On the Performance of Multihop THz Wireless System Over Mixed Channel Fading with Shadowing and Antenna Misalignment
现有的中继辅助太赫兹（THz）无线系统仅限于双跳传输，存在指向误差和短时衰落，没有考虑阴影效应。本文分析了在阴影衰落和天线失调误差下，多跳辅助回程通信与接入链路混合的性能。我们推导出统计结果的信噪比（SNR）的多跳链路考虑独立的，但不相同的分布（i.ni.d）$α$ - $μ$衰落信道与指向错误采用信道辅助（CA）和固定增益（FG）放大转发（AF）中继的每一跳。我们分析了中断概率，平均误码率，遍历容量性能的混合系统考虑广义$K$阴影衰落模型与AF和解码转发（DF）协议的接入链路。我们推导出CA-多跳系统与DF中继的最后一跳和FG-多跳系统使用FG和DF中继在最后一个中继的性能上界的性能指标的精确表达式。我们还开发了渐近分析，在高信噪比，以获得系统的分集阶数，并使用计算机模拟提供设计和部署方面的多个中继在回程链路，以扩展太赫兹无线传输的通信范围。
2022-04-08 cs.IT eess.SP math.IT
Hybrid-Field 6D Movable Antenna for Terahertz Communications: Channel Modeling and Estimation
University of Waterloo（滑铁卢大学）
针对太赫兹通信中六维可移动天线带来的混合场信道问题，提出一种混合场广义信道模型和基于方向稀疏性的低开销信道估计算法，实现高精度低复杂度估计。
2026-06-07 cs.IT eess.SP math.IT
Cross Far- and Near-field Wireless Communications in Terahertz Ultra-large Antenna Array Systems
本文研究了太赫兹超大天线阵列系统中的跨远近场通信挑战，提出了混合球面与平面波信道模型、跨场信道估计及多子阵列混合波束成形等解决方案，并评估其性能，最后指出了未来的潜在研究方向。
2023-08-03 cs.IT eess.SP math.IT
Antenna Selection With Beam Squint Compensation for Integrated Sensing and Communications
针对THz-ISAC混合波束赋形中的波束斜视与硬件成本问题，提出稀疏阵列天线选择架构，并结合流形优化、分组子阵列和分类神经网络实现高效准确选择。
2023-07-14 cs.IT eess.SP math.IT
Performance Analysis of Indoor THz Communications with One-Bit Precoding
研究了采用1位数模转换器（DAC）的室内太赫兹（THz）通信系统的性能。接入点的天线采用子阵列阵列架构，其中每个RF链唯一地激活一个不相交的天线子集，每个天线子集连接到一个专用移相器。混合预编码，包括最大比传输（MRT）和迫零（ZF）预编码，被认为是。首先证明了大子阵天线体制下移相器的最佳波束控制方向为视距路径方向，然后推导出大子阵天线体制下可达速率下界的封闭表达式，该表达式与MRT和ZF相同，且与发射功率无关。数值结果验证了分析，以及提供。
2018-07-01 cs.IT math.IT
Superdirective Antenna Pairs for Energy-Efficient Terahertz Massive MIMO
针对太赫兹大规模MIMO中天线过多导致能效低的问题，提出基于超方向性与非均匀间距的天线对阵列设计，可在保速率的同时减天线数，大幅提升能效。
2023-08-28 cs.IT eess.SP math.IT
Robust Hybrid Beamforming with Liquid Crystal Antennas and Liquid Neural Networks
New York University（纽约大学）；Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）
本文提出一种结合可重构液晶天线与液晶神经网络的混合波束成形框架，以解决亚太赫兹系统中的硬件和信道估计挑战，实现更高的频谱效率和鲁棒性。
2026-04-08 cs.IT eess.SP math.IT
Outage Performance of Fluid Antenna System (FAS)-aided Terahertz Communication Networks
本文研究相关alpha-mu衰落信道下FAS辅助的点到点THz网络，提出SC-FAS与MGC-FAS接收结构，推导并仿真验证中断概率，表明MGC-FAS最优且增加天线端口可显著提升性能。
2023-01-21 cs.IT eess.SP math.IT
Switched-Feed Pinching-Antenna Systems for Wideband Terahertz Communications
German Research Center for Artificial Intelligence (DFKI)（德国人工智能研究中心）；University of Kaiserslautern (RPTU)（凯泽斯劳滕大学）
研究太赫兹频段通信，开发统一传播模型，提出开关馈电收缩天线系统（SF-PASS）架构，该架构在频谱效率上大幅优于单馈PASS，硬件成本低，为宽带太赫兹通信提供新方案。
2026-07-15 cs.IT eess.SP math.IT
Terahertz Wireless Transmissions with Maximal Ratio Combining over Fluctuating Two-Ray Fading
对于高速太赫兹（THz）无线链路，期望减轻信道衰落和收发器损伤。本文分析了多天线太赫兹无线系统的性能，同时考虑指向误差和波动双射线（FTR）衰落模型的综合影响。我们提供了一个统计特性的最大比合并（MRC）接收机在独立和不同的（i.ni.d.）通过使用不完全Gamma函数推导单链路THz链路的信噪比（SNR）的密度和分布函数，在多变量Fox's H方面的信道条件。我们开发的中断概率，平均误码率（BER），遍历容量为单天线和MRC接收机的精确解析表达式。我们还提出了系统的分集阶数，推导出在高信噪比下中断概率和平均误码率的渐近表达式，以深入了解系统性能。我们验证了我们推导的解析表达式与蒙特卡洛模拟，并证明了各种系统和信道参数对单天线和多天线太赫兹无线通信性能的影响。
2021-08-03 cs.IT eess.SP math.IT
Coverage Analysis for 3D Terahertz Communication Systems with Blockage and Directional Antennas
当前无线通信系统中频谱资源的稀缺引发了对太赫兹（THz）频段的巨大研究兴趣。该频带的特征在于从根本上不同的传播特性，从而导致与我们迄今为止在较低频率下观察到的不同的干涉结构。在本文中，我们推导出一个新的表达式的下行链路传输的覆盖概率在太赫兹通信系统内的三维（3D）环境。首先，我们建立了一个三维传播模型，该模型考虑了分子吸收损耗、接入点（AP）和用户设备（UE）处的三维定向天线、来自附近AP的干扰以及由移动人类引起的动态阻塞。然后，我们开发了一种新的易于使用的分析框架的基础上占主导地位的干扰分析，以评估的覆盖概率，其新颖之处在于瞬时干扰和太赫兹设备的垂直高度的结合。我们的数值结果表明，我们的分析的准确性，并揭示了覆盖概率显着降低时，传输距离的增加。我们还表明，增加阻塞密度和增加AP密度施加不同的影响时，感兴趣的UE-AP链路的覆盖性能是在视线。我们进一步表明，通过增加在AP的天线方向性带来的覆盖性能的改善是高于通过增加在UE的天线方向性带来的。
2020-04-16 cs.IT eess.SP math.IT
Local Diversity and Ultra-Reliable Antenna Arrays
超可靠的低延迟通信为移动无线电网络提供了新的用例。超可靠性（UR）机制涵盖在严格的延迟要求下获得的$10^{-9}$和$10^{-5}$之间的中断概率。由于中断事件的罕见性质，难以表征UR相关统计数据，但多样性定义了小规模衰落分布的下尾的渐近行为。大规模天线系统中的UR相关区域的行为与尾部不同。在一定中断概率下的广义局部分集清楚地表明了这种差异。对于四个以上的独立天线元件，经典的分集高估和低估的累积密度函数的斜率弱和强的确定性信道分量，分别。
2021-12-02 cs.IT eess.SP math.IT
Performance Analysis of LOS THz Systems under Misalignment and Deterministic Fading
太赫兹（THz）频段的视距（LOS）无线通信被设想在定义下一代无线技术中发挥重要作用。这项工作分析了一个潜在的LOS太赫兹系统的性能经历传播损耗和失调的天线波束。太赫兹信道的特殊性进行了讨论的确定性路径损耗，分子吸收效应和随机衰落，由于天线指向错误。假设相移键控（PSK）调制方案，简化的解析表达式近似计算的符号出错率（SER）的建议太赫兹系统。蒙特卡洛模拟应用于验证理论模型的准确性，在各种传输距离和失调的情况下。推导出的SER公式匹配的信号噪声比（SNR）超过35 dB的传输距离高达100米和天线位移抖动方差为0.05 $m^2$的仿真结果。一般而言，对于较低的SNR水平，理论模型失配不超过2 dB。
2022-12-21 cs.IT cs.SY eess.SY
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
Sum of Squared Extended $η$-$μ$ and $κ$-$μ$ RVs: A New Framework Applied to FR3 and Sub-THz Systems
本文针对FR3和亚太赫兹频段，提出基于扩展η-μ和κ-μ分布的平方和精确分析框架，推导关键性能表达式，并评估下行链路性能。
2025-02-04 cs.IT eess.SP math.IT
Diversity Analysis of Millimeter-Wave OFDM Massive MIMO Systems
分析了毫米波大规模多输入多输出（MIMO）系统中采用正交频分复用（OFDM）的分布式天线子阵的分集增益。我们表明，分集增益取决于发送的数据流的数量，远程天线单元的数量，和RAU之间的传播路径的数量。此外，我们表明，通过使用比特交织编码多波束形成（BICMB），可以实现最大的分集增益在分布式天线子阵列系统。在这两种情况下的假设是，在发送器和接收器处的天线的数量足够大，并且信道状态信息（CSI）在发送器和接收器处是已知的。
2021-05-10 cs.IT eess.SP math.IT
A New Framework for the Sum of Squared $κ$-$μ$ RVs with Application to Sub-THz Systems
本文提出一种计算高效的平方$κ$-$μ$随机变量之和精确表示框架，用于分析大规模天线亚太赫兹系统，推导了概率密度、累积分布、覆盖概率和误比特率表达式，并验证了其性能。
2025-08-08 cs.IT math.IT
Performance Analysis of 6G Multiuser Massive MIMO-OFDM THz Wireless Systems with Hybrid Beamforming under Intercarrier Interference
本文针对6G多用户大规模MIMO-OFDM太赫兹系统，在考虑载波频率偏移导致的载波间干扰及分子吸收、稀疏性和多径衰落影响下，提出基于黎曼流形优化与迫零的两阶段混合波束成形方法，以最小化干扰降低复杂度并验证其性能。
2024-01-22 cs.IT eess.SP math.IT
On the Maximal Diversity Order of Spatial Multiplexing with Transmit Antenna Selection
Zhang et.最近导出的N_R x N_T i.i.d.瑞利衰落多天线系统采用发射天线选择、空间复用和线性接收机结构。对于L = 2个发射天线（N_T个可用天线中的）的情况，边界是紧的，因此指定最大分集阶数。对于L <= min（N_R，N_T）根发射天线的一般情况，证明了最大分集为（N_T-L+1）（N_R-L+1），这与下界一致。在这里，我们证明了这个猜想的迫零和迫零判决反馈（最佳检测排序）接收机结构。
2007-02-23 cs.IT math.IT
Performance Analysis of OTFS Modulation with Receive Antenna Selection
在本文中，我们分析了正交时频空间（OTFS）调制与天线选择在接收端的性能，其中$n_s$的$n_r$接收天线的延迟-多普勒（DD）域中的最大信道Frobenius范数被选择。考虑具有接收天线选择（RAS）的单输入多输出OTFS（SIMO-OTFS）、多输入多输出OTFS（MIMO-OTFS）和空时编码OTFS（STC-OTFS）系统。我们考虑这些系统没有和相位旋转。我们的多样性分析结果表明，没有相位旋转，SIMO-OTFS和MIMO-OTFS系统与RAS的秩不足，因此，他们不提取完整的接收分集，以及在DD域中存在的多样性。此外，具有RAS并且没有相位旋转的Alamplitude编码的STC-OTFS系统提取了完整的发射分集，但是它不能提取DD分集。另一方面，当使用相位旋转时，具有RAS的SIMO-OTFS和STC-OTFS系统变为全秩，因此它们提取系统中存在的全空间以及DD分集。此外，当使用相位旋转时，具有RAS的MIMO-OTFS系统提取完整的DD分集，但是由于秩不足，它们不提取完整的接收分集。仿真结果验证了分析预测的分集性能。
2021-03-02 cs.IT eess.SP math.IT
Exact Performance Analysis of THz Link Under Transceiver Hardware Impairments
收发器硬件损伤（THI）是高速率太赫兹（THz）通信不可避免的。现有的统计分析要么忽略THI的影响，或提供近似的结果时，分析太赫兹系统的性能结合信道衰落和天线失调。在本文中，我们开发了精确的解析表达式的平均信噪比（SNR），遍历容量，和平均比特错误率（BER）性能的太赫兹无线链路下的联合作用下的$α$ - $μ$衰落信道，零波束指向错误，高斯分布THI。我们还推导出了中断概率和平均误码率的渐近表达式，这表明太赫兹链路的分集阶数与THI的参数无关。仿真验证了推导的分析结果，并证明了THI参数对太赫兹性能的影响。
2023-02-21 cs.IT eess.SP math.IT
A Simple Distributed Antenna Processing Scheme for Cooperative Diversity
在这封信中，多个中继信道的性能进行了分析的情况下，其中多个天线部署在中继。研究了中继站采用两种不同天线处理技术的简单重复编码解码转发协议。天线组合技术是用于接收的最大比组合（MRC）和用于发射的发射波束成形（TB）。结果表明，这些分布式天线组合技术可以利用全空间分集的中继信道，而不管在每个中继的中继和天线的数量，并提供显着的功率增益超过分布式空时编码技术。
2008-02-19 cs.IT math.IT
Outage Probability Analysis of HARQ-Aided Terahertz Communications
虽然太赫兹（THz）通信可以提供移动宽带服务，但它通常具有较大的路径损耗，并且容易受到天线失调的影响。这显著降低了接收可靠性。为了解决这个问题，提出了混合自动重传请求（HARQ），以进一步提高太赫兹通信的可靠性。本文深入研究了两种不同类型的HARQ辅助太赫兹通信的中断性能，包括类型I HARQ和HARQ与追赶合并（HARQ-CC）。此外，本文考虑了衰落和随机天线失调的影响。推导了HARQ辅助太赫兹通信的精确中断概率的封闭形式，与渐近中断分析，使探索有用的见解。特别是，它揭示了全时间分集可以通过使用HARQ辅助方案来实现。此外，HARQ-CC辅助方案由于其高分集合并增益而比Type-I HARQ辅助方案性能更好。分析结果最终通过Monte-Carlo模拟验证。
2022-09-24 cs.IT eess.SP math.IT
Fading Margins for Large-Scale Antenna Systems
移动电话运营商已经开始推出5G网络，部署大规模多输入多输出基站。商业产品系列从连接到大型天线系统的16个独立无线电链开始，以利用信道硬化和有利的传播，以获得更高的频谱效率。在这项工作中，累积分布函数描述考虑空间和频谱分集的大规模天线系统的增益评估经验方面的衰落裕度和分析的最大分集参考系统相比。这允许简单地调查部署大小和利用通道硬化之间的权衡。对于所考虑的特定于站点的测量数据，利用大于32个天线元件的系统收获很少的额外分集。
2021-02-19 cs.IT eess.SP math.IT
New Closed-Form ASER Expressions for Dual-Hop Mixed THz-RF Cooperative Relay Networks
针对双跳混合THz-RF解码转发中继网络，推导端到端SNR分布及多种调制方式的ASER闭式表达式，并用Monte Carlo仿真验证。
2023-04-20 cs.IT eess.SP math.IT
Semantic Security for Indoor THz-Wireless Communication
研究了工业室内太赫兹（THz）无线通信应用中的物理层安全问题。我们使用一个类似的模型被用于加性高斯白噪声（AWGN）无线通信信道。一个细胞通信和定向通信的情况下进行了分析，以说明可实现的语义安全保证窃听信道与有限块长度太赫兹无线通信链路。我们表明，弱定向发射机（爱丽丝）天线，它允许与多个合法的接收机（鲍勃）没有适应的对齐，导致在大的不安全区域的小区类型的通信。在定向通信场景中，仅当Alice和Bob之间的距离较大时，所产生的不安全区域才被示出为覆盖室内环境的大体积。因此，我们的结果为两个选定的情况下，有一个严格的权衡之间的目标语义安全级别和可靠和安全的合法接收器的数量。此外，保密码参数和天线属性上可实现的语义安全级别的影响进行了说明，以显示可能的改进方向，以保证实际可接受的安全级别与PLS方法的工业室内太赫兹无线通信应用。
2021-07-19 cs.CR cs.IT eess.SP
Analytical Performance Evaluation of THz Wireless Fiber Extenders
本文提出了太赫兹（THz）无线光纤扩展器在失调和多径衰落情况下的性能评估的理论框架。更详细地说，在提供适当的系统模型，结合不同的操作，设计和环境参数，如操作频率，收发器天线增益，水平的失调以及随机行为的信道，我们提取新的封闭形式的表达式遍历容量。这些表达式预计将被用来作为有用的工具，分析和设计这样的系统。此外，模拟了几个有见地的场景。他们的结果强调了在分析THz无线光纤扩展器的性能时考虑未对准衰落影响的重要性。
2019-10-04 cs.IT eess.SP math.IT
Analysis on Transmit Antenna Selection for Spatial Multiplexing Systems: A Geometrical Approach
最近，多输入多输出（MIMO）无线通信系统因其提供空间分集或复用增益的能力而展现出显著的潜力。对于MIMO分集方案，已经知道。通过最佳天线选择，最大化后处理信噪比，可以保持整个系统的分集阶数。另一方面，在空间复用系统中，特别是那些利用实际的编码和解码方案的系统中，通过天线选择实现的分集阶数迄今为止还没有被严格地分析。在本文中，从几何的角度来看，我们提出了一个新的框架，从理论上分析的分集阶分别编码的空间复用系统与线性和判决反馈接收机的发射天线选择。我们严格地证明了当从发射侧选择L=2个天线时，对于Nr × Nt SM系统，可以实现（Nt-1）（Nr-1）的分集阶数;而对于L>2的情况，我们给出了可实现的分集阶数的界，并证明了最佳分集阶数至少为（Nt-L+1）（Nr-L+1）。此外，可以使用相同的几何方法来评估所考虑的具有发射天线选择的空间复用系统的分集复用折衷曲线。
2005-06-13 cs.IT math.IT
Random Access Protocols for Cell-Free Wireless Network Exploiting Statistical Behavior of THz Signal Propagation
针对太赫兹无小区无线网络，提出基于统计传播模型的随机接入协议，通过固定与自适应传输概率方案，在有限延迟和能耗下实现多用户可靠传输。
2023-11-10 cs.IT eess.SP math.IT
Error analysis of mixed THz0RF wireless systems
在这封信中，我们介绍了一种新的混合太赫兹（THz）-射频（RF）无线系统架构，可用于回程/前传应用，我们提供的理论框架，其性能评估。更详细地说，在确定了主要的设计参数和特点，我们推导出新的封闭形式的表达式的端到端的信号-噪声比的累积密度函数，中断概率，和符号错误率，假设系统经历衰落和随机天线失调的联合效应。推导的分析框架通过仿真验证，并量化了系统的有效性和可靠性。最后，我们的研究结果有助于提取有用的设计准则。
2019-12-10 cs.IT eess.SP math.IT
Hybrid Beamforming for Terahertz Wireless Communications: Challenges, Architectures, and Open Problems
太赫兹（THz）通信通过提供数十GHz带宽而被视为第六代（6 G）无线系统的支柱技术。为了克服传输距离短和传播损耗大的缺点，人们提出了采用亚毫米波长天线阵列的超大规模MIMO系统，以获得高增益。在UM-MIMO系统中，混合波束成形技术在提高数据率和降低功耗方面具有巨大的潜力。针对太赫兹波的特殊性，研究了太赫兹波混合波束形成技术的特点和面临的挑战。具体来说，我们证明了空间自由度（SDoF）小于5，这是由于太赫兹信道的极端稀疏性。研究了由高达15 dB以上的巨大反射和散射损耗引起的阻塞问题。此外，我们分析了包含1024个或更多天线的阵列所带来的挑战，包括对智能子阵列架构的要求，严格的能源效率，以及基于球面波传播机制的传播特性。由于带宽高达几百GHz，当带宽分数超过10%时，波束倾斜效应会导致超过5 dB的阵列增益损失。受此启发，本文提出了三种新的太赫兹混合波束形成结构，包括宽间隔多子阵、动态子阵阵列和基于真时延的结构。我们还展示了潜在的数据率，功耗和阵列增益的太赫兹通信能力。作为THz混合波束形成设计的路线图，多个开放的问题和潜在的研究方向进行了阐述。
2021-01-21 cs.IT eess.SP math.IT
Comparative Study of Open-loop Transmit Diversity Schemes for Four Transmit Antennas in Coded OFDM Systems
在四天线编码正交频分复用（OFDM）系统中，比较了四种开环发射分集方案，即循环延迟分集（CDD）、空时分组码（STBC，使用Alamanti码）与CDD、准正交空时分组码（QO-STBC）和最小译码复杂度QOSTBC（MDC-QOSTBC）。我们表明，在低码率的编码系统中，由于相移分集与信道编码提供的额外的分集，二阶空间发射分集的方案可以达到类似的性能与四阶空间发射分集。此外，我们还比较了上述四种方案的解码复杂度和其他特性，如对训练信号的要求，混合自动重传请求（HARQ）等。本文的讨论可以很容易地应用于未来的无线通信系统，如超过3G的移动系统，IEEE 802.11无线局域网，或IEEE 802.16 WiMAX，其使用多于两个发射天线和OFDM。
2008-06-23 cs.IT math.IT
Novel Expressions for the Outage Probability and Diversity Gains in Fluid Antenna System
本文比较了空间相关Nakagami-$m$衰落信道下流体天线系统（FAS）的中断概率性能，提出基于新颖渐近匹配方法的两阶段近似，推导了最大增益合并FAS（MGC-FAS）的闭式中断概率表达式，数值结果验证了其准确性。
2023-09-15 cs.IT eess.SP math.IT
Terahertz-Band Ultra-Massive Spatial Modulation MIMO
展望了超大规模多输入多输出（UM-MIMO）技术在太赫兹（THz）波段对抗距离问题的前景。众所周知，THz频率下非常大的可用带宽是以严重的传播损耗和功率限制为代价的，这导致非常短的通信距离。最近，已经提出了可以在几毫米内容纳数百个天线元件的石墨烯基等离子体纳米天线阵列。虽然这样的阵列能够实现可以增加通信范围的有效波束成形，但是它们不能为空间复用提供足够的空间自由度。在本文中，我们研究了空间调制（SM）技术，可以利用密集的纳米天线子阵列的可配置阵列的属性，以增加容量和频谱效率，同时保持可接受的波束成形性能。根据通信距离和工作频率，建议使用特定的SM配置，以确保良好的信道条件。我们从理论上和数值上分析了所提出的方案的性能的符号和误比特率，其中显着的收益相比，传统的SM观察。我们证明，SM在非常高的频率是一个可行的范例，我们激励几个扩展，可以使太赫兹波段SM未来的研究趋势。
2019-07-13 cs.IT eess.SP math.IT
Diversity Analysis of Millimeter-Wave Massive MIMO Systems
研究了毫米波大规模MIMO系统的渐近分集分析。首先，对于采用分布式天线子阵列架构的单用户毫米波系统，其中发射机和接收机分别由Kt和Kr子阵列组成，当子阵列处的天线数量趋于无穷大时，建立了分集增益定理。具体地，假设所有子信道具有相同数量的传播路径L，该定理指出，通过采用这种分布式天线子阵列架构，可以实现KrKtL-Ns+1的分集增益，其中Ns是数据流的数量。该结果意味着与共置天线架构相比，使用分布式天线子阵列架构可以与KrKt成比例地按比例增加分集增益或复用增益。分集增益分析，然后扩展到多用户的情况下，以及与传统的部分连接的RF结构的情况下，在文献中。与混合模拟/数字处理得到的仿真结果证实了分析结果，并表明，分布式子阵列架构确实产生显着更好的分集性能比共址天线架构。
2018-01-01 cs.IT math.IT
High-Rate Full-Diversity Space-Time Block Codes for Three and Four Transmit Antennas
在本文中，我们处理的设计高速率，全分集，低最大似然（ML）解码复杂度的空时分组码（STBC）的编码率为2和1.5复杂符号每信道用于多输入多输出（MIMO）系统采用三个和四个发射天线。我们填补了现有的空槽的空槽从CIOD在其传输矩阵中的额外的符号和使用的条件ML解码技术，显着降低了ML解码复杂度的非正交空时分组码，同时确保全分集和高编码增益。首先，针对四天线MIMO系统，提出了码率为2和1.5的两种新方案。我们表明，我们的低复杂度率-2 STBC优于相应的最佳STBC最近提出的Biglieri等人。QPSK，由于其优越的编码增益，而我们的率-1.5 STBC优于全分集准正交STBC（QOSTBC）。然后，两个空时分组码的码率为2和1.5，提出了三个发射天线，表现出优于相应的全分集QOSTBC的三个发射天线。通过信息论分析证明了新的速率2空时分组码在3天线和4天线下的容量比传统的OSTBC和CIOD的容量更接近实际的MIMO信道容量。
2009-07-03 cs.IT math.IT
Optimum Diversity-Multiplexing Tradeoff in the Multiple Relays Network
在本文中，考虑了多中继网络中，其中$K$单天线中继辅助单天线发射机与单天线接收机在半双工模式下进行通信。一个新的放大和转发（AF）计划提出了这个网络，并实现最佳的分集复用的权衡曲线。
2007-09-27 cs.IT math.IT
Frequency-Position-Fluid Antenna Array for Ultra-dense Connectivity in Terahertz Beamforming Systems
本文提出频率-位置-流体天线（FPFA）系统，通过基站非重叠频段天线扩展带宽并提供频域分集，结合用户端PFA提供空域分集，并设计频率分配与端口选择算法，在太赫兹超密集用户场景下性能优于PFA和固定天线系统。
2024-09-02 cs.IT eess.SP math.IT
Diversity-Multiplexing Tradeoff for the Multiple-Antenna Wire-tap Channel
研究了短时功率约束下的衰落多天线（MIMO）窃听信道。定义了秘密分集增益和秘密复用增益。使用这些定义，秘密分集复用权衡（DMT）的计算分析没有发射机侧信道状态信息（CSI）和完整的CSI。当发送端没有CSI时，在高斯码本的假设下，证明了窃听者同时窃取了发送端和接收端的天线，秘密DMT依赖于剩余的自由度.当CSI在发射机（CSIT）处可用时，窃听者仅窃取发射机天线。这种对CSI可用性的依赖性不同于没有保密约束的DMT结果，其中在短期功率约束下，对于发射机处的无CSI和全CSI，DMT保持相同。当CSIT可用时，示出迫零型方案以实现秘密DMT。
2010-12-10 cs.IT math.IT
Diversity-Multiplexing Tradeoff in Multi-Antenna Multi-Relay Networks: Improvements and Some Optimality Results
本文研究的好处放大转发（AF）中继在多天线无线网络的设置。随机顺序（RS）中继的概念以前在文献中介绍，并表明，它实现了最大的分集增益在一般的多天线网络。在这里，我们表明，随机酉矩阵乘法在中继节点授权RS计划，以实现更好的分集复用权衡（DMT）相比，传统的AF中继。首先，我们研究了多天线全双工单中继两跳网络的情况下，我们表明，RS达到最佳DMT。应用这一结果，我们得到了一个新的可实现的DMT的情况下，多天线半双工并行中继网络。有趣的是，事实证明，RS方案的DMT对于多天线两个并行非干扰半双工中继的情况是最佳的。接下来，我们表明，随机酉矩阵乘法也提高了DMT的非正交AF中继方案的情况下，多天线单中继信道。最后，我们研究了一般情况下的多天线全双工中继网络，并推导出一个新的下界的DMT使用RS计划。
2009-12-20 cs.IT math.IT
On-off Switched Interference Alignment for Diversity Multiplexing Tradeoff Improvement in the 2-User X-Network with Two Antennas
为了提高干扰信道中的分集增益，从而最大限度地提高分集复用权衡（DMT），我们提出了开关切换干扰对齐（IA），其中IA是间歇性地利用开关IA开/关。对于开关量，本文采用了符号扩展IA和Alamandro编码IA。推导和分析所提出的方案的DMT，我们发现，间歇利用IA与同时非唯一解码可以改善DMT在2用户X信道与两个天线。所提出的两种方案都被示出为实现4的分集增益和$\frac{4}{3}$的每个用户的DoF。特别是，开关切换IA与Alamerican编码，据我们所知，超过任何其他现有的计划，2用户X信道与两个天线，几乎接近理想的DMT。
2018-11-21 cs.IT math.IT
Diversity Limits of Compact Broadband Multi-Antenna Systems
为了在紧凑型无线设备上支持多个天线，收发器通常设计有补偿互耦合的匹配网络。一些工作已经表明，当最佳匹配应用于这样的系统时，可以以系统带宽的明显减小为代价来改善中心频率处的性能。本文讨论的问题是如何耦合影响带宽的情况下，圆形阵列。它将被证明，互耦合创建本征模式（虚拟天线）与不同的频率响应，使用标准的匹配技术。我们还将演示如何常见的通信技术，如分集OFDM将需要进行优化，以补偿这些影响。
2012-10-23 cs.IT math.IT
Terahertz-Band Joint Ultra-Massive MIMO Radar-Communications: Model-Based and Model-Free Hybrid Beamforming
Duzce University（迪兹杰大学）；University of Luxembourg（卢森堡大学）；United States Army Research Laboratory（美国陆军研究实验室）
太赫兹（THz）频段的无线通信和传感技术由于其高工作带宽而成为近距离应用的热点。为了解决THz处的极高衰减，已经提出了超大规模多输入多输出（MIMO）天线系统用于THz通信以补偿传播损耗。然而，与这些巨大天线阵列的全数字波束形成器相关联的成本和功率是过高的。针对一种新的低THz波段超大规模多输入多输出结构，提出了一种基于模型和无模型的宽带混合波束形成器。此外，最近的发展，以节省频谱的驱动下，我们提出了一个联合超大规模多输入多输出雷达通信系统的波束形成器，其中的基站服务于多天线用户设备（RX），并通过生成多个波束向RX和目标跟踪雷达目标。我们制定的GoSA波束形成器的设计作为一个优化问题，以提供一个权衡之间的无约束的通信波束形成器和所需的雷达波束形成器。为了减轻频率无关模拟波束形成器在太赫兹波段产生的波束分裂效应，我们提出了一种相位校正技术，使多个子载波的波束对准一个物理方向。为了进一步降低超大规模多输入多输出计算复杂度并增强鲁棒性，我们还对所提出的基于模型的混合波束形成器实现了深度学习解决方案。数值实验表明，这两种技术优于传统的方法在频谱效率和雷达波束方向图，以及表现出更少的硬件成本和计算时间。
2021-09-29 cs.IT cs.LG eess.SP
Wireless Powered Dual-Hop Multi-Antenna Relaying Systems: Impact of CSI and Antenna Correlation
研究了多天线中继中信道状态信息和天线相关性对无线供电双跳放大转发中继系统性能的影响。根据中继站处的可用CSI，考虑两种不同的场景，即，瞬时CSI和统计CSI，其中中继站仅访问天线相关矩阵。采用功率分配架构，我们提出了一个详细的性能研究这两种情况下。推导了系统中断概率和遍历容量的解析表达式。此外，简单的高信噪比（SNR）中断近似。结果表明，天线相关性本身并不影响可达分集阶数，中继端CSI的可用性决定了可达分集阶数。利用瞬时CSI可以实现全分集阶数，而利用统计CSI只能实现分集阶数1。此外，发射天线相关性和接收天线相关性对各态历经容量表现出不同的影响。此外，天线相关性对遍历容量的影响也很大程度上取决于可用的CSI和工作SNR。
2017-03-06 cs.IT math.IT
Rate of Channel Hardening of Antenna Selection Diversity Schemes and Its Implication on Scheduling
对于多天线系统，我们计算了当发射机选择具有最强信道的发射天线时天线选择增益的渐近分布。我们用它来渐近估计的基本信道容量分布，并证明，与多输入/多输出（MIMO）系统，天线选择系统的信道硬化在一个较慢的速度，因此一个显着的多用户调度增益可以存在- O（1/ log m）的信道选择，而不是O（1/ sqrt{m}）的MIMO，其中m是发射天线的数量。此外，即使没有这种调度增益，它表明，发射天线选择系统优于开环MIMO系统在低信号干扰加噪声比（SINR）制度，特别是对于少量的接收天线。这可能对无线系统设计有一些影响，因为现代无线系统中的大多数用户具有低SINR
2007-03-05 cs.IT math.IT
Modulation Diversity for Spatial Modulation Using Complex Interleaved Orthogonal Design
在本文中，我们提出了调制分集技术的空间调制（SM）系统使用复交织正交设计（CIOD）意味着两个发射天线。具体而言，我们表明，通过使用CIOD的两个发射天线系统，标准的SM方案，其中只有一个发射天线被激活在任何符号持续时间，可以实现发射分集阶为2。我们与我们的仿真结果表明，所提出的计划提供的发射分集阶为2，因此，给出了更好的符号出错率性能比SM计划与发射分集阶为1。
2012-04-18 cs.IT math.IT
Performance Analysis of Wavelet Based MC-CDMA System with Implementation of Various Antenna Diversity Schemes
研究了小波变换对MC-CDMA无线通信系统性能的影响。该系统根据建议的研究采用沃尔什哈达玛码，以区分个人用户的消息信号。用Mathlab源代码编写了一个计算机程序，并对各种天线分集方案和衰落（瑞利和莱斯）信道进行了仿真研究。计算机模拟结果表明，在AWGN和Rician信道下，基于小波变换的MC-CDMA系统在双发射天线和单接收天线的情况下具有较好的性能。
2012-07-17 cs.IT cs.PF math.IT
A Full-Diversity Beamforming Scheme in Two-Way Amplified-and-Forward Relay Systems
考虑一个简单的双向中继信道，其中两个单天线源通过多天线中继交换信息。针对这种情况，现有的能够实现全分集阶数的方法都是基于天线/中继选择的，其中波束形成的难点在于单个波束形成器需要服务于两个目的地。在本文中，我们提出了一种新的全分集波束形成方案，确保中继信号在两个目的地的相干组合。分析和数值结果表明，该方案可以优于现有的一个基于天线选择。
2014-05-28 cs.IT math.IT
A New Hybrid Half-Duplex/Full-Duplex Relaying System with Antenna Diversity
混合半双工/全双工（HD/FD）中继方案是克服全双工（FD）中继模式自干扰的一种有效方法。然而，传统的HD/FD混合方案没有考虑系统工作在HD模式时FD节点的多个天线所带来的分集增益，导致系统资源的浪费。本文提出了一种新的混合HD/FD中继方案，当系统工作在HD模式时，该方案利用FD中继节点的两根天线进行接收和发送。在多天线情况下，中继节点采用最大比合并/最大比传输的方式对信号进行处理。基于此方案，我们推导出精确的封闭形式的系统中断概率，并进行各种数值模拟。仿真结果表明，与传统方案相比，该方案显著改善了系统中断性能，能够更有效地缓解剩余自干扰的不利影响。
2018-02-21 cs.IT math.IT
On the Outage Capacity of the Massive MIMO Diversity Channel
考虑了在独立同分布瑞利衰落下，在收发端均采用线性处理的大规模多输入多输出（MIMO）分集信道，分析了大天线数情况下的中断容量。我们首先讨论了经典的单输入多输出（SIMO）分集信道，使用最大比合并（MRC）或选择合并（SC）。对于MRC，数值计算和高斯近似（GA）被认为是，而对于SC的精确评估是可能的。分析，然后直接扩展到多输入单输出（MISO）系统，使用最大比传输（MRT）或发射天线选择。一般的多输入多输出（MIMO）系统，追求全分集，最后考虑，在发射机和接收机的最佳线性处理和简单的天线选择。如果至少一侧的天线数量足够大，则每个考虑的分集信道的中断容量接近具有适当定义的信噪比（SNR）的合适参考加性高斯白噪声（AWGN）信道的中断容量，这提供了性能基准。这一结论是有效的，但现实的大量天线兼容的假设独立衰落。
2021-06-08 cs.IT math.IT
Interference Alignment with Diversity for the $2 \times 2$ $X$ Network with four antennas
最近提出了一种用于$2 \times 2$ $X$网络（即，双发射机（Tx）双接收机（Rx）$X$网络），在每个节点处具有两个天线。该方案被要求实现$\frac{8}{3}$的和自由度（DoF），并且当在每个Tx处采用固定有限星座时，还实现2的分集增益。此外，每个Tx只需要知道它自己的信道，这与Jafar-Shamai方案不同，Jafar-Shamai方案需要全局CSIT来实现$\frac{8}{3}$的最大可能总和DoF。在本文中，我们扩展LJJ计划的$2 \times 2$ $X$网络与四个天线在每个节点。所提出的方案还假设在每个Tx处仅具有本地信道知识。我们证明了该方案实现了$\frac{16}{3}$的最大可能和DoF。此外，我们还证明，使用任何固定的有限星座适当的旋转在每个Tx，该方案实现了至少4的分集增益。
2013-04-04 cs.IT math.IT
User-Antenna Selection for Physical-Layer Network Coding based on Euclidean Distance
在本文中，我们提出了一个多输入多输出（MIMO）物理层网络编码（PNC）系统的错误性能分析与两种不同的用户天线选择（AS）计划在非对称信道条件下。对于第一天线选择方案（AS 1），其中选择用户天线以便最大化用户和中继之间的总信道增益，我们给出了明确的分析证明，对于二进制调制，系统在多址（MA）阶段实现$min(N_A , N_B ) \times N_R$的全分集阶数，其中$N_A$、$N_B$和$N_R$表示用户MQ处的天线数量$A$，用户$B$和中继$R$。我们提出了一个详细的调查的MIMO-PNC系统的分集阶数与AS 1在MA阶段的任何调制阶数。对于$N_R = 1$的特殊情况，本文还导出了一个严格的封闭形式的平均SER上界，它对任何调制阶数都是有效的。我们表明，在这种情况下，系统无法实现在MA阶段的发射分集，因为系统分集阶数下降到$1$，而不管在用户节点的发射天线的数量。此外，我们提出了一个基于欧氏距离（ED）的用户天线选择方案（AS 2），它优于第一个方案的错误性能。此外，通过推导上和下界的分集阶为MIMO-PNC系统与AS 2，我们表明，该系统享有发送和接收分集，实现全分集阶$\min(N_A, N_B) \times N_R$在MA阶段的任何调制阶。蒙特卡罗模拟证实了推导的分析结果的正确性。
2019-02-12 cs.IT math.IT
Diversity Loss due to Interference Correlation
无线系统中的干扰在时间上和空间上都是相关的。然而，很少有研究分析这种相关性的影响。在这里，我们专注于它的影响，在泊松网络的多样性与多天线接收机。大多数关于多天线通信的工作不考虑干扰，并且如果包括干扰，则假设其在接收天线上是独立的。在这里，我们表明，干扰相关性显着降低了成功接收SIMO链路的概率。通过分集多项式量化分集损失。对于两个天线的情况下，我们提供了完整的联合SIR分布。
2012-04-19 cs.IT cs.NI math.IT
On the Diversity-Multiplexing Tradeoff in Multiple-Relay Network
本文研究了多中继网络的建立，其中$K$半双工多天线中继协助一个/多个多天线发射机和多天线接收机之间的传输。每两个节点被假定为连接通过准静态瑞利衰落信道，或断开。本文提出了一种基于放大转发中继的新方案，我们称之为\textit{random sequential}（RS）。我们证明了对于一般的多天线多中继网络，所提出的方案实现了最大的分集增益。此外，我们推导出一般单天线多中继网络的建议RS方案的分集复用权衡（DMT）。结果表明，对于单天线两跳多址多中继（$K>1$）网络（发射机和接收机之间没有直接链路），所提出的RS方案实现了最佳DMT。然而，对于多址单中继设置的情况下，我们表明，RS方案减少到天真的放大和转发中继，并不是最佳的DMT方面，而动态解码和转发方案被证明是最佳的这种情况下。
2008-06-08 cs.IT math.IT
