An Exclusion zone for Massive MIMO With Underlay D2D Communication
第五代网络将包含无线网络中的各种新功能，例如数据卸载、D2D通信和大规模MIMO。大规模MIMO特别有吸引力，因为它实现了巨大的增益，同时实现了像MRC接收器一样的简单处理。然而，它有一个被称为飞行员污染的主要缺点。在本文中，我们提出了一个框架，其中，D2D底层大规模MIMO系统的实现，我们将证明，这种方案可以减少导频污染问题，同时使系统的频谱效率的优化。D2D通信将有助于维持网络覆盖，同时允许执行更好的信道估计。
2015-06-11 cs.IT math.IT
Study of Activity-Aware Multiple Feedback Successive Interference Cancellation for Massive Machine-Type Communications
在这项工作中，我们提出了一个活动感知的低复杂度的多反馈连续干扰消除（AA-MF-SIC）策略，用于大规模的机器类型的通信。所提出的AA-MF-SIC算法的计算复杂性与传统的SIC算法一样低，而且附加的复杂度很低。仿真结果表明，该算法明显优于传统的SIC方案和其他建议。
2019-03-26 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
Capacity scaling in a Non-coherent Wideband Massive SIMO Block Fading Channel
研究了在单输入多输出（SIMO）块瑞利衰落信道中，当带宽和接收天线数均趋于无穷大，发射功率固定时，相干和非相干信道容量的缩放关系.发射机没有信道状态信息（CSI），而接收机可以具有Genie提供的CSI（相干接收机），或者仅具有信道统计（非相干接收机）。我们的研究结果表明，如果可用带宽小于一个阈值带宽，这是成比例的（最多的领先阶项）的天线数量的平方根，有没有差距的相干容量和非相干容量的容量缩放行为。另一方面，当带宽大于该阈值时，存在容量缩放间隙。由于使用导频符号进行信道估计的可实现速率受到非相干容量约束，这项工作揭示了在具有大量接收天线的系统中的导频辅助相干接收器无法利用高于给定阈值的多余频谱来获得容量增益。
2020-02-20 cs.IT math.IT
Physical Layer Authentication for Non-coherent Massive SIMO-Based Industrial IoT Communications
实现超可靠、低延迟和安全的通信对于实现工业物联网（IIoT）至关重要。非相干大规模多输入多输出（MIMO）最近被提出作为满足超可靠和低延迟要求的有前途的方法。此外，物理层身份验证（PLA）技术由于其低延迟属性而特别适用于IIoT通信。提出了一种适用于非相干大规模单输入多输出（SIMO）工业物联网（IIoT）通信系统的PLA方法。具体来说，我们首先确定在消息信息中嵌入认证信息（标签）的最佳方式。然后，我们优化消息和标签信号之间的功率分配，以表征消息和标签错误性能之间的权衡。数值结果表明，在通信可靠性保持在同一水平的情况下，所提出的PLA比采用统一标签的传统方法更准确。所提出的PLA方法可以有效地应用于非相干系统。
2020-01-21 cs.CR cs.IT eess.SP
Multi-user Massive MIMO Communication Systems Based on Irregular Antenna Arrays
在实际的移动通信工程应用中，天线阵列部署区域的表面通常是不平坦的。因此，大规模多输入多输出（MIMO）通信系统通常通过不规则的天线阵列来传输无线信号。针对大规模MIMO通信系统中存在互耦效应的情况，定义了矩阵相关系数和各态历经接收增益，以评估不规则天线阵列的性能。此外，首先推导了采用不规则天线阵列的多用户大规模MIMO通信系统的各态历经可达速率、符号出错率和平均中断概率的下界。当天线数趋于无穷大时，也得到了渐近结果。数值结果表明，在采用不规则天线阵列的大规模MIMO通信系统中，当天线数目不断增加时，存在一个最大可达速率。此外，当天线数目大于或等于给定阈值时，不规则天线阵列在大规模MIMO通信系统的可达速率方面优于规则天线阵列。
2016-04-18 cs.IT cs.NI math.IT
Digital Adaptive Carrier Phase Estimation in Multi-Level Phase Shift Keying Coherent Optical Communication Systems
研究了长距离高速n级相移键控（n-PSK）光纤通信系统中基于单抽头归一化最小均方（LMS）算法的自适应载波相位估计问题。推导了n-PSK相干光传输系统中载波相位估计和误码率平层估计的解析表达式。结果表明，单抽头归一化LMS算法在载波相位估计方面有较好的效果，但随着调制电平的增加，其对激光器固有相位噪声和均衡增强相位噪声的补偿效果逐渐减弱。
2016-07-20 cs.IT math.IT
K-Means Clustering-Aided Non-Coherent Detection for Molecular Communications
在本文中，我们考虑非相干检测的分子通信系统中存在的符号间干扰。特别是，我们研究了非相干检测器的基础上，以实现低误码率（BER）传输的记忆位为基础的阈值。实现基于存储位阈值的检测器的主要挑战是仅基于接收信号获得信道状态信息。我们解决这个问题，通过重新制定的阈值，通过中间变量，这可以通过聚类多维数据从接收到的信号，并通过使用K-means聚类算法。除了估计的阈值，我们表明，传输的位可以从聚类数据中检索。为了减少聚类误差，我们提出了从一维到多维数据的迭代聚类方法，这表明可以降低BER。仿真结果验证了所提方法的有效性。
2021-04-18 cs.IT math.IT
Polar-Coded Non-Coherent Communication
针对信道状态信息未知的信道，提出了一种联合信道估计和译码的极化码传输（PCT）方案。CSI经由连续消除（SC）解码和由冻结比特施加的约束来估计。使用外码的SC列表解码提高了性能，包括在使用正交相移键控（QPSK）和格雷标记时解决相位模糊。使用5G极化码和QPSK的仿真显示，对于各种非相干模型，在$10^{-4}$的出错率（FER）下，与导频辅助传输相比，增益高达$2$ ~dB。此外，对于具有完美CSI的相干接收器，PCT在十分之几dB内执行。对于瑞利块衰落信道，PCT优于基于随机编码的FER上限，并且在下限的1dB内。
2021-02-22 cs.IT math.IT
5G Multimedia Massive MIMO Communications Systems
在第五代（5G）无线通信系统中，大部分业务需求由各种多媒体应用贡献。为了支持未来的5G多媒体通信系统，大规模多输入多输出（MIMO）技术由于其高频谱效率而被认为是关键使能器。大量的天线和射频（RF）链不仅提高了5G无线通信系统的实施成本，而且由于用于部署天线的空间有限，导致天线之间的强烈互耦效应。为降低预编码开销，考虑互耦效应，提出了一种5G多媒体大规模MIMO通信系统中最小射频链数的最优等效预编码矩阵。此外，推导了5G多媒体大规模MIMO通信系统的有效容量的上界。建立并分析了两种天线接收分集增益模型。分析了天线间距、天线数量、服务质量（QoS）统计指数和独立入射方向数对5G多媒体大规模MIMO通信系统有效容量的影响。仿真结果表明，与传统的迫零预编码矩阵相比，所提出的最优等价预编码矩阵能够在5G多媒体大规模MIMO通信系统中获得更高的可达速率。
2016-11-10 cs.IT cs.NI math.IT
Full-Duplex Non-Coherent Communications for Massive MIMO Systems with Analog Beamforming
针对大规模多输入多输出（mMIMO）系统，提出了一种基于模拟波束形成（ABF）的全双工非相干（FD-NC）传输方案。我们建议使用结构化的格拉斯曼星座的非相干通信，不需要信道估计。然后，我们设计了发送和接收ABF通过慢时变的出发角（AoD）和到达角（AoA）信息，分别。ABF设计的目标是最大化预期的信号功率，同时抑制FD传输中发生的强自干扰（SI）。此外，所提出的ABF技术仅需要单个发射和接收RF链来支持大型天线阵列，因此，它降低了mMIMO系统中的硬件成本/复杂度。结果表明，建议FD-NC提供了一个很大的改善比特出错率（BER）相比，半双工非相干（HD-NC）和HD相干计划。我们还观察到，所提出的FD-NC既减少了错误平层所造成的残留SI在FD传输，并提供较低的BER相比，FD相干传输。
2022-01-29 cs.IT eess.SP math.IT
Compressive Massive Random Access for Massive Machine-Type Communications (mMTC)
在未来的无线网络中，大规模机器类型通信（mMTC）的一个基本挑战在于以低延迟可靠地支持大规模连接。在此背景下，本文提出了一种基于压缩感知（CS）的mMTC大规模随机接入方案，利用固有的零星业务，其中活动设备及其信道可以联合估计与低开销。具体地说，我们考虑在上行链路的大规模随机接入设备采用伪随机导频，这是在CS理论的框架下设计的。同时，在基站（BS）的大规模随机接入，可以制定为稀疏信号恢复问题，通过利用稀疏的性质，活跃的设备。此外，通过利用不同的接收天线和子载波之间的结构稀疏性，我们开发了一个分布式多测量矢量近似消息传递（DMMV-AMP）算法，以进一步提高性能。此外，所提出的DMMV-AMP算法的状态演化（SE）推导出预测的性能。仿真结果表明，该方案的优越性，表现出良好的紧密性与理论SE。
2018-09-12 cs.IT math.IT
Non-Coherent Modulation for RIS-Empowered Multi-Antenna OFDM Communications
可重构智能表面（RIS）构成了下一代第六代（6 G）无线通信的突出技术之一。设想在障碍物阻挡来自基站（BS）的直接通信的情况下以及当使用对衰减损耗敏感的高载波频率时增强信号覆盖。在文献中，RISs的开发完全基于传统的相干解调，这需要信道状态信息（CSI）的可用性。给定CSI，多天线BS或专用控制器计算前/后空间编码器和RIS配置。后者的任务需要大量的时间和资源，当信道是时变的或CSI不够准确时，这可能是负担不起的。在本文中，我们考虑一个单天线用户和一个多天线BS之间的上行链路，并提出了一种新的RI授权的正交频分复用（OFDM）通信系统的基础上的差分相移键控，这是适合于高噪声和/或移动性的场景。考虑到理想和现实的信道模型，信号干扰噪声比（SINR）和符号错误概率（SEP）的建议的非相干RI授权系统的解析表达式。我们广泛的计算机模拟结果验证了所提出的分析的准确性，并展示了所提出的系统的性能和优越性，在不同的移动性和空间相关性的情况下，相干解调。
2021-03-09 cs.IT math.IT
Weighted finite impulse response filter for chromatic dispersion equalization in coherent optical fiber communication systems
利用有限冲激响应（FIR）滤波器进行时域色散（CD）均衡是目前相干光纤通信系统的常用方法。FIR滤波器抽头的复数权重从CD传递函数的截断脉冲响应计算，并且复数权重的模是常数。在我们的工作中，我们考虑到一个单一的通道信号的带宽有限，并提出加权FIR滤波器，以提高CD均衡的性能。本文研究了升余弦FIR滤波器和高斯FIR滤波器。针对QPSK、16QAM和32QAM相干检测信号的EVM，对升余弦FIR滤波器和高斯FIR滤波器进行了优化。结果表明，加权滤波器的优化参数与调制格式、符号速率和传输光纤长度无关。采用优化后的加权FIR滤波器，CD均衡信号的EVM显著降低。加权FIR滤波器的原理也可以作为加权函数推广到其它对称函数。
2017-04-29 cs.IT math.IT
Compressive Sensing-Based Grant-Free Massive Access for 6G Massive Communication
本文综述了面向6G大规模通信的基于压缩感知的免授权大规模接入范式，指出现有随机接入方案的局限，提出从单天线到大规模天线阵列、从单站到协作式大规模MIMO、从无源到有源接入的演进路线图，并讨论了关键挑战与未来方向。
2023-11-12 cs.IT eess.SP math.IT
Towards Massive Connectivity Support for Scalable mMTC Communications in 5G networks
预见第五代蜂窝通信系统能够实现具有非常不同要求的多种新应用和用例。新的5G多服务空中接口需要增强宽带性能，并提供新水平的可靠性、延迟和支持的用户数量。在本文中，我们专注于大规模的机器类型通信（mMTC）服务内的多服务空中接口。具体来说，我们提出了一个概述不同的物理和介质接入技术，以解决问题的大量接入尝试在mMTC和讨论这些解决方案的协议性能在一个共同的评估框架。
2018-04-05 cs.IT math.IT
Physical Layer Authentication for Non-Coherent Massive SIMO-Enabled Industrial IoT Communications
实现超可靠、低延迟和安全的通信对于实现工业物联网（IIoT）至关重要。非相干大规模多输入多输出（MIMO）技术是满足超可靠和低延迟要求的一种很有前途的技术。此外，物理层身份验证（PLA）技术由于其低延迟属性，特别适合安全的IIoT通信。提出了一种适用于非相干大规模单输入多输出（SIMO）工业物联网（IIoT）通信系统的PLA方法。该方法通过将认证信号（标签）嵌入到消息信号中来实现PLA，称为“基于消息的标签嵌入”。这是不同于传统的PLA方法利用均匀功率标签。我们设计了最佳的标签嵌入和优化的消息和标签信号之间的功率分配来表征消息和标签错误性能之间的权衡。数值结果表明，所提出的基于消息的标签嵌入PLA方法是更准确的比传统的统一的标签嵌入方法，其中有一个不可避免的标签错误地板接近10%。
2020-05-23 cs.IT eess.SP math.IT
Optimal Power Allocation for A Massive MIMO Relay Aided Secure Communication
在本文中，我们解决的问题，在中继两跳安全通信在实际条件下的最佳功率分配。为了保证长距离传输过程中的安全通信，研究了大规模MIMO（M-MIMO）中继技术，以显著提高无线安全性。本文的重点是分析和设计解码转发（DF）M-MIMO中继的最优功率分配，以最大化的秘密中断容量和最小化的拦截概率，分别。我们的研究揭示了一个非负的秘密中断容量的条件，获得了封闭形式的最佳功率的表达式，并提出了保密性能的渐近特性。仿真结果验证了所提方案的有效性。
2015-08-31 cs.IT math.IT
Non-Coherent Massive MIMO Integration in Satellite Communication
大规模多输入多输出（mMIMO）技术已被认为是显著提高诸如5G及更高的后续无线通信系统的传输速率的有效标准。然而，实现该技术一直面临着一个关键问题，获取大量的信道状态信息。首先，由于可计算的高传输延迟，这个问题在集成卫星和地面网络（3GPP-版本15）中变得更加严重。为了解决这个具有挑战性的问题，mMIMO授权的非相干技术可以是一个有前途的解决方案。据我们所知，本文是第一个考虑在卫星通信系统中采用非相干mMIMO的工作。这项工作的目的是分析这一整合所带来的挑战和机遇。此外，我们确定了这方面的问题。在这项工作中提出的初步结果表明，在比特出错率（BER）和天线的数量测量的性能是不远的地面链路所需的。此外，由于mMIMO与非相干方法相结合，我们可以在低信噪比（SNR）状态下工作，这对于卫星链路来说是一个很好的优势。
2022-09-20 cs.IT eess.SP math.IT
Grant-Free Massive MTC-Enabled Massive MIMO: A Compressive Sensing Approach
大规模MTC（mMTC）的关键挑战是设备活动的联合检测和数据的解码。mMTC的稀疏特性使得压缩感知（CS）成为解决设备检测问题的一种很有前途的方法。然而，将基于CS的方法与信道估计一起用于设备检测，并且将所获取的估计用于相干数据传输是次优的，特别是当目标是仅传送几比特数据时。首先，我们专注于相干传输，并证明它是可能的，以获得更准确的信道状态信息，通过结合传统的估计与CS为基础的技术。此外，我们说明，即使是简单的功率控制技术可以提高设备检测性能的mMTC设置。其次，我们设计了一个新的非相干传输方案mMTC，特别是免授权随机接入。我们设计了一种算法，该算法联合检测设备活动以及嵌入的信息位。该方法利用近似消息传递（AMP）算法的元素，并利用非相干传输方案引入的结构化稀疏性。我们的分析表明，该方法具有优越的性能相比，应用程序的原始AMP的方法。
2018-06-26 cs.IT math.IT
Low-complexity Location-aware Multi-user Massive MIMO Beamforming for High Speed Train Communications
大规模多输入多输出（MIMO）自适应是下一代高速训练（HST）通信系统的主要发展目标之一。在本文中，我们考虑如何设计一个有效的低复杂度的位置感知波束形成的多用户（MU）大规模MIMO系统中的HST场景。首先提出了一种基于位置信息的低复杂度波束形成算法，该算法考虑了多个用户。然后，在不考虑波束间干扰的情况下，提出了一种封闭形式的解决方案，以最大限度地提高基站（BS）的总服务能力，在这个MU HST的场景。最后，我们提出了一种基于位置辅助搜索的次优解决方案，以消除波束间干扰并最大化BS服务能力。各种仿真结果显示了我们提出的大规模MIMO波束形成方法的优点。
2017-03-15 cs.IT math.IT
Carnot machine-based massive MIMO communication capacity modeling and performance analysis
与传统热机中的能量流动过程类似，信息在通信系统中也是以能量和熵的形式流动的。结合热力学卡诺机和经典香农信息论，建立了一个广义热力学MIMO（multiple input multiple outputs）通信系统，分析了采用前向纠错码的信道容量。基于通信系统中的自由度和熵的概念，在热力学理论下提出了广义信道容量。此外，推导并仿真了所提出的信道容量与噪声自由度和编码开销之间的关系。仿真结果验证了所提出的信道容量与经典的信道容量是一致的。
2022-03-18 cs.IT math.IT
Multiple Access in Constellation Domain by Non-Coherent Massive MIMO
多址接入是提高多用户通信网络容量的基础。然而，对更高数据率和需要通信服务的用户数量的增长的需求导致了当前无线通信中正交资源的稀缺。另一方面，自3GPP Release 15以来，作为3GPP的倡议，将卫星集成在地面网络内需要地面和非地面用户之间的新形式的多址接入。本文研究星座方案作为一个新的领域，以提高国家的最先进的多址技术，为未来的通信技术，采用非相干通信与大规模MIMO。此外，我们提出了一个混合模型之间的经典接入方法，如时分多址（TDMA）或频分多址（FDMA），新兴的非正交多址接入（NOMA）和建议域的星座基于非相干大规模多输入多输出（MIMO）计划的模型。该模型讨论了不同的情况下，卫星通信，有助于增加系统的容量，避免地面和非地面用户之间的干扰。
2023-03-11 cs.IT eess.SP math.IT
Unsourced Sparse Multiple Access foUnsourced Sparse Multiple Access for 6G Massive Communicationr 6G Massive Communication
本文提出面向6G的无源稀疏多址接入（USMA）框架，结合压缩感知和SIDMA技术，仿真显示其逼近理论界限，并在环境物联网中实现近4倍容量和6倍效率提升。
2024-11-15 cs.IT eess.SP math.IT
Cell-Free Massive MIMO for 6G Wireless Communication Networks
最近商业化的第五代（5G）无线通信网络实现了许多改进，包括通过大规模多输入多输出（MIMO）、毫米波等多项关键技术实现空中接口增强、频谱扩展和网络强化。通信和超密集网络。尽管5G商用系统已经部署，但无线通信仍面临着许多挑战，以实现连接智能和无数应用，如工业物联网，自治系统，脑机接口，数字孪生，触觉互联网等，因此，迫切需要启动第六代（6G）无线通信系统的研究。在这些系统的候选技术中，结合分布式系统和大规模MIMO的优点的无小区大规模MIMO被认为是提高无线传输效率的关键解决方案，并成为国际前沿。在本文中，我们提出了一个全面的研究无小区的大规模MIMO的6G无线通信网络，特别是从信号处理的角度。我们专注于使物理层技术的无小区大规模MIMO，如用户关联，导频分配，发射机和接收机的设计，以及功率控制和分配。此外，一些当前和未来的研究问题进行了强调。
2021-11-30 cs.IT eess.SP math.IT
Massive MIMO and Waveform Design for 5th Generation Wireless Communication Systems
本文回顾了现有的相关工作，并确定了波形设计和大规模多天线系统（也称为Massive MIMO）交叉的关键5G领域的主要挑战。在基于滤波器组多载波（FBMC）的大规模MIMO中引入自均衡特性，可以减少系统所需的子载波数。它还表明，盲信道跟踪性能的FBMC可以用来解决导频污染-大规模MIMO系统的主要限制因素之一。我们的研究结果揭示并激励了一个全新的研究路线，以更好地理解波形设计，重点是基于FBMC的大规模MIMO网络。
2016-09-23 cs.IT math.IT
Massive MIMO Beam-forming for High Speed Train Communication: Directivity vs Beamwidth
高移动性自适应和大规模多输入多输出（MIMO）应用是下一代高速训练通信系统的两个主要发展目标。针对大规模MIMO系统中的位置感知波束形成问题，首先分析了波束方向性和波束宽度之间的折衷关系，并在此基础上给出了定位精度的灵敏度分析。在不同定位精度的约束下，推导出了保证高效传输的最大波束指向性和相应的波束宽度。最后，我们提出了一种利用位置信息具有定位鲁棒性的低复杂度波束成形设计，该设计既不需要对上行链路信道协方差矩阵（CCM）进行特征分解（ED），也不需要对下行链路CCM（DCCM）进行ED。数值仿真表明，在高移动性的场景下，定位误差小于一定值的大规模MIMO系统能够保证所需的性能和传输效率。
2017-02-07 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
Multi-level Design for Multiple-Symbol Non-Coherent Unitary Constellations for Massive SIMO Systems
研究了块瑞利衰落信道下单输入多输出（SIMO）系统的非相干检测问题。利用Kullback-Leibler散度作为设计准则，提出了一种多符号星座优化问题，该问题的构造和检测具有较高的计算复杂性。我们利用制定的问题的结构和解耦成一个单一的星座设计和多层次的设计。所提出的多级设计在构造和检测方面都具有较低的复杂度。仿真结果表明，我们的多级设计具有更好的性能比传统的基于导频的方案和其他现有的低复杂度的多级设计。
2022-11-17 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
On capacity of optical communications over a lossy bosonic channel with a receiver employing the most general coherent electro-optic feedback control
我们研究了使用相干处理接收器来设计光接收器以区分多个相干态的问题-即，一种是使用任意相干反馈控制和量子噪声限制的直接检测-Dolinar证明了这一点，以实现在区分任何两个相干态时的最小错误概率。我们首先推导并重新解释Dolinar的二进制假设最小错误概率接收器作为一个优化的信息效率在每个时刻，基于递归贝叶斯更新的接收器。使用这种观点，我们提出了Dolinar的接收器设计的自然推广，以区分$M$相干状态，每个相干状态现在可以是码字，即，$N$相干状态的序列，每个相干状态从调制字母表中提取。我们分析的纯损耗光信道的信道容量与一般的相干处理接收器在低光子数制度，并将其与直接检测和Holevo限制（实现后者将需要一个量子联合检测接收器）可实现的容量进行比较。我们展示了令人信服的证据，尽管Dolinar的接收器的二进制相干状态假设检验（无论是在错误概率或互信息）的最佳性能，渐近通信速率可实现这样的相干处理接收器是一样好的直接检测。这表明，在无限长的码字限制，在接收机相干处理的所有潜在的好处可以通过设计一个好的代码和直接检测，在接收机内没有反馈。
2017-04-15 cs.IT math.IT quant-ph
Massive Machine-type Communications in 5G: Physical and MAC-layer solutions
机器类型通信（MTC）预计将在未来的5G系统中发挥重要作用。在FP7项目METIS中，MTC已被进一步分类为“大规模机器类型通信”（mMTC）和“超可靠机器类型通信”（uMTC）。mMTC是关于与数百亿机器类型终端的无线连接，而uMTC是关于可用性、低延迟和高可靠性。mMTC中的主要挑战是用于发送非常短的分组的大量设备的可扩展和有效的连接，这在为人类类型通信设计的蜂窝系统中没有充分地完成。此外，mMTC解决方案需要实现广域覆盖和室内深度渗透，同时具有低成本和节能。在本文中，我们将介绍METIS为应对这一挑战而开发的物理（PHY）和介质访问控制（MAC）层解决方案。
2016-06-13 cs.IT cs.NI math.IT
Optimal Real-time Communication in 6G Ultra-Massive V2X Mobile Networks
针对6G超大规模V2X网络，提出协作通信算法，证明固定中继下容量上界，并设计低复杂度中继选择启发式算法，仿真验证其容量优于现有方法。
2025-10-08 cs.IT eess.SP math.IT
Cube-Split: A Structured Grassmannian Constellation for Non-Coherent SIMO Communications
在本文中，我们提出了一个实用的结构化星座的非相干通信与一个单一的发射天线在瑞利平坦和块衰落信道没有瞬时信道状态信息。星座符号属于线的格拉斯曼（Grassmannian），并且被定义为复数缩放。通过将线的格拉斯曼分割成弯曲超立方体的集合并定义到这些弯曲超立方体中的每一个上的映射来生成星座，使得所得符号近似均匀地分布在格拉斯曼上。通过合理的参数选择，这种所谓的立方体分裂星座具有更高的包装效率，表示为最小距离，比现有的结构化星座。此外，利用星座结构，我们提出了低复杂度的贪婪符号解码器和对数似然比计算，以及一个有效的方法，将其关联到一个多级码与多级解码。仿真结果表明，立方体分裂星座的性能接近于数值优化星座，优于其他结构星座。在短相干时间和大星座尺寸的情况下，它在错误概率和可实现的数据率方面也优于基于相干导频的方案。
2020-06-04 cs.IT math.IT
Dynamic Beam-Based Random Access Scheme for M2M Communications in Massive MIMO Systems
由机器对机器（M2M）通信支持的物联网是未来第六代（6G）系统最重要的应用之一。6G面临的主要挑战是使大量M2M设备能够及时接入网络。因此，本文利用大规模多输入多输出（MIMO）的空间选择性，以减少冲突的问题时，大规模M2M设备同时发起随机接入。特别地，首先提出了基于波束的随机接入协议，以有效地利用大规模M2M设备的有限上行链路资源。为了解决M2M设备在空间和时间维度上的非均匀分布，然后用公式表示以最小化平均接入延迟为目标的马尔可夫决策过程（MDP）问题。接下来，我们提出了一种基于双深Q网络（DDQN）算法的动态波束接入方案来解决最优策略。最后，通过仿真验证了该方案的有效性，包括模型训练和随机接入性能。
2022-09-28 cs.IT math.IT
NOMA-Based Coexistence of Near-Field and Far-Field Massive MIMO Communications
本文提出利用NOMA原理复用为近场用户预配置的空间波束来服务远场用户，实现近场与远场大规模MIMO通信共存，并证明增加基站天线数可有效提升系统性能。
2023-09-17 cs.IT eess.SP math.IT
Free Space Optical Communication with Spatial Modulation and Coherent Detection over H-K Atmospheric Turbulence Channels
光空间调制（OSM）是近年来兴起的一种室内无线光通信中功率和带宽高效的脉冲调制技术，它是实现相干自由空间光（FSO）通信系统空间分集的一种简单、低复杂度的方法。在此过程中，本文做出了以下几个新的贡献。它提出了一个通用的分析框架，以获得平均比特错误概率（ABEP）的未编码OSM相干检测中存在的相干衰落。虽然框架是一般的，足以容纳任何类型的模型的基础上湍流散射，本文的重点是H-K分布。虽然这种分布代表了一个非常普遍的散射模型，适用于各种大气条件，但过去没有考虑与FSO系统一起使用，可能是因为其数学复杂性。建议的分析框架产生精确的性能评估结果MIMO系统与两个发射和任意数量的接收孔径。此外，紧上界推导出的OSM系统的错误概率与任意数量的发射孔径，以及卷积编码信号。OSM的性能进行比较，以及建立的相干FSO计划，采用空间分集的发射机或接收机只。具体而言，它表明，OSM可以提供与传统的相干FSO计划相当的性能，同时优于后者的频谱效率和硬件复杂度。各种数值性能评估的结果也被提出，并与通过蒙特卡罗模拟得到的等效结果进行了比较，从而验证了推导出的解析表达式的准确性。
2015-03-22 cs.IT math.IT
Ultra-Reliable and Low Latency Communication in mmWave-Enabled Massive MIMO Networks
超可靠性和低延迟是5G网络的两个关键组成部分。在这封信中，我们研究了毫米波（mmWave）支持的大规模多输入多输出（MIMO）网络中的超可靠和低延迟通信（URLLC）问题。该问题被铸造成一个网络效用最大化的概率延迟和可靠性约束。为了解决这个问题，我们求助于李雅普诺夫技术，提出了一种效用延迟控制方法，该方法适应信道变化和队列动态。数值结果表明，我们提出的方法确保可靠的通信，保证概率为99.99%，并减少延迟28.41%和77.11%相比，基线与概率延迟约束，分别。
2017-05-19 cs.IT math.IT
SLNR Based Precoding for One-Bit Quantized Massive MIMO in mmWave Communications
大规模多输入多输出（MIMO）是5G无线通信的关键技术，有望大幅提高容量。低分辨率数据转换器的使用对于大规模MIMO至关重要，以使整体传输尽可能具有成本效益和能源效益。在这项工作中，我们考虑了下行毫米波（mmWave）传输的情况下，多个用户同时服务的大规模MIMO与一位数/模（D/A）转换器。特别是，我们提出了一种新的预编码器设计的基础上的信号泄漏加噪声比（SLNR），最大限度地减少能量泄漏到不需要的用户，同时考虑到由于非线性一位量化的损害。我们表明，众所周知的正则化迫零（RZF）预编码器是一个特定版本的建议SLNR为基础的预编码器，这是当量化损伤完全忽略。数值结果强调显着的性能改善，以及所提出的SLNR为基础的预编码器相比，无论是RZF或迫零（ZF）预编码器。
2019-02-12 cs.IT math.IT
Secure Communication for Spatially Correlated RIS-Aided Multiuser Massive MIMO Systems: Analysis and Optimization
本文研究了利用人工噪声的可重构智能表面（RIS）辅助多用户大规模多输入多输出（MIMO）系统中的安全通信。首先推导出空间相关MIMO信道下遍历保密率的封闭表达式。通过使用这个派生的结果，我们进一步优化AN的功率分数在封闭的形式和RIS相移通过开发一个基于梯度的算法，它只需要统计信道状态信息（CSI）。我们的分析表明，在RIS的空间相关性提供了一个额外的维度优化RIS相移。数值模拟验证了分析结果，显示了深刻的系统参数之间的相互作用和保密性能的退化，由于在RIS的高空间相关性。
2023-01-10 cs.IT math.IT
On the Performance of Image Recovery in Massive MIMO Communications
大规模MIMO（多输入多输出）已被证明是5G及更高无线网络的潜在候选者。不同于以往大多数采用高斯信号的方法，本文利用Massive MIMO技术对图像数据的传输质量进行了研究。我们首先构建了一个框架，利用交替方向乘法器（ADMM）的方法，在上行链路的大规模MIMO传输的噪声接收数据的图像信号解码。然后，利用低通滤波器来提高恢复图像中的剩余噪声和伪影减少的效率。数值结果表明，在提高图像恢复的质量后滤波过程的必要性。
2021-01-25 cs.IT math.IT
MIMO Radars and Massive MIMO Communication Systems can Coexist
该研究针对单小区大规模MIMO通信系统与MIMO雷达的共存场景，利用随机矩阵理论推导二者可实现速率与联合系统速率区域，发现基站的大量自由度可在无协同设计时实现低干扰，并通过仿真验证了结论。
2023-07-22 cs.IT eess.SP math.IT
Maximum Spectral Efficiency of Adaptive Coherent Terrestrial FSO Links
Shiv Nadar Institution of Eminence（希夫纳达尔卓越学院）；Indian Institute of Technology, Delhi（德里印度理工学院）
本文提出了一种新的闭合形式表达式，用于计算在伽马-伽马湍流信道中具有指向误差的相干FSO通信系统的平均频谱效率极限，并分析了湍流和指向误差对系统性能的影响。
2026-02-25 cs.IT eess.SP math.IT
Study of Adaptive Activity-Aware Iterative Detection Techniques for Massive Machine-Type Communications
这项工作研究了免授权低数据速率大规模机器对机器通信（mMTC）的上行链路，其中设备只是偶尔活动，这需要在接收器处进行联合活动和数据检测。我们开发了一个自适应判决反馈检测器，以及一个$l_0$范数正则化的活动感知递归最小二乘算法，只需要导频符号。针对mMTC中的信号检测问题，提出了一种基于低密度奇偶校验（LDPC）的迭代检测和解码方案。仿真结果表明，所提出的方法对现有的计划的性能。
2019-07-30 cs.IT eess.SP math.IT
Quantum Steganography via Coherent and Fock State Encoding in an Optical Medium
该研究提出在光学信道中利用 Fock 态和相干态、并以热噪声为伪装的量子隐写通信方案，给出全能窃听者条件下的效率界及无噪声信道的编码与纠错方法。
2024-02-10 cs.IT math.IT quant-ph
Massive MIMO for Drone Communications: Case Studies and Future Directions
无人驾驶飞行器（UAV），也被称为无人机，正在激增。监控、灾难管理和无人机竞赛等应用在吞吐量、可靠性和延迟方面对与无人机的通信提出了很高的要求。目前用于无人机连接的现有无线技术，特别是Wi-Fi，仅限于短距离和低移动性的情况。需要新的可扩展技术来满足未来对长连接范围的需求，支持快速移动的无人机，以及同时与整个无人机群进行通信的可能性。大规模多输入多输出（MIMO）是新兴5G标准的主要技术组成部分，具有满足这些要求的潜力。
2019-07-27 cs.IT eess.SP math.IT
Ubiquitous Integrated Sensing and Communications for Massive MIMO LEO Satellite Systems
本文探讨在大规模 MIMO LEO 卫星系统中部署 ISAC，综述系统基础、研究进展、挑战与关键使能技术，并提出未来研究方向。
2024-07-06 cs.IT eess.SP math.IT
Joint Low-Rank and Sparse Bayesian Channel Estimation for Ultra-Massive MIMO Communications
本文提出了一种联合低秩与稀疏贝叶斯估计算法，用于超大规模MIMO通信中的信道估计，提升了估计精度和复杂度性能。
2025-12-04 cs.IT eess.SP math.IT
Reliable Reporting for Massive M2M Communications with Periodic Resource Pooling
这封信考虑了具有大量M2M设备的无线M2M通信场景。每个设备都需要在给定的截止日期内发送其报告，并具有一定的可靠性。G.百分之九十九点九九可用于所有M2M设备的资源池周期性地可用于传输。池内M2M设备所需的传输数量是随机的，这是由于两个原因-自上次报告机会以来到达的报告的随机数以及由于随机信道错误而导致的重传请求。我们展示了如何尺寸池的M2M专用的资源，以保证所需的可靠性的报告交付期限内。资源池被大量设备使用的事实允许基于中心极限定理来确定尺寸。结果在LTE的上下文中解释，但是它们适用于任何M2M通信系统。
2014-04-04 cs.IT cs.NI math.IT
Joint Activity Detection and Channel Estimation in Massive Machine-Type Communications with Low-Resolution ADC
针对低分辨率 ADC 下大规模机器类通信的联合活动检测与信道估计，提出利用零星活动与稀疏信道的 MAP 模型及优化最小化求解算法，性能优于现有方法。
2023-06-04 cs.IT eess.SP math.IT
Hybrid Beamforming and Combining for Millimeter Wave Full Duplex Massive MIMO Interference Channel
全双工（FD）通信可以彻底改变无线通信，因为它避免了使用独立的信道进行双向通信。这项工作推广了毫米波（mmWave）频段的点对点FD通信，包括K对大规模MIMO FD节点同时工作。我们提出了一种新的联合混合波束成形（HYBF）和加权和速率（WSR）最大化的合并方案，使大规模MIMO FD链路的共存成本有效。该算法依赖于基于最小化-最大化方法的替代优化。此外，我们提出了一种新的SI和大规模MIMO干扰信道感知功率分配方案，包括最优功率控制。仿真结果表明，显着的性能改善相比，传统的双向全数字半双工（HD）系统。
2022-01-04 cs.IT eess.SP math.IT
Deep-learning Autoencoder for Coherent and Nonlinear Optical Communication
受最近无线域中的通信的端到端训练的成功的激励，我们努力从无线情况（即，线性）到相干光纤链路（即，非线性）。虽然乍一看，这听起来像是一个简单的扩展，但事实证明，在理论和实际实施方面都存在一些陷阱。本文分析了自编码器的潜力和光纤在克尔非线性和色散影响下的局限性。由于没有确切的容量限制，因此没有可用的分析完美系统解决方案，我们非常重视自动编码器学习的可解释性。因此，我们将其架构设计为尽可能接近经典通信系统的结构，知道这可能会限制其自由度，从而限制其性能。然而，与传统参考系统相比，我们能够在频谱效率方面实现意想不到的高增益。
2020-06-29 cs.IT eess.SP math.IT
Deep Multimodal Learning: Merging Sensory Data for Massive MIMO Channel Prediction
现有的工作在智能通信中，最近作出了初步的尝试，利用多源传感信息（MSI），以提高系统的性能。然而，MSI辅助智能通信的研究尚未探索如何整合和融合多模态传感数据，这促使我们开发一个系统的框架，无线通信基于深度多模态学习（DML）。本文首先对基于DML的无线通信框架进行了完整的描述和启发性的理解，并从通信的角度分析了核心设计的选择。然后，我们开发了几个基于DML的架构，在大规模的多输入多输出（MIMO）系统，利用各种形式的组合和融合水平的信道预测。大规模多输入多输出信道预测的案例研究提供了一个重要的例子，可以遵循在开发其他基于DML的通信技术。仿真结果表明，所提出的DML框架可以有效地利用各种无线通信场景中多模态感知数据的建设性和互补性信息。
2020-11-28 cs.IT eess.SP math.IT
Power Allocation for Joint Communication and Sensing in Cell-Free Massive MIMO
针对云无线接入网络架构下的单目标检测问题，研究了一种具有下行通信和多站感知的联合通信感知系统。无小区大规模MIMO的集中式操作被考虑用于通信和感测目的。JCAS发送接入点（AP）共同服务于用户设备（UE），并且可选地将波束转向目标。最大后验比测试检测器推导出检测器使用在分布式AP接收到的信号的目标。我们提出了一种功率分配算法，以最大限度地提高感知信噪比的条件下，每个UE的最小信号干扰加噪声比值是有保证的。数值结果表明，与完全以通信为中心的功率分配相比，在一定的虚警概率下，所提出的算法可以显着提高检测概率，用于两种JCAS设置：i）使用额外的感测符号或ii）仅使用现有的通信符号。
2022-09-05 cs.IT eess.SP math.IT
