Distributed MIMO coding scheme with low decoding complexity for future mobile TV broadcasting
提出了一种新的用于下一代移动电视广播的分布式空时分组码。新码在宽范围的功率不平衡内提供高效的性能，显示出对单频网络（SFN）广播部署的强适应性。新的代码优于现有的空时分组码具有相同的解码复杂度和接近那些更高的复杂度。
2012-12-11 cs.IT cs.NI math.IT
Energy Efficiency Optimization for MIMO-OFDM Mobile Multimedia Communication Systems with QoS Constraints
除了服务质量（QoS）外，能量效率也是设计和评估移动多媒体通信系统的一个重要参数，这一点已成为近年来研究的热点。针对多输入多输出正交频分复用（MIMO-OFDM）移动多媒体通信系统，提出了一种统计QoS约束下的能量效率模型。采用信道矩阵奇异值分解（SVD）的方法，所有的子信道分类的信道特性。通过对所有子信道进行分组，将传统MIMO-OFDM通信系统中的多信道联合优化问题转化为多目标单信道优化问题。因此，MIMO-OFDM移动多媒体通信系统的能量效率优化的封闭形式的解决方案。在此基础上，提出了一种能量效率优化的功率分配算法（EEOPA），以提高MIMO-OFDM移动多媒体通信系统的能量效率。仿真结果表明，在MIMO-OFDM移动多媒体通信系统中，EEOPA算法能够以较高的能量效率保证所需的QoS。
2014-12-17 cs.IT cs.MM cs.NI
A Joint Wireless-Optical Front-haul Solution for Multi-user Massive MIMO 5G RAN
我们展示了一种用于多用户大规模多输入多输出5G RAN的高容量光纤中频移动前传解决方案。使用该方案，在没有光纤色散补偿的情况下，在40 km以上的单个光波长上传输了创纪录的25.6 GHz的聚合无线电带宽
2020-11-18 cs.IT eess.SP math.IT
Sensing Aided OTFS Channel Estimation for Massive MIMO Systems
正交时频空间（OTFS）调制具有在高度移动场景中实现鲁棒通信的潜力。然而，估计OTFS系统的信道与高导频信令开销相关联，该高导频信令开销与最大延迟和多普勒扩展成比例。这对于大规模MIMO系统来说尤其具有挑战性，因为系统开销也随着天线数量的增加而增加。然而，一个重要的观察是，延迟，多普勒，和出发/到达信息的角度直接相关的距离，速度，和移动用户的方向信息和环境中的各种散射体。有了这个动机，我们建议利用雷达感测来获得有关环境中的移动用户和散射体的信息，并利用它来帮助大规模MIMO系统中的OTFS信道估计。作为实现我们的愿景的一种方法，本文将大规模MIMO系统中的OTFS信道估计问题制定为稀疏恢复问题，并利用雷达感测信息来确定支持（非零延迟多普勒抽头的位置）。提出的雷达传感辅助稀疏恢复算法进行评估的基础上准确的三维射线跟踪框架与共存的雷达和通信数据。结果表明，开发的传感辅助解决方案始终优于标准稀疏恢复算法（不利用雷达传感数据），并导致显着减少导频开销，这突出了基于OTFS的大规模MIMO系统的一个有前途的方向。
2022-09-22 cs.IT eess.SP math.IT
Towards Radio Designs with Non-Linear Processing for Next Generation Mobile Systems
在基站侧具有大量天线的MIMO移动系统使得能够同时传输多个空间上分离的信息流，并且因此使得能够在上行链路和下行链路传输中提高网络吞吐量和连接性。传统上，为了有效地促进这样的MIMO传输，采用线性基站处理，其将MIMO信道转换成若干个单天线信道。尽管这样的方法相对容易实现，但它们可能会留下大量未开发的MIMO容量。最近提出的非线性基站处理方法声称这种未开发的能力，并承诺大幅增加网络吞吐量。尽管如此，据作者所知，非线性基站处理方法不仅尚未被实际系统采用，而且甚至还没有在符合标准的框架中进行评估，涉及实际系统所需的所有必要算法模块。这项工作概述了我们尝试在3GPP标准环境中纳入和评估非线性基站处理的收益的经验。我们讨论了几个相应的挑战和我们采取的解决方案，以及它们相应的限制。我们报告的收益，我们已经设法验证，我们还讨论了剩余的挑战，缺失的算法组件和未来的研究方向，将需要向高效，未来的移动系统，可以有效地利用非线性，基站处理的收益。
2021-01-05 cs.IT eess.SP math.IT
Cell-Edge Performance Booster in 6G: Cell-Free Massive MIMO vs. Reconfigurable Intelligent Surface
本文针对6G网络的小区边缘性能瓶颈，构建公平场景并利用大量数值结果，对比分析了可重构智能表面与无小区大规模MIMO在小区边缘的性能表现。
2023-04-07 cs.IT eess.SP math.IT
Link Adaptation Algorithms for Dual Polarization Mobile Satellite Systems
在移动卫星系统中使用双极化作为增加传输容量的一种手段是非常有希望的。在本文中，我们研究的系统，同时使用两个正交的极化，以便与用户进行通信。在前向链路中应用MIMO信号处理技术以及自适应编码和调制，与单极化系统相比，可以提供高达100%的显著吞吐量增益。允许网关改变每个帧的MIMO以及调制和编码方案。该选择通过链路自适应算法来完成，该算法使用可调裕度来实现预定的目标误帧率。
2018-03-20 cs.IT eess.SP math.IT
Joint Optimization of Uplink Power and Computational Resources in Mobile Edge Computing-Enabled Cell-Free Massive MIMO
本文针对MEC使能的无小区大规模MIMO系统，提出联合优化上行功率与计算资源的多目标框架，并通过交替优化和序贯凸规划算法求解，验证了其在降低功耗、时延及提升卸载效率方面的优势。
2023-11-29 cs.IT eess.SP math.IT
Deep Reinforcement Learning for Distributed Dynamic Coordinated Beamforming in Massive MIMO Cellular Networks
为了适应爆炸性的无线业务，大规模多输入多输出（MIMO）被认为是下一代通信系统的关键使能技术之一。在大规模MIMO蜂窝网络中，协作波束形成（CBF）是一种有效的提高网络性能的方法，它联合设计多个基站（BS）的波束形成器。在本文中，我们研究了大规模MIMO移动蜂窝网络中的和速率最大化问题，其中在每个小区中，多天线BS通过下行链路波束成形同时为多个移动用户提供服务。虽然现有的基于优化的CBF算法可以提供接近最优的解决方案，他们需要实时和全局的信道状态信息（CSI），除了他们的高计算复杂度。在实际的无线网络中，特别是在高度动态的移动蜂窝网络中，几乎不可能应用它们。基于此，我们提出了一种基于深度强化学习的分布式动态协调波束形成（DDCBF）框架，该框架使每个BS能够仅利用本地CSI和来自其他BS的一些历史信息来确定波束形成器。此外，通过利用神经网络和专家知识，即，从加权最小均方误差（WMMSE）算法的迭代过程观察到的解结构。此外，我们提供了广泛的数值模拟，以验证所提出的DRL为基础的方法的有效性。结果表明，该方法具有较低的计算复杂性和较少的信息需求，可获得与集中式迭代优化算法相当的性能。
2023-03-24 cs.IT eess.SP math.IT
RIS-Assisted Massive MIMO with Multi-Specular Spatially Correlated Fading
可重新配置的智能表面（RIS）作为5G技术之外的潜力引起了人们的极大关注。这些表面由许多超材料的无源元件组成，这些超材料的阻抗可以控制，以改变撞击它们的无线信号的相位、幅度或其他特性。当信道具有大量多径分量时，信道估计是控制大RIS的关键任务。在本文中，我们提出了一种新的信道估计方案，利用空间相关特性在大规模多输入多输出（MIMO）基站和平面RISs，和其他统计特性的多镜面衰落在移动环境中。此外，一种新的启发式的相移选择在RISs开发，灵感来自信号处理方法，在传统的大规模MIMO是有效的。仿真结果表明，与传统的单小区大规模MIMO系统相比，所提出的上行链路RIS辅助框架大大提高了小区边缘移动用户的频谱效率。
2021-09-08 cs.IT eess.SP math.IT
Energy-Efficient Power Control in Cell-Free and User-Centric Massive MIMO at Millimeter Wave
在无小区大规模多输入多输出架构中，非常大量的分布式接入点同时并联合地服务于少得多的移动站;无小区技术的变体是以用户为中心的方法，其中每个接入点仅服务于减少的移动站集合。本文介绍和分析了毫米波频率的无小区和以用户为中心的架构，考虑基于训练的信道估计阶段，以及下行链路和上行链路数据传输阶段。首先，一个多用户分簇毫米波信道模型，以考虑附近用户的信道之间的相关性，其次，上行链路的多用户信道估计方案描述随着低复杂度的混合模拟/数字波束形成架构。第三，针对下行链路全局能量效率最大化的功率分配的非凸问题。有趣的是，在所提出的方案中，在移动站处不需要信道估计，并且在移动站处使用的波束成形方案是信道无关的并且具有非常简单的结构。数值结果表明，所考虑的架构是有效的，并允许评估的损失所产生的使用的混合波束形成器和由信道估计错误的功率控制程序所授予的好处。
2019-03-27 cs.IT eess.SP math.IT
Cognitive MIMO-RF/FSO Cooperative Relay Communication with Mobile Nodes and Imperfect Channel State Information
本文分析了一种基于认知无线电的解码转发混合多输入多输出（MIMO）射频/自由空间光（RF/FSO）协作中继系统的性能，该系统具有多个移动主、副用户节点。由于信道估计误差而引起的不完美信道状态信息（CSI）的影响也在次级用户发射机（SU-TX）处被考虑并且分别中继在功率控制和符号检测过程上。这项工作的一个独特的方面是，固定和成比例的干扰功率约束，以限制在主用户接收机（PU-RX）的干扰。分析结果得出上述系统的准确和渐近中断和误比特概率的特征节点的移动性和不完善的CSI的实际条件下，连同光信道的损伤，如路径损耗，大气湍流，和指向错误，每个SU-TX和中继之间的正交空时分组编码传输。最后，仿真结果产生各种有趣的见解系统的性能，如一个midamble与前导码的信道估计的好处。
2018-05-14 cs.IT math.IT
Mobile Cell-Free Massive MIMO with Multi-Agent Reinforcement Learning: A Scalable Framework
针对移动AP无蜂窝大规模MIMO下行链路中移动性与功率控制的联合优化难题，提出融合GNN通信、置换架构和方向解耦的可扩展MARL框架，以提升性能、协作性与收敛表现。
2024-12-03 cs.IT eess.SP math.IT
Cell-Free MIMO Perceptive Mobile Networks: Cloud vs. Edge Processing
本文研究无蜂窝MIMO感知移动网络的上行链路设计，提出并比较云端与边缘解码/感知的四种方案，通过联合前传量化在感知约束下最大化可达速率，为前传受限网络中的功能分配提供指导。
2024-03-28 cs.IT eess.SP math.IT
Massive MIMO 5G Cellular Networks: mm-wave vs. μ-wave Frequencies
增强型移动宽带（eMBB）是为下一代移动无线网络开发新标准5G新无线电的关键用例之一。大型天线阵列，也就是。大规模MIMO、使用10-100 GHz范围内的载波频率、所谓的毫米波（mm波）频带以及引入小型小区的网络密集化是允许实施eMBB服务并实现Gbit/s移动无线体验的三种技术。本文重点介绍大规模MIMO技术;最初设想用于sub-6 GHz范围（μ波）的传统蜂窝频率，大规模MIMO概念随后逐步扩展到使用mm波频率的情况。然而，由于城市场景中的不同传播机制，所得到的μ波和mm波处的MIMO信道模型是根本不同的。本文指出了六个关键的基本差异，以及它们对通信收发器的架构和算法以及在可靠性和多路复用能力方面可达到的性能的影响。
2017-02-23 cs.IT math.IT
Transmit Power Allocation for Joint Communication and Sensing through Massive MIMO Arrays
本文考虑的情况下，一个基站（BS），配备了一个大规模的天线阵列，执行，使用相同的频率范围内，既与移动用户的通信和雷达监视周围环境，依赖于大规模MIMO阵列的能力，以合成多个窄波束。基于用于通信和监视任务的OFDM信令格式，提供了系统可实现的下行链路速率的下限，以及不需要关于目标参数的任何知识的GLRT检测规则。然后，提出了一种功率分配策略，旨在最大限度地提高移动用户的公平性，同时保证最小的信号干扰比的雷达系统的阈值。数值结果表明，该系统的性能是有效的，功率控制过程有助于提高系统的公平性。
2020-03-29 cs.IT eess.SP math.IT
Performance Characterization of a Real-Time Massive MIMO System with LOS Mobile Channels
给出了在中等移动性的视距（LOS）场景中大规模MIMO性能的第一次测量结果，其中使用3.7 GHz的100天线基站（BS）实时的【形】服务8个用户。当如此大量的信道动态地改变时，固有的传播和处理延迟与改变速率具有关键关系，因为使用过时的信道信息可能导致严重的检测和预编码不准确。特别是对于下行链路（DL），与大规模多输入多输出（MIMO）部署同义的时分双工（TDD）配置可能意味着在极端情况下仅上行链路（UL）可用。因此，研究移动性对大规模MIMO性能的影响并考虑对抗潜在限制的方法是非常有趣的。在具有移动的汽车和行人的移动场景中，在空间中的许多点上对大规模MIMO信道进行采样以构建整体用户正交性的图像，并且考虑方位角和仰角阵列配置的影响。时间分析也进行了车辆移动到29公里/小时和实时的【形】出错率（BER）的UL和DL没有功率控制。对于100天线系统，发现当与8天线系统相比时，信道状态信息（CSI）更新速率要求可以增加7倍，而功率控制更新速率可以相对于单天线系统降低至少5倍。
2017-05-20 cs.IT math.IT
Cell-free Massive MIMO for UAV Communications
研究了无蜂窝大规模多输入多输出架构对无人机通信的支持。在一般假设的移动台，无论是无人机或地面用户，和接入点之间的传播信道遵循莱斯分布，我们推导出封闭形式的频谱效率下限的上行链路和下行链路的线性最小均方误差（LMMSE）信道估计。我们还提出了这样一个系统的功率分配和用户调度策略。我们的数值结果表明，无小区大规模多输入多输出架构可以提供比传统的多小区大规模多输入多输出网络部署更好的性能。
2019-02-10 cs.IT eess.SP math.IT
Vector Bin-and-Cancel for MIMO Distributed Full-Duplex
在多输入多输出（MIMO）全双工网络中，其中带内全双工基础设施节点与支持同时上行和下行流的两个半双工移动台通信，上行和下行移动台之间的移动台间干扰限制了系统性能。我们研究了在不同的信道模型下，在这样的网络中的移动台之间利用带外侧信道的影响。对于时不变信道，我们的目标是表征边信道辅助的MIMO全双工网络的广义自由度（GDOF）。对于慢衰落信道，我们专注于分集复用权衡（DMT）的系统与各种假设的信道状态信息的可用性在发射机（CSIT）。最佳性能的关键是一个向量箱和取消策略，利用汉小林消息分裂，这是实现系统容量区域内的一个恒定的位。我们量化了侧信道如何改善GDoF和DMT相比，没有额外的正交频谱的系统。从我们的分析中获得的见解揭示了：i）来自不同节点处的多个天线的空间资源与侧信道的频谱资源之间的权衡，以及ii）发射机处的信道不确定性与侧信道的使用之间的相互作用。
2015-01-16 cs.IT math.IT
Rate-Splitting for CF Massive MIMO Systems With Channel Aging
针对信道老化问题，本文利用速率分裂技术减轻CF大规模MIMO系统中的干扰，提出二分法预编码方案并推导闭式SE表达式，显著提升系统性能。
2023-08-30 cs.IT math.IT
Base-Station Selections for QoS Provisioning Over Distributed Multi-User MIMO Links in Wireless Networks
针对分布式多输入多输出（MIMO）链路中多个位置无关的基站（BS）协同向多个移动用户传输数据的问题，提出了QoS感知的BS选择和相应的资源分配方案.我们提出的方案旨在最大限度地减少BS的使用和减少分布式MIMO传输的干扰范围，同时满足不同的统计延迟QoS要求的所有用户，其特征在于延迟约束违反概率和有效容量技术。具体来说，我们提出了两个BS使用最小化框架开发QoS感知BS选择方案和相应的无线资源分配算法在多个移动用户。第一个框架采用联合块对角化（BD）和概率传输（PT）来实现多个移动用户的多址接入，而第二个框架采用时分多址（TDMA）方法来控制多个用户的链路。然后，我们推导出这两个框架的最佳BS选择方案，分别。此外，我们还进一步讨论了仅基于PT的BS选择方案。还进行了一组模拟评估，比较研究我们提出的方案的平均BS使用和干扰范围，并分析QoS约束对分布式MIMO传输的BS选择的影响。
2011-04-30 cs.IT math.IT
Joint Localization and Mapping through Millimeter Wave MIMO in 5G Systems - Extended Version
具有多个发射和接收天线的毫米波信号被认为是5G系统中增强移动宽带服务的实现技术。虽然这种组合主要与实现高数据率相关，但它也为基于无线电的定位提供了巨大的潜力。最近的研究表明，具有多个发射和接收天线的毫米波系统能够联合估计移动终端的位置和方向，同时映射无线电环境。为此，我们提出了一种基于消息传递的估计器，它联合估计移动终端的位置和方向，以及反射器或散射体的位置。我们提供的数值例子表明，这种估计可以提供相当高的估计精度相比，一个国家的最先进的估计。我们的例子表明，我们的消息传递为基础的估计既不需要存在的视线路径，也不需要先验知识的任何参数估计。
2018-08-02 cs.IT math.IT
Data Detection in Single User Massive MIMO Using Re-Transmissions
单用户大规模多输入多输出（MIMO）可以用来提高频谱效率，因为数据是同时从位于基站和移动的大量天线发送。在毫米波频率下，在移动设备中具有大量天线是可行的。然而，单用户大规模MIMO的主要缺点是在接收端的数据恢复的高复杂度。在这项工作中，我们提出了一个低复杂度的数据检测方法的帮助下，重传。Turbo码用于提高误码率（BER）。仿真结果表明，与单次传输的情况相比，只有两次重传的BER显着改善。我们还表明，在一个大规模的MIMO信道与重传的无差错传播所需的最小平均SNR每比特是相同的加性高斯白噪声（AWGN）信道，这是等于$-1.6$ dB。
2018-11-28 cs.IT math.IT
An Overview of Transmission Theory and Techniques of Large-scale Antenna Systems for 5G Wireless Communications
为了满足未来对无线数据服务的巨大业务量的需求，近年来已经进行了对第五代（5G）移动通信系统的研究。预计5G移动通信系统中的频谱和能量效率应该比第四代（4G）移动通信系统中的频谱和能量效率高十倍。因此，重要的是进一步开发多个天线的空间复用的潜力。在过去的二十年中，多输入多输出（MIMO）天线技术被认为是提高无线通信系统容量的关键技术。当在基站中配备大规模天线阵列（也称为大规模MIMO）或部署大量分布式天线（也称为大规模分布式MIMO）时，可以通过使用空间域多址来进一步提高频谱和能量效率。本文综述了大规模MIMO和大规模分布式MIMO系统，包括频谱效率分析、信道状态信息（CSI）获取、无线传输技术和资源分配。
2016-05-11 cs.IT math.IT
Continuous Beam Alignment for Mobile MIMO
针对移动MIMO中窄波束对齐开销大且易漂移的问题，提出基于波束角度速率变化预测的连续波束调整方法，无需额外导频开销，显著提升跟踪性能并降低60%-87%导频开销。
2023-11-14 cs.IT cs.NI eess.SP
Can Massive MIMO Support Uplink Intensive Applications?
当前的室外移动网络基础设施不能支持上行链路密集型移动应用，例如收集和上传大量实时的数据的联网车辆。我们的研究表明，最大比（MR）解码，它在理论上是不可能的，以支持无小区的大规模MIMO这样的应用，它需要在单小区配置的服务天线的数量非常大，使它实际上是不可行的;但是通过迫零（ZF）解码，这样的应用可以容易地由具有非常适度数量的接入点（AP）的无小区大规模MIMO来支持，并且在单小区配置中需要更多的服务天线。通过新推导的无小区大规模MIMO的SINR表达式，我们表明上行链路功率控制是不必要的，并且在2GHz频带上，在城市和郊区形态中，对于上行链路数据传输的10 MHz有效带宽，每平方公里90个单天线AP和每平方公里32个单天线AP分别足以支持18辆自动驾驶汽车。在农村形态中，使用450 MHz频带，每平方公里仅2个单天线AP就足够了。
2019-02-12 cs.IT math.IT
Massive MIMO Unlicensed: A New Approach to Dynamic Spectrum Access
目前，人们对无线移动业务的需求是巨大的，并且在不久的将来还将继续增长。因此，移动蜂窝运营商将未授权频谱视为经济的补充，以增加其即将过载的网络的容量。同样的未授权频段正在吸引互联网服务提供商、场地所有者和当局自主建立和管理他们的高性能专用网络。鉴于这一令人兴奋的未来，确保多种未授权技术之间的共存成为一个关键问题。到目前为止，这个问题仅仅通过基于间歇性传输的低效共享方案来解决。在本文中，我们介绍了大规模MIMO免许可背后的基本原理和主要挑战，这是一种全新的免许可频段技术共存方法，旨在提高频谱重用，以满足大量用例的需求。
2017-04-04 cs.IT math.IT
Large Deviation Delay Analysis of Queue-Aware Multi-user MIMO Systems with Multi-timescale Mobile-Driven Feedback
The Hong Kong University of Science and Technology（香港科技大学）
针对多用户MIMO系统中反馈受限下的队列延迟问题，提出一种两阶段队列感知用户调度算法，并通过样本路径大偏差分析证明其延迟衰减率远优于仅基于CSI的算法。
2013-05-26 cs.IT cs.SY eess.SY
URLLC and eMBB Coexistence in MIMO Non-orthogonal Multiple Access Systems
增强型移动宽带（eMBB）和超可靠低延迟通信（URLLC）是第五代移动通信系统（5G）中的两种主要预期服务。具体而言，eMBB应用支持极高数据率通信，而URLLC服务旨在提供具有高可靠性通信的严格延迟。由于URLLC和eMBB服务对服务质量（QoS）的要求不同，它们之间的频谱共享成为一个具有挑战性的调度问题。在本文中，我们的目标是研究穿孔技术下的多输入多输出（MIMO）非正交多址（NOMA）系统中的URLLC和eMBB协同调度/共存问题。该目标函数通过联合用户选择和功率分配调度，在满足URLLC用户时延要求的同时，最大化eMBB用户的数据率。为了解决这个问题，我们首先引入了一个eMBB用户聚类机制，以平衡系统性能和计算复杂性。之后，我们将原问题分解为两个子问题，即用户选择和功率分配的调度问题。我们引入了Gale-Shapley（GS）理论来解决用户选择问题，并引入了连续凸近似（SCA）和凸差分（D.C.）编程来处理功率分配问题。最后，利用迭代算法以较低的计算复杂性找到全局解。数值结果表明了所提算法的有效性，也验证了所提方法优于其他基线方法。
2021-09-13 cs.IT eess.SP math.IT
Using Massive MIMO Arrays for Joint Communication and Sensing
在超5G和6 G无线通信系统领域中越来越重要的趋势之一是对联合执行通信和环境感测的系统的研究。本文提出了使用基站（BS），我们称之为\textit{radar-BS}，配备了一个大规模的天线阵列来执行，使用相同的频率范围，与移动用户通信，并通过雷达扫描感测/监视周围环境。大规模天线阵列实际上既可以作为具有协同定位天线的MIMO雷达（发射指向正仰角的雷达信号）运行，又可以执行信号空间波束成形，以主要基于地面与用户进行通信。我们的研究结果表明，使用一个大规模的MIMO雷达基站的通信和雷达系统可以共存，相互干扰很小。
2019-12-01 cs.IT eess.SP math.IT
Partial reciprocity-based precoding matrix prediction in FDD massive MIMO with mobility
针对移动场景下FDD大规模MIMO系统实时预编码的挑战，提出基于部分互易性的预编码矩阵预测方案，利用信道格拉姆矩阵降复杂度，通过闭式特征向量插值预测预编码器，在30-500km/h速度下性能优于传统方案。
2024-10-06 cs.IT eess.SP math.IT
User-centric Handover in mmWave Cell-Free Massive MIMO with User Mobility
研究了毫米波载波频率下的无小区大规模多输入多输出（MIMO）系统与用户移动性之间的耦合问题。首先，考虑到用户移动性和信道老化的影响，引入了毫米波信道。然后，三个波束成形技术，提出了在所考虑的情况下，随着动态用户关联技术（切换）：从每个移动终端和接入点（AP）的集群之间的以用户为中心的关联开始，制定和分析用于更新AP集群的规则。数值结果表明，所提出的波束形成和用户关联技术是有效的，在所考虑的场景。
2021-05-19 cs.IT eess.SP math.IT
Channel Estimation for Extremely Large-Scale Massive MIMO Systems
超大规模大规模多输入多输出（MIMO）在未来移动通信中显示出巨大的潜力。然而，极大孔径阵列的使用导致近场和空间非平稳信道条件，这导致收发器设计和应获取的信道状态信息的变化。这封信的重点是信道估计问题，并通过子阵列和散射点之间的映射描述了非平稳信道。本文分别从子阵和散射体的角度提出了子阵和散射体两种信道估计方法来估计近场非平稳信道。仿真结果表明，子阵方向的方法能够以较低的计算复杂度获得准确的信道估计结果，而散射体方向的方法能够准确定位散射体，并能够识别子阵和散射体之间的几乎所有映射关系。
2019-10-11 cs.IT eess.SP math.IT
Integrated Communication, Localization, and Sensing in 6G D-MIMO Networks
本文研究6G D-MIMO网络中的通信感知一体化，通过分析不同架构与部署方式揭示冲突与协同，并结合仿真演示阐明实现ISAC的机遇与挑战。
2024-03-28 cs.IT eess.SP math.IT
Analysis of UAV Communications in Cell-Free Massive MIMO systems
我们研究支持无人机（UAV）通信通过一个无小区的大规模MIMO架构，其中大量的接入点（AP）部署在大的共址大规模MIMO阵列的地方。我们还考虑通过应用以用户为中心的关联方法，其中每个用户仅从网络中的AP的子集中获得服务的纯无小区架构的变化。在一般的假设下，移动台之间的传播信道，无论是无人机或地面用户（GUE），和AP遵循莱斯分布，我们推导出封闭形式的频谱效率下限的上行链路和下行链路的线性最小均方误差信道估计。我们考虑了几种功率分配和用户调度策略，这样的系统，而且，在这些，也最小速率最大化的功率分配策略，以提高系统的公平性。我们的数值结果表明，无小区的大规模MIMO架构及其低复杂度的以用户为中心的替代方案可以提供比传统的多小区大规模MIMO网络部署更好的性能。
2020-01-10 cs.IT eess.SP math.IT
Enhanced Mobile Digital Video Broadcasting with Distributed Space-Time Coding
本文研究了未来数字视频广播--下一代手持设备（DVB-NGH）标准的分布式空时编码方案。我们首先从理论上证明了分布式MIMO方案是信道容量方面的最佳广播方案。因此，我们评估了几个ST编码建议的DVB-NGH与实际的系统规格和信道条件的性能。仿真结果表明，3D码是最好的ST编码解决方案的广播在分布式MIMO场景。
2012-12-11 cs.IT cs.MM math.IT
Is Channel Estimation Necessary to Select Phase-Shifts for RIS-Assisted Massive MIMO?
针对RIS辅助大规模MIMO系统，推导了基于瞬时估计和信道统计的两种贝叶斯信道估计器，并提出新型相移选择启发式方法与定点功率控制算法，显著提升了小区边缘用户频谱效率。
2023-09-13 cs.IT eess.SP math.IT
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
Artificial-Noise-Aided Secure Near-Field MIMO With Fluid Antenna Systems
Frontiers Science Center for Mobile Information Communication and Security, Southeast University（东南大学移动信息通信与安全前沿科学中心）；Key Laboratory of Intelligent Support Technology for Complex Environments, Ministry of Education, Nanjing University of Information Science and Technology（南京信息工程大学教育部复杂环境智能支持技术重点实验室）；Purple Mountain Laboratories（紫金山实验室）；School of Electronic and Information Engineering, South China University of Technology（华南理工大学电子与信息工程学院）；School of Communication Engineering, Hangzhou Dianzi University（杭州电子科技大学通信工程学院）；School of Electronics and Information Engineering, Nanjing University of Information Science and Technology（南京信息工程大学电子与信息工程学院）；School of Communication and Information Engineering, Nanjing University of Posts and Telecommunications（南京邮电大学通信与工程学院）
本文提出一种利用人工噪声增强物理层安全性的近场流体天线MIMO方案，通过交替优化框架解决非凸设计问题，实现高效的安全传输。
2026-05-09 cs.IT 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
Dual Polarized Modulation and Receivers for Mobile Communications in Urban Areas
实现频谱效率（SE）的增加一直是通信系统设计中的主要驱动力。在移动通信中使用MIMO技术在提高系统吞吐量方面取得了显著的效益。MIMO的基本概念是利用信号和信道特性来消除多个传输之间的干扰。从工业项目\cite{NGW,Henarejos}下开展的工作出发，我们扩展了各自报告中提供的结果。目标是在发射机处没有任何信道状态信息和发射机处没有反馈的情况下增加SE而不增加辐射能量，并且在接收机处保持非常低的计算复杂度。虽然需要先验的额外功率来增加SE，我们证明了所提出的极化调制（PMod）方案利用极化分集减少所需的EbN0，并增加了一个额外的位。我们还介绍了两个接收机解调这种方案的不同的计算复杂度。我们描述了一个近最佳检测器（NOD），它实现了几乎相同的性能的最佳检测器的基础上的最大似然检测（MLD），但具有较低的计算复杂度。最后，仿真结果表明，与单极化情况相比，PMod需要更少的EbN0，在交叉极化情况下保证了鲁棒性，并验证了PMod可以复用两个不同服务质量（QoS）的流。
2018-03-20 cs.IT eess.SP math.IT
Asymptotic Analysis of the Downlink in Cooperative Massive MIMO Systems
本文针对协作大规模MIMO下行链路，推导每基站天线数增大时的渐近性能闭式表达式，并提出本地功率分配算法以接近最优性能并降低基站间协调开销。
2023-09-25 cs.IT eess.SP math.IT
Analysis of MIMO Systems used in planning a 4G-WiMAX Network in Ghana
随着移动数据业务需求的增长，宽带无线接入（BWA）正在成为移动通信中增长最快的领域之一。创新的无线通信系统（例如WiMAX）被期望提供高度可靠的宽带无线电接入，以便满足新兴的高速数据和多媒体服务的日益增长的需求。在加纳，WiMAX技术的部署最近已经开始。在多种干扰存在的情况下规划这些高容量网络，以实现使用户能够享受廉价且可靠的互联网服务的目的是一个关键的设计问题。本文采用了确定性的方法来模拟初始MIMO天线配置的误码率（BER），考虑在加纳部署高容量的4G-WiMAX网络。在部署网络中使用的天线的辐射方向图已与Genex-Unet和NEC和结果进行了模拟。具有最佳抑制旁瓣的自适应4x 4 MIMO天线配置已经被建议用于未来的网络部署，因为与在存在多个干扰器的情况下似乎受影响较小的4x 4天线配置相比，在初始网络部署中使用的自适应2x2 MIMO天线配置提供了对平均BER性能的较差估计。
2013-12-18 cs.IT math.IT
Joint Optimization of Power Allocation and Training Duration for Uplink Multiuser MIMO Communications
在本文中，我们考虑了一个多用户多输入多输出（MU-MIMO）通信系统之间的基站配备了多个天线和多个移动用户，每个都配备了一个单一的天线。考虑上行链路场景。上行链路信道由基站通过训练阶段获取。两个线性处理方案，即最大比合并（MRC）和迫零（ZF）。我们优化的训练周期和最佳的训练能量的平均和峰值功率约束下，使可实现的和速率最大化。
2014-09-22 cs.IT math.IT
User Selection in Millimeter Wave Massive MIMO System using Convolutional Neural Networks
由于低功耗和高能效，用于毫米波（mmW）大规模多输入多输出系统的混合架构被认为是实际可实现的。然而，由于RF链的数量有限，用户选择对于这种架构变得必要。传统的用户选择算法具有较高的计算复杂度，因此在5G及更高级别的无线移动通信中可能无法扩展。为了解决这个问题，在这封信中，我们提出了一个低复杂度的CNN框架的用户选择。建议的CNN接受作为输入的信道矩阵，并给出作为输出的选择的用户。仿真结果表明，所提出的CNN执行接近最佳的穷举搜索方面的可实现的速率，具有可忽略不计的计算复杂度。此外，基于CNN的用户选择在可达速率和计算复杂度方面优于进化算法和贪婪算法。最后，仿真结果也表明，所提出的CNN的用户选择方案是鲁棒的信道缺陷。
2020-06-30 cs.IT eess.SP math.IT
Distributed Collaborative User Positioning for Cell-Free Massive MIMO with Multi-Agent Reinforcement Learning
针对无蜂窝大规模MIMO系统的分布式定位需求，提出结合MARL的两阶段分布式协同定位架构，由接收信号强度初步定位网络和到达角辅助校正网络组成，定位精度优于传统指纹定位方法。
2024-10-07 cs.IT eess.SP math.IT
Scalability and Implementation Aspects of Cell-Free Massive MIMO for ISAC
本文针对无蜂窝大规模MIMO在集成感知与通信场景下的可扩展性问题，提出在用户中心架构上叠加目标中心方法，并考虑前传负载与扫描协议，在降低复杂度的同时实现接近或优于非可扩展方案的性能。
2024-06-07 cs.IT eess.SP math.IT
Detection and Estimation Algorithms in Massive MIMO Systems
本书回顾了具有大量天线的多用户多天线无线系统（称为大规模多输入多输出（MIMO）系统）的信号检测和参数估计技术。我们认为集中式天线系统（CAS）和分布式天线系统（DAS）的架构，其中大量的天线元件被采用，并专注于移动蜂窝系统的上行链路。特别是，我们专注于接收处理技术，包括信号检测和参数估计问题，并讨论大规模MIMO系统的具体需求。仿真结果说明了性能的检测和估计算法在几种情况下的利益。讨论了大规模MIMO系统的关键问题，并指出了未来的发展趋势。
2014-08-21 cs.IT math.IT
Foundations of User-Centric Cell-Free Massive MIMO
本专著系统阐述了以用户为中心的无小区大规模MIMO的基础，涵盖动机、数学定义、信道估计与收发信号处理算法、频谱效率分析及资源分配方法，揭示了性能、复杂度与前传需求的权衡。
2023-11-27 cs.IT eess.SP math.IT
Millimeter Wave Communications with OAM-SM Scheme for Future Mobile Networks
轨道角动量（OAM）技术为毫米波通信中的信息传输提供了新的自由度。针对OAM波束的空间分布特性，首次提出了一种适用于未来移动网络的OAM空间调制（OAM SM）毫米波通信系统。此外，OAM-SM毫米波通信系统的容量，平均误码率和能量效率的解析推导性能分析。与传统的多输入多输出（MIMO）毫米波通信系统相比，OAM-SM毫米波通信系统的最大容量和能量效率分别提高了36%和472.3%。此外，数值结果表明，所提出的OAM-SM毫米波通信系统比传统的MIMO毫米波通信系统具有更强的鲁棒性，这使得它适合于长距离传输。因此，OAM-SM毫米波通信系统为未来移动网络提供了巨大的发展空间。
2016-12-14 cs.IT cs.NI math.IT
Overview of Full-Dimension MIMO in LTE-Advanced Pro
具有大量基站天线的多输入多输出（MIMO）系统（通常称为大规模MIMO）作为提高下一代蜂窝系统的频谱效率、能量效率和处理复杂度的手段而受到学术界和工业界的广泛关注。为了满足未来无线通信系统日益增长的需求，移动通信行业已经启动了大规模MIMO系统的可行性研究。概念验证系统的现场试验已经证明了全维MIMO（FD-MIMO）的潜在增益，FD-MIMO是第三代合作伙伴计划（3GPP）中MIMO增强的官方名称。3GPP发起了将该技术无缝集成到当前4G LTE系统中的标准化活动。在本文中，我们提供了FD-MIMO系统的概述，重点是对Release 13的标准化过程进行的讨论和辩论。我们提出了FD-MIMO系统的主要特点，总结了标准化和实际系统设计的主要问题，并对典型的FD-MIMO场景进行了性能评估。
2016-08-10 cs.IT math.IT
Efficient Design of Fronthaul-Constrained Uplink Reception for Cell-Free XL-MIMO
Jeonbuk National University（全北国立大学）；Hanyang University（汉阳大学）
本文研究了无源超大规模MIMO系统上行接收的可扩展性和前端高效设计，通过联合优化线性变换矩阵和前端压缩策略，提出加速FP算法，降低计算复杂度并提升上行总速率。
2026-04-23 cs.IT eess.SP math.IT
Backhaul Limited Asymmetric Cooperation for MIMO Cellular Networks via Semidefinite Relaxation
多小区协作由于其能够消除小区间干扰和提高频谱效率而近来引起了极大的关注。然而，通过回程链路交换的大量信息（包括信道状态信息和用户数据）可能会恶化现实系统中的网络性能。本文采用了回程成本度量，考虑了积极的定向合作链路的数量，这给出了一个一阶测量的回程负载所需的非对称多输入多输出（MIMO）合作。我们专注于多天线基站和单天线移动站的下行链路场景。设计问题是最小化活动定向协作链路的数量，并在移动台处的信号干扰噪声比（SINR）约束下联合优化协作BS之间的波束成形向量。这个问题是非凸的，解决它需要组合搜索。提出了一种基于光滑逼近和半定松弛的组合优化算法。我们证明了半定松弛是紧的概率为1，在我们的算法和平稳收敛的保证。仿真结果表明，与几种基准方案相比，该方案在回程成本和功耗方面有显著的节省，证明了该方案的有效性。
2014-01-10 cs.IT math.IT
Signal Processing for MIMO-NOMA: Present and Future Challenges
非正交多址接入（NOMA）作为多址接入家族的最新成员，被认为是5G移动网络的重要组成部分。NOMA和多天线多输入多输出（MIMO）技术的结合在提高频谱效率和向更多用户提供更好的无线服务方面展现出显著的潜力。本文介绍了MIMO-NOMA的基本概念，总结了MIMO-NOMA系统中的关键技术问题。然后，我们探讨的问题制定，波束成形，用户聚类，和功率分配的单/多簇MIMO-NOMA在文献中，随着他们的局限性。此外，我们指出的连续干扰消除（SIC）的稳定性，出现在实际的NOMA/MIMO-NOMA系统中使用可实现的速率作为性能指标的一个重要问题。最后，我们讨论了将NOMA与大规模/毫米波MIMO结合，并确定了这一领域的主要挑战和未来可能的研究方向。
2018-02-02 cs.IT math.IT
