Cell-Free Massive MIMO-OFDM for High-Speed Train Communications
无小区（Cell-free，CF）大规模多输入多输出（Multiple-Input Multiple-Output，MIMO）系统由于其小区边界消失和强宏分集特性，在低移动性环境下显示出巨大的应用潜力。然而，正交频分复用（OFDM）技术中的大多普勒频偏（DFO）导致了严重的载波间干扰，这使得它很难为高速训练（HST）运行控制系统和乘客提供高质量的传输。在本文中，我们专注于CF大规模MIMO-OFDM系统的性能与完全集中式和本地最小均方误差（MMSE）合并在HST通信。考虑局部最大比合并、大规模衰落译码协作以及DFO对系统性能的实际影响，推导了上行链路频谱效率的精确闭式表达式。我们观察到，合作MMSE组合实现更好的SE性能比非合作MR组合。此外，HST通信与小小区和蜂窝大规模MIMO-OFDM系统的SE方面进行了比较。数值结果表明，CF大规模MIMO-OFDM系统比其他系统获得了更大和更均匀的SE。最后，设计了以训练天线为中心的CF大规模MIMO-OFDM系统，并采用了三种功率控制方案来优化TA的传播，以减小DFO的影响。
2022-03-02 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
Channel Estimation for Wideband MmWave MIMO OFDM System Exploiting Block Sparsity
本文研究了宽带毫米波MIMO OFDM系统的时域信道估计问题。通过传输频域导频符号以及不同的波束成形向量，我们观察到时域毫米波MIMO信道表现出信道延迟稀疏性，特别是不同空间方向之间的块稀疏性。然后，我们提出了一个时域信道估计利用块稀疏性（TDCEBS）计划，它总是旨在找到最好的非零块实现最大的投影的残差在每次迭代。特别地，我们使用5G New Radio推荐的用于生成宽带毫米波MIMO信道的ADDRiGa来评估系统性能。仿真结果验证了所提出的TDCEBS方案的有效性，所提出的方案优于现有的方案。
2022-03-12 cs.IT eess.SP math.IT
Multiple-Input Multiple-Output OFDM with Index Modulation
具有索引调制的正交频分复用（OFDM-IM）是一种新的多载波传输技术，已被提出作为经典OFDM的替代方案。OFDM-IM的主要思想是使用OFDM系统中的活动子载波的索引作为附加的信息源。在这项工作中，我们提出了多输入多输出OFDM-IM（MIMO-OFDM-IM）方案结合OFDM-IM和MIMO传输技术。低复杂度的收发机结构的MIMO-OFDM-IM方案的开发和它是通过计算机模拟，所提出的MIMO-OFDM-IM方案实现了显着更好的错误性能比经典的MIMO-OFDM几种不同的系统配置。
2015-10-21 cs.IT math.IT
IRCI Free Colocated MIMO Radar Based on Sufficient Cyclic Prefix OFDM Waveforms
本文提出了一种基于循环前缀（CP）的MIMO雷达距离重构方法及其相应的MIMO OFDM波形设计。我们提出的MIMO-OFDM波形设计在距离重构后实现了最大信噪比（SNR）增益，并且其在离散时域中的峰均功率比（PAPR）也是最优的，即，0 dB，当Zadoff-Chu序列在离散频域中用作子载波的加权系数时。我们还调查了性能时，有发送和接收数字波束形成（DBF）指向错误。结果表明，我们提出的基于CP的MIMO-OFDM距离重建是距离小区间干扰（IRCI）免费的，无论是否有发送和接收DBF指向错误或没有。仿真结果验证了该理论，并与传统的OFDM和LFM共址MIMO雷达进行了比较。
2014-06-05 cs.IT math.IT
Quasi-Newton FDE in One-Bit Pseudo-Randomly Quantized Massive MIMO-OFDM Systems
针对一位伪随机量化大规模MIMO-OFDM系统，提出基于牛顿法的低复杂度准牛顿频域均衡方案，以减轻量化失真并支持高阶调制，性能优于基准检测器。
2023-12-23 cs.IT eess.SP math.IT
On Multiple-Input Multiple-Output OFDM with Index Modulation for Next Generation Wireless Networks
多输入多输出带索引调制的正交频分复用（MIMO-OFDM-IM）是近年来提出的一种新的多载波传输技术，它可以替代传统的MIMO-OFDM。在该方案中，OFDM与索引调制（OFDM-IM）的概念与MIMO传输相结合，以利用这两种技术的优点。在本文中，我们阐明了下一代5G无线网络的MIMO-OFDM-IM方案的实现和错误性能分析。提出了基于最大似然（ML）、近似最大似然（near-ML）、简单最小均方误差（MMSE）和有序连续干扰消除（OSIC）的MIMO-OFDM-IM MMSE检测器，并研究了它们的理论性能。通过大量的计算机模拟表明，MIMO-OFDM-IM方案在误码性能和频谱效率之间提供了一个令人感兴趣的折衷，并且在实际条件下，使用不同类型的检测器时，它获得了比经典MIMO-OFDM更好的误码性能。
2016-04-24 cs.IT math.IT
Active RIS-Assisted MIMO-OFDM System: Analyses and Prototype Measurements
本研究开发了符合5G新无线电标准的有源RIS辅助MIMO-OFDM原型，实验证明有源RIS在提升MIMO性能方面优于无源RIS，凸显其实际应用价值。
2023-11-15 cs.IT eess.SP math.IT
Neural Integrated Sensing and Communication for the MIMO-OFDM Downlink
本文提出一种基于MIMO-OFDM下行链路的神经ISAC信号处理框架，通过测量反向散射信号生成空间占用地图，在不修改通信链路或降低数据速率的情况下实现通用感知功能。
2025-09-25 cs.IT eess.SP math.IT
PAR-Aware Large-Scale Multi-User MIMO-OFDM Downlink
研究了一种基于正交频分复用（OFDM）的大规模多用户（MU）多输入多输出（MIMO）无线系统下行链路传输方案。OFDM的使用导致高的峰均（功率）比（PAR），这需要在基站处的昂贵且功率低效率的射频（RF）组件。在本文中，我们提出了一种新的下行链路传输方案，利用大规模MU-MIMO-OFDM系统中的大规模自由度，以实现低PAR。具体来说，我们建议联合执行MU预编码，OFDM调制，PAR降低通过解决凸优化问题。我们开发了相应的快速迭代截断算法（FITRA），并显示数值结果，以证明巨大的PAR降低能力。显著降低的线性要求最终使得能够将低成本RF组件用于大规模MU-MIMO-OFDM下行链路。
2012-09-04 cs.IT math.IT
MIMO OFDM Radar IRCI Free Range Reconstruction with Sufficient Cyclic Prefix
在本文中，我们提出了具有足够的循环前缀（CP）的MIMO OFDM雷达，其中从不同的发射机发送的所有OFDM脉冲共享相同的频带，并在离散频域中的每个子载波彼此正交。正交性不受来自发射机的时间延迟的影响。因此，我们提出的MIMO OFDM雷达具有相同的单发射机雷达的距离分辨率，并实现全空间分集。正交设计用于实现跨发射机的这种正交性，利用正交设计，仅需要为第一发射机设计OFDM脉冲。提出了一种联合脉冲压缩和脉冲相干积累的距离重建方法。为了获得最佳的信噪比进行距离重建，我们应用仿酉滤波器组理论设计的OFDM脉冲。然后，我们提出了一种改进的迭代限幅和滤波（MICF）算法的OFDM脉冲的设计联合，当其他重要因素，如峰均功率比（PAPR）在时域上，也被考虑。与我们提出的MIMO OFDM雷达，有没有干扰的范围重建不仅跨发射机，而且跨范围内的小区在一个叫区间小区干扰（IRCI）自由，这是类似于我们以前提出的基于CP的OFDM雷达单发射机。仿真结果表明，基于CP的MIMO OFDM雷达性能优于现有的多相码频段共享MIMO雷达和频分MIMO雷达。
2014-06-01 cs.IT math.IT
IMNet: A Learning Based Detector for Index Modulation Aided MIMO-OFDM Systems
索引调制（IM）技术为传统的多输入多输出正交频分复用（MIMO-OFDM）系统带来了功耗和发射机复杂度的降低。然而，由于IM的引入，大大增加了接收端检测器的复杂度。此外，检测器还需要接收器处的信道状态信息，这导致高系统开销。为了应对这些挑战，在本文中，我们在设计非迭代检测器时引入了深度学习（DL）。具体而言，基于IM辅助MIMO-OFDM系统中发送信号的结构稀疏性，我们首先将检测过程表示为稀疏重构问题。然后，一个基于DL的检测器称为IMNet，它结合了传统的最小二乘方法的两个，被设计用于恢复发送信号。据我们所知，这是第一次尝试设计的DL为IM辅助系统的检测器。最后，为了验证IMNet的自适应性和鲁棒性，考虑相关MIMO信道进行了仿真。仿真结果表明，在各种场景下，该算法在误比特率和计算复杂度方面均优于现有算法。
2019-11-13 cs.IT eess.SP math.IT
Transmit Filter and Artificial Noise Design for Secure MIMO-OFDM Systems
物理层安全被认为是无线通信中保护合法传输不被被动窃听的重要安全手段。研究了无线多输入多输出（MIMO）正交频分复用（OFDM）通信系统在存在多天线窃听者的情况下的物理层安全问题。首先提出了一种发射滤波器辅助的安全MIMO-OFDM系统，该系统能够破坏窃听者信号的正交性。我们提出的传输滤波器可以干扰窃听者的接收，同时保持合法传输的质量。然后，我们提出了另一种人工噪声（AN）辅助的安全MIMO-OFDM系统，以进一步提高合法传输的安全性。时域AN信号被设计成干扰窃听者的接收，而合法传输不会受到影响。仿真结果证明了所提出的发送滤波器设计和AN辅助方案在MIMO-OFDM系统中的安全性能。
2017-04-26 cs.IT math.IT
Uplink Transmission Design for Crowded Correlated Cell-Free Massive MIMO-OFDM Systems
在无小区的大规模多输入多输出（MIMO）正交频分复用（OFDM）系统中，用户设备（UE）由许多分布式接入点（AP）服务，其中信道由于实际室外无线传播环境中的有限角度延迟扩展而相关。同时，对于未来的完全网络化社会，UE的数量正在快速增长。本文主要研究了拥挤相关无小区大规模MIMO-OFDM系统中正交导频数目有限的上行链路传输设计问题。对于导频传输阶段，我们基于非正交导频相移跳变模式和非正交可调相移导频（APSP）来识别活动UE。推导了信道估计均方误差（MSE-CE）的封闭表达式，得到了最小化MSE-CE的最优条件。针对这一情况，提出了APSP集分配方案。此外，对于数据传输，设计了最大-最小功率控制算法，以最大化活动UE之间的最小频谱效率（SE）下限。仿真结果表明，所提出的APSP集分配方案的MSE-CE方面的显着性能增益。所提出的功率控制方案可以进一步提高活跃UE之间的最小SE。因此，它们对于拥挤的相关无小区的大规模MIMO-OFDM系统是至关重要的。
2020-11-03 cs.IT eess.SP math.IT
Opportunistic AP Selection in Cell-Free Massive MIMO-OFDM Systems
利用频域的自由度和不同接入点（AP）之间的远近效应，提出了一种无小区大规模MIMO-OFDM系统中的机会传输方案。其核心思想是在不同用户之间正交分配子载波，使得每个子载波上只有一个用户。然后，用户通过机会主义选择仅由其近AP服务，而远AP被去激活以避免在具有严重传播损耗的信道上浪费功率。此外，由于机会主义选择，每个子载波的活动AP的数量变小，使得下行链路导频和相干检测的使用可行。数值结果证实，该方案可以带来显着的性能提升，在功率效率和频谱效率方面。
2022-04-30 cs.IT eess.SP math.IT
Maximization of minimum rate in MIMO OFDM RIS-assisted Broadcast Channels
研究RIS在MIMO OFDM广播信道中的有效性，提出联合预编码与RIS优化方案，证明即使每子带RIS元素极少也能显著提升系统性能。
2023-10-12 cs.IT eess.SP math.IT
Deep Learning for Joint Design of Pilot, Channel Feedback, and Hybrid Beamforming in FDD Massive MIMO-OFDM Systems
针对FDD大规模MIMO-OFDM系统，提出端到端深度学习框架，联合设计导频、信道反馈与混合波束成形，并利用图神经网络建模波束成形器交互。
2023-12-10 cs.IT eess.SP math.IT
Algorithm and VLSI Design for 1-bit Data Detection in Massive MIMO-OFDM
在全数字大规模多输入多输出（MIMO）基站的射频（RF）链中使用低分辨率数据转换器有望显著降低功耗、硬件成本和互连带宽。提出了一种量化感知的数据检测算法，该算法能够有效地降低1比特量化的大规模多输入多输出正交频分复用（OFDM）系统的性能损失。由于系统的性能很大程度上取决于信道估计的质量，我们还开发了一个非线性1位信道估计算法，建立在所提出的数据检测算法。我们表明，所提出的算法显着优于线性数据检测器和信道估计器的误比特率。对于所提出的非线性数据检测算法，我们开发了一个超大规模集成电路（VLSI）的架构，并提出了Xilinx Virtex-7现场可编程门阵列（FPGA）上的实施结果。据我们所知，我们的实施结果是第一次为1位大规模MU-MIMO-OFDM系统，并展示了相当的硬件效率相对于国家的最先进的线性数据检测器设计的系统与高分辨率的数据转换器，同时实现较低的误比特率。
2020-09-04 cs.IT eess.SP math.IT
Self-Interference Cancellation for Full-Duplex Massive MIMO OFDM with Single RF Chain
本文针对单射频链全双工大规模MIMO OFDM系统中的相位噪声问题，提出一种加权线性自干扰信道估计器以最小化残余自干扰功率，仿真表明其在强自干扰和低振荡器质量下显著优于传统最小二乘估计器。
2023-08-10 cs.IT eess.SP math.IT
Compensation of IQ-Imbalance and Phase Noise in MIMO-OFDM Systems
射频损伤对无线通信系统性能的影响在MIMO-OFDM传输中更为明显。IQ不平衡和相位噪声是严重限制MIMO-OFDM收发器性能的两个最常见的损伤。低复杂度的估计和补偿技术，可以共同消除这些损害的影响是非常可取的。在本文中，我们提出了一个简单的联合估计和补偿技术估计多径慢衰落信道下的MIMO-OFDM系统的信道，相位噪声和IQ不平衡参数。提出了一种子载波复用的前导码结构，以最小的开销估计信道和损伤参数，并将其用于IQ不平衡参数的估计以及包含公共相位误差（CPE）的有效信道矩阵的初始估计。然后，我们使用一种新的跟踪方法的基础上的二阶统计的载波间干扰（ICI）和噪声更新整个OFDM帧的有效信道矩阵。仿真结果表明，所提出的低复杂度估计和补偿技术可以有效地改善MIMO-OFDM系统的误比特率（BER）性能。
2012-09-01 cs.IT math.IT
Blind Cyclic Prefix-based CFO Estimation in MIMO-OFDM Systems
本文提出一种基于循环前缀的低开销盲CFO估计方法，利用天线和时间分集，提供闭式解和算法，在计算复杂度线性增加下显著提升MIMO-OFDM系统性能。
2023-08-29 cs.IT eess.SP math.IT
Comprehensive Analysis of Behavioral Hardware Impairments in Cell-Free Massive MIMO-OFDM Uplink: Centralized Operation
本文首次综合分析宽带无蜂窝大规模MIMO-OFDM上行链路中多种硬件损伤对频谱效率的影响，借助Bussgang分解推导感知失真的合并向量以优化频谱效率。
2025-07-29 cs.IT eess.SP math.IT
Impact Analysis of Antenna Array Geometry on Performance of Semi-blind Structured Channel Estimation for massive MIMO-OFDM systems
本文研究大规模MIMO-OFDM系统中天线阵列几何结构对半盲结构化信道估计性能的影响，用Cramér-Rao Bound分析两种估计方法的误差，发现半盲方法性能更优，且均匀圆柱阵列系统表现优于传统均匀线阵。
2023-05-16 cs.IT eess.SP math.IT
Optimal and Robust Waveform Design for MIMO-OFDM Channel Sensing: A Cramér-Rao Bound Perspective
无线信道感知是集成感知和通信（ISAC）的关键推动因素之一，它有助于通信网络了解周围环境。在这项工作中，我们认为MIMO-OFDM系统，并旨在设计最佳和强大的波形，准确的信道参数估计给定的OFDM资源分配。首先推导了Fisher信息矩阵，并通过最大化Fisher信息矩阵的对数行列式来制定波形设计问题。然后，我们考虑参数的不确定性和状态的随机优化问题的鲁棒设计。我们提出了黎曼精确罚光滑法（REPMS）及其随机版本SREPMS来解决约束非凸问题。在模拟中，我们表明，REPMS产生可比的结果半定松弛（SDR），但具有更短的运行时间。最后，使用SREMPS设计的鲁棒波形进行了研究，并显示出在信道扰动下具有良好的性能。
2023-01-25 cs.IT eess.SP math.IT
Performance Analysis of Quantized Uplink Massive MIMO-OFDM With Oversampling Under Adjacent Channel Interference
大规模多输入多输出（MIMO）系统由于其相对于单天线系统的诸多优点，近年来引起了人们的广泛关注。由于许多天线，期望每个天线的低成本实现和低功耗。为此，在许多研究中已经研究了具有低分辨率模数转换器（ADC）的大规模MIMO结构。然而，在量化的大规模MIMO系统的相邻频带上的强干扰的影响还没有被检查。在这项研究中，我们分析了上行链路大规模MIMO的性能与低分辨率ADC下的频率选择性衰落与正交频分复用在完美和不完美的接收机信道状态信息的情况下。我们推导出的比特出错率和遍历容量的解析表达式。我们表明，干扰频带可以抑制通过增加天线的数量或过采样率时，采用迫零接收机。
2020-02-18 cs.IT eess.SP math.IT
Adaptive Sparse Channel Estimation for Time-Variant MIMO-OFDM Systems
在使用正交频分复用（OFDM）调制的时变多输入多输出（MIMO）通信系统中，相干检测需要精确的信道状态信息（CSI）。基于归一化最小均方（NLMS）的自适应信道估计是一种低复杂度、稳定的自适应信道估计方法。然而，它不能利用MIMO信道固有的稀疏性，其特征在于由几个主导信道抽头。在本文中，我们提出了两种自适应稀疏信道估计（ASCE）的方法，以利用这种稀疏的结构信息的时变MIMO-OFDM系统。与传统的基于NLMS算法的方法不同，本文提出的两种方法都是通过在NLMS算法的代价函数中引入稀疏惩罚来实现的。计算机模拟证实了明显的性能优势，建议ASCE比传统的ACE。
2013-02-06 cs.IT math.IT
MIMO-AFDM Outperforms MIMO-OFDM in the Face of Hardware Impairments
University of Essex（埃塞克斯大学）；Nanyang Technological University（南洋理工大学）；University of Southampton（南安普顿大学）
本文研究硬件损伤对MIMO-AFDM系统的影响，推导了BER界和近似，发现AFDM具有全分集优势，且相比OFDM对相位噪声、载波频偏等乘性失真以及加性HWI引起的ICI更具鲁棒性。
2026-05-27 cs.IT eess.SP math.IT
Nonlinear Precoding for Phase-Quantized Constant-Envelope Massive MU-MIMO-OFDM
提出了一种适用于大规模多用户多输入多输出下行链路的非线性相位量化恒包络预编码算法。具体来说，我们适应平方无穷范数道格拉斯-Rachford分裂（SQUID）预编码器的系统，使用过采样数模转换器（DAC）在基站（BS）和正交频分复用（OFDM）的频率选择性信道进行通信。我们证明了所提出的SQUID-OFDM预编码器能够生成被约束为恒定包络的发射信号，这使得能够在BS处使用功率高效的模拟射频电路。通过量化所得到的恒定包络信号的相位，我们获得了有限基数发射信号，该有限基数发射信号可以通过低分辨率（例如，1位）DAC。我们使用误码率仿真来证明SQUID-OFDM在大规模MU-MIMO-OFDM系统中优于线性量化预编码器。
2018-05-02 cs.IT math.IT
Maximizing Spectral and Energy Efficiency in Multi-user MIMO OFDM Systems with RIS and Hardware Impairment
本文研究多用户MIMO OFDM广播信道中常规RIS、STAR-RIS与多扇区BD-RIS的性能，通过联合优化MIMO预编码和RIS配置，提出资源分配方案并证明其SE和EE增益。
2024-01-22 cs.IT eess.SP math.IT
Optimal Linear Precoder Design for MIMO-OFDM Integrated Sensing and Communications Based on Bayesian Cramér-Rao Bound
本文针对MIMO-OFDM集成感知与通信系统，基于贝叶斯克拉美罗界分析推导联合信道估计与符号检测的性能界，提出随机黎曼梯度下降法求解线性预编码器非凸优化问题，证明其高概率收敛且收敛速度快，揭示了感知与通信的性能权衡。
2023-08-23 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
Mutual Information Metrics for Uplink MIMO-OFDM Integrated Sensing and Communication System
针对上行集成感知与通信系统，提出以互信息为统一度量，推导通信与感知互信息上下界并通过最大化加权和优化波形，仿真验证其综合性能优于其他方案。
2023-10-10 cs.IT eess.SP math.IT
Massive MU-MIMO-OFDM Uplink with Hardware Impairments: Modeling and Analysis
研究了基于正交频分复用（OFDM）的大规模多用户（MU）多输入多输出（MIMO）上行链路系统中基站（BS）硬件损伤的影响。我们利用Bussgang的定理来开发精确的模型，所造成的失真的非线性低噪声放大器，本机振荡器的相位噪声，过采样有限分辨率模数转换器。通过结合这些硬件模型的个体效应，我们获得了由非理想硬件引起的BS侧失真的复合模型，该模型考虑了其在时间、频率和天线之间的固有相关性。我们使用这个复合模型来分析实际的大规模MU-MIMO-OFDM上行链路系统的性能上的BS侧硬件损伤的影响。
2019-07-17 cs.IT math.IT
Study of Timing Synchronization in MIMO-OFDM Systems Using DVB-T
OFDM（正交频分复用）在有效利用带宽和数据率方面为4G和3GPP LTE系统提供了有前途的物理层。本文重点介绍了OFDM在地面数字视频广播（DVB-T）中的实现。主要研究了OFDM系统中存在的定时偏移问题，并提出了使用循环前缀（CP）作为修改的SC（Schmidl和COX）算法的解决方案。它还强调了定时同步以及通过位出错率的性能比较。OFDM中的同步问题很重要，如果不适当地解决，可能导致信息丢失。仿真实现了DVB-T系统，并在一定的分布模型下比较了不同的同步方法。
2014-04-30 cs.IT math.IT
Structured Turbo Compressed Sensing for Downlink Massive MIMO-OFDM Channel Estimation
压缩感知已经被用于减少无线通信系统中的信道估计的导频开销。特别地，结构化turbo压缩感知（STCS）提供了用于结构化稀疏信号恢复的通用框架，其具有降低的计算复杂性和存储要求。本文研究了频分复用（FDD）下行链路中大规模多输入多输出（MIMO）正交频分复用（OFDM）信道估计问题。利用大规模MIMO-OFDM信道在角频域（AFD）和角时延域（ADD）的结构稀疏性，采用AFD和ADD概率模型表示信道，并在STCS框架下设计基于消息传递的信道估计器。利用结构稀疏性，提出了几种基于空时编码的MIMO-OFDM信道估计算法。我们表明，与其他现有的算法相比，所提出的算法具有更快的收敛速度，并在广泛的仿真设置下实现竞争力的错误性能。
2018-11-08 cs.IT math.IT
On the Cramer-Rao Lower Bound for Spatial Correlation Matrices of Doubly Selective Fading Channels for MIMO OFDM Systems
本文给出了MIMO OFDM系统在时变多径衰落信道中的CRLB的解析表达式和空间相关矩阵的最大似然估计。分析和数值计算结果表明，样本数量和频率选择性的顺序对CRLB有显着的影响。此外，导频数目、信噪比以及归一化最大多普勒扩展共同影响频率选择性的有效阶数。
2008-11-04 cs.IT math.IT
On the Probability of Erasure for MIMO-OFDM
检测有效信号的存在是电信接收机的重要任务。当接收器由于噪声和衰落而不能检测到有效信号的存在时，它被称为擦除。研究了多输入多输出（MIMO）系统中正交频分复用（OFDM）信号的擦除概率计算问题。计算机模拟验证了理论分析的正确性。正交频分复用（OFDM）技术由于能够有效地抑制频率选择性衰落信道引起的码间干扰（ISI）而被广泛应用于无线通信系统中。MIMO系统提供了空间复用的优势，从而提高了比特率，这是5G等最新无线标准的主要要求。
2020-03-02 cs.IT math.IT
Asynchronous Cell-Free Massive MIMO-OFDM: Mixed Coherent and Non-Coherent Transmissions
本文针对异步无小区MIMO-OFDM系统，提出混合相干与非相干传输方法，推导和速率及闭式解，并设计聚类算法，有效提升系统性能。
2024-11-10 cs.IT eess.SP math.IT
Space-Frequency Block Code for MIMO-OFDM Communication Systems with Reconfigurable Antennas
提出了一种适用于多输入多输出（MIMO）正交频分复用（OFDM）系统的空频分组编码方案。在该系统中，假设发射机侧的天线阵列的每个元件是可重新配置的，使得它可以独立地改变其辐射图案的物理特性。所提出的分组码是全速率的，并且在频率选择性衰落信道上受益于空间、频率和可重构辐射方向图状态分集。我们提供了仿真结果来证明所提出的分组编码技术的性能，并与以前的SF编码方案在MIMO-OFDM系统中进行比较。结果表明，该码实现了更高的分集和编码增益相比，其他可用的SF码。
2015-08-13 cs.IT math.IT
Performance Analysis on RIS-Aided Wideband Massive MIMO OFDM Systems with Low-Resolution ADCs
本文分析低分辨率ADC下RIS辅助宽带大规模MIMO OFDM系统的上行可达速率，推导闭式表达式、渐近性能和功率缩放定律，并提出梯度上升算法优化RIS相移以最大化最小用户速率。
2024-03-14 cs.IT eess.SP math.IT
Massive MU-MIMO-OFDM Downlink with One-Bit DACs and Linear Precoding
大规模多用户（MU）多输入多输出（MIMO）是未来无线通信系统的关键技术。在本文中，我们分析了基于正交频分复用（OFDM）的大规模MU-MIMO系统的下行链路性能，其中基站（BS）配备了1位数模转换器（DAC）。使用Bussgang定理，我们的特点与线性预编码器（如最大比传输和迫零）的比特出错率（BER）的性能。我们的分析考虑了在DAC之前对时域发射信号进行过采样的可能性。我们进一步开发的信息理论的和速率吞吐量与高斯输入可实现的下限。我们的研究结果表明，1位DAC在大规模MU-MIMO-OFDM下行链路中实现的性能是令人满意的，前提是BS天线的数量足够大。
2017-09-06 cs.IT math.IT
Iterative Hybrid Precoder and Combiner Design for mmWave MIMO-OFDM Systems
研究了毫米波（mmWave）频段多输入多输出（MIMO）正交频分复用（OFDM）系统中的混合预编码合路器设计问题。本文提出了一种新的迭代算法来设计前向和反向信道中基于码本的模拟预编码器和合并器。在每次迭代中，我们应用压缩感知（CS）技术来有效地估计等效MIMO-OFDM毫米波信道。然后，基于正交匹配追踪（OMP）算法获得模拟预编码器或组合器，以减轻不同数据流之间的干扰，并最大化频谱效率。最后根据有效基带信道得到数字预编码器和合路器，进一步提高频谱效率。仿真结果表明，所提出的迭代混合预编码合并算法具有显著的性能优势。
2017-04-26 cs.IT math.IT
Super-Resolution Sparse MIMO-OFDM Channel Estimation Based on Spatial and Temporal Correlations
该文提出了一种基于有限新息率（FRI）理论的参数稀疏多输入多输出（MIMO）-OFDM信道估计方法，可以实现任意时延的超分辨率估计。同时，利用无线MIMO信道的空间和时间相关性来提高信道估计的精度。对于无线信道本质上是稀疏的室外通信场景，由于MIMO信道的空间相关性，不同发射-接收天线对的路径延迟共享共同的稀疏模式。同时，由于MIMO信道的时间相关性，在相邻的几个OFDM符号之间，信道稀疏模式几乎不变。通过同时利用这些MIMO信道特性，所提出的方案比现有的最先进的方案性能更好。此外，通过与不同天线相关联的信号的联合处理，可以在FRI理论的框架下减少导频开销。
2015-07-20 cs.IT math.IT
IRCI Free MIMO OFDM SAR Using Circularly Shifted Zadoff-Chu Sequences
基于循环前缀（CP）的MIMO-OFDM雷达最近被提出用于分布式发射天线，其中不存在距离小区间干扰（IRCI）。它可以收集全空间分集，并且每个发射机发射具有相同频带的信号，即，距离分辨率不会降低。然而，它需要连续地发送多个OFDM脉冲以获得单个条带的距离分布，这对于合理的条带宽度来说在时间上可能太长。在这封信中，我们提出了一种基于CP的MIMO-OFDM合成孔径雷达（SAR）系统，其中每个发射机只发送一个单一的OFDM脉冲，以获得一个测绘带的距离像，并具有相同的频带，因此距离分辨率不会降低。该算法不受IRCI干扰，并且在发射天线分布的情况下可以获得完整的空间分集。我们的主要思想是使用循环移位Zadoff-Chu序列作为不同发射天线的OFDM脉冲的加权系数，并应用多个接收天线的空间滤波器将整个测绘带划分为多个子测绘带，然后使用我们提出的IRCI自由距离重建方法对每个子测绘带进行重建/成像。
2014-09-14 cs.IT math.IT
Constant-Envelope Quantized Precoding with Power Control for Cell-Free Massive MIMO-OFDM
Bilkent University（比尔肯特大学）；TOBB University of Economics and Technology（托布经济技术大学）
针对无蜂窝大规模MIMO-OFDM系统，研究低分辨率DAC下的量化恒包络预编码设计，并提出一种跨接入点的功率控制策略以缓解严重量化发射机的不利影响，显著提升未编码误码率性能。
2026-05-22 cs.IT eess.SP math.IT
Doppler-Division Multiplexing for MIMO OFDM Joint Sensing and Communications
正交频分复用（OFDM）是未来联合传感和通信系统的一个有前途的波形候选。对于这样的系统，支持多个发射天线需要用于生成正交发射信号的复用方法，其中等距子载波交织（ESI）是最流行的复用方法。在这项工作中，我们分析了一种多路复用方法称为多普勒分割复用（DDM）。该方法应用从OFDM符号到OFDM符号的相移，以沿着距离-多普勒图的速度轴分离由不同Tx天线发送的信号。虽然在这项工作中的雷达传感任务的DDM的一般属性进行了分析，主要集中在通信任务的DDM的影响。它将表明，对于DDM，在通信接收器中观察到的信道是严重时变的，防止任何有意义的数据传输时，不考虑。在这项工作中，提出了一种通信系统，旨在打击这些时变信道，其中包括数据估计，同步和信道估计的方法。误码率（BER）的模拟表明，这种通信系统的优越性相比，系统利用ESI。
2023-03-22 cs.IT eess.SP math.IT
Waveform Design for MIMO-OFDM Integrated Sensing and Communication System: An Information Theoretical Approach
针对集成感知与通信系统中感知与通信性能指标差异的波形设计难题，采用互信息作为统一度量，推导考虑子载波和空间相关性的互信息，提出三类最优波形设计方案并经仿真验证，为性能均衡的 MIMO-OFDM ISAC 系统提供闭式设计依据。
2023-10-09 cs.IT eess.SP math.IT
Energy Efficient Precoder Design for MIMO-OFDM with Rate-dependent Circuit Power
研究了点对点多输入多输出（MIMO）正交频分复用（OFDM）系统中能量有效的预编码器设计。与传统方法不同，本文通过将电路功率建模为速率相关函数来研究最优功率分配策略。我们表明，如果电路的功率是一个常数，加上一个增加和凸函数的传输速率，最小化的问题，收到的每比特消耗的能量可以重新制定为一个凸分式规划和解决的二分法。一些系统参数的影响进行了研究，无论是分析或通过计算结果。
2015-03-17 cs.IT math.IT
Privacy Preservation in MIMO-OFDM Localization Systems: A Beamforming Approach
针对上行MIMO-OFDM定位中未授权基站窃听用户导频导致的隐私风险，本文提出一种基于惩罚对偶分解的波束成形优化方法，通过最小化合法定位CRB并限制未授权定位CRB，有效保护了用户位置隐私。
2025-03-03 cs.IT eess.SP math.IT
Learning for Detection: MIMO-OFDM Symbol Detection through Downlink Pilots
Virginia Tech（弗吉尼亚理工学院）
水库计算（RC）是一种特殊的递归神经网络，它由一个固定的高维特征映射和训练的读出权重组成。本文介绍了一种新的用于多输入多输出正交频分复用（MIMO-OFDM）符号检测的RC结构，即加窗回波状态网络（WESN）。理论分析表明，在输入层中添加缓冲区可以增强底层神经网络的短时记忆。此外，一个统一的训练框架开发WESN MIMO-OFDM符号检测器使用梳状和分散的导频模式，与3GPP LTE/LTE-Advanced系统中采用的结构兼容。复杂度分析表明，基于WESN的符号检测器的优势，国家的最先进的符号检测器，如线性最小均方误差（LMMSE）检测和球解码器，当系统采用大量的OFDM子载波。数值仿真结果表明，与现有的符号检测方法相比，本文提出的基于WESN的符号检测器具有更好的检测性能，并能有效地抑制模型失配效应.
2019-10-20 cs.IT cs.LG eess.SP
Deep Joint CSI Feedback and Multiuser Precoding for MIMO OFDM Systems
提出一种基于深度学习的联合CSI反馈与多用户预编码方法，利用深度联合信源信道编码压缩CSI特征向量并联合调整预编码方向与功率，显著提升了低信噪比与低反馈开销下的下行和速率。
2024-04-25 cs.IT eess.SP math.IT
MIMO-OFDM Scheme design for Medium Voltage Underground Cables based Power Line Communication
电力线通信（PLC）提供了智能电气功能，如电能质量测量，故障调查和远程控制的电网。然而，由于家用PLC的快速发展，大多数研究工作都是在低压（LV）场景下进行的。本文的目的是设计一种基于MIMO-OFDM的中压地下电力线信道传输链路，并对其性能进行评估。在存在脉冲噪声和背景噪声的情况下，MIMO信道被建模为修改的多径模型。与大多数MIMO电力线传输的文献不同，本文采用空间复用而不是分集来提高传输速率。该传输系统采用了最初为低压电力线通信设计的Turbo编码方法。通过比较MIMO-OFDM系统中Turbo码的误码性能，评估了Turbo码在中压电力线通信中的适用性。研究了频带变化对PLC系统性能的影响。
2018-08-28 cs.IT math.IT
Uplink Hardware Impairments in OFDM-Based Cell-Free Massive MIMO With Impaired Wireless Fronthaul
Bilkent University（比尔肯特大学）
本文研究OFDM无小区大规模MIMO在硬件损伤下的上行性能，提出统一分析框架推导闭式表达式，并采用失真感知合并与最大最小公平资源分配以缓解性能下降。
2026-09-23 cs.IT eess.SP math.IT
High-Performance Low-Complexity Hierarchical Frequency Synchronization for Distributed Massive MIMO-OFDMA Systems
针对分布式大规模MIMO-OFDMA系统中上行链路多载波频率偏移估计问题，提出一种主从分级的两阶段低复杂度分层频率同步方案，其均方误差性能优于基线方案且计算复杂度大幅降低。
2023-03-30 cs.IT eess.SP math.IT
