Doppler-Division Multiplexing for MIMO OFDM Joint Sensing and Communications
正交频分复用（OFDM）是未来联合传感和通信系统的一个有前途的波形候选。对于这样的系统，支持多个发射天线需要用于生成正交发射信号的复用方法，其中等距子载波交织（ESI）是最流行的复用方法。在这项工作中，我们分析了一种多路复用方法称为多普勒分割复用（DDM）。该方法应用从OFDM符号到OFDM符号的相移，以沿着距离-多普勒图的速度轴分离由不同Tx天线发送的信号。虽然在这项工作中的雷达传感任务的DDM的一般属性进行了分析，主要集中在通信任务的DDM的影响。它将表明，对于DDM，在通信接收器中观察到的信道是严重时变的，防止任何有意义的数据传输时，不考虑。在这项工作中，提出了一种通信系统，旨在打击这些时变信道，其中包括数据估计，同步和信道估计的方法。误码率（BER）的模拟表明，这种通信系统的优越性相比，系统利用ESI。
2023-03-22 cs.IT eess.SP math.IT
Orthogonal Frequency Division Multiplexing: An Overview
正交频分复用（OFDM）是一种多载波调制方案，其提供有效的带宽利用率和对时间分散信道的鲁棒性。本文讨论了OFDM系统的基本系统模型，以及OFDM系统中的自干扰，即期望信号的自破坏。提出了一种基于OFDM调制的简单收发器。对OFDM系统中的重要损伤进行了数学分析
2007-03-16 cs.IT math.IT
A Spatially Coupled LDPC Coding Scheme with Scalable Decoders for Space Division Multiplexing
本文研究具有子块局部性的空间耦合LDPC码在空分复用中的应用，重点分析子块间信息交换，并在复杂度、性能和信息流方面比较解码策略。
2023-10-24 cs.IT math.IT
Interleave Frequency Division Multiplexing
本文提出交织频分复用（IFDM），通过建立完全稠密且右酉不变的信道矩阵以逼近信道容量，并设计低复杂度CD-MAMP检测器，在静态多径和移动时变信道中优于OFDM、OTFS和AFDM，尤其在低速场景下表现突出。
2024-05-04 cs.IT eess.SP math.IT
Polarization-Division Multiplexing Based on the Nonlinear Fourier Transform
提出了一种基于非线性傅里叶变换（NFT）的偏振复用（PDM）传输方式，用于光纤通信。将NFT算法从单极化的标量非线性薛定谔方程推广到双极化的Manakov系统。分析了PDM非线性频分复用（NFDM）和PDM正交频分复用（OFDM）的传输性能。结果表明，在两倍于数据率的情况下，PDM-NFDM和单极化NFDM的传输性能在Q值方面大致相同，偏振模色散不会严重降低系统性能。与PDM-OFDM相比，PDM-NFDM实现了6.4dB的Q因子增益。该理论可以推广到多模光纤中的强耦合制度，铺平了道路的NFT的应用，以解决空分复用的非线性效应。
2017-07-26 cs.IT math.IT
Performance Evaluation of Bit Division Multiplexing combined with Non-Uniform QAM
广播系统必须处理信道可变性，以便向接收器提供最佳频谱效率。然而，使频谱效率最大化的传输参数通常导致大的链路不可用性。在本文中，我们分析研究了广播两种服务时，不同的信道资源分配策略的频谱效率和覆盖之间的权衡。更准确地说，我们考虑以下策略：分时，分层调制和比特分复用。我们的主要贡献是结合比特分割复用与非均匀QAM，以提高广播系统的性能。结果表明，该方案优于以往所有的信道资源分配策略。
2014-01-16 cs.IT math.IT
A Novel Detection Strategy for Nonlinear Frequency-Division Multiplexing
提出了一种利用非线性傅立叶变换的因果关系的判决反馈检测策略。新的策略实现了相当大的性能改善相比，以前采用的策略在Q因子。
2017-10-16 cs.IT math.IT
Optimal Binary/Quaternary Adaptive Signature Design for Code-Division Multiplexing
我们考虑签名波形设计的同步码分多路复用中存在的干扰和无线多径衰落信道。在最大SINR滤波器的输出处最大化信号与干扰加噪声比（SINR）的自适应实数/复数签名是干扰自协方差矩阵的最小特征值特征向量。在数字通信系统中，签名字母表是有限的，数字签名优化是NP难的。在本文中，我们首先转换成一个等价的最小化问题的自适应二进制签名设计的最大信干噪比的目标。在此基础上，提出了一种基于改进Fincke-Pohst（FP）方法的自适应二进制签名设计算法，该算法以较低的复杂度获得了最优的穷举搜索性能。此外，通过推导四进制-二进制等价关系，我们推广并提出了四进制字母表的最优自适应签名设计算法。数值结果表明，我们提出的算法的最优性和复杂性降低。
2020-03-01 cs.IT eess.SP math.IT
High Speed Data Transmission over GI-MMF Using Mode Group Division Multiplexing
我们使用四种不同的模式组，结合直接检测和开关键控格式（OOK），在5公里标准GI-MMF上传输4x 28 Gbit/s。由于接收机中的平方律检测，MIMO处理是无效的。因此，适当的模式组选择性复用和解复用至关重要。
2015-01-09 cs.IT cs.NI math.IT
Weyl-Heisenberg Spaces for Robust Orthogonal Frequency Division Multiplexing
用于稳健的正交频分复用（OFDM）的Weyl-Heisenberg波形集的设计一直是相当大的工作量的主题。本文给出了正交Weyl-Heisenberg集及其相应的双正交集的完全参数化。使用这种参数化设计的Weyl-Heisenberg集的几个例子，在模拟中显示出很高的潜力，使OFDM鲁棒的频率偏移，定时失配，和窄带干扰。
2013-11-24 cs.IT math.IT
Generalized Orthogonal Chirp Division Multiplexing in Doubly Selective Channels
本文提出广义离散菲涅尔变换及基于它的GOCDM波形，通过GF域稀疏信道矩阵和消息传递迭代接收机，在保持误比特率性能的同时降低峰均功率比。
2024-08-31 cs.IT eess.SP math.IT
Improved Detection Strategies for Nonlinear Frequency-Division Multiplexing
针对基于非线性傅立叶变换的传输方案，提出了两种新的检测策略。我们表明，通过数值模拟，这两种策略实现了良好的性能改善（高达3 dB和5 dB）相对于传统的检测，分别没有或只有适度增加的计算复杂性的接收机。
2018-05-05 cs.IT math.IT
A Message Passing Detection based Affine Frequency Division Multiplexing Communication System
针对AFDM检测研究不足，提出一种利用信道稀疏性进行联合干扰消除与检测的低复杂度消息传递算法，仿真表明其性能优于MMSE和MRC检测。
2023-08-31 cs.IT eess.SP math.IT
Integrated Sensing and Communications with Affine Frequency Division Multiplexing
本文提出基于仿射频分复用（AFDM）的集成感知与通信系统，证明仅用一个导频符号即可达到与完整帧几乎相同的感知性能，并利用AFDM啁啾特性实现简单自干扰消除，避免昂贵的全双工方法。
2024-02-26 cs.IT eess.SP math.IT
Vandermonde-subspace Frequency Division Multiplexing for Two-Tiered Cognitive Radio Networks
Vandermonde子空间频分复用（VFDM）是一种用于认知无线电的重叠频谱共享技术。VFDM利用基于Vandermonde结构的预编码器来在次系统上发送信息，同时保持基于正交频分复用（OFDM）的主系统无干扰。为此，VFDM利用频率选择性和主系统对循环前缀的使用。在此，给出了VFDM的全局视图，还包括诸如线性接收机和信道估计的影响的实际方面。我们表明，VFDM提供了一个频谱效率增加高达1 bps/Hz的认知无线电系统的基础上未使用的频带检测。我们还提出了一些关键的设计参数，其未来的实施和可行的信道估计协议。最后，我们表明，即使当一些理论假设放宽，VFDM提供不可忽略的速率，同时保护主系统。
2013-02-27 cs.IT math.IT
Parallel Coding for Orthogonal Delay-Doppler Division Multiplexing
本文针对ODDM调制提出并行信道编码（PCE）传输策略及结合连续解码反馈的迭代检测解码算法，在降低解码复杂度的同时显著提升了整体错误性能。
2025-02-03 cs.IT eess.SP math.IT
Decision-Feedback Detection Strategy for Nonlinear Frequency-Division Multiplexing
利用非线性傅立叶变换的因果性，提出了一种新的非线性频分复用（NFDM）系统判决反馈检测策略。所提出的策略的性能进行了研究，通过模拟和理论界和近似，表明它实现了相当大的性能改善相比，以前采用的技术在Q因子。所获得的改进表明，通过针对非线性傅立叶变换的特有性质定制检测策略，可以提高NFDM系统的性能，并克服使用适合于线性状态的更常规的检测技术所施加的电流限制。
2018-04-27 cs.IT math.IT
Agile Affine Frequency Division Multiplexing
The University of Hong Kong（香港大学）
本文提出敏捷AFDM，通过动态优化扫频参数提升6G波形的适应性和性能。
2025-12-16 cs.IT eess.SP math.IT
Affine Frequency Division Multiplexing for Compressed Sensing of Time-Varying Channels
针对时延-多普勒双稀疏的 LTV 信道，本文提出带恢复保证的 AFDM 压缩感知算法，并证明其在估计开销与最低采样率上优于其他波形。
2024-07-03 cs.IT math.IT
Orthogonal Chirp Division Multiplexing
Chirp波形具有脉冲压缩和扩频的能力，在雷达和通信系统中起着重要的作用。本文提出了一种在同一带宽内正交复用一组线性啁啾波形的原理。啁啾的幅度和相位被调制用于信息通信。傅立叶变换是正交频分复用（OFDM）的基础，菲涅尔变换是正交啁啾复用（OCDM）的基础。提出了利用离散菲涅尔变换实现OCDM系统的数字化实现方法。基于菲涅耳变换的卷积定理，分析了OCDM信号在加性噪声线性时不变或准静态信道下的传输，推广了典型的线性传输信道。基于菲涅耳变换的特征分解，提出了一种利用线性单抽头均衡器补偿信道色散的有效数字信号处理算法。讨论了OCDM系统的实现细节，重点讨论了OCDM系统与OFDM系统的兼容性。最后通过仿真验证了该算法在无线信道下的可行性。结果表明，OCDM系统能够利用多径分集，在多径衰落信道下性能优于OFDM系统。
2016-01-25 cs.IT math.IT
Orthogonal Delay-Doppler Division Multiplexing Modulation
受OTFS调制启发，提出正交延迟-多普勒分割复用（ODDM）调制，设计可实现的DD平面正交发射脉冲，推导得到类块循环结构的信道矩阵，在带外辐射和误码率上性能优于OTFS。
2023-11-08 cs.IT eess.SP math.IT
Affine Frequency Division Multiplexing for Next Generation Wireless Communications
本文介绍了一种基于线性调频脉冲的多载波信号，即仿射频分复用（AFDM）。AFDM基于离散仿射傅立叶变换（DAFT），离散傅立叶变换的推广，其特征在于可以被适配以更好地应对双色散信道的两个参数。首先，我们推导出明确的输入输出关系在DAFT域显示AFDM参数的输入输出关系的效果。其次，我们展示了如何设置AFDM的DAFT参数，使所得到的DAFT域脉冲响应传达了完整的延迟多普勒表示的信道。然后，我们分析表明，AFDM可以实现全分集在双色散信道，其中全分集是指在延迟或多普勒域中可分离的多径分量的数量，由于其完整的延迟多普勒表示。此外，我们提出了一个低复杂度的检测方法，利用零填充。我们还提出了一种嵌入式导频辅助信道估计方案的AFDM，其中信道估计和数据检测在同一AFDM帧内进行。最后，模拟证实了我们的分析结果的有效性，并显示了显着的性能增益AFDM在国家的最先进的多载波方案在高流动性的情况下。
2022-05-03 cs.IT eess.SP math.IT
Wavenumber-Division Multiplexing in Line-of-Sight Holographic MIMO Communications
从波传播的第一性原理出发，我们考虑两个空间连续体积之间的通信系统的多输入多输出（MIMO）表示。这就是全息MIMO通信的概念。该分析考虑了外部源产生的电磁干扰以及对物理辐射功率的约束。将电磁MIMO模型具体化为视线条件下的一对平行线段。受正交频分复用的启发，我们假设使用傅立叶基函数来表示空间连续的发射电流和接收场。在这样做时，获得了波数分复用（WDM）方案，该方案不是最优的，但可以有效地实现。不同系统参数之间的相互作用（例如，传输范围、波长以及源和接收器的尺寸）在通信模式的数量和它们之间的干扰水平方面的影响用线性系统理论的常规工具来研究。由于电磁信道的非有限支持（在空间域中），WDM不能提供无干扰的通信模式。干扰随着接收器尺寸的增大而减小，并且仅渐近地变为零。因此，使用在波数域中操作的不同数字处理架构来处理干扰。最简单的实现提供了相同的频谱效率的奇异值分解架构与注水时，接收器的大小是可比的传输范围。开发的框架也被用来代表一个经典的MIMO系统，并进行比较。事实证明，后者只有在使用更多数量的射频链时才能实现更好的性能。
2022-09-29 cs.IT eess.SP math.IT
Stepped Frequency Division Multiplexing: A Jump-Free Continuous-Time AFDM Waveform
The University of Hong Kong（香港大学）
本文提出阶梯频率分割多路复用(SFDM)，通过保持每个采样间隔内缠绕啁啾的中点频率不变，消除AFDM中因频率缠绕引起的外部带发射，同时保持标准AFDM调制矩阵和接收机处理。
2026-05-12 cs.IT eess.SP math.IT
Diversity Analysis of Bit-Interleaved Coded Multiple Beamforming with Orthogonal Frequency Division Multiplexing
对于宽带无线通信系统，正交频分复用（OFDM）已经与多输入多输出（MIMO）技术相结合。比特交织编码多波束形成（BICMB）可以在平坦衰落MIMO信道中实现空间分集和空间复用。在频率选择性衰落的MIMO信道中，BICMB-OFDM（BICMB-OFDM）可以同时实现空间分集和多径分集，是一种重要的技术。然而，分析BICMB-OFDM的分集是一个具有挑战性的问题。本文对BICMB-OFDM系统进行了分集分析。首先，推导了最大可达分集，并证明了全分集条件RcSL <= 1，其中Rc，S和L分别为码率，每个子载波上发送的并行流数和信道抽头数。然后，性能下降，由于子载波之间的相关性进行了研究。最后，子载波分组技术被用来对抗性能下降，并提供多用户兼容性。
2015-03-17 cs.IT math.IT
Orthogonal Delay-Doppler Division Multiplexing Modulation with Hierarchical Mode-Based Index Modulation
针对OTFS-IM检测复杂度高的问题，提出分层模式索引调制HMIM，结合ODDM构成ODDM-HMIM，在相同SE下BER和复杂度均优于传统IM，还提出适配大帧的低复杂度SIC-MMSE检测器。
2025-01-14 cs.IT eess.SP math.IT
Why Noise and Dispersion may Seriously Hamper Nonlinear Frequency-Division Multiplexing
通过数值模拟比较了基于非线性频分复用（NFDM）或更传统的传输技术的光纤系统的性能。影响NFDM系统的一些关键问题，即，严格的要求，以避免突发相互作用，由于信号色散和突发长度的不利依赖的性能进行了研究，突出其潜在的破坏性影响的频谱效率。最后提出了两种数字处理技术，以将NFDM符号突发之间的保护时间减半，并减小接收机处的处理窗口的大小，从而提高频谱效率并降低计算复杂性。
2017-06-07 cs.IT math.IT physics.app-ph
Vandermonde Frequency Division Multiplexing for Cognitive Radio
我们考虑一个认知无线电的情况下，一个主要的和次要的用户希望与他们相应的接收机同时通过频率选择性信道进行通信。在现实的假设下，二次发射机没有侧信息的主要的消息，每个发射机只知道它的本地信道，我们提出了一个范德蒙预编码器，消除干扰，从二次用户利用冗余的循环前缀。我们的数值例子表明，VFDM，与一个适当的设计的输入协方差，使次要用户，以实现相当大的速率，同时产生零干扰的主要用户。
2008-03-06 cs.IT math.IT
PAPR Reduction with Pre-chirp Selection for Affine Frequency Division Multiplexing
针对AFDM的高峰均功率比问题，提出分组预啁啾选择（GPS）算法，通过非枚举方式调整子载波组预啁啾参数并选择最小PAPR信号，仿真证明其在轻微性能损失下优于OTFS且调制复杂度更低。
2024-12-20 cs.IT eess.SP math.IT
Orthogonal Time Sequency Multiplexing Modulation: Analysis and Low-Complexity Receiver Design
本文提出了正交时间序列复用（OTSM），一种新的单载波调制方案，将信息符号的延迟序列域，其次是级联的时分复用（TDM）和Walsh-Hadamard序列复用。由于Walsh Hadamard变换（WHT），调制和解调不需要复域乘法。对于建议的OTSM，我们首先推导出的输入输出关系的延迟-序列域，并提出了一个低复杂度的检测方法，利用零填充。我们通过仿真表明，OTSM提供了高性能增益超过正交频分复用（OFDM）和类似的性能，正交时频空间（OTFS），但在较低的复杂性，由于WHT。然后提出了一种低复杂度的时域信道估计方法。最后，我们展示了如何包括一个外部的错误控制码和一个涡轮解码器，以改善编码系统的错误性能。
2021-04-13 cs.IT eess.SP math.IT
Pre-Chirp-Domain Index Modulation for Affine Frequency Division Multiplexing
本文提出AFDM-PIM方案，将额外信息比特嵌入预啁啾参数索引中，在保持子载波正交性的同时提升频谱和能量效率，并通过ML及低复杂度ML-MMSE检测器实现优于传统AFDM和OFDM的误码率性能。
2024-02-23 cs.IT eess.SP math.IT
A Novel ISAC Waveform Based on Orthogonal Delay-Doppler Division Multiplexing with FMCW
University of New South Wales（新南威尔士大学）；Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）
本文提出了一种基于正交时延-多普勒分割复用的新型ISAC波形，通过改进的FMCW波形实现低PAPR的高效集成感知与通信。
2026-02-02 cs.IT eess.SP math.IT
Enhanced Orthogonal Frequency-Division Multiplexing with Subcarrier Number Modulation
基于子载波数调制的正交频分复用（OFDM-SNM）被认为是下一代网络最有前途的调制方案之一。虽然在某些条件下，OFDM-SNM能够具有比具有索引调制的OFDM（OFDM-IM）和普通OFDM更高的频谱效率（SE），但是其可靠性相对劣于这些现有方案，因为活动子载波的数量变化。在这方面，我们提出了一种增强的OFDM-SNM方案，在本文中，它利用放置子载波的灵活性收获的编码增益在高信噪比（SNR）区域。特别地，我们规定了一种方法，该方法通过使用瞬时信道状态信息（CSI）的子载波分配来优化子载波激活模式（SAP），并且因此在给定子载波的数量是固定的情况下，具有较高信道功率增益的子载波将被授予要被激活的优先级。我们还分析了建议的增强OFDM-SNM系统的中断和错误性能。平均中断概率和误块率（BLER）的推导和近似的封闭形式的表达式，这是进一步验证了蒙特卡洛模拟产生的数值结果。增强的OFDM-SNM的高可靠性性质使其成为在具有固定机器类型设备（MTD）的物联网（IoT）中实现的有希望的候选者，所述固定机器类型设备（MTD）经受缓慢衰落并且由适当的电源支持。
2019-05-01 cs.IT eess.SP math.IT
Spatial Modulation Aided Layered Division Multiplexing: A Spectral Efficiency Perspective
为了提高广播传输的频谱利用率，将空间调制技术引入到分层复用系统中。首先，提出了SM辅助LDM（SM-LDM）系统，其中不同的分层服务利用SM以不同的功率电平进行地面广播传输。在此基础上，提出了一种适用于线性合并SM-LDM系统的频谱效率分析框架。在此基础上，给出了最大比合并（MRC）SM-LDM系统的封闭形式的SE下界。由于MRC单发射天线LDM系统和MRC空间复用辅助LDM系统的SE理论分析缺乏一个封闭形式的表达式，封闭形式的SE也推导出这些系统。Monte Carlo模拟验证了我们提出的SE下限的紧密性。此外，通过仿真可以表明，我们提出的SM-LDM系统总是具有比单TA LDM系统更好的SE性能，其甚至可以优于SMX辅助LDM（SMX-LDM）系统的SE。
2018-01-14 cs.IT math.IT
Affine Frequency Division Multiplexing For Communications on Sparse Time-Varying Channels
本文针对双重稀疏的线性时变信道，证明仿射频分复用（AFDM）波形在信道估计中能以最小导频和保护开销实现目标均方误差，优于传统及新近波形。
2023-09-05 cs.ET cs.IT math.IT
Joint Spatial Division and Multiplexing with Customized Orthogonal Group Channels in Multi-RIS-Assisted Systems
本文提出一种利用RIS定制信道实现JSDM的方案，通过在基站DFT方向部署RIS建立正交视距链路并优化反射波束与RIS-UE关联，有效降低组间干扰，实现信道块对角化并显著提升多用户总频谱效率。
2025-07-03 cs.IT eess.SP math.IT
Faster-than-Nyquist Non-Orthogonal Frequency-Division Multiplexing for Visible Light Communications
本文提出了一种用于可见光通信的快于奈奎斯特（FTN）非正交频分复用（NOFDM）方案，其中复用/解复用采用分数余弦逆变换（IFrCT）/FrCT。与常见的基于分数阶傅里叶变换的NOFDM（FrFT-NOFDM）信号不同，基于分数阶傅里叶变换的NOFDM（FrCT-NOFDM）信号是实值信号，可以直接应用于VLC系统，而不需要昂贵的上变频。因此，FrCT-NOFDM更适合于成本敏感的VLC系统。同时，在相同的传输速率下，FrCT-NOFDM信号比OFDM信号占用更小的带宽。当带宽压缩因子$α$被设置为$0.8$时，可以获得$20\%$带宽节省。因此，与OFDM相比，FrCT-NOFDM具有更高的频谱效率和更小的高频失真，这有利于带宽受限的VLC系统。仿真结果表明，采用$0.9$或$0.8$的$α$的FrCT-NOFDM系统的出错率性能优于OFDM系统。此外，FrCT-NOFDM具有优越的安全性能。总之，FrCT-NOFDM在未来的VLC系统中显示出巨大的应用潜力。
2017-06-27 cs.IT math.IT
Joint Spatial Division and Coaxial Multiplexing for Downlink Multi-User OAM Wireless Backhaul
射频（RF）处的轨道角动量（OAM）提供了在相同频率信道上复用一组正交模式以实现高频谱效率（SE）的新颖方法。然而，现有的OAM无线通信的研究主要集中在点对点传输的视线（LoS）场景。提出了一种基于均匀圆阵（UCA）的广播网络下行多用户OAM（MU-OAM）无线回程的总体方案，实现了联合空分同轴复用（JSDCM）。所提出的下行链路MU-OAM无线回程系统的一个显著特征是信道矩阵完全由每个小基站（SBS）的位置来表征，与子载波和天线的数量无关，这避免了传统下行链路多用户多输入多输出（MU-MIMO）无线回程系统所需的估计大信道矩阵。此后，我们提出了一种基于OAM的多用户距离和到达角（AoA）估计方法，它能够同时估计多个SBS的位置与灵活的训练符号的数量。利用估计的距离和AoA，应用MU-OAM预处理方案来消除下行链路MU-OAM信道中的共模和模间干扰。最后，将所提出的方法推广到采用均匀同心圆阵列（Uniform Concentric Circular Array，UCCA）的下行MU-OAM-MIMO无线回传系统，与传统MU-MIMO系统相比，该系统可以获得更高的频谱效率（SE）和能量效率（EE）。数学分析和仿真结果表明，该方案能够有效地消除实际下行MU-OAM信道的干扰，接近理想MU-OAM信道的性能。
2021-10-18 cs.IT eess.SP math.IT
Joint Spatial Division and Multiplexing for mm-Wave Channels
大规模MIMO系统非常适合毫米波通信，因为可以以合理的形状因子构建大型阵列，并且高阵列增益甚至对于室外通信也能够实现合理的覆盖。在频分双工模式下使用这样的系统的主要障碍之一，即信道状态信息（CSI）到发射机的反馈的高开销，可以通过最近提出的JSDM（联合空分复用）算法来减轻。在本文中，我们分析了该算法在一些现实传播信道中的性能，这些信道考虑了不同用户角谱的部分重叠以及毫米波信道的稀疏性。我们制定了两个不同的目标，即最大限度地提高空间复用，最大限度地提高总接收功率，在图论框架的用户分组的问题。由于所产生的问题是数值困难的，我们提出了（次优）贪心算法作为有效的解决方案的方法。数值例子表明，不同的算法可能是优越的，在不同的setting.We进一步开发了一个新的，“退化”版本的JSDM，只需要平均CSI在发送端，从而大大减少了计算负担。从光线追踪结果获得的传播信道中的评估以及在测量的室外信道中的评估表明，该低复杂度版本在毫米波信道中表现得令人惊讶地好。
2014-05-24 cs.IT math.IT
Towards a complete DMT classification of division algebra codes
这项工作的目的是提供新的界限的分集复用增益权衡的一般类别的划分代数为基础的格码。在低复用增益制度中，一些界限先前从成对错误概率的联合界限的高信噪比估计获得。在这里，这些结果被扩展到覆盖更大范围的复用增益。利用李群中的遍历理论估计并界所产生的和的行为，从而实现了改进。特别地，Q-中心除代数的格码的新界表明，这些码可以根据它们在无穷远处的Hasse不变量分为两个子类。在无穷远处具有分支的代数似乎提供了更好的分集复用增益权衡。
2015-09-28 cs.IT math.IT math.NT
Capacity limit for faster-than-Nyquist non-orthogonal frequency-division multiplexing signaling
快于奈奎斯特（FTN）信号由于其较小的脉冲间隔或较窄的子载波间隔，与奈奎斯特信号相比，实现了更高的频谱效率和容量。香农限通常定义奈奎斯特信号的上限容量。据我们所知，本文首先论证了FTN非正交频分复用（NOFDM）信号容量限制的数学表达式。数学表达式表明，FTN NOFDM信号具有实现比奈奎斯特信号更高的容量极限的潜力。本文以分数余弦变换NOFDM（FrCT-NOFDM）为例，阐述了FTN NOFDM的原理。首次提出并实现了FrCT-NOFDM算法。当在FrCT-NOFDM中将带宽压缩因子$α$设置为$0.8$时，子载波间隔等于每个子载波的符号率的$40\%$，因此传输速率大约比奈奎斯特速率快$25\%$。在未来的通信系统中，特别是在带宽受限的应用中，具有更高容量的FTN NOFDM将是非常有前途的。
2017-06-27 cs.IT math.IT
Filter Design for Generalized Frequency-Division Multiplexing
在本文中，广义频分复用（GFDM）的最优滤波器设计被认为是在两个设计准则：速率最大化和带外（OOB）发射最小化。首先，通过将GFDM的传输速率表示为GFDM滤波器系数的函数来制定用于速率最大化的GFDM滤波器优化问题。结果表明，在线性迫零（ZF）或最小均方误差（MMSE）接收机条件下，Dirichlet滤波器在无载波频偏（CFO）的加性高斯白噪声（AWGN）信道中是速率最优的，但在一般的CFO干扰信道中，通过调整子载波波形，适当设计非平凡的GFDM滤波器可以获得比Dirichlet滤波器更好的性能.接下来，问题的GFDM滤波器设计的OOB发射最小化，制定通过表达的GFDM发射信号的功率谱密度（PSD）作为GFDM滤波器系数的函数，它示出，OOB发射可以通过适当地设计GFDM滤波器显着减少。最后，考虑了GFDM滤波器和窗口的联合设计。
2016-07-15 cs.IT math.IT
Performance Evaluation of an Orthogonal Frequency Division Multiplexing based Wireless Communication System with implementation of Least Mean Square Equalization technique
正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM）技术由于其高数据率传输能力、高带宽利用率以及对多径时延的鲁棒性，近年来被应用于无线通信系统中。衰落是接收机中考虑的主要方面之一。为了消除衰落的影响，接收端必须在数据解调之前进行信道估计和均衡。本文主要研究频率选择性衰落信道下OFDM通信中基于导频的信道估计技术。提出了一种针对正交频分复用（OFDM）系统的信道均衡方法。在FFT处理之前插入一个自适应均衡器，可以减轻可变延迟和多径的影响，以消除或大大减少保护间隔，并获得一定的频谱效率。自适应算法是基于自适应滤波与平均（AFA）的参数更新。在建立OFDM系统模型的基础上，通过大量的计算机模拟，研究了信道均衡系统的性能。结果表明，更高的收敛速度和适应速度相比，最常用的算法之一-最小均方（LMS）。
2012-12-30 cs.IT 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
Full-Diversity Precoding Design of Bit-Interleaved Coded Multiple Beamforming with Orthogonal Frequency Division Multiplexing
多输入多输出（MIMO）技术已经与正交频分复用（OFDM）结合用于宽带无线通信系统。比特交织编码多波束形成（BICMB）可以在平坦衰落MIMO信道中实现空间分集和空间复用。在频率选择性衰落MIMO信道中，BICMB-OFDM（BICMB-OFDM）可以同时提供空间分集和多径分集，是一种重要的技术。在我们之前的工作中，子载波分组技术被应用于对抗子载波相关性的负面影响。证明了在R_cSL<=1的条件下，BICMB-OFDM-SG（BICMB-OFDM-SG）可以实现全分集，其中R_c、S和L分别为码率、每个子载波上的并行流数和信道抽头数。全分集条件意味着如果S增加，则R_c可能必须减小以保持全分集。因此，增加并行流的数量可能不会提高总传输速率。本文采用预编码技术来克服BICMB-OFDM-SG中R_cSL<=1的全分集限制问题。首先，对预编码后的BICMB-OFDM-SG进行了分集分析。然后，全分集预编码设计开发与最小可实现的解码复杂度。
2013-06-30 cs.IT math.IT
Digital Domain Power Division Multiplexed Dual Polarization Coherent Optical OFDM Transmission
通信系统的容量是通信系统永恒的追求，这是由于大量的带宽需求。作为现代通信网络的骨干基础设施，光纤传输系统通过利用光载波的可用物理维度（时间、频率、正交、偏振和空间）进行复用，在几十年中经历了显著的容量增长。对于每个维度，必须保证严格的正交性以完美分离独立的复用信号。为了赶上不断增长的容量需求，因此，开发新的复用方法是有趣和重要的，该方法放松正交约束，从而实现更好的频谱效率和更灵活的频率重用。受非正交多址接入（NOMA）方案思想的启发，提出了一种与现有双偏振相干光通信系统完全兼容的数字域功率分复用（PDM）传输技术。相干光正交频分复用（CO-OFDM）调制由于具有频谱利用率高、编码灵活、信道估计容易以及对光纤色散的鲁棒性等优点而被广泛采用。在1440 km标准单模光纤上实现了100 Gb/s波分复用（WDM）传输的PDM-DP-CO-OFDM。两个基带正交相移键控（QPSK）OFDM信号以不同的功率电平叠加在一起。PDM-DP-CO-OFDM信号经过IQ调制、偏振复用和长距离光纤传输后，在典型的偏振分集相干接收机中采用连续干扰抵消（SIC）算法成功地恢复出信号。
2017-06-01 cs.IT math.IT
Pattern-Division Multiplexing for Continuous-Aperture MIMO
近年来，连续孔径多输入多输出（CAP-MIMO）被重新研究，以实现有限的天线孔径的通信性能的改善。与由离散天线组成的经典MIMO不同，CAP-MIMO具有连续的天线表面，这被期望产生任何电流分布（即，图案）并感应可控的空间电磁波。通过这种方式，信息可以被调制到电磁波上，这使得它有希望接近有限孔径的极限容量。CAP-MIMO的方向图设计是决定通信性能的关键因素，但在文献中还没有得到很好的研究。在本文中，我们提出了图案分割复用设计的CAP-MIMO模式。具体来说，我们首先推导出一个典型的多用户CAP-MIMO系统的系统模型，这使我们能够制定的和速率最大化问题。然后，我们提出了一种通用的模式分割复用技术，将连续模式函数的设计转化为它们在有限正交基上的投影长度的设计。基于这种技术，我们进一步提出了一种模式设计方案，以解决制定的和速率最大化问题。仿真结果表明，与基准方案相比，该方案的总速率提高了约260%。
2022-03-27 cs.IT cs.SY eess.SP
Joint Spatial Division and Multiplexing for FDD in Intelligent Reflecting Surface-assisted Massive MIMO Systems
智能反射表面（IRS）是一种很有前途的技术，可以在第五代（5G）及以后的无线网络中提供更高的频谱和能量要求，同时塑造传播环境。这种设计可以进一步增强大规模多输入多输出（mMIMO）特性，以提高网络性能。然而，在mMIMO等5G系统中假设的信道互易性在实践中似乎受到最近关于IRS的研究的质疑。因此，与以前的工作相反，我们考虑频分复用（FDD）来研究IRS辅助的mMIMO系统的性能。然而，FDD不适合于大量天线架构。出于这个原因，我们采用联合空分复用（JSDM）的方法，利用信道向量的相关性的结构，以减少信道状态信息（CSI）的上行链路反馈，并因此，甚至允许使用大量的天线在基站。JSDM需要双重结构的预编码，并将具有相同协方差矩阵的用户设备（UE）聚类成组。具体而言，我们推导出的总和频谱效率（SE）的基础上统计CSI在大规模的统计，通过使用确定性等效（DE）分析，同时占相关瑞利衰落。随后，我们制定的优化问题的总和SE相对于反射波束形成矩阵（RBM）和总发射功率，这可以在每几个相干间隔，利用大规模统计的慢时间变化。这个显著的属性进一步有助于减少反馈开销。
2022-06-28 cs.IT math.IT
Joint Spatial Division and Multiplexing: Opportunistic Beamforming and User Grouping
联合空分复用（JSDM）是最近提出的方案，以实现频分双工（FDD）系统的大规模MIMO类增益和简化的系统操作。其关键思想在于将用户划分为具有近似相似协方差的组，并使用两阶段下行链路波束成形：预波束成形器，其取决于信道协方差并最小化跨组的干扰，以及预波束成形后的有效信道的多用户MIMO预编码器，以抵消组内的干扰。我们首先专注于一个固定数量的天线和大量的用户的制度，并表明，机会与用户选择波束成形产生显着的增益，因此，信道相关性可能会产生一个容量的改善不相关的“各向同性”的信道结果谢里夫和Hassibi。我们证明，在存在不同的相关性组之间，一个块对角化的预波束形成器的设计方法实现了最佳的和率缩放。接下来，我们考虑大量的天线和用户的政权，用户选择不提供显着的增益。在这里，我们提出了一个简化的用户分组算法，当天线的数量变得非常大，在一个现实的设置，用户是随机分布的，并具有不同的到达角和角扩展取决于传播环境的集群用户成组。我们随后的分析导致了一个概率调度算法，在每个组内的用户随机预选的基础上从大系统分析得出的概率，根据公平性标准。这是有利的，因为仅需要所选择的用户反馈其信道状态信息（CSIT）。
2013-05-30 cs.IT math.IT
Joint Spatial Division and Multiplexing
我们提出了联合空分复用（JSDM），一种多用户MIMO下行链路的方法，利用信道向量的相关性的结构，以允许大量的天线在基站，同时需要在发射机（CSIT）的降维信道状态信息。这允许在下行链路训练和从用户终端到基站的CSIT反馈中的显著节省，从而使得大量基站天线的使用也潜在地适合于频分双工（FDD）系统，对于频分双工（FDD）系统，不能利用上行链路/下行链路信道互易性。JSDM通过级联预波束成形矩阵来形成多用户MIMO下行链路预编码器，该预波束成形矩阵仅取决于信道二阶统计，基于所得的降维有效信道的瞬时知识，具有经典的多用户预编码器。我们证明了一个简单的条件下，JSDM招致没有损失的最优性方面的完整CSIT的情况下。对于均匀线阵，我们证明了当天线数很大时，这种条件非常接近。对于这种情况下，我们使用Szego渐近理论的大Toeplitz矩阵设计一个基于DFT的预波束形成方案，只需要粗略的信息，用户的到达角和角扩展。最后，我们将这些想法扩展到二维基站天线阵列的情况下，与3维波束形成，包括多个波束的仰角方向。我们提供了预波束形成优化的指导方针，并计算系统的频谱效率下的比例公平和最大最小公平标准，表现出非常有吸引力的性能。我们的数值结果是通过一个渐近随机矩阵理论工具，被称为确定性等效近似。
2013-01-28 cs.IT math.IT
Millimeter Wave MIMO with Lens Antenna Array: A New Path Division Multiplexing Paradigm
毫米波（mmWave）通信是用于5G蜂窝系统的有前途的技术。为了补偿毫米波系统中的严重路径损耗，通常使用大型天线阵列来实现显著的波束成形增益。然而，由于与射频（RF）链相关联的高硬件和功耗成本，期望实现大天线增益，但是仅使用有限数量的RF链用于毫米波通信。为此，我们在本文中研究了一种新的透镜天线阵列使毫米波MIMO通信系统。我们首先表明，所提出的透镜天线阵列在接收器/发射器的阵列响应遵循“sinc”函数，其中具有峰值响应的天线由接收/发射信号的到达角（AoA）/离开角（AoD）确定。通过利用透镜天线阵列的这种独特特性以及毫米波信道的多径稀疏性，我们提出了一种新的低成本和容量实现MIMO传输方案，称为\emph{orthogonal path division multiplexing (OPDM)}。对于具有不充分分离的AoA和/或AoD的信道，我们还提出了一种简单的基于组的小规模MIMO处理的\emph{path grouping}技术，以减轻路径间干扰。数值结果提供了比较性能的毫米波MIMO系统与传统阵列的透镜天线阵列，在不同的实际设置。结果表明，所提出的系统实现了显着的吞吐量增益以及复杂性和硬件成本的降低，都使它成为一个有吸引力的新的范例毫米波MIMO通信。
2015-07-07 cs.IT math.IT
