The DMT of Real and Quaternionic Lattice Codes and DMT Classification of Division Algebra Codes
在本文中，我们考虑所谓的最小延迟非对称空时码的分集复用增益权衡（DMT）。这样的代码小于其自然环境空间中的全维格。除了多输入单输出（MISO）信道，很少有方法来分析这种码的DMT。此外，除了MISO的情况下，没有DMT最佳的非对称码是已知的。我们首先讨论以前的标准用于分析空时码的DMT和评论为什么这些方法失败时，适用于非对称码。然后，我们考虑两个特殊的类的非对称代码的码字被限制为实数或四元数矩阵。我们证明了两个独立的分集复用增益权衡（DMT）的上限，这样的代码，并提供了一个标准的格码，以实现这些上限。我们还证明了基于Q-中心除代数的格码满足这个最优性准则。作为一个推论，这个结果提供了一个DMT分类的所有Q-中心司代数码的基础上，标准的嵌入。虽然基于Q-中心除代数的码实现了限制于实数或四元数空间的码的最大可能DMT，但除了MISO情况之外，它们仍然达不到最优DMT。
2021-02-19 cs.IT math.IT
The DMT classification of real and quaternionic lattice codes
在本文中，我们考虑空时码的码字被限制为实数或四元数矩阵。我们证明了两个独立的分集复用增益权衡（DMT）的上限，这样的代码，并提供了一个标准的格码，以实现这些上限。我们还指出基于Q-中心除代数的格码满足这个最优性准则。作为一个推论，这个结果提供了一个DMT分类的所有Q-中心司代数码的基础上，标准的嵌入。
2018-01-09 cs.IT math.IT math.NT
Diversity-Multiplexing Tradeoff in Fading Interference Channels
分析了具有理想接收信道状态信息和无发射信道状态信息的两用户单天线衰落干扰信道。我们计算的分集复用权衡（DMT）区域的固定功率分裂韩和小林（HK）型叠加编码方案，并提供相应的叠加码的设计准则。我们证明了该方案是DMT最优的中等，强，非常强的干扰下，它实现了DMT的外边界，我们得到的。此外，在非常强的干扰下，我们证明了联合解码器是DMT最优的，并且“消除”了衰落干扰信道，即，从DMT的角度来看，有可能进行传输，就好像干扰用户不存在一样。此外，我们还表明，在非常强的干扰下，解码干扰，同时将预期信号视为噪声，减去结果，然后解码所需信号，这个过程称为“剥离”，可以实现最佳DMT区域。我们的证明是建设性的意义上说，代码设计标准实现DMT最优（在我们可以证明它的情况下）。
2009-05-06 cs.IT math.IT
On the Optimality of the ARQ-DDF Protocol
分析了自动重传请求-动态解码转发（ARQ-DDF）协作协议在两种不同场景下的性能。第一种情况是多址接入中继（MAR）信道，其中单个中继专用于同时帮助多个多址接入用户。对于这种设置，它表明，ARQ-DDF协议实现了最佳的分集复用折衷（DMT）的信道。第二种情况是协作矢量多址（CVMA）信道，其中用户合作将其消息传递到配备有多个接收天线的目的地。对于这种设置，我们开发了一种新的变体的ARQ-DDF协议，其中用户有目的地指示不合作的第一轮传输。然后推导出可实现DMT的上下限。这些界限收敛到最佳的折衷传输轮数的增加。
2006-02-13 cs.IT math.IT
On the achievable diversity-multiplexing tradeoff in interference channels
分析了具有理想接收信道状态信息和无发射信道状态信息的两用户单天线衰落干扰信道。对于非常强的干扰的情况，我们证明了解码干扰，同时将预期信号视为噪声，减去结果，然后解码期望信号，这一过程称为“剥离”，实现了在Akuiyibo和Leveque，Int.Zurich Seminar on Commun.，2008.证明是建设性的意义上说，它提供了相应的代码设计准则DMT最优。对于一般的干扰水平，我们计算的DMT的固定功率分裂韩和小林型叠加编码方案，提供相应的叠加码的设计标准，并发现，该方案是DMT最优的某些复用速率。
2009-05-01 cs.IT math.IT
The Streaming-DMT of Fading Channels
我们考虑在块衰落多输入多输出（MIMO）信道上的消息流的顺序传输。新消息到达每个相干块的开始，并且在延迟$T$相干块之后，要求解码器顺序地输出每个消息。在当$T=1$时的特殊情况下，建立简化为准静态衰落信道。我们建立了最佳的分集复用折衷（DMT）在高信号噪声比（SNR）制度，并表明它等于$T$倍的DMT的准静态信道。相反的是基于利用延迟约束来放大与消息相关联的局部中断事件，全局地跨越所有相干块。这种方法似乎是新的。我们提出了两种编码方案，实现最佳DMT。第一种方案涉及消息的交织，使得每个消息跨$T$连续的相干块发送。该方案需要在编码器和解码器处的延迟约束的知识。我们的第二编码方案涉及顺序树码并且是延迟通用的，即，编码器不需要知道解码延迟。然而，在该方案中，我们要求相干块长度增加为$\log\mathrm{({SNR})}$，以获得最佳DMT。最后，我们讨论的情况下，当多个消息到达均匀的时间间隔{ \em内}每个相干周期。通过一个简单的例子，我们展示了次优交织，并提出了另一种方案，实现最佳DMT。
2014-08-12 cs.IT math.IT
Outage and DMT Analysis of Partition-based Schemes for RIS-aided MIMO Fading Channels
本文提出两种低复杂度基于分区的RIS辅助MIMO方案（AR和FR），无需发射端信道状态信息，分析中断概率与DMT，证明可显著提升分集增益，FR始终达到最大复用增益。
2023-05-07 cs.IT eess.SP math.IT
MIMO Two-way Relay Channel: Diversity-Multiplexing Tradeoff Analysis
考虑了多跳双向中继信道，其中所有终端都配备有多个天线。假设独立的准静态瑞利衰落信道和信道状态信息可在接收机，我们表征的最佳分集复用增益权衡（DMT）曲线的全双工中继终端。它示出的最佳DMT可以通过压缩和转发类型的中继策略，其中中继量化其接收到的信号，并发送相应的信道码字。值得注意的是，利用该传输协议，在相反方向上的两个传输可以同时实现它们各自的单用户最优DMT性能，尽管它们对彼此造成干扰。基于该方案在双向中继信道下的最优性，提出了一种新的适用于单向多跳MIMO中继信道的动态压缩转发（DCF）协议，并证明了该方案具有最优的DMT性能.
2008-12-18 cs.IT math.IT
Computer-aided Characterization of Fundamental Limits of Coded Caching with Linear Coding
本文提出一种计算机辅助框架，用于在线性编码约束下表征缓存系统的根本极限，并证明了某些内存-负载权衡点的最优性。
2025-11-24 cs.IT math.IT
Achieving a vanishing SNR-gap to exact lattice decoding at a subexponential complexity
这项工作确定了第一个格解码解决方案，实现了，在一般的中断限制MIMO设置和高速率和高SNR限制，既消失的差距的错误性能的（DMT最佳）精确解的预处理格解码，以及计算复杂性是次指数的码字比特数。所提出的解决方案采用格约简（LR）辅助正则化（格）球解码和适当的超时策略。这些性能和复杂性保证适用于大多数MIMO场景、所有合理的衰落统计、所有信道维度和所有全速率格码。与上述可管理的复杂度形成鲜明对比的是，其他标准预处理格型解码解决方案的复杂度在这里被示出为非常高。具体来说，这项工作首先量化了这些格（球）解码解决方案的复杂性，并证明了令人惊讶的结果，即实现一定速率可靠性性能所需的复杂性在格维度和码字比特数方面是指数级的，并且在常见情况下，它实际上与基于ML的解决方案的复杂性相匹配。通过这种鲜明的对比，这项工作第一次能够严格量化格约简作为一种特殊的复杂性降低成分的关键作用。最后，工作分析细化收发器DMT分析，通常无法解决理论和实践之间潜在的巨大差距。相反，所采用的消失间隙条件保证了解码器的误差曲线在给定足够高的SNR的情况下任意地接近精确解的最优误差曲线，这是比DMT最优性强得多的条件，DMT最优性仅保证了在SNR中是次多项式的误差间隙，并且因此在实际设置中可能是无界的并且通常是不可接受的。
2011-07-20 cs.CC cs.IT math.IT
Robust Location-Aided Beam Alignment in Millimeter Wave Massive MIMO
最近，位置辅助波束对准已经被提出作为用于毫米波（mmWave）大规模MIMO（mMIMO）通信中的快速链路建立的潜在方法。然而，由于估计过程中的移动性和其他缺陷，在基站（BS）和用户（UE）处获得的空间信息可能是有噪声的，从而降低波束对准性能。在本文中，我们介绍了一个强大的光束对准框架，以表现出弹性相对于这个问题。我们首先将波束对准重新设计为分散式协调问题，其中BS和UE基于相关但单独的位置信息来寻求协调。我们制定的最佳波束对准解决方案的贝叶斯团队决策问题的解决方案。然后，我们提出了一套算法，以降低复杂性接近最优。与经典设计相比，鲁棒波束对准过程的有效性，然后在具有不同位置信息精度的仿真设置上进行验证。
2017-08-28 cs.IT math.IT
Artificial-Noise-Aided Secure Transmission in Wiretap Channels with Transmitter-Side Correlation
本文首次研究了发射端相关性对人工噪声辅助安全传输的影响，并在此基础上提出了一种新的用于增强物理层安全性的人工噪声功率分配策略。具体来说，我们设计了一个基于相关性的功率分配（CPA）的AN，其中的最优性方面实现最小的保密中断概率的分析证明在大系统政权的发射天线的数量接近无穷大。为了充分揭示CPA的好处，我们推导出易于评估的CPA实现的保密中断概率的表达式。我们的研究表明，CPA是接近最优的，显着优于广泛使用的均匀功率分配（UPA），即使是一个适度的小数目的相关发射天线。此外，我们的数值结果揭示了CPA和UPA之间的根本区别。也就是说，当相关发射天线的数量增加时，CPA的秘密中断概率总是减小，而UPA的秘密中断概率遭受饱和点。
2016-11-07 cs.IT math.IT
Sum-Rate Maximization of RIS-Aided Multi-User MIMO Systems With Statistical CSI
研究了一种基于可重构智能表面（RIS）的多用户多输入多输出（MIMO）系统，该系统只考虑基站（BS）的统计信道状态信息（CSI）。我们的目标是最大限度地提高其和速率通过联合优化的波束形成在BS和相位移在RIS。然而，多用户MIMO传输和空间相关性使得优化繁琐。对于易处理性，一个确定性的近似推导出的和率下的大量的反射元素。通过采用近似和速率最大化，发射波束形成和相移的最优设计可以解耦，并分别在封闭形式求解。更具体地，通过使用注水算法可以保证发射波束形成的全局最优性，并且通过使用投影梯度上升（PGA）算法可以获得相移的次优解。通过与基站处假设的瞬时CSI的情况进行比较，基于统计CSI的所提出的算法可以实现相当的性能，但具有更低的复杂度和信令开销，这是更经济实惠的和有吸引力的实际应用。此外，空间相关性的影响进行了彻底检查，通过使用优化理论。
2021-12-22 cs.IT math.IT
Robust and Secure Cache-aided Private Linear Function Retrieval from Coded Servers
这项工作研究了一个系统，每个用户的目的是检索一个标量线性函数的文件库，这是最大距离可分离的编码和存储在多个分布式服务器。系统需要保证鲁棒解码，在这个意义上，每个用户必须解码其所需的功能与信号接收到的任何子集的服务器的基数超过阈值。此外，（a）图书馆的内容必须保密，以免窃听者从服务器获得所有信号;（b）任何一部分用户加在一起都不能获得关于其余用户的需求的任何信息;（c）用户的需求必须保密，不受所有服务器的干扰，即使他们串通。通过修改现有的布局交付阵列（PDA）的结构，最初提出的单服务器单文件检索编码缓存系统，没有任何隐私或安全性或鲁棒性的限制，可扩展的计划。结果表明，PDA描述的原始Maddah-Ali和Niesen的编码缓存方案的结果在一个负载-内存的权衡，是最佳的一个恒定的乘法差距内，除了小内存制度时，文件的数量小于用户的数量。作为副产品，改进的顺序最优性的结果来自三个限制较少的系统在所有参数制度。
2021-08-22 cs.IT math.IT
Interference Channel with a Half-Duplex Out-of-Band Relay
考虑了半双工中继辅助下的高斯干扰信道（IC），其中中继在与IC正交的频带中接收和发送。因此，该系统由两个并行信道组成，即IC和中继活动的信道，该信道被称为带外中继信道（OBRC）。OBRC通过分离从源到中继的多址接入阶段和从中继到目的地的广播阶段来操作。识别在总容量方面的最佳操作需要中继器进行信号中继和/或干扰转发的条件。这些条件还评估了IC和OBRC上的可分离或不可分离传输的最优性。具体而言，信号中继和可分离编码的最优性建立的场景中，中继到目的地的信道设置的性能瓶颈相对于源到中继信道上的OBRC。在特殊情况下，还建立了干扰转发和不可分离操作的最优性。
2010-05-13 cs.IT math.IT
Fundamental Limits on Delivery Time in Cloud- and Cache-Aided Heterogeneous Networks
雾无线电接入网络被认为是一种网络架构候选，以满足下一代无线网络在可靠性，频谱效率和延迟方面的飙升需求。该架构结合了与集中式云处理和无线边缘缓存相关的优势，主要实现在适度前传容量要求下的低延迟传输。我们在本文中考虑的F-RAN是由一个集中的云服务器，通过前传链路连接到两个边缘节点，通过Z形部分连接的无线网络服务于两个移动用户。我们定义了一个信息理论度量，每比特的交付时间（DTB），它捕获了最坏情况下的每比特交付延迟，用于将任何请求的内容传送给用户。对于云和无线传输顺序或并行发生的情况下，我们建立一致的下限和上限的DTB作为缓存大小，回程容量和无线信道参数的函数。通过优化的速率分配，我们的可识别性方案确定了最佳组合的私人，共同的信令和干扰抵消相匹配的反过来。我们的反向边界使用F-RAN的无线、前传和缓存资源的子集作为辅助信息，其使得单个接收器能够解码一个或两个用户的请求文件。我们显示的DTB的最优所有通道制度。在串行传输的情况下，功能DTB行为在前传容量阈值处改变。在这种情况下，我们将多个信道机制组合到共享相同前传容量阈值的信道机制类，因此具有相同的DTB功能。总的来说，我们的分析确定了四个类别;其中只有三个边缘缓存和云处理可以提供非平凡的协同和非协同性能增益。
2017-06-23 cs.IT math.IT
Resource Allocation Under Channel Uncertainties for Relay-Aided Device-to-Device Communication Underlaying LTE-A Cellular Networks
蜂窝网络中的设备到设备（D2D）通信允许具有本地通信需求的两个蜂窝设备之间的直接传输。由于未来移动网络中自治异构设备的数量不断增加，需要一种高效的资源分配方案来最大化网络吞吐量并实现更高的频谱效率。在本文中，网络集成D2D通信信道不确定性下的性能进行了研究，其中D2D业务进行通过中继节点。针对多用户多中继网络，提出了一种鲁棒的分布式资源分配算法，在其他中继节点干扰和链路增益不确定的情况下，以网络总速率最大化为目标.一个优化问题，制定在中继分配无线电资源，以最大限度地提高端到端的速率，以及满足服务质量（QoS）的要求，蜂窝和D2D用户设备的总功率约束。每一个不确定的参数建模的估计值和有界值之间的有界距离。我们证明了鲁棒性问题是凸的，并采用梯度辅助对偶分解算法以分布式方式分配无线电资源。最后，为了降低鲁棒性的成本，定义为减少可实现的和速率，我们利用\textit{chance constraint approach}，以实现鲁棒性和最优性之间的权衡。数值结果表明，存在距离阈值，当与D2D对等体之间的直接通信相比时，超过该距离阈值，中继辅助的D2D通信显著地改善了网络性能。
2014-01-26 cs.IT cs.NI math.IT
RIS-Aided MIMO Systems with Hardware Impairments: Robust Beamforming Design and Analysis
可重构智能表面（RIS）被认为是提高未来无线系统性能的一种新型技术。在本文中，我们研究了一个实用的RIS辅助多输入多输出（MIMO）系统中存在的收发器硬件损伤，RIS相位噪声和不完善的信道状态信息（CSI）。特别考虑了MIMO收发器和RIS反射矩阵的联合设计，以最小化所有数据流的总平均均方误差（MSE）。这个联合设计问题是非凸的，具有挑战性的解决，由于新考虑的实际缺陷。为了解决这个问题，我们首先分析了总平均MSE纳入上述系统的不完善的影响。然后，为了处理紧耦合的优化变量和非凸NP-硬约束，提出了一种基于交替优化（AO）框架的高效迭代算法，保证了算法的收敛性，其中每个子问题通过利用优化最小化（MM）技术得到一个封闭形式的最优解.此外，通过利用单位模约束的特殊结构，我们提出了一种改进的黎曼梯度上升（RGA）算法的离散RIS相移优化。此外，在视距信道条件下验证了该算法的最优性，并揭示了在高信噪比（SNR）条件下，由于硬件和信道状态信息的不完善而引起的不可约的均方误差地板效应.数值结果表明，我们所提出的算法的MSE性能优于所采用的基准计划，并表明，增加RIS元素的数量并不总是有益的上述系统的缺陷。
2023-03-22 cs.IT eess.SP math.IT
The MIMO Wireless Switch: Relaying Can Increase the Multiplexing Gain
本文考虑了一个干扰网络组成的K个半双工单天线对的用户谁希望建立一个多输入多输出（MIMO）半双工中继节点的帮助下，双向通信。该信道被称为“MIMO无线交换机”，因为为了简单起见，我们的模型假设每对的两个端节点之间没有直接链路，这意味着所有通信必须通过中继节点（即，MIMO开关）。假设一个延迟有限的情况下，在高信噪比（SNR）制度的基本限制进行了分析，使用分集复用权衡（DMT）框架。我们的研究结果揭示了最优传输方案的结构和中继节点在两种不同情况下提供的增益，即互惠和非互惠信道（中继和最终用户之间）。特别是，中继节点的存在，配备了足够数量的天线，示出增加的复用增益，与传统的完全连接的K对干扰信道相比。据我们所知，这是第一个已知的例子，其中添加一个中继节点的结果，在扩大的前对数因子的和速率。此外，对于互易信道的情况下，它表明，当中继的天线数至少等于所有用户的天线的总和，静态时间分配的解码和转发（DF）型方案是最优的。另一方面，在非互易场景中，我们建立了动态解码和转发在某些相关场景中的最优性。
2009-01-16 cs.IT math.IT
Beyond Diagonal RIS in Multiuser MIMO: Graph Theoretic Modeling and Optimal Architectures with Low Complexity
针对多用户MIMO中BD-RIS架构设计问题，通过图论建模确定了一类达到全连接性能但复杂度仅为O(ND)的最优架构，并提出了两种新型低复杂度实现。
2025-09-10 cs.IT eess.SP math.IT
