Capacity scaling in a Non-coherent Wideband Massive SIMO Block Fading Channel
研究了在单输入多输出（SIMO）块瑞利衰落信道中，当带宽和接收天线数均趋于无穷大，发射功率固定时，相干和非相干信道容量的缩放关系.发射机没有信道状态信息（CSI），而接收机可以具有Genie提供的CSI（相干接收机），或者仅具有信道统计（非相干接收机）。我们的研究结果表明，如果可用带宽小于一个阈值带宽，这是成比例的（最多的领先阶项）的天线数量的平方根，有没有差距的相干容量和非相干容量的容量缩放行为。另一方面，当带宽大于该阈值时，存在容量缩放间隙。由于使用导频符号进行信道估计的可实现速率受到非相干容量约束，这项工作揭示了在具有大量接收天线的系统中的导频辅助相干接收器无法利用高于给定阈值的多余频谱来获得容量增益。
2020-02-20 cs.IT math.IT
The Influence of Adaptive Multicoding on Mutual Information and Channel Capacity for Uncertain Wideband CDMA Rayleigh Fading Channels
研究了宽带DS-CDMA瑞利衰落信道中信道状态信息不完全的自适应调制问题。我们假设一个多维的信号子空间跨越的随机扩频码（multicoding）的集合，并研究了子空间的尺寸和概率分布的传输符号的信道输入和输出之间的互信息的不确定性的存在下，关于信道的真实状态的影响。我们开发近似的互信息，以及上界和下界的互信息，明确规定的尺寸的信号星座，可解决的衰落路径的信道上，当前估计的信道状态，和信道估计的均方误差。我们分析这些近似和界限，以量化信号的尺寸和符号分布对系统性能的影响。
2006-04-07 cs.IT math.IT
Amplitude Quantization for Type-2 Codebook Based CSI Feedback in New Radio System
在3GPP新无线电系统中，已经标准化了两种类型的码本，即类型1和类型2码本，用于支持高级MIMO操作的信道状态信息（CSI）反馈。这两种类型的码本都是从基于2-D DFT的波束网格构建的，并且使得能够实现波束选择的CSI反馈以及两个极化之间的基于PSK的同相组合。此外，基于类型2码本的CSI反馈报告所选波束的宽带和子带幅度信息。因此，可以设想，将从基于类型2码本的CSI反馈中获得更准确的CSI，使得网络可以采用更好的预编码MIMO传输。为了减少CSI反馈信令，与基于3比特的宽带幅度反馈相结合，支持仅具有两个量化级别的基于1比特的子带幅度。通常，宽带幅度应计算为波束在所有子带上的线性平均幅度。然而，由于粗的子带幅度量化，已经观察到在联合宽带和子带幅度反馈的情况下，基于平均的宽带幅度可能导致大的幅度量化误差。本文研究了宽带和子带联合幅度计算的两种方法。具体而言，提出了最优和次优方法。该方法以较大的计算复杂度为代价，实现了幅度量化误差最小。并且借助于导出的缩放因子，次优方法比传统的基于线性平均的方法表现出明显更小的量化误差，特别是对于具有大频率选择性的信道。
2018-08-20 cs.IT math.IT
Non-Coherent Capacity and Reliability of Sparse Multipath Channels in the Wideband Regime
与无线信道信息论分析中普遍存在的丰富多径假设相反，物理信道呈现稀疏多径，特别是在大带宽下。我们提出了一个模型，稀疏多径衰落信道和目前的结果稀疏性的影响，非相干容量和可靠性在宽带制度。稀疏性的关键含义是信道中的统计独立的自由度，其表示由多径提供的延迟-多普勒分集，与信号空间维度（时间-带宽积）以次线性速率缩放。我们的分析是基于一个基于训练的通信方案，使用短时傅立叶（STF）信号波形。延迟多普勒中的稀疏性表现为STF域中的时频相干性。从容量的角度来看，稀疏信道是渐近相干的：相干和非相干极端之间的差距消失在大信号空间维度的限制，而不需要峰值信令。从可靠性的角度来看，在信道分集和可学习性之间存在基本的折衷，可以通过适当地选择作为带宽的函数的信令持续时间来优化信道分集和可学习性，以在任何速率下最大化误差指数。
2007-05-20 cs.IT math.IT
BER Analysis of Decision-Feedback Multiple Symbol Detection in Noncoherent MIMO Ultra-Wideband Systems
在本文中，我们研究了非相干多输入多输出（MIMO）超宽带（UWB）系统中的信号是由差分空时分组码（DSTBC）编码。DSTBC使非相干MIMO UWB系统获得分集增益。然而，传统的非相干逐符号差分检测（DD）的DSTBC-UWB遭受性能下降相比，相干检测。为了提高DSTBC-UWB系统的性能，我们引入了一种非相干多符号检测（MSD）方案。虽然MSD方案可以随着观察窗口大小变得更大而更多地提高性能，但是MSD的穷举搜索的复杂度也在窗口大小方面呈指数增加。为了降低计算复杂性，本文将判决反馈（DF）的概念引入到DSTBC-UWB的MSD中。由此产生的DF-MSD产生合理的复杂性和可靠的性能改进。我们提供的比特出错率（BER）分析建议DF-MSD。理论分析和仿真结果都验证了该方案的有效性。
2013-06-05 cs.IT math.IT
Wideband Channel Capacity Maximization With Beyond Diagonal RIS Reflection Matrices
本文研究超越对角RIS在宽带信道中的容量最大化问题，提出一种优化BD-RIS配置的新算法，并证明其在无静态路径或低莱斯κ因子条件下优于传统RIS。
2024-04-01 cs.IT eess.SP math.IT
Two-Dimensional AoD and AoA Acquisition for Wideband mmWave Systems with Cross-Polarized MIMO
针对宽带毫米波多输入多输出系统，提出了一种基于交叉极化天线阵元的二维的【形】超分辨出射角和到达角估计方法。所提出的方法的关键成分是形成定制设计的波束对，并设计一个可逆的函数的AoD/AoA从相应的波束对进行估计。此外，一个新的多层参考信号结构的开发所提出的方法，以促进角度估计的宽带信道与交叉极化天线元件。针对闭环频分跟踪系统中反馈问题，提出了一种新的微分反馈控制策略，用于二维的【形】角度估计。数值结果表明，该方法在不同信噪比、信道条件和天线阵列配置下均能获得较好的方位角/仰角AoD和AoA估计性能。
2017-02-08 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
Deep Learning-Based Rate-Adaptive CSI Feedback for Wideband XL-MIMO Systems in the Near-Field Domain
针对宽带近场XL-MIMO系统中CSI反馈面临的表征与压缩挑战，提出带压缩比自适应模块的轻量级深度学习框架WideNLNet-CA，单模型可适配多反馈速率，性能优于现有方法且推理快、存储需求低。
2025-08-01 cs.IT eess.SP math.IT
Channel Uncertainty in Ultra Wideband Communication Systems
如果宽带系统使用占空比，则在多径信道上操作的宽带系统可以在带宽上扩展它们的功率。信道的不确定性限制了功率受限宽带系统可达到的数据率;占空比传输降低了信道的不确定性，因为接收机只有在传输发生时才必须估计信道。用于传输的时间部分的最佳选择取决于信号调制的频谱效率。通过比较允许不同调制的信道条件来实现极限容量的一般原理被证明。如果信道路径数随带宽的增加不是太快，则具有占空比的直接序列扩频和脉冲位置调制系统达到信道容量。扩频调制的较高频谱效率使其在由于大量信道路径而不能使用具有非零符号时间的脉冲位置调制的环境中实现极限的信道容量。
2005-09-22 cs.IT math.IT
Capacity of Sparse Multipath Channels in the Ultra-Wideband Regime
本文研究了超宽带（UWB）系统中训练信号用于信道估计时，时间和频率选择性多径衰落信道的各态历经容量。最近的UWB信道的测量结果的动机，我们提出了一个稀疏多径信道模型。稀疏性的关键含义是信道中的独立自由度（DoF）与信号空间维度（信令持续时间和带宽的乘积）成次线性比例。稀疏性由延迟和多普勒中的可分辨路径的数量来捕获。我们的分析是基于训练和通信方案，采用正交短时傅立叶（STF）基函数的信令。STF信令自然地将延迟-多普勒中的稀疏性与时间-频率中的相干性相关联。我们研究了多径稀疏性对两个基本指标的频谱效率在宽带/低信噪比的限制Verdu介绍：第一和第二阶最优性条件的影响。Zheng et.已经强调了相干和非相干极端之间的频谱效率的巨大差距以及信道学习在弥合差距中的重要性。基于这些结果，我们的研究结果导致了以下多径稀疏性的含义：1）在时间和频率上共享相干性要求，从而显着放松所需的缩放相干时间与SNR; 2）稀疏多径信道是渐近相干的--对于给定的但大的带宽，可以完美地学习信道，并且通过足够大的信令持续时间满足一阶和二阶最优性的相干性要求;以及3）在稀疏环境中消除或放宽了峰值信号在获得容量方面的要求。
2007-05-20 cs.IT math.IT
Analysis of Energy Efficiency in Fading Channels under QoS Constraints
研究了衰落信道中存在服务质量（QoS）约束时的能量有效性问题。有效容量，它提供了最大的到达率，无线信道可以维持，同时满足统计QoS约束，被认为是。频谱效率-比特能量的权衡分析在低功率和宽带制度，采用有效的容量配方，而不是香农容量。通过这种分析，QoS约束下的能源需求。该分析是在两个假设下进行的：完美的信道侧信息（CSI）仅在接收机和完美的CSI在接收机和发射机都可用。特别是，它示出在低功率制度下，QoS约束下所需的最小比特能量是相同的，当没有这样的限制。然而，这种性能是在发射功率消失时实现的。通过宽带斜率分析，在QoS约束的存在下，在低但非零的功率电平的增加的能量需求被确定。类似的分析也进行了在宽带制度，并获得最小比特能量和宽带斜率表达式。在这种情况下，所需的位能量水平被发现是严格大于香农容量时所取得的。总体而言，提供了能量带宽延迟权衡的表征。
2008-12-08 cs.IT math.IT
Reduced-Feedback Hybrid Precoding for Wideband mmWave MIMO-OFDM Systems via Hierarchical Interpolation
Academia Sinica（中央研究院）；National Sun Yat-sen University（国立中山大学）；Virginia Tech（弗吉尼亚理工大学）；National Cheng Kung University（国立成功大学）
本文提出一种宽带毫米波MIMO-OFDM系统的降反馈混合预编码框架，通过分层插值减少数字预编码反馈负担，反馈减少约98.34%，兼具良好性能与鲁棒性。
2026-10-27 cs.IT eess.SP math.IT
A Partial Channel Reciprocity-based Codebook for Wideband FDD Massive MIMO
频分双工（FDD）大规模MIMO系统中信道状态信息（CSI）的获取是一个巨大的挑战。在本文中，我们解决这个问题，一个新的CSI反馈框架，使部分互易性的上行链路和下行链路信道在宽带制度。首先，我们推导出了一个给定的角度延迟分布的宽带大规模MIMO信道协方差矩阵的秩的封闭形式的表达。一个低秩性质的识别，这推广了著名的结果的窄带均匀线阵设置。然后，我们提出了一个部分信道互易性（PCR）码本，启发的低秩行为和事实，即上行链路和下行链路信道具有相似的角度延迟分布。与5G中的最新码本相比，所提出的PCR码本方案在用户侧实现了更高的性能、更低的复杂度，并且需要更少量的反馈。我们推导出实现渐近无差错CSI反馈所需的反馈开销。还提出了两种低复杂度的替代方案，以进一步降低基站侧的复杂度。实际3GPP信道模型的仿真结果表明，与最新的5G码本相比，我们提出的方法具有显着的增益，这证明了我们提出的方法是5G及以后的实用解决方案。
2022-01-26 cs.IT eess.SP math.IT
Wideband Time Frequency Coding
在宽带体制中，许多流行的调制方案，如码分多址和正交频分复用的性能迅速下降，没有信道状态信息。获得这些技术工作所需的信道信息量是昂贵且困难的，这表明需要在没有信道状态信息的情况下也能很好地执行的方案。在这项工作中，我们提出了一个这样的计划，称为宽带时频编码，它实现了加性高斯白噪声容量的顺序上的速率，而不需要任何信道状态信息。宽带时频编码将脉冲频移键控与脉冲位置调制相结合，这允许在发送频率和发送时间段两者中对信息进行编码。在检测方面，我们提出了一个非相干解码器的基础上的平方律检测器，类似于频移键控为基础的信号的最佳解码器。研究了各种参数对宽带时频编码误符号率和容量的影响，结果表明，宽带时频编码对阴影和强衰落信道具有较好的鲁棒性。当与诸如码分多址、正交频分复用、脉冲位置调制和没有信道状态信息的脉冲频移键控的其他调制方案相比时，宽带时频编码在宽带机制中实现更高的速率，并且在更小的带宽中执行扩频。
2022-05-31 cs.IT eess.SP math.IT
On-Off Frequency-Shift-Keying for Wideband Fading Channels
M-ary On-Off Frequency-Shift-Keying（OOFSK）是一种数字调制格式，其中M-ary FSK信令覆盖在开/关键控上。本文探讨了这种调制格式的宽带衰落信道的背景下的潜力。首先，假设接收机使用能量检测来接收OOFSK信号。容量表达式的情况下，接收机具有完美和不完美的衰落边信息。功率效率的研究时，发射机受到峰均功率比（PAR）的限制或峰值功率限制。结果表明，在PAR限制下，它是非常低的SNR制度下工作的功率效率低下。另一方面，如果仅存在峰值功率限制，则表明当以较小的SNR和消失的占空因数操作时，功率效率提高。还研究了当接收机可以跟踪信道中的相移或如果接收到的信号具有镜面分量时产生的容量改进。为了利用这些特征，还允许调制的相位携带信息。
2005-10-24 cs.IT math.IT
Frequency Selective Hybrid Precoding for Limited Feedback Millimeter Wave Systems
混合模拟/数字预编码在毫米波（mmWave）系统中提供了硬件复杂度和系统性能之间的折衷。这种类型的预编码允许毫米波系统利用足够的链路裕度所需的大天线阵列增益，同时允许低成本和功耗硬件。大多数先前的工作集中于窄带毫米波系统的混合预编码，在发射机处具有完美的或估计的信道知识。然而，mmWave系统将可能在具有频率选择性的宽带信道上操作。因此，本文考虑宽带毫米波系统与有限的反馈信道之间的发送器和接收器。首先，针对给定的RF码本，推导出最优的混合预编码设计。这为任何其他启发式算法提供了基准，并为码本设计提供了有用的见解。其次，开发了用于宽带毫米波系统中的空间复用的高效混合模拟/数字码本。最后，基于Gram-Schmidt正交化理论，提出了一种低复杂度、接近最优的贪婪频率选择性混合预编码算法。仿真结果表明，开发的混合码本和预编码器的设计实现了非常好的性能相比，无约束的解决方案，而需要更少的复杂度。
2016-08-23 cs.IT math.IT
Capacity Improvement in Wideband Reconfigurable Intelligent Surface-Aided Cell-Free Network
无小区网络由于具有较强的抗小区间干扰能力，被认为是未来无线系统提高网络容量的一种很有前途的技术。然而，为了进一步提高容量，需要部署更多的基站（BS），这具有高成本和功耗。为了解决这个问题，最近提出的技术称为可重构智能表面（RIS）的启发，我们提出了RIS辅助无细胞网络的概念，以提高网络容量，低成本和功耗。然后，对于典型宽带场景中的建议的RIS辅助无小区网络，我们制定了BS和RIS的联合预编码设计问题，以最大限度地提高网络容量。由于制定的问题的非凸性和高复杂性，我们开发了一个交替优化算法来解决这个具有挑战性的问题。请注意，现有作品中考虑的大多数场景都是本文中一般场景的特殊情况，并且所提出的联合预编码框架也可以作为在大多数现有RI辅助场景中最大化容量的一般解决方案。仿真结果表明，与传统的无小区网络相比，该方案的网络容量有明显的提高。
2020-07-11 cs.IT cs.SY eess.SP
On Outage Behavior of Wideband Slow-Fading Channels
本文研究了宽带慢衰落信道上的点对点信息传输，该信道被建模为（渐近）大量独立同分布的并行信道，在整个编码块上随机信道衰落实现保持恒定。一方面，在宽带限制下，可靠传输所需的每nat的最小可达能量作为随机变量，在概率上收敛到某个确定性的量。另一方面，中断概率的指数衰减率（称为宽带中断指数）表征并行信道的数量{ \it，即}，“带宽”，应该渐近缩放，以实现目标中断概率在每nat的目标能量。我们检查两种情况：当发射机没有信道状态信息，并采用均匀的发射功率分配之间的并行信道;和当发射机被赋予一个比特的信道状态反馈为每个并行信道，并相应地分配其发射功率。对于这两种情况下，我们评估的宽带最小能量每nat和宽带中断指数，并讨论其对系统性能的影响。
2007-11-28 cs.IT math.IT
On Outage Behavior of Wideband Slow-Fading Channels
本文研究了宽带慢衰落信道上的点对点信息传输，该信道被建模为（渐近）大量独立同分布的并行信道，在整个编码块上随机信道衰落实现保持恒定。一方面，在宽带限制下，可靠传输所需的每nat的最小可达能量作为随机变量，在概率上收敛到某个确定性的量。另一方面，中断概率的指数衰减率（称为宽带中断指数）表征并行信道的数量{ \it，即}，“带宽”，应该渐近缩放，以实现目标的中断概率在每nat的目标能量。我们检查两种情况：当发射机没有信道状态信息，并采用统一的并行信道之间的发射功率分配;和当发射机被赋予一个比特的信道状态反馈为每个并行信道，并相应地分配其发射功率。对于这两种情况下，我们评估的宽带最小能量每nat和宽带中断指数，并讨论其对系统性能的影响。
2007-10-01 cs.IT math.IT
Performance Analysis of In-Band-Full-Duplex Multi-Cell Wideband IAB Networks
本文用随机几何和 MHCPP 建模多小区宽带毫米波 IBFD-IAB 网络，推导关联概率、覆盖与容量闭式结果，证明成功自干扰消除下 IBFD 优于半双工。
2024-03-25 cs.IT eess.SP math.IT
Capacity Analysis of OFDM Systems with a Swarm of Network-Controlled Repeaters
TOBB University of Economics and Technology（托克经济与技术大学）；KTH Royal Institute of Technology（皇家理工学院）；Bilkent University（比尔肯特大学）
本文研究了由网络控制重复器群辅助的单输入单输出系统上行容量，基于OFDM信号发展了宽带模型，推导了重复器辅助OFDM信道的容量表达式，并展示了NCRs在简单激活策略下显著提升系统容量，激活最近重复器与激活所有重复器性能相近，提供节能机会。
2026-04-15 cs.IT eess.SP math.IT
Limiting Performance of Conventional and Widely Linear DFT-precoded-OFDM Receivers in Wideband Frequency Selective Channels
本文描述了线性和判决反馈均衡器（DFE）的限制行为，在单/多天线系统采用实/复值调制字母表。宽带频率选择性信道建模使用瑞利衰落信道模型与无限数量的时域信道抽头。使用这个模型，我们表明，所考虑的均衡器提供了一个固定的后信号噪声比（后SNR）在均衡器的输出，接近匹配滤波器界（MFB）。后SNR的一般表达式得到迫零（ZF）为基础的常规接收机以及接收机采用广泛的线性（WL）处理的情况下。仿真研究了基于MMSE和ZF的接收机的误出错率性能。结果表明，所考虑的接收机有利地利用丰富的频率选择性信道，以减轻衰落和符号间干扰（ISI），同时提供与MFB相当的性能。
2013-07-14 cs.IT math.IT
TeraMIMO: A Channel Simulator for Wideband Ultra-Massive MIMO Terahertz Communications
随着太赫兹（THz）技术的最新进展，人们对THz通信在下一代无线系统中的关键作用达成了共识。针对催化太赫兹通信研究，我们提出了TeraMIMO，统计太赫兹信道的精确随机MATLAB模拟器。我们模拟超大规模的多输入多输出天线配置作为关键的基础设施，克服了太赫兹通信距离的限制。我们认为视线和多径组件，并提出频率和延迟域实现单载波和多载波的范例中的时不变和时变的情况。我们实现了详尽的分子吸收计算辐射传输理论的基础上替代亚太赫兹近似。我们进一步模型太赫兹特定的约束，包括宽带波束分裂效应，球面波传播，和失调衰落。我们验证TeraMIMO类比与测量为基础的信道模型在文献和遍历容量分析。我们介绍了一个图形化的用户界面和使用TeraMIMO太赫兹信道生成和分析的指南。
2021-10-24 cs.IT math.IT
Uplink Performance of Wideband Massive MIMO with One-Bit ADCs
模数转换器（ADC）占大规模MIMO基站总功耗的很大一部分。1位ADC是降低功耗的一种方法。本文分析了使用1位ADC的大规模MIMO系统中单载波和OFDM传输的频谱效率。封闭形式的可实现速率，即，对于具有大量信道抽头的宽带系统，推导出容量的下限，该宽带系统采用低复杂度线性信道估计和符号检测。量化在符号检测中导致两种类型的误差。在大规模MIMO中，循环对称误差变为高斯，并且随着天线数量的增加而消失。接收干扰能量中符号持续时间的变化会引起幅度失真，严重影响OFDM系统的性能。随着信道抽头数的增加，幅度失真消失，OFDM具有与单载波传输相同的性能。本文的一个主要结论是宽带大规模MIMO系统与1位ADC配合使用效果良好。
2016-10-17 cs.IT math.IT
Analysis of Degrees of Freedom of Wideband Random Multipath Fields Observed Over Time and Space Windows
在多径系统中，可用的自由度可以被认为是关键性能指标，因为信道容量随着可用的自由度线性增长。然而，一个基本的问题出现了：给定的可观测区域的大小限制，什么是可用的自由度在一个有限的时间间隔内观察到的宽带随机多径波场的固有数量？在本文中，我们专注于回答这个问题的波场建模为正交波形或空间订单的总和。我们表明，对于每个空间顺序，（i）可观察的波场是带限内的有效带宽，而不是给定的带宽和（ii）观察时间从给定的观察时间。这些发现显示了空间和时间以及空间和带宽之间的强耦合。实际上，对于空间上不同的多径波场，“时间-带宽”乘积的经典自由度结果不直接扩展到“时间-空间-带宽”乘积。
2014-05-06 cs.IT math.IT
A joint precoding framework for wideband reconfigurable intelligent surface-aided cell-free network
无小区网络由于具有较强的抗小区间干扰能力，被认为是提高网络容量的一种很有前途的技术。然而，进一步的容量提高需要部署更多的具有高成本和功耗的基站（BS）。为了解决这个问题，受最近发展起来的可重构智能表面（RIS）技术的启发，我们提出了RIS辅助的无单元网络的概念，以提高低成本和低功耗的容量。关键的想法是用低成本和高能效的RIS取代一些所需的BS。然后，在宽带RIS辅助无小区网络中，我们制定了在BS和RIS的联合预编码设计的问题，以最大限度地提高网络容量。由于制定的问题的非凸性和高复杂性，我们开发了一个交替优化框架来解决这个具有挑战性的问题。特别地，我们通过分式规划将该问题解耦，并交替求解子问题。请注意，在现有的作品中考虑的大多数场景是本文中研究的一般场景的特殊情况，并且所提出的联合预编码框架可以作为在大多数现有的RIS辅助场景中最大化容量的一般解决方案。仿真结果表明，与传统的无小区网络相比，该方案下的网络容量可以得到显著提高。
2021-08-07 cs.IT cs.PF cs.SY
A Wideband MIMO Channel Model for Aerial Intelligent Reflecting Surface-Assisted Wireless Communications
本文提出一种考虑AIRS旋转与运动的三维宽带MIMO信道模型，推导CIR、相关函数和容量，并设计联合相移方案，仿真验证其能提升信道统计特性和系统容量。
2023-09-05 cs.IT eess.SP math.IT
Secret Key Generation from Sparse Wireless Channels: Ergodic Capacity and Secrecy Outage
本文研究了从互易无线信道生成秘密密钥的问题。特别是，我们认为在宽带制度和稀疏的秘密密钥容量的影响，表现出稀疏结构的无线信道。我们分两步来探讨这个问题。首先，我们研究了状态相关离散无记忆多源密钥生成问题。源的状态捕获信道稀疏性的效果。其次，我们考虑了一个无线信道模型，该模型捕获了信道稀疏性和合法用户信道与窃听者信道之间的相关性。这种依赖性可以显著地减少秘密密钥容量。根据系统的时延要求，考虑了两个性能指标：（i）遍历秘密密钥容量和（ii）中断概率。我们表明，在宽带制度时，采用白色的探测序列，稀疏的信道可以实现更高的遍历秘密密钥率比丰富的信道可以。对于中断性能，我们表明，如果用户产生的秘密密钥在遍历容量的一小部分，中断概率将呈指数衰减的信号带宽。此外，通过更丰富的通道实现更大的指数。
2012-08-18 cs.CR cs.IT math.IT
PSPACE hardness of approximating the capacity of Markoff channels with noiseless feedback
证明了在无噪声反馈条件下计算马尔可夫信道的容量是PSPACE困难的。
2018-03-21 cs.IT math.IT
Network error correction with limited feedback capacity
我们认为，在网络链路上存在对抗性错误的情况下，表征网络容量的问题，特别关注低容量反馈链路跨网络切割的影响。
2014-02-01 cs.IT math.IT
Low-Overhead Hierarchically-Sparse Channel Estimation for Multiuser Wideband Massive MIMO
上行链路大规模MIMO信道估计所需的过多导频开销的问题是众所周知的，更不用说当它与宽带（OFDM）传输一起考虑时。对于既高效又需要低训练开销的信道估计器，压缩感知（CS）方法已经越来越流行，利用物理信道的稀疏性质。然而，没有分析的见解，在宽带大规模MIMO可靠的信道估计所需的开销。通过观察，宽带大规模MIMO信道可以表示为一个向量，是不是简单的稀疏，但有明确的结构属性，称为分层稀疏，我们提出了低复杂度的信道估计的多用户场景，考虑到这一属性。通过采用层次限制等距属性的框架，这些算法提供严格的性能保证，建议用户导频序列的具体设计目标。对于一个特定的设计，我们分析的特点所需的导频开销的缩放与天线和带宽的数量增加，揭示了，只要天线的数量是足够大的，它是独立的每个用户的信道稀疏度以及活跃用户的数量。因此，令人惊讶的是，与经典设置相比，导频开销可以被转移到空间维度中，而不影响关键的带宽约束，从而增加了整体系统容量。这些分析的见解验证了仿真结果表明，该算法也优于传统的CS算法，忽略了层次稀疏属性。
2018-12-10 cs.IT math.IT
Any Positive Feedback Rate Increases the Capacity of Strictly Less-Noisy Broadcast Channels
我们提出了两种编码方案的离散无记忆广播信道（DMBC）的速率限制的反馈，只有一个接收机。对于任何正反馈率和严格的低噪声DMBC类，我们的计划严格提高了无反馈容量区域。
2013-07-21 cs.IT math.IT
Capacity of Finite-State Channels with Delayed Feedback
该研究通过将带延迟反馈的有限状态信道转化为带瞬时反馈的扩展状态信道，提出基于图的容量上下界计算方法，得出多个信道的容量结果与更优上界，证明反馈可提升双码擦除信道容量。
2024-06-22 cs.IT math.IT
Feedback Capacity Formulas of AGN Channels Driven by Nonstationary Autoregressive Moving Average Noise
在本文中，我们推导出封闭形式的反馈容量和非反馈可达速率的公式，加性高斯噪声（AGN）信道驱动的非平稳自回归移动平均（ARMA）噪声（具有不稳定的极点和零点），基于时不变的反馈码和信道输入分布。从分析和仿真中得出了令人惊讶的观察结果，（i）使用时不变信道输入分布产生了取决于ARMA噪声的参数的多个容量机制，其可以或可以不使用反馈，（ii）极点越不稳定（分别为：零）的ARMA噪声越高（相应地，较低）的反馈能力，（iii）某些条件，称为可检测性和稳定性是必要的和足够的，以确保反馈能力公式和非反馈可达率{ \it是独立的ARMA噪声的初始状态}。另一个令人惊讶的观察是，Kim的反馈容量的\cite{kim2010}表征是为稳定的ARMA噪声开发的，如果应用于不稳定的ARMA噪声，与我们的反馈容量公式相比，给出了较低的反馈容量值。
2021-06-09 cs.IT math.IT
Feedback Capacity of the Compound Channel
在这项工作中，我们发现的容量的复合有限状态信道与时不变的确定性反馈。我们考虑的模型涉及使用固定长度的分组码。我们的可扩展性的结果包括一个通用的解码器的存在性证明的家庭的有限状态反馈信道。作为我们的能力的结果，我们表明，反馈并没有增加复合吉尔伯特-埃利奥特通道的能力。此外，我们表明，对于一个平稳和均匀遍历马尔可夫信道，如果复合信道容量是零，没有反馈，那么它是零反馈。最后，我们利用有限状态信道的结果，证明了无记忆复合信道的反馈容量由$\inf_θ \max_{Q_X} I(X;Y|θ)$给出。
2007-11-05 cs.IT math.IT
The adaptive zero-error capacity for a class of channels with noisy feedback
具有无噪声反馈的离散无记忆信道（DMC）的自适应零差错容量已被证明是正的，只要存在至少一个信道输出“不证明者”，即，不能从至少一个输入到达的信道输出。此外，只要存在一个disprover，自适应零错误容量达到香农（小错误）的能力。在这里，我们研究的DMC的零错误容量时，信道反馈是嘈杂的，而不是完美的。我们表明，噪声反馈的自适应零错误容量是下界的前向信道的零未检测到的错误容量，并表明在一定条件下，这是紧。
2017-04-04 cs.IT math.IT
Zero-Error Feedback Capacity for Bounded Stabilization and Finite-State Additive Noise Channels
本文研究了具有记忆的{ \em因果}离散信道的零差错反馈能力。首先，通过扩展经典的零差错反馈容量的概念，一个新的概念{ \em均匀零差错反馈容量} $ C_{0f} $的这种信道被引入。利用这一概念，通过因果信道的不稳定的{噪声}线性系统的{有界}稳定的一个严格条件，假设没有{信道}状态信息的任何一端的信道。
2022-06-01 cs.IT math.IT
Youla Coding and Computation of Gaussian Feedback Capacity
在本文中，我们提出了一种方法来数值计算的反馈容量的平稳有限维高斯信道和构造（任意接近）的能力实现反馈码。特别地，我们首先将有限维高斯信道上的反馈通信解释为反馈控制系统，证明了在Youla参数上找到具有最大可靠传输率的稳定反馈控制器的问题与找到严格因果滤波器以实现[2]中导出的反馈容量的问题相一致。这种扩展的解释提供了一种方法来构造确定性反馈编码方案的双指数衰减的错误概率。接下来，我们提出了渐近容量实现上界，这可以通过求解有限维凸优化数值评估。从达到上界的过滤器，我们应用基于Youla的解释来构造可行的过滤器，即，反馈码，导致一系列的下限。我们证明了序列的下限是渐近容量实现。
2018-01-12 cs.IT math.IT
Can Feedback Increase the Capacity of the Energy Harvesting Channel?
我们调查反馈是否可以增加能量收集通信信道的容量，其中由外源能量到达过程供电并配备有限电池的发射器通过无记忆信道与接收器通信。对于一个简单的特殊情况下，能量到达过程是确定性的和信道是BEC，我们明确计算的前馈和反馈的能力，并表明，反馈可以严格增加该信道的容量。在这个例子的基础上，我们还表明，反馈可以增加的能力时，能源抵达是独立同分布。在发送器和接收器处非因果地已知。
2015-06-05 cs.IT math.IT
A Counterexample to Cover's 2P Conjecture on Gaussian Feedback Capacity
我们提供了Cover猜想的一个反例，即功率约束下加性高斯噪声信道的反馈容量$C_\textrm{FB}$ $P$不大于功率约束下相同信道的非反馈容量$C$ $2P$，即，$C_\textrm{FB}(P) \le C(2P)$。
2005-11-04 cs.IT math.IT
On the Capacity of the Discrete Memoryless Broadcast Channel with Feedback
本文提出了一种离散无记忆广播信道的{无噪声，有噪声，广义}反馈编码方案，并导出了相应的可达域。该方案是基于一个块马尔可夫策略相结合的马顿计划和一个有损版本的格雷-怀纳计划与边信息。在每个块中，发射机发送新的数据和更新信息，允许接收机改善在前一个块中观察到的信道输出。对于Dueck广播信道的推广，我们的方案实现了无噪声反馈容量，这是严格大于无反馈容量。对于Blackwell信道的推广，当反馈是无噪声的，我们的新方案实现的速率点是在无反馈容量区域之外。它遵循一个简单的连续性参数，对于这两个信道，当反馈噪声足够低时，我们的方案提高了无反馈容量，即使当反馈是嘈杂的。
2012-11-25 cs.IT math.IT
Feedback Increases the Capacity of Queues with Bounded Service Times
本文针对先进先出队列容量问题，证明当服务时间具有有界支撑时，完全反馈总能提升容量，并通过引入广义反馈框架统一分析完全反馈与弱反馈，弥补了已有充分条件缺乏显式结构性质的不足。
2024-06-30 cs.IT math.IT
Capacity of the Trapdoor Channel with Feedback
我们建立了陷门信道的反馈容量是黄金比例的对数，并提供了一个简单的通信方案，实现容量。作为分析的一部分，我们制定了一类动态的程序，其特征容量的单线有限状态信道。活板门渠道是一个例子，承认一个简单的解析解。
2006-10-09 cs.IT math.IT
Wideband Direct Satellite Uplink Enabled by Pilot-less Sparse Superposition Codes
Politecnico di Torino（都灵理工大学）；Shannon Research Center, Huawei Technologies Sweden AB（华为技术有限公司瑞典分公司香农研究中心）
本文提出一种基于稀疏叠加编码的无导频编码调制方案，以在覆盖受限场景中实现高效宽频使用，通过结构化的Zadoff-Chu准正交字典支持可扩展传输，并通过指示序列嵌入根索引信息以减少解码复杂度，仿真结果表明该方案相比传统窄带多维星座方案在吞吐量上有所提升。
2026-07-07 cs.IT eess.SP math.IT
Self-Secure Capacity-Achieving Feedback Schemes of Gaussian Multiple-Access Wiretap Channels with Degraded Message Sets
Schalkwijk-Kailath（SK）方案实现了具有反馈的点到点白高斯信道的容量，其本身是安全的，并且还实现了具有反馈的高斯窃听信道的保密容量，即，SK方案是用于高斯窃听信道的自安全容量实现（SSCA）反馈方案。对于多用户窃听信道，最近，已经表明Ozarow的用于两用户高斯多址接入信道（GMAC）的容量实现反馈方案是用于两用户高斯多址接入窃听信道（GMAC-WT）的SSCA反馈方案。本文首先提出了一种基于两用户GMAC协议的容量实现反馈方案（GMAC-DMS），并证明了该方案是基于两用户GMAC协议的SSCA反馈方案（GMAC-WT-DMS）。接下来，我们将上述方案扩展到在发射机处具有非因果信道状态信息的两用户GMAC-DMS（NCSIT），并表明扩展方案是容量实现的，并且对于具有NCSIT的两用户GMAC-WT-DMS也是SSCA反馈方案。最后，我们推导出两个用户的GMAC-WT-DMS的保密容量区域的外边界与NCSIT，数值结果显示了反馈的速率增益。
2021-11-18 cs.IT math.IT
Feedback capacity of Gaussian channels with memory
我们考虑了MIMO信道的反馈容量，其信道输出由信道输入和高斯过程驱动的线性状态空间模型给出。我们的状态空间模型的一般性，包括所有以前研究的模型，如加性通道与有色高斯噪声，和通道与以前的通道输入或输出的任意依赖。主要结果是一个可计算的反馈能力的表达式，给出了一个凸优化问题的可检测性条件。我们证明了自回归高斯噪声信道上的容量结果，在那里我们表明，即使是一个单一的时间实例延迟的反馈减少反馈容量显着在固定制度。另一方面，对于大的回归参数（在非平稳状态下），反馈容量可以用延迟反馈来逼近。最后，我们证明了可检测性条件是满足标量模型和猜想，这是真实的MIMO模型。
2022-07-21 cs.IT math.IT
Secrecy Capacity of Colored Gaussian Noise Channels with Feedback
本文研究了具有无噪声因果反馈的k阶自回归滑动平均（ARMA（k））高斯窃听信道，其中窃听者在前向信道和反馈信道中都接收到信号的噪声观测值。它示出的广义Schalkwijk-Kailath计划，一个容量实现编码方案的反馈高斯信道的一个变体，实现了相同的最大速率为同一信道的窃听者的存在。因此，保密容量等于反馈信道不存在窃听者时的反馈容量。此外，结果被推广到加性高斯白噪声（AWGN）信道与量化反馈。结果表明，所提出的编码方案实现了积极的保密率。当量化噪声的幅度降至零时，保密率收敛于AWGN信道的容量。
2018-01-20 cs.IT math.IT
On the Feedback Capacity of Power Constrained Gaussian Noise Channels with Memory
对于具有有限阶$L$的有理噪声功率谱的平稳加性高斯噪声信道，在平均信道输入功率约束下，我们得到了反馈容量的两个新结果。首先，我们证明了一个非常简单的反馈相关的高斯-马尔可夫源实现的反馈能力，卡尔曼-布西滤波是最佳的反馈处理。基于这些结果，我们开发了一种新的方法，用于优化信道输入，通过使用动态规划方法，分解成$n$顺序相同的优化问题，其中每个阶段涉及优化$O(L^2)$变量的计算，以实现覆盖庞布拉块长度$n$反馈容量。其次，我们推导出固定反馈相关源的显式最大信息率。一般来说，估计平稳源的最大信息率只需要通过简单的非线性规划求解几个方程。对于一阶自回归和/或移动平均（ARMA）噪声信道，这种优化承认一个封闭形式的最大信息速率公式。固定源的最大信息速率是反馈容量的下限，并且如果长期存在的猜想，即固定源实现反馈容量成立，则它等于反馈容量。
2007-01-16 cs.IT math.IT
Zero-error feedback capacity via dynamic programming
本文研究了当信道状态信息为发送端和接收端所知时，有限状态反馈信道的零差错容量。我们证明了这种情况下的零错误容量可以通过求解动态规划问题来获得。动态规划的每一次迭代都给出了零误差反馈容量的上、下界，并且在极限情况下，下界与零误差反馈容量一致。通过不动点方程给出了求解动态规划问题的一个充分条件。提供了几个例子的分析解决方案。
2009-07-11 cs.IT math.IT
The Capacity of Channels with Feedback
我们介绍了一个一般的框架，用于治疗通道的记忆和反馈。首先，我们推广了Massey的有向信息的概念，并用它来描述一般信道的反馈容量。其次，我们提出了马尔可夫信道的编码结果。这需要在编码器和解码器处确定适当的足够的统计。第三，提出了一个计算马尔可夫信道容量的动态规划框架。第四，它表明，平均成本最优方程（ACOE）可以被看作是一个隐式的单字母表征的能力。第五，描述了具有简单充分统计的场景。
2006-09-25 cs.IT math.IT
Approximate Feedback Capacity of the Gaussian Multicast Channel
对于M个发送器、K个接收器的反馈高斯多播信道，我们将容量区域表征为log{2（M-1）} bits/s/Hz以内，其中每个接收器希望解码来自M个发送器的每个消息。扩展Cover-Leung针对（M，K）=（2，1）的可实现方案，我们证明了该广义方案在所有信道参数下每个发射机的log{2（M-1）}比特内实现了基于割集的外界。与非反馈情况下的容量相比，反馈容量在K个单独的多址接入信道的反馈容量的朴素交集上得到改进。我们发现，反馈提供了无界的乘法增益在高信噪比高斯干扰信道中所示。为了补充的结果，我们建立了确切的反馈能力的Avestimehr-Diggavi-Tse（ADT）确定性模型，从中我们观察到，反馈也可以是有益的函数计算。
2012-05-18 cs.IT math.IT
Capacity of Burst Noise-Erasure Channels With and Without Feedback and Input Cost
研究了一类在传输过程中同时存在差错和擦除的突发噪声擦除信道。的通道，其输出明确表示在其输入和平稳遍历噪声擦除过程中，被证明具有所谓的“准对称性”在一定的可逆性条件下的属性。其结果是，它被证明是一个均匀分布的输入过程最大化的信道的块互信息，导致在一个封闭形式的公式，其无反馈能力的噪声擦除熵率和辅助擦除过程的熵率。反馈信道容量的特点也表明，反馈不增加容量和推广以前的相关结果。还研究了有反馈和无反馈信道的容量成本函数。一个序列的有限字母的上限容量成本函数无反馈。使用特定的编码规则获得具有反馈的容量成本函数的字母较低的键。基于这些界限，它是证明了数字和分析，反馈可以增加容量成本函数的一类信道的马尔可夫噪声擦除过程。
2017-05-03 cs.IT math.IT
On the Feedback Capacity of Stationary Gaussian Channels
带反馈的平稳加性高斯噪声信道的容量被表征为变分问题的解。为此，证明了最优反馈编码方案是平稳的。当专门用于一阶自回归移动平均噪声谱时，这种变分表征产生反馈能力的封闭形式的表达式。特别是，这个结果表明，著名的Schalkwijk-Kailath编码方案实现了一阶自回归移动平均高斯信道的反馈能力，解决了Butman，Schalkwijk-Tiernan，Wolfowitz，Ozarow，Ordentlich，Yang-Kavcic-Tatikonda等研究的一个长期存在的公开问题。
2005-11-14 cs.IT math.IT
