Maximum Throughput for a Cognitive Radio Multi-Antenna User with Multiple Primary Users
我们研究了一个认知无线电的情况下，涉及一个单一的认知发射机配备$\mathcal{K}$天线共享频谱与$\mathcal{M}$主要用户（PU）在正交频带上传输。每个终端都有一个队列来存储它的输入流量。我们提出了一种新的协议，认知用户发送其数据包在一个信道上形成的聚集的不活跃的主频带。我们研究了PU的数量，感知错误，和天线的数量上的最大二级稳定吞吐量的影响。
2014-06-09 cs.IT cs.NI math.IT
On the Performance of Multi-Antenna Wireless-Powered Communications with Energy Beamforming
在本文中，我们研究了能量波束形成的平均吞吐量性能在多天线无线供电通信网络（WPCN）。所考虑的网络由一个混合接入点（AP）与多个天线和一个单天线用户。用户没有恒定的电源，因此需要从AP在下行链路（DL）中广播的信号中收集能量，然后在上行链路（UL）中将其数据与收集的能量一起发送回AP。我们推导出封闭形式的平均吞吐量和他们的渐近表达式在高信噪比的延迟限制和延迟容忍传输模式。然后，针对高SNR，获得最大化系统吞吐量的最佳DL能量收集时间。所有的解析表达式都通过数值模拟进行了验证。各种参数，如AP发射功率，能量收集时间，和天线的数量，对系统吞吐量的影响也进行了研究。
2015-03-10 cs.IT math.IT
Throughput Maximization for Multiuser Communications with Flexible-Sector 6DMA
University of Waterloo（滑铁卢大学）
本文提出一种灵活扇区六维可移动天线（6DMA）架构，通过联合优化扇区旋转与天线分配最大化多用户下行链路的平均公共吞吐量，推导闭式解并证明用户均匀分布最优，仿真验证其显著优于基准方案。
2025-10-13 cs.IT math.IT
Multi-Antenna Covert Communications in Random Wireless Networks
本文研究了多天线辅助的隐蔽通信与随机定位的监管员和监管员共存，考虑集中式和分布式天线系统（CAS/DAS）。在随机几何框架下分析和优化了隐蔽通信的吞吐量性能，考察了小尺度信道衰落和大尺度路径损耗的联合影响.具体地说，采用两个概率度量，即隐蔽中断概率和连通概率，分别表征传输的隐蔽性和可靠性，并推导了这两个度量的解析表达式.最坏情况下的隐蔽通信的情况下，然后调查，{其中的监管员总是可以最大限度地提高隐蔽中断概率，通过调整其检测器的检测阈值}。然后，在隐蔽性约束下，联合设计最优发射功率和传输速率，以最大化隐蔽吞吐量。有趣的是，它被发现的最大隐蔽吞吐量为CAS和DAS是不变的密度的干扰和干扰功率，无论发射天线的数量。数值结果表明，CAS优于DAS的隐蔽吞吐量的随机网络的兴趣，和两个系统之间的吞吐量差距显着增加时，发射天线的数量变得更大。
2019-02-19 cs.IT math.IT
Millimeter Wave Communications with Reconfigurable Antennas
传播信道的高度稀疏性质和收发器处射频（RF）链的受限使用限制了毫米波（mmWave）多输入多输出（MIMO）系统的性能。将可重构天线引入毫米波可以为设计毫米波MIMO系统提供额外的自由度。本文提供了一个理论框架，研究毫米波MIMO与可重构天线。我们提出了一种可重构毫米波MIMO的架构，在发射机和接收机的波束空间混合模拟-数字波束形成器和可重构天线。我们表明，采用可重构天线可以提供毫米波MIMO的吞吐量增益。我们推导了使用可重构天线的平均吞吐量增益的表达式，并考虑到大量的重配置状态的情况下，进一步简化的表达式。此外，我们提出了一个低复杂度的算法的重新配置状态和波束的选择，它实现了几乎相同的吞吐量性能的最佳选择的重新配置状态和波束的穷举搜索。
2018-05-31 cs.IT math.IT
Throughput Analysis and Optimization of Wireless-Powered Multiple Antenna Full-Duplex Relay Systems
我们考虑一个全双工（FD）解码和转发系统，其中的时间交换协议是由多天线中继接收能量从源和发送信息到目的地。瞬时吞吐量最大化，通过优化接收和发送波束形成器在中继和时间分割参数。我们研究最优和次优方案。在某些情况下，最优方案中的重新表达的问题在发射波束形成器方面实现了封闭形式的解决方案。在其他情况下，优化问题被制定为半定松弛问题，并且总是保证秩一最优解。在次优方案中，波束形成器使用最大比合并、迫零和最大比传输来获得。当波束形成器有封闭形式的解决方案，可实现的瞬时和延迟约束的吞吐量的分析特征。我们的研究结果表明，波束成形增加了FD中继的能量收集和环路干扰抑制能力。此外，仿真结果表明，选择的线性处理方案以及时间分裂起着关键作用，在确定FD增益。
2016-01-30 cs.IT math.IT
A New Class of Analog Precoding for Multi-Antenna Multi-User Communications over High-Frequency Bands
本文针对高频段多天线多用户通信中模拟预编码功耗过高的问题，提出一种可控移相器数量的新型模拟预编码框架，并开发迭代算法求解混合预编码的软最大最小吞吐量优化，仿真表明其解接近帕累托最优，能同时兼顾最小吞吐量与总吞吐量。
2025-09-20 cs.IT math.IT
Low-Complexity Reconfigurable MIMO for Millimeter Wave Communications
毫米波（mmWave）多输入多输出（MIMO）系统的性能受到传播信道的稀疏性质和收发器处的有限数量的射频（RF）链的限制。可重构天线的引入为设计毫米波MIMO系统提供了额外的自由度。本文提供了一个理论框架，研究毫米波MIMO与可重构天线。基于虚拟信道模型，提出了一种可重构毫米波MIMO系统的结构，该系统在发射端和接收端均采用波束空间混合模拟数字波束形成器和可重构天线。我们表明，采用可重构天线可以提供毫米波MIMO的吞吐量增益。我们推导出在系统中使用可重构天线的平均吞吐量增益的表达式，并进一步推导出信道（准）静态的情况下的中断吞吐量增益的表达式。此外，我们提出了一个低复杂度的算法，用于重新配置状态选择和波束选择。我们的数值结果验证了推导出的吞吐量增益的表达式，并证明了所提出的低复杂度算法的近最佳吞吐量性能。
2018-08-21 cs.IT math.IT
Analysis and Optimization of Random Cache in Multi-Antenna HetNets with Interference Nulling
从统计性能的角度出发，提出了一种基于随机缓存的多天线异构网络（HetNets）中基于用户为中心的小区间干扰置零（IN）的单用户吞吐量分析框架.使用随机几何的工具，每个用户的吞吐量的显式表达式。基于分析结果，最大化每用户吞吐量的最佳缓存概率进行了分析。理论分析和数值计算结果表明，干扰置零下的最优随机缓存充分收获了文件分集增益（FDG），并实现了一个有前途的每用户吞吐量。
2019-11-06 cs.IT eess.SP math.IT
On the Design of Artificial-Noise-Aided Secure Multi-Antenna Transmission in Slow Fading Channels
本文研究了慢衰落信道中人工噪声辅助的安全多天线传输系统的设计。主要的设计问题包括发射功率分配和窃听码的速率参数。我们考虑具有不同复杂度水平的两种情形：i）设计参数被选择为对于所有传输是固定的，ii）它们基于来自预期接收器的瞬时信道反馈而被自适应地调整。在这两种情况下，我们提供了明确的设计解决方案，以实现最大的吞吐量受到保密约束，由最大允许的保密中断概率。然后，我们得出准确的近似值的最大吞吐量在这两种情况下，在高信噪比区域，并提供新的见解，为实现更高的安全级别的额外的功率成本，同时保持指定的目标吞吐量。最后，对自适应传输相对于非自适应传输的吞吐量增益进行了量化和分析。
2013-01-20 cs.IT math.IT
Signal Processing for High Throughput Satellite Systems: Challenges in New Interference-Limited Scenarios
卫星通信领域在全球电信市场上重新受到关注，具有多个点波束的超高吞吐量卫星（V/HTS）是满足未来速率需求的关键。在这篇文章中，国家的最先进的和开放的V/HTS系统的信号处理技术的研究挑战首次提出，重点是有效的干扰缓解的新方法。主要的信号处理的地面，卫星和用户部分的主题得到解决。此外，卫星和地面网络的集成的关键组件进行了研究，如认知卫星系统和卫星-地面回程缓存。所审查的所有技术都是增强卫星系统能力以支持下一代通信网络日益增长的需求所必不可少的。
2018-02-12 cs.IT math.IT
Covert Wireless Communication in Presence of a Multi-Antenna Adversary and Delay Constraints
隐蔽通信隐藏消息的传输，同时确保在接收器处的可靠信息解码，从而在无线通信中提供增强的安全性。在这封信中，隐蔽通信中存在的多天线的对手和延迟约束下被认为是。在准静态无线衰落信道的假设下，我们分析了增加在对手处使用的天线数量对隐蔽通信可达到的吞吐量的影响。结果表明，在一个单一的天线对手相比，对手的天线的数量略有增加，大大降低了隐蔽的吞吐量，即使是放松隐蔽性的要求。
2019-10-16 cs.IT math.IT
Elastic Routing in Wireless Ad Hoc Networks With Directional Antennas
分析了在每个节点上安装定向天线的adhoc网络的吞吐量缩放定律。更具体地说，本文考虑了一个一般的框架，其中每个节点的波束宽度可以以任意速率相对于节点的数量扩展。我们引入了一个弹性路由协议，它能够根据波束宽度弹性地增加每跳距离，同时保持每个接收器的平均信号干扰噪声比为常数。然后，我们确定基本的操作制度，其特征在于根据光束宽度缩放和分析吞吐量缩放定律为每个制度。弹性路由实现了更好的吞吐量缩放定律比传统的最近邻多跳的所有操作制度。增益来自于这样的事实，即随着波束宽度变窄，可以同时激活更多的源-目的地对，这最终导致线性吞吐量缩放定律。此外，我们的框架被应用到一个混合网络组成的无线自组织节点和基础设施节点。因此，在混合网络中，我们分析了进一步提高吞吐量的缩放定律，并确定了使用定向天线是有益的操作制度。
2015-05-17 cs.IT math.IT
Blocking Probability and Spatial Throughput Characterization for Cellular-Enabled UAV Network with Directional Antenna
在过去的几年里，无人机（UAV）在民用应用中的使用大幅增加，这要求UAV与其地面客户端之间的高性能通信，特别是当它们密集部署时。为了实现这一目标，可以利用蜂窝基站（BS）来提供一种新的和有前途的解决方案，以成本效益的方式同时支持大规模UAV通信。然而，与地面通信信道不同，UAV到BS信道通常由视距（LoS）链路支配，这加剧了共信道干扰，并且使得现有蜂窝网络中的空间频率重用无效。在本文中，我们考虑在每个无人机的定向天线的使用，以限制干扰/从其他无人机用户在一个有限的区域内，从而提高频谱的空间复用。在该模型下，如果无人机用户在其天线主瓣中找不到任何基站，或者发现其主瓣下的所有基站同时被其他无人机的基站覆盖，从而遭受强同频干扰，则可能会暂时被阻止通信。假设无人机和地面基站的位置分别为独立的齐次泊松点过程（HPPPs），首先解析推导出无人机阻塞概率的封闭形式上界，然后根据基站/无人机密度、无人机飞行高度和天线波束宽度等关键参数，描述蜂窝无人机通信网络可实现的平均空间吞吐量。仿真结果验证了所推导的边界实际上是紧的，并进一步表明，自适应调整无人机的高度和/或波束宽度与不同的BS/UAV密度可以显着降低无人机阻塞概率，从而提高网络的空间吞吐量。
2017-10-28 cs.IT math.IT
Alternate Distributed Beamforming for Buffer-Aided Multi-Antenna Relay Systems
研究了中继节点处具有多个天线的半双工（HD）双跳协作系统中的链路选择问题。针对缓冲器辅助的多天线中继系统，提出了交替分布式波束形成（ADB）方案。在该方案中，中继节点被分成两组，一组接收来自源节点的相同信息广播，另一组在每个时隙通过分布式波束形成向目的节点发送公共信息。值得注意的是，在不需要瞬时信道状态信息（CSI）的情况下确定用于接收和发送的中继。理论分析了该方案在瑞利衰落下的可达吞吐量，并推导出近似的封闭形式的表达式。仿真结果验证了理论分析的正确性。数值结果表明，与现有的链路选择策略相比，固定调度的ADB方案在可达吞吐量上有显著的提高。它还表明，对于ADB方案，增加在每个中继配备的天线的数量的吞吐量性能优于增加配备有单个天线的中继的数量时，在中继的天线总数是固定的。
2020-05-15 cs.IT math.IT
Throughput Maximization for Movable Antenna Systems with Movement Delay Consideration
本文针对可移动天线多用户下行通信，建模并最大化有限传输块内的最小可达吞吐量，首次充分考虑机械移动时延，提出基于虚拟到达角量化和逐次凸逼近的天线位置优化算法，在多种场景下优于现有方案并降低硬件成本。
2024-11-21 cs.IT eess.SP math.IT
Wireless Powered Communications: Performance Analysis and Optimization
本文研究了无线供电通信系统的平均吞吐量，其中能量受限的源，由一个专用的功率信标（PB），与目的地进行通信。假设PB能够作为通信设备执行信道估计、数字波束成形和频谱感测。考虑时间分裂方法，源首先从配备有多个天线的PB收集能量，然后将信息发送到目的地。假设Nakagami-m衰落信道，平均吞吐量的解析表达式推导出两种不同的传输模式，即延迟容忍和延迟不容忍。此外，在某些特殊情况下，即，高发射功率状态和大量天线。最后，研究了同频干扰的影响。数值和仿真结果表明，增加PB处的发射天线的数量是提高平均吞吐量的有效工具，并且干扰可以被潜在地利用来提高平均吞吐量，因为它可以被用作额外的能量源。此外，能量传输链路的衰落严重程度对平均吞吐量的影响并不显著，特别是当PB天线的数量很大时。最后，它是观察到的源位置有很大的影响，平均吞吐量。
2015-10-08 cs.IT math.IT
On the Throughput and Energy Efficiency of Cognitive MIMO Transmissions
在本文中，吞吐量和能量效率的认知多输入多输出（MIMO）系统的服务质量（QoS）的约束下，干扰限制，和不完善的信道感知，进行了研究。假设输入信号向量的发射功率和协方差根据系统中主用户（PU）的感测活动而变化。干扰约束应用于认知无线电（CR）的传输功率电平，以提供保护的PU，其活动被建模为马尔可夫链。考虑到传输的可靠性和信道检测结果，提供了一个状态转移模型。吞吐量由有效容量公式确定。一阶导数的有效容量推导出在低功率制度和最低比特能量的要求，在存在的QoS限制和不完善的检测结果被确定。每比特的最小能量示出通过波束成形在最大特征值特征空间的某些矩阵相关的信道矩阵。在特殊情况下，宽带斜率被确定用于能量效率的更精细的分析。数值结果提供了各种级别的缓冲区的限制和不同数量的发射和接收天线的吞吐量。干扰约束和多天线传输的好处的影响被确定。它示出，当干扰功率约束严格时，增加天线的数量通常是有益的。另一方面，它表明，在相对宽松的干扰约束下，增加天线的数量超过一定的水平不会导致太多的吞吐量增加。
2013-08-21 cs.IT math.IT
Secure Communication with a Wireless-Powered Friendly Jammer
在本文中，我们建议使用无线供电的友好干扰，使源节点和目的地节点之间的安全通信，在窃听者的存在。我们考虑一个固定速率传输的两阶段通信协议。在第一阶段中，进行从源到干扰器的无线功率传输。在第二阶段中，源在由干扰器使用在第一阶段中收集的能量发送的干扰信号的保护下发送信息承载信号。我们分析了所提出的协议的长时间行为的特征，并推导出一个封闭形式的吞吐量表达式。我们进一步优化的速率参数，以最大限度地提高吞吐量的保密中断概率约束。我们的分析结果表明，吞吐量性能显着不同的单天线干扰的情况下，多天线干扰的情况下。例如，随着源发射功率的增加，吞吐量在单天线干扰的情况下快速达到上界，而在多天线干扰的情况下吞吐量增长无界。我们的数值结果也验证了推导的解析结果。
2015-08-26 cs.IT math.IT
Position-aided Large-scale MIMO Channel Estimation for High-Speed Railway Communication Systems
我们考虑高速铁路通信系统中的信道估计，其中发射机和接收机都配备了大规模的天线阵列。众所周知，传统训练方案的吞吐量随着移动性单调下降。假设移动终端采用大型线性天线阵列，本文提出了一种位置辅助信道估计方案，即只有一部分发射天线发送导频符号，利用这些导频和基于联合空时相关的天线位置信息可以很好地估计出整个信道矩阵。建立了移动性和吞吐量/自由度之间的关系。此外，相应地给出了发射功率、训练阶段和数据阶段之间的时间间隔划分以及天线尺寸的最佳选择。分析和仿真结果表明，与传统的相比，采用位置辅助信道估计器的系统吞吐量不会随着移动性的增加而明显恶化。
2016-03-24 cs.IT math.IT
Secure Transmission for Relay Wiretap Channels in the Presence of Spatially Random Eavesdroppers
我们提出了一个安全的传输方案的中继窃听信道，其中源与目的地通过解码和转发中继在空间随机分布的窃听者的存在下进行通信。我们假设源端配备了多个天线，而中继端、目的端和窃听端都配备了一个天线。在所提出的方案中，除了信息信号，源发送人工噪声信号，以混淆窃听者。以最大化中继窃听信道的保密吞吐量为目标，推导了传输中断概率的封闭表达式和保密中断概率的易于计算的表达式。使用这些表达式，我们确定最佳的功率分配因子和窃听码速率，保证最大的保密吞吐量，同时满足保密中断概率约束。此外，我们研究了源天线数量对保密吞吐量的影响，表明在源处添加额外的发射天线会显著增加保密吞吐量。
2015-09-24 cs.IT math.IT
Pulse Shaping Diversity to Enhance Throughput in Ultra-Dense Small Cell Networks
多输入多输出（MIMO）蜂窝网络中的空间复用（SM）增益在与超密集小小区网络结合使用时是有限的。这种限制是由于通道对之间的大的空间相关性。更具体地，这是由于i）用户设备（UE）和基站（BS）之间的视线（LOS）通信以及ii）天线元件之间的间隔不足。我们建议在相邻的天线与不同的内插滤波器，引入脉冲整形分集，最终导致改善的SINR和吞吐量在UE的发射信号的形状。在该技术中，每个天线以相对于相邻天线的相对偏移来发送其自己的数据流。必须是符号周期的一部分的延迟用脉冲成形信号内插，并生成虚拟MIMO信道，其导致接收机处的改善的分集和SINR。注意，具有符号间干扰（ISI）的非整数采样周期应当在接收器处被减轻。为此，我们建议使用分数间隔均衡器（FSE）设计的最小均方误差（MMSE）标准的基础上。仿真结果表明，对于2x2 MIMO和50 m的站点间距离（ISD），UE处的中值接收SINR和吞吐量分别提高了11 dB和2倍，这验证了脉冲整形可以克服超密集小小区网络中的差SM增益。
2016-05-12 cs.IT math.IT
Event-Driven Optimal Feedback Control for Multi-Antenna Beamforming
发射波束成形是用于增加无线通信系统的吞吐量和传输范围的简单多天线技术。所需的信道状态信息（CSI）的反馈可能潜在地导致过多的开销，特别是对于高移动性或许多天线。这项工作涉及有效的反馈传输波束形成，并建立了一个新的方法来控制反馈，最大限度地提高净吞吐量，定义为吞吐量减去平均反馈成本。使用固定策略的反馈控制器根据包括信道状态和发射波束形成器的系统状态来开启/关闭CSI反馈。假设通道各向同性和马尔可夫性，控制器的状态减少到两个标量。这允许使用动态规划有效地计算最优控制策略。考虑完美的反馈渠道没有错误，其中每个反馈即时支付固定的价格。证明了相应的最优反馈控制策略是阈值型的。无论控制器的状态空间是离散的还是连续的，这个结果都成立。在阈值型策略下，每当指示发送CSI的准确性的状态变量低于阈值时执行反馈，该阈值随信道功率而变化。还考虑了实际的有限速率反馈信道。量化反馈的最优策略也是阈值型的。CSI量化的效果被证明是相当于一个增量的反馈价格。此外，增量的上界由1减去量化误差的期望对数限定。最后，仿真表明，反馈控制增加了传统的周期性反馈的净吞吐量高达0.5位/秒/赫兹，而不需要额外的带宽或天线。
2009-09-28 cs.IT math.IT
Statistical-CSI-Based Antenna Selection and Precoding in Uplink MIMO
传统的天线选择方案需要瞬时信道状态信息（CSI）。这导致系统中的高信令开销。本文提出了一种新的联合接收天线选择和预编码方案，用于多用户多输入多输出上行链路传输，仅依赖于CSI的长期统计。所提出的方案设计的交换网络和上行链路的预编码器，使系统在长期的预期吞吐量最大化。从随机矩阵理论的结果，我们推导出一个封闭形式的表达式的期望吞吐量的系统。然后，我们开发了一个易于处理的迭代算法来解决吞吐量最大化问题，利用交替优化和优化最大化（MM）技术。数值结果证实了所提出的方法的效率和其优越的性能相比，基线。
2022-12-28 cs.IT eess.SP math.IT
Multi-point Coordination in Massive MIMO Systems with Sectorized Antennas
与传统的LTE技术相比，非协作蜂窝大规模MIMO与功率控制相结合，可以显著提高每用户吞吐量。在本文中，我们调查进一步细化大规模MIMO，第一，在三倍扇区化的形式，第二，协调多点操作（有和没有扇区化），其中三个基站合作，在联合服务的用户。对于这些情况下，我们分析了最大比和迫零预编码的下行链路性能，并推导出封闭形式的下界表达式的用户可达到的速率。然后，这些表达式被用来制定具有两个吞吐量公平性标准的功率优化问题：i）网络范围的最大-最小公平性，以及ii）每个小区的最大-最小公平性。此外，我们提供了集中式和分散式的功率控制策略，以优化网络中的发射功率。我们证明，采用扇区化的天线元件减轻了有害影响的导频污染，通过拒绝在空间域中的干扰导频的一部分，在信道估计阶段。实际扇区化天线的仿真结果表明，扇区化和多点协调与扇区化相结合，导致超过1.7倍和2.6倍的改进，在95%的可能的每用户吞吐量，分别。
2021-04-22 cs.IT math.IT
Joint Power Allocation and User Scheduling in Integrated Satellite-Terrestrial Cell-Free Massive MIMO IoT Systems
本文研究集成卫星-地面无蜂窝大规模MIMO IoT系统中的多址接入场景，在非完美CSI下推导了上行遍历吞吐量的闭式表达式，并提出基于交替优化和图神经网络的联合用户调度与功率分配方案以最大化总吞吐量。
2024-01-08 cs.IT eess.SP math.IT
Cooperative Slotted ALOHA for Massive M2M Random Access Using Directional Antennas
时隙ALOHA（SA）算法与连续干扰消除（SIC）解码最近受到了极大的关注，由于他们的能力，显着增加传统的SA的吞吐量。由于引入小小区而导致的蜂窝无线电接入网络的密度增加以及机器对机器（M2M）通信中用户密度的急剧增加，最近考虑了在多基站（BS）场景中具有SIC协作操作的SA算法。在本文中，我们概括了我们以前的工作时隙ALOHA与多BS（SA-MBS）考虑用户使用定向天线。特别是，我们专注于一个简单的随机波束形成策略，对于每个数据包传输，用户定向其主波束在一个随机选择的方向。我们感兴趣的两个解码场景的总可实现的系统吞吐量：i）非合作的情况下，传统的SA在每个BS独立地操作，和ii）合作SA-MBS，其中集中式的基于SIC的解码应用于所有接收到的用户信号。对于这两种情况下，我们提供了系统吞吐量的上限，并将它们与模拟结果进行比较。最后，我们讨论了系统性能作为一个简单的定向天线模型参数的函数在本文中应用。
2017-06-29 cs.IT math.IT
High-Throughput Data Detection for Massive MU-MIMO-OFDM using Coordinate Descent
大规模多用户（MU）多输入多输出（MIMO）无线系统中的数据检测是最关键的任务之一，由于过高的实现复杂度。在本文中，我们提出了一种新的，基于均衡的软输出数据检测算法和相应的参考FPGA设计的宽带大规模MU-MIMO系统，使用正交频分复用（OFDM）。我们的数据检测算法执行近似最小均方误差（MMSE）或盒约束均衡使用坐标下降。我们部署了各种算法级优化，即使对于具有数百个基站（BS）天线和数千个子载波的系统，也能以较低的实现复杂度实现接近最佳的错误率性能。我们设计了一个并行VLSI架构，使用流水线交织，可以在设计时进行参数化，以支持各种天线配置。我们开发了大规模MU-MIMO-OFDM系统的参考FPGA设计，并提供了一个广泛的比较现有的设计在实现复杂性，吞吐量和误码率性能。对于128 BS天线、8用户大规模MU-MIMO-OFDM系统，我们的FPGA设计在每个FPGA查找表的吞吐量方面超过次佳实现2.6倍以上。
2016-11-27 cs.IT math.IT
Spectrum Sensing Via Reconfigurable Antennas: Fundamental Limits and Potential Gains
我们提出了一种新的模式，在认知无线电网络的频谱感知，提供多样性和容量的好处，使用一个单一的天线在次要用户（SU）接收机。所提出的方案是基于一个可重构天线：天线，是能够改变其辐射特性，通过改变其几何配置。每个配置被指定为天线模式或状态，并且对应于不同的信道实现。可重构天线的抽象模型的基础上，我们解决了两个不同的设置认知无线电问题，并提出了基本的限制，可实现的多样性和吞吐量增益。首先，我们探讨（合作或不合作）的多样性和编码增益之间的权衡在传统的合作和非合作频谱感知方案，合作并不总是有益的。在此基础上，我们提出了两种基于可重构天线的感知方案，我们称之为状态切换和状态选择。结果表明，这些方案优于合作和非合作频谱感知下的全局能量约束。接下来，我们研究（感测吞吐量）的权衡，并证明，使用可重构天线，最佳的感测时间减少，允许更长的传输时间，从而更好的吞吐量。此外，可以应用状态选择来提高SU传输的容量。
2014-03-04 cs.IT cs.NI math.IT
3D Two-Hop Cellular Networks with Wireless Backhauled UAVs: Modeling and Fundamentals
在本文中，我们描述了一个三维（3D）的两跳蜂窝网络中，地面基站（BS）与无人机（UAV）共存，以服务于一组地面用户设备（UE）的性能。具体地，UE通过接入链路直接连接到其服务地面BS，或者首先连接到其服务UAV，然后无线回程到地面BS（联合接入和回程）。我们认为现实的天线辐射模式的BS和无人机使用实际模型开发的第三代合作伙伴计划（3GPP）。我们假设一个概率信道模型的空对地传输，其中包括线的视线（LoS）和非视线（NLoS）的链接。假设最大功率关联策略，我们研究了放大转发（AF）和解码转发（DF）中继协议的网络性能。使用随机几何的工具，我们分析了最近的（和服务）无人机在3D设置中的原点的距离和天顶角的联合分布。此外，我们确定和广泛研究的关键数学结构的积木表征接收信号干扰噪声比（SINR）的分布。利用这些结果，我们得到精确的数学表达式的覆盖概率在AF和DF中继协议。此外，考虑到这样的事实，回程链路可能是相当弱，因为在BS的下倾天线，我们提出并分析了在BS的方向性向上倾斜的天线，仅用于回程的目的。通过仿真进一步证明了无线回程无人机具有定向天线的优越性。
2021-11-28 cs.IT math.IT
Power Allocation for Space-Terrestrial Cooperation Systems with Statistical CSI
本文研究了一种综合网络设计，通过无线接入点（AP）和卫星之间的合作来提高系统容量。通过相干组合的中央处理单元从用户通过空间和地面链路接收的信号，我们数学推导出一个可实现的吞吐量表达式的上行链路（UL）数据传输空间相关的莱斯信道。当采用最大比合并来检测期望信号时，得到了一个封闭形式的表达式。我们制定的最大-最小公平性和总发射功率优化问题依赖于信道统计进行功率分配。每个优化问题的解以低复杂度迭代设计的形式导出，其中每个数据功率变量基于封闭形式的表达式进行更新。数学分析与数值结果表明，考虑卫星链路在提高遍历数据吞吐量方面的额外好处进行了验证。
2022-09-03 cs.IT eess.SP math.IT
Cache Aided Communications with Multiple Antennas at Finite SNR
研究了有限信噪比下多用户多天线蜂窝网络中的缓存辅助通信问题。假设用户具有非对称链路，由宽带衰落信道建模。我们表明，这个问题可以制定为一个线性规划，其解决方案提供了一个联合缓存分配以及预取和提取方案，最大限度地减少在交付阶段的通信的持续时间。建议的方案使用迫零和缓存干扰减法，因此允许每个用户以其自己的信道的速率被服务。因此，该方案优于以前公布的方案，是妥协的最贫穷的用户在通信组。我们还考虑了一个特殊情况下的参数，我们可以推导出一个封闭的形式的解决方案，并制定最佳的功率，速率和缓存优化。这种特殊情况表明，MIMO编码缓存的增益超出了吞吐量。特别是，它示出，在这种情况下，缓存是用来平衡用户，使公平性和吞吐量不再矛盾。更具体地，在这种情况下，严格的公平性与最大化网络吞吐量联合实现。
2018-08-08 cs.IT math.IT
A Large-System Analysis of the Imperfect-CSIT Gaussian Broadcast Channel with a DPC-based Transmission Strategy
考虑了具有$K$发射天线和$K$单天线用户的高斯广播信道（GBC），其中信道状态信息在发射机处通过每个用户容量为$r$比特的有限速率反馈链路获得。吞吐量（即，由$K$归一化的和速率）在极限中被分析为具有$\frac{r}{K} \to \bar{r}$的$K \to \infty$。考虑迫零脏纸编码（ZFDPC）的传输策略，推导出渐近吞吐量的封闭表达式。据观察，即使在有限速率反馈设置下，ZFDPC实现了显着更高的吞吐量比迫零波束成形。使用渐近吞吐量表达式，获得的用户数被选择，以最大限度地提高吞吐量的问题得到解决。
2010-02-18 cs.IT math.IT
Rate Adaptation in Predictor Antenna Systems
预测天线（PA）系统是指在车辆车顶上具有两组天线的系统，其中位于车辆前部的PA用于预测由在PA后面对准的接收天线（RA）观察到的信道状态。这封信研究了PA系统在存在失配问题时的性能，即，当PA观察到的信道与RA经历的信道不完全相同时。特别地，我们研究了空间失配对信道状态信息估计精度和速率自适应的影响。我们推导出封闭形式的瞬时吞吐量，中断概率和吞吐量优化的速率自适应表达式。此外，我们考虑到信道的时间演变，并评估系统的性能在时间相关的条件。仿真和分析结果表明，PA辅助的自适应速率自适应导致相当大的性能改善，吞吐量和中断概率显着影响的空间失配和时间相关性。
2020-05-11 cs.IT eess.SP math.IT
Multi-Antenna Communication in Ad Hoc Networks: Achieving MIMO Gains with SIMO Transmission
多天线接收机的好处是在无线ad hoc网络中进行了研究，主要发现是，网络吞吐量可以线性缩放与接收天线的数量NR，即使每个发送节点只使用一个单一的天线。这与单用户、多用户和自组织无线网络中的大量现有工作形成对比，这些工作已经表明，当多个接收和发射天线（即，MIMO传输），但是当仅使用单个发射天线（即，SIMO传输）。通过使用接收自由度来同时抑制干扰并增加期望信号的功率，并且利用随后的性能益处来增加同时传输的密度而不是传输速率，来实现线性增益。该结果在传输容量框架中得到了证明，该框架假设在存在随机定位的干扰器的情况下的单跳传输，但是还示出了该结果在模型的几种松弛下成立，包括不完美的信道知识、多跳传输和规则网络（即，确定性地位于网格上）。
2009-12-24 cs.IT math.IT
On the Throughput of Large-but-Finite MIMO Networks using Schedulers
本文研究了发射天线和用户数都很大但有限的情况下多用户多输入单输出（MISO）网络的总吞吐量。考虑到连续和突发通信的情况下，不同的用户的数据请求概率，我们推导出准封闭形式的最大可实现的吞吐量的网络使用最佳的路由器的表达式。结果是在各种情况下获得的不同水平的干扰消除。此外，我们开发了一个高效的调度方案，使用遗传算法（GAs），并评估不同的参数，如信道/预编码模型，天线/用户的数量，调度成本和功率放大器的效率，对系统性能的影响。最后，我们使用最近的结果有限块长码的可达速率的情况下，短分组分析系统的性能。如所示，建议基于GA的调度达到（几乎）相同的吞吐量，在穷举搜索为基础的最佳调度，大大降低了实现复杂性。此外，功率放大器的低效率和调度延迟也会显著影响系统的性能。
2018-11-13 cs.IT math.IT
Performance of Two-Hop Cooperative Cognitive Networks with an Energy Harvesting Relay
本文研究了一种基于能量收集（EH）多天线中继的协作认知无线电网络（CCRN），研究了在峰值干扰功率控制下，时间切换（TS）和功率分配（PS）协议的中断和吞吐量性能。我们假设中继分别在第一跳和第二跳中使用最大比合并和发射天线选择。与其他文献不同，我们最佳地结合了直接和中继信号在目的地，并证明，由于随机性质的信道和功率控制，有相当大的改善性能。我们还分析了EH-CCRN的性能与增量中继，{解析量化吞吐量的增益{上} EH-CCRN}。对于少量的天线在中继，吞吐量性能的EH-CCRN实际上是劣于一个使用的直接链路没有中继，而增量方案总是优越的。我们建立，存在EH参数的最佳值，导致TS和PS EH协议的最大吞吐量。在某些特殊情况下，我们推导出这些封闭形式的表达式。计算机模拟用于验证推导的表达式。
2020-09-21 cs.IT math.IT
Circuit-Aware Design of Energy-Efficient Massive MIMO Systems
密集化是蜂窝网络中更大吞吐量的关键。协作多点（CoMP）的全部潜力可以通过大规模多输入多输出（MIMO）系统来实现，其中每个基站（BS）具有非常多的天线。然而，提高的吞吐量是以更多的基础设施为代价的;硬件成本和电路功耗与天线的数量成线性关系/关系。在本文中，我们表明，一个可以使电路的功率增加的天线数量的平方根的电路感知系统设计。为此，我们得到可实现的用户速率与硬件缺陷的系统模型，并显示如何的不完美的水平可以逐渐增加，同时保持高吞吐量。对于BS处的不同电路，建立该缩放定律与电路功耗之间的联系。
2014-03-19 cs.IT math.IT
Satellite Clustering for Non-Terrestrial Networks: Concept, Architectures, and Applications
本文提出卫星聚类概念，通过协作传输提升LEO巨型星座网络性能，仿真显示卫星多时聚类优于非聚类，并基于3GPP提出架构与未来应用。
2023-01-20 cs.IT math.IT
Vector Coded Caching Multiplicatively Boosts the Throughput of Realistic Downlink Systems
最近引入的矢量编码缓存已经揭示，在接收器侧缓存内容的存在下的多级传输可以显着改善编码缓存的文件大小瓶颈，并大大提高无错误的有线信道中的性能。在这里，我们采用大矩阵分析，以探讨矢量编码缓存在现实的无线多天线下行链路系统的效果。我们的分析回答了一个简单的问题：在一组固定的天线和SNR资源，以及一个给定的下行链路MISO系统，已经可以享受优化利用复用和波束成形增益，什么是倍增的吞吐量提升时，我们现在被允许偶尔添加内容内合理大小的接收端缓存？导出的封闭形式的表达式捕获各种线性预编码器，和各种实际的考虑，如跨信号的功率传播，现实的SNR值，以及反馈成本。该方案非常简单（我们简单地将预编码向量压缩成单个向量），并且记录的增益是显著的。例如，对于32个发射天线，20 dB的接收SNR，300 kHz的相干带宽，40 ms的相干周期，并且在实际的文件大小和高速缓存大小约束下，矢量编码高速缓存在这里被示出为利用ZF/RZF预编码提供约310%的乘法吞吐量提升，并且在已经优化的基于MF的系统的性能中提供430%的提升。有趣的是，矢量编码缓存也加速了信道硬化，以获得反馈，通常超过传统硬化约束下行链路系统的540%增益。
2022-02-14 cs.IT math.IT
Multi-Antenna Wireless Powered Communication with Energy Beamforming
新近出现的无线供电通信网络（WPCN）最近引起了极大的关注，其中无线电信号被用于为无线终端供电以用于信息传输。在本文中，我们研究了一个WPCN，其中一个多天线接入点（AP）协调能量传输和信息传输到/从一组单天线用户。假设先收集后发送协议，其中AP首先在下行链路（DL）中经由能量波束成形向所有用户广播无线功率，然后用户使用其收集的能量在上行链路（UL）中同时向AP发送其独立信息。为了优化用户的吞吐量，同时保证其速率公平性，我们通过DL-UL时间分配、DL能量波束成形和UL发射功率分配加接收波束成形的联合设计来最大化所有用户之间的最小吞吐量。我们通过两个步骤来最优地解决这个非凸问题。首先，我们固定DL-UL时间分配，并获得最佳的DL能量波束成形，UL功率分配和接收波束成形，以最大化所有用户的最小信号与干扰加噪声比（SINR）。这个问题被证明是在一般非凸的，但是，我们将其等价地转换为一个谱半径最小化问题，这可以有效地解决应用交替优化的基础上的非负矩阵理论。然后，通过一维搜索找到最优的时间分配，以最大化所有用户的最小速率。此外，提出了两个次优设计的复杂度较低，其吞吐量性能进行比较，对最佳的解决方案。
2014-04-15 cs.IT math.IT
On Energy Allocation and Data Scheduling in Backscatter Networks with Multi-antenna Readers
本文研究了具有多天线阅读器的单站反向散射通信网络中的吞吐量效用函数。在所考虑的模型中，后向散射节点（BN）在传输到读取器之前将数据存储在其缓冲区中。我们研究了三个效用函数，即总和，比例和共同的吞吐量。我们设计了相应于每个效用函数的在线接纳策略，以确定缓冲区中可以接纳多少数据。此外，我们提出了一个在线的数据链路控制策略，用于联合控制发射和接收波束成形向量以及BN的反射系数。所提出的数据准入和数据链路控制策略共同优化了吞吐量效用，同时稳定了缓冲区。在控制策略的设计中，我们采用了最小漂移加惩罚（MDPP）方法。遵循MDPP方法，我们将最优数据链路控制和数据接纳策略转化为两个独立的优化问题的解，这两个优化问题在每个时隙内都要求解。对应于数据链路控制的优化问题是非凸的并且不具有平凡解。使用拉格朗日对偶和二次变换，我们找到了一个封闭形式的迭代解。最后，我们使用有限块长码的可达速率的结果来研究在短分组的情况下的系统性能。如所示，所提出的策略实现了最佳效用，并稳定了BN中的数据缓冲区。
2021-03-02 cs.IT math.IT
On the Joint Impact of Beamwidth and Orientation Error on Throughput in Directional Wireless Poisson Networks
我们引入了一个模型，用于捕获波束误导的覆盖范围和吞吐量的定向无线网络中使用随机几何的影响。在采用理想的扇区天线没有旁瓣的网络中，我们发现，方向误差分布是足够的，以证明单调性和准单调性（相对于天线波束宽度）的空间吞吐量和传输容量，分别。此外，我们确定的网络条件，产生相反的极端选择波束宽度（绝对定向与全向），最大限度地提高两个相关的吞吐量指标。最后，我们总结了我们的论文与平均方向误差，吞吐量最大化的波束宽度，和最大吞吐量之间的关系，在不同的复杂性的辐射模式的数值探索。
2014-06-12 cs.IT cs.NI math.IT
Throughput Optimization in FDD MU-MISO Wireless Powered Communication Networks
在本文中，我们考虑频分双工（FDD）多用户多输入单输出（MU-MISO）无线供电通信网络（WPCN）组成的一个混合数据和能量接入点（HAP）与多个天线协调能量/信息传输到/从几个单天线无线设备（WD）。通常，在这样的系统中，无线能量传输（WET）需要诸如能量波束成形（EB）的技术，以用于将能量有效地传输到WD。然而，只有当发射机可以获得信道状态信息（CSI）时，才能实现高效的EB，而在FDD系统中，这只能通过上行链路（UL）反馈来实现。因此，虽然在我们的方案中，我们仅将下行链路（DL）信道用于WET，但UL信道帧被分成两个阶段：CSI反馈阶段，在此期间WD将CSI反馈回HAP;以及WIT阶段，在此期间HAP经由空分多址（SDMA）执行无线信息传输（WIT）。为了保证WD之间的速率公平性，本文最大化WD之间的最小WIT数据率。通过迭代求解，将原优化问题分解为两个子问题，并推导了子问题的凸性条件。最后分析了当HAP天线数目增加时系统的性能。仿真结果验证了分析的正确性。
2018-10-02 cs.IT math.IT
Exploiting NOMA for Multi-Beam UAV Communication in Cellular Uplink
无人机（UAV）预计将成为第五代（5G）和5G以后蜂窝网络中重要的新用户类别。特别地，存在新兴的UAV应用，诸如需要UAV与地面基站（GBS）之间的高速通信的航空摄影和数据中继。由于无人机飞行高度较高，其与地面基站之间的信道通常以强视距（LoS）链路为主，这为设计同时支持地面和空中用户的未来无线网络带来了机遇和挑战。尽管由于LoS主导信道，与地面用户相比，每个UAV可以与更多的GBS相关联以进行通信，但是它也在上行链路/下行链路中对地面通信造成/遭受更严重的干扰。本文研究了从一个多天线无人机的上行链路通信到一组GBS在其信号覆盖范围内考虑一个实际的，但具有挑战性的情况下，天线的数量在无人机小于同信道GBS。为了实现高速率传输，但避免干扰任何现有的地面通信在同信道的GBS，我们提出了一种新的多波束传输策略，通过利用非正交多址（NOMA）技术。具体地，UAV将每个数据流发送到所选择的GBS子集，GBS子集可以解码UAV的信号，然后在解码其服务的地面用户的消息之前消除它们，并且同时经由迫零（ZF）波束成形将其在其他GBS处的干扰置零。为了得出基本的见解，我们首先在封闭形式的自由度（DoF）下提出的战略。然后，我们提出了一种有效的算法，以最大限度地提高无人机的传输速率受到干扰避免的限制，以保护地面用户。
2018-10-25 cs.IT math.IT
Secure Short-Packet Communications for Mission-Critical IoT Applications
在普适物联网（IoT）应用中，短数据包的使用有望满足超可靠低延迟通信中严格的延迟要求;然而，所引发的安全问题以及有限块长度编码对物理层安全的影响尚未得到很好的理解。本文全面研究了具有外部多天线窃听器的关键任务物联网系统中安全短分组通信的性能。提出了一个分析框架，以近似的平均可达到的保密吞吐量的系统与有限块长度编码。为了获得更多的了解，一个简单的情况下，单天线接入点（AP）被认为是第一，其中的保密吞吐量近似在一个封闭的形式。在此基础上，最佳的块长度，以最大限度地提高保密吞吐量的可靠性和延迟的限制，分别得出。对于一个多天线AP的情况下，根据所提出的分析框架，封闭形式的近似的保密吞吐量波束成形和人工噪声辅助传输方案下获得。数值结果验证了所提出的近似的准确性，并说明在保密约束下的传输延迟和可靠性之间的折衷的系统参数的影响。
2019-03-04 cs.IT math.IT
Optimal Multiuser Zero-Forcing with Per-Antenna Power Constraints for Network MIMO Coordination
我们考虑多小区多输入多输出（MIMO）协调下行链路传输，也称为网络MIMO，每天线功率约束下。我们研究了一种简单的多用户迫零（ZF）线性预编码技术，称为块对角化（BD）网络MIMO。提出了具有天线功率约束的BD的最优形式。它涉及到一种新的方法，优化预编码矩阵在整个零空间的其他用户的传输。通过求解吞吐量最大化问题的对偶，得到了一种迭代的梯度下降方法，该方法能够全局有效地找到最优的预编码矩阵。全面的仿真说明了几个网络MIMO协调的优势时，使用最佳BD计划。其可实现的吞吐量相比，通过最近建立的对偶概念下，每天线功率约束的容量区域。
2013-04-16 cs.IT math.IT math.OC
Scheduling and Codeword Length Optimization in Time Varying Wireless Networks
在本文中，一个单天线基站与K个单天线用户通信的下行链路的情况下，在时间相关的衰落信道，被认为是。假设信道状态信息在每个接收机处是完全已知的，而衰落过程的统计特性和每个帧开始处的衰落增益对于发射机是已知的。通过计算时间相关衰落信道的随机编码误差指数，证明了存在一个最佳码字长度，使得系统吞吐量最大。使用固定长度码字和可变长度码字来检查以最大信噪比向用户发送的常规调度的吞吐量。虽然优化的码字长度提高了性能，它示出，使用传统的调度，可实现的吞吐量和系统的最大可能的吞吐量之间的差距趋于无穷大，K趋于无穷大。提出了一种同时考虑信噪比和信道时变的简单调度算法。它表明，通过使用这种调度，可达到的吞吐量和系统的最大吞吐量之间的差距接近于零。
2007-03-28 cs.IT math.IT
Carrier Aggregation in Multi-Beam High Throughput Satellite Systems
载波聚合（CA）是当前地面网络的组成部分。其提高峰值数据率、有效利用有限的可用频谱资源以及满足数据需求的应用的能力已经引起了不同无线网络社区的极大关注。鉴于CA在地面无线环境中的优势，分析和评估CA在卫星域中的潜在影响具有重要意义。本文研究了多波束高吞吐量卫星系统中的CA。我们认为转发器间和转发器内CA在通信栈的卫星有效载荷水平，我们解决的问题，假设多个用户可以在每个载波复用的载波-用户分配。考虑不同转发器中载波的传输特性，生成不同载波的传输参数。特别是，我们提出了一个灵活的载波分配方法，CA使能的多波束卫星系统的目标是按比例公平的用户需求的满足。仿真结果和分析揭示了这种情况下，而未经探索，并证明了CA在卫星通信系统的可行性。
2019-05-03 cs.IT eess.SP math.IT
Space-Terrestrial Cooperation Over Spatially Correlated Channels Relying on Imperfect Channel Estimates: Uplink Performance Analysis and Optimization
为了应对无线流量的快速增长，出现了一整套创新技术和架构。本文研究了一种综合网络设计，通过无线接入点（AP）和卫星之间的合作来提高系统容量，以提高网络的频谱效率。首先，我们从数学上推导出空间相关的Rician信道上的上行链路（UL）数据传输的可实现的吞吐量表达式。我们的通用可实现的吞吐量表达式是适用于现实的不完美的信道估计下的任意接收信号检测技术。当最大比合并用于检测期望信号时，获得遍历UL数据吞吐量的封闭形式的表达式。至于我们的资源分配的贡献，我们制定了最大-最小公平性和总发射功率优化问题依赖于信道统计执行功率分配。每个优化问题的解以低复杂度迭代设计的形式导出，其中每个数据功率变量依赖于封闭形式的表达式来更新。我们的集成混合网络概念允许用户获得服务，否则可能无法容纳由于过多的数据需求。提出的算法，使我们能够解决出现的拥塞问题时，至少有一个用户的服务速度低于目标。数学分析也说明了我们的数值结果的帮助下，考虑空间链路的额外好处，提高遍历数据吞吐量。此外，所提出的算法平滑地规避任何潜在的拥塞，特别是在面对高速率要求和弱信道条件。
2022-12-21 cs.IT eess.SP math.IT
Technical Report on Optimal Link Scheduling in Millimeter Wave Multi-hop Networks with Space Division Multiple Access and Multiplexing
在本文中，我们研究的最大吞吐量可实现的最佳调度在多跳网络中具有高度定向天线阵列能够空分复用（SDM）在发射机和空分多址（SDMA）在接收机。该网络模型与未来的毫米波（mmWave）系统相关，该系统被期望实现具有非常高的数据率的自回程蜂窝网络，依赖于10-300 GHz之间的载波频率、具有非常大带宽的信道以及大量的天线元件，甚至在移动设备中。我们适应毫米波信道传播，天线阵列和链路速率模型的经典吞吐量最优和网络效用最大化（NUM）调度框架的多跳网络。定向天线增益、同时向多个目的地传输以及同时接收来自多个源的信号都是现有NUM文献中没有的新特性。我们验证了经典的NUM收敛引理在这组新的约束条件下仍然有效，并讨论了一系列算法来实现或近似最优最大背压（MBP）解决方案的性能。最后，我们的分析作为一个潜在的改善蜂窝网络吞吐量容量的估计，由于SDM/SDMA技术和多跳的集成。
2019-01-25 cs.IT math.IT
Short-Packet Communications over Multiple-Antenna Rayleigh-Fading Channels
出于目前的兴趣在超可靠，低延迟，机器型通信系统，我们调查的可靠性，吞吐量和延迟之间的权衡在多天线瑞利块衰落信道的信息传输。具体而言，我们获得有限块长度，有限SNR的上限和下限的最大编码率可实现在这样的信道上的分组错误概率的给定约束。数值证据表明，我们的边界严格界定最大编码速率已经短块长度（约100个符号的数据包）。此外，我们的界限揭示了存在的折衷之间的速率增益可通过扩展每个码字在所有可用的时间-频率-空间自由度，和速率损失所造成的需要估计的衰落系数在这些自由度。特别是，我们的边界允许我们确定最佳数量的发射天线和最佳数量的时间-频率分集分支，最大化的速率。最后，我们表明，无限块长度的性能指标，如遍历容量和中断容量产生不准确的吞吐量估计。
2015-12-16 cs.IT math.IT
Maximizing First Order Approximate Mean of SINR under Imperfect Channel State Information for Throughput Enhancement of MIMO Interference Networks
在这篇研究论文中，信号与干扰加噪声比（SINR）的近似平均值不完美的信道状态信息（CSI）下计算和最大化的MIMO干扰网络的吞吐量增强。每个发射机和接收机分别具有M个和N个天线，并且网络以时分双工模式操作。每个收发器调整其滤波器以最大化SINR的期望值。所提出的新方法用于不完美CSI下的吞吐量增强，利用无线网络的互易性来最大化估计均值。该算法的和速率性能进行了验证，使用Monte Carlo模拟。
2018-04-02 cs.IT math.IT
Capacity Limits of Multiuser Multiantenna Cognitive Networks
与点对点认知无线电不同，在点对点认知无线电中，主要用户施加的约束严格限制了次要用户的吞吐量，多个次要用户有可能更有效地收获频谱并在他们之间共享频谱。本文分析了具有多天线基站的多用户认知无线电系统在上行链路或下行链路模式下的总吞吐量。主基站和辅基站分别具有$N$和$n$用户，并且它们的基站分别具有$M$和$m$天线。我们表明，上行链路辅助吞吐量增长与$\frac{m}{N +1}\log n$，如果主要是一个下行链路系统，和增长与$\frac{m}{M +1}\log n$，如果主要是一个上行链路系统。这些增长率被证明是最佳的，可以得到一个简单的基于阈值的用户选择规则。此外，我们表明，二次吞吐量可以增长成正比的$\log n$，同时推动主上的干扰下降到零，渐近。此外，我们表明，下行链路辅助吞吐量的增长与$m\log \log n$中存在的上行链路或下行链路主系统。此外，可以使主设备上的干扰渐近地变为零，而辅设备吞吐量与$\log \log n$成比例地增加。因此，不同于点对点的情况下，多用户认知无线电可以实现非平凡的总和吞吐量，尽管严格的主要干扰的限制。
2010-08-21 cs.IT math.IT
