Rate-Splitting Random Access Mechanism for Massive Machine Type Communications in 5G Cellular Internet-of-Things
蜂窝物联网已经导致数百万机器类型通信（MTC）设备的部署。这些大量的设备必须经由随机接入信道（RACH）机制与单个gNodeB（gNB）通信。然而，现有的RACH机制在处理如此大量的设备时是低效的。为了解决这个问题，我们提出了速率分裂随机接入（RSRA）机制，它使用速率分裂和解码速率分裂多址（RSMA），以提高RACH的成功率。该机制将消息分为公共消息和私有消息，提高了解码性能。我们使用广泛的模拟证明，所提出的RSRA机制显着提高了MTC在蜂窝物联网网络中的成功率。我们还评估了所提出的机制随着设备数量的增加和接收功率差异的性能。
2021-06-08 cs.IT math.IT
Rate-Splitting Multiple Access for Enhanced URLLC and eMBB in 6G
速率分割多址接入（RSMA）是一种灵活、鲁棒的下行链路多天线无线网络多址接入方案。RSMA依赖于发射机处的速率分离（RS）和接收机处的连续干扰消除（SIC）。在这项工作中，我们研究了RSMA在与新无线电（NR）和6G的重要核心服务，即增强型超可靠和低延迟（URLLC）和增强型移动宽带通信（eMBB）相关的场景中的性能。我们提出了最佳的系统设计，采用RSMA的目标短数据包和低延迟通信，以及鲁棒的通信与高吞吐量的实际和重要的设置不完善的信道状态信息在发射机（CSIT）源于用户的移动性和反馈延迟在网络中。我们通过数值结果证明，RSMA实现了比空分多址（SDMA）和非正交多址（NOMA）更高的性能，并且能够有效地满足6G中增强型URLLC和eMBB的要求。
2021-08-11 cs.IT math.IT
A Primer on Rate-Splitting Multiple Access: Tutorial, Myths, and Frequently Asked Questions
速率分割多址（RSMA）已经成为下一代通信系统的强大的多址、干扰管理和多用户策略。在本教程中，我们从5G中的正交多址（OMA）与非正交多址（NOMA）讨论出发，以及4G和5G中的空分多址（SDMA）、多用户和大规模MIMO中使用的传统多用户线性预编码方法，并展示了6G及更高版本的多用户通信和多址接入设计如何与干扰管理的基本问题密切相关。我们从干扰管理和速率分割的基本原理开始，逐步描绘下行链路、上行链路和多小区网络的RSMA框架。我们表明，在过去几代的多址技术（OMA，NOMA，SDMA）相比，RSMA提供了许多好处。然后，我们将讨论这些优势如何转化为RSMA在6G的40多种不同应用和场景中的众多机会。我们最后解决常见的神话和回答常见问题，开放的讨论有趣的未来研究途径。在众多优势和应用的支持下，本教程总结了RSMA在下一代网络中所发挥的支撑作用，这将激励未来的研究，开发和6G RSMA辅助通信的标准化。
2023-01-10 cs.IT math.IT
Asymptotically Optimal Multiple-access Communication via Distributed Rate Splitting
我们考虑了在分布式环境中的多址通信问题，同时考虑了加性高斯白噪声信道和离散无记忆信道。我们提出了一个计划，称为分布式速率分裂，以实现最佳的速率允许的信息论在分布式方式。在该方案中，每个真实用户在M用户高斯信道中通过功率/速率分裂机制或在M用户离散无记忆信道中通过随机切换机制产生多个虚拟用户。在接收机处，所有虚拟用户被相继解码。与其他多址接入技术相比，分布式速率分裂可以以较低的复杂度和较少的协调来实现。此外，在一个对称的设置，我们表明，该计划实现的速率元组收敛到信息理论界所允许的最大等速率点，每个真实用户的虚拟用户的数量趋于无穷大。当容量区域是不对称的，我们证明了一个点上的优势面可以渐近实现。最后，当每个真实用户的虚拟用户数不相等时，我们表明可以以分布式方式容纳不同的用户速率要求。
2006-10-03 cs.IT math.IT
A Low-Complexity Design for Rate-Splitting Multiple Access in Overloaded MIMO Networks
本文针对过载MIMO网络，提出一种基于闭式解的低复杂度RSMA设计，用于预编码器选择和资源分配，相比SDMA基准，显著提升了性能增益。
2023-06-23 cs.IT math.IT
Joint Power Allocation and Rate Control for Rate Splitting Multiple Access Networks with Covert Communications
速率分割多址接入（RSMA）是近年来兴起的一种提高多址接入网络传输速率的新技术。与传统的多址接入方案不同，RSMA需要以不同的速率拆分和传输消息。考虑到环境的不确定性和动态性，发射机处的功率分配和速率控制的联合优化是具有挑战性的。此外，RSMA网络中的安全传输是一个关键问题，因为传输的消息很容易暴露给对手。这项工作首先提出了一个随机优化框架，允许发射机自适应地调整其功率和传输速率分配给用户，从而最大限度地提高系统的总速率和公平性的存在下的对手。然后，我们开发了一个高效的学习算法，可以帮助发射机找到最佳的政策，而不需要提前对环境的完整信息。大量的仿真结果表明，我们提出的方案可以实现积极的隐蔽传输率在有限的块长度制度和非饱和率在高信噪比值。更重要的是，我们可实现的隐蔽率可以在高SNR值下增加（即，20 dB到40 dB），与传统多址方案的饱和速率相比。
2022-03-31 cs.IT math.IT
Cognitive Radio-Inspired Rate-Splitting Multiple Access for Semi-Grant-Free Transmissions
在本文中，我们提出了一种认知无线电启发的速率分裂多址（CR-RSMA）方案，以协助半免授权（SGF）传输，其中一个基于授权的用户（GBU）和多个免授权用户（GFU）通过共享相同的资源块接入基站（BS）。利用认知无线电原理，GBU和接纳的GFU分别被视为主用户和次用户，并且在接纳的GFU处应用速率分裂以实现SGF传输。与正交多址接入相比，在BS处被接纳的GFU的发射功率分配、目标速率分配和连续干扰消除解码顺序被联合优化，以获得被接纳的GFU的最大可实现速率，而不会恶化GBU的中断性能。由于扩展的非中断区，CR-RSMA-assisted SGF（CR-RSMA-SGF）传输实现比认知无线电启发的非正交多址接入辅助的SGF传输更低的中断概率。推导了接纳GFU中断概率的精确表达式和渐近分析，以评估CR-RSMA-SGF传输的系统性能。分析和仿真结果验证了CR-RSMA-SGF传输的优越中断性能和全多用户分集增益。
2022-08-15 cs.IT math.IT
Rate-Splitting Multiple Access for Coordinated Multi-Point Joint Transmission
作为一种有前途的下行链路多址接入方案，在下行链路单小区系统中，与空分多址接入（SDMA）和非正交多址接入（NOMA）相比，速率分裂多址接入（RSMA）已被证明具有更高的频谱和能量效率。通过依赖于发射机处的线性预编码速率分割和接收机处的连续干扰消除，RSMA具有部分解码干扰并部分将干扰视为噪声的能力，因此可以应对各种用户部署和网络负载。在这项工作中，我们通过研究最佳波束形成器设计来进一步研究下行链路协调多点（CoMP）联合传输（JT）网络中的RSMA，以最大化所有用户的加权和速率（WSR），该加权和速率（WSR）受到个人服务质量（QoS）速率约束和每个基站功率约束。数值结果表明，在CoMP JT中，RSMA在用户间和小区间信道强度差异的大范围内实现了比SDMA和NOMA显著的WSR改善。具体而言，SDMA（resp. NOMA）更适合于部署很少（或大）用户间信道强度差异和大（分别小区间信道差异小，而RSMA适合于任何部署。我们得出结论，RSMA提供了速率，鲁棒性和QoS的增强，SDMA和NOMA在CoMP JT网络。
2019-01-17 cs.IT math.IT
Rate Splitting Multiple Access for Multi-Antenna Multi-Carrier Joint Communications and Jamming
速率分割多址（RSMA）是用于下行链路多天线无线网络的鲁棒多址方案。在这项工作中，我们研究了一种新的应用RSMA的联合通信和干扰与多载波（MC）波形在多输入单输出（MISO）广播信道（BC）。我们的目标是同时与信息用户（IU）进行通信，并干扰敌对用户（AU），以破坏他们的通信，所有用户在各自的网络中通过MC波形进行宽带通信。我们考虑的实际设置不完美的CSI在发射机（CSIT）的IU和统计CSIT的AU。最佳的信息和干扰预编码器的设计，以最大限度地提高总速率下的干扰功率约束的导频子载波的AU，一个干扰方法被认为是最具破坏性的方法MC波形下所考虑的系统模型。我们比较了RSMA和空分多址（SDMA）方案的和速率性能的数值结果表明，RSMA实现了显着的和速率增益相比，SDMA。
2021-08-11 cs.IT math.IT
Energy Efficiency of Rate-Splitting Multiple Access, and Performance Benefits over SDMA and NOMA
速率分割多址（RSMA）是用于下行链路多天线系统的通用且强大的多址框架，并且包括作为特殊情况的空分多址（SDMA）和非正交多址（NOMA）。RSMA依赖于具有连续干扰消除（SIC）的线性预编码速率分割来解码干扰的一部分，并将干扰的剩余部分视为噪声。最近，RSMA已经被证明在宽范围的网络负载（欠载和过载状态）和用户部署（具有发射机处的信道方向、信道强度和信道状态信息的质量的多样性）中在速率方面优于SDMA和NOMA两者。此外，RSMA被示出为以较低的计算复杂性为发送调度器和接收器提供比NOMA更高的频谱效率和QoS增强。在本文中，我们建立在这些结果的基础上，并调查的能量效率相比，SDMA和NOMA的RSMA。考虑到多输入单输出广播信道，我们表明，RSMA是更节能的比SDMA和NOMA在广泛的用户部署（具有多样性的信道方向和信道强度）。我们的结论是，RSMA是更频谱和能源效率比SDMA和NOMA。
2018-11-21 cs.IT math.IT
Fully Connected Reconfigurable Intelligent Surface Aided Rate-Splitting Multiple Access for Multi-User Multi-Antenna Transmission
速率分割多址接入（RSMA）是一种非常有前途的多址接入方案，也是6G的非正交传输框架和干扰管理策略。受多用户多天线传输中RSMA比传统MA方案获得的吸引人的频谱效率增益的启发，本文将RSMA引入到可重构智能表面（RIS）辅助的多输入单输出（MISO）广播信道（BC）中。为了进一步提高频谱效率，一个更广义的RIS架构称为全连接RIS被认为是。通过联合优化散射矩阵的全连接RIS和发射波束形成器，以最大化的和速率，我们表明，建议的全连接RIS辅助RSMA传输方案显着提高了频谱效率相比，传统的单连接RIS计划和计划没有RIS。它是线性预编码多用户多天线网络的新基准。
2022-03-10 cs.IT math.IT
A Practical Max-Min Fair Resource Allocation Algorithm for Rate-Splitting Multiple Access
本文针对 RSMA 多天线广播信道中的最大最小公平问题，提出一种基于闭式解的实用资源分配算法，在保持传统迭代算法 90% 性能的同时将计算时间降低三个数量级。
2023-10-30 cs.IT math.IT
Rate Splitting Multiple Access for Semi-Grant-Free Transmissions
通过基于授权（GB）和免授权（GF）的混合传输技术，物联网（IoT）设备和大规模机器类型通信（mMTC）的GF用户有机会与GB用户共享无线资源。在本文中，我们提出了一种速率分裂多址接入（RSMA）的新兴的半免授权（SGF）传输系统，以增加连接性和可靠性的战略。在RSMA辅助的SGF（RSMA-SGF）方案中，GF用户利用速率分割原理实现分布式竞争，最有效地利用发射功率进行鲁棒传输，同时对GB用户保持透明。与现有的非正交多址接入（NOMA）辅助SGF方案相比，RSMA-SGF方案在不将GB和GF用户的目标速率限制在有限值范围内的情况下，显著降低了中断概率，实现了完全的多用户分集增益。给出了系统中断概率的精确表达式和渐近分析，为RSMA-SGF方案的系统性能性能评估提供了方便。计算机模拟结果阐明了RSMA-SGF方案优越的中断性能，并验证了所开发的分析结果的准确性。
2021-10-05 cs.IT math.IT
Rate-Splitting Multiple Access for Semantic-Aware Networks: an Age of Incorrect Information Perspective
本文针对语义感知网络下行多用户通信，提出基于RSMA的框架，以AoII为优化目标，通过大M法和SCA将非凸问题转化为凸问题并迭代求解，证明RSMA相比SDMA能获得更低AoII。
2024-02-26 cs.IT math.IT
Rate-Splitting Multiple Access for Downlink Multi-Antenna Communications: Physical Layer Design and Link-level Simulations
速率分割多址接入（RSMA）是一种新兴的灵活、健壮和强大的多址接入方案，适用于下行多天线无线网络。RSMA依赖于发射机处的多天线速率分离（RS）策略和接收机处的连续干扰消除（SIC）策略，并且具有部分解码干扰和部分将干扰视为噪声的独特能力，以便软桥接完全解码干扰的两个极端（如在非正交多址NOMA中）和将干扰视为噪声（如在空分多址SDMA或多用户多输入多输出MU-MIMO中）。RSMA已被证明在宽范围的网络负载（欠载和过载机制）和用户部署（具有信道方向、信道强度和质量的多样性）中为频谱效率、能量效率、服务质量增强、对信道状态信息（CSI）缺陷的鲁棒性以及反馈开销和复杂性降低提供了显著的空间。RSMA也是根深蒂固的，并受到最近在理解发射机处具有不完美CSI（CSIT）的多天线网络的基本限制方面的进展的激励。在这项工作中，我们利用RSMA优化的最新成果，并首次设计其物理层，考虑调制，编码（使用极化码），消息拆分，自适应调制和编码以及SIC接收机。链路级评估证实了RSMA相对于SDMA和NOMA等各种基线的显著吞吐量优势。
2020-07-19 cs.IT math.IT
Rate-Splitting Multiple Access for Multi-Antenna Broadcast Channel with Imperfect CSIT and CSIR
速率分裂多址（RSMA）是一种多用户多天线通信的传输和多址接入策略。本文研究了发送端和接收端信道状态信息不完全时RSMA和速率的优化问题。RSMA方法对不完美CSIT的鲁棒性在以前的研究中进行了研究，而没有考虑不完美CSIR的影响。这促使我们开发一个强大的设计依赖于RSMA在存在不完美的CSIT和CSIR。由于RSMA预编码器设计和功率分配的优化问题是非凸的，很难直接求解。为了解决非凸性问题，我们提出了一种新的交替优化算法的基础上半定松弛（SDR）和凹凸过程（CCCP）技术。仿真结果表明，RSMA算法对不理想的CSIR和CSIT具有很好的鲁棒性，从而提高了和速率性能。
2021-02-17 cs.IT math.IT
Rate-Splitting Multiple Access to Mitigate the Curse of Mobility in (Massive) MIMO Networks
速率分割多址接入（RSMA）是一种灵活、鲁棒的下行链路多天线无线网络多址接入方案。RSMA依赖于发射机处的多天线速率分离（RS）和接收机处的连续干扰消除（SIC）。在这项工作中，我们研究了RSMA的性能下的实际重要的设置不完善的信道状态信息在发射机（CSIT）起源于用户的移动性和网络中的延迟。首先，我们推导出一个下界上的遍历和RSMA速率为任意数量的发射天线，用户数，用户速度和发射功率。然后，我们研究了公共流和私有流之间的功率分配，并获得了最优功率分配的封闭形式的解决方案，最大限度地提高了所获得的下界。所提出的功率分配大大降低了RSMA的预编码器设计复杂度。通过链路级仿真（LLS），我们证明了RSMA与建议的功率分配是强大的用户移动性的影响，并具有显着更高的性能相比，传统的多用户（大规模）多输入多输出（MIMO）策略。这项工作具有重要的实际意义，因为结果表明，与传统的多用户（大规模）MIMO的性能崩溃下的移动性相比，RSMA可以保持可靠的多用户连接在移动部署。
2021-07-23 cs.IT math.IT
Sum-Rate Maximization of Uplink Rate Splitting Multiple Access (RSMA) Communication
研究了上行链路速率分裂多址（RSMA）通信中最大化无线用户和速率的问题。在所考虑的模型中，每个用户发送一个叠加的两个消息到一个基站（BS）与单独的发射功率和BS使用一个连续的解码技术来解码接收到的消息。为了使每个用户的传输速率最大化，用户必须调整它们的发射功率，并且BS必须确定从用户发送到BS的消息的解码顺序。通过调整用户的发射功率和基站的解码顺序，将该问题转化为具有比例速率约束的和速率最大化问题。然而，由于优化问题中的解码顺序变量是离散的，所以可以将具有发射功率和解码顺序变量的原始最大化问题转化为仅具有速率分裂变量的问题。然后，确定每个用户的最佳速率分裂。给定每个用户的最优速率分割和解码顺序，计算每个用户的最优发射功率。其次，通过穷举搜索方法确定最佳解码顺序。为了进一步降低RSMA中用于和速率最大化的优化算法的复杂度，引入了基于用户配对的算法，该算法使得每对中的两个用户能够使用RSMA，并且还使得不同对中的用户能够被分配正交频率。为了比较，最佳的和速率最大化的解决方案与比例速率约束的非正交多址（NOMA），频分多址（FDMA），时分多址（TDMA）的封闭形式。仿真结果表明，与NOMA、FDMA和TDMA相比，RSMA的和速率增益分别达到10 0%、2 2 2%和83 7%。
2019-06-10 cs.IT math.IT
Performance Analysis of Uplink Rate-Splitting Multiple Access with Hybrid ARQ
本文研究混合自动重传请求（HARQ）下的上行链路速率分割多址接入（RSMA），提出了一种两用户场景下具有不同重传次数和功率分配策略的HARQ方案，证明其在错误概率和功耗上优于NOMA和FDMA，提升了系统可靠性与效率。
2024-06-04 cs.IT math.IT
Rate Splitting Multiple Access in C-RAN: A Scalable and Robust Design
云无线电接入网络（C-RAN）实现了用于超过第五代通信网络（B5 G）的网络平台，其将云计算技术的进步结合到现代无线电接入网络。最近，依赖于发射机处的多天线速率分割（RS）和接收机处的连续干扰消除（SIC）的速率分割多址（RSMA）已经被证明可以有效地管理多天线通信网络中的干扰。本文考虑在C-RAN中应用RSMA。我们解决的实际挑战的发射机，只知道统计信道状态（CSI）的用户信息。为此，本文研究了随机协作波束形成（SCB）优化问题，以最大化网络中的遍历和速率（ESR）。此外，我们提出了一个可扩展的和鲁棒的RS方案，其中在每个用户处要解码的公共流的数量与用户的数量成线性比例，并且公共流选择仅取决于统计CSI。设置导致一个具有挑战性的随机和非凸优化问题。采用基于样本平均逼近（SAA）和加权最小均方误差（WMMSE）的算法来解决这一棘手的随机非凸优化问题，并保证算法渐近收敛到一个稳定点.数值模拟表明所提出的RS策略的效率，并示出了增益高达27%，在可实现的ESR相比，国家的最先进的计划，即处理干扰噪声（TIN）和非正交多址（NOMA）计划。
2020-10-30 cs.IT math.IT
Event-Based Framework for Agile Resilience in Criticality-Aware Wireless Networks
Ruhr University Bochum（鲁尔大学波鸿分校）；Ericsson -Inc.（爱立信公司）
本文提出事件驱动多阶段韧性框架，集成MC-RSMA等机制，应对无线网络随机阻塞，平衡效率与成本，实现跨中断状态的可靠传输。
2025-10-28 cs.IT math.IT
Globally Optimal Beamforming for Rate Splitting Multiple Access
我们考虑全局最优的预编码器设计速率分裂多址在高斯多输入单输出下行链路信道的加权和速率和能量效率最大化。该算法解决了一个实例的联合多播和单播波束成形问题，包括多播和单播波束成形的特殊情况。数值结果表明，它优于国家的最先进的算法在数值稳定性和收敛速度几乎两倍。
2021-02-05 cs.IT eess.SP math.IT
Rate Splitting Multiple Access Aided Mobile Edge Computing in Cognitive Radio Networks
在本文中，我们研究了速率分裂多址接入（RSMA）辅助移动边缘计算（MEC）在认知无线电网络。我们提出了一个RSMA计划，使次要用户卸载任务的MEC服务器利用动态速率分裂，而不会恶化的主要用户的卸载。推导出了最优速率分裂参数的表达式，该参数使次用户的可达速率和所提出的RSMA方案的成功计算概率最大化。通过联合优化任务卸载率和任务卸载时间来最大化成功计算概率，得到了最优解的封闭形式。仿真结果表明，所提出的RSMA方案实现了更高的成功计算概率比现有的非正交多址接入方案。
2022-04-13 cs.IT eess.SP math.IT
Rate-Splitting Multiple Access for Downlink Communication Systems: Bridging, Generalizing and Outperforming SDMA and NOMA
空分多址（SDMA）利用线性预编码在空间域中分离用户，并且依赖于将任何残余多用户干扰完全视为噪声。非正交多址（NOMA）使用线性预编码叠加编码和连续干扰消除（SIC），并依赖于用户分组和排序来强制一些用户完全解码和消除由其他用户产生的干扰。在本文中，我们认为，为了有效地应付高吞吐量，异构的服务质量（QoS），和大规模的连接需求的未来多天线无线网络，多址设计需要离开SDMA和NOMA。我们开发了一种新的多址接入框架，称为速率分割多址接入（RSMA）。RSMA是用于下行链路多天线系统的更通用和更强大的多址接入，其包含SDMA和NOMA作为特殊情况。RSMA依赖于使用SIC的线性预编码速率分割来解码干扰的一部分，并将干扰的剩余部分视为噪声。RSMA部分地解码干扰并部分地将干扰视为噪声的这种能力使得能够软桥接完全解码干扰和将干扰视为噪声的两个极端，并为速率和QoS增强以及复杂度降低提供空间。这三个多址接入方案进行了比较和广泛的数值计算结果表明，RSMA提供了一个平稳的SDMA和NOMA之间的过渡，并优于他们在广泛的网络负载（欠载和过载制度）和用户部署（与多样性的信道方向，信道强度和质量的信道状态信息在发射机）。此外，RSMA以较低的计算复杂性为发送调度器和接收器（SIC层的数量）提供了超过NOMA的速率和QoS增强。
2018-04-17 cs.IT math.IT
Optimal Beamforming Structure for Rate Splitting Multiple Access
本文提出一种无工具箱的算法，通过FP和对偶性确定RSMA中WSR最大化的最优波束成形结构，在保持性能的同时显著降低计算时间。
2023-12-26 cs.IT math.IT
Space-Time Rate-Splitting Multiple Access for Multibeam LEO Satellite Networks
School of Electrical Engineering, Korea University（韩国大学电气工程学院）；Department of Information and Telecommunication Engineering, Incheon National University（仁荷大学信息与通信工程系）；Department of Computing and Mathematics, Manchester Metropolitan University（曼彻斯特城市大学计算与数学系）
针对多波束LEO卫星通信，本文提出将空时编码融入公共流传输的ST-RSMA框架，并设计WMMSE算法联合优化功率与波束成形，显著提升最低用户速率。
2025-10-20 cs.IT math.IT
Study of Rate-Splitting Techniques with Block Diagonalization for Multiuser MIMO Systems
在这项工作中，我们研究块对角化（BD）技术的多用户多天线系统使用速率分裂（RS）多址。在RS多址接入中，用户的消息被分成公共部分和私有部分，以减轻多用户干扰。我们提出了一个RS多址接入系统的系统模型，在广播信道的情况下，接收机配备有多个天线。我们还开发了基于BD的RS多址系统的线性预编码器，以及组合技术，如最小-最大准则和最大比组合准则，以提高公共速率。封闭形式的表达式来描述所提出的方案的和速率性能也来自。系统的性能进行了评估，通过模拟考虑不完善的信道状态信息在发射机。结果表明，所提出的方案优于传统的线性预编码方法。
2019-06-30 cs.IT math.IT
Weighted Sum-Rate Maximization for Rate-Splitting Multiple Access Based Secure Communication
随着对物理层安全的研究从点对点系统向多用户场景发展，多用户干扰（MUI）被引入并成为一个不可避免的问题。与传统安全通信中将MUI完全视为噪声不同，本文提出了一种基于速率分割多址接入（RSMA）的安全波束形成设计，将用户消息分割编码为公共流和私有流。每个用户不仅解码公共流和预期的私有流，而且还试图窃听其他用户的私有流。我们制定了一个加权和率（WSR）最大化问题的保密率要求的所有用户。为了解决问题的非凸性，采用一种基于连续凸逼近（SCA）的方法，将原来的非凸和棘手的问题转化为一个低复杂度的次优迭代算法。数值结果表明，所提出的安全波束形成方案优于传统的多用户线性预编码（MULP）技术的WSR性能，同时确保用户的保密率要求。
2022-03-03 cs.IT math.IT
Robust Design of Rate-Splitting Multiple Access With Imperfect CSI for Cell-Free MIMO Systems
用于多用户下行链路的速率分割多址接入（RSMA）通过将用于每个用户设备（UE）的消息分割成私有消息和公共消息的集合来操作，私有消息和公共消息的集合借助于叠加编码被同时发送。与传统的多址接入技术相比，RSMA方案可以通过优化速率分割比以及相应的下行链路波束成形向量来增强吞吐量和连接性。本文研究了无信元多输入多输出（MIMO）系统中错误信道状态信息（CSI）对RSMA性能的影响。利用期望数据速率的闭合形式下界表达式，提出了一种高效的鲁棒优化算法。大量的数值计算结果表明，在CSI错误的存在下，以及如何在传统的计划RSMA的性能增益的重要性是由CSI不完善的影响。
2022-03-07 cs.IT eess.SP math.IT
Max-Min Fairness and PHY-Layer Design of Uplink MIMO Rate-Splitting Multiple Access with Finite Blocklength
本文研究了短包通信中的上行MIMO RSMA，提出在有限块长和Max-Min公平性约束下优化预编码器与合并器的框架，并通过交替优化和SCA算法求解，链路级仿真证实其相比SDMA和NOMA具有更高的吞吐量与鲁棒性。
2024-06-03 cs.IT math.IT
Max-Min Fairness of Rate-Splitting Multiple Access with Finite Blocklength Communications
速率分割多址接入（RSMA）已经成为一个灵活而强大的无线网络框架。在本文中，我们调查的用户公平性的下行链路多天线RSMA在短分组通信与/不合作（用户中继）传输。我们设计最佳的时间分配和线性预编码器，最大限度地提高最大最小公平（MMF）率与有限块长度（FBL）的约束。在较宽的网络负载范围内，研究了MMF速率与RSMA块长度的关系，以及协作传输的影响。数值结果表明，RSMA可以实现与非正交多址（NOMA）和空分多址（SDMA）相同的MMF速率，具有更小的块长度（因此更低的延迟），特别是在协作传输部署中。因此，我们得出结论，RSMA是一个很有前途的多址接入，以保证用户的公平性，在低延迟通信。
2022-12-14 cs.IT eess.SP math.IT
On Rate-Splitting by a Secondary Link in Multiple Access Primary Network
对于与一个发射机和对应的接收机的辅链路共存的主多址网络，获得可实现速率区域。速率区域描绘了主速率与辅速率之和，并且是在假设辅链路执行速率拆分的情况下建立的。可达速率区域是两种类型的可达速率区域的联合。第一种类型是假设次级接收机不能解码任何初级信号而建立的速率区域，而第二种类型是假设次级接收机可以解码一个初级接收机的信号而建立的。假设离散无记忆信道（DMC），首先确定可达速率区域，然后将结果应用于高斯信道。在高斯信道中，速率分裂的性能的特点为两种类型的速率区域。此外，提供了确定次级接收机可以解码哪个初级信号而不降低初级可实现和速率的范围的必要和充分条件。当某个主用户满足该条件时，辅接收机可以解码其信号并实现更大的速率，而不会从其不解码任何主信号的情况降低主可实现的和速率。还示出了，具有至少一个主用户满足该条件的概率随着主信噪比而增长。
2011-02-08 cs.IT math.IT
Rate-Splitting Multiple Access for Multigroup Multicast Cellular and Satellite Communications: PHY Layer Design and Link-Level Simulations
速率分裂多址（RSMA）是一种基于发射端线性预编码的速率分裂（RS）和接收端连续干扰消除（SIC）的多址接入技术，它是下行链路多用户多天线系统中一种强大而灵活的多址接入策略。通过消息分割以及公共和私有消息的传输，RSMA已被证明是一种鲁棒的干扰管理策略，其能够部分地解码干扰并部分地将干扰视为噪声。在这项工作中，我们考虑应用RSMA在多组多播的情况下，其中每个消息是打算一组用户。通过利用最新的基于RSMA的多组多播波束成形的最大最小公平（MMF）优化问题的结果，在发射机处具有不完美信道状态信息（CSIT），我们研究了物理（PHY）层的设计，包括有限长度极化编码、有限字母表调制、自适应调制和编码（AMC）算法和SIC接收机，链路级仿真（LLS）结果验证了在蜂窝系统和多波束卫星系统中，基于RSMA的多组组播传输策略相对于基于空分多址（SDMA）的多组组播传输策略的优越性。
2021-04-01 cs.IT eess.SP math.IT
Resilience and Criticality: Brothers in Arms for 6G
本文提出面向 6G 的韧性与关键性协同设计教程，给出统一定义、指标、关键性准则、优先级框架及分层使能技术，并指出未来研究方向。
2024-12-04 cs.IT math.IT
Rate-Splitting Multiple Access for Communications and Jamming in Multi-Antenna Multi-Carrier Cognitive Radio Systems
随着无线通信系统数量的增加和对带宽的需求，无线介质已经变成拥塞和竞争的环境。在这样的环境下运行带来了一些挑战，特别是对于军事通信系统来说，它需要保证可靠的通信，同时避免干扰其他友好或中立系统并拒绝敌方系统的服务。在这项工作中，我们研究了一种新的应用率分离多址（RSMA）的联合通信和干扰与多载波（MC）波形在多天线认知无线电（CR）系统。RSMA是用于下行链路多天线无线网络的鲁棒多址方案。RSMA依赖于发射机处的多天线速率分离（RS）和接收机处的连续干扰消除（SIC）。我们的目标是同时与次要用户（SU）和干扰敌对用户（AU）进行通信，以破坏他们的通信，同时限制对主要用户（PU）的干扰，在所有用户在各自的网络中通过MC波形进行宽带通信。我们认为，在发射机（CSIT）的SU和PU的不完美CSI的实际设置，和统计CSIT的AU。我们制定了一个问题，以获得最佳的预编码器，最大限度地提高互信息下的干扰和干扰功率约束。我们提出了一种基于交替优化-交替方向乘数法（AOADMM）的算法来解决由此产生的非凸问题。基于Karush-Kuhn-Tucker条件进行分析，确定了保证问题可行性的最优干扰和干扰功率阈值，并提出了一种实用的干扰功率阈值计算算法。通过仿真，我们表明，RSMA实现了更高的和速率比空分多址（SDMA）。
2022-02-16 cs.IT math.IT
An Efficient Reservation Protocol for Medium Access: When Tree Splitting Meets Reinforcement Learning
针对大规模通信和下一代Wi-Fi中随机多址接入的带宽效率优化需求，本文提出RL赋能的树分裂预留方案，动态优化尝试概率，保证先入先出调度并大幅降低预留带宽，性能优于IEEE 802.11的DCF。
2025-04-16 cs.IT math.IT
Energy Efficiency of Rate-Splitting Multiple Access for Multibeam Satellite System
能量效率问题已成为卫星通信中的一个重要问题。本文研究了在多波束卫星通信系统中，考虑发射端信道状态信息不完全的情况下，最大化速率分割多址（RSMA）系统效率的波束形成设计策略。我们提出了一种基于期望的鲁棒波束形成算法对不完美的CSIT场景。通过将逐次凸逼近（SCA）与罚函数变换相结合，非凸EE最大化问题可以迭代求解。仿真结果表明了RSMA的有效性和优于传统空分多址（SDMA）。此外，我们提出的波束形成算法可以实现更好的EE性能比传统的波束形成算法。
2023-03-19 cs.IT eess.SP math.IT
Rate Splitting Multiple Access for Simultaneous Lightwave Information and Power Transfer
本文首次将RSMA应用于SLIPT系统，设计了基于CCCP的优化算法以在能量约束下最大化最差用户速率，实验证明其性能优于SDMA和NOMA基线。
2025-03-02 cs.IT eess.SP math.IT
Rate-Splitting Multiple Access for RIS-Enabled Full-Duplex Communications with User Relaying
College of Information Science and Technology, Donghua University（东华大学信息科学与技术学院）；Department of Information and Computer Science, Keio University（庆应义塾大学信息计算机科学系）；Department of Engineering, Nottingham Trent University（诺丁汉特伦特大学工程系）
本文提出由RIS和用户中继辅助的协作RSMA传输框架，通过联合优化基站与RIS的波束成形，实现了优于多种对比方案的总速率性能。
2026-10-14 cs.IT math.IT
An Efficient Rate-Splitting Multiple Access Scheme for the Downlink of C-RAN Systems
针对云无线接入网下行链路系统，研究了速率分裂多址接入（RSMA）传输技术的优化问题。RSMA的主要思想是将每个用户设备（UE）的消息拆分为私有和公共消息，并在发送器处执行叠加编码，以便在接收器处实现灵活的解码。实现理想的RSMA方案是具有挑战性的，特别是当存在许多UE时，因为公共信号的数量随着UE的数量呈指数增加。因此，提出了一种有效的RSMA方案，其使用线性增加数量的公共信号，使用分层聚类来选择其解码UE。通过数值计算结果，我们显示了传统的空分多址接入（SDMA）和非正交多址接入（NOMA）计划，以及在传统的RSMA计划，使用一个单一的公共信号的性能增益建议RSMA计划。
2019-07-03 cs.IT eess.SP math.IT
Robust Beamforming Design for Rate Splitting Multiple Access-Aided MISO Visible Light Communications
在本文中，我们专注于速率分裂多址（RSMA）辅助多输入单输出（MISO）可见光通信（VLC）网络的最佳波束形成器的设计。首先，我们推导出每个用户的可达速率的封闭形式的下界，这是第一个理论界的可达速率的RSMA辅助VLC网络。其次，我们研究了最佳波束形成器的设计RSMA辅助VLC网络，以最大限度地提高光和电功率约束下的和速率。此外，我们表明，建议RSMA辅助网络可以实现优越的性能相比，空分多址（SDMA）和非正交多址（NOMA）。
2022-11-01 cs.IT cs.SY eess.SY
Interference Mitigation via Rate-Splitting and Common Message Decoding in Cloud Radio Access Networks
云无线接入网络（C-RAN）通过实现基站（BS）的密集部署并将其连接到中央处理器（CP）来帮助克服无线资源的稀缺性。本文考虑了C-RAN的下行链路，其中云通过有限容量的回程链路连接到BS。本文提出了分裂成两个部分，一个私人部分在预期的用户只解码的每个用户的消息，和一个共同的部分，可以在一个子集的用户解码，作为一种手段，使大规模的干扰管理CRAN。为此，本文优化了一种结合速率分裂（RS）、公共消息解码（CMD）、分簇和协作波束形成的传输方案。该论文的重点是最大化加权和速率服从每BS回程容量和发射功率约束，以便联合确定RS-CMD传输模式，集群的BS服务每个用户的私有和公共消息，以及每个用户的私有和公共消息的相关联的波束成形向量。本文提出了解决这样一个复杂的非凸优化问题，使用$l_0$ -范数松弛技术，其次是内凸近似（ICA），从而获得稳定的解决方案，放松的非凸问题。数值结果表明，所提出的方法提供了显着的性能增益相比，传统的干扰缓解技术在CRAN中，将干扰作为噪声（TIN）。
2019-04-20 cs.IT math.IT
Rate-Splitting Multiple Access for Multi-Antenna Joint Communication and Radar Transmissions
速率分裂多址接入（RSMA）技术是一种基于多天线速率分裂（RS）技术的多用户多天线通信系统。在本文中，RSMA被引入作为一个统一的多址接入多天线雷达通信（RadCom）系统，其中的基站具有双重通信和雷达的能力，同时与下行链路用户和探测探测信号的方位角的利益。使用RS，消息被分成公共和私有部分，然后在预编码和传输之前被编码成公共和私有流。我们设计的消息分裂和预编码器的RadCom系统，使加权和速率（WSR）最大化，发射波束图近似所需的雷达波束图下的平均发射功率约束在每个天线。然后，我们提出了一个框架的基础上交替方向乘法（ADMM）来解决复杂的非凸优化问题。结果突出了RSMA的优点，统一RadCom传输和管理雷达和通信之间的干扰，在传统的空分多址（SDMA）技术。
2020-03-06 cs.IT eess.SP math.IT
Rate-Splitting Multiple Access and its Interplay with Intelligent Reflecting Surfaces
速率分裂多址接入（RSMA）最近已经作为用于改善多输入多输出（MIMO）系统的下行链路性能的强大技术出现。通过灵活地管理干扰，RSMA可以提供高频谱和能量效率，以及对不完美的信道状态信息（CSI）的鲁棒性。在另一个发展中，智能反射表面（IRS）已经作为一种通过软件可配置的、近无源的、亚波长反射元件来控制无线环境的方法而出现。本文介绍了IRS和RSMA之间的协同作用的潜力。IRS-RSMA方案可实现的三项重要改进得到了深入的数值示例的支持，并映射到5G之后的用例以及未来的研究方向。
2022-05-24 cs.IT eess.SP math.IT
Rate-Splitting Multiple Access for Multibeam Satellite Communications
研究了多波束卫星通信中实现最大最小公平性的波束形成设计问题。传统的线性预编码（NoRS），依赖于完全处理任何残留的干扰噪声，相反，我们认为一种新的多波束多播波束形成策略的基础上的速率分裂多址接入（RSMA）。RSMA依赖于发射机处的线性预编码速率分割（RS）和接收机处的连续干扰消除（SIC），以实现用于非正交传输和鲁棒波束间干扰管理的灵活框架。针对多个同信道多播波束间的最大似然估计问题，提出了一种基于发射端信道状态信息质量（CSIT）不同的单馈有效功率约束优化问题。通过仿真验证了RS在多组多播和多波束卫星通信系统中相对于传统方案（NoRS）的优越性。
2020-03-13 cs.IT eess.SP math.IT
Rate-Splitting Multiple Access with a SIC-Free Receiver: An Experimental Study
Imperial College London（帝国理工学院）
本文提出一种无SIC的RSMA接收机，通过联合解映射技术提升可靠性与实用性，实验验证其在更广操作范围内的优势。
2026-03-27 cs.IT eess.SP math.IT
Rate-Splitting Multiple Access in Cache-Aided Cloud-Radio Access Networks
速率分割多址（RSMA）已被认为是6 G的一种有前途的物理层策略。针对无线通信中缓存内容分发的日益普及，提出了一种基于RSMA的缓存辅助云无线接入网（C-RAN）多组组播传输方案。我们提出的方案不仅利用了以内容为中心的通信和本地缓存在基站（BS）的属性，而且还结合了RSMA，以更好地管理多组多播传输中的干扰与统计信道状态信息（CSI）已知的中央处理器（CP）和BS。在支持RSMA的云CP处，每个组播组的消息被分成私有部分和公共部分，其中前一个私有部分由相应组中的所有用户解码，后一个公共部分由来自其他组播组的多个用户解码。公共消息解码是为了减轻干扰的目的而进行的。在这项工作中，我们共同优化的BS的集群和预编码的目的是最大限度地提高所有组播组之间的最低速率，以保证公平地服务于所有组。该问题是一个混合整数非线性随机规划（MINLSP）问题，提出了一种实用的算法来解决该问题，该算法包括启发式聚类算法，用于分配一组基站为每个用户服务，然后采用一种有效的迭代算法，结合样本平均近似（SAA）和加权最小均方误差（WMMSE）来解决预编码器设计的随机非凸子问题.数值结果表明，我们提出的传输方案相比，最先进的平凡的干扰处理方法显式的最大-最小速率增益。因此，我们得出结论，RSMA是一个很有前途的技术缓存辅助C-RAN。
2021-06-01 cs.IT math.IT
Rate-Splitting Multiple Access for 6G -- Part I: Principles, Applications and Future Works
这封信是一个三部分教程的第一部分，重点是6 G的速率分割多路访问（RSMA）。作为教程的第一部分，这封信介绍了RSMA的基础知识及其在6 G中的应用。首先，我们描述了下行链路和上行链路RSMA的设计原理和基本传输框架。然后，我们说明了RSMA在解决各种潜在使能技术和用例的挑战方面的应用，从而使其成为未来网络（如6 G及以后）的有前途的下一代多址接入（NGMA）方案。我们简要讨论了RSMA的挑战，并结束了这封信。在第一部分的继续中，我们将分别在本教程的第二部分和第三部分中关注RSMA与集成传感和通信以及可重构智能表面的相互作用。
2022-09-30 cs.IT eess.SP math.IT
Rate-Splitting Multiple Access for Dual-Functional Radar-Communication Satellite Systems
在本文中，我们考虑了一个多天线双功能雷达通信（DFRC）卫星系统，其中卫星具有双重能力，同时与下行链路卫星用户（SU）和探测探测信号的移动目标进行通信。为了设计一个合适的DFRC波形，我们研究了速率分裂多址（RSMA）辅助DFRC波束形成，并采用克拉美-罗界（CRB）作为雷达性能指标，这代表了一个下界的方差无偏估计。波束成形被优化以最小化受制于SU的服务质量（QoS）约束和每馈送发射功率预算的CRB。利用所设计的DFRC波形，实现了双基地卫星通信和地面/海面目标探测的同时进行。仿真结果表明，在多波束卫星系统中，RSMA辅助的DFRC波束形成在通信-感知权衡和目标估计性能方面优于传统的空分多址（SDMA）策略。
2022-03-26 cs.IT eess.SP math.IT
Sum Rate Maximization for Practical RIS-Enhanced Rate-Splitting Multiple Access Systems
Northeastern University at Qinhuangdao（东北大学秦皇岛分校）；Shandong University（山东大学）；National University of Singapore（新加坡国立大学）；Nanyang Technological University（南洋理工大学）；Northwestern Polytechnical University（西北工业大学）；Shenzhen Research Institute of Northwestern Polytechnical University（西北工业大学深圳研究院）
本文针对考虑幅度-相位耦合的实用RIS增强RSMA系统的和速率最大化问题，提出一种变量分离算法，仿真显示其性能较理想RIS基准提升超190%，且优于对应NOMA、OMA方案。
2026-10-14 cs.IT math.IT
6G Downlink Transmission via Rate Splitting Space Division Multiple Access Based on Grouped Code Index Modulation
提出了一种基于分组码索引调制（GrCIM）的第六代（6 G）下行链路速率分裂空分多址（SDMA）传输方案。所提出的RSMA-GrCIM方案通过空分多址（SDMA）技术向多个用户设备（UE）发送信息，并利用码索引调制进行速率分割。由于CIM方案通过所选择的Walsh码的索引和二进制相移键控（BPSK）信号来传送信息比特，所以我们的RSMA方案通过索引来传送每个用户的私有消息，并且通过BPSK信号来传送公共消息。此外，沃尔什码集被分成几个正交的子集，以消除来自其他用户的干扰。利用最大似然（ML）检测器恢复源比特，并对每个用户的误码率上限进行了数学分析。我们提出的方案和传统的SDMA方案在频谱利用率，可用的UE数等方面进行了比较。数值结果验证了所提出的SDMA-GrCIM方案的有效性。
2021-03-01 cs.IT eess.SP math.IT
Rate-Splitting Multiple Access for 6G -- Part III: Interplay with Reconfigurable Intelligent Surfaces
这封信是由三部分组成的教程的第三部分，该教程重点介绍6 G的速率拆分多址接入（RSMA）。作为教程的第三部分，这封信提供了集成RSMA和可重构智能表面（RIS）的概述。我们首先介绍两种潜在的PHY层技术，即RSMA和RIS，包括将RSMA与RIS集成的必要性以及它们如何相互帮助。接下来，我们提供了一个通用的模型的RIS辅助RSMA系统，并总结了一些关键的性能指标。然后，我们讨论了RSMA网络的主要优点，并说明了RSMA网络的速率区域的理想和不理想的信道条件。最后，我们总结了研究的挑战和开放的问题，RIS辅助RSMA系统。总之，RSMA是下一代多址接入（NGMA）和未来网络（例如6 G及更高）的有前途的技术。
2022-08-05 cs.IT eess.SP math.IT
Energy Efficient Dual-Functional Radar-Communication: Rate-Splitting Multiple Access, Low-Resolution DACs, and RF Chain Selection
双功能雷达通信系统通过在同一硬件平台上联合实现这些功能并使用公共RF资源，增强了通信和雷达感测的优势。在设计这种双功能雷达通信系统时要解决的一个重要和最新的问题是最大化能量效率。在本文中，我们考虑了一个双功能雷达通信系统，同时进行多用户通信和雷达传感，并调查相对于有源传输元件的能量效率行为。具体来说，我们制定了一个问题，以找到最佳的预编码器和最大的能源效率的活动RF链的数量，考虑到低分辨率的数模转换器的功耗下，每个RF链通信和雷达性能的限制。我们考虑速率分裂多址来执行多用户通信的完美和不完美的信道状态信息在发送端。所制定的非凸优化问题的解决，通过一种新的算法。我们通过数值结果表明，速率分裂多址接入实现了提高的能源效率，采用更少的RF链相比，空分多址接入，由于其广义的结构和改进的干扰管理能力。
2022-06-29 cs.IT eess.SP math.IT
Fluid Antenna-Aided Rate-Splitting Multiple Access
本文研究配备FAS的下行RSMA系统，推导了等效信道增益分布与中断概率解析表达式，证明FAS结合RSMA在OP上显著优于TAS和NOMA，提升了RSMA实用性。
2024-11-18 cs.IT eess.SP math.IT
