Nearly Optimal Resource Allocation for Downlink OFDMA in 2-D Cellular Networks
在本文中，我们提出了一个资源分配算法扇区化的二维（2-D）OFDMA蜂窝网络的下行链路假设统计信道状态信息（CSI）和分数频率复用。所提出的算法可以实现在一个分布式的方式，而不需要任何中央控制单元。在快衰落瑞利信道和高斯分布多小区干扰的条件下分析了其性能。我们表明，这种简单算法的发射功率往往随着用户数量增长到无穷大而达到与满足所有用户速率要求所需的最小功率相同的极限，即，所提出的资源分配算法是渐近最优的。作为这种渐近分析的副产品，我们表征的重用因子的相关值，仅取决于网络的平均状态。
2010-09-12 cs.IT math.IT
Joint Transmit and Receive Beamforming for Multi-Relay MIMO-OFDMA Cellular Networks
针对多用户、多中继、多输入-多输出正交频分多址（MIMO-OFDMA）蜂窝网络，提出了一种基于联合发射和接收波束赋形的传输协议。更具体地说，网络的MIMO信道在数学上被分解成几个有效的多输入单输出（MISO）信道，这些信道被空间复用以进行传输。为了提高可达到的容量，这些MISO信道使用一对新的分组算法进行分组，然后根据它们的性能与复杂度的权衡\footnote{This paper concisely focuses on the transmission protocol proposed in our previous work [1]. For more details, please refer to [1].}进行评估。
2016-02-17 cs.IT math.IT
Distributive Subband Allocation, Power and Rate Control for Relay-Assisted OFDMA Cellular System with Imperfect System State Knowledge
在本文中，我们考虑分布式子带，功率和速率分配的两跳传输中的正交频分多址（OFDMA）蜂窝系统与固定中继解码和转发策略。我们考虑到系统的公平性，考虑加权总吞吐量作为我们的优化目标。基于集群结构，我们得到了一个快速收敛的分布式解决方案，只有局部不完善CSIT通过使用分解的优化问题。为了进一步降低信令开销和计算复杂性，本文提出了一种减少反馈的分布式解决方案，该方案可以在每个用户具有任意小的反馈开销的情况下，对大量用户实现渐近最优性能。我们还推导出渐近平均系统吞吐量的中继辅助OFDMA系统，以获得有用的设计见解。
2009-12-07 cs.IT cs.NI math.IT
Maximum-likelihood co-channel interference cancellation with power control for cellular OFDM networks
在蜂窝正交频分复用（OFDM）网络中，同信道干扰（CCI）会严重影响系统的误码性能。为了解决这个问题，文献中已经提出了最大似然估计（MLE）CCI消除方案。MLE CCI消除方案生成发射信号的加权副本，并选择与接收信号具有最小欧几里得距离的副本。当期望信号和干扰信号的接收功率几乎相同时，BER性能下降。在本文中，我们提出了一种改进的MLE CCI消除器与闭环功率控制（PC）计划能够检测和打击的平等接收功率的情况下，在移动台（MS）接收机通过使用新引入的参数功率比（PR）。计算机模拟表明，在信干比（SIR）平均值为-5 ~10 dB的小区边缘，闭环PC方案在28 km/h时增益为7 dB，在120 km/h时增益约为2 dB。
2009-12-09 cs.IT math.IT
Distributed power allocation for D2D communications underlaying/overlaying OFDMA cellular networks
由于增强总小区吞吐量、降低功耗和增加瞬时数据率的潜力，在预先存在的蜂窝网络之下或之上的设备到设备（D2 D）的实现已经受到很多关注。在本文中，我们提出了一种分布式功率分配方案D2 D OFDMA通信，特别是，我们认为这两种操作模式适合分布式实现：专用和重用模式。所提出的方案解决的问题，最大化用户的总速率受到功率约束，这是已知的非凸的，因此，非常难以精确求解。我们在这里提出了一个新的方法来解决这个众所周知的问题，利用的事实，即权力分配问题可以建模为一个潜在的游戏。利用更好的响应动态下收敛的潜在游戏属性，我们提出了两个完全分布式的迭代算法，一个为每个操作模式考虑，每个用户顺序更新和自主的功率分配。数值结果表明，计算几个不同的用户场景，所提出的方法，收敛到目标函数的局部最大值之一，表现出接近最大可实现的最佳性能，优于文献中提出的其他计划。
2016-09-15 cs.IT math.IT
Maximizing Energy-Efficiency in Multi-Relay OFDMA Cellular Networks
该贡献提出了一种获得最佳功率和子载波分配的方法，该方法最大化多用户、多中继、正交频分多址（OFDMA）蜂窝网络的能量效率（EE）。最初，目标函数（OF）被公式化为频谱效率（SE）与网络的功耗的比率。该问题是拟凹的，因此Dinkelbach方法可以作为一系列参数化凹问题来求解。我们通过比较使用穷举搜索得到的最优解来表征上述方法的性能。此外，我们探讨了可实现的SE和EE在蜂窝网络中的活跃用户的数量增加时之间的关系。一般而言，增加系统支持的用户数量对SE和EE都有好处，并且当可以分配增加的功率时，可以以EE为代价获得更高的SE值。
2013-11-25 cs.IT cs.NI math.IT
Performance Bounds and Associated Design Principles for Multi-Cellular Wireless OFDMA Systems (with Detailed Proofs)
在本文中，我们考虑了大规模的多蜂窝OFDMA网络的下行链路，并研究了系统的性能界限作为用户数$K$，基站数$B$，和资源块数$N$的函数。这里，资源块是子载波的集合，使得不相交的所有这样的集合具有相关联的独立衰落信道。我们推导出新的上限和下限的总和效用的一般空间几何的基站，截断的路径损耗模型，和各种衰落模型（瑞利，Nakagami- $m$，威布尔和LogNormal）。我们还建立了相关的缩放定律，并表明，在特殊情况下，固定数量的资源块，基于网格的网络的基站，瑞利衰落信道，系统的总信息容量的规模为$Θ(B \log\log K/B)$的扩展网络，和$O(B \log\log K)$和$Ω(\log \log K)$密集的网络。解释这些结果，我们制定了一些设计原则，为服务提供商的监管机构的一些指导方针，以实现提供各种QoS保证的最终用户，并在同一时间，最大限度地提高收入的服务提供商。
2012-01-12 cs.IT math.IT
Interference in OFDM Systems and Networks
本文综述OFDM系统物理层的各类干扰（符号间、块间、载波间及小区间），并调查干扰攻击技术与面向6G的扩展调制方案。
2025-03-06 cs.IT eess.SP math.IT
Analytical Evaluation of Fractional Frequency Reuse for OFDMA Cellular Networks
部分频率复用（FFR）是非常适合于基于OFDMA的蜂窝网络的干扰管理技术，其中小区被划分成具有不同频率复用因子的空间区域。迄今为止，FFR技术通常通过系统级模拟进行评估，使用基站位置的六边形网格。相反，本文侧重于分析评估两种主要类型的FFR部署-严格FFR和软频率重用（SFR）-使用泊松点过程来模拟基站位置。将结果与标准网格模型和实际城市部署进行比较。在现代蜂窝网络的合理特殊情况下，我们的结果简化为简单的封闭形式的表达式，这提供了深入了解系统设计准则和严格的FFR，SFR，通用复用和固定频率复用的相对优点。我们观察到FFR提供了总速率的增加以及小区边缘用户的改善覆盖的众所周知的益处。最后，基于解析表达式提出了一种与SINR成比例的资源分配策略，表明严格FFR在低业务负载时提供更大的整体网络吞吐量，而SFR在高业务负载时更好地平衡了干扰降低和资源效率的要求。
2011-01-26 cs.IT cs.NI math.IT
Device-Free Sensing in OFDM Cellular Network
本文考虑在正交频分复用（OFDM）蜂窝网络中实现通感一体化（ISAC）的无设备传感。提出了一种新的两阶段传感框架来定位不能向/从基站（BS）发送/接收参考信号的无源目标，其中在阶段I中基于目标到BS的反射OFDM信号来估计目标的距离，并且在阶段II中基于每个目标到不同BS的距离来估计每个目标的位置。具体来说，在第一阶段，我们通过利用OFDM信道估计技术来确定所有双向BS-目标-BS路径的延迟值，设计了一种无模型距离估计方法，该方法不依赖于任何BS-目标信道模型。在第二阶段中，我们揭示了在某些情况下可能会错误地检测到鬼目标，因为所有目标都向BS反射相同的信号，因此BS不知道如何将每个估计范围与正确的目标相匹配。有趣的是，我们表明，上述数据关联问题是不是一个根本的限制设备自由感测：在第一阶段完美的距离估计的理想情况下，鬼目标存在的概率被证明是可以忽略不计的目标时，随机定位。此外，在第一阶段距离估计不理想的实际情况下，我们提出了一个有效的联合数据关联和目标定位的第二阶段的算法。数值结果表明，我们提出的两阶段框架可以实现非常高的精度在被动目标的定位，这与系统带宽增加。
2022-01-19 cs.IT eess.SP math.IT
Optimization Framework and Graph-Based Approach for Relay-Assisted Bidirectional OFDMA Cellular Networks
本文考虑了一种中继辅助的双向蜂窝网络，其中基站（BS）与每个移动站（MS）使用OFDMA的上行链路和下行链路进行通信。我们的目标是通过探索网络在各个维度（包括用户、子载波、中继和双向流量）的全部潜力来提高整体系统性能。在这项工作中，我们首先介绍了一种新的三时隙时分双工（TDD）传输协议。该协议统一了直接传输，单向中继和网络编码的双向中继之间的BS和每个MS.使用建议的三时隙TDD协议，然后，我们提出了一个优化的资源分配框架，以实现以下收益：合作分集（通过中继选择），网络编码增益（通过双向传输模式选择），和多用户分集（通过子载波分配）。我们将该问题表述为一个组合优化问题，它是NP完全的。为了使其更易于处理，我们采用了基于图的方法。我们首先建立了原问题与图论中的最大权团问题之间的等价关系。然后，采用基于任意蚁群优化（ACO）的元启发式算法在多项式时间内求解。仿真结果表明，该协议与蚁群优化算法一起显著提高了系统的总吞吐量。
2010-09-02 cs.IT cs.NI math.IT
Modulation Formats and Waveforms for the Physical Layer of 5G Wireless Networks: Who Will be the Heir of OFDM?
5G蜂窝通信有望为移动用户提供千兆体验，相对于当前的LTE系统，容量增加高达三个数量级。人们普遍认为，这一雄心勃勃的目标将通过涉及不同网络层的创新技术的组合来实现。在物理层，OFDM调制格式及其多址接入策略OFDMA并不被认为是理所当然的，并且正在考虑几种有望获得更大频谱效率值的替代方案。本文综述了一些适合5G的调制格式，通过比较分析它们在蜂窝环境中的性能，以及讨论它们与特定5G成分的相互作用，丰富了这些调制格式。采用实际信道测量，与大规模MIMO系统的相互作用也进行了讨论。
2014-07-22 cs.IT math.IT
Spectrum Refarming: A New Paradigm of Spectrum Sharing for Cellular Networks
频谱重新配置（SR）是指允许不同代的蜂窝网络在相同的无线电频谱中操作的无线电资源管理技术。本文提出了一种CDMA系统频谱重构模型，在该模型中，正交频分多址（OFDMA）系统通过智能地利用CDMA系统提供的干扰裕度来重构CDMA系统的频谱。我们调查的两个系统的相互影响，通过评估的渐近信号与干扰加噪声比（SINR）的用户，在此基础上的干扰容限由CDMA系统的容忍。利用干扰裕度和发射功率约束，建立了OFDMA系统上行链路资源分配问题的数学模型，并采用对偶分解法进行求解。仿真结果验证了理论分析的正确性，验证了所提出的资源分配算法的有效性及其对传统CDMA用户的保护能力。所提出的SR系统需要从CDMA系统到OFDMA系统的最少信息流，并且重要的是，不需要升级传统CDMA系统;因此，它可以由电信运营商部署以最大化其蜂窝网络的频谱效率。
2014-07-03 cs.IT math.IT
Spectral and Energy Spectral Efficiency Optimization of Joint Transmit and Receive Beamforming Based Multi-Relay MIMO-OFDMA Cellular Networks
首先提出了一种基于联合发射接收波束赋形的多中继多输入多输出正交频分多址（MIMO-OFDMA）蜂窝网络传输协议。然后，我们解决了相关的网络范围内的频谱效率（SE）和能量频谱效率（ESE）的优化问题。更具体地说，网络的MIMO信道在数学上被分解成几个有效的多输入单输出（MISO）信道，这些信道基本上是空间复用的。因此，这些有效的MISO信道被称为空间复用分量（SMC）。为了提高SE/ESE的性能，SMC进行分组使用一对建议的分组算法。第一个是最佳的，在这个意义上，它详尽地评估所有可能的SMC的组合，满足半正交性标准和其他相关的系统约束，而第二个是一个较低的复杂度的替代方案。对应于这两种分组算法，分别建立了一对SE和ESE最大化问题，从而得到每个子载波块的最优SMC组和最优功率控制变量。这些优化问题被证明是凹的，并采用对偶分解方法获得其解决方案。依靠这些优化解决方案，表征了各种系统参数对可达到的SE和ESE的影响。特别是，我们证明了在一定条件下，较低的复杂性SMC分组算法实现了90%的SE/ESE达到基于穷举搜索的最佳分组算法，而征收低至3.5%的后者计划的计算复杂性。
2014-07-29 cs.IT math.IT
Coexistence in 5G: Analysis of Cross-Interference between OFDM/OQAM and Legacy Users
为了优化频谱的使用，预计下一代无线网络（5G）将实现新引入的服务与传统蜂窝网络的共存。这些新服务，如设备到设备（D2 D）通信，应该要求与传统小区的有限同步，以限制网络中的信令开销量。然而，已知在高级长期演进（LTE-A）中使用的循环前缀-正交频分复用（CP-OFDM）不适合异步环境。这激发了对能够增强与CP-OFDM共存的新波形的搜索。也就是说，已经广泛建议新设备可以使用OFDM/偏移正交幅度调制（OFDM/OQAM）来减少它们注入传统蜂窝用户的干扰。然而，干扰值通常基于干扰信号的PSD在接收器的输入天线处测量。我们在以前的工作中表明，这种测量并不代表解调操作后看到的实际干扰。基于这一发现，我们在本文中提供的第一个确切的封闭形式的OFDM/OQAM和CP-OFDM用户之间的交叉干扰。我们的研究结果证明，使用OFDM/OQAM只是轻微地减少了对传统用户的干扰，与文献中的许多结果相矛盾。
2016-09-08 cs.IT cs.NI math.IT
Achieving maximum energy-efficiency in multi-relay OFDMA cellular networks: a fractional programming approach
在本文中，联合功率和子载波分配问题的背景下，最大限度地提高能量效率（EE）的多用户，多中继正交频分多址（OFDMA）蜂窝网络，其中的目标函数被制定为频谱效率（SE）的总功耗的比值。证明了所考虑的分式规划问题是拟凹的，从而可以采用Dinkelbach方法以较低的复杂度找到最优解。该方法通过求解一系列参数化凹次问题来解决上述主问题。这些次要问题使用对偶分解方法来解决，其中每个次要问题被进一步分解成许多类似的子问题。可达到的EE和SE的系统采用EE最大化（EEM）和SE最大化（SEM）算法的各种系统参数的影响的特点。特别是，据观察，增加继电器的数量为一系列的细胞大小，虽然略有增加可达到的SE，降低EE显着。注意，当中继器被放置得更靠近BS以利用所得到的视线链路时，实现了最高的SE和EE。此外，增加可用子载波的数量和活动用户设备（UE）的数量两者都增加了系统的EE和总SE两者，分别作为增加的频率和多用户分集的益处。最后，它表明，正如预期的那样，增加可用功率往往会提高SE，当使用SEM算法。相比之下，给定足够高的可用功率，EEM算法获得最大可实现EE和次优SE。
2013-10-29 cs.IT math.IT
5G Waveforms for Overlay D2D Communications: Effects of Time-Frequency Misalignment
本文分析了设备到设备（D2D）对与基于正交频分复用（OFDM）的现任网络共存的场景。D2D发射机在蜂窝用户留下的空闲频谱部分中进行通信，同时遵守给定的频谱掩码。D2D对在时间和频率上与蜂窝用户不对准。此外，D2D对利用针对5G提出的OFDM的替代波形。在这项研究中，我们表明，这是不值得的D2D对在时间上同步相对于蜂窝用户。实际上，注入到现任网络中的干扰相对于时间失准具有小的变化。我们提供的干扰表，包括时间和频率失调。我们使用它们来分析D2D对在使用不同波形时可实现的最大速率。然后，我们给出了数值结果，其示出了根据未被现任网络使用的时频资源，D2D对应该利用什么波形。我们的研究结果表明，线性卷积波形引起的延迟，使他们几乎不适用于短时间窗口，但他们占主导地位的OFDM长时间传输，主要是在蜂窝用户是非常敏感的干扰的情况下。
2016-02-02 cs.IT math.IT
On the Uplink Spectral Efficiency of Full-Duplex Cooperative OFDMA Systems
提出了一种适用于带内全双工蜂窝网络上行链路的资源分配算法。FD蜂窝网络被假设为基于正交频分多址（OFDMA）并且由与多个用户通信的基站组成。网络中的一些用户充当其他用户的中继，并帮助他们将数据传输到基站。这些继电器是FD并且基于放大和转发（AF）协议工作。通过合理选择中继节点，优化分配子载波和功率，使网络总速率最大化。在优化过程中，我们还对用户的服务质量（QoS）和功率施加了一些约束。提出了一种基于用户最大数据率的中继选择算法，并采用线性分配算法进行子载波分配。证明了所得到的优化问题可以转化为凸问题，因此可以用标准的数值方法求解。仿真结果验证了该方案对网络总速率和覆盖范围的影响。
2016-11-08 cs.IT math.IT
Multicarrier Relay Selection for Full-Duplex Relay-Assisted OFDM D2D Systems
在本文中，我们提出了一个全双工正交频分复用（OFDM）设备到设备（D2D）系统中的两跳网络，其中多个全双工解码和转发（DF）中继协助从D2D用户设备（DUE）发送器到DUE接收器的传输。通过这种传输机制，由DUE发送器发送的信号不需要经过基站（BS）。同时，由于采用了CD2D通信协议，因此需要应用功率控制机制来减轻对传统蜂窝通信的干扰。基于这些考虑，我们分析了所提出的系统的中断性能，并推导出中断概率的精确表达式时，批量和每子载波中继选择标准。此外，封闭形式的中断概率的表达式也得到了特殊情况下，当BS和蜂窝用户设备（CUE）之间的瞬时信道状态信息（CSI）是不可访问的，所以一个静态的功率控制机制。随后，我们还研究了中断性能优化问题，通过协调DUE发射机和中继之间的发射功率，并提供了一个次优的解决方案，这是能够提高中断性能。所有的分析证实了Monte Carlo模拟提供的数值结果。本文的分析和数值计算结果可以提供一个洞察全双工中继辅助OFDM D2D系统，并作为其在下一代网络中的实施指南。
2017-08-10 cs.IT math.IT
Modeling and Analysis of SCMA Enhanced D2D and Cellular Hybrid Network
稀疏码多址接入（Sparse Code Multiple Access，SCMA）是近年来提出的一种新的无线网络接入方式，它允许非正交频谱资源共享，并允许系统过载。本文将SCMA应用于设备到设备（D2D）通信和蜂窝混合网络中，旨在利用SCMA的过载特性支持大规模设备连接，扩展网络容量。特别是，我们开发了一个随机几何为基础的框架来建模和分析SCMA，考虑底层和覆盖模式。在此基础上，我们分析比较了SCMA与正交频分多址接入（OFDMA）使用区域频谱效率（ASE）和量化的封闭形式ASE增益SCMA在OFDMA。值得注意的是，它表明，系统ASE可以显着提高使用SCMA和ASE增益与SCMA码字维度线性缩放。此外，我们赋予D2D用户一个激活概率，以平衡底层模式下的跨层干扰，并推导出最佳激活概率。同时，研究了重叠模式下的资源分配问题，得到了最优码本分配规则。有趣的是，当蜂窝用户密集部署时，最优SCMA码本分配规则与蜂窝网络参数无关。研究结果对SCMA在混合系统中的实现具有一定的指导意义。
2016-06-14 cs.IT math.IT
Maximization of minimum rate in MIMO OFDM RIS-assisted Broadcast Channels
研究RIS在MIMO OFDM广播信道中的有效性，提出联合预编码与RIS优化方案，证明即使每子带RIS元素极少也能显著提升系统性能。
2023-10-12 cs.IT eess.SP math.IT
Maximizing Spectral and Energy Efficiency in Multi-user MIMO OFDM Systems with RIS and Hardware Impairment
本文研究多用户MIMO OFDM广播信道中常规RIS、STAR-RIS与多扇区BD-RIS的性能，通过联合优化MIMO预编码和RIS配置，提出资源分配方案并证明其SE和EE增益。
2024-01-22 cs.IT eess.SP math.IT
Open vs Closed Access Femtocells in the Uplink
毫微微蜂窝基站在蜂窝网络的覆盖和容量方面发挥着越来越重要的作用。与现有的蜂窝系统相比，毫微微蜂窝基站由终端用户部署和控制，随机定位，并依赖于第三方回程（例如，DSL或电缆调制解调器）。毫微微小区可以被配置为开放获取或封闭获取。开放获取允许任意附近的蜂窝用户使用毫微微小区，而封闭获取将毫微微小区的使用限制为由所有者明确批准的用户。看起来，网络运营商更喜欢开放获取部署，因为这提供了扩展其网络能力的廉价方式，而毫微微小区所有者更喜欢封闭接入，以便保持毫微微小区的容量和对他自己的回程。我们通过数学和模拟表明，现实是更复杂的双方，最好的方法在很大程度上取决于多址接入方案是正交（TDMA或OFDMA，每子带）或非正交（CDMA）。在TDMA/OFDMA网络中，封闭接入在高用户密度下通常是优选的，而在CDMA中，开放获取可以通过减少毫微微小区所经历的远近问题来为家庭用户提供超过200%的增益。本文的结果表明，毫微微小区所有者和网络运营商的利益比通常认为的更兼容，CDMA毫微微小区应配置为开放获取，而OFDMA或TDMA毫微微小区应适应蜂窝用户密度。
2010-02-15 cs.IT math.IT
Localization-based OFDM framework for RIS-aided systems
Aalborg University（奥尔堡大学）；Norwegian University of Science and Technology（挪威科技大学）
本文提出一种融合OFDM与RIS技术的框架，利用RIS辅助通信获取的定位信息，实现用户复用的鲁棒分配策略，提升信道估计传输方法的有效性。
2023-03-22 cs.IT eess.SP math.IT
Beyond Diagonal Reconfigurable Intelligent Surfaces in Wideband OFDM Communications: Circuit-Based Modeling and Optimization
针对宽带OFDM系统，提出基于电路模型的BD-RIS频率相关建模方法，并联合优化BD-RIS与功率分配以最大化平均速率，仿真证明BD-RIS优于传统RIS且宽带建模影响随电路复杂度增大而显著。
2025-01-20 cs.IT eess.SP math.IT
Low-Complexity Joint Azimuth-Range-Velocity Estimation for Integrated Sensing and Communication with OFDM Waveform
针对OFDM波形单基地ISAC系统JARVE计算复杂度高的问题，推导其克拉美罗界，提出结合迭代子空间更新与Levenberg-Marquardt优化的低复杂度超分辨率估计算法，相比3D-MUSIC和ESPRIT算法复杂度分别降3个、2个数量级且性能更优。
2024-05-15 cs.IT eess.SP math.IT
Active RIS-Assisted MIMO-OFDM System: Analyses and Prototype Measurements
本研究开发了符合5G新无线电标准的有源RIS辅助MIMO-OFDM原型，实验证明有源RIS在提升MIMO性能方面优于无源RIS，凸显其实际应用价值。
2023-11-15 cs.IT eess.SP math.IT
Reconfigurable Intelligent Surface Assisted OFDM Relaying: Subcarrier Matching with Balanced SNR
该文研究了一种基于可重构智能表面（RIS）的OFDM中继系统，并在两种情况下研究了RIS无源波束形成和子载波匹配的联合设计，其中Case-I忽略了源-RIS-目的信号，Case-II利用该信号进行速率增强。我们制定了一个混合整数非线性规划（MINIP）的问题，最大限度地提高所有子载波的总和可实现的速率，通过联合优化被动波束形成和子载波匹配。为了解决这个问题，我们首先开发了一个分支定界（BNB）为基础的交替优化算法，以获得一个接近最优的解决方案。在此基础上，提出了一种低复杂度的基于凸差惩罚的算法和学习优化方法。最后，仿真结果表明，RIS辅助OFDM中继系统实现了一个实质性的可实现的速率增益相比，没有RIS，因为RIS重铸子载波匹配和平衡的信噪比（SNR）之间的不同子载波对。
2022-10-05 cs.IT eess.SP math.IT
Throughput Enhancement of Multicarrier Cognitive M2M Networks: Universal-Filtered OFDM Systems
考虑一个由主蜂窝系统和次认知机对机（M2M）系统组成的认知无线电网络，研究了次认知机对机（M2M）系统采用通用滤波正交频分复用（UF-OFDM）调制的吞吐量增强问题。由此，在辅基站（SBS）的总发射功率预算下，认知M2M系统的下行链路传输容量被最大化，同时将引入到主用户（PU）的干扰保持在预定阈值以下。将基于UF-OFDM的CR系统的性能与基于OFDM和基于滤波器组多载波（FBMC）的CR系统的性能进行了比较。我们还提出了一个接近最优的资源分配方法分离的子带和功率分配。与原始组合问题的优化相比，该解决方案不太复杂。我们提出的数值结果表明，对于给定的干扰阈值的PU和SBS的最大发射功率限制，基于UF-OFDM的CR系统表现出中间性能相比，OFDM和FBMC的CR系统的可实现的容量。有趣的是，对于PU的一定程度的鲁棒性，UF-OFDM与FBMC表现得同样好。此外，当采用具有较低旁瓣纹波的UF-OFDM调制时，基于UF-OFDM的CR系统的速率增益百分比大幅增加。数值结果还表明，所提出的吞吐量增强方法，尽管具有较低的计算复杂性相比，最佳的解决方案，达到接近最佳的性能。
2017-08-15 cs.IT math.IT
Performance Analysis on RIS-Aided Wideband Massive MIMO OFDM Systems with Low-Resolution ADCs
本文分析低分辨率ADC下RIS辅助宽带大规模MIMO OFDM系统的上行可达速率，推导闭式表达式、渐近性能和功率缩放定律，并提出梯度上升算法优化RIS相移以最大化最小用户速率。
2024-03-14 cs.IT eess.SP math.IT
Unit Cell Phase-Frequency Profile Optimization in RIS-Assisted Wide-Band OFDM Systems
针对RIS单元相位响应的频率相关性问题，本文构建相频关系模型并提出参数选择与低复杂度联合优化算法，在SISO及多用户MISO OFDM系统中提升了覆盖范围与可达速率。
2023-08-25 cs.IT eess.SP 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
Reconfigurable Intelligent Surface-Enhanced OFDM Communications via Delay Adjustable Metasurface
可重构智能表面（RIS）是一种很有前途的技术，用于建立频谱和能量高效的无线网络。在本文中，我们研究了增强的正交频分复用（OFDM）通信，推广了现有的RI驱动的上下文只关注频率平坦的信道。首先介绍了基于变容二极管的延迟可调元表面（DAM）。与现有的反射元件相比，DAM中的每一个都能够在动态控制其电磁感应透明（EIT）特性时存储和检索撞击的电磁波，从而额外地对反射的入射信号施加额外的延迟。其次，我们制定了速率最大化问题，通过联合优化发射功率分配和RIS反射系数以及RIS延迟。此外，为了解决优化变量之间的耦合，我们提出了一种有效的算法，通过交替优化发射功率分配和RIS反射模式，包括反射系数和延迟，来实现高质量的解决方案，制定非凸设计问题。第三，为了规避优化RIS反射系数的高复杂度，我们设想了一种低复杂度的方案，在对齐所有反射信道的最强抽头时，同时确保引入额外RIS延迟后的最大延迟扩展不超过循环前缀（CP）的长度。最后，仿真结果表明，所提出的设计显着提高OFDM速率性能以及RIS的宽带信号的适应性相比，基线方案，不采用DAM。
2021-10-18 cs.IT eess.SP math.IT
Ergodic Achievable Rate Maximization of RIS-assisted Millimeter-Wave MIMO-OFDM Communication Systems
可重构智能表面（RIS）是近年来受到广泛关注的一个领域。然而，大多数研究集中在窄带和/或瞬时信道状态信息（CSI）的场景，而使用毫米波（mmWave）（包括亚太赫兹）频谱的宽带是下一代无线通信的主要趋势，并且统计CSI在现实系统中更实用。因此，我们{考虑}各态历经的可实现的速率的RIS辅助毫米波多输入多输出正交频分复用通信系统。采用广泛使用的Saleh-Valenzuela信道模型来表征毫米波信道，并且仅统计CSI可用。首先利用优控制理论和Jensen不等式导出了遍历可达速率的近似表达式。然后，提出了一种交替优化算法，通过联合设计在基站的发射协方差矩阵和反射系数在RIS的遍历可达速率最大化。具体地说，发射协方差矩阵的设计转化为一个功率分配问题，并解决了空间频率注水。反射系数采用黎曼共轭梯度法进行优化。仿真结果证实了所提算法的有效性。
2022-11-03 cs.IT math.IT
Unsupervised Learning-Based Joint Resource Allocation and Beamforming Design for RIS-Assisted MISO-OFDMA Systems
National Mobile Communications Research Laboratory, Southeast University（南京东南大学国家移动通信研究中心）
提出基于无监督学习的两阶段框架联合设计RIS相移、基站波束赋形与RB分配，在满足QoS约束下，以极低运行时间实现接近SCA基准的系统和速率且保持鲁棒性。
2025-06-12 cs.AI cs.IT eess.SP
Scalable Channel Estimation and Reflection Optimization for Reconfigurable Intelligent Surface-Enhanced OFDM Systems
针对可重构智能表面（RIS）增强的正交频分复用（OFDM）系统，提出了一种可扩展的信道估计和反射优化框架。具体而言，该方案首先离线生成RIS反射系数向量的训练集。对于训练集中的每个RIS反射系数向量，所提出的方案仅估计端到端复合信道，然后执行发射功率分配。因此，通过从预先设计的训练集中搜索最佳反射系数向量来最大化可实现的速率，简化了RIS反射优化。该方案能够根据给定的信道相干时间灵活地调整训练开销，这与传统方案形成鲜明对比。此外，我们讨论了该方案的计算复杂性，并分析了理论上的缩放定律的可达速率与训练时隙的数量。仿真结果表明，该方案在降低训练开销、降低复杂度以及提高信道估计误差下的速率性能方面优于现有方案。
2021-10-25 cs.IT eess.SP math.IT
RIS-Aided Multiuser MIMO-OFDM with Linear Precoding and Iterative Detection: Analysis and Optimization
在本文中，我们考虑了一个可重构的智能表面（RIS）辅助上行链路多用户多输入多输出（MIMO）正交频分复用（OFDM）系统，其中接收机被假定为进行低复杂度的迭代检测。我们的目标是通过联合设计发射机的预编码器和RIS的无源波束形成来最小化总发射功率。这个问题可以从信息论的角度来解决。但是这种信息理论方法可能涉及过高的复杂度，因为指定上行链路多用户信道的容量区域的速率约束的数量在用户数量中是指数的。为了避免这个困难，我们制定的迭代接收机的设计问题的约束下的最大迭代次数和目标比特出错率的用户。为了解决这个具有挑战性的问题，我们提出了一个groupwise连续干扰消除（SIC）的优化方法，其中用户的信号被解码和消除在一个组的方式。提出了一种启发式用户分组策略，并采用交替优化技术迭代求解预编码和被动波束赋形子问题。具体而言，对于预编码子问题，我们采用分式规划将其转化为凸问题;对于无源波束形成子问题，我们采用逐次凸逼近来处理RIS的单位模约束。我们表明，建议groupwise SIC方法具有显着的优势，在性能和计算复杂性，与同行的方法相比。
2022-08-30 cs.IT eess.SP math.IT
On-the-fly Uplink Training and Pilot Code Sequence Design for Cellular Networks
采用TDD/OFDM并依赖上行链路训练进行下行链路和上行链路传输的大规模MIMO基站的蜂窝网络被视为5G部署的有吸引力的候选者，因为它们承诺具有相对简单的低延迟操作的高区域频谱和能量效率。我们调查使用非正交上行链路导频设计作为一种手段，用于提高在下行链路的大规模MIMO蜂窝网络的区域频谱效率。我们开发了一类导频设计，在每个小区内是局部正交的，同时保持低的内积性质之间的代码在不同的小区。使用通过对这些码的观测提供的信道估计，每个小区独立地为其本地活动用户提供MU-MIMO传输，该MU-MIMO传输也被设计为减轻对小区外用户的“强干扰”子集的干扰。正如我们基于仿真的分析所示，基于所提出的代码的这种蜂窝操作相对于常规操作产生用户速率CDF改善，这可以被利用来改善小区和/或小区吞吐量性能。
2018-11-06 cs.IT math.IT
Beamforming and Resource Allocation for Delay Minimization in RIS-Assisted OFDM Systems
National Mobile Communications Research Laboratory, Southeast University, Nanjing 210096, China（南京东南大学国家移动通信研究中心）；College of Electronics and Information Engineering, Shenzhen University, Shenzhen 518060, China（深圳大学电子与信息工程学院）；Purple Mountain Laboratories, Nanjing 211111, China（紫金山实验室）；Centre for Wireless Innovation (CWI), Queen’s University Belfast, BT7 1NN Belfast, U.K.（女王大学贝尔法斯特无线创新中心）
针对RIS辅助OFDM系统中随机数据包到达下的平均时延最小化问题，提出混合DRL与多智能体及迁移学习方法，联合优化RIS相移、子载波分配和主动波束成形。
2025-07-24 cs.AI cs.IT math.IT
Site-Specific RIS Deployment in Cellular Networks via Calibrated Ray Tracing
提出一种基于Sionna射线追踪数字孪生的全自动RIS部署策略，联合优化多频段下RIS放置与BS波束成形，发现显著覆盖增强依赖密集大孔径部署，揭示了大规模RIS应用的成本与实用性挑战。
2025-10-10 cs.IT math.IT
Optimizing the Placement and Beamforming of RIS in Cellular Networks: A System-Level Modeling Perspective
针对蜂窝网络中RIS部署与波束成形优化问题，本文基于三维信道模型开展系统级建模，证明单RIS扇区下RIS最优部署位置与基站相对，提出新型波束成形设计并推导不同移相器下的可达和速率，实验验证其性能显著优于现有算法。
2023-05-02 cs.IT eess.SP math.IT
Joint BS-RIS-User Association and Beamforming Design for RIS-assisted Cellular Networks
可重构智能表面（RIS）是第六代（6 G）网络的革命性技术，因为它具有操纵无线环境的能力。作为一种频率选择性器件，RIS只能有效地对特定频带内的信号传播进行整形。由于这种频率选择性特性，在蜂窝网络中部署RIS将引入复杂的基站（BS）-RIS-用户关联问题，因为相邻BS在不同频带上操作。在本文中，与RIS的频率选择性特性的考虑，我们的目标是联合优化BS-RIS-用户关联，在BS的主动波束赋形，和RIS的被动波束赋形，以最大限度地提高和速率的RIS辅助蜂窝网络。我们首先利用$l_0$ -范数有效地集成BS-RIS-用户关联与有源和无源波束成形。然后，我们采用分数规划（FP）和块坐标下降（BCD）的方法来处理对数和分数的部分和解耦的联合关联和波束形成设计问题成几个子问题。有效的算法相结合的$l_0$ -范数逼近，优化最小化（MM），交替方向的乘法器（ADMM）交替解决的子问题。大量的仿真结果说明了在RIS辅助的蜂窝网络中BS-RIS-用户关联优化的重要性，并验证了所提出的联合关联和波束形成设计算法的有效性。
2022-10-31 cs.IT eess.SP math.IT
Multistatic Integrated Sensing and Communication System in Cellular Networks
提出蜂窝网络中多基站MIMO一体化感知与通信系统，利用基站协同感知并引入联合处理方法推导目标位置与速度闭式解，仿真证明其优于单双基站系统，适用于5G-A与6G网络。
2023-05-22 cs.IT eess.SP math.IT
Resource Allocation and Relay Selection In Full-Duplex Cooperative Orthogonal Frequency Division Multiple Access Networks
研究了带内全双工协作蜂窝网络上行链路中继选择问题。假设一个正交频分多址（OFDMA）蜂窝网络，我们开发了一个中继选择和资源分配算法，该网络。中继选择算法基于用户之间的距离和工作在放大转发（AF）模式下的信号与干扰加噪声比（SINR）来选择最佳中继。该优化问题为所有用户分配最优的子载波和功率，以最大化网络的平均和速率。此外，优化问题的约束条件是每个用户的服务质量（QoS）和发射功率。仿真结果表明了该方法的良好性能。
2017-02-07 cs.IT math.IT
Open Experimental Measurements of Sub-6GHz Reconfigurable Intelligent Surfaces
本文公开了两个基于暗室中定制RIS原型和OFDM收发器的Sub-6GHz测量数据集，涵盖测试平台设计、配置码本评估与接收功率采集，并给出数据格式及研究应用示例。
2024-04-02 cs.IT cs.SY eess.SY
Energy-Efficient Heterogeneous Cellular Networks with Spectrum Underlay and Overlay Access
在本文中，我们提供了联合子载波分配和功率分配方案的服务质量（QoS）约束的能量效率（EE）优化在下行链路的正交频分多址（OFDMA）为基础的双层异构蜂窝网络（HCN）。考虑到频谱效率（SE）得到充分利用的CDMA传输，EE解决方案涉及解决复杂的混合组合和非凸优化问题。通过对原问题进行适当的分解，并利用EE函数的拟线性，提出了一种双层资源分配方法，并利用两凹函数差近似、逐次凸近似和梯度搜索方法给出了完整的求解方法.另一方面，来自频谱接入的固有层间干扰可能使EE降级，特别是在密集的小小区部署和大带宽利用下。因此，我们开发了一种新的资源分配的频谱覆盖接入和资源效率（RE）（归一化EE-SE权衡）的概念的基础上的方法。具体地，在这种情况下分离优化过程，使得首先确定宏小区最佳RE和对应带宽，然后最大化利用剩余频谱的小小区的EE。仿真结果证实了理论研究结果，并表明，所提出的资源分配计划可以接近最优EE与每个策略是在一定的系统设置下的优势。
2016-10-30 cs.IT math.IT
Interference alignment for downlink cellular networks: Joint scheduling and precoding
干扰对齐（IA）是一种技术，在很大程度上，利用通过MIMO和OFDM技术在系统中可用的不断增加的信号维度，以便全局地减少网络中用户所遭受的干扰。在本文中，我们解决的问题，下行链路蜂窝网络，所谓的干扰广播信道，在小区边缘的移动用户可能会遭受高干扰，因此，性能差。从Suh等人提出的下行链路IA方案开始，提出了一种新的方法，其中每个用户反馈具有高信号干扰比增益的多个选择的接收信号方向。基于穷举搜索的调度器选择要同时服务的用户的子集，在和速率性能和公平性之间进行平衡，但是在许多用户同时发送请求的密集网络场景中变得难以驾驭。因此，我们开发了一个次优调度，大大降低了复杂性，同时保持接近最佳的数据率增益。更有趣的是，我们的模拟表明，IA计划变得有价值的相关信道，而匹配滤波为基础的计划在不相关的情况下表现最好。
2016-11-24 cs.IT cs.NI math.IT
Resource Allocation in the RIS Assisted SCMA Cellular Network Coexisting with D2D Communications
针对RIS辅助上行SCMA蜂窝与D2D共存网络，提出基于BCD的联合RB关联、功率控制和RIS相移优化算法，显著提升蜂窝和速率。
2023-04-19 cs.IT eess.SP math.IT
An Overview of Load Balancing in HetNets: Old Myths and Open Problems
将资源的需求（“负载”）与资源的供应（“容量”）相匹配是工程、物流和经济学的许多领域中出现的基本问题，并且在因特网和无线网络中已经被广泛考虑。蜂窝通信网络向密集、有机和不规则异构网络（“HetNet”）的持续演进已经将负载感知提升为中心问题，并且引入了许多新的微妙之处。本文解释了如何在负载平衡的HetNet的背景下重新思考关于蜂窝网络的几个长期假设：我们强调这些作为三个根深蒂固的神话，然后我们消除。我们调查并比较了HetNet负载均衡的主要技术方法：（集中式）优化，博弈论，马尔可夫决策过程，以及新流行的小区范围扩展（a.k.a.“偏置”），并得出基于OFDMA的蜂窝系统的设计教训。我们还确定了几个开放的领域，为未来的探索。
2013-07-30 cs.IT cs.NI math.IT
EMF-Aware MU-MIMO Beamforming in RIS-Aided Cellular Networks
可重构智能表面（RISs）是关键的新兴第六代（6 G）技术之一，其有望通过添加人工传播路径来改善发送器和接收器之间的链路预算。在这种重新配置的传播环境中，下行链路（DL）多用户多输入多输出（MU-MIMO）为蜂窝网络带来容量改进。它受益于MIMO系统提供的空间维度，以通过应用适当的波束成形（BF）方案来实现在相同的无线电资源上向多个用户同时传输独立的数据流。然而，在某些情况下，长时间为同一用户子集提供服务可能会导致一些不期望的区域，其中平均电磁场暴露（EMFE）超过监管限制。为了解决这一挑战，我们在本文中提出了一种新的电磁场（EMF）感知MU-MIMO BF方案，旨在优化的整体容量下的EMF约束条件下，在RIS辅助蜂窝网络。
2022-09-29 cs.IT eess.SP math.IT
Distributed Sum-Rate Maximization of Cellular Communications with Multiple Reconfigurable Intelligent Surfaces
可重构智能表面（RISs）技术作为一种低成本的覆盖扩展和信号传播控制解决方案，近年来引起了学术界和工业界的极大兴趣。在本文中，我们研究了一个多小区宽带通信系统的下行链路，包括单天线基站（BS）和它们相关联的单天线用户，以及多个无源RISs。我们假设每个BS控制单独的RIS并执行正交频分复用（OFDM）传输。从各种先前的作品中，RIS单元元件被认为是频率平坦移相器，我们将它们建模为洛伦兹谐振器，并提出了一个联合设计的BS的功率分配，以及多个RIS的相位分布，目标是多小区系统的和速率最大化。我们制定了一个具有挑战性的分布式非凸优化问题，这是通过连续凹近似解决。分布式实现所提出的设计进行了讨论，所提出的仿真结果展示了各种系统参数的相互作用的总和速率，验证了性能提升的作用的RIS。
2022-08-02 cs.IT eess.SP math.IT
RIS in Cellular Networks -- Challenges and Issues
本文探讨了可重构智能表面（RIS）在蜂窝网络中的实际挑战，分析了其未被3GPP Release 18和19采纳的原因，并与网络控制中继器进行性能对比，提出了实际应用前需解决的开放问题。
2024-11-07 cs.IT cs.NI math.IT
RIS-Enabled Cellular Systems Operated by Different Service Providers
针对多服务提供商蜂窝系统中RIS跨频反射引起的非预期性能下降问题，本文利用黎曼流形优化提出一种RIS反射系数设计，能有效平衡部署小区的性能提升与其他小区的性能保护。
2024-09-27 cs.IT eess.SP math.IT
Data-Driven Deployment of Reconfigurable Intelligent Surfaces in Cellular Networks
本文提出一种全自动数据驱动框架，利用射线追踪和经验数据联合优化蜂窝网络中RIS的部署与配置，发现密集部署大孔径RIS单元对城市覆盖改善的必要性，并开源了完整仿真框架与算法。
2025-10-11 cs.IT math.IT
