Study of Robust Adaptive Power Allocation Techniques for Rate Splitting based MU-MIMO systems
与传统方法相比，速率分裂（RS）系统可以更好地处理发射端的不完美信道状态信息（CSIT）。然而，这需要通常具有高计算复杂性的适当的功率分配，这对于实际和大型系统可能是不够的。为此，自适应功率分配技术可以以低计算成本提供良好的性能。针对RS多用户多输入多输出（MU-MIMO）系统，提出了一种新的鲁棒自适应功率分配技术。特别是，我们开发了一个强大的自适应功率分配的基础上随机梯度学习和RS系统的发送符号和接收信号之间的均方误差最小化。所提出的鲁棒功率分配策略结合了信道误差方差的知识来处理不完美的CSIT，并在存在不确定性的情况下调整功率电平。对所提出的功率分配算法的凸性和稳定性进行了分析，并研究了它们的计算复杂性和功率分配策略的理论界限。数值结果表明，在不理想CSIT条件下，自适应功率分配的RS系统的和速率性能优于RS和传统MU-MIMO系统。% \vspace{-0.75em}
2022-06-04 cs.IT math.IT
Optimal Power Allocation for Secure Communications in Large-Scale MIMO Relaying Systems
在本文中，我们解决的问题，在中继两跳安全通信的最佳功率分配。为了解决安全通信中短距离侦听的挑战性问题，利用大规模MIMO（LS-MIMO）中继技术的优势，即使在没有窃听者信道状态信息（CSI）的情况下，也能显著提高保密性能。本文的重点是分析和设计中继的最优功率分配，以最大化秘密中断容量。我们揭示了秘密中断容量为正的条件，证明了存在且只有一个最优功率，并给出了一个最优功率分配方案。此外，秘密中断容量的渐近特性进行了保密性能优化提供了一些清晰的见解。仿真结果验证了该方案的有效性。
2015-01-19 cs.IT math.IT
Wireless Power Transfer in Massive MIMO Aided HetNets with User Association
本文探讨了大规模多输入多输出（MIMO）辅助异构网络（HetNets）中的无线功率传输（WPT）的潜力。在HetNets中，大规模MIMO应用于宏小区，用户的目标是收集尽可能多的能量并减少上行链路路径损耗以增强其信息传输。通过解决大规模MIMO对用户关联的影响，我们比较和分析了两个用户关联方案。我们采用线性最大比传输波束成形的大规模MIMO功率传输充电用户。通过推导新的统计性质，我们得到了平均收获能量的精确和渐近表达式。然后，我们推导出平均上行链路可达速率下收获的能量约束。
2016-07-11 cs.IT math.IT
Energy-Efficient Power Allocation in Millimeter Wave Massive MIMO with Non-Orthogonal Multiple Access
在这封信中，我们调查的能量效率（EE）的毫米波（mmWave）大规模MIMO（mMIMO）系统与非正交多址（NOMA）的问题。根据信道相关性和增益差异，提出了多个双用户簇。在此之后，我们提出了一种混合模拟/数字预编码方案的低射频（RF）链结构在基站（BS）。在此基础上，我们制定了一个功率分配问题，旨在最大限度地提高EE下用户的服务质量（QoS）的要求和每个集群的功率约束。提出了一种迭代算法来获得最优功率分配。仿真结果表明，提出的NOMA实现了优越的EE性能比传统的OMA。
2017-07-14 cs.IT math.IT
Power Allocation in MIMO Wiretap Channel with Statistical CSI and Finite-Alphabet Input
在本文中，我们考虑在MIMO窃听信道的功率分配问题的秘密存在多个窃听者。假设目标信道状态信息（CSI）的完美知识和窃听者CSI的仅统计知识。我们首先考虑具有高斯输入的MIMO窃听信道。利用Jensen不等式，将保密率最大最小优化问题转化为一个最大化问题。我们使用广义奇异值分解和转换的问题，一个凹最大化问题，最大化的总和保密率的标量窃听信道的传输协方差矩阵的线性约束。然后，我们考虑有限字母输入的MIMO窃听信道。我们发现，高斯输入的情况下，得到的传输协方差矩阵，当使用在MIMO窃听信道与有限字母输入，可以导致零保密率在高发射功率。然后，我们提出了一个额外的功率约束的功率分配方案，它解决了这个保密率损失的问题，并给出了非零的保密率在高发射功率。
2014-01-15 cs.IT math.IT
Energy-Efficient Optimization for Wireless Information and Power Transfer in Large-Scale MIMO Systems Employing Energy Beamforming
在这封信中，我们考虑了一个大规模的多输入多输出（MIMO）系统，接收器应该收获能量从发射器的无线功率传输，以支持其无线信息传输。利用大规模MIMO系统中的能量波束形成来解决具有挑战性的长距离无线功率传输问题。此外，考虑到在这样的系统中的功率的限制，这封信集中在最大化的信息传输的能量效率（比特每焦耳），同时满足服务质量（QoS）的要求，即延迟约束，通过联合优化传输持续时间和发射功率。通过求解优化问题，我们得到了一个节能的资源分配方案。数值结果验证了该方法的有效性。
2013-09-24 cs.IT math.IT
Massive MIMO: Instantaneous versus Statistical CSI-Based Power Allocation
本文从性能、复杂度和实际实现角度系统比较了大规模MIMO系统中基于统计CSI与基于瞬时CSI的功率分配方案，分析了各自优劣及适用场景。
2025-05-07 cs.IT math.IT
Energy-Efficient Power Allocation for Secure Communications in Large-Scale MIMO Relaying Systems
在本文中，我们解决的问题，能量有效的功率分配安全通信放大转发（AF）的大规模多输入多输出（LS-MIMO）中继系统中存在一个被动窃听。利用AF LS-MIMO中继的优点来显著提高保密性能，特别是保密能量效率（比特每焦耳）。首先分析了中继节点发射功率对保密中断容量的影响，证明了在非常实际的假设条件下，即无窃听者信道状态信息（CSI）和不完全合法CSI的情况下，保密中断容量是发射功率的凹函数.然后，我们提出了一种能量有效的功率分配方案，以最大限度地提高保密能量效率。最后，仿真结果验证了所提出的能量有效的计划相比，容量最大化计划的优势。
2014-08-24 cs.IT math.IT
Robust Power Allocation and Linear Precoding for Cell-Free and Multi-Cell Massive MIMO Systems
多小区（MC）系统存在于从第一代到第五代无线网络的移动网络操作中，并且考虑所有用户到以小区为中心的基站（BS）的信号。无小区（Cell-Free，CF）系统使用大量分布式天线同时为用户服务。在这种情况下，多输入多输出（MIMO）技术被用于两种拓扑结构中，并导致性能增益和干扰减少。为了实现所提及的益处，在下行链路（DL）中需要适当的预编码器设计和功率分配技术。一般而言，DL方案假设发射机处的完美信道状态信息（CSIT），这是不现实的。本文研究了在下行链路中采用线性预编码器的MIMO系统中的MC和CF，并提出了一种在不理想CSIT情况下的自适应功率分配算法。所提出的鲁棒自适应功率分配优于标准自适应和均匀功率分配。仿真还比较了两种系统框架使用最小均方误差（MMSE）预编码器与鲁棒自适应功率分配和自适应功率分配的性能。
2022-10-01 cs.IT math.IT
Small Cell In-Band Wireless Backhaul in Massive MIMO Systems: A Cooperation of Next-Generation Techniques
大规模多输入多输出（MIMO）系统、密集小小区（SC）和全双工是下一代通信系统的三种候选技术。下一代技术的合作可以提供更多的好处，例如，大规模MIMO系统中的SC带内无线回程。本文介绍并比较了大规模MIMO系统中SC带内无线回程的三种策略，完全时分双工（CTDD）、零分双工（ZDD）和具有干扰抑制的ZDD（ZDD-IR）。仿真结果表明，SC带内无线回程具有提高大规模MIMO系统吞吐量的潜力。具体来说，在这三种策略中，CTDD是最简单的一种，可以实现可观的吞吐量提高。根据条件，利用SC处的自干扰消除能力，ZDD可以实现比CTDD更好的吞吐量，即使具有残留自干扰。此外，与ZDD相比，ZDD-IR需要BS处的额外干扰抑制过程，但其通常可以实现比CTDD和ZDD更好的吞吐量。
2015-12-09 cs.IT math.IT
Max-Min Multi-Cell Aware Precoding and Power Allocation for Downlink Massive MIMO Systems
针对下行多小区大规模多输入多输出（MIMO）系统，提出了一种最大最小多小区正则迫零（Max-MinMCA-RZF）预编码和功率分配方案。一般相关信道模型被认为是，和所采用的信道状态信息（CSI）捕获模型包括估计误差和导频污染的影响。我们使用随机矩阵理论的结果，以获得确定性的等价物，建议的最大-最小功率分配在大系统的限制，这仅仅取决于统计CSI，但不是对个人的信道实现。我们的数值计算结果表明，建议的最大-最小MCA-RZF预编码器实现了一个显着更高的网络范围内的最小速率比MCA-RZF和传统的RZF预编码器与均匀的功率分配，分别，以及传统的RZF预编码器与最大-最小功率分配。
2017-04-30 cs.IT math.IT
Joint Optimization of Power Allocation and Training Duration for Uplink Multiuser MIMO Communications
在本文中，我们考虑了一个多用户多输入多输出（MU-MIMO）通信系统之间的基站配备了多个天线和多个移动用户，每个都配备了一个单一的天线。考虑上行链路场景。上行链路信道由基站通过训练阶段获取。两个线性处理方案，即最大比合并（MRC）和迫零（ZF）。我们优化的训练周期和最佳的训练能量的平均和峰值功率约束下，使可实现的和速率最大化。
2014-09-22 cs.IT math.IT
Optimal Power Allocation for GSVD-Based Beamforming in the MIMO Wiretap Channel
本文考虑了一个多输入多输出（MIMO）高斯窃听信道模型，其中存在一个发射机，一个合法的接收机和一个窃听者，每个都配备了多个天线。当发送者和合法接收者可以以一定的正速率通信时，同时确保窃听者获得零比特的信息，就可以实现完美的保密。本文在假设发射端基于广义奇异值分解（GSVD）进行波束形成的前提下，研究了任意天线数下多天线MIMO窃听信道的理想保密容量。更准确地说，GSVD为基础的预编码器，实现保密容量的最佳分配的功率。这种解决方案被证明有几个优势，比以前的工作，认为保密容量的一般MIMO高斯窃听信道下的高信噪比的假设。数值结果来说明所提出的理论研究结果。
2010-06-09 cs.IT math.IT
Graph Coloring Based Pilot Allocation to Mitigate Pilot Contamination for Multi-Cell Massive MIMO Systems
大规模多输入多输出（MIMO）系统利用大量的基站（BS）天线来服务一组用户，由于小区间干扰（ICI）而遭受导频污染。本文提出了一种基于图着色的多小区大规模MIMO系统导频分配方案。具体地说，通过利用衰落信道的大尺度特性，首先构建一个干扰图来描述所有用户的潜在ICI关系。然后，利用有限的导频资源，所提出的GC-PA方案旨在通过在干扰图中的用户之间有效地分配导频来减轻潜在的ICI。通过仿真验证了该方案的性能增益。
2015-07-15 cs.IT math.IT
Outage Analysis of Downlink URLLC in Massive MIMO systems with Power Allocation
大规模MIMO由于其高空间自由度而被视为低延迟通信的主要推动者。大规模MIMO的信道硬化和良好的传播特性对于多个URLLC设备的复用特别重要。然而，信道硬化和空间复用的实际效用严重依赖于信道知识的准确性。当多个低延迟设备被复用时，获取准确知识的成本变得至关重要，并且不清楚有多少设备可以被服务于延迟可靠性要求以及应该分配多少导频符号。本文研究了在下行链路中实现高频谱效率和高可靠性之间的权衡，通过采用各种功率分配策略，最大比和最小均方误差预编码器。结果表明，采用最大-最小SINR功率分配方式可以获得最佳的可靠性，但总频谱效率较低。
2020-07-09 cs.IT math.IT
Location-Aware Pilot Allocation in Multi-Cell Multi-User Massive MIMO Networks
针对移动性强的多输入多输出（MIMO）网络，无线信道受到莱斯衰落的影响，提出了一种基于位置感知的导频分配算法.大规模MIMO中的导频分配是一个困难的组合问题，并且依赖于用户的位置。因此，对于具有高移动性用户的网络，实时实现最优导频分配是高度复杂的。在此背景下，我们提出了一种低复杂度的导频分配算法，该算法利用了用户之间的视线（LOS）干扰的行为，并将相同的导频序列分配给具有小LOS干扰的用户。我们的研究表明，我们提出的算法显着优于现有的算法，即使定位误差。具体而言，在这项工作中考虑的系统，我们提出的算法提供了高达37.26%的改善和频谱效率（SE），并提高了高达2.57位/秒/Hz的最坏的干扰影响的用户的总和SE，相比现有的算法。
2018-04-27 cs.IT math.IT
An Asymptotic Bound on Estimation and Prediction of Mobile MIMO-OFDM Wireless Channels
在本文中，我们推导出一个渐近封闭形式的表达式外推双选择性移动MIMO无线信道的误差界。该界限示出了预测误差与系统设计参数（诸如带宽、天线元件的数量以及频率和时间导频的数量）之间的关系，从而提供了对这些参数对预测性能的影响的有用的见解。数值模拟表明，渐近界提供了一个很好的近似先前推导的界限，同时消除了需要重复计算和依赖于信道参数，如到达角和出发角，延迟和多普勒频移。
2014-07-24 cs.IT math.IT
Power Allocation and Measurement Matrix Design for Block CS-Based Distributed MIMO Radars
多输入多输出（MIMO）雷达提供更高的分辨率，更好的目标检测，更准确的目标参数估计。由于目标在空间速度域的稀疏性，当采样率远小于奈奎斯特采样率时，可以利用压缩感知（CS）来提高MIMO雷达的性能。在分布式MIMO雷达中，由于接收信号是一个基上的块稀疏信号，因此可以用块压缩感知方法代替经典的压缩感知方法，以获得更好的性能。针对基于分组CS的分布式MIMO雷达，提出了两种提高雷达性能的新方法。第一种方法是一种新的能量分配方法，另一种方法是一种新的测量矩阵的优化设计方法。这些方法基于感测矩阵块相干性的上限的最小化。仿真结果表明，这两种方法提高了多目标参数估计的精度。
2016-03-08 cs.IT math.IT
Massive MIMO and Waveform Design for 5th Generation Wireless Communication Systems
本文回顾了现有的相关工作，并确定了波形设计和大规模多天线系统（也称为Massive MIMO）交叉的关键5G领域的主要挑战。在基于滤波器组多载波（FBMC）的大规模MIMO中引入自均衡特性，可以减少系统所需的子载波数。它还表明，盲信道跟踪性能的FBMC可以用来解决导频污染-大规模MIMO系统的主要限制因素之一。我们的研究结果揭示并激励了一个全新的研究路线，以更好地理解波形设计，重点是基于FBMC的大规模MIMO网络。
2016-09-23 cs.IT math.IT
MIMO Underlay Cognitive Radio: Optimized Power Allocation, Effective Number of Transmit Antennas and Harvest-Transmit Tradeoff
本文分析了一种多输入多输出（MIMO）认知无线电系统的性能。特别地，次级发射器在空间复用传输模式下操作，而在次级接收器处采用迫零检测器。此外，次系统受到单天线主用户（PU）的干扰。为了提高二次传输的性能，在二次发射机处执行最优功率分配，其中约束由PU指定的最大可允许中断阈值。此外，辅发射天线的有效数量基于针对任意MIMO尺度的最优功率分配来指定。此外，推导了次系统各态历经信道容量的封闭表达式。然后，深入分析和评估了大规模MIMO次系统的场景，其中研究了捕获使能的次传输。分析了最优功率分配、有效副发射天线数、副发射天线与副接收天线之间的有效折衷以及副系统的平均信道容量。最后，大量的数值和模拟结果证实了我们的分析的有效性，同时提供了一些有用的工程见解。
2018-01-22 cs.IT math.IT
MIMO Mutli-Cell Processing: Optimal Precoding and Power Allocation
我们研究的最佳功率分配和最佳预编码的集群的两个BS合作，共同最大限度地提高可实现的速率为两个用户连接到每个BS在MCP框架。这个框架是由一个虚拟的网络建模的MIMO信道由于框架的充分合作。具体地，由于通过回程链路在两个BS之间共享CSI和数据。我们提供了一个广义的不动点方程的最佳预编码器的渐近制度的低和高的预编码。我们引入了一种新的迭代方法，导致一个封闭形式的表达的最佳预编码矩阵在高性能制度，这是已知的NP-困难的问题。已经介绍了两种MCP分布式算法，用于UL的功率分配算法和用于DL的预编码算法。
2018-09-11 cs.IT math.IT
Precoder Design and Statistical Power Allocation for MIMO-NOMA via User-Assisted Simultaneous Diagonalization
本文研究了两用户功率域多输入多输出（MIMO）非正交多址（NOMA）系统的下行预编码器设计。我们提出了一种新的用户辅助（UA）同时对角化（SD）的MIMO-NOMA方案，实现SD的MIMO信道的两个用户通过预编码器的设计和低复杂度的自干扰消除在用户的组合，从而大大降低了整体解码复杂度相比，联合解码。基于有限大小的随机矩阵理论框架，分析了该方案在瑞利衰落信道下的各态历经用户速率，并进一步利用该模型提出了一种统计功率分配算法。仿真和数值结果表明，所提出的UA-SD MIMO-NOMA方案显着优于正交多址和基准预编码器设计执行SD通过广义奇异值分解方面的可实现的遍历速率区域的大多数用户速率。遍历速率区域被进一步增强的混合方案，该方案在所提出的UA-SD MIMO-NOMA方案和单用户MIMO之间执行分时。
2020-11-13 cs.IT math.IT
Parametric Schemes for Prediction of Wideband MIMO Wireless Channels
在自适应和有限反馈MIMO-OFDM系统中，关于时变频率选择性信道的未来状态的信息可以显著地增强反馈的有效性。本文研究了宽带MIMO信道的参数外推使用的双向MIMO模型的变化。我们提出了三个预测器，估计参数的信道使用4D，3D和2D扩展的ESPRIT算法和预测未来的状态的信道使用的模型。此外，使用向量公式的Cramer Rao下界的参数的函数，我们推导出在宽带MIMO信道的预测误差的限制。数值模拟被用来评估所提出的算法在不同的信道和传输条件下的性能，并与推导出的误差界进行比较。
2014-08-04 cs.IT math.IT
Secure Wireless Information and Power Transfer in Large-Scale MIMO Relaying Systems with Imperfect CSI
在本文中，我们解决的问题，安全的无线信息和功率传输的大规模多输入多输出（LS-MIMO）放大转发（AF）中继系统。利用LS-MIMO中继的优势来提高无线安全性、传输速率和能量效率。特别是，短拦截距离和长传输距离带来的挑战性问题得到了很好的解决。在非常实际的假设下，即，在无窃听者信道状态信息（CSI）和不完全合法信道状态信息的情况下，研究了不完全CSI对保密中断容量的影响，得到了保密中断容量与发射功率和信道条件的显式关系。然后，我们提出了一个最佳的功率分配方案，在中继，以最大限度地提高保密中断容量。最后，我们的理论索赔进行了验证仿真结果。
2014-07-21 cs.IT math.IT
Joint Optimal Number of RF chains and Power Allocation for Downlink Massive MIMO Systems
本文研究了大规模多输入多输出（MIMO）系统的下行链路，其中包括一个单小区基站（BS）配备了大量的天线服务于多个用户。由于射频链的数量越来越大，本文考虑的系统模型假设一个不可忽略的电路功耗。因此，这项工作的目的是找到RF链消耗的功率和发射功率之间的最佳平衡。首先，假设用户之间的功率分配相等，解析地得到了待激活的RF链的最优数目，然后，对于给定数目的RF链，解析地得到了用户之间的最优功率分配。基于这些分析，我们提出了一种迭代算法，联合计算最佳数量的RF链和最佳功率分配向量。仿真验证了分析结果，并显示了所提出的算法提供的高性能。
2015-07-20 cs.IT math.IT
Resource Allocation in MIMO Radar With Multiple Targets for Non-Coherent Localization
针对MIMO雷达多目标非相干定位场景，在功率与带宽资源受限条件下，以Crámer-Rao下界为性能指标，通过求解序列凸问题得到三类资源分配近似解，仿真验证带宽分配对定位性能影响远强于功率分配。
2013-08-29 cs.IT math.IT
Adaptive Power Allocation Strategies using DSTC in Cooperative MIMO Networks
提出了一种基于分布式空时编码（DSTC）的协作多输入多输出（MIMO）网络的自适应功率分配（PA）算法。联合约束优化算法，以确定功率分配参数，信道参数和接收滤波器，提出了在每个链路中的每个发送流。线性接收滤波器和最大似然（ML）检测被认为是放大和转发（AF）和解码和转发（DF）的合作策略。在所提出的算法中，PA矩阵中的元素在目的节点进行优化，然后通过反馈信道发送回中继节点。考虑了反馈误差的影响。线性MMSE表达式和PA矩阵相互依赖，并迭代更新。随机梯度（SG）算法的发展与降低计算复杂性。仿真结果表明，所提出的算法获得显着的性能增益相比，现有的功率分配方案。
2014-01-19 cs.IT math.IT
Precoder Design and Power Allocation for Downlink MIMO-NOMA via Simultaneous Triangularization
在本文中，我们考虑两个用户的功率域多输入多输出（MIMO）非正交多址（NOMA）系统的下行链路预编码器的设计。提出的预编码方案基于同时三角化，将两个用户的MIMO-NOMA信道分解为多个单输入单输出的NOMA信道，假设用户处具有低复杂度的自干扰消除。与基于同步对角化的预编码方案相比，该方案避免了用户MIMO信道的反转，从而提高了遍历速率性能。此外，我们还开发了一种基于凹凸过程的功率分配算法，并利用它来获得所提出的MIMO-NOMA方案的各态历经可达速率区域。我们的研究结果表明，该方案优于基线预编码方案的基础上SD和正交多址接入的用户速率范围很广，并执行接近脏纸编码上限。通过利用基于所提出的MIMO-NOMA方案和点对点MIMO之间的分时的混合方案，可以进一步改进遍历速率区域。
2021-01-14 cs.IT math.IT
MIMO Detection Algorithms for High Data Rate Wireless Transmission
基于MIMO宽带衰落信道模型，本节对各种未编码的自适应和非自适应MIMO检测算法的BER/PER性能和硬件复杂度进行了比较研究。所有的仿真都是在MIMO-OFDM框架下进行的，并且具有类似于IEEE 802.11a/g标准的分组结构。比较结果表明，RLS算法是一种经济实惠的解决方案，宽带MIMO系统的目标是千兆位无线传输。因此，MIMO可以通过使用优化的信道编码和MIMO检测来克服MIMO检测所需的巨大处理功率。
2010-06-14 cs.IT cs.OH math.IT
Downlink Power Allocation for STAR-RIS-Assisted Cell-Free Massive MIMO with Multi-antenna Users
The Hong Kong University of Science and Technology（香港科技大学）
本文提出了一种基于ADMM的分数规划算法，用于STAR-RIS辅助的无中心大规模MIMO系统中多天线用户的下行链路功率分配，实现了20%以上的SE提升。
2025-12-20 cs.IT math.IT
Study of Robust Power Allocation for User-Centric Cell-Free Massive MIMO Networks
Pontifical Catholic University of Rio de Janeiro（里约热内卢天主教大学）；University of York（约克大学）；RWTH Aachen University（亚琛工业大学）
本文提出了一种基于最小二乘框架和Tikhonov正则化的鲁棒功率分配方法，结合零强迫预编码，实现高效且鲁棒的免中心大规模MIMO网络功率优化。
2026-01-24 cs.IT math.IT
Multiuser MIMO Wireless Energy Transfer With Coexisting Opportunistic Communication
这封信认为，一个主要的多用户多输入多输出（MIMO）无线能量传输（WET）系统和一个共存的次要的点对点MIMO无线信息传输（WIT）系统之间的频谱共享，其中WET产生干扰WIT和降低其吞吐量性能。我们表明，由于干扰，WIT系统遭受损失的自由度（DoF）的能量发射机（ET），其中，在一般情况下，需要大于1，以优化多用户WET与用户公平性的考虑发送的能量波束的数量成正比。为了最小化WIT中的自由度损失，我们进一步提出了一种基于分时原理的新的单波束能量传输方案，其中ET每次发送一个最优能量波束。这种新的方案实现了相同的WET系统的最佳性能，并最大限度地减少其干扰的WIT系统的影响。
2015-01-09 cs.IT math.IT
MmWave Massive MIMO Based Wireless Backhaul for 5G Ultra-Dense Network
超密集网络（UDN）被认为是未来5G网络的一个有前途的候选，以满足爆炸性的数据需求。为了实现UDN，连接超密集小小区基站（BS）和宏小区BS的可靠、千兆赫带宽和成本有效的回程是先决条件。毫米波（mmWave）可以为无线回程提供潜在的Gbps流量。此外，毫米波可以很容易地与大规模MIMO集成，以提高链路可靠性。在这篇文章中，我们讨论了基于mmWave大规模MIMO的无线回程用于5G UDN的可行性，并讨论了其优点和挑战。特别是，我们提出了一种基于数字控制移相器网络（DPSN）的混合预编码/合并方案的毫米波大规模MIMO，从而利用毫米波大规模MIMO信道矩阵的低秩属性，以减少所需的成本和复杂性的收发器与一个可以忽略不计的性能损失。所提出的方案的一个关键特征是宏小区BS可以同时支持多个小小区BS，每个小小区BS具有多个流，这本质上不同于通常限于具有多个流的单用户MIMO或具有每个用户的单个流的多用户MIMO的传统混合预编码/组合方案。基于所提出的方案，我们进一步探讨了开发用于无线回程的毫米波大规模MIMO的基本问题，并讨论了实现用于5G UDN的基于毫米波大规模MIMO的无线回程的相关挑战、见解和前景。
2015-11-27 cs.IT math.IT
Study of Robust Multiuser Scheduling and Power Allocation in Cell-Free MIMO Networks
本文针对无蜂窝大规模MIMO网络下行链路中信道状态信息不完善的问题，提出鲁棒用户调度与功率分配框架，分别优化总速率和最小化均方误差，仿真验证了其显著提升网络性能的效果。
2025-02-09 cs.IT math.IT
Resource Allocation for Power Minimization in the Downlink of THP-based Spatial Multiplexing MIMO-OFDMA Systems
在这项工作中，我们处理空间复用MIMO-OFDMA系统的下行链路中的资源分配。特别是，我们集中在问题上的联合优化的发送和接收处理矩阵，信道分配和功率分配的目标，最大限度地减少总功耗，同时满足不同的服务质量要求。一个分层的体系结构中使用的用户首先被划分在不同的组的基础上，他们的信道质量，然后信道分配和收发器的设计顺序地解决从一组用户最不利的信道条件。在基站处使用在用户级操作的Tomlinson-Harashima预编码器来去除属于不同组的用户之间的多用户干扰。数值结果被用来突出所提出的解决方案的有效性，并与现有的替代品进行比较。
2014-04-18 cs.IT math.IT
On Multiple-Input Multiple-Output OFDM with Index Modulation for Next Generation Wireless Networks
多输入多输出带索引调制的正交频分复用（MIMO-OFDM-IM）是近年来提出的一种新的多载波传输技术，它可以替代传统的MIMO-OFDM。在该方案中，OFDM与索引调制（OFDM-IM）的概念与MIMO传输相结合，以利用这两种技术的优点。在本文中，我们阐明了下一代5G无线网络的MIMO-OFDM-IM方案的实现和错误性能分析。提出了基于最大似然（ML）、近似最大似然（near-ML）、简单最小均方误差（MMSE）和有序连续干扰消除（OSIC）的MIMO-OFDM-IM MMSE检测器，并研究了它们的理论性能。通过大量的计算机模拟表明，MIMO-OFDM-IM方案在误码性能和频谱效率之间提供了一个令人感兴趣的折衷，并且在实际条件下，使用不同类型的检测器时，它获得了比经典MIMO-OFDM更好的误码性能。
2016-04-24 cs.IT math.IT
Energy-Efficient Future Wireless Networks: A Marriage between Massive MIMO and Small Cells
为高能效设计的蜂窝网络会是什么样子？为了回答这个基本问题，我们使用随机几何模型的蜂窝网络和优化的能量效率相对于基站的密度，每个小区的天线和用户的数量，发射功率电平，和导频复用。最高效率既不是通过纯小小区方法实现的，也不是通过纯大规模MIMO解决方案实现的。有趣的是，正是这些方法的组合提供了最高的能量效率;小小区通过减少传播损耗而做出贡献，而大规模MIMO能够在干扰受控的情况下实现用户的复用。
2015-06-02 cs.IT math.IT
ADC Bit Allocation under a Power Constraint for MmWave Massive MIMO Communication Receivers
在宽带宽上操作并且使用大量天线的毫米波（mmWave）系统对功耗施加了沉重的负担。在大规模多输入多输出（MIMO）上行链路中，模数转换器（ADC）将是基站接收机中的主要功率消耗者。提出了一种功率受限下的毫米波多用户（MU）大规模MIMO系统比特分配（BA）方法。我们将ADC应用于波束空间投影的模拟相控阵的输出，以利用毫米波信道稀疏性。我们放松均方量化误差（MSQE）最小化问题，并映射到每个ADC的非负整数位的封闭形式的解决方案。在链路级仿真中，所提出的方法在相同或更低的功耗下提供了比传统低分辨率ADC更好的通信性能。我们的贡献是一个接近最优的低复杂度BA方法，最大限度地减少总MSQE下的功率约束。
2017-02-24 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
A General MIMO Framework for NOMA Downlink and Uplink Transmission Based on Signal Alignment
多输入多输出（MIMO）技术在非正交多址（NOMA）系统中的应用对于提高NOMA系统的性能增益具有重要意义。本文提出了一种新的MIMO-NOMA框架，用于下行链路和上行链路传输，通过应用信号对齐的概念。通过使用随机几何，封闭形式的分析结果，以方便性能评估的建议框架随机部署的用户和用户。研究了固定功率分配和认知无线电功率分配等不同功率分配策略对MIMO-NOMA性能的影响。计算机模拟结果证明了所提出的框架的性能和开发的分析结果的准确性。
2015-08-29 cs.IT math.IT
A Tb/s Indoor MIMO Optical Wireless Backhaul System Using VCSEL Arrays
本文系统地设计了一种基于垂直腔面发射激光器（VCSEL）阵列的多输入多输出（MIMO）光无线通信（OWC）链路，以支持数据率超过1 Tb/s的第六代（6 G）室内无线网络回程。提出的设计结合了直流光正交频分复用（DCO-OFDM）和空间复用MIMO架构。对于这种具有低发散激光束的超高速视线（LOS）OWC链路，保持对准是非常重要的。在本文中，发射机和接收机之间的两种类型的失调误差，即径向位移误差和定向角误差，并彻底建模在一个统一的分析框架假设高斯激光束，从而在广义失调模型（GMM）。推导出的GMM扩展到MIMO阵列和MIMO-OFDM OWC系统的性能进行了分析的聚合数据率。通过计算机模拟，研究了束腰、阵列配置和不同失调误差等因素对系统性能的影响，为短距离Tb/s MIMO OWC系统的设计提供了指导。
2022-04-04 cs.IT math.IT
Energy-Efficient Design of MIMO Heterogeneous Networks with Wireless Backhaul
随着未来网络旨在满足高数据率应用的不断增长的需求，密集和异构网络（HetNet）将被部署以提供更好的覆盖和吞吐量。除了对能量消耗的重要影响之外，朝向密集化的趋势要求越来越多的无线链路将大量回程流量转发到核心网络中。考虑到无线回程的存在对于HetNet的节能设计至关重要。在本文中，我们提供了一个通用的框架来分析的能量效率的两层MIMO异构网络的无线回程中存在的上行链路和下行链路传输。我们发现，在空间复用的HetNet的能量效率是敏感的网络负载，它应该考虑到控制每个基站服务的用户数量时。我们表明，具有无线回程的双层HetNet可以比单层蜂窝网络更节能。然而，这需要根据负载条件最优地设计无线电接入链路和无线回程之间的带宽划分。
2016-03-29 cs.IT math.IT
MIMO Beamforming for Secure and Energy-Efficient Wireless Communication
考虑多用户多输入多输出（MIMO）信道与窃听，这封信开发了一个波束形成器的设计，以优化能源效率的保密比特每焦耳保密服务质量的约束下。这是一个非常困难的设计问题，没有可用的精确解技术。提出了一种利用简单的中维二次规划迭代改进可行点的路径跟踪方法。在任何固定的计算容差下，该过程在多次迭代后终止，至少产生局部最优解。仿真结果表明，该算法的性能优于其他现有的方法。
2017-01-18 cs.IT math.IT
Optimization of Power Transfer Efficiency and Energy Efficiency for Wireless-Powered Systems with Massive MIMO
大规模MIMO由于其将能量集中到期望空间位置的能力而对于无线信息和能量传输是有吸引力的。在本文中，总的功率传输效率（PTE）和能量效率（EE）的无线供电的大规模MIMO系统中，多天线基站（BS）使用无线能量传输充电的下行链路上的单天线能量收集用户。用户可以利用所收获的能量来在上行链路上向BS发送信息。在考虑实际能量采集器的非线性特性的同时，分析了整个系统的性能。首先，对于无线能量传输，使用BS电路功耗的可缩放模型来表征PTE。推导出了基站天线和用户的PTE最优数目。然后，对于无线能量和信息传输，EE性能的特点。根据基站天线数和用户数等关键系统参数，推导出了EE最优基站发射功率。随着天线的数量变大，增加发射功率提高了中等数量到大量天线的能量效率。仿真结果表明，它是能量有效的操作系统在大量的天线制度。
2019-09-18 cs.IT math.IT
MIMO Cellular Networks with Simultaneous Wireless Information and Power Transfer
在本文中，我们介绍了一种用于密集部署的多天线蜂窝网络的系统级分析和优化的数学方法，其中低能耗设备能够同时解码信息数据和收获功率。假设基站根据泊松点过程进行部署，并利用随机几何工具来量化信息速率和收获功率方面的权衡。它表明，多天线传输是能够提高信息速率和收获的功率在同一时间。
2016-08-29 cs.IT math.IT
Multi-Cell Multi-User Massive FD-MIMO: Downlink Precoding and Throughput Analysis
针对时分双工（TDD）多小区多用户大规模全维MIMO（FD-MIMO）网络，研究了下行链路预编码和功率分配策略。利用信道互易性，消除了DL信道状态信息（CSI）反馈，并且通过经由旋转不变技术（ESPRIT）估计信号参数，将DL多用户MIMO预编码与上行链路（UL）到达方向（DoA）估计相关联。假设UL导频的非正交/非理想扩频序列，UL DoA估计的性能被解析地表征，并且所表征的DoA估计误差被并入到相应的DL预编码和功率分配策略中。仿真结果验证了我们的分析特征的DoA估计的准确性，并表明，所介绍的多用户MIMO预编码和功率分配策略优于现有的基于迫零的大规模MIMO策略。
2018-09-26 cs.IT math.IT
Flexible-Position MIMO for Wireless Communications: Fundamentals, Challenges, and Future Directions
本文介绍灵活位置MIMO（如流体/可移动天线）的基础，证明其能以更少天线匹配信道硬化，分析SE-EE关系，设计最优天线轨迹，并指出未来研究方向。
2023-11-14 cs.IT math.IT
Robust Resource Allocation for MIMO Wireless Powered Communication Networks Based on a Non-linear EH Model
在本文中，我们考虑了一个多输入多输出无线供电通信网络（MIMO-WPCN），其中多个用户收获能量从一个专用的发电站，以便能够将他们的信息信号发送到一个信息接收站。采用一个实用的非线性能量收集（EH）模型，我们提出了一个联合的时间分配和功率控制方案，考虑到信道状态信息（CSI）的不确定性，并提供对不完美的CSI知识的鲁棒性。特别是，我们制定了两个非凸优化问题，为不同的目标，即系统总吞吐量最大化和最大化的最小个人吞吐量在所有无线供电的用户。为了克服非凸性，我们应用了几个变换以及一维搜索，以获得一个有效的资源分配算法。数值结果表明，当资源分配的基础上采用的非线性EH模型，而不是传统的线性EH模型设计，可以实现显着的性能增益。此外，不同于一个非鲁棒的基线方案设计完美的CSI，建议的资源分配计划被证明是强大的对不完美的CSI知识。
2017-01-31 cs.IT math.IT
Optimal Power Allocation and Active Interference Mitigation for Spatial Multiplexed MIMO Cognitive Systems
本文分析了一种多输入多输出（MIMO）认知无线电系统的性能。特别地，次级发射器在空间复用传输模式下操作，而在次级接收器处采用迫零（ZF）检测器。此外，次系统受到多个随机分布的单天线主用户（PU）的干扰。为了增强二次传输的性能，在二次发射机处执行最优功率分配，其中约束由PU指定的干扰温度（IT）。次接收机的中断概率显式推导出一个精确的封闭形式的表达式。此外，一些特殊情况下的实际利益，包括位于PU和大规模MIMO，进行了讨论。此外，为了减轻由时间平均IT引起的对PU的瞬时过度干扰，为次级发射机开发了迭代天线缩减算法，并且相应地，解析地计算发射天线的平均数量。大量的数值和模拟结果证实了我们的分析的有效性。
2017-12-04 cs.IT math.IT
Joint Beamforming and Power Allocation for MIMO Relay Broadcast Channel with Individual SINR Constraints
本文研究了移动台在单个信号干扰噪声比约束下的多输入多输出（MIMO）中继广播信道的系统设计问题。通过研究基站和中继站的下行链路和上行链路的对偶结构，提出了基站和中继站联合功率分配和波束赋形设计的两种方案。首先考虑在BS和RS处具有给定SINR目标的实际功率约束下可行解的存在性问题。然后考虑了系统的和幂最小化问题。在凸优化的框架下，利用最优的联合功率分配和波束形成可以有效地解决每个设计问题。我们还表明，在RS的子信道配对，传输功率可以通过信道补偿在任何一跳降低。最后，扩展到更一般的多跳应用程序，以进一步提高功率效率。
2011-02-28 cs.IT math.IT
Impact of Mobility on MIMO Green Wireless Systems
本文研究了移动性对无线网络功耗的影响。随着流动性的增加，我们表明，网络应该致力于一个不可忽略的部分的有用率估计不同的自由度。为了保持速率恒定，我们量化了几种感兴趣的情况下所需的功率增加。在点到点MIMO链路的情况下，我们计算目标速率和中断概率所需的最小发射功率作为相干时间和天线数量的函数。有趣的是，结果表明，对于给定的相干时间和功耗，有一个最佳的天线数量。这提供了维持绿色网络所需的最小功率的下限。
2011-06-05 cs.IT math.IT
Indoor Massive MIMO Deployments for Uniformly High Wireless Capacity
提供始终如一的高无线容量对于支持未来数字企业所需的应用变得越来越重要。在本文中，我们提出了本征方向感知ZF（EDA-ZF）与基站（BS）和分布式干扰抑制之间的部分协调作为一种实用的方法来实现这一目标。我们将我们的解决方案与迫零（ZF）和网络MIMO（NeMIMO）进行比较，迫零既不需要BS协调也不需要小区间干扰减轻，网络MIMO（NeMIMO）中，完全BS协调实现了集中式小区间干扰管理。我们还评估了三个子6 GHz部署与不同的BS密度-稀疏，中间和密集-所有固定的天线总数和辐射功率的计划的性能。广泛的模拟表明：（i）实现所提出的EDA-ZF的室内大规模MIMO为所有用户提供了一致的良好速率;（ii）除非实现完全协调，否则室内网络密集化是有害的;（iii）部署NeMIMO在强室外干扰下是有回报的，特别是对于小区边缘用户。
2017-10-10 cs.IT math.IT
Study and Capacity Evaluation of SISO, MISO and MIMO RF Wireless Communication Systems
无线通信系统已经经历了从SISO系统到MIMO系统的不同世代。带宽是无线通信中的一个重要约束。在无线通信中，高数据传输速率对于诸如三重播放（即数据、语音和视频）的服务是必不可少的。在用户端，容量决定了通信系统的质量。本文旨在比较不同的射频无线通信系统，如SISO，MISO，SIMO和MIMO系统的容量基础上，并解释的概念，因为今天，无线通信已经从2G，3G发展到4G和公司正在努力创造越来越多的容量网络，以便数据率可以增加，客户可以受益更多。无线通信系统的最终目标是建立一个全球性的个人和多媒体通信没有任何容量问题。
2014-03-30 cs.IT cs.NI math.IT
An Overview on Resource Allocation Techniques for Multi-User MIMO Systems
在过去的十年中，在多用户多输入多输出（MU-MIMO）系统中已经发生了显着的研究活动和重大进展。已经开发了若干传输技术和预编码技术，以便利用空间维度，使得独立数据流的同时传输重用相同的无线电资源。这种技术的可实现性能在很大程度上取决于所选用户的信道特性、信道知识的量以及如何有效地减轻干扰。在接收机总数大于发射天线总数的系统中，用户选择成为从多用户分集中受益并实现完全复用增益的关键方法。MU-MIMO系统的整体性能是一个复杂的联合多目标优化问题，需要对多个变量和参数进行优化，包括用户数、天线数、空间信令、速率和功率分配以及传输技术等。本文献调查的目的是提供用于在MU-MIMO通信系统的下行链路中接近上述联合优化任务的各种方法的全面概述。
2016-11-14 cs.IT math.IT
