Achievable Rates and Optimal Resource Allocation for Imperfectly-Known Fading Relay Channels
本文研究了已知衰落中继信道下的可达速率和最优资源分配策略。假设通信开始于网络训练阶段，在该阶段中接收机估计它们各自信道的衰落系数。在数据传输阶段，考虑了不同协作程度的放大转发和解码转发中继方案，得到了相应的可达速率表达式。解决了三个资源分配问题：1）数据和训练符号之间的功率分配; 2）到中继的时间/带宽分配; 3）在存在总功率约束的情况下源和中继之间的功率分配。利用可达速率表达式确定最优资源分配策略。最后，通过研究在低信噪比制度的比特能量需求的能量效率进行了研究。
2008-03-13 cs.IT math.IT
Resource Allocation for Wireless Fading Relay Channels: Max-Min Solution
作为衰落中继信道的基本信息论模型，本文首先研究了并行中继信道，推导了并行中继信道容量的上下界。对于具有退化子信道的并行中继信道，建立了容量，并通过高斯情况进一步证明，获得了同步和同步容量。分析了源节点和中继节点在子信道间实现功率分配的能力。衰落中继信道，然后研究，其中资源分配，最大限度地提高可实现的速率获得全双工和半双工的情况下。容量建立衰落中继信道，满足一定的条件。
2007-07-06 cs.IT math.IT
Energy-Efficient Resource Allocation in Time Division Multiple-Access over Fading Channels
我们调查的能量效率问题和资源分配政策时分多址（TDMA）在衰落信道中的功率受限制度。假设信道是频率平坦的块衰落和发射机有完整的或量化的信道状态信息（CSI），我们首先最小化加权和速率约束下的功率，并表明，最优的速率和时间分配策略可以通过注水实现凸包络的最小值的成本回报函数。然后，我们解决了相关的最小化下的个人速率约束，并通过贪婪注水得到最优分配政策。使用跨频率和衰落状态的注水，我们还将我们的结果扩展到频率选择性信道。我们的方法不仅提供了基本的功率限制，当每个用户可以支持无限数量的容量实现码本，但也产生实际设计的指导方针，用户只能支持有限数量的自适应调制和编码（AMC）模式与规定的符号错误概率，也为系统中只允许离散时间分配。
2005-11-24 cs.IT math.IT
Power Allocation for Fading Channels with Peak-to-Average Power Constraints
研究了在Nakagami-m衰落信道中，任意输入分布情况下，峰均功率比约束下的功率分配问题。在延迟受限的块衰落信道的情况下，我们找到了最小中断功率分配方案的峰值平均功率约束和任意输入分布的解决方案，并表明，任何有限的峰值平均功率比的信噪比指数是相同的峰值功率受限的问题，导致错误地板。在各态历经完全交织信道的情况下，我们找到了针对任意输入分布产生最大信息速率的功率分配规则，并表明具有峰均功率比约束的容量，即使是小比率，也非常接近没有峰值功率限制的容量。
2008-02-25 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
Optimum Power Allocations for Fading Decode-and-Forward Relay Channel
在本文中，对于衰落解码和转发全双工中继信道，我们解析地推导出最佳功率分配。个别电源和继电器的功率约束的假设和相关的优化问题进行了分析，为两种情况。首先，对源功率、中继功率以及源和中继的发射信号之间的相关系数进行优化。然后，对于相关系数的固定值，优化问题进行了分析。它也被证明，优化问题是凸的这两种情况。最后，通过模拟每个场景的理论结果的影响进行了讨论。
2012-02-06 cs.IT math.IT
Power Allocation for Discrete-Input Non-Ergodic Block-Fading Channels
我们认为固定速率传输的功率分配算法Nakagami-m非遍历块衰落信道完美的发射机和接收机的信道状态信息和离散的输入信号星座下的短期和长期的功率约束。最优功率分配方案被证明是文献中先前结果的直接应用。我们证明了最优短期方案的SNR指数由Singleton界给出。我们还说明了采用长期的功率约束的显着收益。由于所涉及的表达式的性质，最佳方案的复杂性可能是禁止的系统实现。我们提出了简单的次优功率分配方案，其中断概率性能非常接近最优方案所获得的最小中断概率。
2007-07-04 cs.IT math.IT
Asymptotically optimal pilot allocation over Markovian fading channels
研究了马尔可夫衰落信道下无线网络中的导频分配问题。在无线系统中，信道状态信息（CSI）是在基站（BS）处收集的，特别地，本文考虑了一种导频辅助的信道估计方法（TDD模式）。通常，可用的导频比用户少，因此在每个时隙，调度器需要以最大化长期平均吞吐量为目标来决定向用户分配导频。在如何使用有限的导频方面存在固有的权衡：将导频分配给具有最新CSI和良好信道条件的用户以供利用，或者将导频分配给具有过时CSI的用户以供探索。正如我们所示，所产生的导频分配问题是一个不安分的强盗问题，因此其最优解是遥不可及的。在本文中，我们提出了一个近似，通过拉格朗日松弛方法，提供了一个低复杂性的启发式，惠特尔指数政策。我们证明了这一政策是渐近最优的许多用户制度（当系统中的用户数量和可用的导频信道感测增长大）。我们评估的性能惠特尔的指数政策在各种情况下，并说明其显着良好的性能。
2016-08-30 cs.IT math.IT math.OC
Optimal Power Allocation for Secrecy Fading Channels Under Spectrum-Sharing Constraints
在频谱共享技术中，次用户可以利用主用户的许可频带，只要其对主用户的干扰低于可容忍值。在本文中，我们考虑的情况下，一个次要用户是在一个主要用户和窃听者的存在下操作。因此，次用户具有干扰限制和安全考虑。在这种情况下，我们研究了衰落环境中的机会频谱共享信道的保密容量限制，并研究了在主用户处具有全局信道侧信息（CSI）的平均和峰值接收功率约束下的次用户的最优功率分配。此外，在窃听者的CSI的情况下，我们研究了平均功率约束下的最优功率分配，并提出了一种次优的开/关功率控制方法。
2010-09-30 cs.IT math.IT
Optimal Energy Allocation For Delay-Constrained Traffic Over Fading Multiple Access Channels
在本文中，我们考虑多址衰落信道中，$N$用户发送到一个单一的基站（BS）在有限数量的时隙。我们假设每个用户具有固定量的可用于在传输窗口上消耗的能量。在两种不同的信道状态信息假设下，我们推导出了最大化系统总吞吐量的最优能量分配策略。首先，我们考虑离线分配问题的信道状态是已知的先验传输之前。我们解决了一个凸优化问题，以最大限度地提高总吞吐量下的能量和延迟的约束。接下来，我们考虑在线分配问题，其中的信道是因果已知的BS和获得最优的能量分配通过动态规划时，用户数是小的。我们还开发了一个次优的资源分配算法，其性能接近最优的。数值结果表明，在各种情况下，所提出的算法优于基线算法。
2016-09-13 cs.IT math.IT
Consumption Factor Optimization for Multihop Relaying over Nakagami-m Fading channels
本文研究了Nakagami- $m$衰落信道下多跳中继的能量有效性。使用“消耗因子”作为评估能量效率的度量，并且对于放大转发和解码转发中继，以封闭形式推导出“消耗因子”。然后，基于所得到的表达式，我们提出了一个功率分配策略最大化的消耗因子。此外，两个次优，低复杂度，功率分配算法提出和分析，并得到的功率分配方案进行比较，在能源效率以及其他常见的性能指标，从文献中的其他功率分配方案。分析和仿真结果证实了我们的推导的准确性，并评估所提出的方法的性能增益。
2014-11-19 cs.IT math.IT
Optimal Power Allocation in Block Fading Gaussian Channels with Causal CSI and Secrecy Constraints
研究了具有因果信道状态信息（CSI）、M-块时延容限和基于帧的功率约束的块衰落高斯（BF-Gaussian）网络的保密容量最大化的最优功率分配问题。特别是，我们制定的保密容量最大化作为一个动态规划。我们提出了合适的线性近似的秘密容量密度在低信噪比，高信噪比和中间的SNR制度，根据整体可用的功率预算。我们的研究结果表明，当可用的功率资源非常低（低信噪比的情况下）的最佳策略是阈值策略。另一方面，当可用的功率预算是无限的（高SNR的情况下），恒定的功率策略最大化的帧保密能力。最后，当功率预算是有限的（中等信噪比的情况下），一个近似听话的功率分配策略。
2014-01-27 cs.CR cs.IT math.IT
Improved S-AF and S-DF Relaying Schemes Using Machine Learning Based Power Allocation Over Cascaded Rayleigh Fading Channels
研究了采用中继选择策略的双跳车间通信系统的性能。我们假设一个广义的衰落信道模型，称为级联瑞利（也称为n* 瑞利），它涉及到n个独立的瑞利随机变量的产品。该信道模型提供了一个现实的描述IVC，在传统的瑞利衰落的假设，这是更适合于蜂窝网络。与现有的作品，主要考虑双瑞利衰落信道（即，n = 2），我们的系统模型认为一般级联阶n，我们推导出一个近似的解析解的中断概率下所考虑的情况。此外，在本研究中，我们提出了一种基于机器学习的功率分配方案来提高IVC中的链路可靠性。分析和仿真结果表明，选择性解码转发（S-DF）和放大转发（S-AF）中继方案具有相同的分集阶数在高信噪比制度。此外，我们的研究结果表明，机器学习算法可以发挥核心作用，在选择最佳中继和分配的传输功率。
2021-01-05 cs.IT eess.SP math.IT
Optimal Bandwidth and Power Allocation for Sum Ergodic Capacity under Fading Channels in Cognitive Radio Networks
研究了衰落信道下多个次用户共享主用户授权频谱的频分多址认知无线电网络中的最优带宽和功率分配问题。所有SU的遍历容量之和被作为网络的性能度量。除了SU处的峰值/平均发射功率约束和PU施加的峰值/平均干扰功率约束的所有组合之外，还考虑了许可频谱的总带宽约束。最优带宽分配推导出在任何给定的功率分配的封闭形式。在上述功率约束的所有可能的组合下，最优功率分配的结构也被导出。这些结构指示以非零功率但低于其对应峰值功率发射的用户的可能数目，且展示其它用户不发射或以其对应峰值功率发射。基于这些结构，有效的算法被开发用于寻找最优的功率分配。
2010-06-25 cs.IT math.IT
Optimal Power Allocation for Fading Channels in Cognitive Radio Networks: Ergodic Capacity and Outage Capacity
认知无线电网络（CRN）通过允许次级通信网络（SCN）中的次级用户（SU）机会性地在最初分配给主通信网络（PCN）的频带中操作或者通过允许SCN与PCN中的主用户（PU）共存来形成，只要SCN对每个PU造成的干扰被适当地调节。在本文中，我们考虑后者的情况下，称为频谱共享，并研究了最优功率分配策略，以实现遍历容量和中断容量的SU衰落信道下不同类型的功率约束和衰落信道模型。特别地，除了在PU处的干扰功率约束之外，还考虑了SU的发射功率约束。由于发射功率和干扰功率可以由峰值或平均约束来限制，因此研究了功率约束的各种组合。它示出，有一个容量增益SU下的平均超过峰值发射/干扰功率约束。研究还表明，SU发送端和PU接收端之间的信道衰落通常是增强SU信道容量的有利因素。
2008-08-28 cs.IT math.IT
Secure Transmission with Artificial Noise over Fading Channels: Achievable Rate and Optimal Power Allocation
研究了衰落信道中多天线传输的保密通信问题。发射机同时向预定接收机发送信息承载信号，并向窃听者发送人工噪声。我们得到了一个可实现的保密率的解析封闭形式的表达式，并使用它作为目标函数，以优化信息信号和人工噪声之间的发射功率分配。我们的分析和数值结果表明，平等的权力分配是一个简单的情况下，非合谋窃听接近最佳的策略。当合谋窃听者的数量增加时，应该使用更多的功率来产生人工噪声。我们还提供了一个上界的信号噪声比（SNR）以上的可实现的保密率是积极的，并表明，该界是紧在低信噪比。此外，我们认为不完善的信道状态信息（CSI）在发送器和接收器的影响，并发现这是明智的，创造更多的人工噪声来混淆窃听者比增加信号强度的预期接收器，如果CSI不准确获得。
2010-06-30 cs.IT math.IT
Joint Source-Channel Coding over a Fading Multiple Access Channel with Partial Channel State Information
在本文中，我们解决的问题，相关的源在快衰落多址接入信道（MAC）的编码器和解码器的部分信道状态信息的传输。我们提供了充分的条件，传输与给定的失真。接下来，这些条件被专门用于高斯MAC（GMAC）。我们提供了最优的功率分配策略，并比较了不同水平的信道状态信息的策略。关键词：衰落MAC，功率分配，部分信道状态信息，相关信源。
2009-08-09 cs.IT math.IT
Error Rate and Power Allocation Analysis of Regenerative Networks under Generalized Fading Conditions
协作通信已经被证明在蜂窝网络中提供传输可靠性和网络容量的显著增加，同时扩展覆盖。针对实际无线通信中的非均匀散射环境，研究了基于最大比合并的再生式多中继协作网络的端到端性能和功率分配问题。推导了独立非同分布广义衰落信道中$M-$进制相移键控和$M-$进制正交幅度调制的端到端符号错误率的解析表达式。所提供的结果表示在封闭的形式，涉及劳里塞拉功能，可以很容易地评估与援助的建议的计算算法。简单的表达式也推导出相应的符号错误率在渐近高信噪比。推导出的表达式证实了各自的结果，从计算机模拟，并随后在制定一个功率优化问题，提高系统性能的总功率约束下的多中继协作系统。此外，它示出了最优功率分配提供了相当大的性能增益超过相等的功率分配，特别是，当源中继和中继目的地路径是高度不平衡的。
2015-07-29 cs.IT math.IT
Power Allocation for Discrete-Input Delay-Limited Fading Channels
我们认为固定速率传输的功率分配算法Nakagami-m非遍历块衰落信道完美的发射机和接收机的信道状态信息和离散的输入信号星座，在短期和长期的功率约束。最优功率分配方案被证明是文献中先前结果的直接应用。我们表明，最佳的短期方案的SNR指数是由m倍的Singleton界。我们还说明了采用长期的功率约束的显着收益。特别是，我们分析了最佳的长期解决方案，零中断可以实现提供相应的短期SNR指数与相同的系统参数是严格大于一。相反，如果短期SNR指数小于1，我们表明，零中断不能实现。在这种情况下，我们推导出相应的长期SNR指数作为Singleton界的函数。由于所涉及的表达式的性质，最佳方案的复杂性可能是禁止的系统实现。因此，我们提出了简单的次优功率分配方案，其中断概率性能非常接近最优方案所获得的最小中断概率。我们还表明，这些技术的适用性，采用正交频分复用的实际系统。
2007-06-14 cs.IT math.IT
Joint Rate and Resource Allocation in Hybrid Digital-Analog Transmission over Fading Channels
在混合数字模拟（HDA）系统中，资源分配已被用于实现期望的失真性能。然而，现有的研究在这个问题上假设无差错的数字传输，这是不有效的衰落信道。在时变信道衰落的情况下，在发射机处无法获得精确的信道状态信息。因此，随机中断和由此产生的数字失真不容忽视。此外，在资源分配中应考虑速率分配，因为它不仅决定了数字传输和模拟传输的信息量，而且还影响中断概率。基于上述观察，本文试图在衰落信道下执行联合速率和资源分配策略来优化HDA系统中的系统失真。考虑一种带宽扩展方案，其中在具有熵约束标量量化器（ECSQ）的HDA系统中发送无记忆高斯源。首先，我们制定的联合分配问题作为一个预期的系统失真最小化问题，其中模拟和数字失真都被认为是。然后，在低中断概率的限制下，基于块坐标下降法将问题分解为两个耦合的子问题，并提出一种迭代梯度算法来逼近最优解。此外，我们将我们的工作扩展到多变量高斯源的情况下，提出了一个两阶段的快速算法，结合舍入和贪婪策略，以优化联合速率和资源分配问题。仿真结果表明，在单高斯源情况下，所提算法的信失真比优于现有算法2.3dB;在多高斯源情况下，所提算法的信失真比优于现有算法3.5dB。
2018-12-17 cs.IT cs.PF eess.SP
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
Optimal Dynamic Resource Allocation for Multi-Antenna Broadcasting with Heterogeneous Delay-Constrained Traffic
本文关注的是在一个蜂窝无线网络中的动态资源分配与慢衰落的支持数据业务具有异构传输延迟的要求。多输入单输出（MISO）衰落广播信道（BC）是令人感兴趣的，其中基站（BS）采用多个发射天线来实现在相同频率上向多个移动用户的同时下行链路传输，每个移动用户具有单个接收天线。一个信息理论的方法是采取各种传输延迟的考虑下的衰落MISO-BC的容量限制的特征。首先，本文研究了当一些用户具有延迟容忍的“分组”数据而另一些用户同时具有延迟敏感的“电路”数据用于传输时在BS处的传输优化。基于凸优化框架，在线资源分配算法推导出，是服从高效的跨层实现的物理（PHY）层多天线传输和媒体接入控制（MAC）层多用户速率调度。其次，本文研究了在衰落MISO-BC上传输的基本吞吐量-延迟权衡。通过比较完全放松和严格零传输延迟约束下的网络吞吐量，本文描述了由于消失的延迟容忍，称为延迟惩罚，在一些规定的用户公平传输速率分配的限制损失的总和容量。
2008-04-21 cs.IT math.IT
Ergodic Sum-Rate Maximization for Fading Cognitive Multiple Access Channels without Successive Interference Cancellation
研究了衰落认知多址接入信道（C-MAC）的各态历经和速率，其中多个次用户（SU）通过次网络（SN）与主用户（PU）共享频带，发送到次基站（SBS）。对SN施加干扰功率约束（IPC）以保护PU。在这样的约束和个人的发射功率约束（TPC）施加在每个SU，我们调查的功率分配策略，以最大化遍历和速率的衰落C-MAC没有连续干扰消除（SIC）。特别地，本文考虑了两种类型的约束：（1）平均TPC和平均IPC，（2）峰值TPC和峰值IPC。对于第一种情况，证明了最优功率分配是动态时分多址（D-TDMA），这与在相同约束条件下，最大化带SIC的衰落C-MAC的遍历和速率的最优功率分配是完全相同的。对于第二种情况，证明了最优解一定在可行域的极值点上。结果表明，当SU数较大时，D-TDMA是概率最优的。此外，我们表明，当SU可以排序在一定的顺序，一个算法的线性复杂度可以用来找到最佳的功率分配。
2014-03-03 cs.IT math.IT
Secure Communications over Fading Channels
研究了衰落窃听信道，其中源到目的地信道和源到窃听器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窃听信道，作为衰落窃听信道的信息论模型。建立了并行窃听信道的保密容量。这个结果，然后专门给衰落窃听信道的保密能力，这是实现与源节点动态改变功率分配根据信道状态实现。最后给出了实现保密容量的最优源功率分配方案。
2007-08-20 cs.IT math.IT
Power Allocation Strategies for Fixed-Gain Half-Duplex Amplify-and-Forward Relaying in Nakagami-m Fading
在本文中，我们研究了一个固定增益放大转发中继网络采用多个中继的功率分配策略。我们考虑两个中继网络的优化问题：1）最佳的功率分配，以最大化的端到端的信噪比（SNR）和2）最小化的总消耗功率，同时保持端到端的信噪比超过一个阈值。我们研究这两个问题的两个中继协议的所有参与中继和选择性中继和多种情况下的可用信道状态信息（CSI）在中继。我们表明，SNR最大化问题是凹的，功率最小化问题是凸的所有协议和CSI的情况下考虑。我们获得了封闭形式的表达式，这两个问题的情况下，为全CSI和CSI的所有中继目的地链路在中继和解决问题，通过凸规划时，全CSI或CSI的中继目的地链路在中继不可用。数值结果表明，在两个优化问题的继电器有充分的CSI的好处。然而，他们还表明，CSI开销可以通过在中继器处仅具有部分CSI来减少，而性能仅略有下降。
2012-12-16 cs.IT math.IT
Minimization of Transmission Duration of Data Packets over an Energy Harvesting Fading Channel
将衰落条件下能量收集发射机传输完成时间最小化的离线问题扩展到允许数据包在传输过程中到达。一种用于计算最优功率和速率分配（即，最优离线调度）被开发和研究。
2012-07-31 cs.IT math.IT
To Cooperate, or Not to Cooperate in Imperfectly-Known Fading Channels
本文研究了在已知衰落信道下具有不同协作度的通信问题。三节点中继信道被认为是。假设通信开始于网络训练阶段，在该阶段中接收机估计它们各自信道的衰落系数。在数据传输阶段，采用放大转发和解码转发中继方案。对于不同的协作协议，可达到的速率表达式。这些可达到的速率表达式，然后用来找到最佳的资源分配策略。特别地，识别为了最佳性能而需要分配给中继的总时间或带宽的部分。在总功率受限的条件下，研究了源和中继之间的功率最优分配问题。最后，在低功耗制度的位能量需求进行了研究。
2008-12-08 cs.IT math.IT
Power Allocation for Compute-and-Forward over Fading Channels
本文研究快衰落信道下Compute-and-Forward的最优功率分配非凸问题，提出低复杂度算法，证明对称策略下功率超阈值时最优解为注水形式，数值结果表明算法能高效找到良好次优解甚至精确最优解。
2024-11-15 cs.IT math.IT
Approaching Optimal Centralized Scheduling with CSMA-based Random Access over Fading Channels
基于载波侦听多址接入（CSMA）的分布式算法可以像集中式最大权策略一样获得最大容量区域。尽管它们能够实现吞吐量最优，但这些算法要么会产生大的延迟，具有很大的复杂度，要么只能在非衰落信道上运行。在这封信中，通过假设任意的回退时间，我们首先提出了一个完全分布式的随机算法，其性能可以推到集中的最大权重策略的性能，不仅在吞吐量方面，而且在延迟完全连接的干扰网络与衰落信道。然后，我们提出的算法的启发，介绍了一个可实现的分布式算法的实际网络与保留计划。我们表明，所提出的实用算法仍然可以实现集中式最大权重政策的性能。
2016-04-01 cs.IT cs.NI math.IT
Multi-user Diversity in Spectrum Sharing Systems over Fading Channels with Average Power Constraints
研究了衰落信道下平均功率受限的频谱共享认知无线电系统中的多用户分集问题。平均功率约束施加在次级发射机处的发射功率和在主接收机处接收的干扰功率两者上，以便分别为次级系统处的容量最大化和主系统处的保护提供最优功率分配。多个次级和初级接收机被认为是瑞利和Nakagami-m衰落信道的衰落分布，并推导出相应的。基于推导出的衰落分布公式，得到了次系统的平均可达信道容量和中断概率，揭示了在衰落环境下，多个主、辅接收机共享同一信道时，平均功率约束对多用户分集技术中最优功率分配的影响.所获得的结果突出了一方面具有更多的次级接收器，另一方面具有更少的初级接收器的优点，表现为可实现容量的增加。
2013-12-02 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
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
Nearest Neighbour Decoding with Pilot-Assisted Channel Estimation for Fading Multiple-Access Channels
我们研究了一个非相干多输入多输出（MIMO）衰落多址信道（MAC），其中的发射机和接收机都知道的衰落的统计，但不是它的实现。我们分析的速率区域，可实现与最近邻解码和导频辅助信道估计，并确定相应的前对数区域，这是定义为限制比率的速率区域的SNR的对数的SNR趋于无穷大。
2012-01-16 cs.IT math.IT
Full Rate Collaborative Diversity Scheme for Multiple Access Fading Channels
用户协作是一种公知的无需多天线实现分集的方法，然而代价是不可避免的速率损失，主要是由于需要额外的信道用于中继。提出了一种新的协作分集方案，用于多址衰落信道，以获得接近最大分集的满速率。这是通过允许两个用户和他们相应的中继器通过利用他们的衰落信道的独特的空间签名在相同的信道上发送/转发数据来实现的。基站采用最大似然搜索算法在少量可能的数据组合上联合检测同信道用户的数据。全数据率与显着的分集增益接近双天线阿拉姆方案。
2011-02-27 cs.IT math.IT
The Impact of CSI and Power Allocation on Relay Channel Capacity and Cooperation Strategies
在中继网络中，合作的节点是靠近在一起的发射机和接收机合作的容量增益进行比较。准静态相位衰落下，当所有节点具有相等的平均发射功率以及完整的信道状态信息（CSI），它表明，发射机合作优于接收机合作，而相反的是真实的，当功率最优分配的合作节点之间，但只有CSI在接收机（CSIR）是可用的。当节点具有相同的功率与CSIR只，合作方案被证明提供没有能力的改善，在相同的网络功率约束下的非合作。当系统处于最优功率分配下，信道状态信息完整时，解码转发发送协作速率接近其割集容量上界，优于压缩转发接收协作。在高SNR区域中的快速瑞利衰落下，得出类似的结论。合作系统提供弹性衰落信道幅度，然而，容量变得更敏感的功率分配，和合作节点需要更紧密地在一起的解码和转发方案是容量实现。此外，为了实现容量的提高，完整的CSI是必要的发射机合作，而在接收机合作的最佳功率分配是必不可少的。
2008-11-01 cs.IT math.IT
Massive MIMO over Correlated Fading Channels: Multi-Cell MMSE Processing, Pilot Assignment and Power Control
针对相关瑞利衰落下的多小区大规模MIMO系统，本文利用渐近SINR近似提出低复杂度导频分配和功率控制方案，有效降低导频污染与开销，提升频谱效率和用户公平性。
2025-07-06 cs.IT math.IT
Selective-Fading Multiple-Access MIMO Channels: Diversity-Multiplexing Tradeoff and Dominant Outage Event Regions
我们建立了最佳的分集复用（DM）权衡相干选择性衰落多址MIMO信道，并提供相应的代码设计准则。作为一个副产品，在概念层面上，我们发现一个有趣的DM权衡框架之间的关系和概念的主要错误事件区域，首先介绍了在AWGN的情况下，由Gallager，IEEE trans.IT，1985年。这种关系使我们能够准确地描述在MIMO衰落多址信道的错误机制。特别是，我们发现，对于一个给定的速率元组，最大可实现的分集阶数是由一个单一的中断事件，占主导地位的总错误概率指数SNR。最后，我们研究了Badr和Belfiore在国际苏黎世通信研讨会上提出的分布式空时码构造。，2008年，使用本文推导的规范设计标准。
2009-06-26 cs.IT math.IT
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
Cell-Free Massive MIMO-OFDM Transmission over Frequency-Selective Fading Channels
该文提出并分析了频率选择性衰落信道下基于正交频分复用（OFDM）的无小区大规模多输入多输出（CFmMIMO）多载波传输。提出了频域共轭波束形成、导频分配和用户特定的资源分配。CFmMIMO-OFDM是可扩展的，以服务于大量的用户，并且是灵活的，以提供不同的数据率的异构应用。
2021-07-03 cs.IT eess.SP math.IT
On Repetition Protocols and Power Control for Multiple Access Block-Fading Channels
在本文中，我们研究了长期的吞吐量性能的重复协议与功率控制的多址块衰落信道。我们建议使用反馈比特来通知发送器关于解码状态和瞬时信道质量。我们确定简单的和实际启发的协议的吞吐量，我们表现出显着的吞吐量的改善，特别是在低和中等的SNR，当与反馈位仅用于确认或仅用于功率控制的协议相比，我们表明，吞吐量是非常接近的最终遍历多用户注水容量为少量的反馈位和/或重传。对于对称瑞利衰落信道，数值结果表明，吞吐量的改善主要是由于执行功率控制的能力，而不是增加。
2010-09-22 cs.IT math.IT
A Case For Amplify-Forward Relaying in the Block-Fading Multi-Access Channel
本文论证了在慢衰落环境中，多址用户共享一个放大转发中继可以获得显著的增益。建议的协议，即多接入中继放大转发，允许一个低复杂度的中继，并实现了最佳的分集复用权衡高复用增益。协议的分析表明，它均匀地占主导地位的压缩转发策略，并进一步优于动态解码转发协议在高复用增益。所提出的协议的一个有趣的特点是，在高复用增益，它类似于一个多输入单输出系统，并在低复用增益，它为每个用户提供了相同的分集复用权衡，如果没有竞争的中继从其他用户。
2007-01-08 cs.IT math.IT
Diversity-Multiplexing Tradeoff in Selective-Fading Multiple-Access MIMO Channels
建立了相干选择性衰落多址多输入多输出（MIMO）信道的最优分集复用（DM）折衷，并给出了相应的码设计准则。作为一个副产品，在概念层面上，我们发现一个有趣的DM权衡框架和主导错误事件区域的概念之间的关系，这是首次引入的AWGN的情况下，由Gallager，IEEE trans.IT，1985年。这种关系允许准确地描述MIMO衰落多址信道中的错误机制。特别是，我们发现，对于一个给定的速率元组，最大可实现的分集阶数是由占主导地位的总错误概率在SNR指数的错误事件。最后，我们证明了Badr和Belfiore最近提出的分布式空时码构造，2008年，满足本文推导的规范设计标准。
2008-05-01 cs.IT math.IT
Rate and Power Allocation for Discrete-Rate Link Adaptation
链路自适应，特别是自适应编码调制（ACM），是一个有前途的工具，在衰落环境中的带宽效率的传输。采用ACM方案的主要动机是提高无线通信系统的频谱效率。在本文中，使用有限数量的容量实现分量码，我们提出了新的传输方案，采用恒定功率传输，以及离散和连续的功率自适应，缓慢变化的平坦衰落信道。我们表明，所提出的传输方案可以实现吞吐量接近香农限的平坦衰落信道，只使用少量的代码。具体而言，使用一个完全离散的计划，只有四个代码，每个与四个功率电平，我们实现了1 dB的连续速率连续功率香农容量的频谱效率。此外，当被限制为固定数量的码时，与恒定功率方案相比，功率自适应的引入相对于ASE和无传输的概率具有显著的增益。
2007-07-17 cs.IT math.IT
On Noisy ARQ in Block-Fading Channels
在有噪声的反馈信道条件下，研究了采用自适应功率分配的自动重传（ARQ）方案的数据传输效率和鲁棒性。在不同的块衰落信道假设下，研究了不同ARQ协议的长期吞吐量、时延受限吞吐量、中断概率和反馈负载。得到了功率受限吞吐量优化问题的封闭表达式，该表达式适用于不同的ARQ协议和反馈信道条件。此外，本文提出了不同的ARQ协议的反馈错误的鲁棒性的数值研究。结果表明，许多分析断言的ARQ协议是有效的，当信道保持固定在所有的重传轮，当它在每一轮（中）依赖性的变化。如所示，最优功率分配是关键的性能噪声ARQ方案时，目标是最小化中断概率。
2013-10-15 cs.IT math.IT stat.AP
State Estimation Over Wireless Channels Using Multiple Sensors: Asymptotic Behaviour and Optimal Power Allocation
本文研究了多传感器线性系统的状态估计问题，包括多址接入和正交接入两种情况。最佳状态估计可以在融合中心使用时变卡尔曼滤波器来实现。我们发现，在许多情况下，估计误差协方差衰减率为$1/M$时，传感器的数量$M$是大的。我们考虑最优分配的传输功率，1）最小化的总功率使用受到误差协方差约束和2）最小化的误差协方差受到总功率约束。在具有信道状态信息的衰落信道的情况下，使用贪婪方法解决优化问题，而对于没有信道状态信息但具有信道统计信息的衰落信道，导出次优线性估计器。
2009-06-11 cs.IT math.IT
Exact BER Performance Analysis for Downlink NOMA Systems Over Nakagami-m Fading Channels
本文研究了下一代无线通信的一种新技术--非正交多址接入（NOMA）的性能。特别是，比特出错率（BER）性能的下行NOMA系统在Nakagami-m平坦衰落信道，提出。在各种条件和场景下，推导了考虑连续干扰消除（SIC）的下行NOMA系统的准确误码率。发送信号是随机产生的正交相移键控（QPSK）和两个NOMA系统被认为是两个用户和三个用户的系统。得到的BER表达式，然后用于评估两个不同的目标，实现公平性和最小化平均BER的最佳功率分配。这两个目标可以用于各种应用中，例如具有受限发射功率的卫星应用。数值结果和蒙特卡罗模拟完全匹配推导的BER分析结果，并提供了宝贵的洞察最佳功率分配的优势，显示了下行NOMA系统的全部潜力。
2019-08-04 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
Device Activity Detection for Massive Grant-Free Access Under Frequency-Selective Rayleigh Fading
在频率选择性衰落环境下，大规模免授权接入的设备活动检测和信道估计一直是一个突出的问题。本文旨在应对这一挑战。具体而言，我们提出了一种基于正交频分复用（OFDM）的大规模免授权接入方案，用于具有一个M天线基站（BS），N个单天线物联网（IoT）设备和P个信道抽头的宽带系统。我们得到两个不同的，但等效的频率选择性瑞利衰落下的接收导频信号的模型。基于每个模型，我们制定设备活动检测作为一个非凸的最大似然估计（MLE）问题，并提出了一个迭代算法，以获得一个稳定点，使用最佳技术。所提出的两种基于MLE的方法具有相同的计算复杂性阶O（NPL ^2），而与M无关，并且当P=1时退化为现有的基于MLE的设备活动检测方法。传统的信道估计方法可以容易地应用于基于所接收的导频信号的导出模型之一来在频率选择性瑞利衰落下对检测到的有源设备进行信道估计。仿真结果表明，这两种方法具有不同的系统参数优势，可以相互补充，为频率选择性瑞利衰落下的免授权大规模接入提供有前途的设备活动检测设计。
2021-12-31 cs.IT math.IT
Selective Fair Scheduling over Fading Channels
在资源分配中强加公平会导致系统吞吐量的损失，称为公平代价（$PoF$）。在无线调度中，当为具有非常差的信道质量的用户服务时，$PoF$增加，因为调度器浪费资源试图公平。本文提出了一种新的资源分配框架，严格解决这个问题。我们引入了选择性公平：只对选定的用户公平，并通过暂时阻止其余用户来改进$PoF$。我们研究了相关的准入控制问题，找到用户的选择，最大限度地减少$PoF$的选择性公平性，并表明，这种组合问题可以有效地解决，如果可行性集满足一个条件，在我们的模型中，它足够的无线信道随机支配。利用选择性公平，我们设计了一个随机的框架，我们最大限度地减少$PoF$受到SLA，这将确保遍历用户提供足够频繁。在这种情况下，我们提出了一个在线的政策，结合漂移加惩罚技术与基于服从的调度专家，我们证明它达到了最佳的$PoF$。仿真结果表明，我们的智能阻塞优于40 $\%$在吞吐量以前的方法，满足SLA阻止低信噪比用户。
2018-01-05 cs.IT cs.NI math.IT
A Polar Code Based TIN-SIC Scheme for the Unsourced Random Access in the Quasi-Static Fading MAC
研究了准静态瑞利衰落信道中的无源随机接入问题。在先前的工作中，作者已经提出了基于联合的LDPC码的解决方案，并且将干扰视为噪声与连续干扰消除（TIN-SIC）解码器架构相结合。作者表明，TIN-SIC解码明显优于联合解码方法，并且从实现的角度来看要简单得多。在本文中，我们继续分析的TIN-SIC解码。本文推导了TIN-SIC译码器采用随机编码时的有限长度可扩展性界，并提出了一种实用的基于极化码的TIN-SIC译码方案。与基于LDPC码的解决方案相比，后者的性能变得明显更好，并且接近有限长度的可扩展性界限。
2020-05-14 cs.IT math.IT
Intelligent Reflecting Surface Aided Multiple Access Over Fading Channels
研究了衰落信道下智能反射面辅助网络中的两用户下行传输问题。特别地，研究了非正交多址（NOMA）和两种正交多址（OMA）方案，即时分多址（TDMA）和频分多址（FDMA）。其目标是最大化系统的平均和速率的延迟容忍传输。我们提出了两种调整方案，即动态相位调整和一次相位调整。功率预算、最小平均数据率和离散单位模反射系数被认为是约束。为了解决这个问题，提出了两种低复杂度的移相器调整算法，以获得近似最优解。在给定移相器和满足分时条件的情况下，利用拉格朗日对偶分解法得到最优资源分配。数值结果表明：在衰落信道下，IRS辅助的NOMA网络的平均和速率优于传统的NOMA网络;在衰落块内连续IRS调整，TDMA方案的性能优于FDMA方案;提高最小平均用户速率要求对IRS-NOMA系统的影响小于对IRS-OMA系统的影响。
2020-09-24 cs.IT eess.SP math.IT
Throughput Scaling Laws for Wireless Networks with Fading Channels
考虑$n$无线通信链路的网络。衰落被认为是影响节点之间的信道强度的主要因素。其目的是分析当功率分配允许时网络的可实现吞吐量。通过提出一种分散的开关功率分配策略，得到了一般衰落模型下可达吞吐量的下界。特别是，在瑞利衰落条件下，实现的总和速率的顺序为$\log n$，这是一个常数因子，大于Gowaikar等人的工作中获得的集中式方案。类似于以前的大部分工作在大型网络，该计划为每个链路分配一个消失的小速率。然而，它示出，通过允许的总和速率减少一个因子$α<1$，该计划是能够提供非零的每链路的顺序$Θ(1)$的速率。为了获得更大的非零速率每链路，所提出的方案被修改为集中式版本。事实证明，对于相同数量的活动链路，集中式方案实现了更大的每链路速率。此外，在每链路速率的大值处，其实现接近$\log n$的和速率，即，这是分散式方案所能达到的最大值。
2007-01-16 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 Capacity of Fading Channels
我们考虑在存在窃听者的情况下，信息在遍历衰落信道上的安全传输。我们的窃听器可以被看作是怀纳窃听器的无线版本。这种系统的保密能力的特点下的假设渐近长的相干间隔。我们首先考虑完整的信道状态信息（CSI）的情况下，发射机有机会获得合法的接收机和窃听者的信道增益。当在发射机处仅知道合法接收机的CSI时，在该完全CSI假设下的保密容量用作保密容量的上限，这在下面被表征。在每种情况下，完美的保密容量，以及最佳的功率和速率分配策略。然后，我们提出了一个低复杂度的开/关功率分配策略，实现接近最佳的性能，只有主信道CSI。更具体地说，该方案被证明是渐近最优的平均信噪比趋于无穷大，有趣的是，在完整的CSI假设下，达到保密容量。值得注意的是，我们的研究结果揭示了衰落对保密能力的积极影响，并建立了基于主信道CSI的速率自适应的关键作用，以促进慢衰落信道上的安全通信。
2006-10-17 cs.IT math.IT
