LuMaMi28: Real-Time Millimeter-Wave Massive MIMO Systems with Antenna Selection
本文介绍了LuMaMi 28，一个实时的28 GHz的大规模多输入多输出（MIMO）的测试床。在该测试平台中，基站具有16个具有全数字波束成形架构（具有不同的预编码算法）的收发器链，并同时支持具有空间复用的多个用户设备（UE）。UE配备有用于实时天线选择的波束可切换天线阵列，其中从四个预定义波束中选择具有最高信道幅度的一个。对于波束可切换天线阵，我们考虑了两种不同波束宽度和不同峰值增益的UE天线。基于此测试平台，我们提供了毫米波（mmWave）大规模多输入多输出性能在不同的现实生活场景与静态和移动UE的测量结果。我们探索毫米波大规模多输入多输出系统的天线选择的基础上测量的信道数据的潜在好处，并讨论通过实时测量的性能结果。
2021-09-07 cs.IT eess.SP math.IT
Optimizing Reconfigurable Antenna MIMO Systems with Coherent Ising Machines
本文利用相干伊辛机求解可重构天线MIMO的配置选择问题，将选择转化为无约束二次规划，实现接近最优性能且保持多项式复杂度。
2024-03-19 cs.IT eess.SP math.IT
MIMO-PASS: Uplink and Downlink Transmission via MIMO Pinching-Antenna Systems
本文研究多用户MIMO场景下夹持天线系统（PASS）的上下行传输，提出联合优化数字预编码与夹持元件位置的混合波束成形及多用户检测算法，显著提升了系统吞吐量。
2025-03-05 cs.IT eess.SP math.IT
Distributed Antenna Selection for Massive MIMO using Reversing Petri Nets
与集中式方法相比，用于分布式大规模多输入多输出（多输入多输出）通信系统的分布式天线选择降低了计算复杂度，并且在保持分集和空间复用的同时提供了高容错性。我们提出了一种新的分布式天线选择算法，并显示其优于现有的集中式和分布式解决方案。所提出的算法表现良好，不完美的信道状态信息，并执行少量的简单的计算操作，每个节点，收敛到一个稳定的状态。我们的基础上，反向Petri网，一个变种的Petri网的启发，可逆计算，能够向前和向后执行，同时遵守守恒定律。
2019-05-28 cs.IT eess.SP math.IT
Single-Antenna Jammers in MIMO-OFDM Can Resemble Multi-Antenna Jammers
本文揭示在 MIMO-OFDM 系统中，单天线干扰机若不发送循环前缀，其干扰维度将由 1 扩展为信道抽头数 L，从而类似于多天线干扰机，使线性空间滤波难以有效抑制。
2023-09-25 cs.IT eess.SP math.IT
Radiation Pattern Synthesis Using Hybrid Fourier- Woodward-Lawson-Neural Networks for Reliable MIMO Antenna Systems
在本文中，我们实现混合伍德沃德-劳森-神经网络和加权傅立叶方法来综合天线阵列。神经网络（NN）在这里应用到简化的MIMO天线阵列的建模，通过评估相位。其主要问题显然是寻找最佳的线性天线阵元的权重，使辐射方向图具有最小的旁瓣电平（SLL），从而改善天线阵列的性能。为了实现这一目的，实现了频率为2.45 GHz的用于可靠的多输入多输出（MIMO）应用的天线阵列。为了验证所提出的方法，许多例子的均匀激励阵列方向图的主波束放在有用信号的方向。Woodward-Lawson-Neural Networks综合方法允许找出有趣的分析方程用于天线阵列的综合，并突出了输入和输出中的系统参数之间的灵活性。这种混合优化的性能强调了系统适合无线通信的程度以及它如何参与减少干扰。
2017-10-07 cs.IT eess.SP math.IT
Deep Learning based Joint Precoder Design and Antenna Selection for Partially Connected Hybrid Massive MIMO Systems
混合预编码器设计的高效资源分配对于工作在毫米波（mmW）域的大规模MIMO系统是必不可少的。由于部分连接混合架构具有更高的能量效率和更低的复杂度，在这封信中，我们提出了一种基于联合深度卷积神经网络（CNN）的部分连接大规模MIMO混合系统预编码器设计和天线选择方案。对于CNN，预编码器设计和天线选择分别被公式化为回归和分类问题。信道数据被馈送到第一CNN网络，该第一CNN网络输出具有最佳频谱效率的所选天线的子集。该子集再次被馈送到第二CNN以获得用于部分连接架构的块对角预编码器。仿真结果验证了基于CNN的方法优于传统的迭代和交替最小化（alt-min）算法。此外，所提出的方案是计算效率高，是不是很敏感的信道不规则性。
2021-02-02 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
Reconfigurable Antennas in mmWave MIMO Systems
实现毫米波（mmWave）频带的全部潜力的关键障碍是该频带中的无线信号的差的传播特性。克服该问题的一种方法是使用能够支持更高增益同时提供波束适应性和分集的天线，即，可重构天线在这篇文章中，我们提出了一种新的架构毫米波多输入多输出（MIMO）通信，使用一类新的可重构天线。更具体地，所提出的基于透镜的天线可以在使用单个射频链的同时支持多个辐射图案。此外，通过使用波束选择网络，每个天线波束可以在期望的方向上被操纵。此外，在MIMO架构中使用所提出的可重构天线，我们提出了一种新的信号处理算法，该算法使用天线提供的额外自由度来克服毫米波频率下的传播问题。我们的仿真结果表明，所提出的可重构天线MIMO架构显着提高毫米波通信系统的性能。
2017-10-24 cs.IT cs.NI eess.SP
Achievable Rate Maximization Pattern Design for Reconfigurable MIMO Antenna Array
可重配置的多输入多输出可以通过对信道进行整形来提供优于传统MIMO的性能增益，即，引入更多的信道实现。在本文中，我们专注于可重构MIMO系统的可实现的速率最大化模式的设计。首先，我们介绍了模式可重构MIMO（PR-MIMO）的矩阵表示，在此基础上制定了一个方向图设计问题。为了进一步揭示无线信道上的辐射模式的效果，我们考虑模式设计的单模式的情况下，优化的辐射模式是相同的所有天线元件，和多模式的情况下，不同的天线元件可以采用不同的辐射模式。对于单方向图的情况下，我们表明，方向图的设计是等效的所有散射路径之间的增益的重新分配，并获得基于本征值优化的解决方案。对于多模式的情况下，我们提出了一个顺序优化框架与流形优化和特征值分解，以获得接近最优的解决方案。数值结果验证了PR-MIMO系统在可达速率方面优于传统MIMO系统，也表明了所提出的解决方案的有效性。
2023-02-13 cs.IT eess.SP math.IT
MMSE Symbol Level Precoding Under a Per Antenna Power Constraint for Multiuser MIMO Systems With PSK Modulation
提出了一种基于最小均方误差设计目标的符号级预编码算法。建议的设计，然后制定在一个二阶锥程序的标准形式，允许通过内点法的最佳解决方案。数值结果表明，所提出的设计是优于现有的方法在低和中等信噪比制度的误比特率。
2022-06-25 cs.IT eess.SP math.IT
Performance Analysis for Near-Field MIMO: Discrete and Continuous Aperture Antennas
该研究针对近场MIMO系统的离散与连续孔径天线，推导了有效自由度、固定距离信道容量闭式解及随机部署接收机的遍历容量，验证了近场MIMO的复用增益优势及离散与连续孔径性能的收敛性。
2023-10-01 cs.IT eess.SP math.IT
Performance of Source transmit Antenna selection for MIMO cooperative communication System Based DF protocol: Symbol Error Rate and Diversity order
在这项工作中，我们研究了一个单一的中继多输入多输出（MIMO）协作通信系统的解码和转发（DF）中继协议的基础上的两种策略，使用发送天线选择在源的性能。第一种策略在中继站和目的站之间使用一根天线，第二种策略使用空时分组编码（STBC）。所有信道都遵循瑞利衰落分布。推导了多进制相移键控（M-PSK）系统的误符号率（SER）的表达式和上界，以及两种策略的分集阶数。分析结果表明，在相同的分集阶数和相同的速率R下，第二种策略的性能优于第一种策略。
2017-11-06 cs.IT eess.SP math.IT
MIMO Capacity with Average Total and Per-Antenna Power Constraints
在这项工作中，被认为是一个联合的总和每天线平均功率约束的MIMO容量。除了在发射机处具有有限的可用功率之外，当各个天线也不能辐射超出其对应RF链的限制的功率时，问题出现。封闭形式的结果说明在特定情况下，特别是在单位秩信道矩阵的情况下。低复杂度的优化问题，推导出其他情况下。数值计算的复杂性推导出的优化问题的等效实变量的数量，并提供了一个通用的公式取决于信道矩阵的秩。数值结果验证和说明所提出的优化算法的应用，并评估其实施的时间复杂度。
2019-02-05 cs.IT eess.SP math.IT
Massive MIMO is a Reality -- What is Next? Five Promising Research Directions for Antenna Arrays
大规模多输入多输出（多输入多输出）不再是未来蜂窝网络的“狂野”或“有前途”的概念-在2018年成为现实。具有64个全数字收发器链的基站（BS）在多个国家进行了商业部署，大规模多输入多输出的关键成分已使其成为5G标准，实现前所未有的频谱效率所需的信号处理方法已经开发出来，并且由于导频污染而导致的限制已经得到解决。即使是毫米波频率的全数字大规模多输入多输出阵列的开发--曾经被认为是极其复杂和昂贵的--也在顺利进行中。几年后，采用全数字收发器的大规模多输入多输出将成为6 GHz以下和毫米波频率的主流功能。在本文中，我们解释了大规模多输入多输出研究传奇的第一章是如何结束的，而故事才刚刚开始。即将到来的具有大规模天线阵列的BS的大规模部署打开了通向空间处理能力无所不在的全新世界的大门。除了移动宽带服务外，天线还可用于其他通信应用，如低功率机器型或超可靠通信，以及雷达、传感和定位等非通信应用。我们概述了五个新的大规模多输入多输出相关的研究方向：极大孔径阵列，全息大规模多输入多输出，六维定位，大规模MIMO雷达和智能大规模多输入多输出。
2019-06-12 cs.IT eess.SP math.IT
Deep Learning for Massive MIMO with 1-Bit ADCs: When More Antennas Need Fewer Pilots
本文考虑了具有1位模数转换器（ADC）的上行链路大规模MIMO系统，并开发了一种基于深度学习的信道估计框架。在该框架中，利用先前的信道估计观测和深度神经网络模型来学习从量化的接收测量到信道的非平凡映射。为此，我们推导出足够的长度和导频序列的结构，以保证这个映射函数的存在。这导致了有趣的\textit{counter-intuitive}观察结果，即当大规模MIMO基站采用更多天线时，我们提出的深度学习方法在相同的导频序列长度下实现了更好的信道估计性能。同样，对于相同的信道估计性能，这意味着当采用更多的天线时，需要更少的导频。对于某些特殊的信道模型，这一观察结果也得到了解析证明。仿真结果证实了我们的观察，并表明，更多的天线导致更好的信道估计的归一化均方误差和可实现的信号-噪声比每天线。
2020-05-07 cs.IT eess.SP math.IT
On the Capacity of Pixel Antenna based MIMO Communication
本文研究发射机和接收机均配备像素天线的MIMO系统容量极限，通过联合优化发射协方差矩阵与天线编码器，提出穷举搜索、分支定界迭代及交替优化算法，实现性能与复杂度的灵活权衡，提升MIMO通信可达速率。
2025-11-17 cs.IT eess.SP math.IT
Downlink Beamforming with Pinching-Antenna Assisted MIMO Systems
本研究探讨了多用户MIMO下行传输中采用夹持天线系统（PAS）的混合波束成形问题，通过联合优化数字预编码器和夹持元件激活位置以最大化加权和速率，并开发了一种基于分数规划的低复杂度迭代算法，显著提升了系统吞吐量。
2025-02-03 cs.IT eess.SP math.IT
Optimizing Movable Antennas in Wideband Multi-User MIMO With Hardware Impairments
本文研究了宽带多用户MIMO系统中可动天线的优化，通过粒子群优化调整天线位置以最大化平均总速率，发现其性能提升取决于硬件损伤水平、多径丰富度和子载波数。
2025-06-02 cs.IT eess.SP math.IT
Super-Wideband Massive MIMO
该研究提出紧耦合大规模MIMO统一模型，将互耦合转化为设计助力，推导了最优天线间距比并优化阵列尺寸，揭示了带宽增益及新的阵列设计方向。
2023-05-06 cs.IT eess.SP math.IT
Antenna Selection in Polarization Reconfigurable MIMO (PR-MIMO) Communication Systems
本文研究极化可重构MIMO系统中的天线选择问题，提出联合极化预编码-后编码及PR-HS/MRT方案，实现3至5 dB信噪比增益并显著提升信道容量和符号错误率性能。
2024-04-03 cs.IT eess.SP math.IT
Fluid Antenna-Assisted MIMO Transmission Exploiting Statistical CSI
针对流体天线辅助MIMO系统中瞬时CSI获取困难的问题，本文利用统计CSI提出了一个速率最大化准则下的发送预编码与收发FA位置设计算法框架，显著提升了系统的速率性能。
2023-12-13 cs.IT eess.SP math.IT
Energy Efficiency Maximization of Massive MIMO Communications With Dynamic Metasurface Antennas
未来的无线通信在很大程度上倾向于通过利用成本和能量高效以及环境友好的天线阵列在基站（BS）处部署大量天线。新兴的动态超颖表面天线（DMA）技术有望实现这样的大规模天线阵列，减少物理尺寸，硬件成本和功耗。本文的目标是DMA辅助的大规模多输入多输出（MIMO）无线通信的能量效率（EE）性能的优化。针对上行链路，我们提出了一种算法框架，用于设计每个多天线用户的发送预编码和在BS处的DMA调谐策略，以最大限度地提高EE性能，同时考虑瞬时或统计信道状态信息（CSI）的可用性。具体而言，所提出的框架是围绕Dinkelbach变换，交替优化和确定性等效方法。此外，我们还获得了统计CSI情况下最佳发射信号方向的封闭解，从而简化了多天线情况下相应的传输设计。我们的数值结果验证了所提出的算法的良好收敛行为，并展示了相当大的EE性能增益的DMA辅助大规模MIMO传输的基线计划。
2022-08-06 cs.IT eess.SP math.IT
Dynamic Metasurface Antennas for MIMO-OFDM Receivers with Bit-Limited ADCs
正交频率调制（OFDM）和多输入多输出（MIMO）系统的结合在现代通信系统中起着重要的作用。为了满足不断增长的吞吐量需求，未来的MIMO-OFDM接收机预计将利用大量的天线，在动态环境中工作，并探索高频段，同时满足成本，功率和尺寸方面的严格约束。一种实现降低成本和功耗的大规模MIMO接收机的新兴技术是基于动态超表面天线（DMA），其固有地实现捕获中的可控压缩。在这项工作中，我们研究的应用DMA的MIMO-OFDM接收机与比特约束的模数转换器（ADC）。我们提出了一个模型的DMA占其超材料元素的可配置的频率选择性配置文件，从而在频谱灵活的混合结构。然后，我们利用之前基于任务的量化结果来展示如何配置DMA以在存在约束ADC的情况下改善恢复，并提出基于信道状态信息调整DMA参数的方法。我们的数值结果表明，基于DMA的接收机是能够准确地恢复OFDM信号。特别是，我们表明，通过适当地利用DMA的频谱分集，显着的性能增益获得了现有的设计传统的混合架构，证明了潜在的DMA的MIMO-OFDM设置在实现高性能的大规模天线阵列的降低成本和功耗。
2019-12-14 cs.IT eess.SP math.IT
User-Centric Cell-Free Massive MIMO With RIS-Integrated Antenna Arrays
本文提出将RIS集成到无小区大规模MIMO接入点的天线阵列中作为智能发射面，以减轻乘性衰落效应并以低成本匹配大型天线阵列性能，仿真验证了该架构在上行链路中显著提升数据速率的有效性。
2024-09-24 cs.IT eess.SP math.IT
Complete Power Reallocation for MU-MIMO under Per-Antenna Power Constraint
提出了一种基于单天线功率约束的波束形成方法。虽然许多波束形成器的设计与PAPC需要解决复杂的优化问题，所提出的完整的功率重新分配（CPR）的方法可以生成具有优良性能的波束形成器，只有与线性操作。CPR被设计成具有简单的结构，使其具有高度的灵活性和实用性。在本文中，三个CPR的变化，考虑算法收敛速度，和速率最大化，并对信道的不确定性的鲁棒性。仿真结果验证了CPR及其变体满足其设计标准，因此，CPR可以很容易地用于各种目的。
2021-02-12 cs.IT eess.SP math.IT
A comparison of MIMO antenna efficiency measurements performed in Anechoic Chamber and Reverberation Chamber
多输入多输出（MIMO）天线由于其在多径环境下的性能增强能力，将在第五代（5G）无线移动通信系统的发展中发挥关键作用。天线辐射效率是MIMO天线系统的一个重要参数。在本文中，我们提出了一个比较MIMO天线效率的测量在电波暗室（AC）和混响室（RC）在英国国家物理实验室。两个商业可用的定向双极化全LTE频带MIMO天线在AC和RC中在1GHz和3GHz之间进行测量。
2018-09-19 eess.SP
Design of a Planar Eleven Antenna for Optimal MIMO Performance as a Wideband Micro Base-station Antenna
为了在未来无线通信系统中作为微基站的宽带MIMO天线，设计了一种新型的低剖面平面Eleven天线。设计目标是在丰富各向同性多径（RIMP）和随机视线（Random-LOS）环境中同时优化天线输入端口处的反射系数和天线的1比特流和2比特流MIMO效率。平面Eleven天线可以在2端口、4端口和8端口模式下工作，只需稍加修改。使用遗传算法进行优化。进一步研究了极化缺陷和天线总嵌入效率对天线MIMO性能的影响。天线的原型已经制造和设计已被验证的测量对模拟。
2018-04-16 eess.SP
MIMO Antenna Elements Effect on Chassis Modes
在本文中，一个4单元印刷多输入多输出（MIMO）环路天线具有400 MHz的带宽。利用特征模理论分析了MIMO天线对底盘模系统的影响，指出仅用底盘模是不够的。此外，还提出了一种缺陷接地结构（DGS），通过阻断耦合模式来提高天线单元之间的隔离度。
2018-11-23 eess.SP
Tunable Eight-Element MIMO Antenna Based on the Antenna Cluster Concept
实现未来无线通信的容量需求需要在亚6 GHz频段中提高频谱效率。本文提出了一种新颖的八单元多输入多输出（MIMO）天线，可以在1.7至6 GHz的调谐。该设计是基于天线集群的概念，其中加权馈电的多个天线元件被用来修改工作频率。本文扩展了该概念的理论，以考虑多个单独的集群，从而使其能够用于MIMO。所提出的天线在3 GHz以上的频率下实现了超过60%的效率，并且该系统超过了该频带中理想7x7 MIMO的遍历容量。
2018-08-21 eess.SP physics.app-ph
Flexible Multimode-Based Beamforming MIMO Antenna
本工作提出了紧凑、灵活的多输入多输出（MIMO）天线。设计原理是基于在相同的天线体积内的不同的正交辐射模式的激励。通过相位控制的激发模式，波束形成演示了在方位角和仰角平面使用单层结构。为了灵活性，天线设计使用聚二甲基硅氧烷（PDMS）作为基板。数值结果表明，在不同的弯曲配置下，所有研究的天线都实现了优于23 dB的隔离。此外，所提出的技术演示了在整个仰角平面上具有单向波束控制的天线，并且第二设计实现了在水平面中的双向波束控制。总的来说，这些结果突出了基于多模的波束成形在物联网（IoT）系统中用于灵活MIMO天线的潜力。
2023-01-14 eess.SP
mm-Wave Low Cost MIMO Antennas with Beam Switching Capabilities Fabricated Using 3D Printing for 5G Communication Systems
本文介绍了用于5G和毫米波（mm波）应用的低成本多输入多输出（MIMO）天线的设计和原型。所提出的MIMO使用3D打印制造，能够在多个方向上提供光束，在高达30°的仰角上提供连续和实时的覆盖，而无需使用移相器。这使得所提出的MIMO具有作为5G和mm波应用的有吸引力的低成本技术的优越优势。所提出的MIMO天线工作在28 GHz 5G频段，宽带性能超过4 GHz，在仰角平面上具有高达30°的波束切换能力。MIMO中的单元件天线的主波束的方向通过在3D打印辐射天线的侧面上引入具有不同高度的3D打印壁而在整个带宽上被操纵。与所有其他可用的波束控制技术不同，所提出的墙不仅能够改变天线波束的方向，而且还能够在整个带宽上同时增加所提出的天线和MIMO的总体方向性和增益。
2020-01-12 eess.SP
Fast Antenna Coding Based on Pixel Antennas for Enhancing Spectral Efficiency of MIMO Systems
China Mobile Research Institute（中国移动研究院）；University of Macau（澳门大学）；Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）；Southeast University（东南大学）
本文提出基于像素天线的快速天线编码技术，通过动态控制PIN二极管开关状态调制辐射方向图，在4×4 MIMO系统中实现频谱效率提升12 bits/s/Hz、能量效率提升33%。
2026-10-08 eess.SP
Asymptotic Upper Capacity Bound for Receive Antenna Selection in Massive MIMO Systems
研究了大规模多输入多输出（MIMO）系统中的接收天线选择问题。接收机配备有比发射机大得多的大规模天线阵列，选择天线的子集来接收消息。在独立同分布平坦衰落瑞利信道下，假设信道侧信息（CSI）仅在接收端可用，推导了大规模多输入多输出系统极限下的低复杂度渐近近似容量上界.此外，渐近理论分别适用于两种情况下，这是基于选择的天线的总数是否超过发射天线的。除了解析推导，仿真结果提供了证明的渐近结果的近似精度和紧密的能力界。
2018-10-29 eess.SP
Antenna Coding and Digital Precoding for Limited Feedback MIMO Systems Using Pixel Antennas
School of Information and Electronics, Beijing Institute of Technology（北京理工大学信息与电子学院）；Internet of Things Thrust, The Hong Kong University of Science and Technology (Guangzhou)（香港科技大学（广州）物联网主题）
针对像素天线带来的信道状态信息获取开销问题，提出基于码本和索引反馈的有限反馈MIMO系统，联合设计天线编码器和数字预编码器，并开发低复杂度离线码本构建算法，性能优于传统固定配置天线。
2026-09-17 eess.SP
Antenna Coding Optimization Based on Pixel Antennas for MIMO Wireless Power Transfer with DC Combining
本文提出基于像素天线的天线编码优化方法，通过联合优化天线编码和发射波束成形，提升MIMO无线功率传输系统的直流输出功率效率。
2025-12-16 eess.SP
Efficient Detectors for MIMO-OFDM Systems under Spatial Correlation Antenna Arrays
本文分析了多输入多输出（MIMO）正交频分复用（OFDM）技术中可实现的检测器在特定的实际系统条件下的性能，包括天线相关性和阵列配置。时域信道模型被用来评估系统性能的实际通信信道和系统的情况下，包括不同的信道相关性，调制阶数和天线阵列配置。为了实现高性能、高容量的系统和可管理的计算复杂度，分析了一组MIMO-OFDM检测器。数值Monte-Carlo仿真（MCS）证明了信道选择性效应，同时分析了MIMO-OFDM系统中天线数目、线性检测方案的采用以及线性和平面天线阵列下的空间相关效应对信道选择性的影响。
2018-10-02 eess.SP
Antenna Coding Optimization for Pixel Antenna Empowered MIMO Wireless Power Transfer
The Hong Kong University of Science and Technology（香港科技大学）；University of Macau（澳门大学）；The Hong Kong University of Science and Technology (Guangzhou)（香港科技大学（广州））；University College London（伦敦大学学院）；Yonsei University（延世大学）
本文提出利用像素天线优化MIMO无线电力传输系统，通过天线编码与波束成形联合优化，使输出直流功率提升超过15 dB，且码本设计在性能和复杂度间取得平衡。
2026-01-12 eess.SP
Modelling and Optimization of OAM-MIMO Communication Systems with Unaligned Antennas
轨道角动量（OAM）无线通信技术正在成为第六代（6G）无线通信系统的潜在技术之一。OAM无线通信技术的最大优点是不同OAM状态之间的自然正交性。然而，其最大的缺点之一是不同OAM状态之间的串扰，该串扰广泛地由大气湍流和发射天线与接收天线之间的不对准引起。针对基于OAM的多输入多输出（OAM-MIMO）传输系统，提出了一种新的信道模型用于性能分析。此外，OAM-MIMO传输系统的纯度模型与非对齐的天线推导出的非柯尔莫哥洛夫湍流。进一步推导了天线不对齐情况下OAM-MIMO传输系统的误码率和容量模型。为了克服天线未对准和非Kolmogorov扰动带来的不足，提出一种新的OAM状态间隔优化算法，以提高OAM-MIMO传输系统的容量。仿真结果表明，优化算法提高了OAM-MIMO传输系统的容量。具体地说，当发射天线和接收天线的偏转角分别为-24 dB和-5 dB时，采用该优化算法的OAM-MIMO传输系统的容量分别增加了28.7%和320.3%。
2021-12-09 cs.NI eess.SP
Holographic Metasurface Antennas for Uplink Massive MIMO Systems
我们提出了一种上行链路大规模多输入多输出系统，使用全息超表面阵列作为扇区天线。该天线由一组矩形波导馈电超材料表面组成，这些超材料表面沿着仰角方向组合成平面孔径，每个超材料表面都具有亚波长尺寸的超材料元件作为辐射器。超材料辐射器被设计为使得波导馈电超表面实现用于引导（或参考）模式的全息解决方案，生成朝向规定方向的扇形波束，从而形成多波束天线系统。我们证明，窄带上行链路大规模多输入多输出系统使用的元表面可以实现的总和容量接近所提供的瑞利信道在3.5 GHz。我们表明，支持多个扇形波束的元表面可以在6 GHz以下的信道中实现方位角方向上的高空间分辨率，从而在基站和用户之间形成不相关的MIMO信道。此外，所提出的超表面天线在结构上简单、低成本且高效，并且因此适合于减轻装备有大型天线系统的大规模多输入多输出系统所共有的RF硬件问题。
2021-08-27 eess.SP physics.app-ph
Finite Large Antenna Arrays for Massive MIMO: Characterization and System Impact
大规模多输入多输出被认为是5G的关键技术。各种研究分析了天线数量的影响，仅依赖于信道特性，并假设在非常大的阵列中具有均匀的天线增益。在本文中，我们研究的互耦和边缘效应的影响上的阵列的增益方向图的变化。我们的分析集中在比较贴片天线与偶极子，代表天线通常用于大规模多输入多输出实验今天。通过仿真和测量，我们表明，有限贴片阵列具有较低的增益方向图的变化相比，偶极子阵列。大的增益模式变化对大规模多输入多输出系统的影响是，并非所有天线对所有用户都有同等的贡献，并且针对单个用户看到的天线的有效数量减少。我们表明，这在系统级的影响是一个降低率为所有用户的迫零MIMO检测器，高达20%的贴片阵列和35%的偶极子阵列。另一方面，最大比率合并引入了用户不公平性。
2018-04-05 eess.SP
Polarization-Aware Antenna Selection for Joint Radar and Communication in XL-MIMO Systems
针对XL-MIMO联合雷达通信系统中去极化引起的交叉极化泄漏问题，提出含极化偏移的信道模型及基于极化失衡和交叉极化泄漏的动态天线选择方案，提升频谱效率、符号错误率和雷达检测概率。
2025-03-27 eess.SP
Fast Algorithms for Joint Multicast Beamforming and Antenna Selection in Massive MIMO
大规模多输入多输出是目前领先的物理层技术候选技术，可以显着提高5G系统中单播和多播传输模式的吞吐量。由于与射频（RF）链相比，天线元件在mmW范围内变得更小和更便宜，因此在发射机处执行天线选择是至关重要的，使得可用的RF链被切换到天线的适当子集。研究了大规模多输入多输出系统中单个多播组的多播波束形成和天线选择问题。该问题的现有技术依赖于半定松弛（SDR），其不能按比例放大到大规模多输入多输出状态。提出了一种基于连续凸近似（SCA）的最大最小公平多播波束形成和天线选择联合算法。SCA的核心思想是用一类非光滑的凸优化问题逐次逼近非凸问题。两个快速和内存有效的一阶方法，提出了解决每个SCA子问题。仿真结果表明，所提出的算法优于现有的最先进的方法在解决方案的质量和运行时间，在传统的，特别是在大规模多输入多输出设置。
2020-03-04 eess.SP
Wideband Coplanar Waveguide MIMO Antenna for 6G Millimeter-Wave Applications with Defected Ground Structure
本文提出一种面向6G毫米波频段（25-33.5 GHz）的宽带共面波导MIMO天线，采用DGS微带贴片结构设计单天线及2x2 MIMO天线，在8.5 GHz宽带回波损耗上表现优异。
2025-08-12 eess.SP
Antenna Selection in Switch-Based MIMO Arrays via DOA threshold region Approximation
到达方向（DOA）信息对于多输入多输出（MIMO）系统完成定位和波束形成任务至关重要。开关天线阵列是近年来出现的一种降低MIMO系统成本和功耗的有效解决方案。基于开关的阵列架构将有限数量的射频链连接到形成子阵列的天线元件子集。本文讨论了优化DOA估计性能的天线选择问题。我们首先执行子阵列布局对齐过程，以删除具有相同波束方向图的子阵列，并创建一个唯一的子阵列集。通过使用该集合，并基于DOA阈值区域性能近似，我们提出了两种天线选择算法;贪婪算法和基于深度学习的算法。所提出的算法的性能进行了数值评估。结果表明，在阈值区域的DOA估计和计算复杂度方面，所选基准方法的性能有显着改善。
2022-05-22 eess.SP
Capacity Bounds and Degrees of Freedom for MIMO Antennas Constrained by Q-Factor
研究了在各向同性多径信道中，当天线具有一定的带宽要求时，MIMO天线的最佳频谱效率和独立信道数。通过将该问题作为一个受端口Q因子约束的凸优化问题，得到了其解的半解析表达式。天线的矩量法和解决方案是制定的离散端口馈入的结构，以及为特征在于由等效电流的设计区域进行模拟。它示出的解决方案是完全依赖于所谓的能量模式的天线的本征值。这些特征值的幅度进行了分析的线性偶极子阵列，以及与嵌入式天线区域的板。将能量模式与特征模式进行比较，以验证特征模式作为MIMO天线的设计策略。天线性能通过Q因子上的频谱效率来说明，Q因子是与容量相关的量。它建议的能量模式的数量低于一个给定的Q因子可以用来估计的自由度的Q因子。
2021-09-06 eess.SP
Uplink MIMO Performance Analysis for Diverse HAPS Antenna Array Architectures
本文针对6G及后续网络的HAPS，研究比较五种天线阵列的上行链路MIMO性能，发现提出的两种阵列中截半球形适配密集UE，截锥形平衡性能与复杂度，均达到半球形阵列性能。
2026-08-18 eess.SP
Optimal Transmit Antenna Selection Algorithm in Massive MIMOME Channels
研究了窃听信道下大规模多输入多输出（MIMO）系统的发射天线选择问题。发射机，配备了一个大规模的天线阵列，其大小是远远大于窃听者和合法的接收器，选择一个子集的天线发送消息。提出了一种基于分支定界（BAB）搜索的独立同相瑞利平坦衰落信道下的天线选择算法，该算法在发射功率均匀分配到活动天线上的情况下，最大化发射机和合法接收机之间的保密容量。此外，所提出的算法分别适用于两种情况下，这是基于信道侧信息的窃听（CSIE）是否可用。仿真结果表明，该算法在两种情况下都具有与穷举搜索相同的性能，但复杂度要低得多。
2019-01-19 eess.SP
How Many Antennas Do We Need for Massive MIMO Channel Sounding? - Validating Through Measurement
针对3.5 GHz多传播场景，研究了天线数量（8 ~ 64）和阵列配置对大规模多输入多输出信道参数估计的影响。通过在消声室中放置几个反射器和吸收器来人为地创建不同的测量环境。地面实况信道参数，例如路径角，通过几何和三角规则获得。然后，将这些与通过对测量应用空间交替广义期望最大化（SAGE）算法提取的信道参数进行比较。总体而言，各种阵列配置和多种环境下的估计误差进行了比较。本文的研究将有助于室外大规模大规模多输入多输出信道探测中天线阵列的合理配置和参数提取算法的确定。
2019-03-19 eess.SP
Deep Learning based Antenna Selection and CSI Extrapolation in Massive MIMO Systems
大规模多输入多输出（MIMO）系统的一个关键瓶颈是下行传输所带来的巨大训练开销，如信道估计、下行波束形成和协方差观测。在本文中，我们提出使用少量天线的信道状态信息（CSI）来外推其他天线的CSI，并减少训练开销。具体来说，我们设计了一个深度神经网络，我们称之为天线域外推网络（ADEN），它可以利用天线之间的相关函数。然后，我们提出了一种基于深度学习（DL）的天线选择网络（ASN），可以选择有限的天线来优化外推，这通常是一种组合优化类型，很难解决。我们巧妙地设计了一个约束退化算法来生成离散天线选择向量的可微近似，从而可以保证神经网络的反向传播。数值结果表明，该算法优于传统的全连接算法，并且通过自学习算法学习的天线选择方案比通常使用的均匀选择方案有更好的性能。
2021-01-18 eess.SP
A Two-Element Capsule Antenna for Near-Field Polarization MIMO in Wireless Capsule Endoscopy
Aalto University（阿尔托大学）；Nokia Bell Labs Finland（诺基亚贝尔实验室芬兰）；National Institute of Information and Communications Technology（信息通信研究机构）
本文提出一种用于无线胶囊内窥镜的915 MHz双单元胶囊天线，通过正交电流实现极化MIMO，在模拟和实测中相比SISO链路中位信道容量近翻倍，为最佳共形双单元设计。
2026-10-05 eess.SP
Beam Selection for Wideband Millimeter Wave MIMO Relying on Lens Antenna Arrays
基于透镜天线阵列的波束空间多输入多输出（MIMO）技术通过波束选择可以显著减少毫米波（mmWave）通信系统中射频链路的数量。然而，在宽带毫米波MIMO系统中，波束成形增益实际上是频率相关的。这种现象被称为波束偏斜，当使用传统的波束选择方法时，它会恶化系统的性能。为了解决这个问题，我们提出了一种宽带波束选择方法毫米波MIMO系统依赖于透镜天线阵列。首先，我们为每个用户选择一个在整个频带上平均能量最大的波束，然后依次选择对和速率贡献最大的波束。提出的宽带波束选择方法的性能分析。数值结果表明，该方法与传统方法相比，具有更高的总速率和能量效率。
2020-04-17 eess.SP
Physical bounds and radiation modes for MIMO antennas
用于通信系统的现代天线设计围绕两个极端：设备和基站，在设备中，只有一个小区域专用于天线设计，在基站中，设计空间不与其他组件共享。两者都意味着对可实现的绩效的不同限制。本文研究了MIMO性能中频谱两端的特性。对于电小天线的尺寸限制占主导地位的性能参数。专用于天线设计的区域在器械的其余部分上感应电流。本文提出了一种研究这类构型光谱效率基本界的方法。这个界也研究了$N$度MIMO系统。对于电大尺寸结构，研究了不同形状下单位面积上的自由度。这两个都是通过制定一个凸优化问题，在天线上的电流密度的最大频谱效率。这个问题的计算效率的解决方案制定和调查的约束参数，如大小和效率。
2019-10-17 eess.SP physics.class-ph
Configuring Antenna System to Enhance the Downlink Performance of High Velocity Users in 5G MU-MIMO Networks
本文针对5G MU-MIMO中高速移动用户下行性能下降问题，提出在空间复用传输中增加接收天线数量以引入天线分集，从而改善高速用户性能，并适用于大规模MIMO系统。
2021-08-05 eess.SP
