Transmit Power Policy and Ergodic Multicast Rate Analysis of Cognitive Radio Networks in Generalized Fading
本文确定了认知无线电网络中主用户中断约束下的点对多点通信的最优次用户功率分配和遍历组播速率。利用极值理论（EVT）的工具，首先证明了独立同分布（i.i.d.）信干比（SIR）随机变量（RV）是威布尔分布，当用户信号和干扰信号经历独立和非同分布（i.n.i.d.）$κ-μ$阴影衰落。此外，实际的最小分布的威布尔分布的收敛速度。然后，该限制分布用于确定在广义衰落场景中在主网络处受到中断约束的认知无线电网络中的次网络的最优发射功率。此外，渐进遍历多播速率的次用户进行了分析，不同的信道衰落参数。
2019-10-27 cs.IT math.IT
Sum-Capacity of Ergodic Fading Interference and Compound Multiaccess Channels
研究了两发送两接收衰落高斯干扰信道（IFC）和复合多址信道（C-MAC）下的资源分配问题。IFC中的中继器与它们自己的接收器通信（单播），而C-MAC中的中继器与两个接收器通信（多播）。假设该网络中每个发射-接收对之间的瞬时衰落状态在所有发射机和接收机处都是已知的。在每个源的平均功率约束下，C-MAC的总容量和实现该容量的功率策略。强遍历IFC和非常强遍历IFC类的定义条件和组播和容量是紧的两个类。
2008-04-30 cs.IT math.IT
Portfolio Growth Rate and Ergodic Capacity of Fading Channels
建立了对数最优组合增长率与衰落单输入多输出（SIMO）信道容量之间的关系。利用这种关系，股票向量随机过程模型的投资环境随机排序使用不同的标准。边信息（SI）的存在被认为是由于SI的增长率的增益上的一个界，推导出随着数据处理不等式和凸性质。SI的有用性，不需要计算的最优投资组合向量的存在下，SI的统计测试介绍和它的几个变种进行了讨论。
2021-05-05 cs.IT math.IT
Unified Analytical Modeling of the Error Rates and the Ergodic Channel Capacity in $η$-$μ$ Generalized Fading Channels with Integer $μ$ and Maximal Ratio Combining Receiver
在本文中，我们介绍了一种新的性能分析的$η$ - $μ$广义无线衰落信道的$μ$衰落参数的整数值，即偶数个多径簇。该衰落模型包括作为特殊情况的其他衰落模型，例如Nakagami-m、Hoyt和Rayleigh。我们得到了新的统一的和通用的简单的封闭形式的平均出错率和遍历信道容量在加性白广义高斯噪声（AWGGN），其中包括加性高斯，伽玛，拉普拉斯，和脉冲噪声作为特殊情况下的表达式。接收机被假定为一个L-分支的最大比合并器，我们研究了具有更多部署的接收机天线的效果。数值评估以及无线技术文献的结果验证了所研究的测试情况下的通用性和准确性的统一表达式。
2017-03-11 cs.IT math.IT
Impact of System Correlation Matrix Bordering on the MU-MIMO Ergodic Sum-Rate Capacity in the Presence of the Multipath Fading Channel
利用带状相关模型分析了多用户大规模多输入多输出系统的容量分析问题。所提出的研究影响的分析统计描述的遍历和速率容量的系统功能在多径衰落信道的存在下，复杂的传输系数的复杂Nakagami-m统计的封闭形式的表达式。推导的表达式进行了数值验证，并表现出良好的对应性与模拟。研究表明，系统的相关矩阵（当考虑指数模型的情况下），可以接壤的五对角结构，而不会引入任何差异的和速率容量。
2022-04-01 cs.IT math.IT
Ergodic Capacity of Discrete- and Continuous-Time, Frequency-Selective Rayleigh Fading Channels with Correlated Scattering
研究了相关散射下频率选择性瑞利衰落信道的各态历经容量，并将其应用于超宽带领域。在平均功率约束下，我们考虑单用户，单天线传输。假设相干接收在接收器处具有全CSI并且在发射器处没有CSI。我们区分连续和离散时间信道，建模为随机过程或随机向量与通用协方差。作为一个实际相关的例子，我们详细研究了指数衰减的Ornstein-Uhlenbeck过程。最后，我们给出了数值结果，讨论了连续时间和离散时间信道模型之间的关系，并显示相关散射的显着影响。
2008-01-03 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
Ergodic Capacity Analysis of Wireless Powered AF Relaying Systems over $α$-$μ$ Fading Channels
在本文中，我们考虑了两跳放大转发（AF）中继系统，其中中继节点是能量受限的，并从源节点收获能量。在文献中，有三种主要的能量收集（EH）协议，即时间切换中继（TSR），功率分配（PS）中继（PSR）和理想中继接收机（IRR）。与现有的研究不同，本文考虑了$α$ - $μ$衰落信道。在这方面，我们推导出准确的统一解析表达式的遍历能力，上述协议在独立的，但不相同的分布（i.n.i.d）$α$ - $μ$衰落信道。研究了$α$ - $μ$模型的三种特殊情况，即瑞利衰落信道、Nakagami-mandWeibull衰落信道。我们的分析是通过数值和模拟结果进行验证。结果表明，找到最佳值的PS因子的PSR协议和EH时间分数的TSR协议是实现最佳网络性能的关键一步。
2017-12-13 cs.IT math.IT
The Capacity Region of the Wireless Ergodic Fading Interference Channel with Partial CSIT to Within One Bit
基本容量限制的两个用户的无线遍历衰落IC与部分信道状态信息在发射机（CSIT），其中每个发射机配备了一个任意的确定性函数的信道状态（这个模型产生一个完全控制有多少状态信息是可用的）。在衰落网络的分析中，特别是包括衰落IC的多接收器网络，主要挑战之一是获得有效的容量外边界。本文针对两用户遍历衰落信道建立了一个新的容量外界。为此目的，通过广播信道技术（即，利用Csiszar-Korner恒等式对向量随机变量组成的互信息函数进行操作）和基因辅助技术，首先导出了由包含辅助随机变量的互信息函数表征的单字母外界。然后，通过新的论点，导出的界限优化其辅助工具，仅使用熵功率不等式。除了被很好地描述，我们的外边界是有效的，从几个方面。具体地说，它是最佳的衰落IC均匀强干扰。此外，它是均匀混合干扰的信道的速率和最优的。更重要的是，它被证明，当每个发射机有机会获得任何数量的CSIT，其中包括其非对应的接收机的干扰噪声比，外部边界的差异不超过一个比特从可实现的速率区域由Han-Kobayashi计划。这个结果被视为一个自然的概括的ETW内的一个比特的容量结果的静态信道的无线遍历衰落的情况。
2013-02-14 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
The Ergodic Capacity of Phase-Fading Interference Networks
我们确定了等强度干扰链路作为$K$用户相位衰落干扰网络的遍历和容量的瓶颈的作用，即，一种干扰网络，其中衰落过程主要限于独立和均匀的相位变化，而信道幅度在时间上保持固定。它示出，即使有$K(K-1)$交叉链路，只有约$K/2$不相交和相等强度的干扰链路足以确定网络的容量，而不管其余的交叉信道的强度。此方案称为\emph{minimal bottleneck state}。结果表明，遍历干扰对齐是容量最优的网络在一个最小的瓶颈状态。结果适用于大型网络。结果表明，大型网络接近瓶颈状态的概率很高，所以遍历干扰对齐是接近最优的大型网络。瓶颈状态的概念的局限性也突出了通道的相位和幅度随时间变化。通过一个例子表明，对于这些信道，跨不同瓶颈状态的联合编码使得规避容量瓶颈成为可能。
2012-03-10 cs.IT math.IT
Ergodic Capacity of Composite Fading Channels in Cognitive Radios with the Product of $κ$-$μ$ and $α$-$μ$ Variates
在这项研究中，两个独立和非同分布（i.n.i.d.）考虑了\k{appa} -μ衰落分布和α-μ衰落分布的随机变量（RV）。RV乘积模型方法在级联衰落信道、多输入多输出（MIMO）系统、雷达通信和认知无线电网络（CR）等通信领域有着广泛的应用。两个独立同分布函数乘积的正合级数表达式。为了解决RVs产品中的Fox H函数在Mathematica和Maple等常用数学软件中无法实现的问题，推导了适用于\k{appa} -μ变量的RVs X和适用于α-μ变量的RVs Y。推导了新模型的概率密度函数（PDF）和累积分布函数（CDF）的精确闭式表达式，给出了乘积模型和广义复合多径阴影模型的级数表达式。在此基础上，给出了在恒定发射功率（ORA）条件下最优速率自适应下各态历经信道容量（ECC）的精确表达式。最后，这些分析结果证实了与蒙特卡洛模拟评估广义复合阴影衰落的情况下，CR的频谱效率。
2017-12-29 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
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
Lattice Coding and Decoding for Multiple-Antenna Ergodic Fading Channels
针对各态历经衰落，提出了一种格型编解码策略，并在单输入单输出（SISO）和多输入多输出（MIMO）点对点信道以及多址接入信道（MAC）下分析了其性能，信道状态信息仅在接收端可用（CSIR）。在解码器提出了一种新的策略，包括一个随时间变化的均衡矩阵，其次是决策区域，只依赖于信道统计，而不是个人的实现。我们的编码器有一个类似的结构，埃雷兹和扎米尔。对于SISO信道，在宽范围的衰落分布下，容量间隙由常数限定。对于瑞利衰落下的MIMO信道，所实现的速率在与容量的间隙内，该间隙不依赖于信噪比（SNR），并且随着接收天线的数量而减小。分析扩展到K-用户MAC，类似的结果。在将CSIR的使用限制于均衡器的同时实现小的容量间隙突出了高效解码器实现的范围，因为决策区域是固定的，即，独立于信道实现。
2017-02-26 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
Ergodic Sum Capacity of Macrodiversity MIMO Systems in Flat Rayleigh Fading
基站（BS）合作的前景，导致联合合并在相距甚远的天线已经导致了越来越多的兴趣，在宏分集系统，其中源和接收天线都是地理分布。在这种情况下，关于信道容量的分析知之甚少，因为信道矩阵具有非常一般的形式，其中每个路径可以具有不同的功率。因此，在本文中，我们考虑的遍历和容量的宏分集MIMO系统与任意数量的源和接收天线工作在瑞利衰落信道。对于这个系统，我们计算精确的遍历能力的两个源系统和一般系统的紧凑近似，这是非常准确的情况下，在很宽的范围内。最后，我们开发了一个高度简化的上限，导致洞察能力和渠道权力之间的关系。通过Monte Carlo模拟验证了结果，并研究了各种信道功率分布对容量的影响
2012-09-20 cs.IT math.IT
The Role of Large-Scale Fading in Uplink Massive MIMO Systems
在这封信中，我们分析了一个大的上行链路多用户多输入多输出（MU-MIMO）系统在广义$K$衰落信道的遍历容量。在所考虑的情况下，多个用户将其信息发送到配备有大量天线的基站。由于大规模MIMO系统中快衰落的影响逐渐消失，大规模衰落成为影响大规模MIMO系统遍历容量的最主要因素。关于这一事实，在我们的工作中，我们集中我们的注意力在大规模MIMO系统的大规模衰落的影响。具体地说，一些有趣的和新颖的遍历容量的下界已经得到了完美的信道状态信息（CSI）和不完美的CSI。仿真结果评估这些解析表达式的准确性。
2014-06-12 cs.IT math.IT
Irregular Turbo Codes in Block-Fading Channels
研究了非遍历块衰落信道下的非规则二进制Turbo码。我们首先提出了一个扩展的信道复用器最初设计的定期涡轮码。然后，我们表明，使用这些复用器，不规则的Turbo码，表现出一个小的解码阈值遍历高斯噪声信道上执行非常接近的中断概率块衰落信道，从密度演化和有限长度的角度来看。
2010-06-03 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
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
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
Outage-based ergodic link adaptation for fading channels with delayed CSIT
链路自适应技术是一种根据信道变化动态调整传输数据率的技术，通常用于处理无线信道的时变特性。然而，当由于反馈延迟而使发送器处的信道状态信息（CSIT）延迟超过信道相干时间时，如果不考虑该延迟，则链路自适应的效果可能被带走。处理这种延迟的一种方法是在给定可用观测的情况下预测当前信道质量，但这将不可避免地导致预测误差。本文提出了一种不同视角的算法。通过使用当前信道给定观测的条件cdf，可以计算传输速率$R$的每个值的中断概率。通过假设传输出错率（BLER）由中断概率决定，也可以计算出期望吞吐量，并确定$R$使其最大化.在信道具有遍历性的情况下，该方案被设计为最优方案，并在一定的瑞利衰落信道模型下显示出明显优于传统方案的性能.
2012-09-27 cs.IT math.IT
Secrecy Capacity over Correlated Ergodic Fading Channel
研究了主信道与窃听者信道相关的各态历经衰落窃听信道的保密容量。在这项研究中，完整的信道状态信息（CSI）的假设，因此，发射机知道的信道增益的合法接收机和窃听。通过分析所得的保密容量，我们量化的损失的保密容量由于相关性。此外，我们还研究了当信噪比（SNR）趋于无穷大时保密容量的渐近行为。普通衰落信道的容量随信噪比的增加而增加。相反，保密容量收敛到一个极限，该极限可以是衰落窃听信道上保密容量的上界。我们找到了一个封闭形式的上限相关瑞利窃听信道，其中也包括独立的情况下，作为一个特殊的。我们的工作表明，上界仅由两个信道参数确定;相关系数和主窃听信道增益的比率，分别称为PCC和CGR。通过分析信道参数对保密容量的影响，得出结论：过大的信号功率对保密容量没有任何好处，在低CGR体制下，相关性带来的损失尤为严重。
2008-09-30 cs.IT math.IT
Optimal Power Control over Fading Cognitive Radio Channels by Exploiting Primary User CSI
本文研究了频谱共享认知无线电网络，其中一个次级用户（SU）或认知无线电链路与一个现有的主用户（PU）链路在同一频带上同时通信。假设SU发送器在从SU发送器到PU和SU接收器的衰落信道上具有完美的信道状态信息（CSI）（如文献中通常假设的），以及在从PU发送器到PU接收器的衰落信道上具有完美的CSI（一个新的假设）。通过增加PU CSI，我们研究了SU在不同衰落状态下的最优功率控制，以最大化SU的遍历容量，并提出了一种新的保护PU传输的约束条件，该约束条件限制了SU传输导致的PU的最大遍历容量损失。结果表明，建议SU功率控制策略优于传统的政策的约束下，在PU接收机的最大可容忍的干扰功率/interperferecne温度，在可实现的遍历能力的PU和SU。
2009-02-17 cs.IT math.IT
Dispersion Analysis of Infinite Constellations in Ergodic Fading Channels
本论文研究衰落信道中的无限星座，在接收端没有功率约束，且信道状态信息完全可用的情况下。无限星座是Poltyrev提出的用于分析编码调制码的框架。Poltyrev的容量是每单位体积的码字的最高可实现的归一化对数密度（NLD），在可能的大块长度下，其保证了消失的错误概率。对于给定的有限块长度和固定的错误概率，在最高可实现的NLD和Poltyrev的容量之间存在差距。色散分析渐近量化这一差距。本文首先分析了标量衰落信道中无限星座的色散特性。随后，我们将分析扩展到多输入多输出衰落信道的情况。在其他信道中，我们表明，最高可实现的NLD和Poltyrev的容量之间的差距，渐近消失的块长度的信道色散的平方根，乘以允许的错误概率的逆Q函数。此外，Poltyrev的容量和信道色散的精确条款，推导出的论文。文中还讨论了在功率受限的衰落信道中，与幅度和功率受限的衰落信道的关系，特别是与容量、信道色散和差错指数的关系。这些关系表明，在典型的情况下，无约束模型可以被解释为约束模型的极限，当信噪比趋于无穷大。
2015-09-05 cs.IT math.IT
Gaussian Fading Is the Worst Fading
研究了具有记忆的峰值功率受限、单天线、非相干、平坦衰落信道的容量。重点是容量预日志，即，在信道容量与信噪比（SNR）的对数的限制比上，因为SNR趋于无穷大。结果表明，在给定谱分布函数的平稳遍历衰落过程中，高斯过程产生的前对数最小，且其规律在零点处没有质量点。假设衰落过程的定律在零处没有质量点是必要的，因为存在平稳和遍历衰落过程，其定律在零处有质量点，并且产生比等谱分布函数的高斯过程更小的前对数。我们的结果扩展到多输入单输出衰落信道的记忆。
2009-02-19 cs.IT math.IT
On the Ergodic Secrecy Capacity of Reconfigurable Intelligent Surface Aided Wireless Systems Under Mixture Gamma Fading
本文提出了一种量化评估的物理层安全能力的可重构智能表面（RIS）辅助无线系统下窃听。具体来说，我们推导出一个封闭形式的表达式遍历保密容量（ESC），是适应不同类型的衰落和RIS大小。假设发射机（TX）和RIS，RIS和合法接收机以及TX和窃听者之间的信道遵循独立的混合伽马（MG）分布。请注意，MG能够建模各种各样的众所周知的分布，包括高斯分布，瑞利分布，Nakagami-m分布，莱斯分布等。结果表明，随着RIS规模的增加，虽然合法链路的分集阶数增加，ESC增益下降。
2023-01-19 cs.IT eess.SP math.IT
Worst-Case Expected-Capacity Loss of Slow-Fading Channels
对于块衰落信道上的延迟受限通信，遍历容量与有限数目的相干块上的编码的最大可实现的期望速率之间的差表示由延迟约束引起的惩罚的基本度量。本文引入了最坏情况期望容量损失的概念。针对慢衰落情况（一个块延迟），精确地描述了点对点衰落信道的最坏情况的加性和乘性期望容量损失。扩展到写在衰落纸上的问题也被认为是，在一个块延迟的遍历容量和添加剂的预期容量损失的特点是在一个比特内每个信道的使用。
2013-01-24 cs.IT math.IT
Closed-Form Expressions of Ergodic Capacity and MMSE Achievable Sum Rate for MIMO Jacobi and Rayleigh Fading Channels
多模/多芯光纤有望提供一种有吸引力的解决方案来克服当前光通信系统的容量限制。在模式/芯之间存在高串扰的情况下，输入/输出传输矩阵的平方奇异值遵循随机矩阵的雅可比系综的定律。假设信道状态信息仅在接收端可用，我们推导出MIMO雅可比衰落信道的遍历容量的新表达式。这个表达式涉及二重积分，可以很容易和有效地评估。此外，在推导该表达式时所使用的方法并不诉诸于随机矩阵模型的经典的一点相关函数。利用Jacobi多项式和Laguerre多项式之间的极限转换，我们推导出了MIMO瑞利衰落信道的遍历容量的类似公式。此外，我们推导出一个新的精确的封闭形式的表达式MIMO雅可比和瑞利衰落信道采用线性最小均方误差（MMSE）接收机的可达和速率。分析结果进行了比较，通过Monte Carlo模拟得到的结果和文献中的相关结果，这表明完美的协议。
2020-06-10 cs.IT math.IT math.PR
Hardware Impairments Aware Full-Duplex NOMA Networks Over Rician Fading Channels
研究了莱斯衰落信道下的一种协作全双工非正交多址接入方案。实际上，考虑收发器处的不完美连续干扰消除（ipSIC）和残余硬件损伤（RHI）。为了评估所考虑的系统的性能，所考虑的系统的中断概率（OP）和遍历率（ER）的解析近似表达式的推导，并探讨了渐近性能。仿真结果表明，与半双工（HD）模式相比，FD合作NOMA可以提高系统的遍历和速率（ESR）。
2020-04-24 cs.IT math.IT
Dynamic Power Splitting for SWIPT with Nonlinear Energy Harvesting in Ergodic Fading Channel
研究了在各态历经衰落信道中无线信息功率同步传输的动态功率分配问题。考虑到实际能量收集电路的非线性，我们采用了现实的非线性能量收集（EH）模型，而不是理想的线性EH模型。为了刻画最优的速率-能量（RE）权衡，我们考虑了最大化R-E区域的问题，这是非凸的。我们解决了两种不同情况下的信道状态信息（CSI）的这个具有挑战性的问题：（i）当CSI是已知的，只有在接收机（CSIR的情况下）和（ii）当CSI是已知的发射机和接收机（CSI的情况下）。对于这两种情况，我们提出了相应的最优动态功率分配方案。为了解决复杂性问题，我们还提出了次优方案具有低复杂性。比较所提出的计划，现有的计划，我们提供了各种有用的和有趣的见解动态功率分裂的非线性EH。此外，我们将分析扩展到发射机处的部分CSI和所收获的能量最大化的场景。数值结果表明，所提出的计划显着优于现有的计划，所提出的次优计划的工作非常接近最优计划，在一个更低的复杂性。
2018-08-27 cs.IT 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
Almost universal codes for fading wiretap channels
我们考虑了一个衰落窃听信道模型，其中发送方只有统计信道状态信息，而合法的接收方和窃听方都有完善的信道状态信息。我们提出了一个序列的非随机格码，实现强保密性和语义安全遍历衰落信道。该构造几乎是通用的，因为它在高斯和遍历衰落模型上实现了相同的恒定间隙的保密容量。
2016-01-11 cs.IT math.IT math.NT
Maximizing Ergodic Throughput in Wireless Powered Communication Networks
本文研究了平坦衰落信道下的单天线无线供电通信网络（WPCN）。我们表明，通过使用我们的概率收获传输（PHAT）的策略，这需要的瞬时全信道状态信息（CSI）和衰落概率分布的知识，该系统的遍历吞吐量可能会大大增加相对于所实现的收获然后发送（HTT）协议。为此，不是将每个帧划分为上行链路（UL）和下行链路（DL），而是基于估计的信道功率增益将信道分配给UL无线信息传输（WIT）和DL无线功率传输（WPT）。换句话说，基于衰落概率分布，我们将导出确定帧与DL WPT或UL WIT的关联的一些阈值。更具体地，如果信道增益低于或超过这些阈值，则信道将被分配给WPT或WIT。仿真结果验证了我们提出的方案的性能。
2018-07-15 cs.IT math.IT
Exact Outage Probability and Ergodic Capacity Analysis of NOMA in Rayleigh Fading Channels
Khalifa University（哈利法大学）
本文推导了NOMA在瑞利衰落信道中近用户精确outage概率和ergodic容量，通过考虑SIC后噪声和衰落的联合PDF，推导出闭合形式公式和单积分表达式，验证了传统模型在低至中等SNR下的误判。
2026-04-13 cs.IT math.IT
An Addendum to "How Good is PSK for Peak-Limited Fading Channels in the Low-SNR Regime?"
通过\cite{zhang07:it}中的递归训练方案，证明了$R_\mathrm{rt}$对于一般广义平稳和遍历瑞利衰落过程的可操作性。
2008-01-08 cs.IT math.IT
A Novel Ergodic Capacity Analysis of Diversity Combining and Multihop Transmission Systems over Generalized Composite Fading Channels
遍历容量是与以最高速率进行可靠通信相关联的重要性能度量，在该最高速率下，信息可以在信道上以可忽略的错误概率发送。在这个定义的阴影下，分集接收机（如选择合并，等增益合并和最大比合并）和传输技术（如级联衰落信道，放大和转发多跳传输）被部署在减轻各种性能损害的影响，如衰落和阴影在数字无线电通信链路。然而，遍历容量的精确分析通常并不总是可能的所有这些形式的分集接收机和传输技术在广义复合衰落环境中，由于它的数学上的棘手性。因此，在文献中，关于遍历容量的精确分析的已发表论文很少（即，只有[1]和[2]），当与关于平均符号错误概率的精确分析的那些比较时。此外，它们本质上是针对最大比合并分集接收机的遍历容量，并且不容易适用于其他分集合并器/传输技术的容量分析。在本文中，我们提出了一种新的矩生成函数为基础的方法，在广义复合衰落环境下的分集接收机和传输技术的精确遍历容量分析。因此，我们演示了如何同时对待所有形式的分集接收机和多跳传输技术的遍历容量分析。
2012-07-07 cs.IT math.IT math.PR
Almost universal codes achieving ergodic MIMO capacity within a constant gap
本文研究了在多天线块衰落信道中，当衰落块的个数趋于无穷大时，格形码的容量问题。提出了一种基于归一化最小行列式的划分代数多块空时码的设计准则，该准则与高斯信道下的Hermite不变量具有相似的作用。结果表明，该标准是足够的，以保证传输速率在一个恒定的差距从容量无论是慢衰落信道和遍历衰落信道。这种性能是在最大似然解码和朴素格解码下实现的。在独立同分布瑞利衰落的情况下，它也表明，错误概率指数快速消失。与文献中采用随机格系综的标准方法不同，本文的存在性结果是从数论中得到的。首先，差距的能力取决于所选择的划分代数的判别式，然后类域理论应用于建立家庭的代数与小判别式。在建设中的关键因素是选择一个序列的司代数的中心是数域与小根判别式。
2015-07-27 cs.IT math.IT math.NT
Capacity Enhanced Cooperative D2D Systems over Rayleigh Fading Channels with NOMA
研究了具有非正交多址接入（NOMA）的协作设备到设备（D2 D）系统。我们假设基站（BS）可以同时与所有用户进行通信，以满足完整的信息传输。为了表征弱信道和不同译码方案的影响，分别提出了两种译码策略：\emph{single signal decoding scheme}和\emph{MRC decoding scheme}。对于\emph{single signal decoding scheme}，用户在从BS接收之后立即解码接收到的信号。同时，对于\emph{MRC decoding scheme}，代替解码，用户将保留接收直到相应的相位到来，并且用户通过采用最大比合并（MRC）来联合解码接收信号。考虑瑞利衰落信道，分析了D2 D-NOMA系统的各态历经和速率、中断概率和中断容量。此外，遍历SR的近似表达式也提供了一个可以忽略不计的性能损失。数值结果表明，提出的D2 D-NOMA方案的遍历SR和中断概率优于传统的NOMA方案。此外，它也揭示了系统性能，包括遍历SR和中断概率是有限的，无论是\emph{single signal decoding scheme}和传统的NOMA方案的不良信道条件。
2018-10-16 cs.IT math.IT
On the Minimum Differential Feedback for Time-Correlated MIMO Rayleigh Block-Fading Channels
在本文中，我们考虑了一般的多输入多输出（MIMO）系统的信道状态信息（CSI）反馈的时间相关的瑞利块衰落信道。具体来说，我们首先推导出的最小差分反馈速率的封闭形式的表达，以实现最大的Erdodic容量在存在信道估计误差和量化失真的接收机。在反馈信道传输速率受限的情况下，进一步研究了周期反馈系统中各态历经容量与微分反馈间隔的关系，通过理论分析发现存在一个最优微分反馈间隔，使得各态历经容量最大化.最后，通过仿真验证了分析结果在一个实际的周期微分反馈系统使用劳埃德的量化算法。
2011-11-30 cs.IT math.IT
Performance Analysis of SWIPT Relay Networks over Arbitrary Dependent Fading Channels
本文研究衰落信道相关性对双跳DF SWIPT中继网络性能的影响，利用Copula理论推导相关Nakagami-m信道下遍历容量和中断概率的闭式表达式，经仿真验证正相关链路可显著提升系统性能。
2023-05-06 cs.IT math.IT
Artificial Noisy MIMO Systems under Correlated Scattering Rayleigh Fading -- A Physical Layer Security Approach
现有的人工噪声（AN）安全系统的研究假设只有零空间被用来发送AN信号，所有的特征子信道应该被用来传输消息。我们先前的工作提出了一个AN方案，分配一些特征子信道来传输AN信号，以提高保密率。然而，我们以前的工作只考虑不相关的MIMO瑞利衰落信道。实际上，在实际的散射信道环境中，天线之间的相关性是存在的。在本文中，我们扩展我们以前的AN计划，空间相关的瑞利衰落信道在合法的接收器和窃听器侧，并推导出一个确切的理论表达式的遍历保密率的AN计划，以及近似分析。数值和仿真结果都表明，所提出的AN方案提供了一个更高的遍历保密率比现有的计划，揭示了一个事实，窃听者的天线之间的相关性可以潜在地提高MIMO系统的保密率。
2019-06-10 cs.IT math.IT
Gaussian Fading is the Worst Fading
研究了具有记忆的峰值功率受限、单天线、非相干、平坦衰落信道的容量。重点是容量预日志，即，在信道容量与信噪比（SNR）的对数的限制比上，因为SNR趋于无穷大。它表明，在所有平稳和遍历衰落过程中的一个给定的频谱分布函数的法律没有质量点在零，高斯过程产生最小的pre-log。
2008-04-14 cs.IT math.IT
Ergodic Secrecy Rate of Optimal Source-Destination Pair Selection in Frequency-Selective Fading
节点选择是一种简单的技术，以实现多样性，从而提高物理层的安全性，在未来的无线通信系统，需要低复杂度。高速数据传输经常遇到频率选择性衰落。在这种情况下，我们评估确切的封闭形式的表达式遍历保密率（ESR）的最佳源-目的地对选择方案与单载波循环前缀调制，其中的目的地和窃听信道都表现出独立的频率选择性衰落与任意数量的多径分量。还提供了在高SNR情况下的简化分析以及渐近分析。我们还推导并比较了次优源-目的地对选择方案的相应结果。我们表明，我们的分析产生相应的ESR结果在窄带独立Nakagami- $m$衰落信道与任何整数参数$m$。文中还讨论了发射机、目的地和窃听路径相关性对ESR的影响。我们的解决方案是通用的，可以用来找到更广泛的发射机选择方案的ESR。
2022-11-19 cs.IT cs.SY eess.SP
Capacity and Performance Analysis of RIS-Assisted Communication Over Rician Fading Channels
研究了可重构智能表面（RIS）辅助下毫米波通信系统的遍历容量和符号出错率两个性能指标。我们假设独立同分布（i.i.d.）用户-RIS-接入点（AP）之间的Rician衰落，RIS表面由无源反射元件组成。首先，我们推导出一个新的统一的封闭式公式的平均符号错误概率的广义M-QAM/M-PSK信号在此毫米波链路。然后，我们得到新的封闭形式的表达式遍历能力与不信道状态信息（CSI）在AP。
2021-11-08 cs.IT eess.SP math.IT
Performance of Hybrid-ARQ in Block-Fading Channels: A Fixed Outage Probability Analysis
本文研究了混合ARQ（自动重传请求）在瑞利块衰落信道中的性能。在快速衰落的情况下，其中发射机只具有信道统计的知识，并且与当代无线系统一致，进行速率自适应，使得目标中断概率（在最大数量的H-ARQ回合之后）被保持，分析长期平均传输速率。H-ARQ允许一旦解码可能就提前终止，并且因此是用于对瞬时信道质量进行速率适配的粗略且隐式的机制。虽然H-ARQ的速率不如遍历容量大，遍历容量是利用对瞬时信道条件的速率自适应可实现的，但是对于感兴趣的操作点，即使几轮H-ARQ也使得遍历容量的间隙相当小。此外，与不使用H-ARQ并且仅基于信道统计来适配速率的系统相比，使用H-ARQ的速率提供了显著的优点。
2009-09-17 cs.IT math.IT
On the Capacity of Joint Fading and Two-path Shadowing Channels
研究了衰落和双径阴影（JFTS）联合衰落/阴影信道中发射功率和调制速率自适应策略的不同最优和次优组合的各态历经和中断信道容量。假设在接收机和/或发射机处具有可忽略的反馈延迟的完美的信道侧信息（CSI），获得用于信道容量的解析易处理的表达式。此外，JFTS参数上的信道容量实现这些自适应传输技术的影响被确定。
2016-05-11 cs.IT math.IT
Fronthaul Compression and Precoding Design for C-RANs over Ergodic Fading Channel
本文研究了云无线接入网下行链路前传压缩和预编码的联合设计。在C-RAN中，中央单元（CU）为无线电单元（RU）的集群执行基带处理，RU通过低延迟前传链路从CU接收压缩基带样本。关于前传压缩和预编码的设计的大多数先前工作假设恒定信道和CU处的瞬时信道状态信息（CSI）。这项工作，相反，集中在一个更实际的情况下，块遍历信道，并考虑在CU的瞬时或随机CSI。此外，分析包括压缩后预编码（CAP）和压缩前预编码（CBP）计划。利用CAP方法（其是标准C-RAN解决方案），CU执行信道编码和预编码，然后CU压缩并在前传链路上将得到的基带信号转发到RU。相反，利用CBP方案，CU不执行预编码，而是将移动站（MS）的子集的信息消息与压缩的预编码矩阵一起单独转发到每个RU，然后RU执行预编码。提出了基于随机连续上限最小化方法的CAP和CBP前传压缩和预编码优化算法。通过数值计算结果，这两种策略的相对优点，无论是瞬时或随机CSI作为一个函数的系统参数，如前传容量和信道相干时间进行评估。
2014-12-21 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
NOMA-Based Cooperative Relaying with Receive Diversity in Nakagami-m Fading Channels
本文研究Nakagami-m衰落信道下多天线CRS-NOMA系统，推导遍历速率和中断概率闭式解，证明接收分集使其在低信噪比下优于OMA并实现满分集，同时给出最优功率分配方案。
2025-04-13 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
Secrecy Analysis of Random MIMO Wireless Networks over $α$-$μ$ Fading Channels
本文研究了随机MIMO无线网络在小尺度$α$ - $μ$衰落信道下的保密性能，其中合法接收者和窃听者均服从两个独立的齐次泊松点过程（HPPPs）分布.具体地说，会计的存在下，非合谋窃听，保密性能指标，包括连接中断概率（COP），概率非零保密容量（PNZ）和遍历保密容量，推导关于$k$ -th最近/最佳用户的情况。根据发射机和接收机之间的距离，从排序中提取用于第$k$最近用户的索引，而用于第$k$最佳用户的索引基于路径损耗和小尺度衰落的组合效应。特别是，概率密度函数（PDF）和累积分布函数（CDF）的复合信道增益，为$k$ -th最近的和最好的用户，其特征在于，分别。受益于这些结果，随后得到的COP，PNZ和遍历保密能力的封闭形式表示。此外，最佳顺序的用户的最大数量的限制也计算，对于一个给定的保密中断约束。最后，数值结果验证了我们推导的正确性。此外，还分析了衰落参数、路径损耗指数和密度比等因素的影响。
2018-10-01 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
