On the transmit strategy for the interference MIMO relay channel in the low power regime
本文研究了低发射功率下MIMO中继存在时两发射两接收的干扰信道。使用了一种结合块马尔可夫编码、波束形成和Willems反向解码的通信方案。利用该方案，我们得到了一个信道增益依赖于信号功率的干扰信道。提出了该方案的功率分配，并给出了该功率分配下的可达速率域。我们表明，在低发射功率，在中继和发射机具有相等的功率约束，MIMO中继的干扰信道实现了功率线性的和速率。该和速率由通道设置确定。我们还表明，在存在丰富的功率在中继，传输策略显着简化，和MAC从发射机到中继形成的瓶颈的系统从和速率的角度来看。
2009-10-20 cs.IT math.IT
Linear Precoding for Broadcast Channels with Confidential Messages under Transmit-Side Channel Correlation
在本文中，我们分析了正则化信道反转（RCI）预编码的性能在多输入单输出（MISO）广播信道下的传输侧信道相关性的机密消息。我们推导出一个确定性等价的可实现的每用户的保密率几乎肯定是准确的发射天线的数量和用户的数量增长到无穷大，在一个固定的比例，我们确定的最佳正则化参数，最大化的保密率。此外，我们获得了确定性的等价物的保密率可实现的：（i）迫零预编码和（ii）单用户波束成形。我们的分析的准确性进行了验证，通过模拟有限大小的系统。
2013-04-23 cs.IT math.IT
Optimal Transmit Covariance for Ergodic MIMO Channels
本文研究了在加性高斯白噪声下各态历经的多输入多输出信道的信道容量计算问题。考虑了两种情况。首先，时变信道被认为是在发送器和接收器都有知识的信道实现。最佳传输策略是在空间和时间上注水。它表明，这可能是实现在一个因果关系，确实瞬时的方式。在第二种情况下，只有接收机具有信道实现的完美知识，而发射机具有信道增益概率定律的知识。在这种情况下，我们确定了一个最优性条件的输入协方差的遍历高斯矢量信道的信道增益是独立的发射信号的条件下，具有任意信道分布。利用这个最优性条件，我们找到了一个迭代算法的最优输入协方差矩阵的数值计算。相关瑞利和莱斯信道的应用程序。
2005-10-21 cs.IT math.IT
The Multiplexing Gain of MIMO X-Channels with Partial Transmit Side-Information
在本文中，我们得到的缩放定律的总和速率容量的MIMO X-信道，一个2个独立的发送器，2个独立的接收器信道的消息从每个发送器到每个接收器，在高信噪比（SNR）。X信道最近在协作网络的背景下引起了人们的兴趣，并且它包括作为特殊情况的干扰、多址和广播信道。在这里，我们考虑的情况下，部分合作的发射机，其中只有部分和不对称的边信息是可用的发射机之一。证明了当所有四个节点上有M个天线时，和速率的尺度类似于2 Mlog（SNR），这与非协作X信道\cite{maddah-ali,jafar_degrees}的[ \lfloor 4 M/3 \rfloor，4 M/3]log（SNR）形成鲜明对比。这进一步证明，就高SNR下的总速率缩放而言，在MIMO X信道中，发射机之一处的部分边信息和两个发射机处的全部边信息是等效的。
2007-01-15 cs.IT math.IT
Optimal Transmit Filters for ISI Channels under Channel Shortening Detection
我们认为信道受符号间干扰的影响，降低了复杂度，互信息优化，信道缩短检测。对于这样的设置，我们优化的发射滤波器，考虑到降低接收器的复杂性约束。作为品质因数，我们考虑了整个系统的可实现的信息速率，并与功能分析，我们建立了一个一般形式的最佳发射滤波器，然后可以通过标准的数值方法进行优化。作为推论，我们的主要结果，我们得到了一些洞察的行为的标准注水算法的符号间干扰信道。只要稍加修改，我们推导出的一般形式就可以应用于具有码间干扰的多输入多输出信道。为了说明我们的结果的实际应用，我们提供了我们的理论结果的应用程序，通过推导出最佳的成形脉冲的线性调制传输的带限加性高斯白噪声信道中的快于奈奎斯特/时间包装技术有可能的应用。
2013-10-23 cs.IT math.IT
Capacity Gain from Two-Transmitter and Two-Receiver Cooperation
研究了在具有相位衰落和所有终端都可获得完整信道状态信息的两发射机两接收机网络中，发射机和接收机协作的容量改进。发射机通过首先在正交发射机协作信道上交换消息，然后用脏纸编码联合编码来协作。接收机通过在模拟正交接收机协作信道上使用Wyner-Ziv压缩转发来协作。为了考虑协作成本，研究了网络功率和带宽在数据信道和协作信道之间的分配。结果表明，发射机合作优于接收机合作，并在大多数操作条件下，当合作信道是强的非合作传输，提高容量。然而，弱协作信道限制了发射机协作速率;在这种情况下，接收机协作更有利。发射机和接收机的合作提供了相当大的额外的容量增益在低SNR的发射机只有合作，而在高SNR发射机合作单独捕获大部分的合作能力的提高。
2007-04-27 cs.IT math.IT
Closed Form Secrecy Capacity of MIMO Wiretap Channels with Two Transmit Antennas
高斯多输入多输出（MIMO）窃听信道模型。输入端是一个双天线发射器，而输出端是合法的接收器和窃听器，两者都配备了多个天线。假设所有信道都是已知的。在功率约束条件下，得到了满足保密容量的最优输入协方差矩阵，并给出了保密容量的封闭表达式。
2011-07-27 cs.IT 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
How to Diagonalize a MIMO Channel with Arbitrary Transmit Covariance?
多输入多输出（MIMO）或多天线通信是无线系统中实现高频谱效率的关键技术。对于点对点MIMO信道，基于信道奇异值分解（SVD）的线性预编码和解码实现了信道容量，这也将MIMO信道对角化为并行单输入单输出（SISO）子信道，用于独立的编码和解码。然而，在多用户MIMO系统中，由于控制和平衡用户间的同信道干扰，每个MIMO链路的最优发送协方差通常不是基于其信道SVD的。因此，它仍然是未知的线性预编码/解码策略是否仍然能够实现每个MIMO链路的容量，但对角化其MIMO信道，与所有用户的一组给定的最佳传输协方差。这封信解决了这个开放的问题，提供了一个封闭的形式容量实现线性预编码器/解码器的设计，对角化的MIMO信道与任意发送协方差。数值例子也提供了各种多用户MIMO系统中验证所提出的解决方案。
2016-04-23 cs.IT math.IT
Simultaneous Wireless Information and Power Transfer in a Two-User OFDM Interference Channel
本文研究了单输入单输出（SISO）两用户正交频分复用（OFDM）干扰信道（IFC）中的同时无线信息和功率传输（SWIPT）。我们假设发射机是非合作的，并有完善的知识的本地信道状态信息（CSI）。我们表明，在高信噪比的最佳传输策略的必要条件是能量发射机通过分配其发射功率在一个子载波上发送信号。因此，我们提出了一个子载波选择方法的能量发射机，并确定可实现的速率能量区域。此外，我们进一步扩大了可实现的速率-能量区域，通过启用基本形式的发射机合作，其中交换消息以通知能量发射机关于信息发射机未利用的子载波。
2015-07-01 cs.IT math.IT
The Capacity Region of p-Transmitter/q-Receiver Multiple-Access Channels with Common Information
本文研究了一些多址接入场景与合作发射机的容量问题。首先，具有公共信息的通用多址信道（MAC），即，考虑P个发射机向Q个接收机发送私有消息以及公共消息并且每个接收机解码所有消息的情况。离散无记忆信道的容量区域的特点。然后，一般的高斯衰落MAC与公共信息，其中部分信道状态信息（CSI）是在发射机（CSIT）和完美的CSI是在接收机（CSIR）可用。一个编码定理证明了这个模型，产生一个确切的表征的吞吐量容量区域。最后，研究了一个两发射/一接收的高斯衰落MAC，它采用部分CSIT和完美CSIR的会议编码器，并确定了它的容量区域。对于只考虑CSIR的高斯衰落模型（发射机不能接入CSIT），给出了瑞利衰落的一些数值例子和仿真结果。
2011-02-16 cs.IT math.IT
Dynamic Transmit Covariance Design in MIMO Fading Systems With Unknown Channel Distributions and Inaccurate Channel State Information
本文研究了在信道状态分布未知和信道状态信息不准确的情况下，同时受长期和短期功率约束的点对点MIMO衰落系统中的动态发送协方差设计问题。首先，瞬时的情况下，但可能不准确的信道状态信息在发射机（CSIT）的治疗。通过扩展的漂移加惩罚技术，一个动态的传输协方差策略的开发和接近最优的$O(δ)$间隙，其中$δ$是CSIT的不准确性的措施，无论信道状态分布，而不需要知道这个分布。接下来，考虑了延迟和不准确的信道状态信息的情况。在这种情况下，最大化遍历容量的最优传输协方差解是根本不同的，并且开发了基于凸投影的不同在线算法。针对这种延迟CSIT情况提出的算法也具有$O(δ)$最优性间隙，其中$δ$再次是CSIT的不准确性度量。
2017-04-18 cs.IT math.IT
On the Performance of Reduced-Complexity Transmit/Receive Diversity Systems over MIMO-V2V Channel Model
在这封信中，我们研究了多输入多输出技术在车对车通信系统中的性能。我们考虑发射天线选择与最大比合并和发射天线选择与选择合并。两辆车之间的信道传播模型表示为n* 瑞利分布，这已被证明是一个现实的模型，用于车辆到车辆的通信场景。我们推导出严密的中断概率和后处理信噪比的衰落量的解析表达式。
2017-01-31 cs.IT math.IT
Comments and Corrections to "Capacity of Multiple-Antenna Systems With Both Receiver and Transmitter Channel State Information"
文[1]给出了独立同分布（IID）瑞利衰落下相干多输入多输出（MIMO）信道的各态历经容量。虽然理论结果是正确的，但论文中的几个图表是不正确的。在这封信中，我们纠正了情节。更重要的是，校正后的曲线图呈现了在发射机处具有和不具有信道状态信息的相干MIMO系统的性能之间的有趣且引人注目的对比;而由于容量曲线中的缺陷，这种观点在[1]中受到了一定的限制。
2020-12-28 cs.IT math.IT
Bounds and Capacity Theorems for Cognitive Interference Channels with State
研究了一类带状态的认知干扰信道，其中两个发射机（发射机1和2）通过干扰信道与两个接收机（接收机1和2）通信。两个发射机联合地向两个接收机发送公共消息，并且发射机2还向接收机2发送单独的消息。信道被独立同分布（i.i.d.）状态序列。首先研究了状态序列仅在发射机2处非因果已知的情况。对于离散无记忆信道及其退化信道，给出了容量域的内界和外界。容量区域的特征在于退化的半确定性信道和满足较少噪声条件的信道。进一步研究了高斯信道，基于干扰与接收器1处的信号的比较，将高斯信道划分为两种情况。对于每种情况，推导出容量区域的内、外边界，并刻画了容量区域的部分边界。全容量区域的特征在于满足某些条件的信道。进一步研究了第二种情况，其中状态序列在发射机2和接收机2处都是非因果已知的。得到了离散无记忆信道和高斯信道的容量区域。它还表明，这种能力是通过某些高斯信道与状态noncausally只知道在发射机2。
2012-07-08 cs.IT math.IT
Distributed Interference Cancellation in Multiple Access Channel with Transmitter Cooperation
本文研究了两个用户高斯多址信道中存在两个独立的加性高斯白噪声干扰。每个干扰对于恰好一个发射机是非因果已知的。允许发射机通过有限容量链路进行合作。对于较强用户和较弱用户，容量区域的特征分别在3和1.5比特内，而与信道参数无关。作为一个副产品，我们的特点的情况下，没有合作的容量区域内的1和0.5位的较强的用户和较弱的用户分别。这些结果是基于一个分层的模格传输架构，实现分布式干扰消除。
2010-09-22 cs.IT math.IT
AWGN Channel Capacity of Energy Harvesting Transmitters with a Finite Energy Buffer
我们考虑一个AWGN信道与能量收集源供电的发射机。节点配备有有限能量缓冲器。这样的系统可以被建模为具有在发射机处因果已知的边信息（关于能量缓冲器中的能量）的信道。接收机可以具有或可以不具有边信息。我们证明了马尔可夫能量管理策略足以实现系统的容量，并提供了一个单一的字母表征的能力。容量的计算是昂贵的。因此，我们讨论了一个可实现的方案，是很容易计算。随着缓冲器长度的增加，该可实现速率收敛到无限缓冲器容量。
2013-07-17 cs.IT math.IT
Interference Channels with One Cognitive Transmitter
本文研究了单认知发射机的干扰信道问题，其中“认知”的定义是从非因果和因果的角度。对于非因果ICOCT，称为干扰信道与退化的消息集（IC-DMS），我们提出了一个新的可实现的速率区域，概括现有的可实现的速率区域IC-DMS。在没有非认知发射机的情况下，所提出的区域与广播信道的Marton区域相吻合。在此基础上，建立了一类半确定性IC DMS的容量域。对于因果ICOCT，由于信道模型的复杂性，我们主要关注认知Z干扰信道（ZIC），其中从认知发射机到主接收机的干扰链路被假设为不存在，由于实际的设计考虑。在不同的参数制度，这样的信道的容量界限得到这种因果认知能力的影响进行了仔细研究。具体地，根据信道参数，认知链路在扩大容量区域方面可能不是有用的。在一定的参数范围内，还为认知ZIC建立了容量区域的最优角点。
2009-10-06 cs.IT math.IT
Fundamental Limits in Correlated Fading MIMO Broadcast Channels: Benefits of Transmit Correlation Diversity
我们调查的高斯MIMO广播信道（BC）的空间相关衰落的渐近容量限制，以了解何时以及有多少传输相关性有助于容量。通过对用户的信道协方差（等效地，在发射机侧的发射相关性）施加结构（也称为\emph{transmit correlation diversity}），发射相关性对MIMO BC的功率增益的影响在系统参数的几个状态中被表征，特别关注大规模阵列（或大规模MIMO）状态。考虑到下行链路训练的代价，我们给出了多用户MIMO下行链路系统的渐近容量界，看看发射相关分集如何影响系统的复用增益。我们利用联合空分复用（JSDM）的概念，推导出的容量界限。在多用户MIMO系统中，发射相关分集可以显著提高复用增益和功率增益。特别是，在无线通信中的新类型的多样性，以提高系统的复用增益高达由这种多样性的度数的一个因素。最后，传统的大规模MIMO系统不利用发射相关性的性能限制的特点。
2014-10-10 cs.IT math.IT
Information Theoretic Exemplification of the Impact of Transmitter-Receiver Cognition on the Channel Capacity
在本文中，我们研究，信息理论，发射机和/或接收机的认知信道容量的影响。认知可以用状态信息来描述，取决于信道噪声和/或输入。具体地说，作为一种新的思想，我们认为接收机的认知作为一个依赖于噪声的状态信息，我们推导出一个容量定理的基础上的高斯版本的覆盖-蒋容量定理的双边状态信息信道。正如直观地预期的那样，接收机认知增加了信道容量，并且我们的定理定量地显示了这种增加。此外，我们的容量定理包括著名的科斯塔定理作为其特殊情况。
2011-11-19 cs.IT math.IT
Long term Throughput and Approximate Capacity of Transmitter-Receiver Energy Harvesting Channel with Fading
我们首先考虑具有衰落的能量收集信道，其中只有发射机从自然源收集能量。对于一类能量到达分布，我们用一个常数来约束最优长期吞吐量。所提出的方法也给出了一个常数近似的能量收集信道的容量与衰落。接下来，我们考虑一个更一般的系统，其中发射器和接收器都采用能量收集来为自己供电。在这种情况下，我们发现，找到一个近似的最佳长期吞吐量是困难得多，并确定一个特殊的情况下，在发射机和接收机的单位电池容量，我们获得了一个普遍的约束上的比率的上限和下限的长期吞吐量。
2015-01-27 cs.IT math.IT
On Optimizing Feedback Interval for Temporally Correlated MIMO Channels With Transmit Beamforming And Finite-Rate Feedback
在点对点多输入多输出（MIMO）信道中具有理想信道状态信息（CSI）的接收机可以计算使传输速率最大化的发射波束成形向量。对于频分双工，发射机不能直接估计CSI，并且必须经由速率受限的反馈信道从接收机获得量化的发射波束成形向量。我们假设MIMO信道的时间演化被建模为一个时间相关系数参数化的高斯-马尔可夫过程。由于反馈速率通常较低，我们假设秩一发射波束成形或利用单个数据流的传输。对于给定的反馈速率，我们分析了最大化两个发射天线或两个接收天线的系统的平均接收功率的最佳反馈间隔。对于其他系统的大小，最佳的反馈时间间隔近似最大化的速率差在一个大的系统限制。数值结果表明，大系统近似可以相当准确地预测有限尺寸系统的最优区间。数值结果还表明，量化发射波束形成的最佳反馈间隔给出了更大的速率比现有的卡尔曼滤波器方案没有多达10%，比反馈的每一个块44%，当反馈比特数是小时。
2018-03-28 cs.IT math.IT
Transmit Signal and Bandwidth Optimization in Multiple-Antenna Relay Channels
在多天线中继信道中考虑了发射信号和带宽的优化。假设所有终端都有信道状态信息，全双工中继下的割集容量上界和解码转发速率通过将它们表示为凸优化问题来评估。对于半双工中继，带宽分配和发送信号联合优化。此外，可实现的速率的基础上的压缩和转发传输策略，使用率失真和Wyner-Ziv压缩方案。据观察，当中继接近源，解码和转发几乎是最佳的，而压缩和转发实现良好的性能时，中继接近目的地。
2010-01-18 cs.IT math.IT
Transmitter Optimization in Slow Fading MISO Wiretap Channel
本文研究了慢衰落多输入单输出（MISO）窃听信道中的发射机优化问题。在存在$J$非合谋窃听者的情况下，源发送意图用于$K$用户的秘密消息，并且在总功率约束下操作。假设信源与所有用户和窃听者之间的信道是慢衰落的，并且在信源处仅知道统计信道状态信息（CSI）。对于给定的窃听码的码率和保密率对，用$(R_{D}, R_{s})$表示，我们将非中断事件定义为到$K$用户的链路信息速率大于或等于$R_{D}$和到$J$窃听者的链路信息速率小于或等于$(R_{D} - R_{s})$的联合事件。我们最小化发射功率服从总功率约束，并满足非中断事件的概率大于或等于期望的阈值$(1-ε)$。
2016-01-31 cs.IT math.IT
Optimal Number of Transmit Antennas for Secrecy Enhancement in Massive MIMOME Channels
研究了发射天线选择对大规模MIMO窃听信道保密性能的影响。我们考虑的情况下，多天线发射机选择一个子集的发射天线与最强的信道增益。然后将机密消息发送到多天线合法接收器，同时信道被多天线窃听者偷听。对于这种设置，我们近似的瞬时保密率在大系统极限的分布。近似使我们能够调查的最佳数量的选择天线，最大限度地提高系统的渐近保密吞吐量。我们发现，增加选定的天线的数量提高了系统的保密性能达到一些最佳值，并在选定的天线的数量的进一步增长具有破坏性的影响。使用大系统近似，我们得到的最佳数量的选择天线分析各种情况下。我们的数值研究表明，模拟和分析结果之间的准确匹配，即使不是那么大的尺寸。
2017-09-06 cs.IT math.IT
QoS Analysis of Cognitive Radio Channels with Perfect CSI at both Receiver and Transmitter
本文研究了服务质量（QoS）约束下的认知传输。在认知无线电信道模型中，假设次接收机和次发射机都完全知道信道衰落系数，并根据次用户的信道感知确定主用户的信道活动，在给定的约束条件下优化功率自适应策略.传输速率等于瞬时信道容量值。构造了一个包含四种状态的状态转移模型来模拟这种认知传输信道。对缓冲区长度的统计限制被施加以考虑QoS约束。在这些统计QoS约束下的最大吞吐量确定通过找到认知无线电信道的有效容量。研究了信道感知持续时间、检测门限、检测和虚警概率以及QoS参数等系统参数对有效容量的影响。
2010-04-06 cs.IT math.IT
On Transmit Beamforming for MISO-OFDM Channels With Finite-Rate Feedback
在有限速率反馈的情况下，我们提出了两种用于点对点MISO-OFDM信道中发射波束形成的反馈方法。对于第一种方法，具有完美信道信息的接收机量化并反馈几个等间隔的选定子载波的最佳发射波束成形向量。基于这些量化矢量，发射机对剩余的波束成形矢量应用恒定、线性或高阶插值。通过常数插值，我们得到了近似和可实现的速率和最佳的集群大小，最大限度地提高了近似速率。对于线性插值，我们推导出一个封闭形式的表达式的相位旋转，利用OFDM子载波之间的相关性。我们还提出了一个高阶插值，需要两个以上的量化矢量插值发射波束形成器，是基于现有的信道估计方法。数值结果表明，优化的簇大小的插值可以显着优于与任意的簇大小。对于第二种方法，信道脉冲响应用均匀标量量化器量化。在信道量化的情况下，我们还推导出了近似的和可达速率。我们表明，这两种方法之间的切换不同的反馈率的要求可以执行比现有的计划。
2015-10-16 cs.IT math.IT
Secret-key Agreement with Channel State Information at the Transmitter
研究了带状态参数的窃听信道上秘密密钥协商的容量。发射机与合法接收机和窃听者通过具有无记忆状态序列的离散无记忆窃听信道进行通信。发射机和合法接收机生成共享的秘密密钥，该密钥对窃听者保持秘密。没有公共讨论频道。状态序列对于发送器是无因果关系地已知的。我们推导出秘密密钥容量的上下界。下界涉及在合法终端处构造公共状态重构序列，并且对重构序列的集合进行分箱以获得秘密密钥。对于具有加性干扰的高斯信道（来自脏纸信道的秘密密钥）的特殊情况，我们的界限相差0.5比特/符号，并且在高信噪比和高干扰噪声比制度中一致。对于合法接收者也被揭示状态序列的情况，我们建立了我们的下界达到了秘密密钥容量。此外，对于这种特殊的情况下，我们还提出了另一种方案，达到的容量，只需要因果边信息在发送器和接收器。
2010-09-17 cs.IT math.IT
On the Capacity Achieving Transmit Covariance Matrices of MIMO Correlated Rician Channels: A Large System Approach
我们确定的容量实现的输入协方差矩阵的相干块衰落相关MIMO莱斯信道。与Rayleigh和不相关Rician情况相比，最佳输入协方差矩阵的特征向量没有封闭形式的表达式。特征向量和特征值都必须用数值方法计算。由于相应的优化算法不是很有吸引力，我们评估的平均互信息的限制时，发送和接收天线的数量收敛到无穷大，在相同的速度。在信道半相关的情况下，我们提出了一个大系统近似的优化算法，并建立了一些收敛性结果。仿真结果表明，我们的方法提供了可靠的结果，即使是相当温和的数量的发射和接收天线。
2006-08-25 cs.IT math.IT
Outage-Efficient Downlink Transmission Without Transmit Channel State Information
本文研究了在准静态衰落高斯广播信道（BC）下行链路传输，模型延迟敏感的应用程序在缓慢时变衰落信道。系统性能的特征在于中断可达速率区域。与以前的大多数工作相比，这里的问题是研究的关键假设下，发射机只知道衰落系数的概率分布，但不知道他们的实现。对于标量输入信道，提出了两种编码方案。第一种方案被称为盲脏纸编码（B-DPC），其利用脏纸编码的鲁棒性来在发射机处执行预编码。第二种方案被称为统计叠加编码（S-SC），其中每个接收器自适应地执行连续解码，其过程由实现的衰落统计地控制。B-DPC和S-SC方案导致相同的中断可达速率区域，该区域总是主导分时的中断可达速率区域，而不管特定的衰落分布。S-SC方案可以扩展到具有多个发射天线的BC。
2007-11-10 cs.IT math.IT
Transmitter and Receiver Window Designs for Orthogonal Time Frequency Space Modulation
在本文中，我们研究了发射机和接收机窗口对正交时频空间（OTFS）调制性能的影响，并提出了窗口设计，以提高OTFS信道估计和数据检测性能。特别是，假设理想的脉冲成形滤波器在收发器，我们推导出窗口的影响，有效的信道和它的估计性能在延迟多普勒（DD）域，总的平均发射功率和有效的噪声协方差矩阵。当信道状态信息（CSI）在收发器处可用时，我们分析数据检测的最小平方误差（MSE），并提出一个最佳的发送窗口，以最小化检测MSE。提出的最优发射机窗口被解释为水银/注水功率分配方案，其中水银在注水之前被首先填充以预均衡TF域信道。当CSI在发送端不可用但在接收端可以估计时，我们提出在发送端或接收端应用Dolph-Chebyshev（DC）窗口，可以有效地增强DD域中有效信道的稀疏性.由于增强的DD域信道稀疏性，由分数多普勒引起的信道扩展被显著减小，这导致与矩形窗口相比，在信道估计和数据检测中具有更低的错误平层。仿真结果验证了所得到的分析结果的准确性，并确认所提出的窗口设计在提高信道估计和数据检测性能比传统的矩形窗口设计的优越性。
2020-10-24 cs.IT math.IT
Transmit Designs for the MIMO Broadcast Channel with Statistical CSI
我们研究多输入多输出广播信道与统计信道状态信息可在发射机。采用线性分配操作，并在一般衰落条件下导出了最优发射设计的必要条件。在此基础上，我们引入了一个迭代算法，通过应用梯度下降方法来最大化线性分配加权和率。为了降低复杂度，我们推导出每个接收器的线性分配可达速率的上界，从该上界推导出近似最优线性分配矩阵的简化封闭形式表达式。这揭示了一个类似于脏纸编码的有趣结构。鉴于此，提供了一种低复杂度的传输方案。数值例子说明了所提出的低复杂度计划的显着性能。
2014-06-30 cs.IT math.IT
Writing on Fading Paper and Causal Transmitter CSI
宽带衰落信道被认为是因果信道状态信息（CSI）在发送端和没有接收端CSI。在接收端采用能量检测规则的简单正交码（类似于[6]）可以在大带宽的限制下实现该信道的容量。该码仅在信道增益足够大时才传输能量。在该限制中，没有任何接收器CSI的该容量与具有全接收器CSI的容量相同--对于脏纸编码也是如此的现象。对于瑞利衰落，该容量（每单位时间）与带宽的对数成比例。我们的编码方案是从Gel'fand-Pinsker [2，3]编码和脏纸编码[4]的动机。尽管如此，对于我们的情况，在发射机处仅需要因果CSI，这与其中需要非因果CSI的脏纸编码和Gel'fand-Pinsker编码形成对比。然后，我们考虑一个一般的离散信道的独立同分布。states.每个输入都有一个相关的成本，并且存在零成本输入“0”。假设信道状态在发射机处以因果方式是已知的。每单位成本的容量被发现为这个通道和一个简单的正交码，以实现这一能力。之后，提出了一种新的正交编码方案的情况下，因果发射机CSI和因果和非因果发射机CSI的单位成本的容量的等价性的条件。最后，在[8]中对非因果发射机CSI的情况进行了一些连接。
2005-11-29 cs.IT math.IT
Covert Wireless Communications with Channel Inversion Power Control in Rayleigh Fading
在这项工作中，我们采用信道反转功率控制（CIPC），以实现隐蔽通信的全双工接收机的辅助。具体地，发送器根据到接收器的信道改变发送信号的功率和相位，使得接收器可以在不知道信道状态信息的情况下解码这些信号。这消除了从发射器到接收器的所需反馈，这有助于向管理员隐藏发射器。截断CIPC和传统的CIPC计划的建议和检查，其中截断CIPC隐蔽传输停止时，从发送器到接收器的信道质量是低的，而传统的CIPC隐蔽传输总是发生，不管这个信道质量。我们检查他们的表现方面取得的有效的隐蔽吞吐量（ECT），量化的信息量，发射机可以可靠地传达给接收机，受约束的监狱长的检测错误概率不小于一些特定的值。我们的研究表明，截断CIPC计划可以优于传统的CIPC计划，由于这个约束。
2018-12-20 cs.IT math.IT
Finite Horizon Online Lazy Scheduling with Energy Harvesting Transmitters over Fading Channels
延迟调度（lazy scheduling）是一种已知的能量有效传输方法，即根据数据业务将发射功率和速率设置得尽可能低，以满足延迟约束.本文讨论了有限时隙传输窗口上的在线延迟调度问题，并介绍了获得接近最优性能的低复杂度算法.特别地，本文将能量收集系统的惰性调度问题推广到同时处理数据包到达、能量收集和时变信道过程。时隙制定的问题和描述其离线的最优解提供了明确的表达式，允许获得良好的在线政策和算法。
2013-12-17 cs.IT math.IT
Energy Harvesting Transmitters that Heat Up: Throughput Maximization under Temperature Constraints
由于在传感器操作加热损坏的动机，我们认为在能量收集发射机的吞吐量最佳离线数据调度问题，使由此产生的温度升高保持在一个临界水平以下。我们建模的发射机的温度动态作为一个线性系统，并确定在这样的温度约束下，以及在AWGN信道的能量收集约束下的最佳发射功率策略。我们首先推导出的结构特性的解决方案的一般情况下，多个能量到达。我们证明了最优功率策略是分段单调递减的，在能量收集时刻可能有跳跃。我们推导出单能量到达情况下最优解的解析表达式。我们表明，在单能量到达的情况下，最佳功率是单调递减的，由此产生的温度是单调增加的，并且两者在温度达到临界水平后保持恒定。然后，我们推广的多能量到达的情况下的解决方案。
2015-09-02 cs.IT cs.NI math.IT
Information and Power Transfer by Energy Harvesting Transmitters over a Fading Multiple Access Channel with Minimum Rate Constraints
研究了在加性高斯噪声环境下衰落多址信道中的无线信息和功率同步传输问题。发射器以及接收器从环境源获取能量。我们假设发射机有两类数据要发送，即延迟敏感和延迟容忍数据。每个发射机以某个最小速率发送延迟敏感数据，而与信道条件（衰落状态）无关。此外，如果信道条件良好，则发送延迟容忍数据。{除了数据，发射器还传输功率，以帮助接收器满足其能量需求。}在这种情况下，我们表征的\textit{minimum-rate capacity region}，它提供了基本的限制，同时传输信息和功率的最低速率保证。由于现有技术的限制，这些限制在实践中可能无法实现。在文献中提出的用于SWIPT的实际接收机结构中，两种流行的架构是\textit{time switching}和\textit{power splitting}接收机。对于这些架构中的每一个，我们推导出最小速率的容量区域。我们表明，功率分配接收器，虽然更复杂，提供了一个更大的容量区域。
2016-12-13 cs.IT math.IT
Optimal and Robust Transmit Designs for MISO Channel Secrecy by Semidefinite Programming
近年来，人们对用于在物理层上提供安全通信的多天线发射设计的研究越来越感兴趣。本文考虑了多个多天线窃听者监听多输入单输出信道的情况。具体来说，我们解决的传输协方差优化的secondurate最大化（SRM）的情况下。这个问题的挑战在于它是一个非凸优化问题。本文表明，SRM问题实际上可以解决在一个凸的和易处理的方式，通过重铸SRM问题作为一个半定规划（SDP）。我们解决的SRM问题是在信道状态信息（CSI）完备的前提下进行的。本文还讨论了不完全CSI情形。我们考虑一个最坏情况下的鲁棒SRM制定球形CSI的不确定性，我们开发了一个最佳的解决方案，再次通过SDP。此外，我们的分析表明，发射波束成形通常是最佳的传输策略SRM的考虑的情况下，完美的和不完美的CSI的情况下。提供仿真结果来说明与一些次优传输设计相比，所提出的SDP解决方案的保密率性能增益。
2011-04-17 cs.IT math.IT
Optimal Data and Training Symbol Ratio for Communication over Uncertain Channels
我们考虑的问题，确定的训练符号和数据符号之间的功率比，以最大限度地提高信道容量的传输在不确定的信道与信道估计可在发射机和接收机。接收机通过使用训练符号的已知序列来进行信道的估计。然后将该信道估计发送回发射机。收发器最大化的容量是最坏情况容量，在给定噪声协方差的意义上，收发器在发射器和接收器处已知的固定协方差矩阵下最大化测量噪声的所有分布上的最小容量。我们给出了一个精确的表达式的信道容量的信道协方差矩阵的函数，和在相干时间间隔期间使用的训练符号的数量。该表达式通过找到使信道容量最大化的最佳整数个训练符号来确定需要使用的训练符号的数量。作为一个双产品，我们表明，线性滤波器是最佳的发射机和接收机。
2015-05-12 cs.IT math.IT
Asymptotic Analysis of SU-MIMO Channels With Transmitter Noise and Mismatched Joint Decoding
无线系统的射频组件中的硬件损伤对传输造成不可避免的失真，而传统的线性信道模型无法捕获这些失真。在本文中，一个“binoisy”的单用户多输入多输出（SU-MIMO）的关系被认为是通过在发送侧的加性噪声项建模的额外的失真。通过扩展的SU-MIMO信道模型，研究了收发器硬件损伤对多天线点对点系统可达速率的影响。信道输入分布包括实际的离散调制方案，如QAM和PSK，以及高斯信号。此外，失配检测和解码的影响时，接收机有足够的信息的非理想性进行了研究。数值结果表明，对于实际系统参数，只有在高调制阶数时，发送端噪声和解码失配的影响才变得显著。
2014-10-22 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
On the Capacity of Fading MIMO Broadcast Channels with Imperfect Transmitter Side-Information
考虑衰落广播信道，其中发射机采用两个天线，并且两个接收机中的每一个采用单个接收天线。它表明，即使衰落的实现是精确地知道的接收机，高的信号噪声（SNR）的吞吐量大大降低，而不是知道的衰落实现\emph{precisely}，transmitter只知道衰落实现\emph{approximately}。结果是通用的，并且不限于无记忆高斯衰落。
2006-05-17 cs.IT math.IT
Transmit design for MIMO wiretap channel with a malicious jammer
在本文中，我们考虑的发送设计多输入多输出（MIMO）窃听信道，包括恶意干扰。我们首先通过白化合法用户处的干扰，将系统模型转换为传统的三节点窃听信道。另外，窃听者信道状态信息（ECSI）可以是完全或统计上已知的，甚至是发射机未知的。因此，在我们的论文中，我们提出了一些策略，在不同级别的ECSI提供给发射机。对于未知ECSI的情况，首先指定合法用户的目标速率。然后提出了一种逆注水算法来为每个信息符号找到最优的功率分配，并使用逐步搜索来调整分配给人工噪声（AN）的空间维度，以达到目标速率。对于统计ECSI的情况，根据ECSI的分布情况随机生成多个模拟信道。我们发现，遍历保密容量可以近似为这些模拟信道的平均保密容量。通过最大化这个平均保密容量，我们可以得到一个可行的功率和空间维分配方案，通过使用一维搜索。最后，数值结果表明我们的算法的有效性和计算效率。
2016-11-29 cs.IT math.IT
Capacity Analysis of One-Bit Quantized MIMO Systems with Transmitter Channel State Information
随着新兴无线系统中带宽达到千兆赫量级，高分辨率模数转换器（ADC）成为功耗瓶颈。一种解决方案是采用低分辨率1位ADC。在本文中，我们分析了平坦衰落多输入多输出（MIMO）信道与一位ADC。假设信道状态信息在发射机和接收机处都是已知的。对于多输入单输出信道，我们推导了精确的信道容量。对于单输入多输出MIMO信道，得到了无限信噪比下的容量，并给出了有限信噪比下的容量上界，当信道满秩时，该上界是紧的。此外，我们提出了一种有效的方法来设计输入符号以接近容量实现解决方案。我们将毫米波信道特性，并找到无限的SNR容量的界限。结果显示了路径的数量和接收天线的数量如何影响容量。
2015-11-06 cs.IT math.IT
Capacity Bounds of Half-Duplex Gaussian Cooperative Interference Channel
本文研究了两用户高斯干扰信道下的半双工协作通信方案。我们开发的情况下，当系统允许发射机或接收机合作的可实现的区域和外边界。我们表明，通过使用我们的发射机合作计划，有显着的容量改善相比，以前的结果，特别是当合作链路是强的。此外，如果合作信道增益是无穷大，我们的发射机和接收机的合作率达到各自的外边界。它还表明，发射机合作提供更大的可实现的区域比接收机合作在相同的信道和功率条件下。
2009-01-17 cs.IT math.IT
Two-User Erasure Interference Channels with Local Delayed CSIT
本文研究了发送端具有局部延迟信道状态信息的两用户删除干扰信道的容量域。在我们的模型中，发射机具有本地失配的信道增益的过时知识。我们提出了一种传输策略，只依赖于延迟知识的{ \it传出}链路在每个发射机，并实现了外界的情况下，发射机学习整个信道状态的延迟。我们的结果揭示了信道状态信息的子集，影响的容量区域最。我们还确定的情况下，本地延迟的信道状态的知识不提供任何增益超过零知识的假设。为此，我们重新审视了关于干扰信道的一个长期已知的直觉，即只要接收器处的边缘分布是保守的，容量就保持不变。我们采取这种直觉，并在信道增益之间施加一定的空间相关性，使得边缘分布保持不变。然后，我们提供了一个外边界上的容量区域的信道与相关性匹配的容量区域时，发射机没有访问信道状态信息。
2016-07-25 cs.IT math.IT
Sum-Rate Optimal Power Policies for Energy Harvesting Transmitters in an Interference Channel
本文研究了具有能量收集发射机的两用户高斯干扰信道。与传统的电池供电的无线节点不同，能量收集发射机必须使传输适应特定时刻的能量可用性。在这种情况下，最优功率分配问题，以最大限度地提高总吞吐量与给定的最后期限制定。证明了所提出的迭代坐标下降法的收敛性，找到了短期吞吐量最大化的离线功率分配策略，并给出了已知干扰区域和容量的示例，给出了方向注水解释。接下来，随机数据到达的地址。最后提出了在线和/或分布式近优策略。所提出的算法的性能通过仿真证明。
2012-02-27 cs.IT math.IT
Joint Transmit Precoding for the Relay Interference Broadcast Channel
蜂窝系统中的中继是干扰受限的。当中继与传输策略联合优化时，实现了最高的端到端和速率。不幸的是，干扰将链路耦合在一起，使得联合优化具有挑战性。此外，当一些链路具有主导的第一链路而其他链路具有主导的第二链路时，端到端多跳性能对速率失配敏感。本文提出了一种在中继干扰广播信道（基于中继的蜂窝系统的通用模型）的发射机和中继站处设计线性发射预编码器的算法，以最大化端到端和速率。首先，中继被设计为最大化第二跳和速率。接下来，近似的端到端的速率，取决于分时分数和第二跳的速率被用来制定一个总和效用最大化的问题，设计的发射机。该问题通过迭代地最小化均方误差的加权和来解决。最后，调整发射机处的发射预编码器的范数以消除速率失配。该算法允许分布式实现，并具有快速收敛。仿真结果表明，该算法的性能优于单跳干扰管理策略的合理应用分别在两跳。
2012-09-21 cs.IT math.IT
On the Capacity of Vector Linear Computation over a Noiseless Quantum Multiple Access Channel with Entangled Transmitters
Center for Pervasive Communications and Computing (CPCC)（泛在计算与通信中心）；University of California Irvine（加州大学尔湾分校）
本文研究发射机预共享纠缠的无噪声量子多址信道上的有限域线性函数计算，完整刻画三发射机场景的最优通信代价，并证明基于 N-sum box 协议的方案信息论最优。
2025-10-09 cs.IT math.IT
Non-Asymptotic Achievable Rates for Gaussian Energy-Harvesting Channels: Best-Effort and Save-and-Transmit
研究了一个加性高斯白噪声能量捕获信道中的无限大电池。能量到达过程被建模为一系列独立同分布的随机变量。信道容量$\frac{1}{2}\log(1+P)$可通过所谓的尽力而为和保存-发送方案来实现，其中$P$表示电池再充电速率。本文分析了发送功率严格小于$P$的保存并发送方案和作为没有保存阶段的保存并发送的特殊情况的尽力而为方案。在有限块长的制度，我们得到了新的非渐近可实现的速度，这些计划的做法，与间隙消失的速度分别成正比的$1/\sqrt{n}$和$\sqrt{(\log n)/n}$，其中~ $n$表示块长的容量。证明技术涉及分析马尔可夫过程的逃逸概率。当$P$足够大时，我们表明，允许发射功率从$P$回退可以提高保存和发送的性能。结果被扩展到块能量到达模型，其中每个能量块$L$的长度在$n$中次线性增长。我们表明，保存和传输和尽力而为的计划实现的编码率接近的容量与间隙消失的速率分别成比例的$\sqrt{L/n}$和$\sqrt{\max\{\log n, L\}/n}$。
2019-01-14 cs.IT math.IT
Channel-Correlation-Enabled Transmit Optimization for MISO Wiretap Channels
设计了一种针对主信道和窃听信道相关的人工噪声辅助波束形成器。我们考虑慢衰落多输入单输出（MISO）窃听信道与被动单天线窃听器，其中独立的发送端和相关的接收端被假定。此外，信源具有准确的主信道信息和统计窃听信道信息。为了减少接收端相关带来的保密性损失，提出了信道相关发射优化方案。特别是，相关性被视为一种资源，以获得更多的知识窃听信道。在此基础上，更精确地描述了窃听信道的统计分布。在此基础上，对主信道零空间中AN的功率进行合理配置，而不是简单的均匀分布，并设计了一种针对信息承载信号的精细波束形成器。最后，一个有效的算法之间的信息承载信号和AN的功率分配。仿真结果表明，在发射功率和秘密中断约束下，该方案的保密率得到了提高。
2019-06-28 cs.CR cs.IT math.IT
Capacity Bounds and Exact Results for the Cognitive Z-interference Channel
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。我们首先提供了一个上限的能力，这个通道。然后，我们表明，当不经历干扰的发射机-接收机对的信道是确定性的，我们提出的上限匹配曹和陈在2008年提供的已知下限。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。作为所获得的容量区域的副产品，我们获得了广义的Gel'fand-Pinsker条件下的容量，其中发射器-接收器对在编码器处存在非因果已知的干扰的情况下进行通信。
2012-02-15 cs.IT math.IT
On the Capacity of Massive MIMO With 1-Bit ADCs and DACs at the Receiver and at the Transmitter
本文研究了在复值加性高斯白噪声（AWGN）干扰下，发射机和接收机均采用1位数模转换器（DAC）和1位模数转换器（ADC）的大规模多输入多输出（MIMO）系统的容量。作为1比特DAC和ADC的结果，假设发送和接收的符号以及发送和接收侧信道状态信息（CSI）被量化为1比特的信息。导出的结果表明，所考虑的大规模MIMO系统的容量是$2N$和$2M$比特每信道使用时，$N$是固定的和$M\to\infty$和$M$是固定的和$N\to\infty$，其中$M$和$N$分别表示发送和接收天线的数量。这些与在发射机和接收机处具有全CSI的相应容量一致。在这两种情况下，我们表明，派生的容量可以实现与噪声1比特CSI在发送端或在接收端，而没有任何CSI在另一端。此外，我们表明，容量可以实现在一个信道使用，而不采用信道编码，这将导致在一个信道使用的延迟。
2019-11-12 cs.IT math.IT
On Multiuser Power Region of Fading Multiple-Access Channel with Multiple Antennas
本文研究了在基站（BS）多个接收天线和在每个移动终端（MT）多个发射天线的衰落MIMO-MAC。两个多址技术被认为是调度传输从每个MT到BS在相同的频率，这是空分多址（SDMA）和时分多址（TDMA）。对于SDMA，所有MT同时向BS发送，并且它们各自的信号在BS处经由多个接收天线被解析，而对于TDMA，每个MT在相互正交的时隙期间独立地向BS发送。假设从每个MT到BS的衰落信道的信道状态信息（CSI）在每个MT发射机处是未知的，但在BS接收机处是完全已知的。由此，BS可以获取每个MT的长期信道分布信息（CDI）。本文将点对点衰落MIMO信道的传输协方差反馈方案扩展到衰落MIMO-MAC中，BS根据所有MT的CDI联合优化所有MT的传输协方差矩阵，然后通过反馈信道将每个传输协方差矩阵发送回相应的MT。本文的主要目标是描述所谓的多用户功率区下的多用户传输协方差反馈方案的SDMA和TDMA。功率区域被定义为所有用户发射功率元组的构成，其可以实现对于给定的一组用户目标速率的可靠传输。仿真结果表明，对于衰落的MIMO-MAC，SDMA比TDMA能节省大量的功率。此外，本文证明了有用的多用户功率区域之间的MT保持比例公平的功耗。
2008-04-21 cs.IT math.IT
