Achievable Rates over Doubly Selective Rician-Fading Channels under Peak-Power Constraint
本文的目的是获得一个更好的知识，可达到的数据率在非相干莱斯衰落信道的时间和频率记忆。我们假设输入信号的平均功率和峰值功率都是有限的，并且峰值功率限制应用于时域。该速率的表达式基于假设独立且相同分布的输入数据符号的互信息的下限。下限表示为两项之差。第一项是相干信道的信息速率，其具有由峰值功率限制产生的加权信噪比。第二项是惩罚项，在信道的多普勒频谱中是明确的，其捕获由非相干设置引起的信道不确定性的效果。信道参数，如延迟和多普勒扩展，对信息速率的影响进行了讨论，并在一个实验的莱斯信道调查在水声环境中的数值应用。
2012-07-12 cs.IT math.IT
Lattice coding for Rician fading channels from Hadamard rotations
在本文中，我们研究了莱斯衰落无线信道的格型编码。这是特别是由初步研究表明，毫米波长无线通信的莱斯衰落模型的动机。我们限制到格码所产生的旋转$\mathbb{Z}^n$，和一个单输入单输出（SISO）通道。我们观察到，几个晶格设计标准建议Hadamard旋转的最优性。例如，我们证明了Hadamard旋转最大化所有旋转的$\mathbb{Z}^n$晶格中的金刚石填充密度。最后，我们提供了模拟表明，阿达玛旋转优于最佳代数旋转和交叉包装格子在Rician通道。
2017-01-26 cs.IT math.IT
Schur Complement Based Analysis of MIMO Zero-Forcing for Rician Fading
对于具有迫零检测（ZF）的多输入/多输出（MIMO）空间复用，莱斯衰落的信噪比（SNR）分析涉及发送样本相关（Gramian）矩阵的繁琐的非中心Wishart分布（NCWD）。具有\textsl{virtual} CWD的\textsl{approximation}先前为ZF SNR产生近似（虚拟）伽马分布。然而，分析条件合格的SNR分布近似的准确性是未知的。因此，我们一直试图准确地描述莱斯衰落的ZF SNR。我们以前的尝试只成功的唯一Rician衰落流下Rician-瑞利衰落，通过写它作为标量舒尔补（SC）在Gramian。在这里，我们追求一个更一般的，矩阵SC为基础的分析，以表征信噪比时，几个流可能会经历莱斯衰落。一方面，对于全莱斯衰落，SC分布被发现是完全CWD当且仅当信道平均相关\textsl{condition}成立。有趣的是，这种CWD与由\textsl{approximation}引起的\textsl{virtual} CWD相一致。因此，在\textsl{condition}下，实际和虚拟SNR分布一致。另一方面，对于Rician-Rayleigh衰落，矩阵SC分布的特征在于与元素的函数元素的矩阵的行列式，这也产生了一个新的表征ZF信噪比。平均错误概率结果验证了我们的分析与~仿真
2014-09-26 cs.IT math.IT
On the Capacity and Mutual Information of Memoryless Noncoherent Rayleigh-Fading Channels
研究了无记忆非相干单输入单输出（SISO）瑞利衰落信道。当输入幅度分布是离散的并且被限制为具有两个质量点时，导出了该信道的输出和输入之间的互信息的封闭形式表达式，并且随后示出了如何使用这些表达式来获得该信道对于高达约0 dB的信噪比（SNR）值的容量的封闭形式表达式，以及SNR值在0 dB和10 dB之间的紧容量下限。给出了信道容量及其下界的表达式，该表达式是通过数值求根算法得到的参数的函数。
2006-05-17 cs.IT math.IT
On Noncoherent Multiple-Antenna Rayleigh Block-Fading Channels at Finite Blocklength
School of Computer and Software Engineering, Xihua University（西华大学计算机与软件工程学院）；Universidad Carlos III de Madrid（马德里卡洛斯三世大学）；Gregorio Marañón Health Research Institute（格雷戈里奥·马尼翁健康研究所）
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
VLSF Decoding with Reliability Guarantees over Correlated Noncoherent Fading Channels
Inria（法国国家信息与自动化研究所）；Université de la Polynésie française（法属波利尼西亚大学）；Princeton University（普林斯顿大学）；Univ. Rennes, INSA, CNRS, IETR UMR 6164（雷恩大学、国立应用科学学院、法国国家科学研究中心、信息电子工程研究所）；Inria, INSA Lyon, CITI Laboratory（法国国家信息与自动化研究所、里昂国立应用科学学院、信息与通信技术创新实验室）
本文研究了在相关非相干衰落信道上变量长度停止反馈码的可靠性保证解码，通过信息密度演变推导出可计算的有限块长上下界，用于分析VLSF解码停止时间并评估衰落相关性的影响。
2026-04-17 cs.IT math.IT
Low SNR Capacity of Noncoherent Fading Channels
离散时间瑞利衰落单输入单输出（SISO）和多输入多输出（MIMO）信道被认为是在发送端或接收端没有信道状态信息。假设衰落是平稳的，并且在时间上是相关的，但是在天线之间是独立的。峰值功率和平均功率的约束施加在发射天线。对于MIMO信道，这些约束要么施加在天线上的总和上，要么施加在每个单独的天线上。对于SISO信道和MIMO信道的总功率约束，渐近容量的峰值信噪比趋于零的确定;对于MIMO信道的个别功率约束，这种渐近容量得到了一类信道称为发射可分离信道。MIMO信道与个人的功率约束的结果进行到SISO信道与延迟扩展（即频率选择性衰落）。
2008-12-15 cs.IT math.IT
Performance Impact of LOS and NLOS Transmissions in Dense Cellular Networks under Rician Fading
在本文中，我们分析了密集的小小区网络（SCN）的性能。我们推导出的解析表达式，其覆盖概率和区域频谱效率（ASE）使用的路径损耗模型，认为视线（LOS）和非LOS（NLOS）组件。由于小小区基站（BS）和用户设备（UE）在这样密集的SCN中的紧密接近，我们还考虑Rician衰落作为LOS和NLOS衰落传输的多径衰落信道模型。在现有的密集SCN分析工作中，所使用的瑞利衰落是不够准确的。然后，我们比较了密集SCN的LOS和NLOS传输的性能影响下，莱斯衰落的基础上瑞利衰落。分析和仿真结果表明，在密集的SCNs中，当LOS传输占主导地位时，莱斯衰落对系统整体性能的影响很小，并且无助于解决许多干扰信号从NLOS向LOS过渡所带来的性能损失。
2016-10-28 cs.IT math.IT
Finite-Blocklength Bounds on the Maximum Coding Rate of Rician Fading Channels with Applications to Pilot-Assisted Transmission
我们提出了一个固定的数据包大小和一个固定的数据包错误概率的最大编码率可实现的莱斯块衰落信道上的非渐近界。我们的界限，这适用于没有先验信道状态信息的情况下，在接收机，允许一个量化的速率增益之间的权衡所造成的利用时间-频率分集和速率损失造成的快速信道变化和导频符号开销。
2017-05-23 cs.IT math.IT
On the Low SNR Capacity of Maximum Ratio Combining over Rician Fading Channels with Full Channel State Information
在这封信中，我们研究了最大比合并（MRC）莱斯衰落信道的遍历容量与完整的信道状态信息（CSI）在发送端和接收端。我们专注于低信噪比（SNR）制度，我们表明，容量的规模为（L Ω/（K+L））SNR log（1/SNR），其中Ω是每个分支的预期信道增益，K是莱斯衰落因子，L是分集分支的数量。我们表明，在发射机的一位CSI反馈是足够的，以实现这种能力，使用开关功率控制方案。我们的框架可以被看作是最近建立的结果在低信噪比制度的衰落信道容量特性的概括。
2013-01-04 cs.IT math.IT
Bivariate Rician shadowed fading model
在本文中，我们提出了一个二元Rician阴影衰落模型，其中的阴影被假定为遵循Nakagami- $m$分布。我们推导出精确的表达式，涉及一个单一的联合概率密度函数（PDF）和联合累积分布函数（CDF）的积分，我们还推导出一个精确的封闭形式的表达的矩生成函数（MGF）。作为一个直接的后果，我们得到了一个封闭形式的表达的权力之间的相关系数的Rician阴影变量作为模型的基础变量之间的相关系数的函数。此外，在特定的情况下，整数$m$，我们表明，PDF可以表示在封闭的形式中的总和m梅杰G-函数的两个变量。结果被应用于分析的中断概率（OT）的双分支选择合并器（SC）在相关的莱斯阴影衰落和评估的水平交叉率（LCR）和平均衰落持续时间（AFD）的采样莱斯阴影衰落包络。
2017-01-11 cs.IT math.IT
Hardware Impairments Aware Full-Duplex NOMA Networks Over Rician Fading Channels
研究了莱斯衰落信道下的一种协作全双工非正交多址接入方案。实际上，考虑收发器处的不完美连续干扰消除（ipSIC）和残余硬件损伤（RHI）。为了评估所考虑的系统的性能，所考虑的系统的中断概率（OP）和遍历率（ER）的解析近似表达式的推导，并探讨了渐近性能。仿真结果表明，与半双工（HD）模式相比，FD合作NOMA可以提高系统的遍历和速率（ESR）。
2020-04-24 cs.IT math.IT
A Lower Bound on the Noncoherent Capacity Pre-log for the MIMO Channel with Temporally Correlated Fading
我们推导出一个时间相关的瑞利块衰落多输入多输出（MIMO）信道的容量pre-log的下界与T发射天线和R接收天线在非相干设置（没有先验信道知识的发射机和接收机）。在该模型中，衰落过程在长度为L的块之间独立地变化，并且在每个发射-接收天线对的每个块内与对应的相关矩阵的给定秩Q在时间上相关。我们的结果表明，对于几乎所有的着色矩阵的时间相关性模型的选择，前日志可以下限T（1-1/L），T <=（L-1）/Q，如果R是足够大的。广泛使用的恒定块衰落模型等效于Q = 1的时间相关块衰落模型，用于当每个发射-接收天线对的时间相关性相同时的特殊情况，这在实践中不太可能被观察到。对于恒定块衰落模型，容量前对数由T（1-T/L）给出，其小于我们对于Q = 1的情况的下限。因此，我们的结果表明，恒定块衰落模型的假设导致了容量前日志的悲观结果。
2013-02-11 cs.IT math.IT
Uplink Spectral Efficiency of Massive MIMO with Spatially Correlated Rician Fading
本文研究了具有空间相关莱斯衰落信道的多小区大规模MIMO（多输入多输出）系统的上行链路。该信道模型由确定性视线（LoS）路径和随机非视线（NLoS）分量组成，描述了空间相关的多径环境。我们推导出该模型的最小均方误差（MMSE）和最小二乘（LS）信道估计的统计特性。使用这些估计的最大比（MR）组合，严格的封闭形式的UL频谱效率（SE）的表达式。数值结果表明，当使用MMSE估计器时，SE比LS估计器更高，并且性能差距随着天线数目的增加而增加。此外，Rician衰落提供比Rayleigh衰落更高的可实现SE，因为LoS路径提高了总和SE。
2018-05-21 cs.IT math.IT
On the Capacity of Decode-and-Forward Relaying over Rician Fading Channels
本文用幂级数的形式导出了两个具有两个自由度的非中心卡方随机变量的最小值的概率密度函数和累积分布函数。借助导出的PDF和CDF，我们得到了不同莱斯衰落信道下解码转发（DF）协作系统中以下自适应协议的精确遍历容量：（i）具有最优速率自适应的恒定功率协议;（ii）同时具有最优功率和速率自适应的协议;（iii）具有固定速率的信道反转协议。通过使用容量的解析表达式，可以观察到，最佳功率和速率自适应提供更好的容量比最佳速率自适应恒定功率从低到中等的信号-噪声比值在不同的莱斯衰落信道。尽管复杂度低，信道反转为基础的自适应传输所示遭受显着的容量损失相比，其他自适应传输为基础的技术在DF Rician信道。
2014-07-04 cs.IT math.IT
Quasi-Degradation Probability of Two-User NOMA over Rician Fading Channels
非正交多址接入（NOMA）具有提供比正交多址接入（OMA）更高的多用户无线网络频谱效率的巨大潜力。以前的工作已经建立了条件，称为准退化（QD）的概率，在此条件下，NOMA没有性能损失相比，实现容量脏纸编码的两个用户的情况下。现有的结果假设瑞利衰落信道没有视线（LOS）。在许多实际场景中，信道LOS分量对链路质量至关重要，其中信道增益遵循Rician分布而不是Rayleigh分布。在这项工作中，我们分析了量子点概率多输入单输出（MISO）信道的莱斯衰落。QD概率很大程度上取决于两个用户信道之间的角度，这涉及随机向量的矩阵二次型和随机矩阵。对于确定性LOS分量，矩阵二次型的分布是非中心的，这使得QD概率的推导变得非常复杂。为了弥补这一困难，提出了一系列的近似，产生一个封闭形式的表达的QD概率MISO Rician信道。数值结果评估分析的准确性，并得到洞察的最优性的NOMA在莱斯衰落信道。
2021-03-10 cs.IT math.IT
Generic Correlation Increases Noncoherent MIMO Capacity
本文研究了MIMO瑞利块衰落信道在非相干环境下的高信噪比容量，在这种环境下，发送端和接收端都没有先验的信道状态信息。我们表明，当接收天线的数量足够大，每个块内的时间相关性是“通用的”（在干扰对齐文献中使用的意义），容量pre-log由T（1-1/N）T<N，其中T表示发射天线的数量和N表示块的长度。与广泛使用的恒定块衰落信道（其中每个块内的衰落是恒定的）的比较表明，对于大的块长度，通用相关性将容量预对数增加约四倍。
2013-06-05 cs.IT math.IT
On the Capacity of Multiple Antenna Systems in Rician Fading
在信道状态信息（CSI）仅在接收端可用的假设下，研究了Rician性对多天线系统容量的影响。这种系统的平均功率约束的容量被认为是在两个不同的假设下的知识在发射机上可用的衰落：在这种情况下，发射机根本没有知识的衰落，和在这种情况下，发射机的知识的分布的衰落过程，但不是瞬时CSI。前一种情况下的确切容量，而容量界推导出后一种情况。一个新的信令方案也提出了后者的情况下，它表明，通过利用知识的Rician-ness在发射机通过这个信令方案，可以实现显着的容量增益。推导出的能力界限显式评估提供数值结果在一些有代表性的情况下。
2005-01-21 cs.IT math.IT
Exact MIMO Zero-Forcing Detection Analysis for Transmit-Correlated Rician Fading
我们分析了多输入/多输出（MIMO）通信系统采用空间复用和迫零检测（ZF）的性能。ZF信噪比（SNR）的分布的特征在于预期流或干扰流经历莱斯衰落时，以及衰落可以在发送侧上相关时。以前，精确的ZF分析的基础上，一个众所周知的SNR表达式已受到阻碍的非中心性的Wishart分布。此外，中心Wishart分布的近似值并没有被证明是一致准确的。相比之下，以下精确的ZF研究从分离预期和干扰信道增益向量的较不知名的SNR表达式进行。首先条件，然后平均的干扰，ZF信噪比分布的Rician-Rayleigh衰落被证明是一个无限的伽玛分布的线性组合。另一方面，对于瑞利-莱斯衰落，ZF SNR被示出为伽马分布。基于信噪比分布，我们推导出ZF平均错误概率、中断概率和遍历容量的新的级数表达式。数值结果证实了我们的新表达式的准确性，并揭示了干扰和信道统计对性能的影响。
2014-01-02 cs.IT math.IT
Performance of Viterbi Decoding with and without ARQ on Rician Fading Channels
在本文中，我们研究的Viterbi译码算法的性能与自动重传请求（ARQ）在莱斯平坦衰落信道与无限交织。我们表明，相对于比特能量噪声比的平均比特错误概率的衰减率至少等于$d_f$在高比特能量噪声比的两种情况下（与ARQ和没有ARQ），其中$d_f$是卷积码的自由距离。Yamamoto-Itoh标志有助于以可忽略的重传率将平均比特错误概率降低$4^{d_f}$的因子。我们还证明了一个有趣的结果，平均误码率衰减指数快速相对于任何固定的比特能量每噪声比的Rician因子。此外，相对于Rician因子的平均比特误差指数被示出为$d_f$。
2018-10-04 cs.IT math.IT
On the Sensitivity of Noncoherent Capacity to the Channel Model
平稳离散时间衰落信道的非相干容量对信道模型的细节非常敏感。更具体地，衰落过程的功率谱密度为非零的谐波集合的测量确定容量在SNR上是按比例增长还是比按比例增长慢。一个工程相关的问题是表征SNR值，在该SNR值处，该灵敏度开始起作用。在本文中，我们考虑一般类的连续时间瑞利衰落信道，满足广义平稳不相关散射（WSSUS）的假设，此外，欠扩展。对于这一类的信道，我们表明，非相干容量接近AWGN容量的实际利益的所有SNR值，独立的散射函数是否是companimously支持与否。作为我们的分析的副产品，我们得到了一个信息理论的正交频分复用系统的脉冲设计准则。
2009-05-05 cs.IT math.IT
Short Packets over Block-Memoryless Fading Channels: Pilot-Assisted or Noncoherent Transmission?
我们提出了非渐近的上限和下限的最大编码速率时，可实现传输短数据包在莱斯无记忆块衰落信道的数据包错误概率的给定要求。我们专注于实际相关的情况下，没有\emph{a priori}信道状态信息可在发射机和接收机。建立在最小-最大逆的上限相比，两个下限：第一个依赖于一个非相干传输策略，其中的衰落信道不明确估计在接收机;第二个采用导频辅助传输（PAT），其次是最大似然信道估计和缩放失配最近邻解码在接收机。我们的界限是紧到足以揭开最佳数量的分集分支，一个数据包应该跨越，使每比特所需的能量，以实现一个目标的数据包错误概率最小化，对于一个给定的约束的码率和数据包的大小。此外，边界揭示了非相干传输比PAT更节能，即使当导频符号的数量和它们的功率被优化时。例如，对于在块大小等于$8$符号的块衰落信道上使用速率为$0.48$比特/信道使用的信道码来发送$168$符号的编码分组的情况，PAT需要每信息比特额外的$1.2$ dB能量，以实现与适当设计的非相干传输方案相比为$10^{-3}$的分组差错概率。最后，我们设计了一个PAT计划的基础上打孔咬尾准循环码和有序统计解码，其性能接近（$1$ dB差距在$10^{-3}$分组错误概率），我们的PAT下界预测。这表明，PAT下限提供了有用的指导方针，实际PAT计划的设计。
2017-12-18 cs.IT math.IT
Noncoherent ISAC over Block-Fading Channels: Asymptotic Performance Analysis
Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学）；Technische Universität Berlin（柏林工业大学）
研究严格非相干条件下集成感知与通信（ISAC）系统的极限性能和最优信号分布设计，在高SNR下提出感知诱导速率损失度量并优化空间功率分配，在低SNR下发现感知与通信目标可完美对齐。
2026-06-15 cs.IT math.IT
Oversampling Increases the Pre-Log of Noncoherent Rayleigh Fading Channels
我们分析了连续时间，时间选择性，瑞利块衰落信道的容量在高信噪比（SNR）制度。假设衰落过程在每个块内是固定的，并且从块到块独立地改变;此外，其实现对于发射机和接收机是未知的（非相干设置）。分析该信道容量的常用方法是假设接收机执行匹配滤波，然后以符号率进行采样（符号匹配滤波）。这产生离散时间信道，其中每个传输的符号对应于一个输出样本。Liang和Veeravalli（2004）表明，该离散时间信道的容量随着SNR而几何地增长，其中容量pre-log等于$1-{Q}/{N}$。这里，$N$是在一个衰落块内发送的符号的数量，并且$Q$是每个衰落块内的离散时间信道增益的协方差矩阵的秩。在本文中，我们表明，符号匹配滤波是不是一个容量实现战略的基础连续时间信道。具体来说，我们分析了通过对连续时间信道输出进行过采样而获得的离散时间信道的容量前对数，即，通过比符号速率更快地采样它。我们证明，通过过采样的一个因素两个得到一个容量前日志，至少是大的$1-1/N$。由于对应于符号速率采样的容量预对数是$1-Q/N$，我们的结果确实意味着符号匹配滤波在高SNR下不能实现容量。
2014-08-04 cs.IT math.IT
On the Generalized Degrees of Freedom of Noncoherent Interference Channel
研究了相干时间为T个符号周期、衰落统计量为对称的块衰落非相干2用户干扰信道的广义自由度。我们证明了一个自然的训练为基础的计划，非相干IC，是次优的几个制度。我们研究和分析了几个替代方案：第一个是一个新的非相干方案使用率分裂。我们还考虑了一个方案，将干扰噪声（TIN）和时分复用（TDM）计划。我们表明，一个标准的训练为基础的计划，非相干IC优于这些计划之一，在几个制度：我们的研究结果表明，在非常弱的干扰制度，TIN计划是最好的;在强干扰制度，TDM计划和非相干速率分裂计划提供更好的性能;在其他情况下，无论是TIN，TDM或非相干速率分裂计划可以首选。我们还研究了带反馈的非相干集成电路，并提出了另一种非相干速率分裂方案。再次反馈的情况下，我们的研究结果表明，一个自然的训练为基础的计划可以优于其他计划。
2021-05-10 cs.IT math.IT
Downlink NOMA in Multi-UAV Networks over Bivariate Rician Shadowed Fading Channels
无人机（UAV）将在即将到来的第五代（5G）网络中发挥重要作用。然而，多无人机网络的采用意味着无人机通信中的频谱稀缺是一个迫切需要解决的问题。为此，本文研究了多无人机网络的下行非正交多址接入（NOMA）技术，以提高频谱利用率。使用双变量Rician阴影衰落模型，封闭形式的表达式的联合概率密度函数（PDF），边际累积分布函数（CDF），和中断概率表达式。在一个随机几何框架下的下行NOMA在无人机，中断概率的多无人机网络进行分析，其中它表明，下行NOMA达到较低的中断概率比正交多址接入（OMA）。此外，它表明，NOMA是不太容易受到阴影比OMA。
2019-02-19 cs.IT math.IT
Asymptotic analysis of downlink MIMO systems over Rician fading channels
在这项工作中，我们专注于遍历和速率在单小区的大规模多用户MIMO系统中，基站采用N个天线与$K$单天线用户设备进行通信的下行链路。一个正则化迫零（RZF）计划用于预编码的假设下，每个链路形成一个空间相关的MIMO莱斯衰落信道。假设$N$和$K$以非平凡的比率变大并且在基站处可获得完美的信道状态信息来进行分析。随机矩阵理论和大系统分析的最新结果被用来计算作为系统参数，空间相关矩阵和Rician因子的函数的信号与干扰加噪声比的渐近表达式。数值结果被用来评估在不同的操作条件下的有限系统政权的性能差距。
2016-01-26 cs.IT math.IT
Optimal Constellations for the Low SNR Noncoherent MIMO Block Rayleigh Fading Channel
当每个自由度的信噪比（SNR）较低时，考虑了离散输入/连续输出非相干多输入多输出（MIMO）瑞利块衰落信道中的可靠通信。提出并解决了两个关键问题，以获得最佳的离散输入。在这两个问题中，输入星座的每个空时时隙的平均和峰值功率受到约束。在第一个问题中，输入星座的峰值功率与平均功率比（PPAPR）保持固定，而在第二个问题中，峰值功率独立于平均功率而固定。在第一个PPAPR约束问题中，互信息，其增长为O（SNR ^2），最大化到SNR的二阶。在第二个峰值约束问题中，其中互信息表现为O（SNR），明确表征了直到一阶最优的星座结构，或者等效地，最小化能量/比特的星座结构。此外，在一阶最优的星座中，表征了使互信息最大化到二阶或等效地宽带斜率的星座。在PPAPR约束和峰值约束问题中，最优星座以封闭形式作为非凸优化的解获得，有趣的是，它们被发现是相同的。由于其特殊的结构，通常的解决方案被称为空时正交秩一调制（STORM）。在这两个问题中，可以看出，STORM提供了非相干MIMO容量的行为的尖锐表征。
2008-09-22 cs.IT math.IT
Joint User Identification and Channel Estimation Over Rician Fading Channels
研究了莱斯衰落信道下拥挤的大规模多输入多输出（MIMO）通信系统，其中用户数远大于可用导频序列数。提出了一种无需门限的联合用户识别和视距分量推导算法。基于推导出的LOS分量，我们设计了一个LOS信道估计器和一个更新的信道估计器。
2020-04-13 cs.IT eess.SP math.IT
LMMSE Receivers in Uplink Massive MIMO Systems with Correlated Rician Fading
我们进行了理论分析的大规模MIMO系统的上行链路（UL）与每个用户的信道相关性和莱斯衰落，使用两种处理方法。首先，我们研究了基于训练的不完美信道估计下的线性最小均方误差接收机。其次，我们提出了一种统计组合技术，更适合于强视线（LoS）组件的环境。我们推导出封闭形式的渐近近似的UL频谱效率（SE）达到每个组合方案在单个和多个小区的设置，作为系统参数的函数。这些表达式在LoS传播条件和导频污染等不同因素如何影响整体系统性能方面具有深刻的见解。此外，它们被用来确定最佳的训练符号的数量，这是显着的兴趣在低莱斯因子。研究和数值结果证实，更强的LoS信号导致更好的性能，在这种条件下，统计合并需要更高的SE增益比传统的接收机。
2018-09-06 cs.IT math.IT
Massive MIMO with Spatially Correlated Rician Fading Channels
本文考虑多小区大规模MIMO（多输入多输出）系统中的信道是空间相关的莱斯衰落。该信道模型由确定性视线（LoS）路径和随机非视线（NLoS）分量组成，描述了一个实际的空间相关多径环境。我们推导出该模型的最小均方误差（MMSE），元素的MMSE（EW-MMSE），最小二乘（LS）信道估计的统计特性。使用这些估计的最大比（MR）合并和预编码，严格的封闭形式的上行链路（UL）和下行链路（DL）频谱效率（SE）的表达式推导和分析。当使用不同的信道估计的渐近SE行为进行了分析。数值结果表明，当使用MMSE估计器时，SE比其他估计器更高，并且性能差距随着天线数目的增加而增加。
2019-06-13 cs.IT math.IT
Distributed Spatial Multiplexing Systems with Hardware Impairments and Imperfect Channel Estimation under Rank-$1$ Rician Fading Channels
分析了单天线发射终端和多天线基站接收机的多用户通信系统的性能。该系统在独立和非相同分布的秩- $1$莱斯衰落信道下操作，在收发器处具有不完美的信道估计和残余硬件损伤（假设补偿算法，其减轻主要损伤）。考虑空间复用操作模式，其中所有用户同时将其流发送到接收器。迫零与连续干扰消除（SIC）一起应用，作为用于接收流的有效检测的手段。一些重要的性能指标，即整个系统的中断概率和遍历容量，新的解析封闭形式的表达式。解析表达式和仿真结果都显示了在大规模MIMO和毫米波通信系统的使用场景中，不完美的信道估计和硬件损伤对整体系统性能的影响。
2016-10-25 cs.IT math.IT
On the Performance of NOMA-Based Cooperative Relaying Systems over Rician Fading Channels
非正交多址接入（NOMA）是第五代（5G）无线通信的一种很有前途的技术。由于具有良好信道条件的用户可以通过连续干扰消除（SIC）作为中继来提高系统性能，NOMA和协作中继的结合近年来引起了越来越多的关注。本文研究了基于NOMA的协作中继系统，并提出了一种评估其性能的分析框架。具体地，研究了莱斯衰落信道下NOMA的性能，推导了平均可达速率的精确表达式。此外，我们还提出了一种近似的方法来计算可达到的速率，通过使用高斯-切比雪夫积分。数值结果证实，我们推导的分析结果与Monte Carlo模拟相匹配。
2017-07-22 cs.IT math.IT
Asymptotic Analysis of Multicell Massive MIMO over Rician Fading Channels
本工作考虑多小区大规模MIMO系统的下行链路，其中$N$天线的$L$基站（BS）各自与随机定位在覆盖区域中的$K$单天线用户设备通信。在此设置中，我们有兴趣在估计的总和速率的系统时，MRT和RZF采用的假设下，每个小区内的链路形成MIMO莱斯衰落信道。在每个小区中的数据传输受到信道估计误差、导频污染和任意大尺度衰减的影响的假设下，假设$N$和$K$以非平凡比率$N/K$变大来进行分析。数值结果被用来验证在有限系统政权的渐近分析，并评估在不同的设置下的网络性能。渐近结果也有助于深入了解系统参数之间的相互作用。
2016-05-10 cs.IT math.IT
Error Rate Analysis of Amplitude-Coherent Detection over Rician Fading Channels with Receiver Diversity
幅度相干（AC）检测是一种有效的检测技术，其可以简化接收机设计，同时提供可靠的符号出错率（SER）。因此，这项工作认为，交流检测器的设计和SER分析使用M进制幅度移位键控（MASK）调制莱斯衰落信道。更具体地说，我们得出的最佳，近最佳和次最佳的AC检测器和比较他们的SER相干，非相干和启发式AC检测器。此外，解析SER的启发式检测器推导出使用两种不同的方法，单和多个接收天线。导出的表达式之一表示在一个单一的积分，可以进行数值计算，而第二种方法给出了一个封闭形式的解析表达式的SER，这也是用来推导出一个简单的公式，渐近SER在高信号噪声比（SNR）。所得到的分析和仿真结果表明，交流和相干MASK检测器的SER是可比的，特别是对于高值的Rician K因子，和少量的接收天线。此外，所得结果表明，最佳的交流检测器的SER是等效的相干检测器。然而，最佳AC检测器复杂度过高，特别是在高SNR下。在大多数情况下，启发式AC检测器显着优于最佳非相干检测器，除了在低SNR的二进制ASK的情况下。此外，所得结果表明，启发式交流检测器不受相位噪声的影响，因此在系统受到相当大的相位噪声的情况下，它的性能优于相干检测器。
2019-02-05 cs.IT math.IT
Exact ZF Analysis and Computer-Algebra-Aided Evaluation in Rank-1 LoS Rician Fading
研究了在传输相关莱斯衰落下，N_R × N_T信道矩阵中具有秩为1的视距分量的多输入多输出（MIMO）空间复用迫零检测（ZF）问题。通过使用矩阵变换和多元统计，我们的精确分析产生的信噪比矩生成函数（m.g.f.）作为伽玛分布m.g.f.的无穷级数的和类似的系列，用于ZF性能测量，例如，中断概率和遍历容量。然而，随着Rician K因子、N_R和N_T的增加，它们的数值收敛性存在固有的问题。我们以如下方式规避这一限制。首先，我们推导出微分方程满足的性能指标与一种新的自动化方法，采用计算机代数工具，实现Groebner基础计算和创造性的伸缩。这些微分方程，然后解决与完整梯度法（HGM）从初始条件计算的无穷级数。我们表明，HGM产生更可靠的性能评估比无穷级数单独和更迅速的比模拟，为现实值的K，甚至为N_R和N_T相关的大型MIMO系统。我们设想将所提出的方法扩展到更一般的莱斯衰落和其他收发器方法，以进行精确的分析和可靠的评估。
2016-05-20 cs.IT math.IT
Union Bounds on the Symbol Error Probability of LoRa Modulation for Flat Rician Block Fading Channels
本文研究了平坦莱斯块衰落信道下LoRa调制的误符号性能。首先推导了莱斯衰落下LoRa调制的精确误符号概率。然后，上，下联合界的推导符号错误概率。建议的界限进行比较，对准确的符号错误概率，符号错误概率的数值评估和最先进的近似LoRa符号错误概率。数值结果表明，虽然建议的上限是非常严格的准确的符号错误概率，有大约2.5 dB的差距的下限。
2023-02-11 cs.IT eess.SP math.IT
A Simple Lower Bound on the Noncoherent Capacity of Highly Underspread Fading Channels
如果通信信道的相干时间大于它们的延迟扩展，则它们被称为欠扩展。在这种情况下，它可以表明，在无限带宽限制的信息容量趋向于与完美的接收机信道状态信息（CSI）的信道。本文提出了一个有限带宽的信道容量的下限，表示在一个形式，这是数学上优雅，计算简单。边界方法利用了大多数实际信道是高度欠扩展的事实;并且通常比信道时间变化更了解它们的冲激响应。在正交频分复用系统模型中，通过为短于信道相干时间的各个时间块找到可实现的速率，容量是有下限的。一个高度欠扩展的信道特别感兴趣的是车载信道，并给出了一个数值例子来验证的容量确实是近似的信道与完美的接收机CSI。由此产生的下限被证明是更紧密的比那些以前派生的。
2014-06-23 cs.IT math.IT
Capacity Pre-Log of SIMO Correlated Block-Fading Channels
我们建立了时间相关块衰落单输入多输出（SIMO）信道的非相干容量前对数的上界。该上限与Riegler等人（2011）最近报告的下限相匹配，因此，只要信道协方差矩阵满足温和的技术条件，就可以得到SIMO非相干容量预对数的完整表征。这个结果允许一个确定的接收天线的最佳数量被用来最大化的容量pre-log对于一个给定的块长度和一个给定的秩的信道协方差矩阵。
2011-09-13 cs.IT math.IT
Capacity and Performance Analysis of RIS-Assisted Communication Over Rician Fading Channels
研究了可重构智能表面（RIS）辅助下毫米波通信系统的遍历容量和符号出错率两个性能指标。我们假设独立同分布（i.i.d.）用户-RIS-接入点（AP）之间的Rician衰落，RIS表面由无源反射元件组成。首先，我们推导出一个新的统一的封闭式公式的平均符号错误概率的广义M-QAM/M-PSK信号在此毫米波链路。然后，我们得到新的封闭形式的表达式遍历能力与不信道状态信息（CSI）在AP。
2021-11-08 cs.IT eess.SP math.IT
DNN-Assisted Near-Optimal Codebook Design for Uplink SCMA Schemes over Rician Fading Channels
National Sun Yat-sen University（国立中山大学）；National Yang Ming Chiao Tung University（国立阳明交通大学）
本文提出一种基于无监督深度神经网络的SCMA码本设计框架，利用莱斯因子相关准则统一AWGN与瑞利信道，所获近最优码本在广泛信道条件下显著优于基准方案，适用于超可靠通信。
2026-09-30 cs.IT math.IT
3D Trajectory Optimization in Rician Fading for UAV-Enabled Data Harvesting
在本文中，我们考虑了一个无人机使能的无线传感器网络，其中飞行的无人机是用来收集来自多个传感器节点（SN）的数据。我们的目标是最大限度地提高最小平均数据汇集率从所有SN的规定的可靠性约束，每个SN的联合优化无人机通信调度和三维（3D）轨迹。不同于现有的工作，假设简化的视线（LoS）的无人机-地面信道，我们考虑了更实际的准确度与角度相关的莱斯衰落信道之间的无人机和SN与莱斯因子确定相应的UAV-SN仰角。然而，制定的优化问题是棘手的，由于缺乏一个封闭形式的表达式的一个关键参数，称为有效衰落功率的特征，给定的可靠性要求的中断概率方面的可实现的速率。为了解决这个困难，我们首先近似的参数的logistic（“S”形）函数的三维无人机轨迹，通过使用数据回归方法。然后将原问题转化为一个近似形式，然而，由于其非凸性，仍然具有挑战性。因此，我们进一步提出了一种有效的算法，通过使用块坐标下降技术，迭代优化通信调度，无人机的水平轨迹，其垂直轨迹，以获得其次优解。后两个子问题被证明是非凸的，而局部最优解获得他们使用逐次凸逼近技术。最后，大量的数值结果提供了评估所提出的算法的性能，并得出新的见解的3D无人机轨迹下的莱斯衰落相比，传统的LoS信道模型。
2019-05-08 cs.IT math.IT
Analysis of 1-bit Output Noncoherent Fading Channels in the Low SNR Regime
我们考虑一般的多天线衰落信道与粗量化的输出，其中的信道是未知的发射机和接收机。这种分析是感兴趣的传感器网络通信的背景下，低功耗和低成本的关键要求（例如，标准IEEE 802.15.4应用程序）。这也是由高度能量受限的通信设备驱动的，其中采样信号可能比处理或传输信号消耗更多的能量。因此，用于此类应用的模数转换器（ADC）应该是低分辨率的，以降低其成本和功耗。在本文中，我们考虑的极端情况下，只有1位ADC的每个接收信号分量。我们推导出的互信息的平均和峰值功率约束下的信号噪声比（SNR）的二阶渐近性，并研究量化的影响。我们表明，高达二阶的SNR，互信息的系统与两个级别（符号）的输出信号，仅采用了几乎1.96 dB的功率惩罚因子相比，系统具有无限的分辨率为所有渠道的实际利益。这推广了最近的结果相干的情况下。
2010-10-26 cs.IT math.IT
Noncoherent Capacity of Underspread Fading Channels
我们推导出广义平稳不相关散射（WSSUS）信道的非相干容量的界限，这些信道在时间和频率上都是选择性的，并且是欠扩展的，即，信道的延迟扩展和多普勒扩展的乘积很小。对于在时间和频率上受到峰值约束的输入信号，我们获得了容量的上界和下界，这些上界和下界在信道的散射函数中是明确的，对于大范围的带宽是准确的，并且允许粗略地识别作为峰值功率和信道的散射函数的函数的容量最优带宽。我们还得到了一个封闭形式的表达的一阶泰勒级数展开的容量在大带宽的限制，并表明我们的界限是紧的宽带制度。对于输入信号的峰值约束的时间（因此，允许在频率峰值），我们提供了上限和下限的无限带宽的能力，并找到情况下，当边界重合和无限带宽的能力是其特征在于完全。我们的下界与Viterbi（1967）的一个结果密切相关。本文的分析是基于离散时间离散频率近似的WSSUS时间和频率选择性信道。这种离散化明确地考虑了下扩属性，这是满足几乎所有的无线通信信道。
2008-04-10 cs.IT math.IT
Channel Estimation for Stacked Intelligent Metasurfaces in Rician Fading Channels
针对SIM辅助多用户系统在Rician衰落及LoS条件下的CSI获取难题，提出单阶段基于波设计的MMSE信道估计协议，推导NMSE并给出最优相移。
2025-02-18 cs.IT math.IT
Achievable Rate Analysis of Cooperative Relay Assisted Opportunistic-NOMA under Rician Fading Channels with Channel State Information
在莱斯衰落信道下，分析了发送端已知信道状态信息的协作中继系统（CRS）的平均可达速率。对于数据信号的机会性传输，CSI用于源到中继和源到目的地链路，这帮助发射机即时地从协作NOMA传输和信号的直接传输中选择最佳。为了比较O-NOMA和传统NOMA（C-NOMA）CRS的平均可达速率，给出了可达速率的精确和渐近解析表达式。通过蒙特卡罗模拟验证了渐近结果的各种信道功率和功率分配系数。数值结果表明，随着功率分配系数、信噪比和信道功率的增加，基于O-NOMA的CRS比基于C-NOMA的CRS具有更好的速率性能。
2017-11-08 cs.IT math.IT
Achievable Rate of Rician Large-Scale MIMO Channels with Transceiver Hardware Impairments
收发器硬件损伤（例如，相位噪声、同相/正交相位（I/Q）不平衡、放大器非线性和量化误差）对无线通信的性能具有明显的降级影响。虽然先前的工作已经提高了我们的知识，单用户多输入多输出（MIMO）系统在瑞利衰落信道的硬件损伤的影响，分析包括莱斯衰落信道还没有。在本文中，我们追求的规则和大规模（LS）的莱斯衰落信道MIMO系统的详细分析，推导出新的，封闭形式的表达式，可实现的速率提供了一些重要的见解，为实际的系统设计。更具体地，对于具有硬件损伤的常规MIMO系统，总是存在有限的可实现速率上限，这与发射功率和衰落条件无关。对于LS-MIMO系统，有趣的是发现可实现的速率损失取决于Rician $K$因子，这揭示了LS-MIMO系统中的有利传播可以消除硬件损伤的影响。然而，我们表明，非理想的LS-MIMO系统仍然可以实现高的频谱效率，由于其巨大的自由度。
2015-11-27 cs.IT math.IT
Multi-Pair Two-Way Massive MIMO DF Relaying Over Rician Fading Channels Under Imperfect CSI
研究了莱斯衰落信道下多对双向解码转发中继辅助的大规模多输入多输出天线系统，其中多对用户通过一个具有多根天线的中继站进行信息交换.不完美的信道状态信息被认为是在最大比处理的上下文中。封闭形式的表达式推导出近似的总和频谱效率（SE）的系统。此外，我们得到了在用户和中继站的功率缩放律，以满足一定的SE要求在三个典型的场景。最后，仿真验证了推导结果的准确性。
2021-10-28 cs.IT eess.SP math.IT
Polar-Cap Codebook Design for MISO Rician Fading Channels with Limited Feedback
现有的设计有限反馈系统码本的工作大多没有考虑强视距信道分量的存在。本文提出了莱斯衰落信道下多输入单输出（MISO）有限反馈系统的极冠码本（PCC）设计方法。所设计的PCC的码字根据LOS信道分量的瞬时强度自适应地构造。仿真结果表明，该码本可以显着提高发射波束形成的性能，在接收信噪比（SNR）。
2022-06-27 cs.IT eess.SP math.IT
Security Analysis in Multicasting over Shadowed Rician and α-μ Fading Channels: A Dual-hop Hybrid Satellite Terrestrial Relaying Network
在这个5G技术时代，对高数据率的不断增长的需求导致研究人员开发混合卫星-地面（HST）网络作为传统蜂窝地面系统的替代。由于HST网络遭受的掩蔽效应，可以通过采用地面中继策略来减轻，在这项工作中，我们专注于无线组播通过HST中继网络（HSTRN），其中一个卫星发送消息到多个地面节点通过多个中继下的窃听多个窃听者的努力。我们关心的是保护组播消息被窃听利用著名的机会主义中继技术。我们认为卫星链路遵循阴影莱斯衰落，而地面链路经历α-μ衰落。HSTRN模型的保密性能是通过推导非零保密组播容量、遍历保密组播容量和安全中断概率的封闭形式的组播概率表达式来实现的。利用派生的表达式，我们分析了如何可以保持一个完美的保密水平，尽管恶劣的信道条件，也提出了一个保密权衡中继，多播用户和多个窃听者的数量。最后，数值分析证实通过蒙特卡罗模拟。
2021-07-03 cs.IT math.IT
Bit Error Rate Analysis of M-ARY PSK and M-ARY QAM Over Rician Fading Channel
本文主要研究了莱斯衰落信道中不同信噪比下多进制QAM和多进制PSK的误比特率性能。信号在无线通信系统中经历多径传播，这导致信号幅度在时间上迅速波动，被定义为衰落。莱斯衰落是一种小信号衰落。莱斯衰落是无线电传播不一致性的假设模型，其由无线电信号自身的分数抵消产生，并且因此信号通过几个不同的路径到达接收器。在这种情况下，至少一个目的地路径被延长或缩短。从本文中可以看出，对于M进制QAM和M进制PSK（如256 QAM，64 PSK等），当信噪比以分贝为单位增加时，其误比特率值减小，并利用MATLAB仿真给出了M进制QAM和M进制PSK的星座图。在信噪比一定的情况下，随着分集阶数的增加，误比特率也随之下降。分集是一种有影响的接收机系统，它提供了对接收信号强度的改善。
2020-02-16 cs.IT eess.SP math.IT
Analysis of Optimal Combining in Rician Fading with Co-channel Interference
本文导出了当期望信号和干扰信号都受到莱斯衰落时，采用最佳合并的接收分集系统在a）等功率不相关干扰源b）不等功率干扰源c）干扰源相关情况下的近似误符号率（SER）、中断概率和速率表达式。推导出的表达式适用于任意数量的接收天线和发射器，并为任何正交幅度调制（QAM）星座。此外，我们推导出一个简单的封闭形式的表达SER的干扰限制制度，瑞利衰落的干扰的特殊情况下。一个密切的匹配之间的SER，中断概率和速率的结果，通过推导出的解析表达式和从蒙特卡洛模拟得到的。
2019-05-09 cs.IT eess.SP math.IT
Performance Analysis of Mixed-ADC Massive MIMO Systems over Rician Fading Channels
在未来的第五代（5G）无线通信系统中大规模多输入多输出（MIMO）的实际部署由于其高硬件成本和功耗而具有挑战性。解决这一挑战的一个有前途的解决方案是采用低分辨率模数转换器（ADC）架构。然而，由于需要复杂的信号处理来补偿由低分辨率ADC引起的粗略量化，因此这种架构的实际实现具有挑战性。因此，在最近提出的混合ADC架构中，很少保留高分辨率ADC，以实现低复杂度收发器算法。与以前在瑞利衰落信道上的工作相比，我们研究了混合ADC大规模MIMO系统在莱斯衰落信道上的性能，这对于物联网（IoT）等5G场景更为普遍。特别地，针对完美和不完美信道状态信息（CSI）两种情况，推导出了上行链路可达速率的新型封闭形式近似表达式。随着Rician $K$ -因子的增加，推导的结果表明可达速率将收敛到一个固定值。我们还得到了功率缩放定律，每个用户的发射功率可以按比例缩小到基站（BS）天线的数量的倒数完美和不完美的CSI。此外，我们揭示了可实现的速率和能量效率之间的权衡相对于关键的系统参数，包括量化比特，BS天线的数量，莱斯$K$因子，用户发送功率，和CSI质量。最后，数值结果表明，与理想的无限分辨率和低分辨率ADC结构相比，混合ADC结构可以实现更好的能量-速率权衡。
2017-03-10 cs.IT math.IT
Characterization of Capacity and Outage of RIS-aided Downlink Systems under Rician Fading
该研究针对莱斯衰落下RIS辅助的MISO下行系统，将容量最大化转化为L₁范数最大化问题，提出低复杂度的FD和FA最优波束成形算法，推导SNR上界与中断概率下界，验证了界的准确性。
2024-04-16 cs.IT math.IT
