Spectrum Sharing-based Multi-hop Decode-and-Forward Relay Networks under Interference Constraints: Performance Analysis and Relay Position Optimization
推导了非一致瑞利衰落信道下基于频谱共享的多跳解码转发（DF）中继网络的中断概率和误比特率出错率的精确闭式表达式。我们还提供了系统各态历经容量的近似封闭形式表达式。利用这些易于处理的解析公式，我们可以研究关键网络参数对认知多跳中继网络在干扰约束下的性能的影响。利用线性网络模型，通过数值求解平衡每跳平均信噪比的优化问题，得到了一个最优中继位置方案。数值结果表明，最佳方案导致SNR性能增益超过1 dB。所有的解析表达式都通过Monte-Carlo仿真验证了多跳DF中继网络在认知环境中的优势。
2013-01-03 cs.IT math.IT
New Results on the Capacity of the Gaussian Cognitive Interference Channel
两个用户的高斯认知干扰信道的容量，其中一个发射机具有两个消息的知识的经典干扰信道的变化，是已知的几个参数制度，但仍然是未知的一般。在本文中，我们考虑以下可实现的方案：认知发射机预编码其消息对在其预期的接收机由主用户创建的干扰，和认知接收机只解码其预期的消息，类似于“弱干扰”的最佳方案;主解码器解码这两个消息，类似于“非常强的干扰”的最佳方案。虽然认知消息是相对于主消息进行预编码的，但是通过对其进行解码，主接收器获得关于其自身消息的信息，从而提高其速率。我们表明：（1）该方案实现了我们所说的“初级认知解码”机制的容量，即，不包括在已知容量的“非常强的干扰”状态中的“强干扰”状态的子集;（2）对于大得多的参数集，该方案在1比特/s/Hz或因子2的容量内，从而改进了最佳已知的恒定间隙结果;（3）基于对近似容量结果的分析，我们提供了对认知编码器处的干扰预编码与主接收器处的干扰解码之间的权衡的见解。
2010-07-09 cs.IT math.IT
Closed-Form Word Error Rate Analysis for Successive Interference Cancellation Decoders
本文考虑由线性观测$\y=\A\hbx+\v$估计整数向量$\hbx\in \mathbb{Z}^n$，其中$\A\in\mathbb{R}^{m\times n}$是独立同分布（i.i.d.）标准高斯$\mathcal{N}(0,1)$条目，并且$\v\in \mathbb{R}^m$是具有i.i.d.具有给定$σ$的$\mathcal{N}(0,σ^2 )$条目。在数字通信中，$\hbx$通常均匀分布在$n$维盒$\mathcal{B}$上.对于这个估计问题，连续干扰消除（SIC）解码器由于其低复杂度而流行，并且对其字错误率（WER）的详细分析是非常有用的。在本文中，我们推导了两种情况下的封闭形式的WER表达式：（1）$\hbx\in \mathbb{Z}^n$是固定的，（2）$\hbx$是均匀分布在$\mathcal{B}$。我们还详细研究了它们的一些性质，并表明它们与模拟的单词错误概率密切相关。
2018-11-04 cs.IT math.IT
Compute-and-Forward: Harnessing Interference through Structured Codes
干扰通常被视为无线网络中通信的障碍。本文提出了一种新的策略，计算和转发，利用干扰，在网络中的用户之间获得显着更高的速率。其核心思想是中继应根据其观测到的信道系数来解码发送消息的线性函数，而不是将干扰视为噪声。在解码这些线性方程之后，中继简单地将它们发送到目的地，目的地给出足够的方程，可以恢复它们所需的消息。底层代码基于嵌套格，其代数结构确保码字的整数组合可以被可靠地解码。编码器将消息从有限域映射到格，解码器恢复格点的方程，然后将其映射回有限域上的方程。即使发射机缺少信道状态信息，该方案也是适用的。
2011-06-13 cs.IT math.IT
Primary Rate-Splitting Achieves Capacity for the Gaussian Cognitive Interference Channel
认知干扰信道对认知覆盖无线电系统进行建模，其中认知无线电偷听相邻节点的传输。这个频道的容量一般是未知的。对于高斯情况，容量在三种机制中是已知的，通常表示为“弱干扰”、“非常强的干扰”和“初级认知解码”。本文提供了一个新的容量结果，基于速率分裂的主要用户的消息到一个公共和私人的一部分，并概括了能力的结果在“非常强的干扰”和“主要解码认知”制度。这一结果表明，认知干扰信道的容量不仅取决于信道条件，但也与主用户的合作水平。
2012-04-10 cs.IT math.IT
On the Capacity of the Cognitive Interference Channel with a Common Cognitive Message
在本文中，认知干扰信道与一个共同的消息，一个经典的认知干扰信道中的认知消息在两个接收机解码的变化，进行了研究。对于这个信道模型，新的外部和内部边界的开发，以及新的容量结果的离散无记忆和高斯的情况下。外边界是使用最初由佐藤开发的经典干扰信道和奈尔和埃尔贾迈勒的广播信道的边界技术。结合速率分裂、叠加编码和合并，得到了一个通用的内界。内外边界一致的“非常强的干扰”和“初级解码认知”制度。第一种机制包括这样的信道，其中在使两个接收器解码两个消息中没有最优性的损失，而在后一种机制中，在认知接收器处的干扰预消除实现容量。高斯信道的容量被证明是在一个恒定的加法间隙和一个恒定的乘法因子。
2012-08-20 cs.IT math.IT
Blind Fractional Interference Alignment
分数干扰对齐（FIA）是一种传输方案，其实现了每个天线每个信道使用（SpAC）发送的符号的[0，1]之间的任何值。FIA是在[1]中专门针对有限字母（FA）信号设计的，其约束条件是在所有接收器处使用最小距离（MD）检测器。与经典干扰对齐类似，FIA预编码器也需要所有发射机处的完美信道状态信息（CSIT）。在这项工作中，一种新的盲分数干扰对齐（B-FIA）计划，其中的基本假设是CSIT是不可用的。我们考虑两种流行的信道模型，即：广播信道和干扰信道。对于这两个信道模型，获得了满足MD检测器的约束的SpAC的最大可实现值，但没有CSIT，并且还提供了预编码器设计以获得可实现范围内的SpAC的任何值。此外，所提供的预编码器结构具有一个明显的优点：当所有发射机和接收机均配备有一个天线时，不需要接收机处的干扰信道状态信息（I-CSIR）。当在两端使用两个或更多个天线时，I-CSIR必须可用以获得SpAC的最大可实现值。最小距离和最大似然（ML）解码器的接收机设计进行了讨论，其中的干扰统计估计从接收到的信号样本。B-FIA的仿真结果表明，与具有已知统计量的MD解码器相比，具有估计统计量的ML解码器实现了显著更好的出错率性能，因为MD解码器假设干扰加噪声项为有色高斯噪声。
2013-12-05 cs.IT math.IT
Optimal Achievable Rates for Interference Networks with Random Codes
当编码被限制为叠加编码和分时的随机码集合时，干扰网络的最佳速率区域被表征。一个简单的同时非唯一的解码规则，每个接收机解码的预期消息以及干扰消息，示出实现此最佳速率区域，而不管信号，干扰和噪声的相对强度。这一结果意味着，Han-Kobayashi界，两个用户对干扰信道的容量区域上的最佳已知的内界，不能仅仅通过使用最佳的最大似然解码器来改善。
2012-11-28 cs.IT math.IT
Intelligent Reconfigurable Surfaces vs. Decode-and-Forward: What is the Impact of Electromagnetic Interference?
本文考虑使用智能可重构表面（IRS），以帮助无线通信系统。主要目标是比较这一新兴技术与传统的解码转发（DF）中继。与之前的比较不同，我们假设电磁干扰（EMI），包括来自外部源的入射波，存在于IRS或DF继电器放置的位置。分析表明，在最小化总发射功率方面，EMI对DF中继辅助通信具有强烈的影响，即使在针对EMI优化中继协议时也是如此。事实证明，IRS辅助的通信对EMI更具弹性。为了击败IRS，我们证明了DF中继必须使用多个天线，并通过波束成形来主动抑制EMI。
2022-03-15 cs.IT eess.SP math.IT
Efficient Computation of Pareto Optimal Beamforming Vectors for the MISO Interference Channel with Successive Interference Cancellation
研究了两用户多输入单输出（MISO）高斯干扰信道，其中发射机具有理想的信道状态信息，并采用单流波束成形。接收机能够执行连续的干扰消除，因此当干扰信号足够强时，可以将其解码，将期望信号视为噪声，并在期望信号被解码之前从接收信号中减去。我们提出了有效的方法来计算帕累托最优速率点和相应的波束成形向量对，通过最大化的速率一个链路的速率给定的其他链路。我们这样做是通过将原始问题分成四个子问题，对应于接收器的解码策略的组合-解码干扰或将其视为加性噪声。我们利用最近提出的参数化的最佳波束形成向量等价地重新制定每个子问题作为一个准凹问题，我们非常有效地解决解析或通过标量数值优化。所提出的方法的计算复杂性是几个数量级低于国家的最先进的方法的复杂性。我们使用所提出的方法来说明的强度和空间相关性的通道上的速率区域的形状的效果。
2013-06-25 cs.IT math.IT
Gaussian Z-Interference Channel with a Relay Link: Achievability Region and Asymptotic Sum Capacity
本文研究了高斯Z干扰信道，从一个接收机到另一个接收机的数字中继链路具有速率限制。基于Han-Kobayashi公共-私有信息分离技术和几种不同的中继策略（包括压缩转发和部分解码转发策略）的组合，推导出了可扩展的速率区域。对于高斯Z-干扰信道，从无干扰接收机到受干扰接收机的数字链路，在强干扰状态下建立容量区域;在弱干扰状态下建立可实现速率区域。在弱干扰情况下，部分解码转发策略在高信噪比和高干扰噪声比极限下是渐近和容量实现的。在这种情况下，每个中继比特渐进地将总容量提高一个比特。对于高斯Z-干扰信道，从受干扰接收机到无干扰接收机的数字链路，在强干扰状态下建立容量区域;在中等强度和弱干扰状态下建立可实现速率区域。在中继链路速率较大的情况下，建立了系统容量的渐近和。在这种情况下，当干扰链路弱于某个阈值时，由于数字链路而导致的总容量改善被半比特限制，但是当干扰链路变得更强时，总容量改善变得无限制。
2012-04-25 cs.IT math.IT
Optimal and Suboptimal Decoders under Finite-Alphabet Interference: A Mismatched Decoding Perspective
Imperial College London（帝国理工学院）；BBC Research and Development（英国广播公司研发部）
针对通信系统中干扰次优处理导致现有性能指标评估不准的问题，基于失配解码理论推导有限字母干扰信道下的匹配容量与失配容量下界，构建可准确刻画干扰影响的接收机设计与性能评估框架。
2025-11-13 cs.IT eess.SP math.IT
RF-based Energy Harvesting in Decode-and-Forward Relaying Systems: Ergodic and Outage Capacities
射频能量收集是延长无线网络寿命、使通信设备脱离电池和电源线、有利于节能和降低无线通信碳足迹的有效途径。本文提出了一种用于协作中继系统的干扰辅助能量收集方案，能量受限的中继站从接收到的信息信号和同信道干扰信号中收集能量，然后利用收集到的能量将正确解码的信号转发到目的站。分别采用时间切换方案（TS）和功率分割方案（PS），在时间切换方案（TS）中，接收机在解码信息和收集能量之间切换，在功率分割方案（PS）中，接收功率的一部分用于能量收集，剩余功率用于信息处理。将所提出的能量收集方法应用于具有三端模型的解码转发中继系统，推导了系统的遍历容量和中断容量的解析表达式，并确定了相应的可达吞吐量。比较结果表明，PS优于TS在高信噪比（SNR）的吞吐量，而在低信噪比，TS优于PS。此外，考虑在中继站处具有相等聚合干扰功率的不同干扰功率分布，相应的系统容量关系，即，获得容量的排序。
2018-02-11 cs.IT math.IT
Interference Impact on Decode-and-Forward Relay Networks with RIS-Assisted Source and Relays
在这封信中，我们考虑的情况下，解码和转发中继网络与可重构智能表面（RIS）辅助源和中继干扰的存在。在瑞利衰落信道和机会中继的条件下，推导出了系统中断概率的近似解析表达式。此外，我们还研究了高信噪比（SNR）条件下的系统行为，获得并分析了分集阶数和编码增益。结果表明，该系统可以达到Gd = min（N1，N2）K的分集阶数，其中N1和N2分别为源端和中继端的反射单元数，K为中继端的数目。此外，研究结果表明，对于相同的分集阶数，利用一个中继与多个反射元件提供更好的性能比利用多个中继与一个单一的反射元件。此外，研究结果表明，在目的地的干扰是更严重的系统性能比中继干扰。因此，在相同的干扰功率下并且对于固定数量的中继器K，结果表明，第一跳主导性能N1 < N2的情况在编码增益方面比N2 < N1的情况给出更好的结果。
2021-01-07 cs.IT eess.SP math.IT
On the Capacity of Interference Channels with One Cooperating Transmitter
在两个发送端、两个接收端干扰信道的容量区域上建立了内界和外界，其中一个发送端知道两个消息。具有额外知识的发射器被称为认知的。内界是基于策略，推广以前的工作，包括速率分裂，凝胶'fand-Pinsker编码和合作传输。一般的外边界基于用于广播信道的Nair-El Gamal外边界。一个更简单的边界的情况下，其中一个解码器可以解码两个消息。高斯通道的边界进行评估和比较。
2007-10-22 cs.IT math.IT
Interference Mitigation via Interference-Aware Successive Decoding
在现代无线网络中，干扰不再是可忽略的，因为每个小区变得更小以支持高吞吐量。每个小区的减小的尺寸迫使安装许多小区，并且因此导致在许多小区边缘区域处增加小区间干扰。本文考虑了一种实用的方法来减轻干扰的接收机配备了多个天线在干扰信道。最近，它表明，干扰信道的容量区域在点对点编码可以建立与两个方案的组合：处理干扰作为噪声和联合解码的期望和干扰信号。在实践中，第一种方案是直接可实现的，但是第二种方案在接收机处需要不切实际的巨大计算负担。在实际的复杂度范围内，提出了一种干扰感知的连续解码（IASD）算法，该算法在更新期望信号和干扰信号的先验信息的同时，连续解码期望信号和干扰信号。当允许使用多个解码器时，所提出的IASD可以扩展到干扰感知并行解码（IAPD）。利用EXIT图对算法进行了分析，结果表明干扰译码有利于提高算法性能。仿真结果表明，该算法明显优于干扰非译码算法。
2012-09-18 cs.IT math.IT
On Code Design for Wireless Channels with Additive Radar Interference
本文考虑的问题的代码设计的信道中，通信和雷达系统共存，建模为具有加性高斯白噪声（AWGN）和加性雷达干扰（ARI）。研究了如何调整或重新设计卷积码（由Viterbi算法解码）和LDPC码（由和积算法解码并使用EXIT图方法优化）以有效地处理整体非高斯ARI噪声的问题。从作为信噪比（SNR）和干扰噪声比（INR）的函数的非高斯ARI信道转移概率导出解码度量。两种设计方法以基线“未改变的遗留系统”为基准，其中通过使用仅AWGN度量（即，如果INR为零）。这些方法是：M1）为仅AWGN噪声设计的代码，但是用考虑SNR和INR两者的新度量解码;以及M2）为整个非高斯ARI信道优化的代码。与基线相比，这两种方法在高INR状态下给出更好的平均比特出错率（BER）。在低INR状态下，两种方法都作为基线执行，因为在这种情况下雷达干扰很弱。有趣的是，M2相对于M1的性能改进很小。实际上，这意味着不需要改变商业上可用的无线系统的信道纠错码方面的规范，并且使用适当的基于INR的解码度量就足以有效地应对ARI。
2019-04-11 cs.IT math.IT
On the Compound Broadcast Channel: Multiple Description Coding and Interference Decoding
这项工作研究了一般的两个用户的复合广播信道（BC）的编码器希望发送公共和私人消息到两个接收器，而不注意两个可能的信道实现控制的通信。重点是最大的可实现的速率区域的表征，通过诉诸更进化的编码和解码技术比传统的编码标准BC。首先探讨解码器的作用，并且基于“干扰解码”（ID）的原理推导出可实现的速率区域，其中每个接收器解码其预期消息并且选择（非唯一地）解码或不解码干扰消息。这种内界被证明是实现一类非平凡的复合BEC/BSC广播信道的容量，而最坏的情况下，马顿的内界-基于“非干扰解码”（NID）-未能实现的容量区域。然后研究了编码器的作用，并基于“多描述”（MD）编码导出了可实现的速率区域，其中编码器将公共以及多个专用的私有描述传输到用户信道的许多实例。事实证明，MD编码优于单一描述方案-公共描述（CD）编码-对于一类复合多输入单输出广播信道（MISO BC）。
2014-10-20 cs.IT math.IT
Outage Probability for Multi-Hop Full-Duplex Decode and Forward MIMO Relay
本文研究了多跳（MH）解码转发（DF）多输入多输出（MIMO）中继网络。为了考虑更现实的场景，采用具有中继自干扰（RSI）的全双工（FD）操作。假设MIMO信道受到瑞利衰落的影响，推导出了一个简单而紧凑的闭型中断概率表达式。推导这一结果的关键假设是每个信道的互信息可以很好地近似为高斯随机变量。为了得到综合中断概率，Wishart分布的复随机矩阵的和已经得到了一个新的优良的精确近似。数值蒙特卡罗模拟验证了我们的结果。这些仿真表明，对于低干扰和中等干扰状态，FD模式的性能优于半双工（HD）模式。另一方面，当RSI增加时，HD模式可以优于FD模式。
2015-04-13 cs.IT math.IT
On Multi-Cell Uplink-Downlink Duality with Treating Inter-Cell Interference as Noise
我们认为，在下行链路蜂窝网络建模为高斯干扰广播信道的小区间干扰作为噪声处理的信息理论的最优。建立一个新的上行链路-下行链路的对偶性，我们投在高斯干扰广播信道的问题，在高斯干扰多址接入信道，并描述了一个可实现的GDOF区域下的功率控制和治疗小区间干扰（高斯）噪声。然后，我们确定的条件下，这个可实现的GDoF区域是最佳的。
2019-01-17 cs.IT math.IT
Multi-Source Cooperative Communication with Opportunistic Interference Cancelling Relays
在本文中，我们提出了一个多用户合作协议的无线网络。两个源同时发送它们的信息块，并且中继采用机会性连续干扰消除（SIC）来努力解码它们。如果解码失败，则在中继器处将自适应解码/放大转发方案应用于解码块或其足够的统计。该协议的主要特点是，SIC被利用在网络中，因为更多的机会出现为每个块被解码作为使用的中继NRU的数量增加。此功能在分集和复用增益方面带来了好处，这些好处在分析中断模型和分集复用权衡（DMT）分析的帮助下得到了证明。在没有任何网络同步和协调的情况下实现性能改进。在这项工作的最后一部分的封闭形式的中断概率模型使用的NRU中继，具有最佳的SIC性能，从大量的NR节点的离线预选的新方法。分析结果证实了广泛的模拟，而该协议相比，在文献中报道的正交和多用户协议。
2015-09-03 cs.IT cs.NI math.IT
An Achievable Rate Region for Three-Pair Interference Channels with Noise
本文提出了一种适用于有噪声的三用户对干扰信道的可达速率域。所考虑的信道类别以与Telatar-Tse噪声两对干扰信道概括El Gamal-Costa内射信道相同的方式概括三对确定性干扰信道（3-DIC）。具体地，在组合干扰信号影响期望信号之前，引入作用于组合干扰信号的任意噪声。此类通道包括高斯情况。速率区域包括3-DIC容量区域上最著名的内界，主导将干扰视为噪声，并且对于两对情况包含Han-Kobayashi区域。
2012-05-22 cs.IT math.IT
Gaussian Intersymbol Interference Channels With Mismatch
本文研究了高斯码间干扰（ISI）信道下的信道编码问题。具体地，假设失配解码器对脉冲响应函数具有不正确的假设。失配容量是给定解码规则的最高可实现速率。现有的下限与内存的通道和解码度量的失配容量（如在我们的模型），仅在多字母的表达式，在实践中还没有计算的形式。因此，它们对不匹配问题提供了很少的见解。在本文中，我们推导出可计算的单字母下界的失配容量，并讨论了我们的结果的一些含义。我们的可实现速率基于两个集合，即自回归过程生成的码字集合，以及在实值序列的“类型类”上均匀绘制的码字集合。我们的可实现的速率的计算表明，作为失配参数的函数的可实现的速率的非平凡的行为。作为我们的技术的一个简单的应用程序，我们还推导出与不匹配的解码器，假设没有ISI在所有的随机编码指数。最后，我们比较我们的结果与通用的解码器，我们认为在本文中的真正的类以外的通道设计。
2017-06-19 cs.IT math.IT
On Achievability of Gaussian Interference Channel Capacity to within One Bit
在本文的早期版本中，错误地声称需要分时来实现高斯干扰信道的容量区域在一个比特内，特别是在拐角点处。早期版本的论点中的缺陷在于为固定的公共/私有消息拆分编码策略修复了解码范例。更具体地说，如果我们强制公共消息总是在非预期的接收者处被解码，则会出现早期版本中的附加约束（7 b）和（7 d）。然而，（7 b）和（7 d）可以通过允许解码器忽略非预期的公共消息而被消除，特别是在速率区域的角点处，而不像在早期版本中所建议的那样在发送侧采取分时。由于这些原因，我们先前的索赔是无效的。
2011-02-07 cs.IT math.IT
A lower bound on the data rate of dirty paper coding in general noise and interference
脏纸编码（DPC）允许发射机在存在发射机已知（非因果）干扰的情况下向接收机发送信息。DPC的原始版本是针对噪声和干扰是统计独立的高斯随机序列的情况导出的。最近的工作扩展了这种方法的情况下，噪声和干扰是相互独立的，其中至少有一个是高斯。在这封信中，我们进一步扩展DPC计划放宽高斯和统计独立性的假设。我们提供的DPC设置的情况下，可能依赖的噪声，干扰和输入信号的可实现的数据率的下限。此外，干扰和噪声项被允许具有任意概率分布。边界是相对简单的，措辞的二阶统计，是严格的，当实际的噪声分布接近高斯。
2015-07-14 cs.IT math.IT
Self-Interference Cancellation with Phase Noise Induced ICI Suppression for Full-Duplex Systems
实际全双工系统中的主要瓶颈之一是振荡器相位噪声，它限制了可能消除的自干扰功率。本文提出了一种适用于全双工正交频分复用系统的数字域自干扰消除方案。该方案通过抑制发射机和接收机振荡器相位噪声的影响，增加了可消除的自干扰功率。所提出的方案包括两个主要阶段，估计阶段和消除阶段。在估计阶段，最小均方误差估计器用于联合估计与输入自干扰信号相关联的发射机和接收机相位噪声。在消除阶段，估计的相位噪声用于抑制由与输入自干扰信号相关联的相位噪声引起的载波间干扰。在不同的操作条件下，所提出的计划的性能进行了数值研究。仿真结果表明，该方案比现有的忽略子载波间干扰抑制的数字域自干扰消除方案多实现9dB的自干扰消除。
2013-07-16 cs.IT math.IT
Analysis of Oscillator Phase-Noise Effects on Self-Interference Cancellation in Full-Duplex OFDM Radio Transceivers
本文分析了振荡器相位噪声对全双工直接变频无线电收发机自干扰消除能力的影响。在全双工收发器的发射器和接收器链处具有独立振荡器或相同振荡器的两种替代情况下，针对源自相位噪声的残余自干扰的功率导出闭合形式的解决方案。结果表明，相位噪声有严重的影响，在这两种情况下的自干扰消除，并通过使用共同的振荡器在上变频和下变频的结果在明显较低的残留自干扰水平。结果还表明，在全双工收发器中使用高质量的振荡器，或者具有用于相位噪声估计和减轻的某种手段以抑制其影响通常是至关重要的。主要发现之一是，在实际场景中，当期望大量的自干扰消除时，自干扰信道的多径分量的子载波式相位噪声扩展导致大部分残余相位噪声效应。
2014-01-15 cs.IT math.IT
Robust Transceiver Design for Full-Duplex Decode-and-Forward Relay-Assisted MIMO Systems
针对不可分辨的系统不确定性的鲁棒收发器设计对于可靠通信至关重要。例如，全双工通信在消除自干扰时遭受这样的不确定性，因为一些残余自干扰（RSI）由于不完善的信道知识而保持未被消除。我们考虑一个MIMO多跳系统，其中的源，中继和目的地都配备了多个天线。所考虑的解码和转发（DF）混合中继可以工作在半双工或全双工模式，和模式的变化自适应地依赖于RSI强度。我们研究了一个鲁棒的收发器设计问题，最大化的吞吐率的最坏情况下的自干扰信道的不确定性约束。所得到的问题是一个非凸优化问题，其中非凸目标是在半定矩阵锥上优化的。在不失一般性的前提下，我们利用优化理论将问题简化为多个标量参数的优化问题。此外，我们提出了一个有效的算法，以获得局部最优解迭代。最后，我们得到的见解在中继输入前端和输出前端的最佳天线分配，中继接收和传输，分别。有趣的是，给定中继器处的天线数量，如果分配给接收的天线多于分配给传输的天线，则鲁棒性提高。
2019-12-30 cs.IT math.IT
Cognitive Interference Channels with Confidential Messages
研究了具有机密信息的认知干扰信道。与经典的两用户干扰信道类似，认知干扰信道由两个发射机组成，它们的信号在两个接收机处发生干扰。假设存在两个发射机已知的公共消息源（消息1），以及仅认知发射机（发射机2）已知的附加独立消息源（消息2）。认知接收器（接收器2）需要解码两个消息，而非认知接收器（接收器1）应当仅解码公共消息。此外，消息2被假定为机密消息，其需要对接收机1尽可能保密，接收机1被视为消息2的窃听者。保密的程度是由含糊率来衡量的。建立了离散无记忆认知干扰信道容量模糊区域的单字母表达式，并进一步明确推导出高斯情况下的容量模糊区域。此外，特殊化的情况下，没有保密约束的容量模糊区域，建立了一个新的容量定理的一类干扰信道，通过提供一个逆定理。
2007-10-10 cs.IT math.IT
Capacity Region of Vector Gaussian Interference Channels with Generally Strong Interference
如果对于所有输入分布，接收器可以完全解码干扰，则干扰信道被称为具有强干扰。强干扰的这种定义适用于离散无记忆、标量和矢量高斯干扰信道。然而，存在可能不满足强干扰条件的矢量高斯干扰信道，但是对于该矢量高斯干扰信道，仍然可以通过联合解码信号和干扰来实现容量。这种干扰一般称为强干扰。推导了矢量高斯干扰信道具有普遍强干扰的充分条件。还确定了总速率容量和容量区域的边界点。
2011-08-04 cs.IT math.IT
Sub-optimality of Treating Interference as Noise in the Cellular Uplink
尽管将干扰视为噪声（TIN）的方案很简单，但在\cite{ShangKramerChen,MotahariKhandani,AnnapureddyVeeravalli}中，它在高斯2用户干扰信道中被证明是和容量最优的。在本文中，干扰网络由一个点到点信道干扰多址接入信道（MAC）被认为是，重点是弱干扰的情况下。该网络中的朴素TIN通过在发射机处使用高斯码、在MAC接收机处联合解码同时将干扰视为噪声、以及在点对点接收机处单用户解码同时将两个干扰视为噪声来执行。结果表明，在这种情况下，这种朴素的TIN方案从来都不是最佳的。事实上，结合时分多址和TIN的方案优于单纯TIN方案。给出了网络总容量的上界。
2011-05-26 cs.IT math.IT
On the Optimality of Treating Interference as Noise: General Message Sets
在K用户高斯干扰信道中，已经表明，如果对于每个用户，期望信号强度不小于来自该用户的最强干扰和对该用户的最强干扰的强度之和，（所有数值均以dB为单位），则从广义自由度（GDoF）的角度来看，将干扰视为噪声（TIN）是最佳的并且将整个信道容量区域实现在恒定间隙内。在这项工作中，我们表明，对于这样的TIN最佳干扰信道，即使消息集被扩展到包括从每个发射机到每个接收机的独立消息，作为原始干扰信道的新信道的操作和作为噪声的干扰处理仍然是最佳的总和容量到一个恒定的间隙。此外，我们将结果扩展到具有任意数量的发射器和接收器的X通道的一般设置中的TIN的总和GDoF最优性。
2014-01-12 cs.IT math.IT
Rate-Splitting Multiple Access for Downlink Communication Systems: Bridging, Generalizing and Outperforming SDMA and NOMA
空分多址（SDMA）利用线性预编码在空间域中分离用户，并且依赖于将任何残余多用户干扰完全视为噪声。非正交多址（NOMA）使用线性预编码叠加编码和连续干扰消除（SIC），并依赖于用户分组和排序来强制一些用户完全解码和消除由其他用户产生的干扰。在本文中，我们认为，为了有效地应付高吞吐量，异构的服务质量（QoS），和大规模的连接需求的未来多天线无线网络，多址设计需要离开SDMA和NOMA。我们开发了一种新的多址接入框架，称为速率分割多址接入（RSMA）。RSMA是用于下行链路多天线系统的更通用和更强大的多址接入，其包含SDMA和NOMA作为特殊情况。RSMA依赖于使用SIC的线性预编码速率分割来解码干扰的一部分，并将干扰的剩余部分视为噪声。RSMA部分地解码干扰并部分地将干扰视为噪声的这种能力使得能够软桥接完全解码干扰和将干扰视为噪声的两个极端，并为速率和QoS增强以及复杂度降低提供空间。这三个多址接入方案进行了比较和广泛的数值计算结果表明，RSMA提供了一个平稳的SDMA和NOMA之间的过渡，并优于他们在广泛的网络负载（欠载和过载制度）和用户部署（与多样性的信道方向，信道强度和质量的信道状态信息在发射机）。此外，RSMA以较低的计算复杂性为发送调度器和接收器（SIC层的数量）提供了超过NOMA的速率和QoS增强。
2018-04-17 cs.IT math.IT
Rate Region Frontiers for n-user Interference Channel with Interference as Noise
本文提出了可实现的速率区域边界的n用户干扰信道时，没有合作的发送端，也没有在接收端。假设接收机将干扰视为加性热噪声，并且不采用多用户检测。在这种情况下，发现n个用户干扰信道的速率区域边界是维度n-1的n个超曲面边界的并集，其中每个超曲面边界的特征在于具有以全功率发射的发射机之一。本文还发现的条件，确定凸性或凸性的边界的情况下，两个用户的干扰信道，并讨论了当一个分时的方法应采用与具体的结果有关的两个用户的对称信道。
2010-08-20 cs.IT math.IT
The Approximate Sum Capacity of the Symmetric Gaussian K-User Interference Channel
干扰对齐已成为分析多用户网络的一个有力工具。尽管最近取得了相当大的进展，但高斯K用户干扰信道的容量区域通常仍然是未知的，部分原因是与使用格码的信号尺度上的对准相关联的挑战。本文提出了一种新的框架格干涉对齐，计算和转发的方法的基础上。在该框架内，每个接收器通过首先恢复具有整数值系数的发送码字的两个或更多个线性组合并且然后求解这些方程以得到其期望的码字来进行解码。对于对称信道增益的特殊情况下，这个框架是用来推导高斯干扰信道的近似和容量，直到一个明确定义的中断集的信道增益。关键的贡献是从弱到强干扰机制的容量下限，其中每个接收机应该联合解码其自己的码字以及部分干扰码字。作为分析的一部分，它表明，解码的码字的K个线性组合可以接近的K用户高斯多址信道的总容量高达不超过Klog（K）/2比特的间隙。
2014-03-19 cs.IT math.IT
Self-Interference Cancellation Using Time-Domain Phase Noise Estimation in OFDM Full-Duplex Systems
在全双工系统中，振荡器相位噪声（PN）问题被认为是自干扰消除（SIC）阶段可能面临的瓶颈挑战，特别是当部署正交频分复用（OFDM）传输方案时。相位噪声如果在SIC技术之前或期间不被减轻，则会显著降低SIC性能。振荡器相位噪声的存在对传输的数据符号具有不同的影响，如共同相位误差（CPE）和载波间干扰（ICI）。然而，相位噪声可以在时域或频域中以数字方式估计和减轻。通过这项工作，我们提出了一种新的和简单的时域自干扰（SI）相位噪声估计和缓解技术。该算法的灵感来自于时域中的维纳滤波。仿真结果表明，与现有的时域或频域PN抑制方案相比，该算法在计算复杂性上有明显的降低，具有更好的性能。
2016-03-17 cs.IT math.IT
Extended Generalized DoF Optimality Regime of Treating Interference as Noise in the X Channel
本文针对3 x 2 X通道研究了将干扰视为噪声（TIN）的简单方案。导出了一个新的和容量上界。这个上限被转换成一个广义度的自由度（GDoF）的上限，并示出符合可实现的GDoF的计划，结合TDMA和TIN的信道参数上的某些条件。这些条件指定了噪声干扰机制，其扩展了文献中可用的噪声干扰机制。作为副产品，3 x 2 X信道的总容量在给定的噪声干扰状态下在恒定间隙内被表征。
2014-06-02 cs.IT math.IT
A Rate-Splitting Strategy for Max-Min Fair Multigroup Multicasting
我们考虑多个同信道多播组的发射波束形成问题。传统的方法是将指定的数据流波束成形到每个组，同时在接收器处将潜在的组间干扰视为噪声。在过载的系统中，发射天线的数量不足以执行干扰调零，我们表明，组间干扰占主导地位，在高信噪比，导致饱和的最大-最小公平的性能。我们提出了一个相当非传统的方法来处理这个问题的基础上的概念的速率分割（RS）。特别地，干扰的一部分被广播到所有组，使得在指定波束被解码之前，干扰被解码和消除。我们表明，RS策略实现了显着的性能增益比传统的多组多播波束成形策略。
2016-05-30 cs.IT math.IT
Zero-Delay Joint Source-Channel Coding in the Presence of Interference Known at the Encoder
研究了高斯信源在加性高斯白噪声（AWGN）信道中的零延迟传输问题。均方误差（MSE）失真最小化的平均功率约束下，假设干扰信号是已知的发射机。由于已知干扰信号的存在，简单线性传输的最佳性在此设置中不成立。虽然最佳的编码器-解码器对仍然是一个悬而未决的问题，本文提出了各种非线性传输方案。特别是，干扰浓度（ICO）和一维晶格（1DL）的战略，使用均匀和非均匀量化的干扰信号，进行了研究。它示出，在典型的标量量化的高斯源，一个非均匀量化器，其量化间隔变得更小，因为我们去进一步从零，提高了性能。在最优译码器是最小均方误差（MMSE）估计器的条件下，推导了编码器最优性的必要条件，并得到了满足该条件的数值优化编码器（NOE）。基于数值结果，它示出了具有非均匀量化的1DL执行更接近（与其他方案相比）的数值优化的编码器，同时需要显着较低的复杂性。
2016-04-14 cs.IT math.IT
Rate-Splitting Multiple Access: A New Frontier for the PHY Layer of 6G
为了有效地应对未来6 G多天线无线网络的高吞吐量、可靠性、服务质量（QoS）的异构性以及大规模连接性需求，多址和多用户通信系统设计需要脱离传统的干扰管理策略，即完全将干扰视为噪声（如在4G/5G、MU-MIMO、CoMP、大规模MIMO、毫米波MIMO中常用的）和完全解码干扰（如在非正交多址接入NOMA中）。本文致力于一个更通用和强大的传输框架的理论和应用的基础上速率分裂多址接入（RSMA），分裂成公共和私人部分的消息，并能够部分解码干扰和处理其余部分的干扰作为噪声。这使得RSMA能够软桥接并因此调和完全解码干扰和将干扰视为噪声的两种极端策略，并为频谱效率、能量效率和QoS增强、对发射机处的不完美信道状态信息（CSIT）的鲁棒性以及复杂度降低提供空间。我们概述了RSMA及其满足6 G需求的潜力。本文概述了RSMA及其满足6 G需求的潜力。
2020-07-13 cs.IT eess.SP math.IT
K-User Fading Interference Channels: The Ergodic Very Strong Case
得到了各态历经衰落K用户干扰信道（IFC）达到无干扰容量区所需的充分条件。特别是，这个容量区域被证明是实现时，每个接收器解码所有K个发送的消息，使得信道统计和注水功率策略的所有K（无干扰）链路满足一组K（K-1）遍历非常强的条件。结果也是独立的兴趣组合。
2009-10-26 cs.IT math.IT
Coded DS-CDMA Systems with Iterative Channel Estimation and no Pilot Symbols
在本文中，我们描述了直接序列码分多址（DS-CDMA）系统与四相移键控，其中信道估计，相干解调和解码迭代进行，而不使用任何训练或导频符号。针对采用非规则重复累积码的DS-CDMA系统，提出了一种基于期望最大化的信道估计算法，该算法能够估计出在干扰和热噪声共同作用下的衰落幅度、相位和干扰功率谱密度（PSD）。在从接收的符号获得衰落幅度、相位和干扰PSD的初始估计之后，通过使用来自信道解码器的软反馈来迭代地更新这些参数的后续值。更新后的估计与接收到的符号相结合，并迭代地传递给解码器。导频符号的消除简化了系统设计，并且允许增强的信息吞吐量、改进的比特出错率或更高的频谱效率。干扰功率谱估计使DS-CDMA系统能够有效地抑制干扰。
2010-08-19 cs.IT math.IT
Interference Mitigation Through Limited Receiver Cooperation
干扰是限制无线网络性能的主要问题。接收机之间的协作可以通过形成分布式MIMO系统来帮助减轻干扰。然而，在大多数情况下，接收器合作的速率是有限的。一个比特的接收器协作可以减轻多少干扰？在本文中，我们研究了两个用户的高斯干扰信道与会议解码器回答这个问题在一个简单的设置。我们确定了两个区域的接收器合作的增益：线性和饱和区域。在线性区域中，接收器协作是有效的并且提供自由度增益，其是一个协作比特购买一个以上比特或者两个协作比特购买一个以上比特直到饱和。在饱和区域中，接收器协作是低效的并且提供功率增益，该功率增益最多是恒定的，而与接收器协作的速率无关。通过对容量区域的表征，得出了两比特以内的结论.所提出的策略包括两个部分：（1）传输方案，其中采用具有简单功率分割的叠加编码，以及（2）协作协议，其中一个接收器量化-bin-并-转发其接收信号，并且另一个在接收到边信息之后解码-bin-并-转发其接收信号。
2009-11-11 cs.IT math.IT
Sub-optimality of Treating Interference as Noise in the Cellular Uplink with Weak Interference
尽管将干扰视为噪声（TIN）的方案很简单，但在具有非常弱（噪声）干扰的高斯干扰信道（IC）中，它被证明是和容量最佳的。在本文中，通过引入一个额外的发送器来改变2用户IC，该发送器希望与IC的接收器之一进行通信。由此产生的网络由干扰多址接入信道（MAC）的点对点信道组成，并表示为PIMAC。研究了PIMAC算法的总容量问题，重点研究了TIN的最优性。事实证明，TIN在其朴素的变体中，所有发射机都是活动的，两个接收机都使用TIN进行解码，这不是PIMAC的最佳选择。事实上，结合时分多址和TIN（TDMA-TIN）的方案严格优于纯TIN方案。此外，它表明，在某些制度下，TDMA-TIN实现的和容量的确定性PIMAC和总容量在一个恒定的间隙高斯PIMAC。此外，它示出，即使对于非常弱的干扰，有一些制度，其中干扰对齐与功率控制和处理干扰作为噪声在接收机侧优于TDMA-TIN的组合。因此，一方面，在蜂窝上行链路中将干扰视为噪声在某些机制中是近似最优的。另一方面，这些制度不能简单地用干涉的强度来描述。
2015-04-20 cs.IT math.IT
On the Optimality of Treating Interference as Noise for Interfering Multiple Access Channels
在本文中，我们期待在高斯干扰多址接入信道（IMAC）的问题，作为噪声（TIN）的干扰。所考虑的网络包括$K$相互干扰的多址信道（MAC），每个MAC由两个发送器组成，发送独立的消息到一个接收器。我们定义的TIN方案为这个通道，其中每个MAC执行其容量实现策略的功率控制版本，同时将来自所有其他MAC的干扰视为噪声。我们描述了一个可实现的广义自由度（GDoF）的区域下的TIN计划，并确定一个政权的参数（在信道强度水平方面），该区域是最佳的。
2018-05-12 cs.IT math.IT
The Capacity Region of the Cognitive Z-interference Channel with One Noiseless Component
我们研究了离散无记忆Z干扰信道（ZIC），其中遭受干扰的发射机对是认知的。我们首先提供了这个通道的容量的上限和下限。然后，我们表明，当不面临干扰的发射机-接收机对的信道是无噪声的，这两个界限重合，因此产生的容量区域。所得到的结果意味着，与高斯认知ZIC中不同，在所考虑的信道中，需要在非认知发射机处进行叠加编码以及在认知发射机处进行Gel'fand-Pinsker编码，以最小化干扰的影响。作为所得到的容量区域的副产品，我们得到了一个广义Gel'fand-Pinsker问题的容量结果。
2008-12-02 cs.IT math.IT
Treating Interference as Noise is Optimal for Covert Communication over Interference Channels
本文研究了带守卫者的K用户离散无记忆干扰信道（DM-IC）上的隐蔽通信。假设由在没有通信发生时发送的K个“关”输入符号引起的管理员的信道输出分布不是由输入符号的任何其他组合引起的那些的凸组合（否则，平方根定律不成立）。我们推导出确切的隐蔽容量区域，并表明一个简单的点对点的方案与治疗干扰噪声是最佳的。此外，我们分析所需的秘密密钥长度的可靠和隐蔽的通信与所需的速率，并提出了一个信道条件下，每个用户对之间的秘密密钥是不必要的。将所得结果推广到高斯情形和多个管理员情形。
2020-03-10 cs.IT math.IT
The Capacity of the Interference Channel with a Cognitive Relay in Very Strong Interference
具有认知中继的干扰信道由具有两个源-目的地对的经典干扰信道和具有源的消息的先验知识并辅助源的传输的附加认知中继组成。我们推导出一个新的外边界为这个通道使用的参数最初设计的“更有能力”的广播信道，并显示在“非常强的干扰”制度，一类的渠道，如果两个目的地解码两个消息的最优性没有损失的建议的外边界的可扩展性。该结果类似于经典干扰信道和认知干扰信道的“非常强干扰”容量结果，并且是具有认知中继的一般干扰信道的第一容量已知容量结果。
2011-02-16 cs.IT math.IT
On the Sum Capacity of the Discrete Memoryless Interference Channel with One-Sided Weak Interference and Mixed Interference
确定了一类离散无记忆干扰信道的和容量。这类信道被定义为类似于具有弱干扰的高斯Z干扰信道;因此，通过让受到干扰的收发器对以使得其消息可以在非预期接收器处使用单用户检测解码的速率通信来实现总容量。此外，这类离散无记忆干扰信道在容量域上等价于某些离散退化干扰信道。这允许使用相关联的劣化广播信道的容量区域来构造容量外边界。然后使用相同的技术来确定具有混合干扰的离散无记忆干扰信道的总容量。上述结果允许一个确定的总和容量或容量区域的几个新的离散无记忆干扰信道。
2012-07-13 cs.IT math.IT
Cooperative Secret Communication with Artificial Noise in Symmetric Interference Channel
我们考虑对称高斯干扰信道中，两个用户试图提高他们的保密率在一个合作的方式。人工噪声与有用的信息一起引入。我们推导了两种最佳点，最大最小点和单用户点的功率控制和人工噪声参数。结果表明，功率约束存在一个临界值$P_c$，低于该临界值时，最大最小点是保密率域上的最优点，高于该临界值时，单用户点间的分时可以获得更大的保密率对.它还表明，人工噪声可以帮助扩大保密率区域，特别是在单用户点。
2010-08-16 cs.IT math.IT
On the Cognitive Interference Channel with Unidirectional Destination Cooperation
具有单向目的地协作的认知干扰信道（CIFC-UDC）是一种认知干扰信道（CIFC），其中认知（次）目的地不仅解码从其发送对偶发送的信息，而且还帮助增强主用户的通信。该渠道模型是对原有CIFC的扩展，旨在实现共存条件下的双赢解决方案。从信息理论的角度来看，CIFC-UDC包括广播信道（BC）、中继信道（RC）和部分协作中继广播信道（PCRBC），并且可以降级为它们中的任何一个。我们的主要结果是建立了CIFC-UDC的一个新的统一的可计算的速率区域，它是迄今为止已知的最大的，并且可以明确地表明，它包括以前由Chu提出的结果和BC，RC和PCRBC的最大已知速率区域。此外，本文还讨论了CIFC-UDC中单向目的地协作的一个有趣观点：使主用户的解码器能够进行干扰抑制可以看作是对Devroye等人提出的CIFC-UDC中的Gel'fand-Pinsker预编码干扰抑制的补充，通过将这两种思想结合起来，可以减轻在两个目的地引起的干扰。最后，给出了一类CIFC-UDC的外界，并证明了它是紧的，从而刻画了这类CIFC-UDC的容量域。
2011-02-15 cs.IT math.IT
Learning Maximum Margin Channel Decoders
学习信道解码器的问题被认为是两个信道模型。第一个模型是加性噪声信道，其噪声分布是未知的和非参数的。学习器被提供有固定的码本和由噪声的独立样本组成的数据集，并且需要根据Mahalanobis距离为最近邻解码器选择精度矩阵。第二个模型是一个具有加性高斯白噪声和未知信道变换的非线性信道。学习器被提供有固定的码本和由信道的独立输入-输出样本组成的数据集，并且被要求为具有线性核的最近邻解码器选择矩阵。对于这两种模型，最大化的边缘的解码器的目标是解决。因此，对于每个信道模型，开发了具有码本相关的正则化项和铰链状损失函数的正则化损失最小化问题，这是受分类问题的支持向量机范例的启发。期望的泛化误差界的错误概率损失函数的正则化参数的最佳选择下，提供了两个模型。对于加性噪声信道，基于该界给出了训练信噪比选取的理论指导。此外，对于非线性信道，为假设类提供了高概率均匀的泛化误差界。对于每个信道，提出了一种求解正则化损失最小化问题的随机次梯度下降算法，并说明了优化误差界。所提出的算法的性能证明通过几个例子。
2023-02-15 cs.IT math.IT
Why Constant-Composition Codes Reduce Nonlinear Interference Noise
本文利用非线性薛定谔方程的时域微扰模型研究单偏振波分复用通信，解释了恒定成分码改善信噪比以及载波恢复算法无需该码也能获得类似增益的原因。
2022-03-05 cs.IT math.IT
On the Optimality of Treating Interference as Noise
研究表明，在K用户干扰信道中，如果每个用户的期望信号强度不小于来自该用户的最强干扰和对该用户的最强干扰的强度之和（所有值均以dB标度计），然后是在每个发射机处使用具有适当功率电平的点对点高斯码本并在每个接收机处将干扰视为噪声的简单方案（简而言之，TIN方案）将容量区域中的所有点实现在恒定间隙内。广义自由度（GDoF）区域在这种条件下是一个多面体，这是完全实现相同的计划，而不需要分时。结果证明，首先推导出一个多面体松弛的GDoF区域实现TIN，然后通过使用潜在的功能，并最终证明该区域在所需的制度的最优性提供了一个双重表征这个多面体区域。
2013-05-20 cs.IT math.IT
