Unsourced Random Access in MIMO Quasi-Static Rayleigh Fading Channels with Finite Blocklength
本文研究MIMO准静态瑞利衰落信道下无信源随机接入的基本极限，推导了活跃用户数估计错误概率上界与最小每比特能量的非渐近界，验证了界的紧致性并分析了相关性能优势。
2024-04-14 cs.IT math.IT
URLLC in IRS-Aided MIMO Systems: Finite Blocklength Analysis and Design
本文研究IRS辅助MIMO系统的URLLC性能，推导互信息密度中心极限定理及最优平均错误概率闭式上下界，并提出基于梯度的IRS相移优化算法以最小化错误概率下界。
2024-02-21 cs.IT math.IT
On Optimum Enumerative Sphere Shaping Blocklength at Different Symbol Rates for the Nonlinear Fiber Channel
我们表明，0.9 dB的SNR改善，可以通过短块长度枚举球成形单跨度传输在56 GBd。对于更高的符号速率和更大数量的跨度，该增益消失。
2022-07-08 cs.IT eess.SP math.IT
(Non)-Coherent MU-MIMO Block Fading Channels with Finite Blocklength and Linear Processing
本文研究了有限块长体制下的相干和非相干多用户多输入多输出（MU-MIMO）上行链路系统。身份证。高斯码本假设为每个用户。更具体地，BS首先使用两种流行的线性处理方案来组合从所有用户发送的信号，即MRC和ZF。在此之后，在BS处分别采用用于相干和非相干情况的匹配最大似然（ML）和失配最近邻（NN）解码度量。在这些条件下，改进的三阶可实现的编码速率，表示为块长度，平均错误概率，和三阶项的信息密度（称为信道扰动）的函数，推导出。在此基础上，对该算法进行了详细的性能分析，得到了信道扰动、可达码率、信道容量和信道色散的渐近结果。这些理论结果使我们能够获得与有限块长度的影响有关的许多有趣的见解：i）在我们的系统设置中，大规模MIMO有助于减少可实现编码速率的信道扰动，其甚至可以被丢弃而不影响性能，而仅具有小到中等数量的BS天线和块数量; ii）在非相干情况下，即使使用大规模MIMO，也不能消除信道估计误差，除非使每个用户的信道估计和数据传输阶段中的发射功率与BS天线数量的平方根成反比; iii）在非相干的情况下并且对于固定的总块长度，具有较长相干间隔和较少块数量的情形提供较高的可实现编码速率。
2022-10-01 cs.IT eess.SP math.IT
Max-Min Fairness and PHY-Layer Design of Uplink MIMO Rate-Splitting Multiple Access with Finite Blocklength
本文研究了短包通信中的上行MIMO RSMA，提出在有限块长和Max-Min公平性约束下优化预编码器与合并器的框架，并通过交替优化和SCA算法求解，链路级仿真证实其相比SDMA和NOMA具有更高的吞吐量与鲁棒性。
2024-06-03 cs.IT math.IT
Introducing Enumerative Sphere Shaping for Optical Communication Systems with Short Blocklengths
基于恒定成分分布匹配（CCDM）的概率整形作为一种提高光纤通信系统容量的方法受到了广泛关注。CCDM在短块长度下遭受显著的速率损失，并且需要长块长度来实现高整形增益，这使得其实现非常具有挑战性。在本文中，我们提出使用枚举球成形（ESS），并研究其性能的非线性光纤信道。在相同的整形速率下，ESS比CCDM具有更低的速率损耗，这使得它成为实时高速光系统的合适候选者。在本文中，我们首先表明，有限块长度的ESS和CCDM表现出更高的有效信噪比比无限块长度的同行。这些结果表明，对于非线性光纤光信道，应避免大的块长度。然后，我们表明，对于400 Gb/s的双偏振64-QAM WDM传输系统，短块长度的ESS优于均匀信令和CCDM。在比特度量解码率和比特出错率方面的增益。与具有相同块长的CCDM相比，块长为200的ESS提供约200 km的延伸范围。块长度为200的ESS在均匀信令上获得的到达增加约为450 km（约19%）。
2019-09-19 cs.IT math.IT
Resource Allocation in Cell-Free MU-MIMO Multicarrier System with Finite and Infinite Blocklength
本文针对无小区多用户MIMO多载波系统，在有限和无限块长条件下提出联合用户调度与波束成形设计算法，以最大化加权吞吐量并提升频谱效率。
2023-05-25 cs.IT eess.SP math.IT
Deep Learning-Based Multi-User Communication Design for Dense IoT Networks: Interference-Aware Finite-Blocklength Communication and Preliminary MIMO Extensions
Indian Institute of Technology Madras（印度马德拉斯理工学院）
针对密集物联网网络的通信需求，该研究扩展SiameseNet框架实现多用户干扰抑制，其单用户解码器复杂度随用户数线性扩展，在BLER性能上优于传统非正交接入，还验证了其MIMO扩展潜力。
2026-09-09 cs.AI cs.IT math.IT
Energy Efficiency of Massive Random Access in MIMO Quasi-Static Rayleigh Fading Channels with Finite Blocklength
研究了MIMO准静态瑞利衰落信道中的大规模随机接入问题。具体而言，我们推导出的可扩展性和逆边界上的最小能量每比特所需的每个活跃用户发送$J$位块长度$n$和功率$P$下的每用户的错误概率（PUPE）的约束，在有和没有\emph{a priori}信道状态信息在接收机（CSIR和无CSI）的情况下。在无CSI的情况下，我们考虑了在知道和不知道活动用户的$K_a$数量的情况下的设置。可扩展性边界依赖于"好区域“的设计。数值计算结果表明，在大多数考虑的制度下，在CSIR的情况下，可扩展性和逆边界之间的差距小于$2.5$ dB，在无CSI的情况下，小于$4$ dB。当$K_a$的分布是已知的，与不知道$K_a$的值的情况下的性能差距是小的。例如，在具有块长度$n=1000$、有效载荷$J=100$、误差要求$ε=0.001$和$L=128$接收天线的设置中，与具有已知$K_a$的情况相比，当$K_a$是未知的并且被分布为$K_a\sim\text{Binom}(K,0.4)$时，额外需要的每比特能量在相反侧小于$0.3$ dB并且在可扩展性侧小于$1.1$ dB。在CSIR情况下，频谱效率随着$L$近似线性地增长，而增长率随着无CSI而降低。此外，我们研究了性能的导频辅助方案，这是次优的，特别是当$K_a$是大的。建立在非渐近的结果，当所有的用户都是活跃的和$J=Θ(1)$，我们得到如下的…
2022-10-21 cs.IT math.IT
Unsourced Random Access in MIMO Quasi-Static Rayleigh Fading Channels: Finite Blocklength and Scaling Law Analyses
本文研究MIMO准静态瑞利衰落信道下的无信源随机接入问题，推导了活跃用户数估计误差的非渐近界与标度律，以及最小每比特能量的可达界和逆界，揭示了MIMO在低成本通信中的潜力。
2025-03-21 cs.IT math.IT
Power Control in Cell-Free Massive MIMO Networks for UAVs URLLC under the Finite Blocklength Regime
在本文中，我们采用了以用户为中心的（UC）无小区大规模MIMO（CFmMIMO）网络提供超可靠的低延迟通信（URLLC）时，传统的地面用户（GU）与无人机（UAV）共存。我们研究了利用部分迫零（PZF）发送/接收波束成形和最大比传输/合并时下行链路和上行链路的功率控制。我们考虑优化问题，其目标是最大限度地提高用户的总和URLLC率或最小用户的URLLC率。URLLC率函数是复杂的和非凸渲染所考虑的优化问题的非凸。因此，我们提出了两个近似的复杂URLLC率函数，并采用连续凸优化（SCO）来解决所考虑的优化问题。具体来说，我们提出了SCO与迭代凹下界近似（SCO-ICBA）和SCO与迭代干涉近似（SCO-IIA）。我们提供了广泛的模拟评估SCO-ICBA和SCO-IIA和比较UC CFmMIMO部署与传统的共址大规模MIMO（COmMIMO）系统。结果表明，采用SCO-IIA方案优化下行链路采用MRT的CFmMIMO系统的最小用户速率，上行链路采用PZF接收的CFmMIMO系统可以提供最佳的URLLC速率性能。
2022-12-04 cs.IT eess.SP math.IT
On Noncoherent Multiple-Antenna Rayleigh Block-Fading Channels at Finite Blocklength
本文针对非相干MIMO瑞利块衰落信道，推导高SNR下的有限块长最大编码速率正态近似，补充现有高计算复杂度的非渐近界，为分集、复用与信道估计开销的权衡分析提供理论基础。
2025-11-18 cs.IT math.IT
First Experimental Demonstration of Probabilistic Enumerative Sphere Shaping in Optical Fiber Communications
我们发送概率枚举球形双极化64-QAM在350 Gbit/s/信道超过1610公里的SSMF使用短块长度为200。达到增加15%的恒定组成分布匹配相同的嵌段长度的证明。
2019-08-19 cs.IT eess.SP math.IT
Cell-Free Massive MIMO for URLLC: A Finite-Blocklength Analysis
本文提出一个通用有限块长分析框架，用于刻画无蜂窝大规模MIMO在URLLC下的数据包错误概率，并通过数值实验证明无蜂窝架构优于蜂窝架构，且MMSE空间处理和缩短AP与UE距离对满足URLLC目标至关重要。
2023-04-14 cs.IT eess.SP math.IT
Quasi-Static Multiple-Antenna Fading Channels at Finite Blocklength
本文研究了在准静态多输入多输出（MIMO）衰落信道中，在发送端和/或接收端有和没有信道状态信息（CSI）的情况下，对于给定的块长度和错误概率的最大可达速率。主要的发现是，中断容量，尽管是一个渐近量，是一个尖锐的代理有限块长度的基本限制慢衰落信道。具体地说，信道色散被证明是零，无论衰落实现是在发射机和接收机，在只有一个，或在他们都没有。这些结果遵循从分析听话的逆和可扩展性界限。这些界限的数值计算验证了零色散可能确实意味着快速收敛到中断容量的块长度的增加。在特定$1 \times 2$单输入多输出（SIMO）莱斯衰落信道的示例中，与具有相同容量的AWGN信道所需的块长度相比，实现$90\%$容量所需的块长度大约小一个数量级。对于该特定场景，在高级LTE标准中采用的编码/解码方案针对有限块长度可扩展性和逆边界进行基准测试。
2014-04-16 cs.IT math.IT
Achievable Sum Rate Optimization on NOMA-aided Cell-Free Massive MIMO with Finite Blocklength Coding
针对有限块长编码下NOMA辅助无小区大规模MIMO系统，提出联合功率分配与用户聚类的交替优化算法以最大化可达和速率，显著优于基准算法。
2024-03-26 cs.IT cs.SY eess.SY
Optical Fiber MIMO Channel Model and its Analysis
技术正朝着光纤中的空分复用发展，以保持速率随时间增加的趋势，并避免即将到来的容量紧缩。因此，估计这种方法的潜在收益至关重要。随着越来越多的空间信道被封装到单个光纤中，增加的串扰需要使用MIMO来保证可靠的操作。在本文中，我们利用光纤和一个模型之间的类比从介观物理-混沌腔-获得一个新的信道模型的光纤。该模型捕获随机分布的串扰和模式相关的损失，这是在散射理论的框架内描述。利用副本理论和随机矩阵理论，推导了光纤MIMO信道的容量模型。
2016-04-11 cs.IT math.IT
Combining Channel Output Feedback and CSI Feedback for MIMO Wireless Systems
使用信道输出反馈来提高衰落信道的可靠性在文献中很少受到关注。在大多数关于衰落信道的反馈的工作中，仅信道状态信息（CSI）反馈被用于在发射机处进行编码。在这项工作中，设计的编码方案的多输入多输出（MIMO）衰落系统的信道输出和信道状态反馈在发射机被认为是。在加性高斯白噪声和独立同分布衰落过程的假设下，提出了一种简单的线性编码策略，可实现任意速率。该框架假设发射机和接收机处的CSI是完美的。这个简单的线性处理方案可以提供一个双指数概率的错误衰减与块长度为所有速率小于容量。值得注意的是，这种编码方案实际上由两个单独的编码块组成：一个适应当前CSI，另一个适应先前的信道输出反馈。该方案被扩展到的情况下，当CSI被量化在接收机和传送到发射机在一个有限的速率反馈信道;对于多输入单输出（MISO）衰落系统，它示出的双指数概率的错误衰减实现的块长度的增加。
2012-04-11 cs.IT math.IT
Fundamental for Delay and Reliability Guarantees for Emergency UAV
The University of New South Wales（新南威尔士大学）
本文研究了应急无人机大规模MIMO网络在有限码长下的服务质量保障，提出分析框架和控制函数，验证了模型和公式以支持mURLLC。
2026-04-01 cs.IT math.IT
On the Coexistence of eMBB and URLLC in the Cell-Free Massive MIMO Downlink
本文构建统一信息论框架，结合有限块长失配解码与无限块长分析，研究无蜂窝大规模 MIMO 下行中 eMBB 与 URLLC 的非正交共存及性能权衡。
2024-05-13 cs.IT eess.SP math.IT
Mutual Information Density of Massive MIMO Systems over Rayleigh-Product Channels
针对Rayleigh积信道缺乏有限块长分析的问题，本文建立MID的渐近CLT，推导分组错误概率界及高低信噪比近似，揭示秩亏缺对大规模MIMO性能的影响。
2024-04-09 cs.IT math.IT math.ST
MIMO Communications over Multi-Mode Optical Fibers: Capacity Analysis and Input-Output Coupling Schemes
我们考虑多输入多输出（MIMO）通信的多模光纤（MMF）。当前的MMF标准，如OM 3和OM 4，使用纤芯半径为50 μm的光纤，允许数百种模式传播。不幸的是，由于物理和计算复杂性的限制，我们不能耦合和检测进出光纤的数百个数据流。为了规避这个问题，我们提出了输入输出耦合方案，允许用户耦合和提取合理数量的信号从光纤与许多模式。这种方法特别有吸引力，因为它是可扩展的;即，不必在每次增加发射器或接收器的数量时都更换光纤，这种现象在不久的将来很可能发生。我们提出了一个统计信道模型，包括模间色散，色散，模式相关损耗，模式耦合，和输入输出耦合。我们表明，光纤的频率响应的统计是独立的频率。这简化了光纤的平均香农容量的计算。我们还提供了一个输入输出耦合策略，导致整体能力的增加。只要信道状态信息（CSI）在发射机处可用，就可以使用该策略。我们证明了在具有M>>Nt个模的光纤上的Nt乘Nt MIMO系统的容量可以接近没有模相关损耗的NT模光纤的容量。最后，我们提出了一个统计输入输出耦合模型，以量化的容量损失时，CSI是不可用的发射机。结果表明，对于宽范围的信噪比（SNR）和合理范围的MDL，相对于NT模光纤的损耗最小（小于0.5 dB）。
2013-04-01 cs.IT math.IT
Joint Pilot and Payload Power Allocation for Massive-MIMO-enabled URLLC IIoT Networks
第四次工业革命（工业4.0）即将到来，这场革命将从根本上提升工厂生产产品的方式。无线通信网络以其低维护成本和高部署灵活性将取代传统的有线线路连接中央控制器和机器人或执行器。然而，一些关键的工业应用需要超高可靠性和低延迟通信（URLLC）。在本文中，我们提倡采用大规模的多输入多输出（MIMO），以支持工业应用的无线传输，因为它可以提供类似于有线线路的确定性通信由于其信道硬化效应。为了减少延迟，用于分组传输的信道块长度是有限的，并且遭受传输速率降级和解码错误概率。因此，假设无限信道块长度，基于香农容量的用于大规模多输入多输出传输的传统资源分配不再是最优的。首先推导了在信道状态信息（CSI）不完全的情况下，最大比合并（MRC）和迫零（ZF）接收机的大规模多输入多输出系统上行链路可达速率下限（LB）的封闭表达式。然后，我们提出了新的低复杂度的算法来解决可实现的数据速率最大化的问题，通过联合优化MRC和ZF的导频和有效载荷传输功率。仿真结果证实了快速收敛速度和性能优于现有的基准算法。
2019-12-28 cs.IT eess.SP math.IT
Analysis of Laser & Detector Placement in MIMO Multimode Optical Fiber Systems
多模光纤（MMF）为中小型网络提供了一种经济高效的连接解决方案。然而，通过多模光纤的数据速率传统上受到模式色散的限制。信号处理和多输入多输出（MIMO）已被证明是有效地克服这些限制，但在MMF中的MIMO的特定目的的设备设计仍然是一个悬而未决的问题。本文利用一个统计场传输模型来辅助分析和设计模场光纤激光器和探测器阵列，旨在提高光纤的数据传输速率。仿真结果表明，最佳的设备设计可以拥有2-3倍的数据承载能力的次优的。
2011-10-04 cs.IT math.IT physics.optics
Capacity and Achievable Rates of Fading Few-mode MIMO IM/DD Optical Fiber Channels
Technical University of Denmark（丹麦技术大学）
研究了空间路径强度调制直接检测（IM/DD）的多输入多输出（MIMO）光纤信道。空间维度表示用于传输的多个模式，并且它们之间的串扰起源于复用器和解复用器，这是偏振相关的，因此是时变的。从自由空间IM/DD MIMO信道的上限适应光纤的情况下，星座约束容量的建设性估计使用Blahut-Arimoto算法。然后提出了一种自动编码器，以优化实际的MIMO传输的预编码器和检测器，假设在发射机的信道分布知识。预编码器被示出为是鲁棒的信道中的变化。
2022-01-27 cs.IT cs.LG math.IT
On the Coexistence of eMBB and URLLC in Multi-cell Massive MIMO
分析了多小区大规模MIMO系统下行链路中增强型移动宽带（eMBB）和超可靠低时延通信（URLLC）的非正交共存问题。我们提供了一个统一的信息理论框架混合的无限块长度分析的eMBB频谱效率（SE）在遍历制度的有限块长度分析的URLLC错误概率依赖于使用不匹配的解码，和所谓的鞍点近似。在用户仅具有统计信道状态信息（CSI）知识的假设下，穿孔（Puncturing，PSTs）和叠加编码（SPC，Superposition Coding）被认为是处理业务间干扰的可选下行链路共存策略。然后，通过考虑基站处的不完善CSI知识、基于导频的估计开销、导频污染、空间相关信道、无线电帧的结构以及URLLC激活模式的特性，在不同的预编码技术和功率控制方案上评估eMBB和URLLC性能。仿真结果表明，SPC是，在许多操作制度，优于PMBB提供更高的SE，但实现目标的可靠性URLLC的概率高。此外，在存在高URLLC业务负载的情况下，PMBB可能导致eMBB服务中断。然而，在不能令人满意地减轻多用户干扰的情况下，PSNR变成保持URLLC性能所必需的。
2023-01-09 cs.IT eess.SP math.IT
Designing Cost- and Energy-Efficient Cell-Free Massive MIMO Network with Fiber and FSO Fronthaul Links
新兴的无小区大规模多输入多输出（CF-mMIMO）是解决无线网络容量危机的一种有前途的方案。在CF-mMIMIO中设计最佳前传网络对于部署具有成本和能源效率的网络至关重要。在本文中，我们提出了一个框架，以优化设计的前传网络的CF-mMIMO利用光纤和自由空间光（FSO）技术。我们研究了CF-mMIMO网络的上行链路数据传输，其中每个分布式接入点（AP）通过容量有限的前传连接到中央处理单元（CPU），这可能是光纤或FSO。在这里，我们已经推导出可实现的速率，并研究了网络的能源效率的存在下，在AP和前传链路的功耗模型。虽然光纤链路具有更大的容量，但是与FSO链路相比，它消耗更少的功率并且具有更高的部署成本。对于给定的AP总数，光纤和FSO链路的最佳数量和光纤的最佳容量系数推导出系统的性能最大化。最后，网络的性能进行了研究，通过数值结果，突出不同类型的光前传链路的影响。
2021-03-09 cs.IT math.IT
A Joint Wireless-Optical Front-haul Solution for Multi-user Massive MIMO 5G RAN
我们展示了一种用于多用户大规模多输入多输出5G RAN的高容量光纤中频移动前传解决方案。使用该方案，在没有光纤色散补偿的情况下，在40 km以上的单个光波长上传输了创纪录的25.6 GHz的聚合无线电带宽
2020-11-18 cs.IT eess.SP math.IT
Achieving Positive Covert Capacity over MIMO AWGN Channels
我们认为隐蔽通信，即，针对多输入多输出（MIMO）加性高斯白噪声（AWGN）信道向对手隐藏通信的存在。我们的特点是在各种设置下的最大隐蔽编码率，包括不同的制度，无论是发射天线的数量或块长度按比例增加。我们表明，一个非零的隐蔽容量可以实现在大规模多输入多输出制度，其中发射天线的数量按比例增加，但在特定的条件下。在此条件下，我们证明了MIMO AWGN信道的隐蔽容量收敛于MIMO AWGN信道的容量。此外，我们推导出了隐藏容量为零的情况下隐藏位数的阶最优缩放。我们提供了一个有见地的比较分析，在不同的情况下，秘密和能源不可探测性的限制，分别或共同施加。
2021-01-21 cs.IT eess.SP math.IT
Outage Capacity for the Optical MIMO Channel
光纤通信中的MIMO处理技术已经被提出作为一种有前途的方法来满足对信息吞吐量的日益增长的需求。在这种情况下，多个通道对应于光纤中的多个模式和/或多个芯。本文在一个简单的信道模型下，给出了高斯输入下该系统的互信息分布的特征。假设纤芯之间存在显著的串扰，后向散射可以忽略不计，光纤中的传播接近无损，我们将传输信道建模为随机复酉矩阵。传输中的损耗可以通过光纤中未利用的信道的数量来参数化。我们以双重方式分析系统。首先，我们评估了中断概率的封闭形式的表达式，这是方便的小矩阵。我们还应用渐近方法，特别是库仑气体方法从统计力学，得到封闭形式的结果的遍历互信息，其方差以及中断概率为高斯输入的限制大量的核心/模式。通过比较我们的分析结果模拟，我们看到，尽管这种方法是名义上有效的大量的模式，我们的方法是相当准确的，即使是小到中等数量的通道。
2013-12-01 cs.IT math.IT
The Hermitian Jacobi process: simplified formula for the moments and application to optical fibers MIMO channels
利用对称函数代数中的基的变化，我们计算厄米特雅可比过程的矩。经过仔细安排的条款和评估的行列式的“几乎上三角形”矩阵，我们最终得到一个时刻公式，这是相当简单的比一个来自\cite{Del-Dem}。作为一个应用，我们提出了厄米雅可比过程作为一个动态模型的光纤MIMO信道，并计算其香农容量足够小的功率在发送端。此外，当Hermitian Jacobi过程的大小大于矩阶时，我们的矩公式可以写成单位辐角处的平衡终止${}_4F_3$ -级数的线性组合。
2020-06-19 cs.IT math.CO math.IT
On the Fundamental Limits of MIMO Massive Access Communication
多用户多址接入信道（MAC）是大规模机器类型通信的通用模型。在该范例中，用户的数量可以与编码块长度$n$相当或者甚至更大。相比之下，经典的MAC通常假设固定且少量的用户。在本文中，我们考虑的大规模接入信道与多天线系统，其中的基站（BS）与多个接收天线服务的用户在一个单一的小区。假设用户数量随着$n$无限增长。研究了MIMO大规模接入信道的可达区域，其中在所有用户中，一个未知的子集（称为活跃用户）可以周期性地发送数据。渐近主动用户识别成本也被量化。理论分析表明，在接收天线数目有限的情况下，每个用户的速率可以表示为和速率乘以某些特定的因子，这些因子对应于和容量的分配。由于来自增长的无界用户的干扰，连续解码不适用。理论分析表明，逐次译码仅在接收天线数随码长的增加而趋于无穷大时才有效。
2019-08-09 cs.IT math.IT
EVM Analysis of Distributed Massive MIMO with 1-Bit Radio-Over-Fiber Fronthaul
本文分析分布式大规模MIMO上行性能，采用1比特量化光纤前传，无需下变频，研究空间与时间过采样权衡，以EVM为指标优化抖动设计并确定优于共置架构所需的最小前传速率。
2024-05-29 cs.IT eess.SP math.IT
Benefit of Delay on the Diversity-Multiplexing Tradeoffs of MIMO Channels with Partial CSI
本文重新审视了著名的多天线，块瑞利衰落信道的速率和可靠性之间的基本权衡在高信噪比（SNR）制度时（i）发射机有机会（无噪声）每相干间隔的因果信道状态信息（CSI）和（ii）软解码延迟连同最坏情况下的延迟保证是可以接受的。这项工作的一个关键发现是，在可靠性的实质性改善，可以实现一个非常短的预期延迟和稍长（但有界）的最坏情况下的解码延迟保证在通信系统中，发射机有机会甚至一个比特的因果CSI的每个相干间隔。虽然在精神上类似于最近关于基于自动重传请求（ARQ）的通信系统的工作，其中解码失败在发射机处是已知的并且导致重传，但是这里发射边信息纯粹基于CSI。这里报道的研究结果还提供了进一步的支持，一个新兴的理解，解码延迟（相关的吞吐量）和码字块长度（相关的编码复杂性和延迟）是明显不同的设计参数，可以调整控制可靠性。
2007-07-14 cs.IT math.IT
Efficient evaluation of the error probability for pilot-assisted URLLC with Massive MIMO
本文针对导频辅助URLLC有限块长传输，提出基于衰落块数而非每块信道使用数的鞍点近似，显著降低错误概率评估所需的蒙特卡洛样本。
2023-08-18 cs.IT math.IT
Performance Analysis of Spatiotemporal 2-D Polar Codes for Massive MIMO with MMSE Receivers
针对6G URLLC中短码长导致的性能下降问题，提出面向大规模MIMO和MMSE接收机的时空二维极化码，联合利用空间与时间维度，在有限块长下证明容量可达并显著降低延迟。
2025-08-06 cs.IT math.IT
Optical MIMO communication with unequal power allocation to channels
光纤通信中的多输入多输出（MIMO）方法已成为解决日益增长的信息交换需求的有效建议。在各态历经的情况下，与光纤中的多个模式或纤芯或两者相关联的多个信道由随机矩阵的雅可比系综来建模。MIMO系统的互信息是评价MIMO系统性能的一个重要指标。我们专注于在这里的情况下，任意的传输协方差矩阵和推导精确的行列式为基础的结果的矩生成函数（MGF）的互信息（MI），从而解决的情况下，每个激发模式的功率不等。MGF用于获得基于高斯分布和威布尔分布的概率密度函数（PDF）、累积分布函数（CDF）或等效中断概率的近似值，以及生存函数（SF）或可靠性函数。此外，一个数值傅里叶逆的方法来获得PDF，CDF，和SF直接从MGF。MGF进一步用于研究遍历容量，即互信息的一阶矩（均值）。分析结果被发现是在良好的协议与蒙特卡罗模拟。我们的研究超越了早期的调查，其中协方差矩阵成正比的单位矩阵已被认为是对应于每个激发模式的相等的功率分配。
2022-11-24 cs.IT math.IT
Deep Joint Source-Channel Coding for CSI Feedback: An End-to-End Approach
MIMO技术带来的吞吐量的增加依赖于基站（BS）中获取的信道状态信息（CSI）的知识。为了使CSI反馈开销对于MIMO技术的演进是可承受的（例如，大规模MIMO和超大规模MIMO），引入了深度学习（DL）来处理CSI压缩任务。基于现有通信系统中的分离原理，基于DL的CSI压缩被用作信源编码。然而，在有限块长度机制中，这种单独的信源-信道编码（SSCC）方案劣于联合信源-信道编码（JSCC）方案。在本文中，我们提出了一个深度联合信源-信道编码（DJSCC）为基础的CSI反馈任务的框架。特别地，所提出的方法可以同时从CSI源和无线信道学习。在现有的方法中，通过在延迟域中的傅立叶变换来截断CSI，而不是应用非线性变换网络来压缩CSI。此外，我们采用了一种信噪比自适应机制来处理无线信道的变化。大量的实验证明了该框架的有效性、适应性和通用性。
2022-04-07 cs.IT eess.SP math.IT
On the Performance of Space-Time MIMO Multiplexing for Free Space Optical Communications
由于部署光纤的相对高的成本，自由空间光（FSO）链路已经被开发为用于下一代蜂窝网络的成本有效的替代技术。然而，为了在未来通信系统的物理层中具有实际作用，必须提高FSO链路的数据率。为此，在本文中，我们采用了多输入多输出（MIMO）复用方案与两个收发器，以增加所考虑的FSO系统的数据率。与MIMO分集情况不同，MIMO复用的性能受并行信道间干扰的影响很大。为了解决这个问题，我们提出了一种新的空时方案，显着减少并行信道之间的干扰。我们分析了所提出的方案的BER和中断概率的性能。
2018-10-04 cs.IT math.IT
Introducing Meta-Fiber into Stacked Intelligent Metasurfaces for MIMO Communications: A Low-Complexity Design with only Two Layers
本文提出将meta-fiber引入堆叠智能超表面（SIM），设计出具有低复杂度的2层SIM结构。通过优化相移建立无干扰系统并提出闭式表达式，该设计在信道容量上提升超25%，同时显著减少了meta-atoms总数。
2025-09-16 cs.IT eess.SP math.IT
Upper and Lower Bounds for the Ergodic Capacity of MIMO Jacobi Fading Channels
在多（芯/模）光纤通信中，传输信道可以被建模为Haar分布酉矩阵的复子矩阵（复Jacobi酉系综）。在这封信中，我们提出了新的解析表达式的上界和下界的遍历容量的多输入多输出雅可比衰落信道。最近的结果的Jacobi酉系综的行列式推导出一个严格的遍历能力的下界。我们使用詹森不等式提供了一个分析的封闭形式的上限遍历容量在任何信号噪声比（SNR）。的遍历能力，在低和高信噪比制度的封闭形式的表达式，也来自。仿真结果验证了推导表达式的准确性。
2017-02-27 cs.IT math.IT
Analysis and Experimental Demonstration of Orthant-Symmetric Four-dimensional 7 bit/4D-sym Modulation for Optical Fiber Communication
提出了一种新的四维正交对称128进制调制格式（4D-OS 128），其频谱效率为7 bit/4D-sym。数值仿真结果表明，在相同的频谱效率下，4D-OS 128比两种已被广泛研究的4D几何形状调制格式128 SP-16 QAM和7 b4 D-2A 8 PSK的性能提高了0.65dB。实验证明，这些增益在11 $\times$ 233 Gbit/s波分复用（WDM）传输系统中工作在5.95 bit/4D-sym超过6000公里和9000公里的EDFA单独和混合放大的情况下，分别。相对于128进制集合划分的16 QAM，达到了15%的增长。此外，还通过仿真将所提出的4D-OS 128与基于$\boldsymbol{D}_4$格的星座和具有有限块长度的概率成形16 QAM进行比较。
2021-02-03 cs.IT eess.SP math.IT
The Jacobi MIMO Channel
本文提出了一种新的MIMO信道衰落模型--Jacobi衰落模型。它断言将$m_t$输入耦合到$m_r$输出的传递矩阵$H$是$m\times m$随机（Haar分布）酉矩阵的子矩阵。$H$的（平方）奇异值遵循随机矩阵的经典Jacobi系综定律;因此该通道被命名为。定义这种信道的一个动机来自多模/多芯光纤通信。事实证明，这个模型可以从性质上不同于瑞利模型，从而导致有趣的实际和理论结果。这项工作首先评估遍历容量的信道。然后，它认为非遍历的情况下，它分析了中断概率和分集复用的权衡。在其中$k=m_t+m_r-m > 0$的情况下，示出了至少$k$自由度被保证对于任何信道实现不衰落，从而在相应速率下实现零中断概率或无限分集阶数。一个简单的计划，利用（可能过时的）信道状态反馈，实现无中断保证。最后，指出随着$m$的增加，Jacobi模型逐渐接近Rayleigh模型，并讨论了该模型在其它通信网络中的适用性。
2012-08-15 cs.IT math.IT
Outage Probability of the Gaussian MIMO Free-Space Optical Channel with PPM
自由空间光信道具有在短部署时间内促进具有类似光纤带宽的廉价无线通信的潜力。然而，大气效应会显著降低自由空间光链路的可靠性。特别地，大气湍流导致接收到的激光束的辐照度的随机波动，通常称为闪烁。与光传输的典型大数据率相比，闪烁过程是缓慢的。因此，我们采用准静态块衰落模型，并研究了正交脉冲位置调制的假设下的信道中断概率。我们研究通过使用多个激光器和多个孔径，从而创建一个多输入多输出（MIMO）信道的闪烁缓解。非理想的光电探测也被假定为组合的散粒噪声和热噪声被认为是信号无关的加性高斯白噪声。假设理想的接收机信道状态信息（CSI），我们计算的信噪比指数的情况下，闪烁是对数正态分布，指数和伽玛-伽玛分布，其中涵盖了广泛的大气湍流条件。此外，我们示出了非常大的增益，在某些情况下大于15 dB，当发射机CSI也可通过调整发射的电功率。
2008-04-01 cs.IT math.IT
Probabilistic Amplitude Shaping and Nonlinearity Tolerance: Analysis and Sequence Selection Method
本文提出线性低通滤波器模型分析概率幅度整形的非线性效应，并基于该模型设计新的序列选择度量，以提升光纤通信系统的非线性容限。
2023-04-17 cs.IT eess.SP math.IT
Closed-Form Expressions of Ergodic Capacity and MMSE Achievable Sum Rate for MIMO Jacobi and Rayleigh Fading Channels
多模/多芯光纤有望提供一种有吸引力的解决方案来克服当前光通信系统的容量限制。在模式/芯之间存在高串扰的情况下，输入/输出传输矩阵的平方奇异值遵循随机矩阵的雅可比系综的定律。假设信道状态信息仅在接收端可用，我们推导出MIMO雅可比衰落信道的遍历容量的新表达式。这个表达式涉及二重积分，可以很容易和有效地评估。此外，在推导该表达式时所使用的方法并不诉诸于随机矩阵模型的经典的一点相关函数。利用Jacobi多项式和Laguerre多项式之间的极限转换，我们推导出了MIMO瑞利衰落信道的遍历容量的类似公式。此外，我们推导出一个新的精确的封闭形式的表达式MIMO雅可比和瑞利衰落信道采用线性最小均方误差（MMSE）接收机的可达和速率。分析结果进行了比较，通过Monte Carlo模拟得到的结果和文献中的相关结果，这表明完美的协议。
2020-06-10 cs.IT math.IT math.PR
MIMO CDMA-based Optical SATCOMs: A New Solution
提出了一种基于MIMO CDMA的光卫星通信新方案。三个独立的问题描述为上行链路和下行链路的两个区别的优化问题。首先，在上行链路，提出了脉冲宽度优化，以减少色散的光纤作为地面部分。这是针对归零（RZ）调制执行的，该归零（RZ）调制应该在这里用作示例。这是通过解决第一个优化问题来实现的，同时最小化用于产生RZ的高斯脉冲的重叠概率。假设一些约束，例如峰均功率比（PAPR）的阈值。在下行链路中，第二个和第三个问题将共同讨论如下，作为封闭形式的解决方案。求解第二个优化问题，得到目标函数，即作为常规自适应波束形成器的基于MIMO CDMA的卫星权矩阵。第二个问题是在平坦不相关Nakagami-m/Suzuki衰落信道上建立卫星链路。另一方面，所提到的优化问题作为第三个重要问题被鲁棒地解决，同时考虑多小区场景中的小区间干扰。鲁棒性的解决方案是由于部分知识的每个细胞从其他的链路容量最大化。分析结果表明，该系统具有良好的性能。
2015-11-22 cs.IT cs.NI math.IT
Integrated Access and Backhaul in Cell-free Massive MIMO Systems
针对无蜂窝大规模MIMO网络的回传链路挑战，研究毫米波频段集成接入与回传技术，优化带宽分配与混合波束成形以最大化端到端速率，验证了方案的有效性并分析了相关影响因素。
2022-10-23 cs.IT eess.SP math.IT
Massively Distributed Antenna Systems with Non-Ideal Optical Fiber Front-hauls: A Promising Technology for 6G Wireless Communication Systems
采用大规模分布式天线使无线接入点（RAP）更接近用户，从而实现积极的频谱重用，可以弥合未来无线系统中稀缺的频谱资源和极高的连接密度之间的差距。示例包括云无线电接入网络（C-RAN）、超密集网络（UDN）和无小区大规模多输入多输出（MIMO）系统。这些系统通常以光纤-无线通信（FWC）的形式设计，其中分布式天线或RAP通过光前传连接到中央单元（CU）。大量密集部署的天线或RAP需要广泛的光学前传基础设施。因此，光前传网络的成本、复杂性和功耗可能主导整个系统的性能。本文提供了一个概述和展望的架构，建模，设计和性能的大规模分布式天线系统与非理想的光学前回。光前传和无线接入链路之间的复杂交互需要通过联合利用其独特特性来优化光域和无线域的设计。它表明，与模拟射频光纤（RFoF）链路的系统优于其基带光纤（BBoF）或中频光纤（IFoF）的系统具有较短的光纤长度和更多的RAP，这都是未来的无线通信系统所需的属性。
2020-08-18 cs.IT eess.SP math.IT
