Secrecy Capacity Region of Fading Broadcast Channels
研究了具有机密消息（BCC）的衰落广播信道，其中源节点具有用于两个接收器（接收器1和2）的公共信息，并且具有仅用于接收器1的机密信息。机密信息需要对接收器2尽可能保密。假设信道状态信息（CSI）在发射机和接收机处都是已知的。首先建立了并行高斯BCC的保密容量域，并推导出了达到保密容量域边界的最优源功率分配。特别地，建立了高斯情况下的Csiszar-Korner BCC模型的保密容量区域。秘密容量的结果，然后应用于给遍历的衰落BCC的秘密容量区域。
2007-07-10 cs.IT math.IT
Ergodic Fading MIMO Dirty Paper and Broadcast Channels: Capacity Bounds and Lattice Strategies
多输入多输出（MIMO）版本的脏纸信道进行了研究，其中的信道输入和污垢经历相同的衰落过程和衰落信道状态是已知的接收机（CSIR）。这表示信号和干扰源位于同一位置的设置，例如在广播信道中。首先，科斯塔的脏纸编码（DPC）的一个变种，其可实现的速率是在一个恒定的差距，所有的信号和污垢的权力。此外，提出了一种格型编码和解码方案，其判决区域与信道实现无关。在瑞利衰落下，格型编码方案的容量间隙随着接收天线的数目而消失，即使在有限的信噪比（SNR）下。因此，尽管衰落脏纸信道的容量仍然是未知的，这项工作表明，它是不远的无尘对应。来自脏纸信道的见解直接导致用于双用户MIMO广播信道（BC）的传输策略，其中发射器相对于每个接收器发射期望和不期望（脏）信号的叠加。分析了两个用户在不同衰落动态下格型编码方案的性能，表明高维格型可以实现接近容量的速率。
2017-06-20 cs.IT 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
A Greedy Algorithm of Data-Dependent User Selection for Fast Fading Gaussian Vector Broadcast Channels
在发送端具有理想信道状态信息（CSI）的快衰落高斯矢量广播信道中，研究了迫零波束形成的用户选择问题。提出了一种同时依赖于信道状态信息和数据符号的超帧检测准则，而传统的超帧检测准则只依赖于信道状态信息。由于基于该准则的超声优化是不可行的，提出了一种基于数据依赖的超声贪心算法来近似地进行优化。在快衰落信道中出现开销问题：在US的每次更新时，发射机可能会使用一定比例的资源通知每个用户他/她是否已被选择。这种开销导致快速衰落信道的显著速率损失。为了避免这个开销问题，迭代检测和解码方案的基础上提出的信念传播。所提出的迭代方案不需要关于每个用户是否已被选择的信息。建议的美国计划相比，一个数据独立的美国计划。对于快衰落信道，这两种方案的复杂度是相当的。数值仿真结果表明，该方案可以优于数据无关的方案在快衰落信道的能量效率，比特出错率，和可达到的和速率。
2012-07-12 cs.IT math.IT
On the Capacity of Multiple Access and Broadcast Fading Channels with Full Channel State Information at Low SNR
本文研究了高斯多址（MAC）衰落信道在接收端和发送端具有理想信道状态信息（CSI）的低功率情况下的吞吐量容量域。我们表明，它有一个多维的矩形结构，从而简单地由单用户容量点的特点。更具体地说，我们表明，在低功率政权，容量区域的边界表面收缩到一个点对应的总和速率最大化，这一点的坐标与单用户容量界限相吻合。受此结果的启发，我们提出了一个开关计划，计算其可达到的速率，并表明，该计划实现了单用户容量的MAC信道的范围为广泛的一类衰落信道在渐近低功率制度。我们认为，这类衰落包括所有已知的无线信道的MAC信道的容量区域有一个更简单的表达，用户的平均功率约束。利用高斯MAC和广播信道（BC）的对偶性，我们推导出一个简单的表征BC容量区域在低功率制度，并表明，对于一类衰落信道（包括瑞利衰落），分时是渐近最优的。
2013-10-29 cs.IT math.IT
On the Secrecy Rate Region of a Fading Multiple-Antenna Gaussian Broadcast Channel with Confidential Messages and Partial CSIT
本文研究了快衰落多天线高斯广播信道上的保密信息安全传输（FMGBC-CM），其中多天线发送端向两个用户发送独立的保密信息，且发送端只知道接收端的信道状态信息。我们首先使用FMGBC-CM的相同边缘属性来分类非平凡情况，即，那些没有降级到公共窃听渠道的。然后，我们通过求解信道输入协方差矩阵和膨胀因子来推导FMGBC-CM的可实现速率区域。由于复杂的速率区域公式，我们采取低信噪比分析来研究信道的特性。最后，数值例子表明，在信息论保密要求下，两个用户可以同时获得正速率。
2012-06-25 cs.IT math.IT
Capacity Bounds for Wireless Ergodic Fading Broadcast Channels with Partial CSIT
研究了发射端具有部分信道状态信息的两用户无线广播信道。CSIT由信道状态的任意确定性函数给出。这个特性可以完全控制有多少状态信息可用，从完美到没有信息。在文献中，无线各态历经衰落信道，特别是衰落BC的容量推导，主要依赖于由并行子信道组成的信道的分析。该技术通常适用于在发射机处可获得完美状态信息的情况。在本文中，提出了新的参数，直接推导出（不诉诸并行信道的分析）的两个用户衰落BC与公共和私人消息的基础上现有的离散信道的界限的容量界限。具体而言，一种新的方法来适应和评估公知的UV外边界高斯衰落信道使用熵功率不等式。我们的方法确实揭示了广播辅助设备在衰落信道中的作用。结果表明，导出的外界是最佳的信道与完美的CSIT以及部分CSIT的一些特殊情况下。我们的外边界也直接适用于没有CSIT的情况下，最近已被认为是在几篇论文。其次，该方法被开发用于分析具有秘密性的衰落BC。在完美的CSIT的情况下，一个完整的表征的秘密容量区域的共同和机密消息的信道。这一结果填补了Ekrem和Ulukus以前工作中的空白。对于没有公共消息的信道，当发送方只能访问信道的劣化序时，也导出了保密容量域。
2013-02-22 cs.IT math.IT
On Ergodic Sum Capacity of Fading Cognitive Multiple-Access and Broadcast Channels
研究了认知无线电（CR）网络与现有主无线电网络共享频谱时的信息理论极限。特别是，衰落的认知多址接入信道（C-MAC）的第一次研究，其中多个次用户发送到次基站（BS）下的个人发射功率约束和一组干扰功率约束，每个应用在一个主接收机。本文认为，长期（LT）或短期（ST）的发射功率约束在每个次级发射机的衰落状态，结合LT或ST的干扰功率约束在每个主接收机。在每种情况下，最佳的功率分配方案推导出次级用户，以实现遍历和容量的衰落C-MAC，以及条件的动态时分多址（D-TDMA）计划在次级网络中的最优性。衰落认知广播信道（C-BC），在次级网络中的下行链路传输模型，然后研究下的LT/ST发射功率约束在次级BS联合LT/ST干扰功率约束在每个主接收机。它示出的D-TDMA确实是最佳的实现各态历经的总容量的衰落C-BC的发射功率和干扰功率约束的所有组合。
2009-08-03 cs.IT math.IT
A Broadcast Approach To Secret Key Generation Over Slow Fading Channels
针对慢衰落信道，提出了一种基于分层广播策略的密钥生成方案。在所考虑的模型中，Alice希望与Bob共享密钥，同时将密钥保密给Eve，Eve是一个被动的窃听者。假设Alice-Bob和Alice-Eve信道都经历慢衰落，并且假设在传输期间仅在接收器处知道完美的信道状态信息（CSI）。在每个衰落时隙中，Alice广播编码层的连续体，因此允许Bob以与衰落状态对应的速率（Alice未知）解码。可靠解码的层的索引经由公共且无差错的信道从Bob发送回Alice，并且用于生成公共秘密密钥。在本文中，可实现的保密密钥速率推导出一个给定的功率分布在编码层。最佳功率分布的特点。结果表明，分层广播编码可以提高保密密钥速率显着相比，单级编码。
2011-03-16 cs.CR cs.IT math.IT
Space-Time Signal Design for Multilevel Polar Coding in Slow Fading Broadcast Channels
慢衰落广播信道在无线网络中有着广泛的应用。由于延迟要求和信道状态信息在发射机（CSIT）处的不可用性，这些信道对于许多应用是非遍历的。在非遍历信道中设计信号的适当度量是中断概率。在本文中，我们提供了一种方法来优化空时分组码的基础上中断概率在中等信噪比。多电平极化编码调制是一种新型的编码调制技术，它具有低复杂度的解码器和简单的速率匹配。在本文中，我们推导出中断最优性条件的多级解码，并提出了一个规则，用于确定分量码速率。我们还推导出了一个上界的中断概率的空时分组码设计的集合划分为基础的标签。最后，由于最小化长码空时分组码的最优性，我们介绍了一种新的方法，用于联合优化的短到中等长度的极化码和空时分组码。
2019-07-22 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
Opportunistic Content Delivery in Fading Broadcast Channels
我们考虑衰落的广播信道的内容交付。服务器想要将K个文件传输给K个用户，每个用户都配备有有限大小的缓存。使用Maddah-Ali和Niesen的编码缓存方案，我们设计了一个机会主义的交付方案，长期的总和内容交付率与系统中的用户数K成比例。所提出的传输方案将叠加编码与针对不同用户子集的子文件之间的适当功率分配相结合。我们分析了我们的方案的两种特殊情况所实现的长期平均总和内容交付率：a）选择具有最大加权率的用户子集的选择方案，以及b）使用Maddah-Ali和Niesen的方案传输到K个用户的基线方案。我们证明，编码缓存与适当的用户选择是可扩展的，因为它产生的平均总和内容交付率的线性增加。
2017-02-07 cs.IT math.IT
Ergodic Fading One-sided Interference Channels without State Information at Transmitters
本文研究了在衰落信道中，当两个用户中只有一个用户受到另一个用户的干扰，并且信道状态信息（CSI）只在接收端可用时，两个用户遍历干扰信道的容量域。首先研究了具有单边干扰和任意衰落统计量的分层擦除模型，其容量区域完全确定为多边形。每个主导速率对可以被认为是无干扰用户的速率增益和由于干扰而导致的另一用户的速率损失之间的权衡的结果。利用分层擦除模型，提供了单边衰落高斯干扰信道的容量区域的内界和外界。特别地，通过在无干扰用户的信令中人工创建层来实现内边界。外部边界是通过表征一个类似的权衡，在擦除模型采取“分层”的观点，使用增量通道的方法。此外，内边界和外边界之间的间隙不超过12.772比特，每个用户每个信道使用，而不管信噪比和衰落统计。
2009-11-05 cs.IT math.IT
Degrees of Freedom of the Broadcast Channel with Hybrid CSI at Transmitter and Receivers
通常，广播信道的不同链路可能经历不同的衰落动态，并且可能经历不相等的或混合的信道状态信息（CSI）状况。衰落越快且衰落块长度越短，则需要在接收器处训练和估计链路的频率越高，并且CSI在发射器处过时或不可用的可能性越大。在存在CSI限制的情况下，链路衰落动态的差异可以通过具有不相同的链路衰落块长度以及不同的链路CSIR/CSIT条件的多用户广播信道来建模。本文研究了MISO广播信道，其中一些接收器经历较长的相干间隔（静态接收器），并具有CSIR，而其他一些接收器经历较短的相干间隔（动态接收器），并不享受免费的CSIR。我们考虑了上述模型的各种CSIT条件，包括无CSIT，延迟CSIT或混合CSIT。为了研究自由度自由度区域，我们采用干扰对齐和波束成形以及产品叠加，该产品叠加允许将导频和数据同时但无污染地传输到不同的接收器。外部边界采用极值熵不等式以及离散无记忆多用户多级广播信道的性能的边界。对于几种情况下，内部和外部的边界建立，要么部分满足，或随着增加的相干时间的间隙减小。
2017-09-09 cs.IT math.IT
Writing on Dirty Paper with Resizing and its Application to Quasi-Static Fading Broadcast Channels
本文研究了经典问题“写在脏纸上”的一个变体，其中输入和干扰或污垢的总和乘以一个随机变量，该随机变量对解码器已知，但对编码器未知。Costa的脏纸编码（DPC）计划的可实现的速率计算和比较的情况下，解码器的也知道污垢。在遍历的情况下，相应的速率损失渐近消失在高和低信噪比（SNR）的限制，并在所有有限的SNR为典型的分布，如瑞利，Rician，Nakagami是小的。在准静态的情况下，DPC计划是无损的，在所有SNR的中断概率。作为鲁棒性的应用，研究了无发送信道状态信息（CSI）的准静态衰落广播信道（BC）。结果表明，DPC计划导致中断可达率区域，严格占主导地位的时分。
2007-04-20 cs.IT math.IT
Secure Broadcasting
将Wyner的窃听信道扩展到并行广播信道和多接收机衰落信道。在本文的第一部分中，我们考虑了一个发送者，多个预期的接收者和一个窃听者的并行广播信道的设置。我们研究的情况下，发送者广播一个共同的消息或独立的消息，以预期的接收器。我们推导出上界和下界的共同消息保密能力，这是一致的，当用户被降级。对于独立消息的情况，我们建立了当用户身份降级时的保密和容量。在本文的第二部分中，我们将我们的结果衰落信道：完美的信道状态信息的所有预期的接收机是全球已知的，而窃听者信道是已知的只有她。对于共同的消息的情况下，一个有点令人惊讶的结果被证明：一个积极的速率可以独立于预期的接收机的数量。对于独立消息，提出了一种机会传输方案，该方案在接收者数目较大的情况下实现了保密和容量。我们的研究结果表明，快速衰落信道模型。块衰落模型的扩展进行了讨论。
2007-02-16 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
Feedback Reduction for MIMO Broadcast Channel with Heterogeneous Fading
研究了多用户多输入多输出（MIMO）广播信道中用户信道分布不均匀时的反馈负载降低问题。提出了一种基于簇的反馈方案，根据用户信噪比的顺序统计量将用户可能信噪比的范围划分为若干簇。每个簇具有对应的阈值，并且用户将他们测量的瞬时SNR与阈值进行比较，以确定他们是否应该使用以及应该使用多少比特来反馈他们的瞬时SNR。如果用户的瞬时SNR低于某个阈值，则用户不进行反馈。因此，实现了反馈负载的减少。对于一个给定数目的集群，使用基于集群的反馈方案的总速率损失进行了研究。然后，最小数量的集群给定最大容忍和速率损失的推导。仿真结果表明，当用户数较大时，该反馈方案可以实现完全的多用户分集，比传统的多用户分集方案更有效。
2011-03-16 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
Ergodic and Outage Performance of Fading Broadcast Channels with 1-Bit Feedback
本文分析了在瑞利平坦衰落条件下，有限信道状态信息反馈下，K用户下行单天线信道的遍历和速率和中断概率。具体地，在基站处，每个用户每个衰落块仅1比特反馈可用。我们首先研究了1比特反馈方案的遍历和速率，并考虑了反馈延迟对系统的影响。可实现的遍历和速率的封闭形式的表达式作为衰落的时间相关系数的函数。证明了和速率的标度为loglogK，这是相同的缩放定律实现的最佳无延迟全CSI反馈方案。由于过时的CSI的和速率退化也评估在大K或低SNR的渐近制度。中断性能的1位反馈方案的瞬时和过时的反馈，然后进行了研究。中断概率的表达式推导出，以及相应的分集复用权衡（DMT）。它示出，与瞬时反馈，基于反馈比特的功率分配，使DMT相比，在不允许动态功率分配的情况下，与短期功率约束加倍。但是，利用过时的反馈，功率分配的优势丧失，并且DMT恢复到没有CSI反馈可实现的DMT。然而，对于有限的SNR，仍然可以获得中断概率方面的改善。
2010-01-10 cs.IT math.IT
Practical LDPC coded modulation schemes for the fading broadcast channel with confidential messages
从理论的角度来看，具有机密消息的广播信道是一个很好的研究场景，但是仍然缺乏能够在这样的信道上实现某种固定级别的可靠性和安全性的实用方案。在本文中，我们考虑一个准静态衰落信道中，公共和私人的消息必须从发送器发送到接收器，我们的目标是设计合适的编码和调制方案，以实现这样的目标。为此目的，考虑到当在接收侧经历足够低（高）的出错率时实现可靠性（安全性），我们采用出错率作为度量。我们表明，存在一些条件的系统的可行性，必须容忍一些中断概率，以应付信道的衰落性质。所提出的解决方案利用具有不等错误保护的低密度奇偶校验码，其能够保证针对公共和私有信息的噪声的两个不同级别的保护，结合针对公共和私有消息比特的不同调制方案。
2014-04-11 cs.CR cs.IT math.IT
Ergodic Fading Interference Channels: Sum-Capacity and Separability
在假设所有发射机和接收机都具有理想的信道状态信息的条件下，推导了各态历经衰落高斯两用户干扰信道（IFC）的特定子类的和容量。对于一致强（每个衰落状态都是强的）和遍历非常强的双侧IFC（满足特定衰落平均条件的强和弱衰落状态的混合）的子类，完全解码干扰的最优性，即，将IFC转换为复合多址信道（C-MAC）。它还表明，这种能力实现方案需要在所有衰落状态的编码和解码联合。作为一个可实现的方案，也作为一个独立的兴趣的话题，容量区域和相应的最优功率策略遍历衰落C-MAC的发展。对于一致弱IFC的子类（每个衰落状态都是弱的），给出了基因辅助的外界。的界限被证明是通过将干扰作为噪声处理，并通过可分离的编码单边衰落IFC。最后，对于子类的单侧混合IFC（弱和强状态的混合，不满足遍历非常强的条件），一个可实现的计划，涉及速率分裂和联合编码在所有衰落状态的开发和执行至少以及一个可分离的编码方案。
2011-01-25 cs.IT math.IT
Version Age of Information Minimization over Fading Broadcast Channels
研究衰落广播信道下NOMA方案的最优调度以最小化用户平均VAoI，提出CO-SRP与CMDP解决方案，证明CO-SRP性能接近最优且在宽松功率约束下NOMA优于TDMA。
2024-02-12 cs.IT math.IT
On The Fast Fading Multiple-Antenna Gaussian Broadcast Channel with Confidential Messages and Partial CSIT
在窃听信道中，通常假设窃听者的信道状态信息（CSI）在发送端是完全或部分已知的。然而，在完美的保密性约束下，窃听者可能没有动机反馈任何正确的CSI。在本文中，我们考虑了一个更可行的问题，即发射机拥有窃听者的CSI。即，具有机密消息的快衰落多天线高斯广播信道（FMGBC-CM），其中两个接收器都是合法用户，使得他们都愿意反馈准确的CSI以维持他们的安全传输，并且不被另一个窃听。我们假设只有信道状态信息的统计是已知的发射机。我们首先展示了FMGBC-CM不被降级到普通窃听信道的必要条件。然后，我们推导出可实现的速率区域的FMGBC-CM的信道输入的协方差矩阵和膨胀因子是未知的，有待解决。之后，我们提供了一个解析解的信道输入协方差矩阵。我们还提出了一种迭代算法来求解信道输入协方差矩阵和膨胀因子。由于正常信噪比下的速率域公式比较复杂，我们采用低信噪比分析来研究信道特性。最后，数值算例表明，在完全保密约束下，两个用户可以同时获得正速率，这验证了我们推导的必要条件。数值结果也说明了解析解和所提算法在不同条件下求解信道输入协方差矩阵和膨胀因子的有效性。
2013-07-09 cs.IT math.IT
Coherence Disparity in Broadcast and Multiple Access Channels
由于移动性或散射环境的差异，无线网络中的各个链路可能会经历不相等的衰落相干时间，这是一种实际情况，其中通信的基本限制大多是未知的。本文研究了广播和多址接入信道，其中多个接收机经历不等的衰落块长度，并且信道状态信息（CSI）在发送机处不可用，或者在任何接收机处都是免费的。换句话说，在接收机处获取CSI的成本在自由度中被完全考虑。在广播信道中，采用乘积叠加法求出可达自由度。我们从具有整数比的不等相干间隔开始。只要相干时间至少是发射和接收天线的数量的两倍，这些自由度在四种情况下满足上限：当发射机具有比接收机更少的天线时，当所有接收机具有相同数量的天线时，当一个接收机的相干时间比所有其他接收机短得多时，或者当所有接收机具有相同的块衰落间隔时。在相同的相干时间下的广播的自由度区域也是以前未知的，并解决了本文的结果。相干时间的差异导致的增益是从其他技术，如空间复用或多用户分集所产生的不同;这类增益被称为相干分集。内界进一步扩展到多个接收机经历衰落块长度的任意比例或对齐的情况下。此外，在具有不等相干时间的多址接入信道中，获得了自由度上的可实现的和外边界。
2016-07-25 cs.IT math.IT
Capacity Region of Layered Erasure One-sided Interference Channels without CSIT
本文研究了一种分层擦除干扰信道模型，它是利用确定性模型方法对具有衰落的高斯干扰信道的简化。特别地，分层擦除单侧干扰信道的容量区域是完全确定的，假设信道状态信息（CSI）是已知的接收机，但没有CSI在发射机（CSIT）。结果适用于任意衰落统计。Aggarwal、Sankar、Calderbank和Poor关于几种干扰配置下的容量域或总容量的先前结果被证明是本文所示容量域的特例。
2009-09-06 cs.IT math.IT
Diophantine Approach to Blind Interference Alignment of Homogeneous K-user 2x1 MISO Broadcast Channels
虽然盲干扰对齐（BIA）2用户2x 1广播信道（BC）在均匀衰落中实现其最大4/3 DoF的充分条件已经很好地理解，但是其对应物对于一般K用户2x 1 MISO BC在均匀块衰落中实现相应的2k/（2+K-1）（DoF）仍然没有解决，因此是本文的焦点。如果干扰信道仅经由BIA实现其最大DoF，则该干扰信道被称为BIA可行的。在本文中，我们投这个一般的可行性问题的框架内寻找整数解的线性丢番图方程组。通过假设独立的用户链路具有相同的相干时间，并通过研究丢番图系统的可解性，得到了K个用户的衰落块偏移量满足BIA可行性的充分必要条件。如果K个偏移是独立的并且均匀地分布在相干块上，则我们可以进一步证明11个用户足以让人们以95%的确定性找到其中的3个用户以形成BIA可行的3用户2x 1 BC。
2013-03-28 cs.IT math.IT
Wireless Broadcast Gossip for Decentralized Drone Swarms: Success Probability, Contraction, and Optimal Aloha
Institut Polytechnique des Sciences Avancées (IPSA)（高等理工学院）；LINCS Lab（LINCS实验室）
研究基于 quasi-static 平面泊松模型和匹配抽象的平均保持广播 gossip 基线，推导了 SIR 成功定律、均方收缩界及代理访问规则，通过模拟验证了 aloha 概率的稳定中间工作区域。
2026-05-11 cs.IT math.IT
Rateless Nested Lattice Codes for Secure Cooperative V2X Broadcast over Fading and Erasure Channels
Amirkabir University of Technology (Tehran Polytechnic)（阿米尔卡比尔理工大学）；University of British Columbia (UBC)（不列颠哥伦比亚大学）
针对V2X广播中时变衰落、擦除和窃听问题，提出结合无速率Raptor格码、嵌套格物理层安全与区块链信任管理的协作中继框架，显著降低中断概率并有效抵御窃听。
2026-10-05 cs.IT math.IT
Broadcast Cooperation Strategies for Two Colocated Users
这项工作考虑的问题，从一个单一的发射机通信，在网络上与共处的用户，通过一个独立的块瑞利衰落信道。用户的托管性质允许合作，这增加了从发射机到目的地用户的总体可实现速率。发射机不知道衰落系数，而接收机可以获得完美的信道状态信息（CSI）。这就产生了发射机使用的多层广播方法。在我们的网络设置中，广播方法可以改善托管用户之间的合作。这是由于广播的性质，其中信道质量越好，可以解码的层越多。用户之间的合作是在加性白高斯信道（AWGN）上进行的，具有中继功率约束，和无限的带宽。研究了三种常用的协作技术：前向放大（AF）、前向压缩（CF）和前向解码（DF）。这些方法扩展使用广播的方法，对于宽松的解码延迟约束的情况下。对于这种情况下，一个单独的处理层，其中包括多会话合作被证明是有益的。此外，给出了无限多个AF会话的封闭形式表达式和更复杂的CF的递归表达式。各种合作策略的数值结果表明多会话合作的效率。
2006-08-17 cs.IT math.IT
On the Compound MIMO Broadcast Channels with Confidential Messages
研究了带保密消息的复合多输入多输出（MIMO）广播信道，其中一个发射机向两个接收机发送一个公共消息，向每个接收机分别发送两个保密消息。信道状态可以采取有限状态集合中的一个，并且发射机知道状态集合但不知道状态的实现。我们研究了可实现的速率与完美的保密在高信噪比制度的特点，可实现的保密自由度（s.d.o.f.）。区域的两个模型，高斯MIMO-BCC和遍历衰落多输入单输出（MISO）-BCC没有一个共同的消息。我们表明，通过利用一个额外的时间维度，由于在遍历衰落模型中的状态变化，可实现的S.D.O.F.与具有恒定状态的高斯模型相比，区域可以得到显著改善，尽管代价是更大的延迟。
2009-06-17 cs.IT math.IT
Distortion Minimization in Gaussian Layered Broadcast Coding with Successive Refinement
没有信道状态信息（CSI）的发射机希望在慢衰落信道上发送时延受限的高斯信源。源代码是在叠加层中编码的，每一层都连续地细化前一层中的描述。接收器解码由信道实现支持的层，并重建源直到失真。通过在源层之间最优地分配发射功率来最小化预期失真。对于两个源层，分配是最佳的，当功率首先分配给较高层的功率上限，仅取决于信道衰落分布，所有剩余的功率，如果有的话，分配给较低层。对于具有凸约束的凸失真代价函数，最小化问题被表述为凸优化问题。在无限层的连续体的极限中，最小期望失真由根据衰落分布的密度的一组线性微分方程的解给出。当带宽比b（每个源符号的信道使用）趋于零时，使预期失真最小化的功率分布收敛到使预期容量最大化的功率分布。虽然可以通过在发射机处获取CSI（CSIT）或通过从独立衰落路径的实现中增加分集来改善预期失真，但是在高SNR下，来自分集的性能益处超过来自CSIT的性能益处，特别是当b较大时。
2009-06-17 cs.IT math.IT
Capacity Region of the Broadcast Channel with Two Deterministic Channel State Components
本文建立了一类随机状态广播信道的容量域，其中每个信道分量是从两个可能的函数中选择的，每个接收机知道它的状态序列。该信道模型不适合任何类型的广播信道的容量区域是以前已知的，是有用的，在研究无线通信信道时，衰落状态是已知的，只有在接收机。容量区域与UV外边界一致，并通过Marton编码实现。
2014-01-27 cs.IT math.IT
On Stochastic Orders and Fast Fading Multiuser Channels with Statistical CSIT
本文研究了衰落高斯多用户信道。如果信道对于发射机是完全已知的，则已经针对其中信道可以满足某些信息理论阶数（诸如劣化或强/非常强的干扰）的许多情况建立了容量。在这里，我们研究的情况下，只有统计的信道是已知的发射机，这是一个开放的问题，在一般情况下。本文的主要贡献如下：首先，我们引入了一个框架来分类随机衰落信道的联合分布的基础上，利用三个方案：最大耦合，耦合，和copula。所有方案的基本精神是，我们通过改变联合分布来获得等效信道，使得它现在满足一定的信息论顺序，同时确保不同用户的信道的边缘分布不变。该等效多用户信道的构造允许我们直接利用现有的容量结果，其中包括高斯干扰信道、高斯广播信道和高斯窃听信道。我们还扩展的框架，以一个特定的内存结构，即有限状态的信道，其中马尔可夫衰落广播信道作为一个特殊情况进行了讨论。几个实际的例子，如瑞利衰落和Nakagami- \textit{m}衰落说明推导结果的适用性。
2018-10-03 cs.IT math.IT
Minimum Expected Distortion in Gaussian Layered Broadcast Coding with Successive Refinement
没有信道状态信息（CSI）的发射机希望在慢衰落信道上发送时延受限的高斯信源。源代码是在叠加层中编码的，每一层都连续地细化前一层中的描述。接收器解码由信道实现支持的层，并重建源直到失真。在无限层的连续体的限制下，最小化期望失真的最佳功率分布由一组线性微分方程的解给出，该解是关于衰落分布的密度的。在最佳功率分布中，随着SNR增加，在较高层上的分配保持不变;相反，额外的功率被分配给较低层。另一方面，当带宽比b（每个源符号的信道使用）趋于零时，使预期失真最小化的功率分布收敛到使预期容量最大化的功率分布。虽然可以通过在发射机处获取CSI（CSIT）或通过从独立衰落路径的实现中增加分集来改善预期失真，但是在高SNR下，来自分集的性能益处超过来自CSIT的性能益处，特别是当b较大时。
2007-04-24 cs.IT math.IT
Vector Broadcast Channels: Optimal Threshold Selection Problem
阈值反馈策略是公知的，并且可证明是用于需要部分信道状态信息（CSI）的通信系统的速率最优选择性反馈技术。然而，在移动用户处的阈值的最佳选择以最大化受到反馈约束的信息理论数据率是一个开放的问题。本文主要研究了有限反馈系统的最优阈值选择问题，并给出了该问题的一种解法。而令人惊讶的是，我们表明，在所有移动用户使用相同的阈值并不总是一个速率明智的最佳反馈策略，即使是一个系统，具有相同的用户经历统计相同的信道条件。利用优化理论，我们发现了速率函数中的Schur凹结构，并得到了齐次阈值反馈策略为最优的充分条件.我们的研究结果适用于大多数衰落信道模型，我们说明了我们的研究结果的应用程序熟悉的瑞利衰落信道。
2011-03-24 cs.IT math.IT
Multiaccess Communication via a Broadcast Approach Adapted to the Multiuser Channel
介绍了一种在慢衰落信道上实现多址通信的广播策略，该策略中信道状态信息仅为接收端所知。在这种策略中，发射机将其信息流分成多个独立的信息流，每个信息流适合于特定的实际信道实现。所提出的策略和现有的主要区别是，在现有的方法中，每个发射机适应其传输策略只对接收机的直接信道的衰落过程，因此直接采用单用户策略先前设计的单用户信道。然而，每个用户对网络范围度量的贡献（例如，总速率容量）不仅取决于用户到接收机的直接信道，而且还取决于其它信道的质量。在此前提下，本文提出了一种替代的广播策略，其中发射机调整其传输的组合状态产生的所有用户的信道。这导致每个发射机生成更大数量的信息流，并且接收机采用不同的解码策略。建立了一个可实现的速率区域和捕获不同信息层的速率之间的权衡的外边界，并且示出了可实现的速率区域包含了基于将广播方法适应于单用户信道而获得的现有已知容量区域。
2017-12-23 cs.IT math.IT
Power Optimal Scheduling for Guaranteed Throughput in Multi-access Fading Channels
针对衰落多址多频带系统，提出了一种能保证用户期望吞吐量和有限时延的功率最优调度算法。优化是在所有码率分配和编码策略的联合空间上进行的。所提出的调度分配速率的基础上，每个频带上的当前系统状态，并随后使用最佳的多用户信令来实现这些速率。调度在计算上是简单的，因此是可扩展的。由于上行链路-下行链路的二元性，所有的结果都以直接的方式扩展到广播信道。
2007-02-01 cs.IT math.IT
DMT of weighted Parallel Channels: Application to Broadcast Channel
在具有随机分组到达和传输队列的广播信道中，系统的稳定性通过使用取决于队列大小的适当权重来最大化加权和速率容量来实现。采用脏纸编码（DPC）和迫零（ZF）的加权和速率容量渐近等价于并行单信道上的加权和容量。本文研究了固定加权和速率容量约束下衰落广播信道的分集复用折衷问题。首先推导了相同和不同并行加权MISO信道的DMT。最后，我们推导出使用DPC和ZF预编码器的广播信道的DMT。
2008-07-24 cs.IT math.IT
Secure Communication over Fading Channels
研究了具有机密消息（BCC）的衰落广播信道，其中源节点具有用于两个接收器（接收器1和2）的公共信息，并且具有仅用于接收器1的机密信息。机密信息需要对接收器2尽可能保密。从源节点到接收器1和2的广播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（CSI）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BCC，作为衰落BCC的信息论模型。建立了并行BCC的保密容量域。这个结果，然后专门给保密容量区域的并行BCC与降级的子信道。然后建立了并行高斯BCC的保密容量区域，并导出了达到保密容量区域边界的最优源功率分配。特别地，建立了基本高斯BCC的保密容量区域。保密容量的结果，然后应用到研究衰落BCC。遍历和中断性能进行了研究。
2007-01-04 cs.CR cs.IT math.IT
Securing Multi-User Broadcast Wiretap Channels with Finite CSI Feedback
在这项工作中，我们调查的问题，安全广播块衰落窃听信道有限的信道知识在发射机。更具体地说，我们分析了具有有限速率反馈的多用户广播窃听信道的吞吐量的影响。我们认为，发射机只提供了一个$b$比特反馈的主信道状态信息（CSI）发送的每个合法的接收机，在每个衰落块的开始，在无差错的公共链路有限的容量。此外，我们假设发射机知道窃听者的CSI的统计数据，但不知道其信道的实现。在这些假设的CSI的不确定性，我们的特点是遍历保密容量的系统时，一个共同的消息被广播到所有合法的接收器，遍历保密和容量时，多个独立的消息被发送，和遍历保密容量区域的广播信道与机密消息（BCCM）。在所有这三种情况下，我们表明，只要发射机有一些知识的主要CSI，即使通过1位CSI反馈，仍然可以实现非零保密率。的反馈发送的二进制擦除信道（BEC）的影响也调查BCCM的情况下。这里再次，并且即使有擦除反馈位的可能性，只要擦除事件不是概率1事件，就仍然可以实现正保密率。在高信噪比条件下，给出了所得到结果的渐近分析，并给出了当合法接收机数目较大时系统的缩放定律。
2020-04-18 cs.IT math.IT
On the Blind Interference Alignment over Homogeneous Block Fading Channels
不同用户之间的交错衰落模式对于没有CSIT的干扰对准或所谓的盲干扰对准（BIA）是至关重要的。这种特殊的衰落结构自然产生于异构块衰落设置，其中不同的用户经历具有不同相干时间的独立块衰落。Jafar等人证明了BIA可以应用于一些特殊的异质块衰落信道，这些信道可以是自然形成的，也可以是人工构造的。在本文中，我们表明，在一个2用户2x 1广播（BC）信道的上下文中，交错衰落模式也可以在均匀块衰落设置，其中两个用户经历独立的衰落与相同的相干时间，我们提出了一个方案，以实现最佳的4/3自由度的均匀设置使用BIA。应用所提出的方案，我们进一步研究了一个2x 1 BC网络与K个用户经历均匀块衰落。当K>=4时，我们表明几乎可以保证发射机可以在K个用户中找到两个用户，以形成可以应用BIA的2用户2x 1 BC信道。
2012-04-17 cs.IT math.IT
On the Secrecy Capacity of the Broadcast Wiretap Channel with Limited CSI Feedback
在本文中，我们研究的问题，安全广播块衰落信道有限的信道知识在发射机。更具体地说，我们分析了具有不完美的信道状态信息（CSI）通过有限速率反馈的广播信道的吞吐量的影响，其中传输是为了多个合法的接收器在存在窃听者。首先，我们部分地描述了当源向所有接收器广播相同信息时系统的遍历保密能力，即，普通信息传输。然后，我们看看独立消息的情况，其中发送器向合法接收器广播多个独立消息。对于这种情况下，我们提出了遍历保密和容量的上下界。在这两种情况下，我们表明，所提出的下限和上限渐近一致的反馈链路的容量变得很大，因此，充分表征在这种情况下的保密能力。
2016-03-23 cs.IT math.IT
Private Broadcasting over Independent Parallel Channels
我们研究私人广播的两个消息，两组接收器在独立的并行通道。一组由任意数量的对公共消息感兴趣的接收者组成，而另一组只有一个接收者。每个消息必须对其他组中的接收者保密。每个子信道都被降级，但是每个信道上的接收器的顺序可以不同。虽然容量区域的角点的特点是在早期的作品，我们建立的容量区域，并显示叠加策略的最优性。对于平行高斯信道的情况下，我们表明，高斯输入分布是最佳的。我们还讨论了我们的设置扩展到广播块衰落信道，并展示了显着的性能增益，使用所提出的计划超过基线分时计划。
2012-12-31 cs.IT math.IT
Duality of a Source Coding Problem and the Semi-Deterministic Broadcast Channel with Rate-Limited Cooperation
Wyner-Ahlswede-Körner（WAK）算法的协调问题被认为是编码器通过一个有限容量的单边链路进行合作。通过结合几种信源编码技术，如Wyner-Ziv（WZ）编码、合并和叠加编码，推导出了协调容量区域。此外，半确定性（SD）广播信道（BC）与单侧解码器的合作被认为是。对偶原则有关的两个问题，并推导出SD-BC设置的容量区域。直接部分来自一般BC的可实现区域，其对于SD场景是紧的。利用伸缩恒等式建立了一个逆命题。SD-BC被证明是操作上相当于一类继电器-BC（RBC）和它们的容量区域之间的对应关系的建立。SD-BC的容量区域被转换成一个等价的区域，该区域被证明是对偶的WAK问题的容许区域的意义上，定义两个区域的角点的信息措施相一致。给出了等价区域的可拓性和逆证明。对于相反的，我们使用的辅助随机变量的概率结构，这取决于由码本引起的分布。几个例子说明了结果。
2016-08-17 cs.IT math.IT
Capacity Bounds and a Certain Capacity Region for Special Three-Receiver Broadcast Channels with Side Information
2接收机广播信道（BC）的结果没有推广到3接收机的事实是信息理论的重要性。在本文中，我们研究了两类离散无记忆BC与非因果边信息（SI），即多级BC（MBC）和3-接收机少噪声BC。首先，我们得到一个可实现的速率区域和容量的MBC的外界。其次，我们证明了一个特殊的容量区域的3接收机少噪声BC。第三，所得到的特殊容量区域的3接收机少噪声BC扩展到连续字母衰落高斯版本。值得一提的是，之前的作品都是我们作品的特例。
2014-08-17 cs.IT math.IT
On the Broadcast Capacity of Large Wireless Networks at Low SNR
本文主要研究在低信噪比和视距传播条件下，二维Ad Hoc无线网络中以最有效的方式广播信息的问题。提出了一种新的通信方案，其中源节点首先将其数据广播到整个网络，尽管缺乏足够的可用功率。然后，通过网络中不同节点组之间连续的来回波束成形传输来增强信号的功率，使得所有节点都能够在最后解码传输的信息。该方案是渐近实现的网络，这是表示在网络中的节点之间的衰落系数矩阵的最大奇异值的广播容量。详细的数学分析，然后提出评估这个最大的奇异值的渐近行为。
2016-01-24 cs.IT math.IT
Ergodic Layered Erasure One-Sided Interference Channels
在发送端没有信道状态信息的假设下，推导了一类分层擦除单边干扰信道的总容量。该模型的外边界是紧的以下子类：i）弱，ii）强（混合的强，但不是很强（SnVS）和非常强（VS）），iii）遍历非常强（混合的强和弱），和（iv）混合干扰（混合的SnVS和弱）的子类。每个子类由衰落统计唯一定义。
2009-08-18 cs.IT math.IT
Effective Capacity in Broadcast Channels with Arbitrary Inputs
我们考虑一个广播的情况下，一个发射机与两个接收机通信的服务质量的约束。发射机最初采用叠加编码策略与任意分布的信号和发送数据到两个接收机。关于信道状态条件，接收机执行连续干扰消除以解码它们自己的数据。我们表示的有效容量区域，提供了最大允许的可持续数据到达率区域在发射机缓冲区或缓冲区。给定平均传输功率限制，我们提供了一个两步的方法来获得最佳的功率分配策略，最大化的有效容量区域。然后，我们在接收机的信道衰落功率值所跨越的空间中的最佳解码区域的特征。最后，我们证实了我们的结果与数值演示。
2016-03-08 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
Capacity Theorems for Broadcast Channels with Two Channel State Components Known at the Receivers
我们建立了几类广播信道的容量区域，其中每个用户的信道是从两个可能的信道状态分量中选择的，并且状态仅在接收机处是已知的。当信道分量是确定性的时，我们表明容量区域是通过马顿编码实现的。该信道模型不属于任何类别的广播信道的容量区域是以前已知的，是有用的，在研究无线通信信道时，衰落状态是已知的，只有在接收机。然后，我们建立容量区域时，信道组件的顺序，例如，退化了特别是，我们表明，通过高斯输入分布的广播信道与退化的高斯矢量信道分量的容量区域。最后，我们扩展的结果，有序的通道，两个广播信道的例子，两个以上的通道组件，但表明，这些扩展一般不成立。
2015-09-14 cs.IT math.IT
Multiple-access Fading Channel with Wireless Power Transfer and Energy Harvesting
我们认为，可实现的平均速率的多址系统，其中包括N个能量收集用户（EHU），通过块衰落多址信道（MAC）和一个基站（BS），广播无线电频率（RF）能量的EHU的无线功率传输信息。信息（在上行链路上）和功率（在下行链路上）可以以时分双工或频分双工发送。当EHU的电池容量和传输时隙的数量都是无限的情况下，我们确定最佳的功率分配的BS和最佳的速率和功率分配的EHU，最大化可实现的速率区域的MAC。所得到的在线解决方案是渐近最优的，也适用于有限数量的传输时隙和有限的电池容量。
2014-09-19 cs.IT math.IT
Superimposed XOR: Approaching Capacity Bounds of the Two-Way Relay Channels
在双向中继信道中，按位异或和符号级叠加编码是两种流行的基于网络编码的中继方案。然而，当广播阶段的信道是不对称的时，它们都不能接近容量界限。在本文中，我们提出了一种新的物理层网络编码（PLNC）方案，称为\emph{superimposed XOR}。新方案通过具体考虑广播阶段的信道不对称性以及信息不对称性，改进了现有方案。结合两种已知的双向中继时间控制协议，我们得到了它在高斯信道上的可达速率区域。我们还证明了他们的平均最大和速率和服务延迟性能衰落信道。数值结果表明，所提出的叠加异或实现了一个更大的速率区域比异或和叠加，并表现出更好的衰落信道。我们进一步推导出其可达到的广播阶段的速率区域的边界的显式和解析表达式。基于这些结果，我们然后表明，在高信号噪声比的能力界的差距接近零。
2010-08-04 cs.IT math.IT
A Novel Transmission Scheme for the $K$-user Broadcast Channel with Delayed CSIT
研究了状态依赖的$K$ -用户无记忆广播信道BC的状态反馈问题。我们提出了一种新的传输方案，并推导出相应的可达速率区域，其中，相比一些一般的计划，处理反馈，具有相对简单的优点，因此很容易评估。特别是，它示出的容量区域的对称擦除BC与任意输入字母大小是可以实现的建议的计划。对于衰落高斯BC，我们推导出一个对称的可达速率作为信噪比和一个小的参数集的函数。除了实现最佳的自由度在高信噪比，所提出的计划，通过数值计算结果表明，优于现有的计划，从文献中的有限信噪比制度。
2017-05-15 cs.IT math.IT
