.IT
Harnessing Rydberg Atomic Receivers: From Quantum Physics to Wireless Communications
Nanyang Technological University（南洋理工大学）；DSO National Laboratories（DSO国家实验室）；Khalifa University（哈利法大学）；University of Southampton（南安普顿大学）
提出将里德伯原子接收器集成到无线通信系统中，建立无线模型并分析失真效应，实验表明LO-dressed系统在标准量子极限下相比传统RF接收器获得约40-50 dB的SNR增益。
2026-06-15 cs.IT eess.SP math.IT
Joint Uplink-and-Downlink Optimization of 3D UAV Swarm Deployment for Wireless-Powered NB-IoT Networks
研究了一种基于全双工正交频分多址（OFDMA）的多无人机无线供电物联网（IoT）网络。在本文中，首先在三维（3D）中部署一群无人机，以同时为所有设备充电，即，下行链路（DL）计费时段，然后飞到该区域内的新位置，以在若干个时期中经由OFDMA从调度的设备收集信息，这是由于窄带IoT中可用的信道的潜在有限数量，即，上行链路（UL）通信时段。为了最大化物联网设备的上行吞吐量，我们联合优化了无人机群的上下行3D部署，包括设备-无人机关联、调度顺序和上下行时间分配。特别地，在研究该问题时，考虑了设备的DL能量收集（EH）阈值和UAV的UL信号解码阈值。此外，根据传感器和无人机的位置，研究了视距（LoS）和非视距（NLoS）信道模型。通过对物联网调度策略的研究，还考虑了NB-IoT中潜在的有限信道问题的影响。研究了两种调度策略：近优先（NF）策略和远优先（FF）策略。结果表明，NF方案优于FF方案的总和吞吐量最大化，而FF方案优于NF方案的系统公平性。
2020-08-07 cs.IT eess.SP math.IT
Long-term scheduling and power control for wirelessly powered cell-free IoT
针对由分布式接入点（AP）和大量传感器组成的无线供电无蜂窝物联网（IoT）网络，研究了长期调度和功率控制方案。在每个时隙中，传感器的子集被调度用于上行链路数据传输或下行链路功率传输。通过渐近分析，我们获得了封闭形式的表达式收获的能量和可实现的速率是独立的随机导频。然后，使用这些表达式，我们制定了一个长期的调度和功率控制问题，以最大限度地提高所有传感器之间的最小时间平均可实现速率，同时保持每个传感器的电池状态高于预定义的最低水平。使用李雅普诺夫优化，传输模式，活动的传感器集，和每个时隙的功率控制系数共同确定。最后，通过仿真验证了所推导的闭合表达式的正确性，并表明与简单的贪婪传输方案相比，该方案的最小时间平均可达速率得到了显著提高。
2020-04-11 cs.IT eess.SP math.IT
Unified Simultaneous Wireless Information and Power Transfer for IoT: Signaling and Architecture with Deep Learning Adaptive Control
在本文中，我们提出了一个统一的SWIPT信号和它的架构设计，以利用单音和多音信令的优势，只调整一个统一的信号的功率分配比。为此，我们设计了一种新的统一和集成的接收机架构的建议统一的SWIPT信令，它消耗低功耗的包络检测。为了减轻接收端的计算复杂性，提出了一种自适应控制算法，发射端通过基于时间卷积网络（TCN）的非对称处理来调整通信模式。为此，发射机在短期尺度上优化调制指数和功率分配比，同时在长期尺度上更新模式切换阈值。我们证明了所提出的统一SWIPT系统在低功耗物联网设备的自供电条件下提高了可实现的速率。因此，可以预见，通过在发射机侧使用所提出的统一SWIPT和自适应控制算法，可以有效地部署低功耗物联网网络，该网络同时向设备无线提供信息和能量。
2021-06-26 cs.IT eess.SP math.IT
Inference over Wireless IoT Links with Importance-Filtered Updates
我们考虑由物联网（IoT）节点组成的通信小区，这些节点向公共接入点（AP）进行传输。假设小区中的节点周期性地生成数据样本，这些数据样本将被发送到AP。AP托管机器学习模型，例如神经网络，该模型在接收到的数据样本上进行训练以做出准确的推断。我们解决了以下权衡：物联网节点传输的频率越高，AP做出的推断的准确性就越高，但物联网节点的能量消耗也越高。我们提出了一种物联网节点使用的数据过滤方案，我们将其称为分布式重要性过滤，以便过滤掉物联网节点上已经存在的冗余数据样本。物联网节点没有大型的设备上机器学习模型，数据过滤方案根据放置在AP处的模型的周期性指令进行操作。该方案使用神经网络在基准机器视觉数据集上进行评估，以及在两个实际场景中进行评估：供水管网的泄漏检测和城市地区的空气污染检测。结果表明，所提出的方案在网络寿命方面提供了显着的好处，因为它保留了设备的资源，同时保持高的推理精度。我们的方法降低了训练模型的计算复杂度，并消除了对数据预处理的需要，这使得它在实际的物联网场景中非常适用。
2020-12-01 cs.IT eess.SP math.IT
Characterizing Energy Efficiency of Wireless Transmission for Green Internet of Things: A Data-Oriented Approach
物联网（IoT）应用的日益普及给无线通信社区带来了新的挑战。物联网中的许多智能设备和传感器将生成大量的短数据包。未来的无线传输系统需要以极高的能量效率来支持这种小数据的可靠传输。在本文中，我们介绍了一种新的面向数据的方法，用于表征物联网应用的无线传输策略的能效。具体来说，我们提出了针对个人数据传输会话的新的能源效率性能限制。通过对两种信道自适应传输策略的初步分析，提出了小数据量绿色传输的几个重要设计准则。我们还提出了几个有前途的未来应用所提出的面向数据的能源效率表征。
2019-04-16 cs.IT eess.SP math.IT
Deep Learning in Wireless Communication Receiver: A Survey
本综述探讨了深度学习架构在无线通信接收机设计中的应用，分析了其在OFDM和MIMO等先进技术下关键模块的实现，并指出了未来面临的挑战。
2025-01-25 cs.IT cs.LG cs.NI
Large System Analysis of Game-Theoretic Power Control in UWB Wireless Networks with Rake Receivers
本文研究了脉冲无线电超宽带无线网络中采用能量有效的功率控制方案时部分Rake（PRake）接收机的性能。由于系统的大带宽，多径信道被假定为频率选择性的。通过使用非合作博弈论模型和大系统分析，明确的表达式推导出在网络参数来衡量在接收接入点的自和多址干扰的影响。性能的PRAKE相比，在实现的效用和损失的所有Rake接收机。
2007-04-16 cs.GT cs.IT math.IT
Matched-Filter based Backscatter Communication for IoT Devices over Ambient OFDM Carrier
在本文中，我们研究了连接到物联网（IoT）网络的功率受限设备的反向散射通信（BC），其中在接收器处执行联合估计和检测，以检测来自具有环境正交频分复用（OFDM）载波的反向散射设备（BD）的信号。在传统的载波编码中，为了避免载波估计的困难，通常在接收端考虑能量检测器，代价是性能较差。为了提高性能，在本文中，我们考虑了一种新的方法，允许在接收端通过联合估计和检测的载波估计。特别地，在所提出的方法中，在BD处的匹配滤波（用于发射机滤波器）被采用以施加允许经由联合估计和检测的高效且可靠的载波估计的特定属性。通过性能分析和仿真结果，我们表明，匹配滤波在BD在所提出的方法可以提高性能。
2019-08-19 cs.IT eess.SP math.IT
Adaptive Multi-Receiver Coded Slotted ALOHA for Indoor Optical Wireless Communications
针对室内光无线通信（OWC）大规模物联网（IoT）场景，设计了一种新型的高吞吐量随机接入方案。由于物联网设备和OWC接入点（AP）的密度很大，我们将所提出的方案基于多接收机编码时隙ALOHA。在这种情况下，AP处的冲突由集中式干扰消除解码器解决，该解码器可以利用空间和时间分集。通过应用对每个OWC AP视场（FOV）的自适应控制，所提出的系统能够动态地适应于不同的IoT设备激活速率，以便维持高的总吞吐量。使用说明性的仿真结果，我们证明了所提出的方法的设计方法和性能的可能性。
2020-04-17 cs.IT cs.NI eess.SP
Freshness-aware Resource Allocation for Non-orthogonal Wireless-powered IoT Networks
本文针对无线供能物联网网络的信息新鲜度保障问题，通过构建EWSAoI最小化问题并转化为MDP，设计了基于瞬时AoI和剩余电量的最优传输调度与功率分配策略，验证了其有效性及决策边界切换特性。
2024-02-27 cs.IT eess.SP math.IT
Next-Generation AI-Native Wireless Communications: MCMC-Based Receiver Architectures for Unified Processing
针对MIMO接收机随天线数增长面临的复杂度与可扩展性难题，提出基于MCMC的AI驱动通用接收机架构，构建统一概率框架实现多任务联合优化，可结合数据驱动方法推进全智能通信接收机发展。
2025-10-02 cs.IT eess.SP math.IT
FPGA Implementation of High Speed Reconfigurable Filter Bank for Multi-standard Wireless Communication Receivers
在下一代无线通信系统中，无线收发机需要能够处理多种通信标准的宽带输入信号，这种多标准无线通信接收机（MWCR）需要滤波器组从宽带输入频谱中提取所需信号并将其带到基带，以进行进一步的信号处理任务，如频谱感知、调制分类、解调等。相反，任何无线接收机、调制滤波器组（例如离散傅立叶变换滤波器组（DFTFB））由于其优点（例如较低的面积、延迟和功率要求）而优选。为了支持多标准操作，将DFTFB与系数抽取方法相结合，提出了可重构DFTFB（RDFTFB）。本文提出了一种在Virtex-7现场可编程门阵列（FPGA）上实现RDFTFB的高效高速方法，该方法通过减小时钟寄存器之间的关键路线延迟，显著提高了RDFTFB的最高工作频率。从数值上看，该实现方案使RDFTFB的最大时钟频率提高了89.7%，动态功耗降低了18.5%。
2016-09-15 cs.AR cs.IT math.IT
Wireless Information and Power Transfer for IoT Applications in Overlay Cognitive Radio Networks
本文提出并研究了一种结合同步无线信息和功率传输（SWIPT）的覆盖频谱共享系统，以实现物联网（IoT）应用的通信。考虑的是一个协作认知无线电网络，其中两个物联网设备（IoD）交换它们的信息，并向一对主用户（PU）提供中继协助。与大多数现有的工作不同，在本文中，两个IoD都可以从从PU接收的射频（RF）信号中获取能量。通过利用收集的能量，它们向PU提供中继协作，并实现它们自己的通信。为了收集能量，在两个IoD处采用基于时间切换（TS）的方法。利用所提出的方案，主系统和物联网系统的一轮双向信息交换分四个阶段执行，即，一个能量收集（EH）阶段和三个信息处理（IP）阶段。两个IoD都依赖于解码和转发操作来促进中继，而PU采用选择组合（SC）技术。为了研究所考虑的网络的性能，本文首先提供了Nakagami-m衰落下主系统和物联网系统的用户中断概率（OP）的精确表达式。然后，通过利用用户OP的表达式，系统的吞吐量和能量效率的量化与平均端到端的传输时间。数值和仿真结果提供了有用的洞察系统的行为，并突出各种系统/信道参数的影响。
2020-04-12 cs.IT eess.SP math.IT
Wide-area Wireless Communication Challenges for the Internet of Things
在无处不在的无线连接、不断下降的通信成本以及云平台的出现的帮助下，物联网（IoT）设备和服务的部署正在加速。大多数主要的移动网络运营商都将支持物联网的机器对机器（M2M）通信网络视为新收入的重要来源。在本文中，我们激发了对广域M2M无线网络的需求，特别是短数据包通信，以支持大量物联网设备。我们首先提出了一个简短的概述，目前和新兴的技术支持广域M2M，然后使用通信理论的原则，讨论这些网络的基本挑战和潜在的解决方案，突出权衡和随机和预定的访问策略。最后，我们提出了未来5G网络应如何设计以实现高效的广域M2M通信的建议。
2015-04-13 cs.IT cs.NI math.IT
A Message-Passing Approach to Combating Hidden Terminals in Wireless Networks
与隐藏终端的冲突是802.11和无线网络中性能下降的主要原因。载波侦听多址接入与冲突避免（CSMA/CA）是用来避免冲突的空间重用的代价。本报告研究接收机设计，以减轻来自隐藏终端的干扰。假设一个无线信道模型与相关衰落的时间。提出了一种消息传递方法，在该方法中，接收器可以成功地接收和解码来自两个源的部分重叠的传输，而不是将不期望的传输视为热噪声。编码和未编码系统的数值结果表明，接收机的优势，比传统的接收机。
2014-01-29 cs.IT cs.NI math.IT
Single-Photon Counting Receivers for Optical Wireless Communications in Future 6G Networks
本文探讨单光子计数接收机在6G光无线通信中的应用，分析其性能限制因素并提出性能增强框架，以解决低接收光功率导致的中断问题。
2023-10-30 cs.IT eess.SP math.IT
5 Gbps Optical Wireless Communication Using Commercial SPAD Array Receivers
光子计数探测器，如单光子雪崩二极管（SPAD）阵列，可以用来提高光无线通信（OWC）系统的灵敏度。然而，基于SPAD的OWC系统的可实现的数据率受到由SPAD死区时间引起的非线性的强烈限制。研究了基于SPAD的正交频分复用（OFDM）OWC系统的性能，并与开关键控（OOK）系统进行了比较。我们采用非线性均衡，峰均功率比优化，通过调整OFDM限幅电平，自适应比特和能量加载，以实现5 Gbps的记录实验数据率。两个调制方案的操作的对比最佳制度也证明了。
2022-04-04 cs.IT eess.SP math.IT
A Universal Neural Receiver that Learns at the Speed of Wireless
EECS Department at the Massachusetts Institute of Technology (MIT)（麻省理工学院电气工程和计算机科学系）；ECE Department at Duke University（杜克大学电气与计算机工程系）
本文提出了一种基于卷积的通用神经接收机，旨在通过避免离线训练提升无线通信的实时处理能力，并促进无线技术的创新。
2026-08-26 cs.IT eess.SP math.IT
Spreading Code and Widely-Linear Receiver Design: Non-Cooperative Games for Wireless CDMA Networks
研究了接收端采用宽线性检测的多用户无线码分多址数据网上行链路非协作收发机的优化问题。虽然以前在这方面的工作集中在一个简单的实信号模型，在本文中使用的数据的基带复表示，以便适当地考虑到接收信号的I和Q分量。对于接收信号不正确的情况，考虑了一种宽线性接收结构，分别处理数据及其复共轭。几个非合作的资源分配游戏被认为是这种新的情况下，通过使用宽线性检测的性能增益进行了评估，通过理论分析。数值结果证实了理论研究结果的有效性，并表明，利用非合作资源分配中的数据的不适当的性质带来显着的多用户无线系统的性能改善。
2009-06-18 cs.GT cs.IT math.IT
Over-the-Air Computing for Wireless Data Aggregation in Massive IoT
无线数据聚合（wireless data aggregation，WDA），指的是聚合分布在设备（例如，传感器和智能手机），是5G及以后机器类型通信中的常见操作，以支持物联网（IoT），这为分布式传感，学习和控制等多样化应用奠定了基础。传统的WDA技术是基于通信和计算分离的原理设计的，在有限的无线资源和新兴应用（例如，自动驾驶）施加的严格延迟约束下，难以适应大规模接入。为了解决这个问题，空中计算（AirComp）正在开发作为一种新的WDA解决方案，通过无缝集成计算和通信。通过利用多路访问信道的波形叠加特性，AirComp将空气变成计算机，用于在许多设备上计算和传输分布式数据的功能，从而允许在大规模设备上进行低延迟WDA。鉴于人们对AirComp的兴趣日益增长，本文通过介绍基本原理，讨论先进技术和应用，并确定有前途的研究机会，及时概述了该技术。
2020-11-14 cs.IT cs.NI eess.SP
