Max-Min Data Rate Optimization for RIS-aided Uplink Communications with Green Constraints
基于可重构智能反射面（RIS）的智能无线电环境是近年来的研究热点。我们提出了一个联合优化策略波束成形，RIS阶段，功率分配，以最大限度地提高上行链路RIS辅助通信系统的最小SINR。用户受到对其发射功率的约束。我们推导出一个封闭形式的表达的波束形成向量和几何规划为基础的解决方案的功率分配。我们还提出了两种解决方案，用于优化在RIS的相移，一个基于矩阵提升方法和一个使用最小函数的近似。我们还提出了一个启发式算法优化量化相移值。所提出的算法具有实际意义的最大允许电磁场暴露的约束系统。例如，考虑$24$ -单元RIS、$12$ -天线BS和$6$用户，数值结果表明，与具有随机RIS相位的方案相比，所提出的算法在最小SINR方面实现接近$300 \%$的增益。
2022-07-30 cs.IT eess.SP math.IT
Joint Downlink and Uplink Optimization for RIS-Aided FDD MIMO Communication Systems
针对RIS辅助FDD MIMO系统上下行同时传输需求，提出基于AO的两种单位模相移优化方法，联合最大化加权和速率并显著提升性能。
2024-01-21 cs.IT eess.SP math.IT
Achieving Energy-Efficient Uplink URLLC with MIMO-Aided Grant-Free Access
能量有效的多输入多输出（MIMO）辅助上行链路超可靠低时延通信（URLLC）系统的优化设计是一个重要但尚未解决的问题。对于这样一个系统，我们提出了一种新的吸收马尔可夫链为基础的分析框架，揭示了令人困惑的延迟和可靠性之间的关系，以及量化系统的能量效率。考虑瑞利衰落、信道估计误差、迫零多用户检测（ZF-MUD）、免授权接入、延迟范围内的ACK重传以及这些技术成分之间的相互作用，推导了吸收马尔可夫链的转移概率。然后，基于吸收马尔可夫链推导了系统的时延约束可靠性和能量有效性。最后，我们研究了最佳的用户设备（UE）的数量和最佳的接收天线的数量，最大限度地提高系统的能量效率，同时满足可靠性和延迟要求的URLLC。仿真结果验证了理论分析的正确性和大规模MIMO在支持大规模URLLC系统中的有效性。
2021-11-27 cs.IT math.IT
Two-Way Passive Beamforming Design for RIS-Aided FDD Communication Systems
可重构智能表面（RIS）能够通过低成本的反射元件提供被动波束形成增益，从而提高无线链路质量。这项工作考虑了双向无源波束形成设计在RIS辅助频分复用（FDD）系统中的RIS反射系数是相同的下行链路和上行链路，并应同时优化两个方向。我们制定了一个联合优化的发射/接收波束形成器在基站（BS）和RIS反射系数。目标是最大化下行链路和上行链路速率的加权和，其中加权参数是可调整的，以获得不同的可实现的下行链路-上行链路速率对。我们开发了一个有效的流形优化算法，以获得一个稳定的解决方案。为了比较，我们还介绍了两种启发式设计的基础上单向优化，即分时和相位平均。仿真结果表明，提出的基于流形的双向优化设计显着扩大了可实现的下行链路和上行链路的速率区域相比，两种启发式设计。它也表明，相位平均是优于分时RIS元素的数量是大时。
2021-01-25 cs.IT math.IT
Uplink Performance of RIS-aided Cell-Free Massive MIMO System Over Spatially Correlated Channels
我们考虑了一个实用的空间相关的可重构智能表面（RIS）辅助无小区（CF）大规模多输入多输出（mMIMO）系统与多天线接入点（AP）在空间相关的莱斯衰落信道。采用最小均方误差（MMSE）信道估计器对聚合RIS信道进行估计。然后，我们调查的上行链路频谱效率（SE）与最大比（MR）和本地最小均方误差（L-MMSE）结合在AP和获得的封闭形式的表达式表征前者的性能。我们推导的分析结果的准确性已被广泛的蒙特卡罗模拟验证。我们的研究结果表明，增加RIS元素的数量总是有益的，但当RIS元素的数量足够大时，收益递减。此外，在RIS阵元数目较少的情况下，AP天线数目对系统性能的影响更为显著，而RIS阵元的空间相关性对系统性能的负面影响比AP天线的负面影响更为严重。
2022-09-28 cs.IT eess.SP math.IT
Semantic-Aided Iterative Decoding for Uplink Non-Orthogonal Transmission
School of Electrical and Computer Engineering, The University of Sydney（悉尼大学电气与计算机工程学院）
本文提出语义辅助迭代解码（Sem-IR）方案，结合ByT5语言模型与物理层迭代，在8dB时较无语义反馈的NOMA将块错误率降低一个数量级，性能优于TDMA。
2026-08-11 cs.IT math.IT
A Simple DFT-aided Spatial Basis Expansion Model and Channel Estimation Strategy for TDD/FDD Massive MIMO Systems
针对多用户大规模多输入多输出（MIMO）系统，提出了一种新的传输策略，包括上行/下行信道估计和用户调度。首先，利用角度互易性和均匀线阵的物理特性，提出了一种离散傅里叶变换（DFT）辅助的空间基扩展模型（SBEM），用于描述参数维数少的上下行信道。SBEM算法可以用很少的训练资源进行多用户上下行信道估计，大大降低了训练开销和反馈开销。同时，通过利用用户的空间信息，可以立即缓解上行链路训练中的导频污染问题。为了提高频谱效率和充分利用空间资源，我们还设计了贪婪的用户调度方案在数据传输期间。与现有的低秩模型相比，新提出的SBEM提供了一种替代的信道捕获，而无需信道统计的TDD和FDD系统的基础上的角度互易性。此外，所提出的方法可以有效地部署通过快速傅立叶变换（FFT）。各种数值结果证实了所提出的研究。
2016-01-09 cs.IT math.IT
Fairness Optimization for Intelligent Reflecting Surface Aided Uplink Rate-Splitting Multiple Access
本文针对IRS辅助RSMA上行系统，构建最大最小公平速率优化问题，采用AO算法及GPI、SGD方法，并考虑不完美CSIT的鲁棒设计，显著提升公平性并保证可靠性。
2024-03-15 cs.IT eess.SP math.IT
Performance of Downlink and Uplink Integrated Sensing and Communications (ISAC) Systems
这封信分析了综合传感和通信（ISAC）系统的基本性能。对于下行链路和上行链路ISAC，分集阶数进行了分析，以评估的通信速率（CR）和高信噪比（SNR）的斜率被揭露的CR以及感测速率（SR）。此外，可实现的下行链路和上行链路CR-SR区域的特征。结果表明，ISAC可以提供更多的自由度的CR和SR比传统的频分传感和通信系统，其中隔离的频带用于感测和通信，分别。
2022-06-16 cs.IT eess.SP math.IT
Subband Random Sensing Grant Free Uplink for URLLC in Unlicensed Spectrum
在本文中，我们提出了一种新的方案，称为子带随机感知（SRS）授权免费上行链路的超可靠低延迟通信（URLLC）在未授权频谱。SRS免授权上行链路创造性地结合了子带感知、用户分组和随机接入，允许感知非授权频谱的用户使用宽带中可用的子资源，减少与其他用户的冲突。新方案克服了新无线电（NR）版本16所采用的半持续调度（SPS）上行链路在具有零星业务的应用中的严重频谱浪费问题。与基于竞争的免授权上行链路相比，新方案实现了更低的冲突概率，这直接导致了更高的可靠性。分析和仿真结果证明了其优越的性能。
2021-09-23 cs.IT cs.NI math.IT
Efficient Optimization Techniques for RIS-aided Wireless Systems
本文的目的是开发简单的技术，以提高多用户RIS辅助无线系统的性能。具体来说，我们开发了一种新的技术称为\textit{channel separation}，它提供了一个更好的理解如何RIS相位影响上行链路和速率和ZF和MMSE线性接收机的和速率。利用信道分离，我们提出了一个简单的迭代算法，以提高上行链路和速率和ZF和MMSE线性接收机的和速率时，离散RIS相位考虑。对于连续的RIS相位，我们推导出简单的封闭形式的解决方案，以提高上行链路的和速率，并减少MMSE组合器的总均方误差。后一个度量是一个易于处理的替代最大化ZF和MMSE的总和速率。数值模拟进行所有的优化技术和每种技术的有效性进行比较，一个完整的数值优化过程，即内点（IP）算法。
2022-09-12 cs.IT math.IT
Meta-Learning for Resource Allocation in Uplink Multi-Active STAR-RIS-aided NOMA System
本文针对上行多主动STAR-RIS辅助NOMA系统，提出融合元学习与DDPG的Meta-DDPG算法联合优化波束成形、功率分配和用户分配，实现总速率提升19%，并验证二阶反射带来74.1%的速率增益。
2025-01-04 cs.IT eess.SP math.IT
Energy Efficiency and Spectral Efficiency Tradeoff in RIS-Aided Multiuser MIMO Uplink Transmission
可重构智能表面（RISs）的出现使我们能够通过采用低成本的无源反射单元来建立可编程的无线电波传播，以满足无线通信的需要。本文研究了多用户多输入多输出（MIMO）上行通信中能量效率（EE）和频谱效率（SE）之间的非平凡折衷，该折衷由配备离散移相器的RIS辅助。为了减少所需的信令开销和能量消耗，我们的传输策略的设计是基于部分信道状态信息（CSI），包括统计CSI的RIS和用户终端（UT）之间的RIS和基站之间的瞬时CSI。为了研究EE-SE权衡，我们开发了一个用于UT的发射预编码和RIS反射波束成形的联合优化的框架，以最大化称为资源效率（RE）的性能度量。对于UT的预编码设计，借助于UT的最优发射方向的封闭解，将其简化为UT的发射功率的设计。为了避免计算嵌套积分的期望中涉及的高复杂性，我们推导出一个渐近确定性的目标表达式。对于RIS相位的设计，通过利用同伦、加速投影梯度和优化最小化方法，提出了一种迭代均方误差最小化方法。数值结果表明，我们提出的优化框架的有效性和快速收敛速度。
2020-11-19 cs.IT math.IT
Concurrent Downlink and Uplink Joint Communication and Sensing for 6G Networks
联合通信与感知（Joint Communication and Sensing，JCAS）技术是智能车联网、智能制造等第六代移动通信网络中的一项重要技术，基站（BS）通过两个空间分离的天线阵列，可以在单站环境下进行下行主动JCAS。本文提出了一种并行下行和上行链路（CDU）JCAS系统，其中BS可以使用发送的专用信号的回波用于在上行链路时隙中进行感测，同时执行可靠的上行链路通信。提出了一种新的基于连续干扰消除的CDU JCAS处理方法，以实现上行链路通信符号和下行链路感测参数的估计。大量的仿真结果验证了CDU JCAS系统的可行性，与传统的JCAS方法相比，性能提高了10 dB以上，同时保持了可靠的上行链路通信。
2022-11-08 cs.IT eess.SP math.IT
Delay-aware Multiple Access Design for Intelligent Reflecting Surface Aided Uplink Transmission
本文针对IRS辅助上行传输网络提出一种混合多址接入协议，通过联合优化设备排序、资源分配与动态波束成形以最小化总传输时延，并证明其优于传统I-TDMA和I-NOMA协议。
2023-06-26 cs.IT eess.SP math.IT
Joint Beamforming for RIS Aided Full-Duplex Integrated Sensing and Uplink Communication
本文针对全双工上行ISAC系统，提出联合优化波束赋形、RIS配置和用户功率分配的迭代算法，利用MM和PDD方法求解，并通过数值结果验证RIS对自干扰抑制和感知性能的提升。
2023-09-21 cs.IT eess.SP math.IT
CAnet: Uplink-aided Downlink Channel Acquisition in FDD Massive MIMO using Deep Learning
Southeast University（东南大学）；National Sun Yat-sen University（国立中山大学）
本文提出 CAnet 深度学习框架，联合设计 FDD Massive MIMO 的下行导频、信道估计与反馈，并证明直接反馈导频可在上行辅助下节省约 20% 反馈比特。
2021-01-12 cs.AI cs.IT math.IT
Study of Cloud-Aided Multi-Way Multiple-Antenna Relaying with Best-User Link Selection and Joint ML Detection
在这项工作中，我们提出了一个多路多天线中继系统，有利于联合线性最大似然（ML）的符号检测在云中，用户被选择同时发送到对方的中继辅助云辅助上行链路框架。我们还调查中继选择技术，建议云辅助上行链路框架，使用基于云的缓冲区和物理层网络编码。特别是，我们开发了一种新的多路中继选择协议的基础上选择的最佳链路，表示为多路云辅助最佳用户链路（MWC-Best-User-Link）。然后，我们设计的最大最小距离的中继选择标准，以及算法，被纳入拟议的MWC最佳用户链路协议。仿真结果表明，MWC-Best-User-Link在平均时延、总速率和误比特率出错率等方面都优于已有的工作。
2020-02-03 cs.IT math.IT
HyperRNN: Deep Learning-Aided Downlink CSI Acquisition via Partial Channel Reciprocity for FDD Massive MIMO
为了充分发挥大规模多输入多输出（MIMO）在下行链路中的优势，需要在基站（BS）处获取信道状态信息（CSI）来优化波束形成矩阵。在频分双工（FDD）系统中，全信道互易性不成立，并且CSI获取通常需要下行链路导频传输，随后是上行链路反馈。先前的工作提出了经由深度学习的导频传输、反馈和CSI估计的端到端设计。在这项工作中，我们引入了一个增强的端到端的设计，利用部分上行链路-下行链路的互易性和时间相关的衰落过程，通过联合利用下行链路和上行链路的导频。所提出的方法基于一种新型的深度学习架构- HyperRNN -它结合了超网络和递归神经网络（RNN），以优化从上行链路到下行链路的长期信道特征的传输。仿真结果表明，HyperRNN实现了较低的归一化均方误差（NMSE）性能，并降低了对导频长度的要求。
2021-07-08 cs.IT eess.SP math.IT
Age of Information Analysis for CR-NOMA Aided Uplink Systems with Randomly Arrived Packets
本文提出将CR-NOMA叠加于TDMA上行系统，通过共享时隙降低信息年龄，并建立分析框架推导有无重传的AoI表达式，验证其显著优于TDMA，且重传在低到达率时更有益。
2024-12-17 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
Wireless Power Transfer in Massive MIMO Aided HetNets with User Association
本文探讨了大规模多输入多输出（MIMO）辅助异构网络（HetNets）中的无线功率传输（WPT）的潜力。在HetNets中，大规模MIMO应用于宏小区，用户的目标是收集尽可能多的能量并减少上行链路路径损耗以增强其信息传输。通过解决大规模MIMO对用户关联的影响，我们比较和分析了两个用户关联方案。我们采用线性最大比传输波束成形的大规模MIMO功率传输充电用户。通过推导新的统计性质，我们得到了平均收获能量的精确和渐近表达式。然后，我们推导出平均上行链路可达速率下收获的能量约束。
2016-07-11 cs.IT math.IT
Wireless Communication Aided by Intelligent Reflecting Surface: Active or Passive?
在这封信中，我们认为一个智能反射面（IRS）辅助无线通信系统，其中一个有源或无源IRS是用来协助接入点和用户之间的通信。首先，我们分别考虑下行链路/上行链路通信，并优化IRS的位置，以实现有源或无源IRS的速率最大化。我们发现，主动IRS应部署在更接近接收器与IRS的放大功率下降，而相反，被动IRS应部署在发射器或接收器附近。此外，与优化的IRS的位置，被动IRS示出优于其主动对应时，反射元件的数量是足够大的和/或主动IRS放大功率太小。接下来，我们优化的IRS放置的有源和无源IRS，以最大限度地提高上行链路和下行链路通信的加权和速率。我们表明，在这种情况下，被动IRS更有可能实现卓越的速率性能。这是因为最佳有源IRS放置需要平衡上行链路和下行链路中的速率性能，而在发射机或接收机附近部署无源IRS是最佳的，而不管上行链路或下行链路。
2021-09-10 cs.IT cs.NI math.IT
Covert Communications in Active-IOS Aided Uplink NOMA Systems With Full-Duplex Receiver
本文研究有源智能全向表面辅助的上行NOMA隐蔽通信，通过联合优化全双工波束成形、A-IOS波束成形及功率分配，并利用交替优化和惩罚Dinkelbach变换求解非凸问题，显著提升隐蔽速率。
2025-02-05 cs.IT eess.SP math.IT
Joint Beamforming and Power Allocation for RIS Aided Full-Duplex Integrated Sensing and Uplink Communication System
本文研究RIS辅助的全双工ISAC上行通信系统中的联合波束成形与功率分配问题，提出基于MM和PDD的迭代优化算法及基于ADMM的低复杂度解析算法，数值结果验证了算法有效性和RIS带来的性能提升。
2023-09-07 cs.IT eess.SP math.IT
Relay-aided Slotted Aloha for Optical Wireless Communications
我们考虑一种中继辅助时隙ALOHA解决方案，用于基于光无线通信（OWC）的物联网（IoT）的上行链路随机接入。上行链路的第一阶段，即物联网设备和中继之间的上行链路，是使用室内OWC实现的，而中继和基站之间的第二阶段，代表基于低功率广域网（如LoRaWAN）的远程RF传输，并发生在室外。吞吐量性能依赖于OWC和RF信道条件进行观察。由于添加中继的性能增益的行为突出和调查在不同的信道和业务条件下。
2022-09-22 cs.IT cs.NI math.IT
Uplink Sensing Using CSI Ratio in Perceptive Mobile Networks
感知移动网络（PMN）中的上行链路感测使用上行链路通信信号来感测基站周围的环境，其面临着具有挑战性的问题，即时钟周期性和发送器与接收器之间的视线（LOS）路径的要求。针对信道状态信息（CSI）比仅限于单动态路径下的多普勒估计的问题，提出了一种改进的参数估计方法，该方法可以提取多个动态参数，包括多普勒频率、到达角和时延，并完成对多个运动目标的定位。我们的方案是基于多元泰勒级数的CSI比，将传感参数的非线性函数转换为线性形式，使传统的传感算法的应用。使用截断泰勒级数，我们开发了新的多信号分类网格搜索算法估计多普勒频率和AoA，并使用最小二乘法获得延迟。实验和仿真结果表明，我们所提出的方案可以实现良好的性能，检测单个和多个动态路径，而不需要存在的LOS路径。
2022-11-07 cs.IT eess.SP math.IT
ISAC with Co-Prime Arrays: Virtual-Aperture Sensing and uplink downlink communications
该研究针对无人机网络ISAC的孔径与自干扰问题，提出含CPA的共享孔径架构，经CRB分析与交替优化算法验证，可提升感知性能与通信和速率，优于基准方案。
2026-09-03 cs.IT math.IT
RIS-Aided Cooperative Mobile Edge Computing: Computation Efficiency Maximization via Joint Uplink and Downlink Resource Allocation
本文研究RIS辅助的协作移动边缘计算系统，通过联合设计上下行无线资源分配（包括用户关联、波束成形、功率、任务划分及相移），利用组稀疏结构和交替最大化框架最大化计算效率。
2024-03-21 cs.IT eess.SP math.IT
Center-Fed Pinching Antenna System for Uplink Environment Sensing
School of Electronic and Information Engineering, Beijing Jiaotong University（北京交通大学电子与信息工程学院）；Department of Electrical and Electronic Engineering, The University of Hong Kong（香港大学电气电子工程学系）
提出一种中心馈电夹捏天线系统（C-PASS）用于上行环境感知，通过中心馈电结构实现自由度翻倍，并推导出Ziv-Zakai界证明其重构误差严格低于传统端馈PASS。
2026-06-25 cs.IT math.IT
Wireless Secrecy in Cellular Systems with Infrastructure--Aided Cooperation
在蜂窝系统中，可以通过经由并发下行链路传输的调度来创建有意干扰来确保上行链路传输相对于窃听终端的机密性。在本文中，这一基本思想是探索从信息理论的角度来看，通过集中在两个小区的情况下，所涉及的基站连接通过一个有限容量的骨干链路。许多传输策略被认为是旨在提高上行链路的保密性下的下行链路速率，作为干扰信号的约束。这些策略的不同之处主要在于协作下行链路到上行链路操作的基站利用骨干链路的方式。高斯（unfaded）和衰落的情况下，在不同的假设下，在不同的节点上的信道状态信息的可扩展速率。数值结果也证实了分析。总体而言，分析表明，调度和基站合作的组合是一种很有前途的手段，以提高蜂窝系统中的传输机密性。
2008-05-03 cs.CR cs.IT math.IT
Uplink-Downlink Duality for Beamforming in Integrated Sensing and Communications
University of Toronto（多伦多大学）
本文研究了在集成感知与通信中同时利用通信信号进行感知的波束成形和功率优化问题，提出通过最大化特定感知方向的波束成形功率来最小化贝叶斯Cramér-Rao界，并扩展了经典上行-下行对偶性理论以适应ISAC场景，引入额外条件以处理负噪声功率。
2026-05-13 cs.IT eess.SP math.IT
Achievable Rate Analysis of the STAR-RIS Aided NOMA Uplink in the Face of Imperfect CSI and Hardware Impairments
该研究推导了存在信道估计误差与硬件损伤时，STAR-RIS辅助NOMA上行链路的遍历和速率上界，发现收发机硬件损伤会导致高功率下的性能地板效应。
2023-06-14 cs.IT eess.SP math.IT
Optimal phase shift design for fair allocation in RIS aided uplink network using statistical CSI
本文针对RIS辅助上行链路网络，提出基于统计CSI的相移、波束成形与功率分配联合优化算法，以最大化最小SINR实现用户公平，并显著降低计算与控制开销。
2023-09-23 cs.IT math.IT
Maximizing Connectivity of Uplink RIS-Assisted UAV Networks
Toronto Metropolitan University（多伦多都会大学）；University of Toronto（多伦多大学）
提出一种无人机定位与可重构智能表面划分方法，通过优化RIS辅助链路选择、RIS划分和无人机位置，以Fiedler值为指标最大化网络连通性，同时满足用户设备的SINR约束。
2026-06-11 cs.IT math.IT
Meta-Learning Based Few Pilots Demodulation and Interference Cancellation For NOMA Uplink
针对NOMA上行链路信道估计开销大的问题，提出元学习辅助的meta-SICNet模型，可跨设备共享经验降低训练开销，能用更少导频实现比经典SIC和传统SICNet更低的符号错误率。
2023-06-09 cs.IT eess.SP math.IT
UAV-Aided Wireless Communication Designs With Propulsion Energy Limitations
本文研究了无人机辅助无线通信系统，其中无人机在感兴趣区域上空飞行时支持多个地面节点的上行通信。在该系统中，考虑了UAV处的推进能量消耗，使得UAV的速度和加速度不应超过某个阈值。我们制定的最小平均速率最大化问题和能源效率（EE）最大化问题，通过联合优化的轨迹，速度和加速度的无人机和上行链路发射功率在GN。由于这些问题是非凸的一般，我们采用逐次凸逼近（SCA）技术。为此，适当的凸逼近的非凸约束，并提出迭代算法收敛到局部最优点。数值结果表明，所提出的算法优于基线计划的两个问题。特别是对于EE最大化问题，所提出的算法表现出约109%的增益超过基线计划。
2018-01-09 cs.IT math.IT
A Cross-Layer Approach to Data-aided Sensing using Compressive Random Access
在本文中，数据辅助传感作为物联网（IoT）应用中的跨层方法进行了研究，其中多个IoT节点收集测量值并将其传输到接入点（AP）。假设测量具有稀疏表示（由于空间相关性），并且压缩感知（CS）的概念可以用于有效的数据汇集。对于数据辅助传感，提出了一种节点选择标准，通过迭代利用来自所选节点的少量测量有效地重建目标信号。与压缩随机接入（CRA）一起从节点收集测量，提出压缩传输请求以有效地向一组选定的节点发送请求信号。对压缩传输请求进行了误差分析，研究了误差对数据辅助感知性能的影响。仿真结果表明，数据辅助感知允许重建的目标信息与少量的活动节点，并对节点的决策错误的压缩传输请求是鲁棒的。
2019-04-29 cs.IT math.IT
Uplink Performance of RIS-aided Cell-Free Massive MIMO System with Electromagnetic Interference
本文研究存在电磁干扰的RIS辅助无蜂窝大规模MIMO系统上行性能，推导频谱效率闭式表达式，提出两种功率控制算法，揭示多因素对系统性能的影响并经仿真验证。
2023-06-14 cs.IT eess.SP math.IT
Deep Learning-based Design of Uplink Integrated Sensing and Communication
针对6G上行ISAC中感知与通信的资源共享干扰问题，本文联合设计感知发射波形和通信接收波束赋形，并通过等价变换与深度学习方案求解非凸优化问题，提升整体性能。
2024-03-03 cs.IT eess.SP math.IT
On the Performance of Uplink ISAC Systems
这封信分析了上行链路综合传感和通信（ISAC）系统的性能，其中通信用户（CU）和雷达目标（RT）共享相同的频带。在ISAC系统的通信过程中采用了非正交多址接入（NOMA）协议。新的表达式推导出表征中断概率，遍历通信速率，和感测速率。此外，分集阶数和高信噪比（SNR）的斜率被揭示，以获得进一步的见解。结果发现，当实现相同的通信速率，ISAC系统享有更高的感测速率比传统的频分传感和通信（FDSAC）系统，其中CU和RT共享隔离的频带。所有的结果都通过数值模拟进行了验证，并在很好的协议。
2022-05-27 cs.IT eess.SP math.IT
Relay-Aided MIMO Cellular Networks Using Opposite Directional Interference Alignment
在本文中，我们首先提出了干扰对齐（IA）方案的多输入多输出（MIMO）蜂窝网络的上行链路传输的帮助下，在半双工模式下的中继。所提出的方案只需要在中继站的全局信道状态信息（CSI）的知识，而不需要在用户设备（UE）的发射机波束成形和时间扩展，这不同于传统的IA方案的蜂窝网络。我们推导出该方案的可行性条件的一般网络配置和分析度的自由度（DoF）性能的建议IA计划。本文进一步描述了下行链路和全双工网络的建议方案的扩展。它还表明，通过中继引起的干扰多址接入信道（IMAC）和干扰广播信道（IBC）的二元性，可以获得相同的优势，作为上行链路的情况下，对于下行链路的情况。此外，全双工网络具有与半双工情况相同的优点。
2017-05-22 cs.IT math.IT
Reconfigurable Intelligent Surface Aided Wireless Sensing for Scene Depth Estimation
当前的场景深度估计方法主要依赖于光学感测，其带有隐私问题并且遭受对于遥远的、有光泽的和透明的表面/对象的估计模糊性。可重构智能表面（RISs）提供了一种使用低成本和高能效架构来采用大量天线的途径。这具有实现具有高空间分辨率的RIS辅助无线传感的潜力。在本文中，我们建议采用RIS辅助无线传感系统的场景深度估计。我们开发了一个全面的框架，用于使用RIS辅助毫米波传感系统构建准确的深度图。在这个框架中，我们提出了一个新的RIS交互码本能够创建一个感测网格的反射光束，满足高效的场景深度图建设的理想特性。使用所设计的码本，对接收到的信号进行处理以构建高分辨率深度图。仿真结果将所提出的解决方案与基于RGB的方法进行了比较，并突出了在场景深度感知中采用RIS辅助毫米波传感的前景。
2022-11-15 cs.IT eess.SP math.IT
Data-aided Sensing for Gaussian Process Regression in IoT Systems
Deakin University（迪肯大学）
在本文中，有效的数据汇集与有限的带宽，数据辅助传感应用高斯过程回归，用于学习从物联网系统中的传感器收集的数据集。我们专注于插值的传感器的测量从少量的测量上传的一小部分传感器使用高斯过程回归与数据辅助传感。由于主动传感器的选择，它表明，高斯过程回归与数据辅助传感可以提供一个很好的估计一个完整的数据集相比，随机选择。与多通道ALOHA，数据辅助传感广义分布式选择上传时，传感器可以有反馈的预测，他们的测量，使每个传感器可以决定是否上传比较其测量与预测的。数值结果表明，修改后的多通道ALOHA预测，可以帮助提高性能的高斯过程回归与数据辅助感测相比，传统的多通道ALOHA等上传概率。
2020-11-23 cs.IT cs.LG math.IT
Intelligent Reflecting Surface-Aided Spectrum Sensing for Cognitive Radio
频谱感知是认知无线电的关键使能技术，它提供有关频谱可用性的重要信息。然而，由于严重的无线信道衰落和路径损耗，在CR或次要用户（SU）处接收的主要用户（PU）信号实际上可能太弱而不能进行可靠检测。为了解决这个问题，我们认为在这封信中一个新的智能反射表面（IRS）辅助频谱感知方案CR，通过利用大孔径和被动波束形成增益的IRS提高PU信号强度接收在SU，以促进其频谱感知。具体地，通过根据给定的码本随时间动态地改变IRS反射，其反射信号功率在SU处基本上变化，这被用于机会信号检测。此外，我们提出了一种加权的能量检测方法，通过结合不同的IRS反射的接收信号的功率值，这显着提高了检测性能。仿真结果验证了所提出的IRS辅助频谱感知方案的性能增益，与不同的基准方案相比。
2022-02-05 cs.ET cs.IT eess.SP
UAV Communications with WPT-aided Cell-Free Massive MIMO Systems
无蜂窝（CF）大规模多输入多输出（MIMO）是一种很有前途的解决方案，为无人机（UAV）通信提供一致的良好性能。在本文中，我们提出了无人机通信与无线功率传输（WPT）辅助CF大规模MIMO系统，其中从下行链路WPT收集的能量（HE）用于支持上行链路数据和导频传输。我们推导出新的封闭形式的下行链路HE和上行链路频谱效率（SE）的表达式，考虑到无人机的硬件损伤。还考虑了与当前的小小区（SC）和蜂窝大规模MIMO使能的WPT系统的UAV通信以进行比较。重要的是表明，CF大规模MIMO分别实现了比SC和蜂窝大规模MIMO高2倍和5倍的95%可能上行链路SE。此外，大规模衰落解码接收机协作可以降低地面用户的干扰。此外，可以通过改变时间分裂分数来实现最大SE。我们证明了最大SE的最佳时间分裂分数是由天线的数量，高度和无人机的硬件品质因数。在此基础上，提出了三种提高SE的无人机轨迹设计方案。有趣的是，角度搜索方案的性能优于AP搜索和线路径方案。最后，仿真结果验证了我们的表达式的准确性。
2021-04-23 cs.IT eess.SP math.IT
Downlink and Uplink Cooperative Joint Communication and Sensing
提出下行与上行协作JCAS方案，通过统一MUSIC感知与DUC融合区分用户和哑目标，并利用信道互易性提升感知及CSI估计精度。
2023-04-26 cs.IT eess.SP math.IT
Beamforming Design for Integrated Sensing and Communications Using Uplink-Downlink Duality
本文提出一种基于上下行对偶的优化框架，将集成感知与通信的波束成形设计转化为易处理形式，显著降低计算复杂度，同时最小化感知贝叶斯克拉美-罗界并满足通信服务质量约束。
2024-04-20 cs.IT eess.SP math.IT
Data-aided Sensing where Communication and Sensing Meet: An Introduction
由于有许多物联网（IoT）应用需要从大量传感器或设备实时收集数据集，因此需要集成传感和通信，以便从设备高效上传。在本文中，我们介绍了数据辅助感测（DAS）的概念，其中基站（BS）利用已经上传的数据的子集，并可用于选择下一个设备进行有效的数据汇集或感测。因此，使用DAS，物联网应用程序中的某些任务（包括联邦学习）可以通过从少量选定设备上传来完成。考虑两种不同类型的DAS：一种是集中式DAS，另一种是分布式DAS。在集中式DAS中，BS决定上传顺序，而在分布式DAS中，每个设备可以决定何时在多个上传轮中上传其自己的本地数据集。在分布式DAS中，采用随机接入，其中每个设备的接入概率根据其本地测量来决定，以实现高效上传。
2021-12-07 cs.IT math.IT
Fundamental Performance Limits of Non-Coherent ISAC: A Data-Aided Sensing Perspective
本文研究了非协作ISAC系统在块衰落信道中的性能极限，通过数据辅助传感方案实现了比试点传感更高的传感精度和SNR增益。
2026-05-15 cs.IT math.IT
Downlink and Uplink NOMA-ISAC with Signal Alignment
本文提出采用信号对齐技术的多输入多输出NOMA-ISAC框架，分析其上下行在不同设计下的感知速率、通信速率等性能及高SNR渐近特性，验证其较FDSAC的性能与速率域优势。
2024-07-15 cs.IT math.IT
Data-Aided Secure Massive MIMO Transmission under the Pilot Contamination Attack
本文研究了具有主动窃听的时分双工多小区多用户大规模多输入多输出（MIMO）系统的保密通信设计。我们假设窃听者在窃听用户的下行链路数据传输之前主动攻击上行链路导频传输和上行链路数据传输。我们利用接收到的导频和接收到的数据信号进行上行链路信道估计。我们分析表明，当发射天线的数量和数据向量的长度都趋于无穷大时，期望用户和窃听者的信号位于基站接收信号矩阵的不同特征空间中，只要它们的信号功率不同。这一发现表明，降低（而不是增加）所需的用户的信号功率可能是一个有效的方法来打击强大的主动攻击的窃听。受此启发，我们提出了一个数据辅助的安全下行链路传输方案，并推导出一个渐近可实现的保密和速率表达式所提出的设计。对于具有独立同分布衰落的单小区单用户系统的特殊情况，所得到的表达式揭示了保密率与发射天线的数量成比例关系。这与在没有窃听者的情况下单用户大规模MIMO系统的可实现速率的缩放定律相同。数值结果表明，该方案实现了显着的保密率增益相比，基于匹配滤波器预编码与人工噪声生成和零空间传输的替代方法。
2019-03-25 cs.IT math.IT
NOMA for Integrating Sensing and Communications towards 6G: A Multiple Access Perspective
本文从多址接入视角研究6G感知通信一体化，提出多种基于NOMA的上下行ISAC设计方案，可灵活协调干扰、分配资源，性能优于传统方案。
2022-06-01 cs.IT eess.SP math.IT
Intelligent Reflecting Surface Aided Wireless Sensing: Applications and Design Issues
智能反射面（IRS）是一种新兴技术，它通过巧妙地调节大量无源反射元件的信号反射，能够显著提高无线通信的性能。另一方面，随着无处不在的无线设备和周围的射频信号，无线传感已成为下一代/6 G无线网络的一个有前途的新应用。通过协同低成本的IRS和肥沃的无线传感应用，本文提出了一种新的IRS辅助传感模式，以提高无线传感的性能成本效益。首先，我们提供了一个无线传感应用的概述和利用IRS克服其在实际情况下的性能限制的新机会。接下来，我们讨论了基于三种方法的IRS辅助传感方案，即被动传感、半被动传感和主动传感。我们比较了它们在性能、硬件成本和实现复杂性方面的优缺点，并概述了它们的主要设计问题，包括IRS部署、信道捕获和反射设计以及传感算法。最后，数值结果表明IRS的巨大潜力，提高无线传感精度和优越的性能相比，其他计划的IRS主动传感。
2023-02-12 cs.IT eess.SP math.IT
