An Information-Theoretic Analysis of the Gaussian Multicast Channel with Interactive User Cooperation
我们考虑通过广播信道将公共消息从发送器传输到三个接收器，在这种情况下称为多播信道。允许所有接收机在全双工双向非正交协作链路上彼此协作。我们调查的信息理论上的传输速率的上限和下限。特别是，我们提出了一个三接收器完全交互式合作计划（3FC）的基础上叠加的CF和DF在接收器。在3FC方案中，接收器交互地同时执行压缩-前向（CF）以启动该方案，并且然后顺序地执行解码-前向（DF）以允许DF叠加的每一层与发射器合作朝向链中的下一个接收器的相关性，以提高可实现的速率。分析导致一个封闭的形式的表达式，允许数值计算，也给出了一些见解的关键点，设计交互式方案。在高斯情形下的数值结果表明，该方案优于现有的计划，并显示交互的好处。
2017-02-17 cs.IT math.IT
The degrees of freedom of MIMO networks with full-duplex receiver cooperation but no CSIT
研究了即使在各向同性衰落和发射端没有信道状态信息（或输出反馈）的情况下，多用户网络的自由度（DoF）是否可以得到增强的问题。为此，两个用户MIMO（多输入，多输出）的广播和干扰信道进行了研究，没有边信息，无论在发射机和接收机配备了全双工无线电。全双工特征允许接收器协作，因为每个接收器除了接收由发射器发送的信号之外，还可以同时将相同频带中的信号发送到另一接收器。与具有CSIT和全双工接收器的MIMO网络的情况不同，对于其DoF是已知的，示出了对于没有CSIT的MIMO网络，全双工接收器合作在甚至DoF区域被增强的程度上是有益的。实际上，对于由不同终端处的天线数量的某些关系定义的两用户MIMO广播和干扰信道的重要类别，建立精确的DoF区域。实现DoF最优性能的关键是新的反向协作干扰对齐方案。它们的最优性是通过对这些网络的某些基因辅助或增强版本的DoF分析来建立的。
2012-09-06 cs.IT math.IT
Cooperation Alignment for Distributed Interference Management
我们考虑一个合作的高斯干扰信道中，每个接收机必须解码其预期的消息本地，与合作的帮助下，无论是在接收机侧或在发射机侧。在接收机协作的情况下，接收机可以通过有限容量的回程链路来处理和共享信息。与以前考虑的各种分布式天线架构，其中处理完全以集中的方式进行，本文考虑的模型旨在捕捉分散处理的本质，允许更一般的“交互式”干扰管理策略。专注于三个用户的情况下，我们的特点之间的基本权衡可实现的通信速率和相应的回程合作率，在自由度（DoF）。令人惊讶的是，我们发现，每个用户的最佳通信合作权衡保持不变，当我们从两个用户到三个用户的干扰信道。在没有合作的情况下，这是由于干扰对齐，这保持了浪费在干扰上的通信维度的比例不变。当回程合作是可用的，我们开发了一个新的想法，我们称之为合作对齐，这保证了平均（每用户）回程负载保持不变，因为我们增加了用户的数量。在发射机协作的情况下，发射机可以通过回程上的交互式协议来形成它们的联合预编码信号。在这种情况下，我们表明，可实现的通信速率和相应的回程合作率在三个用户的情况下的最佳（每用户）之间的权衡是相同的接收机合作。
2015-10-05 cs.IT math.IT
On Cooperation in Multi-Terminal Computation and Rate Distortion
接收器想要计算由两个发射器分别观察的两个相关源的函数。在两个发射机与接收机通信之前，发射机之一可以在协作阶段向另一发射机发送可能的私有消息。对于这种网络配置，本文研究了函数计算设置，其中接收器想要精确地计算源的给定函数，以及率失真设置，其中接收器想要在一些失真内计算给定函数。对于函数计算设置，一般的内部约束的速率区域的建立和示出的是紧在一些情况下：部分可逆的功能，发射机之间的充分合作，一轮点对点通信，两轮点对点通信，和级联设置的发射机和接收机对齐。特别是，它示出了没有合作的传输比特的总数和与合作的传输比特的总数的比率可以是任意大的。此外，一个比特的合作足以任意减少两个发射机需要传达给接收机的信息量。对于率失真的版本，表现出的速率区域的内界总是包括，有时严格，凸包的Kaspi-Berger的相关内界。通过两个例子说明了严格包含。
2015-04-07 cs.IT math.IT
Capacity Bounds of Half-Duplex Gaussian Cooperative Interference Channel
本文研究了两用户高斯干扰信道下的半双工协作通信方案。我们开发的情况下，当系统允许发射机或接收机合作的可实现的区域和外边界。我们表明，通过使用我们的发射机合作计划，有显着的容量改善相比，以前的结果，特别是当合作链路是强的。此外，如果合作信道增益是无穷大，我们的发射机和接收机的合作率达到各自的外边界。它还表明，发射机合作提供更大的可实现的区域比接收机合作在相同的信道和功率条件下。
2009-01-17 cs.IT math.IT
Signal-Aligned Network Coding in K-User MIMO Interference Channels with Limited Receiver Cooperation
本文提出了一种适用于K用户时变多输入多输出（MIMO）干扰信道和有限接收机协作的信号对齐网络编码（SNC）方案。我们假设，接收器连接到一个中央处理器，通过有线合作链接与个人有限的能力。我们的SNC方案确定了发射机的预编码矩阵，使得发射的信号在每个接收机处对齐。然后，通过物理层网络编码，将对齐的信号解码为消息的无噪声整数组合，也称为网络编码消息。我们的方案的关键思想是确保独立的整数组合的消息可以在接收器解码。因此，中央处理器可以通过求解线性无关方程来恢复发射机的原始消息。我们证明了我们的SNC方案实现了充分的自由度（DoF），利用信号对齐和物理层网络编码。仿真结果表明，我们的SNC方案优于计算和转发方案在有限的SNR制度的两个用户和三个用户的情况下。我们的SNC方案的性能改善主要来自于有效利用信号子空间，用于将消息的独立线性方程传递到中央处理器。
2018-10-22 cs.IT math.IT
Distributed Iterative Processing for Interference Channels with Receiver Cooperation
我们提出了一个框架的推导和评估分布式迭代算法的接收机合作在干扰有限的无线系统。我们的方法将接收器内的处理和接收器之间的协作视为整个系统的概率模型中的推理问题的解决方案。概率模型被公式化以明确地并入接收器共享预定义类型的信息的能力。我们采用了最近提出的统一的消息传递工具来推断的概率模型的因素图表示感兴趣的变量。接收者之间的信息交换以沿着因子图的某些特定边缘传递消息的形式出现;更新和传递这些消息的速率决定了与合作相关的通信开销。仿真结果表明，该算法的高性能，即使与接收机之间的消息交换的数量少。
2012-04-17 cs.IT math.IT stat.ML
Interference-Cooperation in Multi-User/Multi-Operator Receivers
在用户属于不同运营商的多用户场景中，任何干扰减轻方法都不可避免地需要服务提供商之间的某种程度的合作。在本文中，我们提出了一种合作策略的基础上，运营商之间的相互干扰的交流，而不是解码数据，让每个运营商恢复一个增强的分集度，无论是信道估计和多用户检测。在多个运营商共享同一电缆绑定器的xDSL场景中，干扰协作（IC）方法优于数据交换方法，并且在一定程度上保留了用户的隐私，因为可以定制信号以防止每个运营商从其他运营商推断用户的参数（信道和数据）。IC方法基于期望最大化估计，该估计被成形为考虑在多用户信道估计和多用户检测的两个步骤期间每个运营商可以与其他运营商交换的信息的程度。IC的收敛被保证为几次迭代，并且它不依赖于干扰的结构。IC性能达到了集中式接收机的性能（即，收集来自所有用户/运营商的所有接收信号的一个融合中心），当在严重干扰的多用户信道中时，例如在分配超过50- 100 MHz频谱的双绞线通信中时，会有一些损耗。
2015-07-28 cs.IT math.IT
Complete Interference Mitigation Through Receiver-Caching in Wyner's Networks
我们提出了上界和下界上的每用户复用增益（MG）的Wyner的循环软切换模型和Wyner的循环全模型与认知发射机和接收机的高速缓存。对于软切换模型中具有前日志$μ\geq 2/3D$的高速缓冲存储器和对于完全模型中的$μ\geq D$，边界是严格的，其中$D$表示可能需要的文件的数量。在这些情况下，两个模型的每用户MG是$1+μ/D$，与在接收器处具有高速缓存的非干扰点对点链路相同。因此，大的接收器高速缓存存储器允许完全减轻这些网络中的干扰。
2016-05-12 cs.IT math.IT
Degrees of Freedom of the MIMO Interference Channel with Cooperation and Cognition
在本文中，我们探讨的好处，在总（和速率）自由度（DOF）的意义上，合作和认知信息共享的两个用户多输入多输出（MIMO）高斯干扰信道与$M_1$，$M_2$天线在发射机和$N_1$，$N_2$天线在接收机。对于协作的情况（包括仅在发射机处的协作、仅在接收机处的协作、以及在发射机以及接收机处的协作），DOF是$\min \{M_1+M_2, N_1+N_2, \max(M_1, N_2)), \max(M_2, N_1)\}$，其与没有协作的信道的DOF相同。对于认知消息共享的情况，DOF是$\min \{M_1+M_2, N_1+N_2, (1-1_{T2})((1-1_{R2}) \max(M_1, N_2) + 1_{R2} (M_1+N_2)), (1-1_{T1})((1-1_{R1}) \max(M_2, N_1) + 1_{R1} (M_2+N_1)) \}$，其中当发射机$i$是（不是）认知发射机时，DOF是$1_{Ti} = 1$ $(0)$，并且以相同的方式定义$1_{Ri}$。我们的研究结果表明，虽然这两种技术可能会增加MIMO干扰信道的总速率容量，只有认知消息共享可以增加自由度。我们还发现，它可能是更有益的用户有一个认知发射器比有一个认知接收器。
2008-03-12 cs.IT math.IT
Gaussian Broadcast Channels with an Orthogonal and Bidirectional Cooperation Link
本文考虑了一个系统，其中一个发射机广播一个单一的公共消息，两个接收机链接的双向合作信道，这是假设是正交的下行链路信道。假设一个简化的设置，特别是，标量中继协议的使用和信道编码不利用，我们要提供的几个问题的实际利益的响应元素。以下是主要的潜在问题：1。在接收机处重新组合信号的方式; 2.最佳合作轮数; 3.合作的方式（对称或不对称;在后一种情况下，哪个接收器应该开始合作）; 4.频谱资源的影响。这些问题被认为是通过研究假设系统的性能，通过分析结果时，他们是可推导的，并通过仿真结果。对于我们所做的特定选择，结果有时并不与所研究的信道的离散对应物的结果一致。
2010-11-20 cs.IT math.IT
Turbo Receiver Design for Phase Noise Mitigation in OFDM Systems
本文研究了OFDM系统中的相位噪声问题。相位噪声（PHN）是由本地振荡器的非理想性导致的收发器损害。我们提出了一种情况下，设计一个涡轮接收机的相位噪声损坏的系统，通过仔细研究的共同相位误差（CPE）的影响。使用一个近似的概率框架称为变分推理（VI），我们开发了一个软输入软输出（SISO）算法，产生后验比特级软估计，同时考虑到相位噪声的影响。该算法还提供了相位噪声序列的估计。使用该SISO算法，通过在SISO检测器和使用软解码算法的外部前向纠错（FEC）解码器之间传递软信息来设计turbo接收机。结果表明，涡轮接收机达到接近最佳性能。
2010-01-13 cs.IT math.IT
Topological Interference Management: Linear Cooperation is not useful for Wyner's Networks
在这项工作中，我们研究了无线网络中的合作传输的价值，如果没有信道状态信息是在发射机（无CSIT）。我们的重点是大型本地连接的网络，其中每个发送器连接到具有相同索引的接收器以及L个后续接收器。L=1和L=2的情况分别代表Wyner的非对称和对称网络模型。所考虑的速率准则是每用户自由度（puDoF），因为发射器-接收器对的数量趋于无穷大。对于L=1的情况下，在以前的工作中，线性合作方案不增加puDoF值，并且最优方案依赖于将每个消息分配给单个发射机并使用正交接入（TDMA）。在这里，我们将这一结论推广到L=2的情况下，通过证明TDMA在这种情况下的最优性。最后，我们讨论是否增加L的值可以从自由度的角度为线性合作计划创造价值。
2017-02-06 cs.IT math.IT
Asymmetric Transmitter Cooperation in Multiuser Wireless Networks: Achievable Rate Regions
在这项工作中，我们得出可实现的速率区域的三用户干扰信道与非对称发射机的合作和各种解码能力的接收机。三用户信道促进了发射机之间的消息共享的不同方式。我们介绍了两种自然的方式扩展单向消息共享的概念，从两个用户到三个用户-（i）累积的消息共享和（ii）主要的消息共享。此外，我们定义了几个认知干扰信道的解码能力的基础上的接收机。我们采用的编码技术，这是一个组合的叠加和Gel'fand-Pinsker编码技术，推导出一个可实现的速率区域的每个认知干扰信道。仿真结果，通过考虑高斯信道的情况下，使本文考虑的两个消息共享方案的视觉比较。它还提供了有用的见解的影响，在发射机的消息分裂和解码能力的接收机上的可实现的速率。
2011-02-22 cs.IT math.IT
Outer Bounds on the Secrecy Capacity Region of the 2-user Z Interference Channel With Unidirectional Transmitter Cooperation
本文推导了发射机之间速率受限单向协作的2用户Z干扰信道（Z-IC）的保密容量域的外界。首先，在线性确定性环境下研究了该模型。秘密容量区域上的外部边界的推导涉及要提供给接收器的边信息的仔细选择以及以明智的方式在接收器处使用秘密约束。为此，提出了一种新的划分的编码的消息和输出的确定性模型的基础上的干扰和信号的强度。所得到的外边界是紧的，使用可实现的计划，作者在以前的工作。利用从确定性模型中得到的见解，得到了2用户高斯Z-IC的保密容量区域的外界。两个模型的外边界之间的等价性也被建立。它还表明，在接收端的保密约束不伤害2用户Z-IC的弱/中等干扰制度的确定性模型的容量区域。另一方面，高斯情况下开发的外部边界表明，在接收机的保密约束可以减少弱/中等干扰制度的容量区域。这些界限的相对性能的研究揭示了洞察2用户Z-IC与有限速率发射机合作的基本限制。
2016-04-08 cs.IT math.IT
The Role of Transmitter Cooperation in Linear Interference Networks with Block Erasures
在这项工作中，我们探讨了潜在的和最佳使用的发射机合作在无线干扰网络与深衰落条件。我们考虑一个具有K个发射机-接收机对的线性干扰网络，其中每个发射机可以连接到两个相邻的接收机。无线信道中的长期波动（阴影衰落）可能导致任何链路以概率p被擦除。每个接收器对两个发射器处可用的一个唯一消息感兴趣。所考虑的速率准则是当K趋于无穷大时的每个用户的平均自由度（puDoF）。在这项工作之前，在两个极限中确定了发送器的消息的最佳分配，即p变为0和p变为1。我们确定了新的方案，其实现的平均puDoF值高于范围0 < p < 1的显著部分的现有技术。我们的研究结果的关键思想是要理解，合作的作用转移，从增加的概率提供一个消息到其预期的目的地在高值的p，干扰消除在低值的p。我们的计划是基于一个算法，实现最佳的自由度值在任何网络实现，当限制到一个给定的消息分配以及使用迫零方案。
2017-12-07 cs.IT math.IT
Downlink Noncoherent Cooperation without Transmitter Phase Alignment
多小区联合处理可以减轻小区间干扰，从而提高蜂窝系统的频谱效率。大多数先前的工作已经假设来自不同基站收发器站（BTS）的相位对准（相干）传输，这在实践中难以实现。在这项工作中，非相干协作传输方案的下行链路进行了研究，它不需要相位对准。重点在于联合服务共享相同资源块的相邻小区中的两个用户。两个BTS通过回程链路部分地共享它们的消息，并且每个BTS发送两个码字的叠加，每个接收机一个码字。每个接收器解码自己的消息，并将另一个接收器的信号视为背景噪声。对于窄带传输，可实现的速率区域和最大可实现的加权和速率的特征在于优化每个BTS在其两个码字之间的功率分配（以及在多个发射天线的情况下的波束成形向量）。针对宽带（多载波）系统，提出了子载波间最优功率分配问题的对偶形式，该对偶形式可以通过数值方法有效地求解。实验结果表明，在中低信噪比的情况下，该协作方案可以显著提高和速率。
2012-09-10 cs.IT math.IT
Probabilistic Cooperation of a Full-Duplex Relay in Random Access Networks
在这项工作中，我们分析了概率合作的全双工中继在多用户随机接入网络。继电器配备有接收器和发射器独立的开/关模式。这些模式被建模为接收器和发射器被激活的概率。我们提供的中继队列的性能，如到达率和服务率，稳定性条件，和平均队列大小的解析表达式。我们优化中继的操作设置，以最大限度地提高全网络的吞吐量，同时，我们保持中继的队列稳定，并最大限度地减少消耗的能量。此外，我们研究了SINR阈值和自干扰（SI）系数对每个用户和全网吞吐量的影响。对于低信干噪比阈值，我们表明在何种情况下，它是有益的，完全关闭中继，或关闭中继的接收机只。
2016-07-07 cs.IT cs.NI math.IT
A Message-Passing Approach for Joint Channel Estimation, Interference Mitigation and Decoding
信道不确定性和同信道干扰是诸如下一代蜂窝网络的无线系统设计中的两个主要挑战。本文研究了一种同时存在时变瑞利衰落和与期望信号形式相似的强同信道干扰的无线信道模型的接收机设计。假设可以通过使用导频来估计期望信号的信道系数，而没有用于干扰信号的导频可用，如在许多实际无线系统中的情况。由于干扰过程是非高斯的，因此将其视为高斯噪声通常会导致不可接受的性能。为了利用时间上的干扰和相关衰落的统计信息，提出了一种用于联合信道估计、干扰抑制和解码的迭代消息传递架构。每个消息采用高斯密度混合的形式，其中分量的数量是有限的，使得接收器的总体复杂度对于每个符号是恒定的，而不管帧和码长度。编码和未编码系统的仿真结果表明，该接收机的性能显着优于传统的接收机与线性信道估计，并在假设的衰落模型的失配是鲁棒的。
2009-10-15 cs.IT math.IT
On the Achievable Rate Regions for a Class of Cognitive Radio Channels: Interference Channel with Degraded Message Sets with Unidirectional Destination Cooperation
本文研究了认知无线电信道中单向目的地协作所带来的容量增益。我们提出了一种新的信道，干扰信道与降级的消息集与单向目的地合作（IC-DMS-UDC），允许认知无线电的接收机（次要用户）参与中继的信息为主系统（合法用户）。我们的主要结果是开发了一个可实现的速率区域，它结合了凝胶的fand-Pinkser编码与部分解码和转发策略中采用的中继信道。在高斯的情况下，该区域的数值评估也提供了证明的改进。
2010-08-05 cs.IT math.IT
Orthogonality and Cooperation in Collaborative Spectrum Sensing through MIMO Decision Fusion
本文论述了认知无线电的情况下，决策融合中心（DFC）利用阵列处理的频谱感知。更具体地说，我们探讨了用户合作和正交传输之间的二级用户（SU）的报告信道的影响。为了这个目的，四个协议被认为是：（i）非正交和非合作;（ii）正交和非合作;（iii）非正交和合作;（iv）正交和合作。DFC采用最大比合并（MRC）规则和性能进行评估的互补接收机工作特性（CROC）。分析结果，再加上蒙特卡罗模拟，提出。
2013-08-14 cs.IT math.IT
On the Cognitive Interference Channel with Unidirectional Destination Cooperation
具有单向目的地协作的认知干扰信道（CIFC-UDC）是一种认知干扰信道（CIFC），其中认知（次）目的地不仅解码从其发送对偶发送的信息，而且还帮助增强主用户的通信。该渠道模型是对原有CIFC的扩展，旨在实现共存条件下的双赢解决方案。从信息理论的角度来看，CIFC-UDC包括广播信道（BC）、中继信道（RC）和部分协作中继广播信道（PCRBC），并且可以降级为它们中的任何一个。我们的主要结果是建立了CIFC-UDC的一个新的统一的可计算的速率区域，它是迄今为止已知的最大的，并且可以明确地表明，它包括以前由Chu提出的结果和BC，RC和PCRBC的最大已知速率区域。此外，本文还讨论了CIFC-UDC中单向目的地协作的一个有趣观点：使主用户的解码器能够进行干扰抑制可以看作是对Devroye等人提出的CIFC-UDC中的Gel'fand-Pinsker预编码干扰抑制的补充，通过将这两种思想结合起来，可以减轻在两个目的地引起的干扰。最后，给出了一类CIFC-UDC的外界，并证明了它是紧的，从而刻画了这类CIFC-UDC的容量域。
2011-02-15 cs.IT math.IT
On the Secrecy Capacity Region of the 2-user Z Interference Channel with Unidirectional Transmitter Cooperation
在这项工作中，单向有限速率发射机合作的作用进行了研究的情况下，2用户Z干扰信道（Z-IC）与保密约束的接收机，同时实现两个相互冲突的目标：减轻干扰和确保保密。首先，在线性确定性模型下研究了该问题。确定性模型的可实现方案使用协作预编码和干扰信号的传输的融合。所提出的计划的最优性建立的确定性模型的所有可能的参数设置使用的外部边界推导出作者在以前的工作。利用从确定性模型中得到的见解，得到了2用户高斯Z-IC的保密容量区域的下界。在这种情况下，可实现的方案除了协同预编码和干扰信号的传输之外还使用随机编码。的安全和广义自由度（GDOF）的特点，并显示为最佳的弱/中等干扰制度。它还表明，安全和容量位于2位/s/Hz的外边界的弱/中等干扰制度的合作链路的容量的所有值。有趣的是，在确定性模型的情况下，发现由于在弱/中等干扰制度中接收器处的保密约束，在Z-IC的容量区域上没有惩罚。同样，它被发现，有没有损失的安全和GDOF的高斯情况下，由于在接收机的保密约束，在弱/中等干扰制度。结果突出了合作在促进Z-IC安全通信方面的重要性。
2016-04-08 cs.IT math.IT
Quantum Broadcast Channels with Cooperating Decoders: An Information-Theoretic Perspective on Quantum Repeaters
被认为是量子广播信道与接收器之间的合作。第一种合作形式是经典会议，其中接收方1可以向接收方2发送经典消息。另一种合作设置涉及量子会议，其中接收器1可以将量子状态传送到接收器2。当接收器1不需要恢复信息并且其唯一目的是帮助传输到接收器2时，模型简化为量子原始中继信道。量子会议设置与量子中继器密切相关，因为发送方、接收方1和接收方2可以分别被视为发送方、中继器和目的地接收方。我们开发的下限和上限的容量区域在每个设置。特别是，割集上界和解码转发下界的原始中继信道推导。此外，我们提出了一个纠缠形成的下限，其中一个虚拟的通道模拟通过会议链路。最后，我们表明，相对于纠缠编码器的多址接入信道，解码器之间的纠缠不增加经典的广播双通信速率。
2021-06-16 cs.IT math-ph math.IT
Capacity Theorems for the Fading Interference Channel with a Relay and Feedback Links
处理干扰是无线网络设计中的主要挑战之一。干扰管理的关键方法之一是节点协作，其可以分为两种主要类型：中继和反馈。在这项工作中，我们考虑同时应用这两种合作类型的干扰的存在。我们得到确切的表征瑞利衰落和相位衰落干扰信道的中继和反馈链路的能力区域，在强干扰和非常强的干扰制度。考虑四种反馈配置：（1）从两个接收器到中继器的反馈，（2）从每个接收器到中继器和到发射器之一（对应或相反）的反馈，（3）从接收器之一到中继器的反馈，（4）从接收器之一到中继器和到发射器之一的反馈。我们的研究结果表明，有一个强大的动机，将中继和反馈到无线网络。
2012-07-14 cs.IT math.IT
Adaptive Windowing for ICI Mitigation in Doubly Selective Channels with Unknown Statistics
在双选择性信道中，接收机加窗构成了一种有效的技术，用于增强频域信道矩阵的带状结构，从而提高了用于载波间干扰（ICI）缓解的带状均衡器的有效性。一种常见的窗口设计技术，其性能接近最佳，是基于最大平均信号干扰噪声比（SINR）的标准。这种技术的最优性已被验证为固定信道与完全已知的统计。然而，在该假设不成立的情况下，可以以高复杂度成本为代价来实现接近最优的性能。为了克服这些限制，提出了一种自适应加窗技术，该技术能够跟踪提供低复杂度要求的最佳接收器窗口。通过仿真实验，它已被验证，所提出的技术是能够适应不断变化的信道统计信道建模误差的鲁棒性增加。
2016-09-01 cs.IT math.IT
Joint Power Adjustment and Interference Mitigation Techniques for Cooperative Spread Spectrum Systems
本文提出了多中继扩频系统下行链路的联合功率分配和干扰抑制技术以及放大和前向协作策略。我们提出了一个联合约束优化框架，该框架考虑了中继器之间的功率水平分配受到单个功率约束和干扰抑制的线性接收机的设计。我们推导出约束最小均方误差（MMSE）的参数向量，确定跨中继和线性接收机的最佳功率电平的表达式。为了有效地解决所提出的优化问题，我们开发了联合自适应功率分配和干扰抑制算法，可以在一个分布式的方式实现。提出的随机梯度（SG）和递归最小二乘（RLS）算法通过调整中继的功率电平和估计线性接收机的参数来减轻干扰。SG和RLS信道估计算法也推导出确定跨基站，中继和目的终端的信道的系数。仿真结果表明，所提出的技术在性能和容量上获得了显着的增益比非合作系统和合作方案具有相等的功率分配。
2013-01-27 cs.IT math.IT
On the Degrees of Freedom of the Compound MIMO Broadcast Channels with Finite States
考虑具有$M$发射天线和$K$单天线接收机的多天线广播信道，其中接收机$r$的信道取$J_r$有限值之一。假设每个接收机的信道状态是从$\mathds{R}^{M\times 1}$（或从$\mathds{C}^{M\times 1}$）中随机选择的。结果表明，无论$J_r$是什么，$\frac{MK}{M+K-1}$的自由度（DoF）是可实现的。可实现的方案依赖于在接收器处的干扰对准的想法，而不利用发射天线之间的合作的可能性。证明了如果$J_r \geq M$，$r=1,...,K$，则该方案达到最优自由度.这一结果意味着，当基站的信道实现的不确定性是相当大的，系统失去了合作的收益。然而，它仍然受益于干扰对准的增益。实际上，在这种情况下，复合广播信道被视为复合X信道。此外，它表明，当基站知道的信道状态的一些接收机，发射合作和干扰对齐的组合将实现最佳的自由度。与时不变的$K$ -用户干扰信道一样，干扰管理的朴素矢量空间方法似乎不足以实现该信道的最佳DoF。在本文中，我们使用数论方法的对齐，最近开发的Motahari等人。[1]的文件。我们将[1]的方法推广到复信道，因此我们给出的所有结果对实信道和复信道都有效。
2009-10-04 cs.IT math.IT
Error Probability Mitigation in Quantum Reading using Classical Codes
描述量子信道系综的统计鉴别的一般框架由量子读取的名称给出。在量子读取中可以应用几种工具来降低区分信道系综的错误概率。经典和量子代码可以被设想用于这个目标。本文的目的是提出一个简单的，但富有成效的协议，这项任务使用经典的纠错码。三个家庭的代码被认为是：里德-所罗门码，BCH码，和里德-穆勒码。结合代码的使用，我们还分析了接收器的作用。特别是，外差和Dolinar接收机被考虑在内。通过探测步骤连接编码和测量方案。作为探测，我们考虑相干态。以这种简单的方式，获得了有趣的结果。正如我们所示，对于任何固定的速率和代码，有一个阈值下，使用代码超过最佳和复杂的计划。然而，存在给出较低阈值的代码和接收器方案。BCH码结合Dolinar接收器被证明是量子读取任务中减少错误的最佳策略。
2021-11-22 cs.IT math.IT quant-ph
Beacon-Assisted Spectrum Access with Cooperative Cognitive Transmitter and Receiver
频谱接入是认知无线电在不干扰传统系统的情况下检测和利用频谱空洞的重要功能。在本文中，我们提出了新型的协作通信模型，并展示了如何在一对辅助发射机和接收机之间部署此类合作来帮助它们更可靠地识别频谱机会。通过动态地和机会主义地将次级用户之一分配为中继以帮助另一个次级用户来促进这些合作，这导致更有效的频谱空洞检测。此外，我们调查的影响，错误检测的频谱空洞和丢失的通信机会的能力的辅助信道。具有干扰避免频谱接入的次用户的容量受到以下因素的影响：1）次发射机-接收机对如何有效地感测空闲频谱的可用性，以及2）次发射机-接收机对关于网络频谱活动的感知如何相关。我们表明，这两个因素都得到了改善，通过使用建议的合作协议。所提出的协议之一需要在网络中进行明确的信息交换。这种信息交换在实践中易于出现无线信道错误（即，是不完美的）并且造成带宽损失。我们分析了这种不完善的信息交换的能力，以及带宽成本的影响，可实现的吞吐量的影响。该协议还扩展到多用户二级网络。
2009-05-27 cs.IT math.IT
Capacity Bounds for Broadcast Channels with Bidirectional Conferencing Decoders
本文研究带双向会议解码器的两用户广播信道，基于 Csiszár-Körner 恒等式建立容量外界，结合 Marton 编码与转发策略推导可达速率，并在多类半确定和高斯信道中证明外界与可达速率重合或差距极小。
2025-08-09 cs.IT math.IT
Achievable Degrees of Freedom of the K-user Interference Channel with Partial Cooperation
在本文中，我们考虑了部分合作的K-用户干扰信道，其中K个用户的严格子集合作。对于具有长度为M的协作子集的K用户干扰信道，总自由度的外边界是KM/（M+1）。在本文中，我们提出了一个信号空间为基础的干扰对齐方案，证明了这些自由度的情况下K=M+2的可扩展性。该方案包括一个设计的发射预编码矩阵和处理算法，我们称之为连续干扰对齐（SIA）算法。每个消息的解码器使用SIA算法来处理由M个协作接收器接收的信号，以便获得最大可用自由度。
2011-06-01 cs.IT math.IT
Tailored Shaping, Improved Detection, Simpler Backpropagation: the Road to Nonlinearity Mitigation
几种策略的非线性缓解的基础上，在发送器和/或接收器侧的信号处理进行了分析，并讨论了它们的有效性。改进的容量下限的基础上，他们的组合。
2021-07-14 cs.IT eess.SP math.IT
Coalitional Games in MISO Interference Channels: Epsilon-Core and Coalition Structure Stable Set
考虑了多输入单输出干扰信道。假设每个发射机完全知道其自身与所有接收机之间的信道，并且假设接收机将干扰视为加性噪声。在这种情况下，非协作传输不考虑在其他接收机处生成的干扰，这通常导致链路的低效性能。为了改善这种情况，我们研究合作的链接使用联盟博弈。联盟中的参与者（链路）彼此执行迫零传输或维纳滤波器预编码。该$ε$ -核心是一个解决方案的概念，考虑到联盟偏差所需的开销的联盟游戏。我们给出了在零强制传输下联盟博弈的强、弱$ε$ -核不为空的充要条件。由于，$ε$ -核心只考虑联合合作的所有环节的可能性，我们研究了分区形式的联盟游戏中，几个不同的联盟可以形成。提出了一种基于联盟合并的多项式时间分布式联盟形成算法，并证明了该算法的解存在于联盟形成博弈的联盟结构稳定集内.仿真结果揭示了不同的联盟形成复杂性和偏差开销模型的合作收益。
2014-11-12 cs.IT math.IT
Device-to-device Cooperation in Massive MIMO Systems with Cascaded Precoding
研究了级联预编码的大规模多输入多输出（MIMO）系统中的用户协作问题。大规模MIMO系统中的高维物理信道可以通过内部预编码器转换为低维的有效信道，以减少信道估计和反馈的开销。内部预编码器取决于信道的空间协方差矩阵，因此相同的预编码器可以用于不同的用户，只要它们具有相同的空间协方差矩阵。空间协方差矩阵由用户终端的周围环境决定。因此，彼此接近的用户将共享相同的空间协方差矩阵。在这种情况下，可以通过经由诸如设备到设备通信的一些专用链路共享接收器信息来实现用户协作。为了减少需要共享的信息量，我们提出了一种基于解码码本的方案，该方案可以在不需要信道状态信息的情况下实现用户协作。此外，我们还研究了实现高效的用户合作所需的带宽量。仿真结果表明，与非合作方案相比，用户合作可以提高系统的容量。
2016-09-19 cs.IT math.IT
Secrecy in the 2-User Symmetric Deterministic Interference Channel with Transmitter Cooperation
本文针对2用户对称线性确定性干扰信道，提出了一种新的可实现方案，该方案具有有限速率发射机协作和接收机处的完美保密约束。所提出的可实现的方案包括干扰消除、中继其他用户的数据比特、分时和随机比特的传输的组合，这取决于协作链路的速率以及信号和干扰的相对强度。结果表明，例如，所提出的方案实现了相同的速率的容量没有保密约束，在弱干扰制度的初始部分。此外，在非常高的干扰状态下，与共享数据比特相比，通过协作链路共享随机比特可以实现更高的保密率。结果突出了有限的发射机合作，以促进安全的通信2用户干扰信道的重要性。
2013-04-03 cs.IT math.IT
Impulsive Noise Mitigation in Powerline Communications Using Sparse Bayesian Learning
在OFDM电力线通信系统中，加性异步和循环平稳脉冲噪声限制了通信性能。传统的OFDM接收机假设加性高斯白噪声，因此在脉冲噪声中通信性能下降。替代设计假设脉冲噪声的参数统计模型，并使用模型参数来减轻脉冲噪声。这些接收机在训练和参数估计中需要开销，并且由于模型和参数失配而降级，特别是在高度动态的环境中。在本文中，我们在没有任何其他假设的情况下，将脉冲噪声建模为时域中的稀疏向量，并在没有训练的情况下应用稀疏贝叶斯学习方法进行估计和缓解。提出了三种不同复杂度和性能折衷的迭代算法：（1）利用噪声在空频和导频上的投影来估计和减去噪声脉冲;（2）在数据音中加入信息来执行联合噪声估计和OFDM检测;（3）将算法嵌入到判决反馈结构中以进一步提高编码系统的性能。当与传统的OFDM PLC接收器相比，所提出的接收器实现高达9 dB的SNR增益在编码和10 dB的未编码系统中的脉冲噪声的存在下。
2013-03-05 cs.IT math.IT stat.ML
Universal MIMO Jammer Mitigation via Secret Temporal Subspace Embeddings
针对智能干扰机规避空间特征估计的问题，提出基于收发共享秘密的 MASH 方法，通过秘密时域子空间嵌入将任意干扰机转化为压制性干扰机，实现通用 MIMO 抑制。
2023-12-08 cs.IT eess.SP 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
Efficient Feedback Mechanisms for FDD Massive MIMO under User-level Cooperation
在频分复用（FDD）大规模MIMO系统中，信道状态信息（CSI）反馈是一个具有挑战性的问题.研究了一种协作反馈机制，即用户通过设备到设备（D2D）通信交换信道状态信息，然后自行计算预编码器，并将预编码器反馈给基站（BS）。分析结果表明，合作预编码器反馈是更有效的比CSI反馈的干扰缓解。在D2D通信容量有限的约束下，提出了一种基于信号子空间投影和最优比特划分的自适应CSI交换策略。数值结果表明，所提出的具有自适应CSI交换的协作预编码器反馈方案显著优于CSI反馈方案，即使当经由速率受限的D2D通信来交换CSI时也是如此。
2016-11-22 cs.IT math.IT
Achievable Rate Regions for Cooperative Relay Broadcast Channels with Rate-limited Feedback
提出了速率受限反馈下协作中继广播信道的可扩展速率域。具体来说，我们考虑两个接收机的无记忆广播信道，每个接收机发送反馈信号的发送器通过一个无噪声和速率限制的反馈链路，同时，作为中继传输合作信息到其他接收机。结果表明，建议的速率区域改善已知的区域，考虑中继合作或反馈通信，但不是两者兼而有之。
2016-05-06 cs.IT math.IT
Universal MIMO Jammer Mitigation
本文提出 MASH 方法，利用收发双方共享秘密将信号嵌入秘密子空间，通过互易变换将任意智能干扰机转化为压制式干扰机，从而实现通用 MIMO 抗干扰，并针对大规模多用户 MIMO 上行链路设计了三种数据检测器。
2024-08-27 cs.IT eess.SP math.IT
Practical Analysis of Codebook Design and Frequency Offset Estimation for Virtual-MIMO Systems
当单个接收机没有配备多个天线时，使用与压缩转发（CF）协议的接收机侧协作的虚拟多输入多输出（MIMO）无线系统是点对点MIMO系统的替代方案。很明显，如果在中继站采用有效的信源编码技术，CF协作的实用性将大大增强。甚至更期望CF协作不应当对载波频率偏移（CFO）过度敏感。本文对这两个问题进行了实践研究。首先，Voronoi矢量量化（VQ）和树结构矢量量化（TSVQ）的码本设计，使CF合作在中继描述。在码本设计和编码复杂度方面的比较进行了分析。结果表明，TSVQ是更简单的设计和操作，并可以实现良好的性能复杂度权衡。此外，本文证明了CFO可以导致显着的性能下降的虚拟MIMO系统。为了克服这一点，建议保持时钟同步，并联合估计中继和目的地之间的CFO。这种方法被证明提供了显着的性能改善。
2013-02-07 cs.IT math.IT
$K$--User Interference Channel with Backhaul Cooperation: DoF vs. Backhaul Load Trade--Off
在本文中，我们考虑多天线$K$ -用户干扰信道与回程合作的一方（之间的发射机或接收机）和调查之间的权衡在信道中的速率与回程中的通信负载。在这项调查中，我们专注于一阶近似结果，其中无线信道的速率是由每个用户的自由度（DoF）来测量的，回程的负载是由每个用户的回程消息的熵来测量的，该回程消息的熵由发射功率的$\log$归一化，在高功率状态。这种折衷对于$K$的偶数值的情况是完全特征化的，并且对于$K$的奇数值的情况是近似特征化的，随着$K$的增长，近似间隙消失。对于完整的DoF，这个结果建立了最直接的方案的最优性，称为集中式方案，其中消息在其中一个节点收集，集中处理，并转发回每个节点。此外，该结果表明，依赖于分布式处理，通过节点之间的成对通信（例如，协作对准）不随网络的大小而缩放。对于相反的，我们开发了一个新的外边界上的权衡的基础上分裂成两个子集的协作节点（发射机或接收机）的集合，并假设在每个组内的充分合作。在继续，我们进一步调查的情况下，回程或无线链路（干扰信道）没有完全连接的权衡。
2018-07-23 cs.IT math.IT
Cooperative Encoding and Decoding of Mixed Delay Traffic under Random-User Activity
本文分析了在Wyner对称网络中，随机用户活动和随机到达的混合延迟业务的复用增益（MG）。混合延迟业务由延迟容忍业务和延迟敏感业务组成，其中只有前者可以受益于发射机和接收机的合作，因为后者受到严格的解码延迟。发送方和接收方的合作回合总数仅限于$\D$回合。我们推导出内，外边界的MG区域。在$\D\to \infty$的限制下，边界重合，结果表明传输延迟敏感消息不会对MG之和造成任何惩罚。对于有限的$\D$，我们的界限仍然关闭，并证明延迟敏感的传输所造成的惩罚是小的。
2021-06-02 cs.IT math.IT
Coalitions in Cooperative Wireless Networks
利用联盟博弈理论研究了无线网络中理性用户之间的合作问题。使用用户达到的速率作为其效用，表明稳定的联盟结构，即，一组用户没有动机脱离的联盟，取决于在合作用户之间分配速率增益的方式。具体而言，大联盟（GC）的稳定性，即，研究了所有用户的联盟。发射机和接收机在干扰信道（IC）的合作进行了研究，说明合作模型，以确定灵活的（可转让）和固定的（不可转让）分配方案的稳定联盟。结果表明，稳定的和速率最优联盟时，只有接收机合作联合解码（可转让）是GC。当接收器使用线性多用户检测器（不可转移）合作时，GC的稳定性取决于检测器。发射机的合作研究假设所有的接收机完美的合作和用户以外的联盟作为干扰。GC的稳定性研究的情况下，完美合作的发射机（可转让）和部分解码和转发策略（不可转让）。在这两种情况下，稳定性取决于信道增益和发射机干扰强度。
2008-04-21 cs.GT cs.IT math.IT
Optimal Power Allocation and Active Interference Mitigation for Spatial Multiplexed MIMO Cognitive Systems
本文分析了一种多输入多输出（MIMO）认知无线电系统的性能。特别地，次级发射器在空间复用传输模式下操作，而在次级接收器处采用迫零（ZF）检测器。此外，次系统受到多个随机分布的单天线主用户（PU）的干扰。为了增强二次传输的性能，在二次发射机处执行最优功率分配，其中约束由PU指定的干扰温度（IT）。次接收机的中断概率显式推导出一个精确的封闭形式的表达式。此外，一些特殊情况下的实际利益，包括位于PU和大规模MIMO，进行了讨论。此外，为了减轻由时间平均IT引起的对PU的瞬时过度干扰，为次级发射机开发了迭代天线缩减算法，并且相应地，解析地计算发射天线的平均数量。大量的数值和模拟结果证实了我们的分析的有效性。
2017-12-04 cs.IT math.IT
Active Eavesdropper Mitigation via Orthogonal Channel Estimation
针对主动窃听者污染导频并诱导波束成形的问题，本文提出使用秘密导频的 VILLAIN 信道估计器，使估计信道与窃听者信道正交，从而在无噪声时实现零窃听功率并最大化合法接收功率。
2023-12-08 cs.IT eess.SP math.IT
Multiuser MISO Transmitter Optimization for Inter-Cell Interference Mitigation
发射机优化（即，导向矢量和功率分配）的MISO广播信道（MISO-BC）。作为特殊情况，这样的约束包括总功率、每天线或每组天线功率以及“禁止干扰方向”约束。我们认为最佳的脏纸编码和简单的次优线性迫零波束形成策略，并提供数值有效的算法，解决问题的最一般形式。作为一个应用程序，我们考虑一个多小区的情况下，部分小区合作，其中每个小区优化其预编码器，考虑到在相邻小区的特定用户的干扰约束。所提出的方法的有效性进行评估，在一个简单的系统场景，包括两个相邻的小区，根据不同的公平性标准，强调附近的小区“边界”的用户的瓶颈作用。我们的研究结果表明，“主动”小区间干扰（ICI）缓解优于传统的“静态”ICI缓解的基础上部分频率复用。
2010-03-02 cs.IT math.IT
GNSS Jammer and Spoofer Mitigation via Multi-Antenna Processing
提出SCHIEBER多天线处理方法，联合利用自适应空间滤波与DoA-伪距一致性检验，在未知接收机位置和攻击类型情况下抑制GNSS干扰并识别欺骗。
2025-07-24 cs.IT eess.SP math.IT
Interference Mitigation using Optimized Angle Diversity Receiver in LiFi Cellular Network
针对LiFi光学attocell网络的小区间干扰问题，本文研究并优化PR与TPR角度分集接收机，比较SBC/MRC及单双光源系统性能。
2024-06-12 cs.IT cs.SY eess.SP
Interference Channels with Coordinated Multi-Point Transmission: Degrees of Freedom, Message Assignment, and Fractional Reuse
协作多点（CoMP）传输是下一代无线网络正在考虑的基础设施增强。在这项工作中，通过CoMP传输实现的容量增益进行了研究，在各种型号的无线网络，具有实际意义。通过自由度（DoF）准则分析容量增益。可用于通信的DoF提供了一种易于分析的方式来表征干扰信道的容量。所考虑的信道模型具有K个发送器/接收器对，并且每个接收器对来自K个独立消息的集合的一个唯一消息感兴趣。每个消息可以在多于一个发射机处可用。每个消息可用的发送器的最大数量被定义为协作顺序M。对于完全连接的干扰信道，它示出的渐近每个用户的自由度，随着K趋于无穷大，保持在1/2作为M从1增加到2。此外，相同的负结果被示出为保持所有M > 1的任何消息分配，满足本地合作约束。另一方面，当完全连接的假设放宽到本地连接，每个发射机只连接到自己的接收机以及L个相邻的接收机，它表明，本地合作是最佳的。对于局部连接的信道，每个用户的渐进DoF至少为max {1/2，2 M/（2 M +L）}，对于L=1的Wyner非对称模型的特殊情况，DoF为2 M/（2 M +1）。一个有趣的功能，建议的可扩展性计划是，它依赖于简单的迫零发送波束，不需要符号扩展。此外，为了实现Wyner模型的最佳每用户DoF，消息以不对称的方式分配给发射机，而不像传统的分配，其中消息i必须在发射机i处可用。
2013-10-09 cs.IT math.IT
Interference Mitigation via Interference-Aware Successive Decoding
在现代无线网络中，干扰不再是可忽略的，因为每个小区变得更小以支持高吞吐量。每个小区的减小的尺寸迫使安装许多小区，并且因此导致在许多小区边缘区域处增加小区间干扰。本文考虑了一种实用的方法来减轻干扰的接收机配备了多个天线在干扰信道。最近，它表明，干扰信道的容量区域在点对点编码可以建立与两个方案的组合：处理干扰作为噪声和联合解码的期望和干扰信号。在实践中，第一种方案是直接可实现的，但是第二种方案在接收机处需要不切实际的巨大计算负担。在实际的复杂度范围内，提出了一种干扰感知的连续解码（IASD）算法，该算法在更新期望信号和干扰信号的先验信息的同时，连续解码期望信号和干扰信号。当允许使用多个解码器时，所提出的IASD可以扩展到干扰感知并行解码（IAPD）。利用EXIT图对算法进行了分析，结果表明干扰译码有利于提高算法性能。仿真结果表明，该算法明显优于干扰非译码算法。
2012-09-18 cs.IT math.IT
Novel Outer Bounds and Capacity Results for the Interference Channel with Conferencing Receivers
本文研究了有限容量会议链路中协作接收机的两用户干扰信道的容量界。这种通信场景的已知容量结果仅限于单侧IC的极少数特殊情况。在分析这种合作网络的主要挑战之一是如何建立有效的容量外边界。本文应用新技术，提出了一种新的具有会议用户的集成电路容量外界。使用外边界，几个新的容量结果证明了有趣的信道与单向合作，在强干扰和混合干扰制度。事实上，会议链路（在接收机之间）可以用于向一个接收机提供关于其相应信号或其非相应信号（干扰信号）的信息。作为一个显着的结果，它表明，这两种策略可以帮助实现的通道的容量。最后，对于高斯IC的情况下，它是数学上表明，我们的外界是严格紧比以前的一个由Wang和Tse。
2015-12-16 cs.IT math.IT
