Optimum Power Allocations for Fading Decode-and-Forward Relay Channel
在本文中，对于衰落解码和转发全双工中继信道，我们解析地推导出最佳功率分配。个别电源和继电器的功率约束的假设和相关的优化问题进行了分析，为两种情况。首先，对源功率、中继功率以及源和中继的发射信号之间的相关系数进行优化。然后，对于相关系数的固定值，优化问题进行了分析。它也被证明，优化问题是凸的这两种情况。最后，通过模拟每个场景的理论结果的影响进行了讨论。
2012-02-06 cs.IT math.IT
Power Allocation for Discrete-Input Non-Ergodic Block-Fading Channels
我们认为固定速率传输的功率分配算法Nakagami-m非遍历块衰落信道完美的发射机和接收机的信道状态信息和离散的输入信号星座下的短期和长期的功率约束。最优功率分配方案被证明是文献中先前结果的直接应用。我们证明了最优短期方案的SNR指数由Singleton界给出。我们还说明了采用长期的功率约束的显着收益。由于所涉及的表达式的性质，最佳方案的复杂性可能是禁止的系统实现。我们提出了简单的次优功率分配方案，其中断概率性能非常接近最优方案所获得的最小中断概率。
2007-07-04 cs.IT math.IT
Optimal Power Allocation for Secrecy Fading Channels Under Spectrum-Sharing Constraints
在频谱共享技术中，次用户可以利用主用户的许可频带，只要其对主用户的干扰低于可容忍值。在本文中，我们考虑的情况下，一个次要用户是在一个主要用户和窃听者的存在下操作。因此，次用户具有干扰限制和安全考虑。在这种情况下，我们研究了衰落环境中的机会频谱共享信道的保密容量限制，并研究了在主用户处具有全局信道侧信息（CSI）的平均和峰值接收功率约束下的次用户的最优功率分配。此外，在窃听者的CSI的情况下，我们研究了平均功率约束下的最优功率分配，并提出了一种次优的开/关功率控制方法。
2010-09-30 cs.IT math.IT
Optimal Energy Allocation For Delay-Constrained Traffic Over Fading Multiple Access Channels
在本文中，我们考虑多址衰落信道中，$N$用户发送到一个单一的基站（BS）在有限数量的时隙。我们假设每个用户具有固定量的可用于在传输窗口上消耗的能量。在两种不同的信道状态信息假设下，我们推导出了最大化系统总吞吐量的最优能量分配策略。首先，我们考虑离线分配问题的信道状态是已知的先验传输之前。我们解决了一个凸优化问题，以最大限度地提高总吞吐量下的能量和延迟的约束。接下来，我们考虑在线分配问题，其中的信道是因果已知的BS和获得最优的能量分配通过动态规划时，用户数是小的。我们还开发了一个次优的资源分配算法，其性能接近最优的。数值结果表明，在各种情况下，所提出的算法优于基线算法。
2016-09-13 cs.IT math.IT
Empirical Output Distribution of Good Delay-Limited Codes for Quasi-Static Fading Channels
本文研究了准静态衰落信道中长时间功率受限下的时延受限通信。对于准静态衰落信道，如果码实现了延迟受限容量，则长度为$n$的延迟受限码的序列被称为是容量实现的，延迟受限容量被定义为延迟受限码可实现的最大速率。延迟受限容量有时被称为无线通信中的零中断容量。对于衰落信道上的语音和视频等时延敏感的应用，时延受限容量是性能度量的合适选择。结果表明，对于任意一个错误概率为零的容量实现延迟受限码序列，长度$n$码的输出分布与容量实现输出分布的$n$倍积（记为$\frac{1}{n}D(p_{Y^n}\|p_{Y^n}^*)$）之间的归一化相对熵收敛于零.此外，我们将我们的收敛结果扩展到具有非零错误概率的容量实现延迟有限码。
2016-11-14 cs.IT math.IT
Consumption Factor Optimization for Multihop Relaying over Nakagami-m Fading channels
本文研究了Nakagami- $m$衰落信道下多跳中继的能量有效性。使用“消耗因子”作为评估能量效率的度量，并且对于放大转发和解码转发中继，以封闭形式推导出“消耗因子”。然后，基于所得到的表达式，我们提出了一个功率分配策略最大化的消耗因子。此外，两个次优，低复杂度，功率分配算法提出和分析，并得到的功率分配方案进行比较，在能源效率以及其他常见的性能指标，从文献中的其他功率分配方案。分析和仿真结果证实了我们的推导的准确性，并评估所提出的方法的性能增益。
2014-11-19 cs.IT math.IT
Low SNR Capacity of Fading Channels -- MIMO and Delay Spread
考虑离散时间瑞利衰落多输入多输出（MIMO）信道，在发送端和接收端没有信道状态信息。假设衰落在时间上是相关的，并且与天线之间无关。峰值和平均发射功率约束被施加在天线上的总和上，或者施加在每个单独的天线上。在这两种情况下，上界和渐近下界，作为信号-噪声比接近零，信道容量。归一化容量的限制下确定的总和功率约束，并为一个子类的信道，为个人的功率约束。这些结果延续到具有延迟扩展（即频率选择性衰落）的SISO信道。
2007-04-26 cs.IT math.IT
Network coding for multicasting over Rayleigh fading multi access channels
本文研究了在慢瑞利衰落信道下利用网络编码进行多播的速率分配问题。在该模型中，网络被视为一个集合的瑞利衰落多址信道。在这个模型中，速率分配方案，这是完全基于信道的统计。速率分配方案的目标是最小化中断概率。给出了衰落多址信道下中断概率的上界。给出了基于此界的次优解。提出了一种分布式的原始-对偶梯度算法来解决速率分配问题。
2014-03-26 cs.IT cs.NI math.IT
Optimal Bandwidth and Power Allocation for Sum Ergodic Capacity under Fading Channels in Cognitive Radio Networks
研究了衰落信道下多个次用户共享主用户授权频谱的频分多址认知无线电网络中的最优带宽和功率分配问题。所有SU的遍历容量之和被作为网络的性能度量。除了SU处的峰值/平均发射功率约束和PU施加的峰值/平均干扰功率约束的所有组合之外，还考虑了许可频谱的总带宽约束。最优带宽分配推导出在任何给定的功率分配的封闭形式。在上述功率约束的所有可能的组合下，最优功率分配的结构也被导出。这些结构指示以非零功率但低于其对应峰值功率发射的用户的可能数目，且展示其它用户不发射或以其对应峰值功率发射。基于这些结构，有效的算法被开发用于寻找最优的功率分配。
2010-06-25 cs.IT math.IT
Worst-Case Expected-Capacity Loss of Slow-Fading Channels
对于块衰落信道上的延迟受限通信，遍历容量与有限数目的相干块上的编码的最大可实现的期望速率之间的差表示由延迟约束引起的惩罚的基本度量。本文引入了最坏情况期望容量损失的概念。针对慢衰落情况（一个块延迟），精确地描述了点对点衰落信道的最坏情况的加性和乘性期望容量损失。扩展到写在衰落纸上的问题也被认为是，在一个块延迟的遍历容量和添加剂的预期容量损失的特点是在一个比特内每个信道的使用。
2013-01-24 cs.IT math.IT
Optimal Power Allocation for Fading Channels in Cognitive Radio Networks: Ergodic Capacity and Outage Capacity
认知无线电网络（CRN）通过允许次级通信网络（SCN）中的次级用户（SU）机会性地在最初分配给主通信网络（PCN）的频带中操作或者通过允许SCN与PCN中的主用户（PU）共存来形成，只要SCN对每个PU造成的干扰被适当地调节。在本文中，我们考虑后者的情况下，称为频谱共享，并研究了最优功率分配策略，以实现遍历容量和中断容量的SU衰落信道下不同类型的功率约束和衰落信道模型。特别地，除了在PU处的干扰功率约束之外，还考虑了SU的发射功率约束。由于发射功率和干扰功率可以由峰值或平均约束来限制，因此研究了功率约束的各种组合。它示出，有一个容量增益SU下的平均超过峰值发射/干扰功率约束。研究还表明，SU发送端和PU接收端之间的信道衰落通常是增强SU信道容量的有利因素。
2008-08-28 cs.IT math.IT
On the Power Allocation for Hybrid DF and CF Protocol with Auxiliary Parameter in Fading Relay Channels
在衰落信道中，基于信道状态的功率分配比固定的恒功率模式可以带来速率的增加。这样的速率增量被称为功率分配增益。预期功率分配增益对于不同的中继协议而变化。在本文中，解码和转发（DF）和压缩和转发（CF）协议被认为是。首先建立了半双工中继信道中DF和CF中继功率分配的一般框架，并分别给出了带辅助参数的中继功率分配的最优解。然后，我们重新考虑一个混合方案的功率分配问题，总是选择DF和CF之间的更好的一个，并获得一个接近最优的混合方案，通过引入一个辅助率函数，以及避免非凹率优化问题。
2014-12-24 cs.IT cs.NI math.IT
Secure Transmission with Artificial Noise over Fading Channels: Achievable Rate and Optimal Power Allocation
研究了衰落信道中多天线传输的保密通信问题。发射机同时向预定接收机发送信息承载信号，并向窃听者发送人工噪声。我们得到了一个可实现的保密率的解析封闭形式的表达式，并使用它作为目标函数，以优化信息信号和人工噪声之间的发射功率分配。我们的分析和数值结果表明，平等的权力分配是一个简单的情况下，非合谋窃听接近最佳的策略。当合谋窃听者的数量增加时，应该使用更多的功率来产生人工噪声。我们还提供了一个上界的信号噪声比（SNR）以上的可实现的保密率是积极的，并表明，该界是紧在低信噪比。此外，我们认为不完善的信道状态信息（CSI）在发送器和接收器的影响，并发现这是明智的，创造更多的人工噪声来混淆窃听者比增加信号强度的预期接收器，如果CSI不准确获得。
2010-06-30 cs.IT math.IT
Joint Source-Channel Coding over a Fading Multiple Access Channel with Partial Channel State Information
在本文中，我们解决的问题，相关的源在快衰落多址接入信道（MAC）的编码器和解码器的部分信道状态信息的传输。我们提供了充分的条件，传输与给定的失真。接下来，这些条件被专门用于高斯MAC（GMAC）。我们提供了最优的功率分配策略，并比较了不同水平的信道状态信息的策略。关键词：衰落MAC，功率分配，部分信道状态信息，相关信源。
2009-08-09 cs.IT math.IT
Error Rate and Power Allocation Analysis of Regenerative Networks under Generalized Fading Conditions
协作通信已经被证明在蜂窝网络中提供传输可靠性和网络容量的显著增加，同时扩展覆盖。针对实际无线通信中的非均匀散射环境，研究了基于最大比合并的再生式多中继协作网络的端到端性能和功率分配问题。推导了独立非同分布广义衰落信道中$M-$进制相移键控和$M-$进制正交幅度调制的端到端符号错误率的解析表达式。所提供的结果表示在封闭的形式，涉及劳里塞拉功能，可以很容易地评估与援助的建议的计算算法。简单的表达式也推导出相应的符号错误率在渐近高信噪比。推导出的表达式证实了各自的结果，从计算机模拟，并随后在制定一个功率优化问题，提高系统性能的总功率约束下的多中继协作系统。此外，它示出了最优功率分配提供了相当大的性能增益超过相等的功率分配，特别是，当源中继和中继目的地路径是高度不平衡的。
2015-07-29 cs.IT math.IT
Block-Fading Channels with Delayed CSIT at Finite Blocklength
在许多无线系统中，发射机处的信道状态信息（CSIT）直到传输已经发生之后才能被获知，并且因此是过时的。在本文中，我们研究的好处延迟CSIT块衰落信道在有限块长度。首先，一个家庭的代码，允许码字的数量在传输过程中扩展，基于延迟CSIT的可实现的速率，其特征在于。一个固定长度和可变长度的表征率提供使用的依赖性测试界和Polyanskiy等人介绍的可变长度设置。接下来，提出了一个通信协议的基础上的代码与可扩展的消息空间，和数字，它表明，更高的速率是可以实现的编码策略，不受益于延迟CSIT。
2014-01-28 cs.IT math.IT
Doppler Spread Estimation by Tracking the Delay-Subspace for OFDM Systems in Doubly Selective Fading Channels
提出了一种新的梳状导频OFDM系统最大多普勒扩展估计算法。通过跟踪时变多径信道的漂移延迟子空间，可以精确地测量多普勒相关参数，并将其展开成一个非线性的高阶多项式方程，利用牛顿法可以很容易地求解最大多普勒扩展。其性能通过仿真证明。
2008-11-04 cs.IT math.IT
MIMO-OTFS in High-Doppler Fading Channels: Signal Detection and Channel Estimation
正交时频空间（OTFS）调制是最近引入的一种复用技术，设计在2维（2D）延迟-多普勒域，适用于高多普勒衰落信道。OTFS通过一系列二维变换将双色散信道转换为延迟-多普勒域中的几乎无衰落信道。在本文中，我们专注于MIMO-OTFS带来的高频谱和能量效率的好处，MIMO和OTFS在高多普勒衰落信道的鲁棒性。OTFS信道-符号耦合和稀疏延迟-多普勒信道脉冲响应使得能够在高多普勒环境中进行有效的MIMO信道估计。提出了一种基于消息传递的迭代信号检测算法和一种适用于MIMO-OTFS的时延-多普勒域信道估计算法。所提出的信道估计方案使用延迟-多普勒域中的脉冲作为用于估计的导频。我们还比较了MIMO-OTFS的性能与MIMO-OFDM在高多普勒情况下。
2018-05-06 cs.IT math.IT
Throughput and Delay Analysis in Video Streaming over Block-Fading Channels
我们研究视频流在一个缓慢衰落的无线信道。在流媒体应用中，视频数据包需要按照传输的顺序进行解码和显示，这就导致了每个数据包的时延约束，并且所产生的信道可以被建模为物理衰落的广播信道，其中虚拟用户的数量与数据包的数量一样多。在本文中，我们研究了两个重要的质量用户体验（QoE）指标，即吞吐量和解码间延迟。我们介绍了几种传输方案，并比较其吞吐量和最大解码间延迟性能。我们还引入了一个基因辅助方案，该方案提供了可实现性能的理论界限。我们观察到，在分组级别调整传输速率，即，周期性地丢弃分组的子集导致吞吐量和最大解码间延迟之间的良好折衷。我们还表明，基于初始缓冲的方法导致一个渐进消失的丢包率在一个相对较大的初始延迟的代价。对于这个计划，我们推导出一个条件的缓冲时间，导致吞吐量最大化。
2015-10-09 cs.IT math.IT
On the End-to-End Distortion for a Buffered Transmission over Fading Channel
在本文中，我们研究了端到端的失真/延迟的折衷模拟源在衰落信道上传输。模拟源被量化并存储在缓冲器中，直到它被传输。就缓冲延迟而言，存在两种极端情况：无延迟和无限延迟。我们观察到，有一个显着的功率增益，通过引入缓冲延迟。我们的目标是调查这两个极端之间的情况。使用最近提出的\emph{effective capacity}的概念，我们推导出一个封闭形式的公式，这种权衡。对于单输入单输出情况，我们得到了失真-时延曲线的渐近紧上界，它逼近无穷大时延的下界为$\mathcal{D}_\infty \exp(\frac{C}{τ_n})$，其中$τ_n$为归一化时延，$C$为常数.对于更一般的MIMO信道，我们计算了失真SNR指数-在高SNR状态下预期失真的指数衰减率。数值结果表明，引入少量的延迟可以节省显着的传输功率。
2007-06-01 cs.IT math.IT
Optimal Power Allocation in Block Fading Gaussian Channels with Causal CSI and Secrecy Constraints
研究了具有因果信道状态信息（CSI）、M-块时延容限和基于帧的功率约束的块衰落高斯（BF-Gaussian）网络的保密容量最大化的最优功率分配问题。特别是，我们制定的保密容量最大化作为一个动态规划。我们提出了合适的线性近似的秘密容量密度在低信噪比，高信噪比和中间的SNR制度，根据整体可用的功率预算。我们的研究结果表明，当可用的功率资源非常低（低信噪比的情况下）的最佳策略是阈值策略。另一方面，当可用的功率预算是无限的（高SNR的情况下），恒定的功率策略最大化的帧保密能力。最后，当功率预算是有限的（中等信噪比的情况下），一个近似听话的功率分配策略。
2014-01-27 cs.CR cs.IT math.IT
On Optimizing Power Allocation For Reliable Communication over Fading Channels with Uninformed Transmitter
我们研究能量有效的数据包调度和功率分配问题的服务，需要可靠的通信，以保证一定的体验质量（QoE）。我们建立平均发射功率和数据传输的可靠性之间的联系，这取决于平均数据传输量和短期速率保证。我们考虑一个慢衰落的点对点信道，在发送端没有信道状态信息（CSIT）。在没有CSIT的情况下，慢衰落信道具有与每个发射功率相关联的中断概率。作为数据丢失容限参数的函数，以及最小速率和峰值功率约束，我们制定了一个优化问题，该优化问题适应速率和功率，以最小化用户设备（UE）的平均发射功率。然后，一个放松的优化问题，制定传输速率被假定为固定的每个分组传输。我们使用马尔可夫链模型的优化问题的约束。相应的问题是不凸的两个制定的问题，因此，随机优化技术，即模拟退火算法，是用来解决他们。数值计算结果量化了各种系统参数对平均发射功率的影响，并显示出显着的节能服务时，及时和可靠的通信要求不那么严格。
2018-07-26 cs.IT math.IT
Improved S-AF and S-DF Relaying Schemes Using Machine Learning Based Power Allocation Over Cascaded Rayleigh Fading Channels
研究了采用中继选择策略的双跳车间通信系统的性能。我们假设一个广义的衰落信道模型，称为级联瑞利（也称为n* 瑞利），它涉及到n个独立的瑞利随机变量的产品。该信道模型提供了一个现实的描述IVC，在传统的瑞利衰落的假设，这是更适合于蜂窝网络。与现有的作品，主要考虑双瑞利衰落信道（即，n = 2），我们的系统模型认为一般级联阶n，我们推导出一个近似的解析解的中断概率下所考虑的情况。此外，在本研究中，我们提出了一种基于机器学习的功率分配方案来提高IVC中的链路可靠性。分析和仿真结果表明，选择性解码转发（S-DF）和放大转发（S-AF）中继方案具有相同的分集阶数在高信噪比制度。此外，我们的研究结果表明，机器学习算法可以发挥核心作用，在选择最佳中继和分配的传输功率。
2021-01-05 cs.IT eess.SP math.IT
Alternative Awaiting and Broadcast for Two-Way Relay Fading Channels
研究了一种基于存储转发的双向中继衰落信道，其中两个源节点希望在中继节点的帮助下交换信息。在时延趋于无穷大的情况下，给出了TWR衰落系统遍历和容量的一个新的上界，并进一步提出了两种可选的等待广播（AAB）方案：SF-I的纯部分译码（PPD）和SF-II的组合译码（CBD），它们在高信噪比下分别在时延无界和有界的情况下逼近新的上界.数值结果表明，所提出的AAB方案显着优于传统的物理层网络编码（PLNC）的方法没有延迟。与传统的TWR方案相比，没有延迟，建议CBD与SF-II方法显着提高了最大和速率，平均延迟只有几十秒的中继缓冲区。
2012-02-08 cs.IT math.IT
Outage-based ergodic link adaptation for fading channels with delayed CSIT
链路自适应技术是一种根据信道变化动态调整传输数据率的技术，通常用于处理无线信道的时变特性。然而，当由于反馈延迟而使发送器处的信道状态信息（CSIT）延迟超过信道相干时间时，如果不考虑该延迟，则链路自适应的效果可能被带走。处理这种延迟的一种方法是在给定可用观测的情况下预测当前信道质量，但这将不可避免地导致预测误差。本文提出了一种不同视角的算法。通过使用当前信道给定观测的条件cdf，可以计算传输速率$R$的每个值的中断概率。通过假设传输出错率（BLER）由中断概率决定，也可以计算出期望吞吐量，并确定$R$使其最大化.在信道具有遍历性的情况下，该方案被设计为最优方案，并在一定的瑞利衰落信道模型下显示出明显优于传统方案的性能.
2012-09-27 cs.IT math.IT
Optimal Dynamic Resource Allocation for Multi-Antenna Broadcasting with Heterogeneous Delay-Constrained Traffic
本文关注的是在一个蜂窝无线网络中的动态资源分配与慢衰落的支持数据业务具有异构传输延迟的要求。多输入单输出（MISO）衰落广播信道（BC）是令人感兴趣的，其中基站（BS）采用多个发射天线来实现在相同频率上向多个移动用户的同时下行链路传输，每个移动用户具有单个接收天线。一个信息理论的方法是采取各种传输延迟的考虑下的衰落MISO-BC的容量限制的特征。首先，本文研究了当一些用户具有延迟容忍的“分组”数据而另一些用户同时具有延迟敏感的“电路”数据用于传输时在BS处的传输优化。基于凸优化框架，在线资源分配算法推导出，是服从高效的跨层实现的物理（PHY）层多天线传输和媒体接入控制（MAC）层多用户速率调度。其次，本文研究了在衰落MISO-BC上传输的基本吞吐量-延迟权衡。通过比较完全放松和严格零传输延迟约束下的网络吞吐量，本文描述了由于消失的延迟容忍，称为延迟惩罚，在一些规定的用户公平传输速率分配的限制损失的总和容量。
2008-04-21 cs.IT math.IT
Optimal Throughput-Diversity-Delay Tradeoff in MIMO ARQ Block-Fading Channels
在本文中，我们考虑了一个自动重传请求（ARQ）重传协议信令块衰落多输入多输出（MIMO）信道。与以前的工作不同，我们允许多个衰落块内的每个传输（ARQ回合），我们约束发射机的固定速率的复杂信号星座图构建的代码。特别是，我们研究了一般情况下的平均输入功率约束的星座，以及实际上重要的有限离散星座的情况。该场景是在MIMO ARQ信道上采用正交频分复用技术的实际无线通信系统的合适模型。两种情况下的衰落动态被认为是，即短期的静态衰落信道衰落增益随机变化的每个ARQ轮，和长期的静态衰落信道衰落增益保持恒定的所有ARQ轮有关的一个给定的消息。作为我们的主要结果，我们证明了对于块衰落MIMO ARQ信道与离散输入信号星座满足短期功率约束，最佳的信噪比（SNR）指数是由一个修改的Singleton界，所有的系统参数。为了证明理论分析的实际意义，我们提出的数值结果表明，实际的Singleton界实现最大距离可分离码实现最佳的SNR指数。
2007-01-20 cs.IT math.IT
Dynamic Rate Allocation in Fading Multiple-access Channels
研究了在固定发射功率的衰落高斯多址信道中的速率分配问题。我们的目标是最大限度地提高一般凹效用函数的传输速率的吞吐量容量区域。在这种情况下，提出了一个潜在的复杂的优化问题，必须解决在每一个决策时刻的解决方案，我们提出了一个低复杂度的近似速率分配政策，并分析其效用性能的时间信道变化的影响。据我们所知，这是第一个工作，研究了衰落信道条件下的近似速率分配方案的跟踪能力。我们建立在较早的工作，提出了一个新的速率分配政策的衰落MAC，实现了低复杂度的近似梯度投影迭代每个信道测量，并明确表征我们的政策的跟踪邻域上的时间信道变化的速度的影响。我们进一步提高我们的结果，提出了一种替代率分配政策，更严格的边界上的跟踪邻域的大小推导。这些建议的速率分配政策是计算效率在我们的设置，因为他们实现了一个单一的梯度投影迭代每个信道测量和每个这样的迭代依赖于近似的预测，具有多项式的复杂性的用户数量。
2008-10-07 cs.IT cs.NI math.IT
Linear Transmission of Composite Gaussian Measurements over a Fading Channel under Delay Constraints
在平均功率受限的加性高斯白噪声衰落信道中，研究了时延受限的线性传输策略。如果信道状态信息（CSI）是已知的编码器和解码器，在平均均方误差失真方面的最佳LT方案的特点是在严格的延迟约束下，和图形解释的最佳功率分配策略。然后，一般的延迟约束，两个LT策略的基础上提出了一个特定的多测量并行信道的情况下的解决方案。结果表明，当延迟约束放松时，失真减小，当延迟约束完全去除时，在一定的匹配条件下，两种策略都能达到最优性能。如果CSI仅由解码器知道，则在严格的延迟约束下导出最优LT策略。一般延迟约束的扩展是困难的。作为理解在这种情况下的最佳方案的结构的第一步，它示出，对于多个测量并行信道的情况下，任何LT计划，只使用一个一对一的线性映射之间的测量和信道是次优的一般。
2015-11-10 cs.IT math.IT
Capacity Results for Binary Fading Interference Channels with Delayed CSIT
为了研究发射端缺乏最新信道状态信息（CSIT）的影响，我们考虑了具有延迟CSIT的两用户二进制衰落干扰信道。我们描述了均匀假设下的信道增益在时间和空间上具有相同和独立的分布，消除了利用时间/空间相关性的可能性，这种信道的容量区域。我们介绍和讨论了几种新的编码机会，过时的CSIT，可以扩大可实现的速率区域。容量实现方案依赖于这些机会的准确组合、级联和合并，这取决于信道统计。外边界是基于一个极值不等式，我们开发的二进制广播信道延迟CSIT。我们进一步扩展的结果和表征的容量区域时，输出反馈链路可从接收机到发射机除了延迟的信道状态信息的知识。我们还讨论了我们的结果的推广到非齐次设置。
2014-07-30 cs.IT math.IT
On OTFS Modulation for High-Doppler Fading Channels
正交时频空间（OTFS）调制是在延迟-多普勒域中设计的二维（2D）调制方案，不同于在时频域中设计的传统调制方案。OTFS通过一系列的二维变换，将双色散信道转换为延迟-多普勒域中几乎无衰落的信道。在该域中，帧中的每个符号经历几乎恒定的衰落，从而相对于诸如OFDM的现有调制方案实现显著的性能增益。稀疏的延迟-多普勒脉冲响应反映了无线信道的实际物理几何形状，使得能够进行有效的信道估计，特别是在高多普勒衰落信道中。本文从信号检测和信道估计的角度研究了OTFS，提出了一种基于马尔可夫链蒙特卡洛采样的检测方案和一种基于伪随机噪声（PN）导频的时延-多普勒域信道估计方案。
2018-02-03 cs.IT math.IT
Ergodic Sum-Rate Maximization for Fading Cognitive Multiple Access Channels without Successive Interference Cancellation
研究了衰落认知多址接入信道（C-MAC）的各态历经和速率，其中多个次用户（SU）通过次网络（SN）与主用户（PU）共享频带，发送到次基站（SBS）。对SN施加干扰功率约束（IPC）以保护PU。在这样的约束和个人的发射功率约束（TPC）施加在每个SU，我们调查的功率分配策略，以最大化遍历和速率的衰落C-MAC没有连续干扰消除（SIC）。特别地，本文考虑了两种类型的约束：（1）平均TPC和平均IPC，（2）峰值TPC和峰值IPC。对于第一种情况，证明了最优功率分配是动态时分多址（D-TDMA），这与在相同约束条件下，最大化带SIC的衰落C-MAC的遍历和速率的最优功率分配是完全相同的。对于第二种情况，证明了最优解一定在可行域的极值点上。结果表明，当SU数较大时，D-TDMA是概率最优的。此外，我们表明，当SU可以排序在一定的顺序，一个算法的线性复杂度可以用来找到最佳的功率分配。
2014-03-03 cs.IT math.IT
A New Scaling Law on Throughput and Delay Performance of Wireless Mobile Relay Networks over Parallel Fading Channels
在本文中，利用中继缓冲区，我们提出了一个机会解码等待和转发中继方案的点对点通信系统与半包围中继网络，以更好地利用时间分集和中继移动性。例如，我们分析了密集中继网络中两种情况下的渐近吞吐量-延迟权衡：（1）固定中继与\textit{microscopic fading}信道（多径信道），以及（2）移动中继与\textit{macroscopic fading}信道（路径损耗）。在第一种情况下，所提出的方案可以更好地利用\textit{multi-relay diversity}，在这个意义上，与$K$固定中继和$\mathcal{O}(K)$的平均端到端分组延迟的成本，它可以实现相同的最佳渐近平均吞吐量与现有的设计（如常规解码和转发中继方案）与$K^2$固定中继。在第二种情况下，所提出的方案实现了最大的吞吐量的$Θ(\log K)$在$\mathcal{O}(K/q)$平均端到端的分组延迟的成本，其中$0<q\leq {1/2}$测量中继的移动性的速度。该系统吞吐量是现有中继移动性较低的设计所无法达到的，本文提出的中继方案可以更有效地利用中继的移动性。
2009-08-07 cs.IT math.IT
Secure Communications over Fading Channels
研究了衰落窃听信道，其中源到目的地信道和源到窃听器信道除了加性高斯噪声项之外还被乘性衰落增益系数破坏。假设信道状态信息在发射机和接收机处都是已知的。首先研究了具有独立子信道的并行窃听信道，作为衰落窃听信道的信息论模型。建立了并行窃听信道的保密容量。这个结果，然后专门给衰落窃听信道的保密能力，这是实现与源节点动态改变功率分配根据信道状态实现。最后给出了实现保密容量的最优源功率分配方案。
2007-08-20 cs.IT math.IT
Joint Power and Resource Allocation for Block-Fading Relay-Assisted Broadcast Channels
我们提供的解决方案，优化功率和资源分配块衰落中继辅助广播信道，以最大化的长期平均可达速率区域的用户。问题公式假设再生（重复编码）解码和转发（DF）中继策略，长期平均总发射功率约束，信道块内的用户消息的正交复用，使用直接传输（DT）模式从基站到用户终端直接或中继（DF）传输模式的可能性，和部分信道状态信息。我们表明，我们的优化问题可以转化为一个等效的“无中继”广播信道优化问题，每个实际用户由两个虚拟用户具有不同的信道质量和复用权重。建议的功率和资源分配策略表示在封闭的形式，可以实际应用于集中式中继辅助无线网络。此外，我们通过数值例子表明，我们的计划扩大了可实现的速率区域显着。
2012-05-01 cs.IT math.IT math.OC
Delay-limited Source and Channel Coding of Quasi-Stationary Sources over Block Fading Channels: Design and Scaling Laws
本文研究了准平稳信源在块衰落信道中的时延受限传输问题。以失真中断概率为性能指标，提出了两种具有功率自适应传输的信源和信道编码方案。第一种是针对固定速率传输进行优化的，因此实现简单。第二种是高性能方案，其也受益于相对于源和信道状态的优化速率自适应。在高信噪比条件下，推导了基于中断失真指数和渐近中断失真增益的性能缩放定律，并以固定发射功率和自适应或优化固定速率两种方案作为比较基准。各种分析和数值计算结果表明，源和信道优化的速率和功率自适应方案的优越性能。还观察到，从失真中断的角度来看，固定速率自适应功率方案大大优于自适应速率固定功率方案的延迟有限传输的准静态源在无线块衰落信道。准平稳源的特性对性能的影响，和平稳源的传输的结果的含义进行了研究。
2012-02-28 cs.IT math.IT
Secure Transmission of Delay-Sensitive Data over Wireless Fading Channels
本文研究了随机源产生的延迟敏感数据的安全无线传输的吞吐量和能量效率。考虑了一个衰落广播模型，在该模型中，发射机向两个接收机发送机密和公共消息。假设从马尔科夫源生成的公共和机密数据在传输之前存储在缓冲区中，并且发射机在缓冲区/延迟违规概率的约束下操作。在这样的统计服务质量（QoS）约束下，时变无线传输的有效容量和马尔可夫源的有效带宽被用来确定吞吐量。特别地，保密容量用于描述包含机密消息的缓冲器的服务速率。此外，每比特能量被用作能量效率度量，并且在低信噪比（SNR）状态下研究能量效率。具体地，确定公共和机密消息的可靠通信所需的每比特的最小能量，并且识别宽带斜率表达式。缓冲器/延迟约束，信道之间的相关性，源特性/突发性，在发射机的信道知识，功率分配和保密要求的吞吐量和能源效率的共同和机密的消息传输的影响被确定。
2017-04-06 cs.IT math.IT
Power Allocation Strategies for Fixed-Gain Half-Duplex Amplify-and-Forward Relaying in Nakagami-m Fading
在本文中，我们研究了一个固定增益放大转发中继网络采用多个中继的功率分配策略。我们考虑两个中继网络的优化问题：1）最佳的功率分配，以最大化的端到端的信噪比（SNR）和2）最小化的总消耗功率，同时保持端到端的信噪比超过一个阈值。我们研究这两个问题的两个中继协议的所有参与中继和选择性中继和多种情况下的可用信道状态信息（CSI）在中继。我们表明，SNR最大化问题是凹的，功率最小化问题是凸的所有协议和CSI的情况下考虑。我们获得了封闭形式的表达式，这两个问题的情况下，为全CSI和CSI的所有中继目的地链路在中继和解决问题，通过凸规划时，全CSI或CSI的中继目的地链路在中继不可用。数值结果表明，在两个优化问题的继电器有充分的CSI的好处。然而，他们还表明，CSI开销可以通过在中继器处仅具有部分CSI来减少，而性能仅略有下降。
2012-12-16 cs.IT math.IT
Minimization of Transmission Duration of Data Packets over an Energy Harvesting Fading Channel
将衰落条件下能量收集发射机传输完成时间最小化的离线问题扩展到允许数据包在传输过程中到达。一种用于计算最优功率和速率分配（即，最优离线调度）被开发和研究。
2012-07-31 cs.IT math.IT
To Cooperate, or Not to Cooperate in Imperfectly-Known Fading Channels
本文研究了在已知衰落信道下具有不同协作度的通信问题。三节点中继信道被认为是。假设通信开始于网络训练阶段，在该阶段中接收机估计它们各自信道的衰落系数。在数据传输阶段，采用放大转发和解码转发中继方案。对于不同的协作协议，可达到的速率表达式。这些可达到的速率表达式，然后用来找到最佳的资源分配策略。特别地，识别为了最佳性能而需要分配给中继的总时间或带宽的部分。在总功率受限的条件下，研究了源和中继之间的功率最优分配问题。最后，在低功耗制度的位能量需求进行了研究。
2008-12-08 cs.IT math.IT
Asymptotically optimal pilot allocation over Markovian fading channels
研究了马尔可夫衰落信道下无线网络中的导频分配问题。在无线系统中，信道状态信息（CSI）是在基站（BS）处收集的，特别地，本文考虑了一种导频辅助的信道估计方法（TDD模式）。通常，可用的导频比用户少，因此在每个时隙，调度器需要以最大化长期平均吞吐量为目标来决定向用户分配导频。在如何使用有限的导频方面存在固有的权衡：将导频分配给具有最新CSI和良好信道条件的用户以供利用，或者将导频分配给具有过时CSI的用户以供探索。正如我们所示，所产生的导频分配问题是一个不安分的强盗问题，因此其最优解是遥不可及的。在本文中，我们提出了一个近似，通过拉格朗日松弛方法，提供了一个低复杂性的启发式，惠特尔指数政策。我们证明了这一政策是渐近最优的许多用户制度（当系统中的用户数量和可用的导频信道感测增长大）。我们评估的性能惠特尔的指数政策在各种情况下，并说明其显着良好的性能。
2016-08-30 cs.IT math.IT math.OC
Rate and Power Allocation in Fading Multiple Access Channels
我们考虑衰落多址信道中的速率和功率分配问题。我们的目标是获得速率和功率分配政策，最大限度地提高了效用函数定义的平均传输速率。与文献相比，它侧重于线性的情况下，我们提出了一般凹效用函数的结果。我们考虑两种情况。在第一种情况下，我们假设功率控制是可能的，信道统计是已知的。在这种情况下，我们表明，最佳的政策，可以得到greenessly通过最大化的线性效用函数在每个信道状态。在第二种情况下，我们假设功率控制是不可能的，信道统计是不可用的。在这种情况下，我们定义了一个贪婪的速率分配政策，并提供最佳和贪婪的政策之间的性能差异的上界。我们的边界突出的依赖性的性能差异的信道变化和结构的效用函数。
2008-10-07 cs.IT cs.NI math.IT
Optimal Strategies for Gaussian Jamming in Block-Fading Channels under Delay and Power Constraints
在不假设信源码本及其输出信号的情况下，将块衰落信道中的高斯干扰问题描述为两人零和博弈。该算法以中断概率为目标函数，发射机以中断概率最小化为目标函数，干扰机以中断概率最大化为目标函数，通过选择功率控制策略实现中断概率的优化。在短期和长期功率约束条件下，得到了每个参与者的最优功率控制策略。对于后一种情况，我们首先证明了不存在的纳什均衡，然后提供了一个完整的解决方案，极大极小问题。数值结果表明，极大极小解和极大极小解的中断概率之间存在明显的差异。
2009-09-28 cs.IT math.IT
Power Allocation for Compute-and-Forward over Fading Channels
本文研究快衰落信道下Compute-and-Forward的最优功率分配非凸问题，提出低复杂度算法，证明对称策略下功率超阈值时最优解为注水形式，数值结果表明算法能高效找到良好次优解甚至精确最优解。
2024-11-15 cs.IT math.IT
Polar Codes over Fading Channels with Power and Delay Constraints
极化码是信道特定的固有性质使得难以在通信信道随时间变化的设置中使用它们。特别地，为了能够在无线场景中使用极化码，需要减轻由于衰落引起的变化的衰减。据我们所知，迄今为止在这方面没有开展全面工作。在这项工作中，提出了一个实用的方案，涉及信道反转的信道状态在发射机的知识。对允许的平均和峰值功率施加额外的实际约束，这又使得信道等效于与擦除信道级联的加性高斯白噪声（AWGN）信道。结果表明，构造的极化码可以实现该信道的对称容量。此外，还讨论了针对给定功率约束计算极化码的最优设计速率的手段。
2017-04-03 cs.IT math.IT
On Resource Allocation in Fading Multiple Access Channels - An Efficient Approximate Projection Approach
我们考虑在多址接入信道的速率和功率分配问题。我们的目标是获得速率和功率分配政策，最大限度地提高了一般凹效用函数的平均传输速率的信息理论容量区域的多址信道。我们的政策并不要求提供篇幅过长的信息。我们考虑几种不同的情况。首先，我们解决效用最大化问题，在非衰落信道中获得最佳的操作速率，并提出了一种迭代梯度投影算法，使用近似投影。通过利用容量区域的多拟阵结构，我们证明了近似投影可以在用户数的时间多项式中实现。其次，我们考虑在衰落信道中的资源分配。最优速率和功率分配策略的情况下，功率控制是可能的，信道统计。对于传输功率固定和信道统计信息未知的情况下，我们提出了一种贪婪的速率分配策略，并提供了该策略的性能差异和最优策略的信道变化和结构的效用函数的界限。我们提出的数值结果表明，优越的收敛速度性能的贪婪的政策相比，基于长度的政策。为了降低贪婪策略的计算复杂性，本文提出了一种近似的速率分配策略，该策略在一定的邻域内跟踪贪婪策略，该邻域的特征在于衰落速度。
2008-10-07 cs.IT cs.NI math.IT
Delay-Doppler Reversal for OTFS System in Doubly-selective Fading Channels
最近提出的正交时频空间（OTFS）调制在高移动性无线通信中显示出比传统正交频分复用（OFDM）显著的优势。然而，具有挑战性的问题是开发用于具有低复杂度的实际OTFS系统的高效接收机。在本文中，我们提出了一种新的延迟多普勒反转（DDR）技术的OTFS系统具有所需的性能和低复杂度。本文从二维级联信道模型的角度介绍了DDR技术，分析了其计算复杂性，并分析了其相对于无DDR的直接处理（DP）接收机的性能增益。仿真结果表明，我们提出的DDR接收机优于传统的接收机在双选择性衰落信道。
2022-07-22 cs.IT eess.SP math.IT
Delay-Sensitive Distributed Power and Transmission Threshold Control for S-ALOHA Network with Finite State Markov Fading Channels
本文研究了FSMC衰落信道下S-ALOHA网络中时延敏感的功率和传输门限控制设计。随机接入系统由具有K个竞争用户的接入点组成，每个竞争用户可以访问本地信道状态信息（CSI）和队列状态信息（QSI）以及来自接入点的公共反馈（ACK/NAK/冲突）。我们试图推导出延迟-最优控制策略（由阈值和功率控制组成）。该优化问题属于无记忆策略K-agent无限时域分散马尔可夫决策过程（DEC-MDP），找到最优策略是计算上难以解决的。为了获得一个可行的和低复杂度的解决方案，我们重铸的优化问题分为两个子问题，即功率控制和阈值控制问题。对于给定的阈值控制策略，功率控制问题被分解为单用户的简化状态MDP，因此总体复杂度为O（N/J），其中N和J是缓冲区大小和CSI状态的基数。对于门限控制问题，我们利用冲突信道的一些特殊结构和公共反馈信息来推导出一个低复杂度的解决方案。所提出的设计的延迟性能示出相对于传统的吞吐量优化方法S-ALOHA有很大的增益。
2009-08-20 cs.IT math.IT
Optimal Power Control for Fading Channels with Arbitrary Input Distributions and Delay-Sensitive Traffic
在平均功率约束和服务质量（QoS）要求的条件下，提出了在任意输入分布下最大化有效容量的最优功率控制策略。分析导致在低功率状态和两种极限情况下的最优功率控制策略的简化表达式，即，非常严格的QoS约束和消失的QoS约束。在低功率状态下，恒定功率方案的能量效率（EE）性能也通过表征任意输入信令和一般衰落分布的每比特最小能量和宽带斜率来确定。随后，专门的Nakagami-m和Rician衰落信道的结果。此外，有效容量和EE之间的权衡进行了研究，通过确定最佳的功率控制方案，最大限度地提高了有效容量的最低要求EE和平均传输功率的约束。电路功耗被明确考虑在EE制定。通过数值计算，比较了恒功率和最优功率控制方案在不同信号星座和高斯信号下的性能。QoS约束，输入分布，衰落的严重程度，和平均发射功率电平上建议的功率控制方案，最大可实现的有效容量和EE的影响进行了评估。
2018-05-18 cs.IT math.IT
Delay Constrained Scheduling over Fading Channels: Optimal Policies for Monomial Energy-Cost Functions
假设能量代价函数为凸单项式，研究了在$T$硬延迟截止时间时隙内发送$B$信息比特的点到点离散时间调度问题.调度的目标是最小化预期的能量消耗，同时满足最后期限约束的基础上的信息，未服务的比特，信道状态/统计，和剩余的时隙的最后期限。在每个时隙，在不知道未来信道状态的情况下做出调度决定，因此在当前信道良好时服务许多比特与为截止日期留下太多比特之间存在紧张关系。在没有其他数据包被并发调度和不允许中断的假设下，我们推导出最优调度策略。此外，我们还调查的双重问题，最大限度地提高传输的比特数时，受到能量约束的$T$时隙。
2008-09-29 cs.IT math.IT
Multi-user Diversity in Spectrum Sharing Systems over Fading Channels with Average Power Constraints
研究了衰落信道下平均功率受限的频谱共享认知无线电系统中的多用户分集问题。平均功率约束施加在次级发射机处的发射功率和在主接收机处接收的干扰功率两者上，以便分别为次级系统处的容量最大化和主系统处的保护提供最优功率分配。多个次级和初级接收机被认为是瑞利和Nakagami-m衰落信道的衰落分布，并推导出相应的。基于推导出的衰落分布公式，得到了次系统的平均可达信道容量和中断概率，揭示了在衰落环境下，多个主、辅接收机共享同一信道时，平均功率约束对多用户分集技术中最优功率分配的影响.所获得的结果突出了一方面具有更多的次级接收器，另一方面具有更少的初级接收器的优点，表现为可实现容量的增加。
2013-12-02 cs.IT math.IT
Alternative Awaiting and Broadcast for Two-Way Relay Fading Channels
我们研究了一个双向中继（TWR）衰落信道中，两个源节点希望交换信息的帮助下的中继节点。给定传统的TWR协议，已知两个方向上的传输速率受到具有较低容量的跳的限制，即，上行链路和下行链路之间的最小操作。在本文中，我们提出了一种新的传输协议，命名为交替等待和广播（AAB），以消除在TWR衰落信道中的最小操作。分析了AAB协议的工作原理、遍历和容量的新上界以及信号传输平均时延的收敛性。数值结果表明：1）与传统的TWR协议相比，AAB协议显著提高了可实现的遍历和速率（ESR）; 2）考虑了系统服务（SS）的平均时延，AAB协议的平均速率（ESR）比传统的TWR协议有了明显的提高;（在源缓冲器中），由所提出的AAB协议引起的ST的平均延迟非常小并且可以忽略。
2013-02-03 cs.IT math.IT
Joint Rate and Resource Allocation in Hybrid Digital-Analog Transmission over Fading Channels
在混合数字模拟（HDA）系统中，资源分配已被用于实现期望的失真性能。然而，现有的研究在这个问题上假设无差错的数字传输，这是不有效的衰落信道。在时变信道衰落的情况下，在发射机处无法获得精确的信道状态信息。因此，随机中断和由此产生的数字失真不容忽视。此外，在资源分配中应考虑速率分配，因为它不仅决定了数字传输和模拟传输的信息量，而且还影响中断概率。基于上述观察，本文试图在衰落信道下执行联合速率和资源分配策略来优化HDA系统中的系统失真。考虑一种带宽扩展方案，其中在具有熵约束标量量化器（ECSQ）的HDA系统中发送无记忆高斯源。首先，我们制定的联合分配问题作为一个预期的系统失真最小化问题，其中模拟和数字失真都被认为是。然后，在低中断概率的限制下，基于块坐标下降法将问题分解为两个耦合的子问题，并提出一种迭代梯度算法来逼近最优解。此外，我们将我们的工作扩展到多变量高斯源的情况下，提出了一个两阶段的快速算法，结合舍入和贪婪策略，以优化联合速率和资源分配问题。仿真结果表明，在单高斯源情况下，所提算法的信失真比优于现有算法2.3dB;在多高斯源情况下，所提算法的信失真比优于现有算法3.5dB。
2018-12-17 cs.IT cs.PF eess.SP
Streaming Transmitter over Block-Fading Channels with Delay Constraint
研究了块衰落信道下的数据流传输。假设发射机以恒定速率在每个信道块处接收新消息，该速率由底层应用固定，并且发射机试图在公共截止日期之前递送到达的消息。提出了各种传输方案，并与一个通知的发射机上界的平均解码速率进行比较。结果表明，在单接收机的情况下，自适应联合编码（aJE）计划是渐近最优的，因为它实现了遍历容量的传输截止期限走向无穷大，它密切遵循的通知发送器的性能上限的情况下，有限的传输截止期限。另一方面，在存在具有不同信噪比（SNR）的多个接收器的情况下，无记忆传输（MT）、分时（TS）和叠加传输（ST）方案被示出比联合编码（JE）方案更鲁棒，因为它们具有随着SNR降低而逐渐的性能损失。
2012-09-19 cs.IT math.IT
