A Novel Antenna Placement Algorithm for Compressive Sensing MIMO Radar
在共址压缩感知MIMO雷达中，测量矩阵由天线位置确定。为了保证可接受的恢复性能，该测量矩阵应该满足某些属性，例如，一个小的连贯性。文献中的先前工作通常采用优化天线位置的先验分布的随机布局算法。这些算法的性能是次优的，因为它们可以很容易地通过删除来增强。在本文中，我们提出了一个迭代的天线布局算法，确定性的天线位置。所提出的算法联合定位的发射和接收阵列上的天线元件，从而得到的测量矩阵的相干性最小化。数值模拟表明，该算法的性能明显优于基准，即使在删除。
2022-10-24 cs.IT eess.SP math.IT
LuMaMi28: Real-Time Millimeter-Wave Massive MIMO Systems with Antenna Selection
本文介绍了LuMaMi 28，一个实时的28 GHz的大规模多输入多输出（MIMO）的测试床。在该测试平台中，基站具有16个具有全数字波束成形架构（具有不同的预编码算法）的收发器链，并同时支持具有空间复用的多个用户设备（UE）。UE配备有用于实时天线选择的波束可切换天线阵列，其中从四个预定义波束中选择具有最高信道幅度的一个。对于波束可切换天线阵，我们考虑了两种不同波束宽度和不同峰值增益的UE天线。基于此测试平台，我们提供了毫米波（mmWave）大规模多输入多输出性能在不同的现实生活场景与静态和移动UE的测量结果。我们探索毫米波大规模多输入多输出系统的天线选择的基础上测量的信道数据的潜在好处，并讨论通过实时测量的性能结果。
2021-09-07 cs.IT eess.SP math.IT
Optimizing Reconfigurable Antenna MIMO Systems with Coherent Ising Machines
本文利用相干伊辛机求解可重构天线MIMO的配置选择问题，将选择转化为无约束二次规划，实现接近最优性能且保持多项式复杂度。
2024-03-19 cs.IT eess.SP math.IT
MIMO-PASS: Uplink and Downlink Transmission via MIMO Pinching-Antenna Systems
本文研究多用户MIMO场景下夹持天线系统（PASS）的上下行传输，提出联合优化数字预编码与夹持元件位置的混合波束成形及多用户检测算法，显著提升了系统吞吐量。
2025-03-05 cs.IT eess.SP math.IT
Distributed Antenna Selection for Massive MIMO using Reversing Petri Nets
与集中式方法相比，用于分布式大规模多输入多输出（多输入多输出）通信系统的分布式天线选择降低了计算复杂度，并且在保持分集和空间复用的同时提供了高容错性。我们提出了一种新的分布式天线选择算法，并显示其优于现有的集中式和分布式解决方案。所提出的算法表现良好，不完美的信道状态信息，并执行少量的简单的计算操作，每个节点，收敛到一个稳定的状态。我们的基础上，反向Petri网，一个变种的Petri网的启发，可逆计算，能够向前和向后执行，同时遵守守恒定律。
2019-05-28 cs.IT eess.SP math.IT
Single-Antenna Jammers in MIMO-OFDM Can Resemble Multi-Antenna Jammers
本文揭示在 MIMO-OFDM 系统中，单天线干扰机若不发送循环前缀，其干扰维度将由 1 扩展为信道抽头数 L，从而类似于多天线干扰机，使线性空间滤波难以有效抑制。
2023-09-25 cs.IT eess.SP math.IT
Radiation Pattern Synthesis Using Hybrid Fourier- Woodward-Lawson-Neural Networks for Reliable MIMO Antenna Systems
在本文中，我们实现混合伍德沃德-劳森-神经网络和加权傅立叶方法来综合天线阵列。神经网络（NN）在这里应用到简化的MIMO天线阵列的建模，通过评估相位。其主要问题显然是寻找最佳的线性天线阵元的权重，使辐射方向图具有最小的旁瓣电平（SLL），从而改善天线阵列的性能。为了实现这一目的，实现了频率为2.45 GHz的用于可靠的多输入多输出（MIMO）应用的天线阵列。为了验证所提出的方法，许多例子的均匀激励阵列方向图的主波束放在有用信号的方向。Woodward-Lawson-Neural Networks综合方法允许找出有趣的分析方程用于天线阵列的综合，并突出了输入和输出中的系统参数之间的灵活性。这种混合优化的性能强调了系统适合无线通信的程度以及它如何参与减少干扰。
2017-10-07 cs.IT eess.SP math.IT
Dynamic Metasurface Antennas for Uplink Massive MIMO Systems
大规模多输入多输出（MIMO）通信是近年来相当感兴趣的焦点。虽然已经建立了大规模MIMO的理论增益，但在实践中实现具有大规模天线阵列的MIMO系统具有挑战性。与大规模MIMO系统相关的实际挑战包括增加的成本、功耗和物理尺寸。在这项工作中，我们研究了大规模MIMO天线阵列使用动态元表面天线（DMA），一种新兴的技术，固有地处理上述挑战的实现。具体而言，DMA实现了大规模的平面天线阵列，并且可以在物理天线结构中自适应地结合诸如压缩和模拟组合的信号处理方法，从而降低成本和功耗。首先，我们提出了一个数学模型的大规模MIMO系统与DMA和讨论他们的限制相比，理想的天线阵列。然后，我们的特点的基本限制的上行链路通信与由此产生的系统，并提出了两种算法设计实用的DMA接近这些限制。我们的数值结果表明，所提出的方法产生了实用的大规模MIMO系统，其性能与理想天线阵列可实现的性能相当。
2019-06-30 cs.IT math.IT
Asymptotic Optimality of Massive MIMO Systems Using Densely Spaced Transmit Antennas
本文研究了大规模多输入多输出（MIMO）系统的性能，该系统使用一个大的发射天线阵列与天线单元间隔密集。在理想均匀线性天线阵无互耦的假设下，证明了当发射天线间距趋于零时，预编码正交相移键控（QPSK）传输可以达到大规模MIMO系统的信道容量。这种渐近最优性类似于QPSK快于奈奎斯特信号。
2016-01-22 cs.IT math.IT
Deep Learning based Joint Precoder Design and Antenna Selection for Partially Connected Hybrid Massive MIMO Systems
混合预编码器设计的高效资源分配对于工作在毫米波（mmW）域的大规模MIMO系统是必不可少的。由于部分连接混合架构具有更高的能量效率和更低的复杂度，在这封信中，我们提出了一种基于联合深度卷积神经网络（CNN）的部分连接大规模MIMO混合系统预编码器设计和天线选择方案。对于CNN，预编码器设计和天线选择分别被公式化为回归和分类问题。信道数据被馈送到第一CNN网络，该第一CNN网络输出具有最佳频谱效率的所选天线的子集。该子集再次被馈送到第二CNN以获得用于部分连接架构的块对角预编码器。仿真结果验证了基于CNN的方法优于传统的迭代和交替最小化（alt-min）算法。此外，所提出的方案是计算效率高，是不是很敏感的信道不规则性。
2021-02-02 cs.IT eess.SP math.IT
Limits of Transmit and Receive Array Gain in Massive MIMO
本文研究了大规模MIMO系统的发射和接收天线阵增益。特别是，我们看看他们的依赖于阵列中的天线数量，以及均匀的线性和均匀的圆形阵列的天线间距。已知发射阵列增益在一定的天线间距处饱和，但接收阵列增益未被考虑。我们的物理一致性分析的基础上的多端口通信理论，我们表明，接收阵列增益不饱和，但有一个峰值在一定的天线间距时，没有去耦网络的接收机。由于为大规模MIMO实现解耦网络几乎是不可能的，因此这是一个合理的假设。此外，我们分析了阵列增益如何根据天线间距和天线阵列的大小而变化，并得出设计建议。
2020-06-26 cs.IT eess.SP math.IT
Reconfigurable Antennas in mmWave MIMO Systems
实现毫米波（mmWave）频带的全部潜力的关键障碍是该频带中的无线信号的差的传播特性。克服该问题的一种方法是使用能够支持更高增益同时提供波束适应性和分集的天线，即，可重构天线在这篇文章中，我们提出了一种新的架构毫米波多输入多输出（MIMO）通信，使用一类新的可重构天线。更具体地，所提出的基于透镜的天线可以在使用单个射频链的同时支持多个辐射图案。此外，通过使用波束选择网络，每个天线波束可以在期望的方向上被操纵。此外，在MIMO架构中使用所提出的可重构天线，我们提出了一种新的信号处理算法，该算法使用天线提供的额外自由度来克服毫米波频率下的传播问题。我们的仿真结果表明，所提出的可重构天线MIMO架构显着提高毫米波通信系统的性能。
2017-10-24 cs.IT cs.NI eess.SP
Achievable Rate Maximization Pattern Design for Reconfigurable MIMO Antenna Array
可重配置的多输入多输出可以通过对信道进行整形来提供优于传统MIMO的性能增益，即，引入更多的信道实现。在本文中，我们专注于可重构MIMO系统的可实现的速率最大化模式的设计。首先，我们介绍了模式可重构MIMO（PR-MIMO）的矩阵表示，在此基础上制定了一个方向图设计问题。为了进一步揭示无线信道上的辐射模式的效果，我们考虑模式设计的单模式的情况下，优化的辐射模式是相同的所有天线元件，和多模式的情况下，不同的天线元件可以采用不同的辐射模式。对于单方向图的情况下，我们表明，方向图的设计是等效的所有散射路径之间的增益的重新分配，并获得基于本征值优化的解决方案。对于多模式的情况下，我们提出了一个顺序优化框架与流形优化和特征值分解，以获得接近最优的解决方案。数值结果验证了PR-MIMO系统在可达速率方面优于传统MIMO系统，也表明了所提出的解决方案的有效性。
2023-02-13 cs.IT eess.SP math.IT
Iterative Mode-Dropping for the Sum Capacity of MIMO-MAC with Per-Antenna Power Constraint
我们提出了一种迭代的模式丢弃算法，优化输入信号，以实现每个天线功率约束的MIMO-MAC的总容量。该算法通过对等效的单用户MIMO速率最大化问题应用模式丢弃，依次优化每个用户的输入协方差矩阵。理论分析和仿真结果都表明了算法的快速收敛性。然后，我们使用该算法简要地突出了总和和每天线功率约束下的MIMO-MAC容量的差异。
2012-02-02 cs.IT math.IT
MMSE Symbol Level Precoding Under a Per Antenna Power Constraint for Multiuser MIMO Systems With PSK Modulation
提出了一种基于最小均方误差设计目标的符号级预编码算法。建议的设计，然后制定在一个二阶锥程序的标准形式，允许通过内点法的最佳解决方案。数值结果表明，所提出的设计是优于现有的方法在低和中等信噪比制度的误比特率。
2022-06-25 cs.IT eess.SP math.IT
Performance Analysis for Near-Field MIMO: Discrete and Continuous Aperture Antennas
该研究针对近场MIMO系统的离散与连续孔径天线，推导了有效自由度、固定距离信道容量闭式解及随机部署接收机的遍历容量，验证了近场MIMO的复用增益优势及离散与连续孔径性能的收敛性。
2023-10-01 cs.IT eess.SP math.IT
Performance of Source transmit Antenna selection for MIMO cooperative communication System Based DF protocol: Symbol Error Rate and Diversity order
在这项工作中，我们研究了一个单一的中继多输入多输出（MIMO）协作通信系统的解码和转发（DF）中继协议的基础上的两种策略，使用发送天线选择在源的性能。第一种策略在中继站和目的站之间使用一根天线，第二种策略使用空时分组编码（STBC）。所有信道都遵循瑞利衰落分布。推导了多进制相移键控（M-PSK）系统的误符号率（SER）的表达式和上界，以及两种策略的分集阶数。分析结果表明，在相同的分集阶数和相同的速率R下，第二种策略的性能优于第一种策略。
2017-11-06 cs.IT eess.SP math.IT
MIMO Capacity with Average Total and Per-Antenna Power Constraints
在这项工作中，被认为是一个联合的总和每天线平均功率约束的MIMO容量。除了在发射机处具有有限的可用功率之外，当各个天线也不能辐射超出其对应RF链的限制的功率时，问题出现。封闭形式的结果说明在特定情况下，特别是在单位秩信道矩阵的情况下。低复杂度的优化问题，推导出其他情况下。数值计算的复杂性推导出的优化问题的等效实变量的数量，并提供了一个通用的公式取决于信道矩阵的秩。数值结果验证和说明所提出的优化算法的应用，并评估其实施的时间复杂度。
2019-02-05 cs.IT eess.SP math.IT
Massive MIMO is a Reality -- What is Next? Five Promising Research Directions for Antenna Arrays
大规模多输入多输出（多输入多输出）不再是未来蜂窝网络的“狂野”或“有前途”的概念-在2018年成为现实。具有64个全数字收发器链的基站（BS）在多个国家进行了商业部署，大规模多输入多输出的关键成分已使其成为5G标准，实现前所未有的频谱效率所需的信号处理方法已经开发出来，并且由于导频污染而导致的限制已经得到解决。即使是毫米波频率的全数字大规模多输入多输出阵列的开发--曾经被认为是极其复杂和昂贵的--也在顺利进行中。几年后，采用全数字收发器的大规模多输入多输出将成为6 GHz以下和毫米波频率的主流功能。在本文中，我们解释了大规模多输入多输出研究传奇的第一章是如何结束的，而故事才刚刚开始。即将到来的具有大规模天线阵列的BS的大规模部署打开了通向空间处理能力无所不在的全新世界的大门。除了移动宽带服务外，天线还可用于其他通信应用，如低功率机器型或超可靠通信，以及雷达、传感和定位等非通信应用。我们概述了五个新的大规模多输入多输出相关的研究方向：极大孔径阵列，全息大规模多输入多输出，六维定位，大规模MIMO雷达和智能大规模多输入多输出。
2019-06-12 cs.IT eess.SP math.IT
Optimal Design Method of MIMO Antenna Directivities and Corresponding Current Distributions by Using Spherical Mode Expansion
本文提出了一种新的方法来设计最佳天线的MIMO（多输入多输出）通信系统，利用球面模式扩展。给定MIMO信道的空间信道特性，例如两侧的角度分布，最佳MIMO天线应该在有限的实现空间（体积）的约束下提供最大的信道容量。在设计传统的MIMO天线时，首先确定天线结构（电流分布），基于电流分布计算第二天线方向性，并且第三通过使用给定的角度分布和所获得的天线方向性来计算MIMO信道容量。通过调整天线结构来重复该过程，直到性能满足预定义的阈值。相反，本文解析地解决了优化问题，最终给出了接近最优的天线结构（电流分布），没有任何贪婪搜索。在所提出的方法中，首先通过将球面模式扩展应用于角轮廓来导出MIMO天线的最佳方向性，然后在导出的最佳方向性上应用远-近场转换以在有限表面上实现接近最佳的电流分布。所提出的设计方法的有效性进行了验证，通过数值计算的MIMO信道容量在传统的设计方法，同时给出了接近最优的电流分布与约束的天线结构从所提出的方法。
2017-06-05 cs.IT math.IT
Deep Learning for Massive MIMO with 1-Bit ADCs: When More Antennas Need Fewer Pilots
本文考虑了具有1位模数转换器（ADC）的上行链路大规模MIMO系统，并开发了一种基于深度学习的信道估计框架。在该框架中，利用先前的信道估计观测和深度神经网络模型来学习从量化的接收测量到信道的非平凡映射。为此，我们推导出足够的长度和导频序列的结构，以保证这个映射函数的存在。这导致了有趣的\textit{counter-intuitive}观察结果，即当大规模MIMO基站采用更多天线时，我们提出的深度学习方法在相同的导频序列长度下实现了更好的信道估计性能。同样，对于相同的信道估计性能，这意味着当采用更多的天线时，需要更少的导频。对于某些特殊的信道模型，这一观察结果也得到了解析证明。仿真结果证实了我们的观察，并表明，更多的天线导致更好的信道估计的归一化均方误差和可实现的信号-噪声比每天线。
2020-05-07 cs.IT eess.SP math.IT
On the Capacity of Pixel Antenna based MIMO Communication
The Hong Kong Polytechnic University（香港理工大学）
本文研究发射机和接收机均配备像素天线的MIMO系统容量极限，通过联合优化发射协方差矩阵与天线编码器，提出穷举搜索、分支定界迭代及交替优化算法，实现性能与复杂度的灵活权衡，提升MIMO通信可达速率。
2025-11-17 cs.IT eess.SP math.IT
Downlink Beamforming with Pinching-Antenna Assisted MIMO Systems
本研究探讨了多用户MIMO下行传输中采用夹持天线系统（PAS）的混合波束成形问题，通过联合优化数字预编码器和夹持元件激活位置以最大化加权和速率，并开发了一种基于分数规划的低复杂度迭代算法，显著提升了系统吞吐量。
2025-02-03 cs.IT eess.SP math.IT
Linear Degrees of Freedom of MIMO Broadcast Channels with Reconfigurable Antennas in the Absence of CSIT
考虑了在发射端没有信道状态信息的K用户多输入多输出（MIMO）广播信道（BC），假设每个接收端都配备了可重构天线，能够从多个预设模式中选择接收模式的子集.在一般的天线配置下，具有可重构天线的K用户MIMO BC的和线性自由度（LDoF）被完全表征，其对应于通过线性编码策略可实现的最大和DoF。LDoF区域进一步针对一类天线配置来表征。类似的分析扩展到具有可重构天线的K用户MIMO干扰信道，并且针对一类天线配置来表征和LDoF。
2014-09-19 cs.IT math.IT
Optimizing Movable Antennas in Wideband Multi-User MIMO With Hardware Impairments
本文研究了宽带多用户MIMO系统中可动天线的优化，通过粒子群优化调整天线位置以最大化平均总速率，发现其性能提升取决于硬件损伤水平、多径丰富度和子载波数。
2025-06-02 cs.IT eess.SP math.IT
Super-Wideband Massive MIMO
该研究提出紧耦合大规模MIMO统一模型，将互耦合转化为设计助力，推导了最优天线间距比并优化阵列尺寸，揭示了带宽增益及新的阵列设计方向。
2023-05-06 cs.IT eess.SP math.IT
Antenna Selection in Polarization Reconfigurable MIMO (PR-MIMO) Communication Systems
本文研究极化可重构MIMO系统中的天线选择问题，提出联合极化预编码-后编码及PR-HS/MRT方案，实现3至5 dB信噪比增益并显著提升信道容量和符号错误率性能。
2024-04-03 cs.IT eess.SP math.IT
Fluid Antenna-Assisted MIMO Transmission Exploiting Statistical CSI
针对流体天线辅助MIMO系统中瞬时CSI获取困难的问题，本文利用统计CSI提出了一个速率最大化准则下的发送预编码与收发FA位置设计算法框架，显著提升了系统的速率性能。
2023-12-13 cs.IT eess.SP math.IT
Energy Efficiency Maximization of Massive MIMO Communications With Dynamic Metasurface Antennas
未来的无线通信在很大程度上倾向于通过利用成本和能量高效以及环境友好的天线阵列在基站（BS）处部署大量天线。新兴的动态超颖表面天线（DMA）技术有望实现这样的大规模天线阵列，减少物理尺寸，硬件成本和功耗。本文的目标是DMA辅助的大规模多输入多输出（MIMO）无线通信的能量效率（EE）性能的优化。针对上行链路，我们提出了一种算法框架，用于设计每个多天线用户的发送预编码和在BS处的DMA调谐策略，以最大限度地提高EE性能，同时考虑瞬时或统计信道状态信息（CSI）的可用性。具体而言，所提出的框架是围绕Dinkelbach变换，交替优化和确定性等效方法。此外，我们还获得了统计CSI情况下最佳发射信号方向的封闭解，从而简化了多天线情况下相应的传输设计。我们的数值结果验证了所提出的算法的良好收敛行为，并展示了相当大的EE性能增益的DMA辅助大规模MIMO传输的基线计划。
2022-08-06 cs.IT eess.SP math.IT
Asymptotic Optimality of Massive MIMO Systems Using Densely Spaced Transmit Antennas
研究了具有均匀线阵的大规模多输入多输出（MIMO）系统的确定性物理模型。已知最大空间自由度是通过将天线元件间隔在载波波长的一半处来实现的。本文的目的是调查的影响，间距天线更密集的临界间隔。MIMO系统的可实现速率在大系统极限下进行评估，其中发射和接收天线阵列的长度趋于无穷大，天线间隔保持恒定。主要结果有两个方面：一种是在对信道情况作较弱假设的情况下，密集天线间距不能提高空间自由度归一化的MIMO系统的容量。另一个是正交相移键控的归一化可达速率收敛到最优高斯信令实现的归一化容量，因为在采取大系统限制后，发射天线间隔趋于零。后一结果是基于MIMO传输和信号空间表示中的快于奈奎斯特信令之间的数学相似性。
2016-01-21 cs.IT math.IT
Closed Form Secrecy Capacity of MIMO Wiretap Channels with Two Transmit Antennas
高斯多输入多输出（MIMO）窃听信道模型。输入端是一个双天线发射器，而输出端是合法的接收器和窃听器，两者都配备了多个天线。假设所有信道都是已知的。在功率约束条件下，得到了满足保密容量的最优输入协方差矩阵，并给出了保密容量的封闭表达式。
2011-07-27 cs.IT math.IT
Dynamic Metasurface Antennas for MIMO-OFDM Receivers with Bit-Limited ADCs
正交频率调制（OFDM）和多输入多输出（MIMO）系统的结合在现代通信系统中起着重要的作用。为了满足不断增长的吞吐量需求，未来的MIMO-OFDM接收机预计将利用大量的天线，在动态环境中工作，并探索高频段，同时满足成本，功率和尺寸方面的严格约束。一种实现降低成本和功耗的大规模MIMO接收机的新兴技术是基于动态超表面天线（DMA），其固有地实现捕获中的可控压缩。在这项工作中，我们研究的应用DMA的MIMO-OFDM接收机与比特约束的模数转换器（ADC）。我们提出了一个模型的DMA占其超材料元素的可配置的频率选择性配置文件，从而在频谱灵活的混合结构。然后，我们利用之前基于任务的量化结果来展示如何配置DMA以在存在约束ADC的情况下改善恢复，并提出基于信道状态信息调整DMA参数的方法。我们的数值结果表明，基于DMA的接收机是能够准确地恢复OFDM信号。特别是，我们表明，通过适当地利用DMA的频谱分集，显着的性能增益获得了现有的设计传统的混合架构，证明了潜在的DMA的MIMO-OFDM设置在实现高性能的大规模天线阵列的降低成本和功耗。
2019-12-14 cs.IT eess.SP math.IT
User-Centric Cell-Free Massive MIMO With RIS-Integrated Antenna Arrays
本文提出将RIS集成到无小区大规模MIMO接入点的天线阵列中作为智能发射面，以减轻乘性衰落效应并以低成本匹配大型天线阵列性能，仿真验证了该架构在上行链路中显著提升数据速率的有效性。
2024-09-24 cs.IT eess.SP math.IT
Complete Power Reallocation for MU-MIMO under Per-Antenna Power Constraint
提出了一种基于单天线功率约束的波束形成方法。虽然许多波束形成器的设计与PAPC需要解决复杂的优化问题，所提出的完整的功率重新分配（CPR）的方法可以生成具有优良性能的波束形成器，只有与线性操作。CPR被设计成具有简单的结构，使其具有高度的灵活性和实用性。在本文中，三个CPR的变化，考虑算法收敛速度，和速率最大化，并对信道的不确定性的鲁棒性。仿真结果验证了CPR及其变体满足其设计标准，因此，CPR可以很容易地用于各种目的。
2021-02-12 cs.IT eess.SP math.IT
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
Nonregenerative MIMO Relaying with Optimal Transmit Antenna Selection
我们推导出最佳信噪比为基础的发射天线选择规则在源和中继的非再生半双工MIMO中继信道。虽然天线选择是波束成形的次优形式，但其具有以下优点：优化是易处理的，并且可以仅利用从目的地到源和中继的几个比特的反馈来实现。我们比较的比特出错率的最佳天线选择在源和中继到其他建议的波束成形技术，并提出执行必要的有限反馈的方法。
2008-01-21 cs.IT math.IT
Scalable and Energy-Efficient Millimeter Massive MIMO Architectures: Reflect-Array and Transmit-Array Antennas
混合模拟-数字架构被认为是实现毫米波（mmWave）大规模多输入多输出（MIMO）系统的有希望的候选者，因为它们通过将一些信号处理操作移动到模拟域中来实现所需的昂贵的射频（RF）链的数量的显著减少。然而，混合MIMO架构的包括RF分配器、组合器、移相器和线路连接的模拟馈送网络由于其对于大量发射天线的过高功耗而不可扩展。出于这种限制，在本文中，我们研究了新的大规模MIMO架构，即反射阵列（RA）和发射阵列（TA）天线。我们表明，RA和TA天线的预编码器必须满足不同的约束条件相比，传统的MIMO架构。考虑到这些限制，并利用毫米波信道的稀疏性，我们设计了一个有效的预编码器的基础上的正交匹配追踪算法的RA和TA天线。此外，为了公平地比较RA和TA天线与传统的全数字和混合MIMO架构的性能，我们开发了一个统一的功耗模型。我们的仿真结果表明，与传统的MIMO架构，RA和TA天线是高能效和完全可扩展的发射天线的数量方面。
2018-11-07 cs.IT math.IT
Iterative Antenna Selection for Secrecy Enhancement in Massive MIMO Wiretap Channels
对大规模MIMO系统的兴趣的增长伴随着硬件成本和计算复杂性。天线选择是克服这种成本加复杂性问题的有效方法，这也提高了窃听设置中的保密性能。最佳天线选择需要穷举搜索，这对于大维度的设置在计算上是不可行的。提出了一种大规模多用户MIMO窃听环境下的天线选择迭代算法。该算法采用逐步的方法来找到合适的发射天线子集。数值研究描绘了一个显着的增强的保密性能。
2018-05-30 cs.IT math.IT
Stepwise Transmit Antenna Selection in Downlink Massive Multiuser MIMO
由于大规模MIMO系统的RF电路中的大功率消耗，诸如能量效率或带宽效率的实际相关性能度量既不一定是总发射功率的单调函数，也不一定是有源天线的数量的单调函数。然而，在这些系统中，最佳天线选择在计算上是不可行的。在本文中，我们提出了一种迭代算法来优化发射功率和所选天线的子集受到非单调性能指标在大规模多用户MIMO设置。数值结果给出了能源效率，并表明，对于几个设置所提出的算法报告的选择的天线的最佳数量显着小于发射天线的总数。这一事实表明，在几个大规模MIMO场景中的天线选择不仅降低了硬件复杂度和RF成本，而且提高了系统的能量效率。
2018-02-19 cs.IT math.IT
Favorable Propagation for Massive MIMO with Circular and Cylindrical Antenna Arrays
研究了均匀圆形和圆柱形天线阵列的大规模MIMO系统。有利的传播特性严格地证明了在LOS环境中，对于固定的天线间距和在一些温和的条件下，渐近地保持。分析是基于一种新的方法，使用贝塞尔函数展开，一个新的边界技术和简化的表示服从克罗内克结构的阵列几何形状的用户间干扰。
2021-12-04 cs.IT math.IT
Multiuser SM-MIMO versus Massive MIMO: Uplink Performance Comparison
在本文中，我们提出了大规模多用户{ \em空间调制多输入多输出（SM-MIMO）}系统中的信号检测算法。在大规模SM-MIMO中，每个用户配备有多个发射天线（例如，2或4个天线），但只有一个发射RF链，并且基站（BS）配备有数十到数百个（例如，128)接收天线。在SM-MIMO中，在给定的信道使用中，每个用户激活其多个发射天线中的任何一个，并且除了通过常规调制符号（例如，QAM）。我们提出了两种不同的算法用于在BS处检测大规模SM-MIMO信号;一种是基于{ \em消息传递}，另一种是基于{ \em局部搜索}。所提出的算法实现了很好的性能和规模。此外，对于相同的频谱效率，多用户SM-MIMO比传统的多用户MIMO（最近被称为大规模MIMO）好几个dB;例如，对于16个用户、BS处的128个天线以及每用户4个bpcu，在$10^{-3}$未编码BER处，具有每用户4个发射天线和4-QAM的SM-MIMO比具有每用户1个发射天线和16-QAM的大规模MIMO性能好大约4到5dB。SM-MIMO优于大规模MIMO的SNR优势可以归因于以下原因：（i）由于空间索引比特，SM-MIMO可以使用与大规模MIMO中的QAM字母表相比更低阶的QAM字母表来实现相同的频谱效率，以及（ii）对于相同的频谱效率和QAM大小，大规模MIMO将需要每个用户更多的空间流，这导致空间干扰增加。
2013-11-06 cs.IT math.IT
On the Required Number of Antennas in a Point-to-Point Large-but-Finite MIMO System: Outage-Limited Scenario
本文研究了点对点多输入多输出（MIMO）系统的性能存在的一个大的，但有限数量的天线在发射机和/或接收机。考虑到有和没有混合自动重传请求（HARQ）反馈的情况下，我们确定的最小数量的发射/接收天线，需要满足不同的中断概率约束。我们的结果得到了不同的衰落条件下，功率放大器的效率对MIMO-HARQ系统的性能的影响进行了分析。此外，当天线数目增加时，我们推导出MIMO-HARQ系统的渐近性能的封闭形式的表达式。我们的分析和数值计算结果表明，不同的中断要求可以满足相对较少的发射/接收天线。
2015-04-30 cs.IT math.IT
Antenna Deployment Method for MIMO Radar under the Situation of Multiple Interference Regions
研究了分布式多输入多输出（MIMO）雷达同时考虑多个干扰区域的天线优化配置问题。提出了一种基于多目标粒子群优化（MOPSO）的天线优化部署方法，解决了天线优化部署问题。首先，我们建立了一个多目标优化问题的MIMO雷达天线部署，选择不同区域的干扰功率密度为目标函数。然后，为了在不浪费时间和计算资源的情况下获得最优部署结果，提出了一种基于间隔距离的迭代收敛准则。迭代收敛准则可以用来停止MOPSO优化过程中有效地当最优天线部署算法达到所需的收敛水平。最后，数值结果验证了所提出的算法的有效性。
2017-01-20 cs.IT math.IT
Antenna Selection for Large-Scale MIMO Systems with Low-Resolution ADCs
降低大规模多输入多输出（MIMO）系统中的功耗的一种方式是采用低分辨率模数转换器（ADC）。在本文中，我们研究了具有低分辨率ADC的大规模MIMO接收机的天线选择，从而在ADC的分辨率和数量方面提供更大的灵活性。为了将量化效应，我们概括了现有的目标函数的贪婪的容量最大化天线选择方法。推导出的目标函数提供了一个机会，以选择一个天线之间的额外的信道增益和增加量化误差的最佳权衡。使用广义目标函数，我们提出了一种天线选择算法的基础上，传统的天线选择算法，而不会增加整体的复杂度。仿真结果表明，在相同天线数下，该算法的可达容量优于传统算法。
2019-04-20 cs.IT math.IT
On Robustness of Massive MIMO Systems Against Passive Eavesdropping under Antenna Selection
在大规模MIMO窃听设置中，基站可以通过朝向合法终端的窄波束形成来显著抑制窃听者。数值研究表明，通过这种方法，保密是在没有显着的成本。我们称之为大规模MIMO系统的“保密免费”的属性，并表明，它不仅持有时，在基站的所有发射天线，但也只有一个天线被设置为活动。使用线性预编码，当基站处的可用发射天线的总数变大时，甚至当仅选择固定数量的发射天线时，对窃听者的信息泄漏可以充分地减少。这一结果表明，被动窃听对大规模MIMO系统没有显着的影响，无论有源发射天线的数量。
2018-08-14 cs.IT math.IT
DoF Region of the Decentralized MIMO Broadcast Channel -- How many informed antennas do we need?
在这项工作中，我们研究了网络MIMO设置，其中一组$M$发射天线，可能不共处一地，共同服务于两个多天线用户分别赋予$N_1$和$N_2$天线，在发射机的信道状态信息（CSI）的不完善共享的影响。我们考虑的情况下，只有一个子集的$k$发射天线可以访问完美的CSI，而其他$M-k$发射天线只能访问有限精度CSI。对这种配置的分析旨在回答一个额外的信息天线能提供多大帮助的问题。我们将这种情况建模为分散式MIMO广播信道（BC），并表征自由度（DoF）区域，表明仅需要具有完美CSI的$k=\max(N_1,N_2)$天线来实现具有无处不在的完美CSI的传统BC的DoF。此外，我们确定通过向额外的发射天线提供CSI获得的DoF的增加。
2020-05-13 cs.IT math.IT
A New Reconfigurable Antenna MIMO Architecture for mmWave Communication
毫米波（mmWave）频带中可用的大频谱已经成为满足第五代（5G）无线网络的巨大容量需求的有前途的解决方案。然而，为了充分利用毫米波通信的潜力，应该克服诸如严重路径损耗、信道稀疏和硬件复杂性等障碍。在本文中，我们介绍了一种广义的可重构天线多输入多输出（MIMO）架构，利用透镜为基础的可重构天线。所考虑的天线可以通过使用单个RF链同时支持多个辐射模式。由可重构天线提供的自由度首先用于对抗MIMO毫米波系统中的信道稀疏性。此外，为了抑制毫米波频率下的高路径损耗和遮蔽，我们使用速率为1的空时分组码。我们的分析和仿真结果表明，所提出的可重构MIMO架构实现全分集增益，使用线性接收机，而不需要在发送端的信道状态信息。此外，仿真结果表明，所提出的架构优于传统的MIMO传输方案在毫米波信道设置。
2018-03-25 cs.IT math.IT
Sub-modularity and Antenna Selection in MIMO systems
在本文中，我们表明，最大化的互信息在点对点MIMO系统的最佳接收天线子集选择问题是次模块化。因此，贪婪的逐步优化方法，其中在每一步最大化增量增益的天线被添加到现有的天线子集，保证是在一个（1 - 1/e）分数的全局最优值。对于一个单一的天线配备多个中继源和目的地，我们表明，中继天线选择问题，以最大限度地提高互信息是模块化的，当完整的信道状态信息是在中继。因此，贪婪的逐步优化方法导致的中继天线选择问题的最佳解决方案与线性复杂度相比，蛮力搜索，导致指数的复杂性。
2011-12-14 cs.IT math.IT
Spatial Precoder Design for Space-Time Coded MIMO Systems: Based on Fixed Parameters of MIMO Channels
在本文中，我们介绍了新的使用线性空间预编码的多输入多输出（MIMO）信道的固定和已知的参数的基础上，以提高空时编码MIMO系统的性能。我们推导出线性空间预编码方案的相干（信道是已知的接收机）和非相干（信道是未知的接收机）空时编码MIMO系统。天线间距和天线放置（几何形状）被认为是MIMO信道的固定参数，其在发射机处是容易知道的。这些预编码方案利用MIMO信道两端的天线布局信息来改善非理想天线布局对空时编码系统性能的影响。在这些方案中，对于给定的发射和接收天线配置，预编码器是固定的，并且发射机不需要来自接收机的信道状态信息（部分或全部）的任何反馈。两个预编码方案的封闭形式的解决方案，提出了多达三个接收机天线的系统。提出了一种适用于三个以上接收天线的广义方法。我们使用相干空时分组码（STBC）和差分空时分组码来分析预编码方案的性能。仿真结果表明，在低信噪比，这两个预编码器给出了显着的性能改善比非预编码系统的小天线孔径尺寸。
2005-12-13 cs.IT math.IT
Error Performance of Various QAM Schemes for Nonrenegerative Cooperative MIMO Network with Transmit Antenna Selection
该文分析了瑞利衰落信道下双跳协作多输入多输出（MIMO）系统的性能。对于所考虑的系统模型，采用非再生MIMO方案与发射天线选择策略（TAS）。在该方案中，选择使接收机处的总接收信号功率最大化的单个发射天线用于发射。从平均符号出错率的各种正交幅度调制（QAM）方案，如一般阶六角形QAM（HQAM），一般阶矩形QAM（RQAM）和32交叉QAM（XQAM）的有用的见解。Monte-Carlo模拟进行验证推导出的解析表达式。
2018-09-05 cs.IT math.IT
Degrees of Freedom Region of the MIMO X channel with an Arbitrary Number of Antennas
我们的特点的总自由度（DoF）的满秩MIMO X信道与任意数量的天线在每个节点。我们阐明，现有的外边界是紧密的任何天线配置，并提供发射和接收滤波器的设计，达到这个外边界。所提出的可实现的方案利用信道扩展方面，符号和非对称复杂的信令时，通信是在一个恒定的信道的情况下进行的，也适用于时变信道。所提出的方案是一个一般的框架，推导出的总自由度的任何两个由两个多用户信道。此外，秩亏MIMO信道的情况下，自然解决，它表明，总的自由度的干扰（IC）和MIMO X信道一般优于满秩MIMO的情况下
2012-10-09 cs.IT math.IT
On the SINR Distribution of SWIPT MU-MIMO with Antenna Selection
在本文中，我们提供了一个封闭的形式近似的全双工同时无线信息和功率传输（SWIPT）多用户MIMO（MU-MIMO）系统的信号干扰噪声比（SINR）分布的传感器用户的接收信号与完美和不完美的信道状态信息（CSI）和发射天线选择方案在发送端。我们还研究了具有迫零波束形成（ZFBF）和具有发射天线选择的聚合器（AGG）接收机处的天线选择的上行链路的SINR分布。具有完美和不完美CSI的下行链路SINR由多变量Beta II型分布建模，并且具有完美和不完美CSI的上行链路由多变量Wishart分布建模。我们将所提出的分布分析结果与Monte-Carlo模拟结果进行了比较，并获得了完美的匹配。
2018-05-24 cs.IT math.IT
A Fair Comparison Between Spatial Modulation and Antenna Selection in Massive MIMO Systems
当RF链的数量远低于发射天线的数量时，天线选择和空间调制都允许低复杂度MIMO发射机。在这篇手稿中，我们提出了一个定量的性能比较这两种方法，考虑到实现的限制，如天线切换。我们考虑一个带限MIMO系统，其中的脉冲形状的设计，使得带外发射满足所需的频谱掩模。考虑天线选择和空间调制，确定了该系统的比特出错率。结果表明，对于发射侧和接收侧的任何阵列尺寸，只要功率效率小于某个阈值水平，天线选择优于空间调制。通过超过该阈值，空间调制开始表现优异。我们的调查表明，阈值采取较小的值，作为接收天线的数量越来越大。这表明空间调制是大规模MIMO系统中上行链路传输的有效技术。
2019-04-03 cs.IT math.IT
Relationship between Cross-Polarization Discrimination (XPD) and Spatial Correlation in Indoor Small-Cell MIMO Systems
在这封信中，我们提出了一个相关的信道模型的双极化天线全向天线在室内小小区多输入多输出（MIMO）系统。在室内环境中，我们确认，交叉极化歧视（XPD）的出发角方向可以表示为MIMO信道的空间相关性。我们还评估了基于双极化天线的MIMO信道模型和空间相关的信道模型，使用三维（3D）射线跟踪模拟器。此外，我们提供了等效的相邻天线之间的距离根据XPD，提供设计双极化天线及其阵列的见解。
2017-12-06 cs.IT math.IT
