Low SNR Capacity of Noncoherent Fading Channels
离散时间瑞利衰落单输入单输出（SISO）和多输入多输出（MIMO）信道被认为是在发送端或接收端没有信道状态信息。假设衰落是平稳的，并且在时间上是相关的，但是在天线之间是独立的。峰值功率和平均功率的约束施加在发射天线。对于MIMO信道，这些约束要么施加在天线上的总和上，要么施加在每个单独的天线上。对于SISO信道和MIMO信道的总功率约束，渐近容量的峰值信噪比趋于零的确定;对于MIMO信道的个别功率约束，这种渐近容量得到了一类信道称为发射可分离信道。MIMO信道与个人的功率约束的结果进行到SISO信道与延迟扩展（即频率选择性衰落）。
2008-12-15 cs.IT math.IT
Capacity of The Discrete-Time Non-Coherent Memoryless Gaussian Channels at Low SNR
我们解决的离散时间无记忆高斯信道的容量，其中的信道状态信息（CSI）既不是在发送器，也不是在接收器。在低信噪比（SNR）的最佳容量实现的输入分布的精确特征，和非相干信道的确切容量的推导。导出的关系允许更好地理解在低信噪比的非相干信道的容量。然后，我们计算了非相干惩罚，并给出了一个更精确的表征的次线性项的SNR。最后，为了更深入地了解最佳输入如何随信噪比变化，给出了实现容量的输入的非零质量点定位的上界和下界。
2008-05-02 cs.IT math.IT
Blind SNR Estimation and Nonparametric Channel Denoising in Multi-Antenna mmWave Systems
提出了一种适用于多天线毫米波无线系统的平均噪声功率、接收信号功率、信噪比和均方误差的盲估计方法。所提出的估计器可以以低复杂度计算并且仅依赖于波束空间稀疏性，即，在典型的毫米波信道中仅存在少量的主要传播路径的事实。我们的估计器可用于（i）快速跟踪多天线毫米波系统中的一些关键量，同时避免额外的导频开销，以及（ii）设计需要这些量的高效非参数算法。我们提供了一个理论分析所提出的估计，我们证明了他们的功效，通过合成实验，并使用一个非参数信道矢量去噪任务与现实的多天线毫米波信道。
2021-02-08 cs.IT eess.SP math.IT
On Multipath Fading Channels at High SNR
本文研究了多径衰落信道的容量。一个非相干信道模型被认为是，无论是发射机还是接收机是认识的路径增益的实现，但都认识到他们的统计。结果表明，如果延迟扩展是大的意义上说，路径增益的方差呈指数衰减或更慢，那么容量是有界的信噪比（SNR）。对于这样的信道，容量不会随着SNR趋于无穷大而趋于无穷大。相比之下，如果路径增益的方差比指数衰减得更快，则容量在SNR中是无界的。它进一步表明，如果路径的数量是有限的，然后在高信噪比容量增长的SNR的两倍，和容量pre-loglog，定义为限制比的容量log（log（SNR））作为SNR趋于无穷大，是1的路径的数量无关。
2009-01-05 cs.IT math.IT
On the Low SNR Capacity of Maximum Ratio Combining over Rician Fading Channels with Full Channel State Information
在这封信中，我们研究了最大比合并（MRC）莱斯衰落信道的遍历容量与完整的信道状态信息（CSI）在发送端和接收端。我们专注于低信噪比（SNR）制度，我们表明，容量的规模为（L Ω/（K+L））SNR log（1/SNR），其中Ω是每个分支的预期信道增益，K是莱斯衰落因子，L是分集分支的数量。我们表明，在发射机的一位CSI反馈是足够的，以实现这种能力，使用开关功率控制方案。我们的框架可以被看作是最近建立的结果在低信噪比制度的衰落信道容量特性的概括。
2013-01-04 cs.IT math.IT
Receive Antenna Selection for Secure Pre-coding Aided Spatial Modulation
本文研究了人工噪声辅助下的安全预编码辅助空间调制（PSM）系统中的接收天线选择（RAS）策略。在安全PSM系统中，由于缺乏保密率的封闭表达式，因此很难对RAS进行优化。为了解决这个问题，截止率被用作SR的近似值。此外，两个低复杂度的RAS计划最大化SR，称为Max-SR-L和Max-SR-H，分别在低和高信噪比（SNR）区域。针对前者在低信噪比区域性能较好，而在中高信噪比区域性能变差，而后者也存在类似问题的问题，提出了一种新的RAS策略Max-SR-A来覆盖所有信噪比区域。仿真结果表明，所提出的Max-SR-H和Max-SR-L方案分别在高和低信噪比区域接近穷举搜索（ES）的最佳SR性能。特别是，所提出的Max-SR-A的SR性能接近于最佳ES的SR性能，并且在几乎所有的SNR区域中优于随机方法。
2020-01-23 cs.IT math.IT
On the High-SNR Capacity of Non-Coherent Networks
我们得到的第一项在高信噪比（SNR）扩展的衰落网络的容量的发射机和接收机-而充分认识到的衰落\emph{law} -没有访问的衰落\emph{realization}。该项是$\log \log \textnormal{SNR}$的整数倍，系数具有简单的组合特征。
2004-11-29 cs.IT math.IT
On The Capacity of Low-Rank Dyadic Fading Channels in the Low-SNR Regime
该研究刻画低信噪比下低秩二元衰落信道容量，发现较高衰落严重程度反而提升容量，并推导出容量与衰落参数乘积成反比的关键结果。
2024-02-09 cs.IT math.IT
High-SNR Capacity of Wireless Communication Channels in the Noncoherent Setting: A Primer
本文，主要是教程性质，处理的问题，在高信噪比（SNR）政权的衰落信道的容量的特征。我们专注于实际相关的非相干设置，无论是发送器还是接收器都不知道的信道实现，但都知道的信道法。我们提出，在一个直观和方便的形式，两个工具，首先提出的Lapidoth和Moser（2003年），具有根本重要性的高信噪比容量分析：对偶方法和逃逸到无穷大的容量实现分布的属性。此外，我们应用这些工具来完善一些以前出现在文献中的结果，并简化相应的证明。
2011-05-06 cs.IT math.IT
On the Low-SNR Capacity of Phase-Shift Keying with Hard-Decision Detection
分析了在加性高斯白噪声（AWGN）信道和衰落信道下，接收端采用硬判决检测时，M进制PSK传输的低抗干扰能力。获得了零信噪比下容量的一阶和二阶导数的封闭式表达式。通过找到在零频谱效率下所需的宽带斜率和比特能量，分析了低带宽状态下的频谱效率/比特能量折衷。从信息理论分析中得出了实用的设计准则。衰落信道的分析进行相干和非相干的情况下，在低功率制度不知道信道的性能惩罚被确定。
2007-05-01 cs.IT math.IT
Capacity of Wireless Networks within o(log(SNR)) - the Impact of Relays, Feedback, Cooperation and Full-Duplex Operation
最近的工作已经表征了$o(\log({SNR}))$内的时变/频率选择性无线干扰网络和$X$网络的总容量，即，在高SNR（信噪比）下精度接近100%。在本文中，我们寻求类似的容量特性的无线网络中继，反馈，全双工操作，通过嘈杂的信道和发射机/接收机的合作。首先，我们考虑一个网络与$S$源节点，$R$中继节点和$D$目的地节点与随机时变/频率选择性信道系数和全局信道知识在所有节点。我们允许在所有节点的全双工操作，以及因果无噪声反馈的所有接收到的信号的所有源和中继节点。该网络的总容量被表征为$\frac{SD}{S+D-1}\log({SNR})+o(\log({SNR}))$。其结果的含义是，中继，因果反馈，通过物理信道和全双工操作的发射机/接收机的合作的能力的好处成为一个可以忽略不计的一部分，在高信噪比的网络容量。文中还指出了这一结果的一些例外。其次，我们考虑一个网络与$K$全双工节点与一个独立的消息从每个节点到每个其他节点的网络。我们发现，该网络的总容量是有界的下由$\frac{K(K-1)}{2K-2}+o(\log({SNR}))$和$\frac{K(K-1)}{2K-3}+o(\log({SNR}))$上界。
2008-02-05 cs.IT math.IT
Performance Analysis of Dual-User Macrodiversity MIMO Systems with Linear Receivers in Flat Rayleigh Fading
瑞利信道中存在同频干扰时线性接收机的性能是无线通信中的一个基本问题。这些系统的性能评估对于接收阵列是公知的，其中天线足够接近以经历来自源的相等平均SNR。相比之下，几乎没有分析结果可用于宏分集系统，其中源和接收天线被广泛分离。这里，接收天线经历来自源的不相等的平均SNR，并且单个接收天线从每个源接收不同的平均SNR。虽然这是一个非常困难的问题，但对于两个用户的场景来说，进展是可能的。在本文中，我们推导出的概率密度函数（pdf）和累积分布函数（cdf）的输出信号与干扰加噪声比（SINR）和信号噪声比（SNR）的最小均方误差（MMSE）和迫零（ZF）接收机在独立的瑞利信道与任意数量的接收天线。通过蒙特卡罗模拟验证了结果，并得到了高信噪比的近似值。该结果使得进一步的系统分析，如中断概率，比特出错率（BER）和容量的评估。
2012-09-20 cs.IT math.IT
On the Low SNR Capacity of Peak-Limited Non-Coherent Fading Channels with Memory
在渐近弱信号条件下，研究了峰值功率约束下具有记忆性的非相干平稳高斯衰落信道的容量。假设发射机和接收机都知道衰落规律，但都不知道衰落的实现。一个连接被证明之间的渐近行为的信道容量在这个制度和预测误差的渐近行为在预测衰落过程中产生的非常嘈杂的观察其过去。这种联系可以被看作是Lapidoth & Moser和Lapidoth最近的结果的低信噪比（SNR）模拟，该结果证明了高SNR容量增长与无噪声或几乎无噪声的预测误差之间的联系。我们区分两类衰退定律：“缓慢遗忘”和“快速遗忘”。对于前一类中的信道，低SNR容量由IID输入实现，而在后一类中，这样的输入通常是次优的。相反，渐近容量可以通过具有IID相位但块恒定幅度的输入来接近。
2006-04-07 cs.IT math.IT
On Single-Antenna Rayleigh Block-Fading Channels at Finite Blocklength
本文研究了在非相干、单天线、瑞利块衰落信道中，采用给定块长的纠错码，在块差错概率不超过给定值的情况下，数据传输的最大编码速率。最大编码速率的高SNR正态近似，成为准确的信噪比（SNR）和相干间隔$L$的数量，我们的代码趋于无穷大。数值分析表明，当信噪比值大于15 dB，相干间隔数为10或更多时，该近似是准确的。
2020-03-30 cs.IT math.IT
A Robust MUSIC Based Scheme for Interference Location in Satellite Systems with Multibeam Antennas
本文研究了利用卫星多波束天线进行卫星通信系统干扰源定位的方法。提出了一种新的基于MUSIC的干扰源波达方向估计方法。该方法提供了超分辨率和渐近最大似然估计的到达方向，即使在低信噪比值。利用典型的卫星多波束天线结构进行仿真，结果表明该方法能有效地估计方位和仰角谱中的波达方向。与支持向量回归方法相比，该方法在低信噪比条件下提高了估计精度。
2014-08-09 cs.IT math.IT
Capacity Theorems for the AWGN Multi-Way Relay Channel
研究了L用户加性高斯白噪声多路中继信道，多个用户通过一个中继站以相同的速率进行信息交换。现有的编码策略，即，完全解码前向和压缩前向被示出为在高信噪比（SNR）处远离割集上界。已知的是，在高SNR处，压缩转发速率与容量上限之间的间隙是恒定的，并且在高SNR处，完全解码转发速率与上限之间的间隙随着SNR而增加。本文提出了一种函数-解码-前向编码策略。结果表明，当L >= 3时，完全解码转发在SNR <= 0 dB时达到最大容量，而功能解码转发在SNR >= 0 dB时达到最大容量。对于L=$，函数解码前向实现的容量渐近SNR的增加。
2010-04-14 cs.IT math.IT
Asymptotic Capacity Analysis for Adaptive Transmission Schemes under General Fading Distributions
在一般分布的衰落信道上，对几种自适应传输方案，包括最佳功率和速率自适应、仅速率自适应、信道反转及其变体，在高信噪比和低信噪比下的各态历经信道容量进行了渐近比较。分析的高信噪比的前对数常数的遍历容量揭示了存在的恒定容量之间的差异差距的计划与前对数常数？1.这些高信噪比容量差异差距的封闭形式的表达式推导出来，这是成正比的SNR损失之间的这些计划在dB尺度。这些差距中最大的一个被发现之间的最佳功率和速率自适应方案和信道反转方案。基于这些表达式，它示出的空间分集或多用户分集的存在下，使信道反转任意接近实现最佳容量在高信噪比与足够大的天线或用户的数量。低SNR分析还表明，衰落的存在可证明总是在足够低的SNR提高容量相比，加性高斯白噪声（AWGN）的情况下。数值结果证实了我们的分析结果。
2011-04-10 cs.IT math.IT
Certified Outage Dimensioning of Fluid Antenna Receivers: Required SNR, Aperture, and Port Count
National Key Laboratory of Radar Detection and Sensing, Department of Electronic Engineering, Xidian University（西安电子科技大学电子工程学院雷达探测与感知国家重点实验室）
该研究针对单用户下行链路的流体天线接收机，推导了满足目标中断的SNR、孔径和端口数的认证设计区间，给出了不同参数下的具体数值，为相关系统设计提供了依据。
2026-10-12 cs.IT eess.SP math.IT
On Multipath Fading Channels at High SNR
本文研究离散时间多径衰落信道的容量。假设路径的数量是有限的，即，通道输出受当前通道输入和L个先前通道输入的影响。一个非相干信道模型被认为是发射机和接收机都不认识的衰落的实现，但都知道它的统计。重点是高信噪比（SNR）下的容量。特别是，容量预loglog-定义为限制比的容量loglog SNR的SNR趋于无穷大-进行了研究。它示出，不管路径的数量L，容量pre-loglog是1。
2008-05-01 cs.IT math.IT
Capacity bounds for MIMO microwave backhaul links affected by phase noise
我们提出的界限和封闭形式的高信噪比的表达受维纳相位噪声影响的多天线系统的容量。我们的结果是开发的情况下，一个单一的振荡器驱动所有的射频电路在每个收发器（常见的振荡器设置），输入信号受到峰值功率约束，和信道矩阵是确定性的。该场景与在收发器处具有足够小的天线间隔的视距多天线微波回程链路相关。对于2乘2多天线的情况下，对于维纳相位噪声过程与标准偏差等于6度，并在微波回程链路操作的中/高SNR值，在该文件中报告的上限表现出3 dB的差距，从使用64-QAM获得的下限。此外，在此SNR制度的封闭形式的高SNR的表达式是准确的。
2014-01-14 cs.IT math.IT
Closed Form Secrecy Capacity of MIMO Wiretap Channels with Two Transmit Antennas
高斯多输入多输出（MIMO）窃听信道模型。输入端是一个双天线发射器，而输出端是合法的接收器和窃听器，两者都配备了多个天线。假设所有信道都是已知的。在功率约束条件下，得到了满足保密容量的最优输入协方差矩阵，并给出了保密容量的封闭表达式。
2011-07-27 cs.IT math.IT
Downlink Performance and Capacity of Distributed Antenna Systems
本文研究了分布式天线系统下行信道的性能。我们首先建立遍历容量的分布式天线，在不同的信道侧信息（CSI）的假设。我们考虑一个广义的分布式天线系统与$N$分布式端口，其中每个端口都配备了一个阵列的$L$发射天线和约束由一个固定的发射功率。对于这个系统，我们计算的下行链路容量到一个单天线接收机，在不同的假设下，在发射机的信道状态的可用性。在建立了分布式天线系统各态历经容量的信息论分析之后，本文还研究了天线布局对系统性能的影响。特别是，我们研究了分布式天线系统中的发射天线的最佳位置。我们提出了一个相当一般的框架，这种优化没有约束的天线的位置。基于随机逼近理论，我们采用了一种配方，适合在各种无线网络场景中的节点布局优化。我们发现，覆盖区域内的天线的最佳位置可以显着提高无线网络的功率效率。
2011-09-14 cs.IT math.IT
On Noncoherent Multiple-Antenna Rayleigh Block-Fading Channels at Finite Blocklength
本文针对非相干MIMO瑞利块衰落信道，推导高SNR下的有限块长最大编码速率正态近似，补充现有高计算复杂度的非渐近界，为分集、复用与信道估计开销的权衡分析提供理论基础。
2025-11-18 cs.IT math.IT
Outage Capacity of the Fading Relay Channel in the Low SNR Regime
在慢衰落场景中，节点之间的合作可以增加通信的分集量。通过分析慢衰落中继信道的中断容量，我们研究了在这种情况下的性能极限。我们的重点是低信噪比和低中断概率制度，衰落的不利影响是最大的，但合作的潜在收益。我们表明，虽然标准的放大转发协议在这种情况下表现非常差，但我们称之为突发放大转发协议的修改版本是最佳的，并实现了网络的中断容量。此外，这种性能可以在接收机处没有先验信道知识的情况下实现。相比之下，解码转发协议在这种情况下是严格次优的。我们的结果直接产生单位能量的衰落中继信道的中断容量。
2006-02-14 cs.IT math.IT
Finite-SNR Closed Form for the Square Marčenko-Pastur MIMO Capacity
University of Tennessee, Knoxville（田纳西大学诺克斯维尔分校）；University of California, San Diego（加州大学圣地亚哥分校）
本研究针对方形比值的MIMO信道，通过三角参数化方法获得有限SNR下容量的闭式解，填补了该比值仅能数值计算的空白，还给出了低SNR下容量斜率的闭式结果。
2026-09-04 cs.IT math.IT
A Note on the Secrecy Capacity of the Multi-antenna Wiretap Channel
最近，Khisti和Wornell [1]使用类似Sato的论证来表征多天线窃听信道的保密容量。本说明提出了一种使用通道增强参数的替代表征。这种表征依赖于最近在多天线广播信道的背景下证明的极值熵不等式，并且直接建立在关于在这种通信场景中的最佳传输策略的物理直觉上。
2007-10-22 cs.IT math.IT
Performance Limits of Energy Detection Systems with Massive Receiver Arrays
能量检测（ED）是用于在例如毫米波通信系统中配备有大量天线的接收机处进行符号检测的有吸引力的技术。本文研究了在单流传输和快衰落假设下，采用脉冲幅度调制（PAM）的ED在大型天线阵列中的性能界限。该分析利用信息理论工具和半数值方法提供的信息速率，这被证明是紧在低和高的信号噪声比（SNR）的制度，分别界限。对于一个固定的星座大小，天线的数量和SNR的可达信息速率的影响进行了研究。基于这些结果，给出了自适应调制方案的基数随信噪比和天线数的变化规律。
2016-11-30 cs.IT math.IT
Low SNR Capacity of Fading Channels with Peak and Average Power Constraints
在峰值和平均功率约束下，被认为是在时间上相关的平坦衰落信道。对于离散时间信道，推导出一个新的单位时间容量上界。全散射矢量通道的低SNR分析用于导出互补下限。总之，当平均功率收敛到零时，这些界限允许我们识别固定峰均比的信道容量的精确缩放。对于固定的峰值功率，当平均功率收敛于零时，上限也是渐进紧的。对于连续时间的无限带宽信道，维特比确定了M-FSK调制的容量。最近，Zhang和Laneman证明了可以用非突发信令（QPSK）来实现容量。本文的另一个贡献是在峰值和平均功率约束下获得类似的结果。
2006-04-13 cs.IT math.IT
Cache Aided Communications with Multiple Antennas at Finite SNR
研究了有限信噪比下多用户多天线蜂窝网络中的缓存辅助通信问题。假设用户具有非对称链路，由宽带衰落信道建模。我们表明，这个问题可以制定为一个线性规划，其解决方案提供了一个联合缓存分配以及预取和提取方案，最大限度地减少在交付阶段的通信的持续时间。建议的方案使用迫零和缓存干扰减法，因此允许每个用户以其自己的信道的速率被服务。因此，该方案优于以前公布的方案，是妥协的最贫穷的用户在通信组。我们还考虑了一个特殊情况下的参数，我们可以推导出一个封闭的形式的解决方案，并制定最佳的功率，速率和缓存优化。这种特殊情况表明，MIMO编码缓存的增益超出了吞吐量。特别是，它示出，在这种情况下，缓存是用来平衡用户，使公平性和吞吐量不再矛盾。更具体地，在这种情况下，严格的公平性与最大化网络吞吐量联合实现。
2018-08-08 cs.IT math.IT
Low SNR Capacity of Keyhole MIMO Channel in Nakagami-m Fading With Full CSI
在本文中，我们得到了在独立同分布Nakagami- $m$衰落条件下，在发射机和接收机处具有理想信道状态信息的低信噪比（SNR）的锁孔多输入多输出（MIMO）信道的各态历经容量的渐近表达式。我们表明，这种锁孔MIMO信道的低信噪比容量的比例为$\frac{\textrm{SNR}}{4} \log^2 \left(1/{\textrm{SNR}}\right)$。我们的主要贡献是确定一个令人惊讶的结果，即MIMO衰落信道的低信噪比容量增加的存在下的锁眼退化条件，这是在直接对比，在高信噪比下的锁眼条件下，众所周知的MIMO容量退化。为了解释为什么秩不足的锁眼衰落信道在足够低的SNR下优于满秩MIMO衰落信道，我们注意到MIMO信道矩阵的秩在低SNR状态下没有影响，并且与纯MIMO衰落信道相比，锁眼MIMO信道的双衰落（或双散射）性质在低SNR下产生更多的机会通信，这导致容量增加。最后，我们还表明，一个简单的一个比特的信道信息的基础上的开关功率控制实现这种低信噪比的能力，令人惊讶的是，这种功率自适应是强大的，对中度和严重的衰落范围广泛的低信噪比值。这些结果也适用于作为特殊情况的锁眼MIMO瑞利信道。
2022-06-05 cs.IT eess.SP math.IT
Distribution Decomposition and Sum-Capacity Results of Two-User Optical Intensity Multiple Access Channels
本文研究了具有峰值或/和平均光强约束的两用户光强多址信道的总容量。通过利用工具，从某些maxentropic分布的分解，我们得到了几个下界的和容量。在高信噪比（SNR）的制度，一些界限渐近匹配或接近的和容量，从而关闭或减少现有的差距，高SNR的渐近和容量。在中等SNR下，一些界限也相当接近于和容量。
2023-03-22 cs.IT math.IT
Power-Bandwidth Tradeoff in Dense Multi-Antenna Relay Networks
我们考虑了一个密集衰落多用户网络，其中多个有源多天线源-目的地对终端通过一个大的公共集合的$K$多天线中继终端在全空间复用模式下同时通信。我们使用香农理论的工具来分析能量效率和频谱效率之间的权衡（称为功率带宽权衡）在有意义的渐近制度的信噪比（SNR）和网络规模。我们设计了线性分布式多天线中继波束形成（LDRB）计划，利用多用户干扰的空间特征，并在源和中继传输的系统范围内的功率约束下，表征其功率带宽权衡。多个用户，多个中继和多个天线上的高和低SNR制度的关键性能指标的影响进行了研究，以揭示新的光功率和带宽的要求，通过使用这种实际的中继合作技术的可能减少。我们的研究结果表明，由分布式中继波束成形技术支持的点对点编码多用户网络产生增强的能量效率和频谱效率，并且具有适当的信令和足够的天线自由度，可以实现渐进最优的功率-带宽折衷，具有最佳可能性（即，如在割集边界中）$K^{-1}$的能量缩放以及对于大量中继终端在任何SNR下的最佳可能频谱效率斜率。
2007-02-02 cs.IT math.IT
Transmission Capacity of Spectrum Sharing Ad-hoc Networks with Multiple Antennas
两个共存的ad-hoc网络，主要和次要的，被认为是，其中每个节点的主要网络有一个单一的天线，而每个节点的次要网络配备有多个天线。使用多个天线，每个次级发射机使用其空间发射自由度（STDOF）中的一些来使其对主接收机的干扰归零，而每个次级接收机使用其空间接收自由度（SRD 0 F）中的一些来采用干扰消除。本文推导出最佳的STDOF为调零和SRDOF干扰消除，最大限度地扩大规模的次级网络的传输容量相对于天线的数量，当次级网络的运行中断约束下，在主接收机。在单个接收天线的情况下，使用总STDOF的一部分用于在每个次级发射机处调零，从而使传输容量最大化。利用多个发射和接收天线并且固定除了一个STDOF之外的所有STDOF用于置零，使用总SRD 0 F的一部分来消除最近的干扰器最大化了次级网络的传输容量。
2010-10-05 cs.IT math.IT
Statistical Analysis of Multi-Antenna Relay Systems and Power Allocation Algorithms in a Relay with Partial Channel State Information
研究了双跳MIMO中继网络的性能。假设中继站可以访问其先前信道和后续信道的统计信道状态信息，并且假设中继站的天线处的衰落是相关的。首先研究了接收端接收信噪比的累积密度函数（cdf），推导了完全相关和非相关情形下的渐近表达式;然后进一步研究了接收端信噪比的统计特性，推导了任意相关情形下接收端信噪比的近似cdf。cdf是一个多部函数，它不容易进行进一步的数学计算，例如，速率优化然而，我们使用它来提出一个简单的功率分配算法，我们称之为“比例功率分配”。该算法的情况下，两个天线和三个天线在中继和扩展的算法与任意数量的天线的中继进行了讨论。虽然所提出的方法并不声称是最佳的，结果是无法区分的基准使用穷举搜索。从实用的角度来看，该算法的简单性与其精度相结合确实是有吸引力的。
2015-05-02 cs.IT math.IT
The Generalized Degrees of Freedom of the MIMO Interference Channel
对于每个节点具有任意数量的天线并且SNR和干扰噪声比（INR）随标称SNR的任意指数变化的一般情况，获得MIMO高斯干扰信道的广义自由度（GDoF）区域。GDoF区域通过高SNR下的最佳干扰管理技术对SNR指数的联合依赖揭示了各种见解，SNR指数确定了直接链路SNR和交叉链路INR的相对强度以及四个终端处的天线数量。例如，它允许深入研究高SNR下的速率拆分和部分解码问题，并且它揭示了，与SISO情况不同，即使在非常弱的干扰状态下，将干扰视为噪声也不总是GDoF最优的。此外，虽然仅依赖于发送/接收迫零波束成形和分时的DoF最优策略不是GDoF最优的（并且因此具有无限的容量差距）非常强的干扰状态的精确表征，其中可以同时为两个用户实现单用户DoF性能，取决于四个终端处的天线的相对数量，因此偏离了SISO情况下的天线数量。对于四个节点处的非对称数量的天线，对称GDoF曲线的形状可以是“失真的W”曲线，其程度为对于某些MIMO IC它是“V”曲线。
2011-03-09 cs.IT math.IT
Iterative Mode-Dropping for the Sum Capacity of MIMO-MAC with Per-Antenna Power Constraint
我们提出了一种迭代的模式丢弃算法，优化输入信号，以实现每个天线功率约束的MIMO-MAC的总容量。该算法通过对等效的单用户MIMO速率最大化问题应用模式丢弃，依次优化每个用户的输入协方差矩阵。理论分析和仿真结果都表明了算法的快速收敛性。然后，我们使用该算法简要地突出了总和和每天线功率约束下的MIMO-MAC容量的差异。
2012-02-02 cs.IT math.IT
Optimal Storage Allocation for Wireless Cloud Caching Systems with a Limited Sum Storage Capacity
在无线云存储系统中，恢复失败概率不仅取决于无线信道条件，而且还取决于每个分布式存储节点的存储大小。为了有效地利用有限的存储容量和性能表征的分配策略，我们渐近分析的恢复失败概率的无线云存储系统的总存储容量的限制为高信噪比制度和低信噪比制度。然后，我们找到了最佳的存储分配策略跨分布式存储节点的渐近恢复失败概率。我们的分析表明，最大的对称分配是最佳的高信噪比制度和最小的分配（$\lfloor T\rfloor$完整的存储节点和一个不完整的存储节点）是最佳的低信噪比制度，其中$T$是总的存储容量。基于数值研究，我们还表明，在中等信噪比制度，之间的平衡分配的最小分配和最大的对称分配将不需要，如果我们选择它们之间根据信噪比。
2016-06-04 cs.IT math.IT
Finite-SNR Bounds on the Sum-Rate Capacity of Rayleigh Block-Fading Multiple-Access Channels with no a Priori CSI
我们提供非渐近的上限和下限的总和速率容量的瑞利块衰落多址信道的先验信道状态信息是不可用的设置。上限依赖于一个双重公式的信道容量和假设，用户可以完美地合作。假设一个非合作的情况下，每个用户采用酉空时调制（独立于其他用户）推导出的下限。数值结果表明，在中等信噪比值下，上界和下界之间的差距已经很小。这表明通过用户合作可获得的和速率容量增益是最小的。
2015-08-09 cs.IT math.IT
Wireless Powered Dual-Hop Multi-Antenna Relaying Systems: Impact of CSI and Antenna Correlation
研究了多天线中继中信道状态信息和天线相关性对无线供电双跳放大转发中继系统性能的影响。根据中继站处的可用CSI，考虑两种不同的场景，即，瞬时CSI和统计CSI，其中中继站仅访问天线相关矩阵。采用功率分配架构，我们提出了一个详细的性能研究这两种情况下。推导了系统中断概率和遍历容量的解析表达式。此外，简单的高信噪比（SNR）中断近似。结果表明，天线相关性本身并不影响可达分集阶数，中继端CSI的可用性决定了可达分集阶数。利用瞬时CSI可以实现全分集阶数，而利用统计CSI只能实现分集阶数1。此外，发射天线相关性和接收天线相关性对各态历经容量表现出不同的影响。此外，天线相关性对遍历容量的影响也很大程度上取决于可用的CSI和工作SNR。
2017-03-06 cs.IT math.IT
MISO Capacity with Per-Antenna Power Constraint
我们建立在封闭形式的容量和最佳信令方案的MISO信道与每个天线的功率约束。两种情况下的信道状态信息被认为是：恒定的信道已知的发射机和接收机，和瑞利衰落信道只知道在接收机。对于第一种情况，最佳信令方案是波束成形，其中波束权重的相位与信道系数的相位相匹配，但是幅度独立于信道系数并且仅取决于受约束的功率。对于第二种情况，最优方案是从具有受限功率的天线发送独立的信号。在这两种情况下，每天线功率约束的容量通常小于和功率约束的容量。
2011-01-18 cs.IT math.IT
On the High-SNR Capacity of the Gaussian Interference Channel and New Capacity Bounds
已知两用户高斯干扰信道（GIC）的容量区域上的最佳外边界是包括精灵辅助外边界的各种边界的区域的交集，其中精灵向预期接收机提供噪声输入信号。Han和Kobayashi（HK）方案提供了最著名的内界。在总容量的最佳已知的下限和上限之间的速率差保持为每个信道使用1比特，特别是在$g^2=P^{-1/3}$周围，其中$P$是对称功率约束，而$g$是对称实跨信道系数。在本文中，我们关注的是\emph{moderate interference regime}，其中$g^2\in (\max(0.086, P^{-1/3}),1)$。我们提出了一种新的上限技术，利用噪声观测干扰信号的精灵信号，并在接收机的精灵信号应用时间共享。最坏的加性噪声引理的条件版本也被引入到推导新的容量界限。结果表明，在中等干扰机制的一定范围内，总容量（容量区域）的上（外）界比现有界限更紧。使用新的上界和HK下界，我们表明，$R_\text{sym}^*=\frac{1}{2}\log \big(|g|P+|g|^{-1}(P+1)\big)$的对称真正的GIC的能力，在$0.104$位每信道使用在中等干扰制度，在任何信号噪声比（SNR）的特点。我们进一步建立了一个高信噪比的对称真实GIC的特性，其中建议的上限是最多$0.1$位远离某一HK可实现的方案与高斯信令和时间共享$g^2\in (0,1]$。特别地，$R_\te…
2017-04-19 cs.IT math.IT
Approaching Gaussian Relay Network Capacity in the High SNR Regime: End-to-End Lattice Codes
我们提出了一个自然和低复杂度的技术，实现高信噪比制度的高斯中继网络的能力。具体来说，我们建议使用端到端的结构化格码与放大和转发策略，其中源使用嵌套格码编码的消息和目的地解码的消息格解码。所有的中间中继器只是简单地放大并通过网络将接收到的信号转发到目的地。我们表明，端到端的格编码放大和转发方案的分层高斯中继网络的能力在高信噪比制度。接下来，我们扩展我们的计划下的放大转发方案，这可以被看作是一个高斯符号间干扰（ISI）信道的非分层高斯中继网络。与其他方案相比，我们的方法是显着简单，只需要格的预编码和解码的端到端的设计。它不需要网络拓扑或单个信道增益的任何知识。
2013-09-16 cs.IT math.IT
Upper Bound on the Capacity of Discrete-Time Wiener Phase Noise Channels
研究了积分转储多采样接收机在离散时间维纳相位噪声信道中的应用。推导出平均输入功率约束下的容量上限，并进行了高信噪比（SNR）分析。如果对于$0\le α\le 1$，过采样因子随着$\text{SNR}^α$增长，则容量预日志在高SNR下至多为$(1+α)/2$。
2015-03-02 cs.IT math.IT
On the Capacity of the Wiener Phase-Noise Channel: Bounds and Capacity Achieving Distributions
研究了加性高斯白噪声（AWGN）信道在时变维纳相位噪声影响下的信道容量。严格的上限和下限的能力，这条通道的发展。上界是通过使用对偶方法，并考虑一个特定的分布在输出的通道。为了降低容量，首先通过求解信道互信息的函数优化来找到实现容量的输入分布族。然后，通过Monte-Carlo模拟从建议的分布中抽取样本，得到容量的下限。所提出的实现容量的输入分布是循环对称的、非高斯的，并且输入幅度随着时间的推移而相关。所评估的容量界限对于宽范围的信噪比（SNR）值是紧的，并且因此它们可以用于量化容量。具体而言，在低SNR下的界限遵循众所周知的AWGN容量曲线，而在高SNR下，它们与相位噪声信道的文献中可用的高SNR容量结果一致。
2015-09-21 cs.IT math.IT
The Capacity of Fading Vector Gaussian Channels Under Amplitude Constraints on Antenna Subsets
在输入端峰值幅度约束下，推导了受衰落影响的矢量高斯信道容量的上界。重点是约束区域，可以分解成笛卡尔积的子区域。该约束对采用小于或等于发射天线的总数的功率放大器的数量的发射机配置进行建模。通常，功率放大器馈送发射天线的不同子集，并将输入划分为独立的子空间。两个上限推导：第一个适用于高信噪比（SNR）值，并且正如我们所证明的，在这种情况下它是紧的;第二个上界在低SNR下是准确的。此外，推导出的上限适用于幅度约束的相关情况下，通过采用不同的功率放大器为每个发射天线。
2022-07-04 cs.IT math.IT
Opportunistic Relaying for Space-Time Coded Cooperation with Multiple Antenna Terminals
本文研究了瑞利衰落信道下多天线终端的无线中继网络，并在放大转发（A&F）模式下应用了分布式空时编码（DSTC）。A&F方案以每个中继器发送接收到的符号的线性组合的缩放版本的方式使用。结果表明，结合中继站的功率分配，A&F DSTC导致机会中继方案，其中仅选择最佳中继站来中继源的空时编码信号。此外，假设在源节点的源中继CSI的知识，我们设计了一个有效的功率分配，优于均匀功率分配的源天线。接下来，假设M-PSK或M-QAM调制，我们分析了所提出的协作分集传输方案在具有多天线源和目的地的无线中继网络中的性能。我们推导出在目的地接收到的SNR的概率密度函数（PDF）。然后，PDF被用来确定符号出错率（SER）在瑞利衰落信道。我们推导出封闭形式的近似的平均SER在高信噪比的情况下，从中我们找到系统的分集阶RminfNs;Ndg，其中R，Ns和Nd是中继，源天线和目的地天线的数量，分别。仿真结果表明，当R = 2，Ns = 2，Nd = 1时，在误码率为10^{-4}时，该系统的信噪比比A&F MIMO DSTC系统提高了6 dB以上。
2011-02-12 cs.IT math.IT
Lower Bound on the Capacity of the Continuous-Space SSFM Model of Optical Fiber
考虑了由分步傅立叶方法（SSFM）描述的光纤的离散时间模型的容量作为信噪比$\text{SNR}$和距离$K$中的段数的函数。结果表明，如果$K\geq \text{SNR}^{2/3}$和$\text{SNR} \rightarrow \infty$，所得到的连续空间无损耗模型的容量是下界由$\frac{1}{2}\log_2(1+\text{SNR}) - \frac{1}{2}+ o(1)$，其中$o(1)$趋于零$\text{SNR}$。作为$K\rightarrow \infty$，由于大数定律，符号间干扰（ISI）平均为零，并且SSFM模型倾向于对角相位噪声模型。由此可见，与在高功率下只有一个信号自由度（DoF）的离散空间模型相比，连续空间模型中的DoF的数量至少是输入维度$n$的一半。强度调制和直接检测可以达到这个速率。当$K= \sqrt[δ]{\text{SNR}}$通常以$δ$表征时，下限中的前对数。结果表明，当非线性参数$γ\rightarrow \infty$满足时，连续空间模型的容量为$\frac{1}{2}\log_2(1+\text{SNR})+ o(1)$。考虑了色散矩阵不依赖于$K$时的SSFM模型。结果表明，当$K= \sqrt[δ]{\text{SNR}}$、$δ>3$和$\text{SNR} \rightarrow \infty$为$\fra…
2021-09-26 cs.IT math.IT
Movable Antennas for Robust Wireless Sensing via Joint Cramér-Rao Bound and Sidelobe Minimization
National University of Singapore（新加坡国立大学）；Beijing Institute of Technology（北京理工大学）
提出一种可移动天线无线感知系统设计方法，通过天线位置优化联合最小化克拉美-罗界和模糊函数最大旁瓣，平衡中信噪比下的估计误差，实现全信噪比范围内更低的到达角估计均方误差。
2026-06-23 cs.IT eess.SP math.IT
On the capacity of the dither-quantized Gaussian channel
本文研究了峰值和平均功率受限的高斯信道的容量时，其输出量化使用抖动，无限电平，均匀量化器的步长$Δ$。当$Δ$趋于零时，该信道的容量趋于未量化高斯信道的容量;当$Δ$趋于无穷大时，该信道的容量趋于零.在低信号噪声比（SNR）制度，它示出，当峰值功率约束是不存在的，低SNR的渐近容量等于未量化的信道，无论$Δ$。此外，给出了有限峰均功率比的低信噪比渐近容量的表达式，并在低分辨率和高分辨率极限下进行了评估。它表明，在这种情况下，低信噪比的渐近容量收敛到未量化的信道时，$Δ$趋于零，它趋于零时，$Δ$趋于无穷大。将这些结果与（未抖动的）1比特量化的可量化性结果进行比较，观察到抖动在低精度限制中降低容量，并且它降低低SNR渐近容量，除非峰均功率比是无界的。
2014-04-25 cs.IT math.IT
On sensing capacity of sensor networks for the class of linear observation, fixed SNR models
在本文中，我们解决的问题，发现传感器网络的感知能力的一类线性观测模型和固定的SNR制度。感知能力被定义为每个传感器观测可靠识别的信号维度的最大数量。在这种情况下，稀疏的现象是一个关键的功能，确定传感能力。在压缩感知中，除了环境的SNR之外，稀疏性对精确重建稀疏现象所需的测量次数的影响已经得到了广泛的处理。然而，那里的发展是从算法的角度出发的。在本文中，我们的目的是推导出这些界限的信息理论设置，从而提供算法独立的条件，可靠的重建稀疏信号。在这个方向上，我们首先推广的Fano不等式，并提供下界的概率重建的错误受到任意的失真标准。使用这些下界的错误概率，我们推导出上限的感知能力，并表明，对于固定的SNR制度的感知能力下降到零，稀疏下降到零。这意味着需要不成比例地更多的传感器来监测非常稀疏的事件。我们的下一个主要贡献是，我们显示的感知能力，尚未被考虑之前的效果的感知多样性的影响。感测分集与传感器相对于场的有效\emph{coverage}有关。在这个方向上，我们显示了以下结果：（a）随着每个传感器的感知多样性下降，感知能力下降;（b）传感器对该领域的随机采样（覆盖）优于连续位置采样（覆盖）。
2007-06-04 cs.IT math.IT
Line of Sight 2 x nr MIMO with Random Antenna Orientations
当天线阵列的几何形状和方向基于终端间的距离设计时，视线（LoS）多输入多输出（MIMO）提供完全的空间复用增益。这些已知的设计方法适用于具有固定取向的天线阵列，但对于任意阵列取向不提供完全的MIMO增益。在本文中，我们研究了LoS MIMO信道与随机阵列方向时，用于信令的发射天线的数量是2。我们研究了常见的阵列几何形状对错误概率的影响，并确定了描述任意编码方案的高信噪比（SNR）错误性能的代码设计参数。对于平面接收阵列，出错率的衰减速度仅与秩为1的信道一样快，并且对于包括空间复用的一类编码方案，其误码率不会好于1/SNR ^3。然后，我们表明，对于四面体接收阵列，它使用的非平面阵列中的天线数量最少，出错率衰减速度比秩1信道，是指数的SNR为每个编码方案。最后，我们设计了一个LoS MIMO系统，保证了良好的错误性能的所有发送/接收阵列的方向和终端间的距离范围内。
2016-11-09 cs.IT math.IT
Near Capacity Signaling over Fading Channels using Coherent Turbo Coded OFDM and Massive MIMO
推导了在衰落信道中无差错传输所需的最小平均信噪比（SNR），并证明了该信噪比等于加性高斯白噪声（AWGN）信道的SNR，即$-1.6$ dB。针对Turbo编码的多输入多输出（MIMO）正交频分复用（OFDM）系统，提出了一种用于定时和载波同步以及信道估计的离散时间算法。仿真结果表明，使用两个发射天线和两个接收天线，在每比特平均SNR为5.5 dB时，可以实现$10^{-5}$的出错率。然后，我们提出了一种近容量信令方法，其中每个发射天线使用不同的载波频率。使用近容量的方法，我们表明，它是可能的，以实现$2\times 10^{-5}$的BER在平均SNR每比特仅为2.5 dB，每个发射天线一个接收天线。当每个发射天线的接收天线的数目增加到128时，则在1.25 dB的每比特平均SNR下获得$2\times 10^{-5}$的BER。在所有情况下，发射天线的数量为2，并且频谱效率为1比特/传输或1比特/秒/Hz。换句话说，每个发射天线发送0.5比特/传输。只要每个发射天线使用不同的载波频率，就可以通过增加发射天线的数量来获得更高的频谱效率，而不会损失BER性能。近容量方法的发射信号频谱可以通过脉冲整形来限制。在所有的仿真中，使用了四状态Turbo码。对应的turbo解码器使用八次迭代。该算法可以在可编程硬件上实现，并且有很大的并行处理范围。
2017-11-28 cs.IT math.IT
Characterization of Effective Capacity in Antenna Selection MIMO Systems
本文研究了多输入多输出（MIMO）系统在两种不同的接收天线选择（RAS）和发射天线选择（TAS）方案下的有效容量。在准静态衰落信道下，给出了该网络在统计时延服务质量（QoS）约束下的最大常数到达率的封闭解。本研究在两种不同的情况下进行。当信道状态信息（CSI）在MIMO发射机处不可用时，TAS的实现是困难的。因此，采用RAS方案，并在接收端选择一个具有最大瞬时信噪比（SNR）的天线。另一方面，当CSI在发射机处可用时，执行TAS方案。在这种情况下，在发射机处选择一个天线。此外，一个最佳的功率控制策略被应用到所选择的天线和MIMO系统的有效容量的推导。最后，这种最佳的功率自适应和有效容量的两个渐近情况下，宽松和严格的QoS要求进行了研究。特别是，我们表明，在TAS计划与宽松的QoS限制，有效容量收敛到遍历容量。然后，得到了该信道各态历经容量的精确封闭解。
2016-07-30 cs.IT math.IT
MIMO Capacity Characterization for Movable Antenna Systems
在本文中，我们提出了一种新的多输入多输出（MIMO）通信系统与可移动天线（MA）利用天线位置优化，以提高容量。与传统的固定位置天线（FPA）MIMO系统不同，该系统可以灵活地改变发送/接收MA的位置，从而重新配置它们之间的MIMO信道，以实现更高的容量。我们的目标是表征MA使能的点对点MIMO通信系统的能力，通过联合优化的位置的发送和接收MA以及发送信号的协方差。首先，我们开发了一种高效的交替优化算法，通过迭代优化发射协方差矩阵和每个发射/接收MA的位置来找到局部最优解，其中其他变量是固定的。接下来，我们提出了低信噪比条件下容量最大化以及多输入单输出（MISO）和单输入多输出（SIMO）情况下复杂度较低的替代算法。数值结果表明，我们提出的MA系统显着提高MIMO信道容量相比，传统的FPA系统，以及各种基准计划，和有用的见解得出的MA系统的容量增益。
2022-10-11 cs.IT math.IT
