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
Can Negligible Cooperation Increase Network Capacity? The Average-Error Case
在通信网络中，协作策略是网络节点一起工作以改善网络性能指标（诸如和速率）的编码方案。本文研究了在具有两个编码器和一个解码器的离散多址信道中编码器的协作问题。网络中通过速率受限链路连接到两个编码器的节点（称为协作促进器（CF））实现协作策略。以前，作者提出了一类多址信道的平均误差和容量有一个无限的导数的限制CF输出链路容量接近零。作者还证明，对于某些信道，最大误差和容量是不连续的点，CF的输出链路容量等于零。本文证明了当CF输出链路容量收敛于零时，平均误差和容量是连续的，即平均误差和容量的无穷导数不是最大误差情形下的不连续性的结果.
2018-01-11 cs.IT math.IT
On the Capacity and Degrees of Freedom Regions of MIMO Interference Channels with Limited Receiver Cooperation
本文给出了有限接收机协作下两用户MIMO干扰信道的近似容量域，其中内界和外界之间的间隙是两个接收机的接收天线总数，与实际信道值无关。然后使用近似容量区域来找到自由度区域。对于对称干扰信道的特殊情况，我们还发现了根据回程容量的接收机合作量，超过该容量，自由度不会提高。此外，广义自由度的MIMO干扰信道的天线数量相等的所有节点。结果表明，广义自由度从“W”曲线逐渐提高到“V”曲线的回程容量方面的合作的增加。
2013-08-15 cs.IT math.IT
Coordination and Bargaining over the Gaussian Interference Channel
本文考虑了在高斯干扰信道下，两个自私用户之间的博弈协调和讨价还价。通常的信息论方法假设用户之间的充分合作，用于码本和速率选择。在这里研究的情况下，每个自私的用户愿意协调其行动，只有当激励存在，合作的好处是公平分配。为了提高通信速率，两个用户被允许协商使用一个简单的韩小林型计划与固定的功率分配和条件，用户有动机合作确定。纳什讨价还价解决方案（NBS）被用来作为一种工具，以获得公平的信息率。的工作点作为一个优化问题的结果，并与TDM为基础的文献中的一个比较。
2010-05-08 cs.IT math.IT
Interference Channels with Source Cooperation
合作管理干扰的作用-无线信道的一个基本特征-研究通过研究两个用户的高斯干扰信道的源节点可以在全双工发送和接收。该信道的总容量在恒定比特数的间隙内获得。所使用的编码方案建立在Han和Kobayashi（1981）的叠加方案上，用于无合作的两用户干扰信道。新的上限和能力也来自。同样的编码方案，以获得对称的两个用户高斯干扰信道的和容量与无噪声反馈在一个恒定的间隙。
2010-11-06 cs.IT math.IT
Hierarchical Cooperation Achieves Optimal Capacity Scaling in Ad Hoc Networks
随机位于一个区域中的n个源和目的地对想要彼此通信。从一个用户传输到相距r距离的另一个用户的信号会受到r^{-alpha}的功率损耗以及随机相位的影响。我们确定的缩放定律的信息理论容量的网络。在稠密网络的情况下，其中面积是固定的，节点的密度增加，我们表明，网络的总容量与n成线性比例。这改进了Aeron和Saligrama在2006年给出的n^{2/3}的最佳可解释性结果。在扩展网络的情况下，节点的密度是固定的，面积随n线性增加，我们证明了当2<alpha<3时，这种容量的尺度为n^{2-alpha/2}，当alpha>3时，这种容量的尺度为sqrt{n}。最著名的早期结果（Xie and Kumar 2006）确定了α> 4时的缩放定律。因此，在密集网络中以及在具有低衰减的扩展网络中，可以实现比多跳好得多的缩放。通过智能节点协作和分布式MIMO通信实现性能增益。关键的组成部分是一个层次化和数字化的结构，用于实现合作的节点信息交换。
2007-06-12 cs.IT math.IT
Capacity of Wireless Networks within o(log(SNR)) - the Impact of Relays, Feedback, Cooperation and Full-Duplex Operation
最近的工作已经表征了$o(\log({SNR}))$内的时变/频率选择性无线干扰网络和$X$网络的总容量，即，在高SNR（信噪比）下精度接近100%。在本文中，我们寻求类似的容量特性的无线网络中继，反馈，全双工操作，通过嘈杂的信道和发射机/接收机的合作。首先，我们考虑一个网络与$S$源节点，$R$中继节点和$D$目的地节点与随机时变/频率选择性信道系数和全局信道知识在所有节点。我们允许在所有节点的全双工操作，以及因果无噪声反馈的所有接收到的信号的所有源和中继节点。该网络的总容量被表征为$\frac{SD}{S+D-1}\log({SNR})+o(\log({SNR}))$。其结果的含义是，中继，因果反馈，通过物理信道和全双工操作的发射机/接收机的合作的能力的好处成为一个可以忽略不计的一部分，在高信噪比的网络容量。文中还指出了这一结果的一些例外。其次，我们考虑一个网络与$K$全双工节点与一个独立的消息从每个节点到每个其他节点的网络。我们发现，该网络的总容量是有界的下由$\frac{K(K-1)}{2K-2}+o(\log({SNR}))$和$\frac{K(K-1)}{2K-3}+o(\log({SNR}))$上界。
2008-02-05 cs.IT math.IT
Analyzing the Impact of Inter Cooperation Region Interference in Coordinated Multi-Point Uplink Networks
我们分析了协作多点（CoMP）网络的上行链路，其中合作可以在2个或3个基站（BS）之间。我们考虑一个二维网络的BS的正六边形晶格，其中的合作镶嵌的二维平面到合作区域（CR），具体来说，我们分析的影响，在网络中的CR之间的干扰。我们的模型帐户现实的传播条件，特别是包括阴影。我们得到准确的，封闭形式的，近似的用户容量覆盖概率（CCP）和遍历容量在CR内的每个点。为了提供网络级分析，我们关注每个CR中具有最小CCP的位置，即最坏情况点。最坏情况的CCP和/或遍历容量可以用于网络设计的参数研究。这里，应用分析以获得小区大小和CCP之间的关系，从而获得实现所选目标容量覆盖的BS的所需密度。该分析还允许BS协作的不同阶次之间的比较，量化来自更高阶次的协作的减少的所需BS密度。全面的模拟来说明我们的分析，包括用于分析易处理的近似的准确性。
2015-01-19 cs.IT math.IT
Degradedness Under Cooperation
本文提出新的退化性概念，证明在特定条件下解码转发是最优策略，并推导了广播信道的容量界限。
2025-12-03 cs.IT math.IT
Distributed Interference Cancellation in Multiple Access Channel with Transmitter Cooperation
本文研究了两个用户高斯多址信道中存在两个独立的加性高斯白噪声干扰。每个干扰对于恰好一个发射机是非因果已知的。允许发射机通过有限容量链路进行合作。对于较强用户和较弱用户，容量区域的特征分别在3和1.5比特内，而与信道参数无关。作为一个副产品，我们的特点的情况下，没有合作的容量区域内的1和0.5位的较强的用户和较弱的用户分别。这些结果是基于一个分层的模格传输架构，实现分布式干扰消除。
2010-09-22 cs.IT math.IT
On the Capacity Region of 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）是认知干扰信道（CIFC）的变体，其中认知（次要）目的地不仅解码从其发送对偶发送的信息，而且还帮助增强主要用户的通信。该渠道是对原有CIFC的延伸，旨在实现共存条件下的双赢解决方案。CIFC-UDC包括广播信道（BC）、中继信道（RC）以及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。本文对离散无记忆CIFC-UDC提出了一个新的可达速率区，它改进了以前的结果，包含了BC、RC、PCRBC和CIFC的最大已知速率区.给出了两类CIFC-UDC的一个新的外界，并证明了该外界是紧的，从而刻画了其容量域。
2011-02-18 cs.IT math.IT
On the Power of Cooperation: Can a Little Help a Lot? (Extended Version)
在本文中，我们提出了一个新的离散无记忆多址信道的合作模型。与现有的合作模型（例如，会议编码器），其中发射机直接合作，在该模型中，发射机通过更大的网络合作。我们表明，在这种间接合作模式下，存在的渠道，其中增加的总容量合作所产生的显着大于由发射机共享的速率建立合作。这一结果对比的结果合作的好处，根据先前的模型和网络编码文献中的结果，试图找到类似的小网络修改产生大容量的好处的例子，迄今为止是不成功的。
2014-04-27 cs.IT math.IT
$(ε, n)$ Fixed-Length Strong Coordination Capacity
本文研究了有限长域联合分布的综合问题。对于一个固定的块长度$n$和上界的分布近似$ε$，我们证明了容量的结果固定长度的强协调。分析表明，固定长度制度的速率条件是下界的渐近条件加上$Q^{-1} \left(ε\right) \sqrt{ V/n}$，其中$V$是信道色散，和$Q^{-1}$是高斯累积分布函数的倒数中出现的互信息。
2021-05-13 cs.IT math.IT
On the Symmetric Gaussian Interference Channel with Partial Unidirectional Cooperation
考虑了一个两用户对称高斯干扰信道（IC），其中一个编码器与另一个编码器之间通过无噪声单向链路相连。具有恒定容量，附加链路提供编码器之间的部分协作。结果表明，有效的合作可以显着增加信道的总容量。这一事实是证明的基础上提出的下限和上限的和容量的比较。将数据划分为三个独立的消息，即私人的，共同的，和合作的，用于获得下界的传输策略享有一个简单的类型的韩小林计划与合作通信计划。一个基因辅助上限的开发，其中包括合作链路的能力。其他上限是基于认知无线电信道的总容量和割集界限。对于强干扰机制，可互操作性方案被简化为使用公共和/或协作消息，而不是私有消息。通过仔细的分析，它表明，这些界限之间的差距是在最多一个和两个比特每实维强和弱干扰制度，分别。此外，广义自由度的通道的特点。
2009-09-15 cs.IT math.IT
Interference Channels with Destination Cooperation
干扰是无线信道的基本特征。为了更好地理解协作在干扰管理中的作用，研究了两用户高斯干扰信道，在该信道中，目的节点可以通过同时进行发送和接收来进行协作。该信道的总容量被表征为恒定比特数。所采用的编码方案建立在Han和Kobayashi（1981）的叠加方案上，用于没有合作的两个用户干扰信道。新的上限和能力也来自。
2010-11-06 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
Compound Multiple Access Channels with Partial Cooperation
本文研究了一种具有共同消息和会议译码器的两用户离散无记忆复合多址信道。容量区域的特点是在物理退化的信道和单向合作的特殊情况下，和可达到的速率区域提供的一般情况下。然后将结果推广到相应的高斯模型。在高斯设置中，所提供的可实现的速率被示出为位于从在几个特殊情况下的容量区域的边界的一些恒定数量的比特。另一种模型，其中的编码器连接的会议链路，而不是有一个共同的消息，进行了研究，以及该模型的容量区域也确定为物理退化的信道和单向合作的情况下。数值结果也提供了在解码器和编码器的会议的潜在收益的见解。
2008-07-28 cs.IT math.IT
Negligible Cooperation: Contrasting the Maximal- and Average-Error Cases
在通信网络中，协作策略是编码方案，其中网络节点一起工作以改善网络性能度量，例如通过网络传递的总速率。本文研究了两个编码器和一个解码器在离散多址接入信道（MAC）中的编码器协作问题。通过速率受限链路连接到两个编码器的网络节点（这里称为协作促进器（CF））实现协作策略。作者以前的工作提出了两类MAC：（i）一类平均误差和容量在CF输出链路容量接近零的极限中具有无穷导数，以及（ii）第二类MAC的最大误差和容量在CF的输出链路容量等于零的点处不连续。这项工作对比了CF在最大和平均误差情况下的功率，表明通过CF输出链路通信的恒定数量的比特可以在最大误差和容量中产生正增益，而更大数量的比特，甚至是在块长度中次线性增长的数字，永远不会在平均误差和容量中产生不可忽略的增益。
2019-11-24 cs.IT math.IT
The Unbounded Benefit of Encoder Cooperation for the $k$-user MAC
协作策略允许通信设备一起工作以提高网络容量。考虑由$k$ -用户多址信道（MAC）和经由速率受限双向链路连接到所有$k$编码器的节点组成的网络，该节点被称为“协作促进器”（CF）。将协作效益定义为编码器和CF之间的通信所产生的总容量增益，将协作速率定义为CF与编码器共享的总速率。这项工作证明了存在一类$k$ -用户MAC的合作效益合作率的比率趋于无穷大的合作率趋于零。此类信道的示例包括用于$k=2$的二进制擦除MAC和用于任何$k\geq 2$的$k$ -用户高斯MAC。
2016-09-30 cs.IT math.IT
Rate-Splitting Multiple Access for Satellite-Terrestrial Integrated Networks:Benefits of Coordination and Cooperation
研究了在卫星为多波束多播卫星用户（SU）提供广泛覆盖，地面基站（BS）为人口密集区域的多个蜂窝用户（CU）提供服务的星地一体化网络（STIN）中实现最大最小速率公平性的联合波束形成设计问题。卫星和BS都在同一频带中操作。由于速率分裂多址接入（RSMA）最近出现的非正交传输和鲁棒的干扰管理在多天线无线网络中的一个有前途的策略，我们提出了两个基于RSMA的STIN方案，即依赖于信道状态信息（CSI）共享的协调方案和依赖于CSI和数据共享的合作方案。我们的目标是最大限度地提高所有SU和CU之间的最低公平率在卫星和BS的发射功率约束。提出了一种联合波束形成算法，将原问题转化为近似等价的凸问题，并迭代求解。针对卫星信道相位不确定性的实际情况，提出了一种基于期望的鲁棒联合波束形成算法。仿真结果表明，我们提出的RSMA方案的STIN的有效性和鲁棒性，并表现出显着的性能增益相比，各种传统的传输策略。
2021-11-28 cs.IT eess.SP math.IT
Capacity of Linear Two-hop Mesh Networks with Rate Splitting, Decode-and-forward Relaying and Cooperation
考虑线性网状网络，其中每个小区的单个用户经由专用中继（两跳通信）与本地基站通信。利用可能相关的小区间信道增益，在两个跳中连续取消的速率分割被研究作为一个有前途的解决方案，以提高基本单速率通信的速率。然后，提出了一种替代解决方案，该方案试图通过中继站之间的协作传输来提高第二跳（从中继站到基站）的性能。协作方案利用中继站获得的公共信息作为在第一跳中使用速率分割的副产品。数值结果带来洞察的条件下（网络拓扑结构和功率约束），速率分裂，可能的中继合作，是有益的。多小区处理（在基站处的联合解码）也被考虑用于参考。
2007-10-12 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
Cooperative Multi-Cell Networks: Impact of Limited-Capacity Backhaul and Inter-Users Links
预计合作技术将对蜂窝网络或更一般的基础设施网络的性能产生重大影响。多小区处理（基站之间的合作）和中继（在用户级别的合作）目前正在调查。在这份报告中，最近的结果，关于性能的多小区处理和用户合作的假设下，容量有限的基站间和用户间的链接，分别进行审查。调查的重点是非衰落的上行链路和下行链路信道的简单蜂窝系统模型的相关结果。分析处理，促进这些简单的设置，提高了洞察力有限的能力限制所施加的限制，通过合作技术实现的收益。
2007-10-20 cs.IT math.IT
On Cooperation and Interference in the Weak Interference Regime (Full Version with Detailed Proofs)
处理干扰是无线网络设计中的主要挑战之一。本文研究了弱干扰（WI）环境下协作干扰管理的应用，重点研究了具有因果中继的Z干扰信道（Z-ICR），当信道系数服从遍历相位衰落，所有传输功率有限，中继为全双工时.为了提供一个全面的了解合作的好处，在WI制度，我们的特点，第一次，两个主要的性能指标遍历相位衰落Z-ICR在WI制度：和率容量和最大广义自由度（GDoF）。在容量分析中，我们得到的信道系数的条件下，遍历相位衰落Z-ICR的总速率容量是通过在每个接收机处将干扰作为噪声来处理来实现的，并且明确地说明了相应的总速率容量。在GDoF分析中，我们推导出信道系数的幅度的指数的条件，在该条件下，将干扰视为噪声实现了最大的GDoF，这是明确的特点。结果表明，在信道系数满足一定条件的情况下，\em中继严格增加了WI体制下各态历经相位衰落Z干扰信道的和速率容量和最大GDoF.我们的研究结果表明，{ \em第一次}的增益中继干扰的存在下，{ \em当干扰是弱的，中继功率是有限的}，无论是在增加的总速率容量和增加的最大GDoF，相比，没有中继的信道。
2017-03-07 cs.IT math.IT
Cache-induced Hierarchical Cooperation in Wireless Device-to-Device Caching Networks
我们考虑无线设备到设备（D2D）缓存网络，其中n个节点被放置在区域A（n）的规则网格上。每个节点缓存来自大小为L*F位的库的L_C*F（编码）位，其中L是文件的数量，F是每个文件的大小。每个节点根据流行度分布独立地从库请求文件。在一个常用的“物理模型”和Zipf流行度分布下，我们刻画了扩展网络的最优每节点容量缩放定律（即，A（n）.此外，我们提出了一个缓存诱导的层次合作计划和相关的缓存内容放置优化算法，以实现最佳的每节点容量缩放定律。当路径损耗指数α<3时，基于缓存的分层协作策略所获得的最优单节点容量缩放定律明显优于现有的最新方案.据我们所知，这是第一个工作，完全特征的每个节点的容量缩放定律的无线缓存网络的物理模型和Zipf分布下的任意偏度参数τ。虽然缩放定律分析产生清晰的结果，但它可能无法准确反映具有有限数量节点的大型网络的吞吐量性能。因此，我们还分析了吞吐量的建议缓存引起的层次合作网络的实际规模。分析和模拟验证，缓存引起的层次合作也可以实现一个大的吞吐量增益超过缓存辅助的多跳方案的网络的实际规模。
2016-12-22 cs.IT math.IT
The Approximate Capacity Region of the Gaussian Z-Interference Channel with Conferencing Encoders
考虑了两用户高斯Z干扰信道（GZIC），其中编码器通过具有有限容量的无噪声链路连接。在该设置中，在每个传输块之前，编码器通过协作链路彼此通信。信道的容量区域和总容量分别在每个用户1.71比特和总共2比特内被表征。它也建立了适当地共享合作链路之间的总有限的合作能力可以提高可实现的区域，即使相比的情况下，单向发射机合作无限的合作能力。为了得到的结果，基因辅助上限的总和容量和割集上的个别率的界限进行比较，可实现的速率区域。在干扰受限的制度，可实现的计划享有一个简单的类型的Han-Kobayashi信令，与迫零，和基本的中继技术。在噪声限制的制度，它示出，治疗干扰噪声实现的容量区域高达每个用户一个比特。
2010-05-27 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
Physical Layer Security: Coalitional Games for Distributed Cooperation
在存在多个窃听者的情况下，无线网络节点之间的合作是一种很有前途的技术，用于在保密容量方面提高无线传输的物理层安全性。现有的物理层安全文献回答了这样一个问题：“从合作中获得的链路级保密能力是什么？“，本文试图回答的问题“如何实现这些收益在一个实际的分散的无线网络和存在的保密容量成本的信息交换？".为此，我们将物理层安全合作问题建模为具有不可转移效用的联盟博弈，并提出了一种分布式联盟形成算法。通过该算法，无线用户可以自主合作和自组织成不相交的独立联盟，同时最大限度地提高他们的保密能力，同时考虑到信息交换过程中的安全成本。我们分析了由此产生的联盟结构，讨论了它们的属性，并研究了用户如何能够自适应网络拓扑结构的环境变化，如移动性。仿真结果表明，该算法允许用户合作和自组织，同时提高了平均每个用户的保密容量高达25.32%，相对于非合作的情况。
2009-06-26 cs.GT cs.IT math.IT
Enhancing Sum Capacity via Quantum and No-Signaling Cooperation Between Transmitters
Information & Electronics Research Institute, Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST)（韩国科学技术院信息与电子研究所）；School of Electrical Engineering, KAIST（韩国科学技术院电气工程学院）
本文提出了一类通过量子或无信号合作提升总容量的信道，其输入与伪同步游戏相关，且满足胜利条件时信道更不嘈杂。
2026-08-27 cs.IT math.IT quant-ph
A Game-Theoretic View of the Interference Channel: Impact of Coordination and Bargaining
这项工作考虑了高斯干扰信道下两个自私用户之间的协调和讨价还价。通常的信息论方法假设用户之间的充分合作，用于码本和速率选择。在这里研究的情况下，每个用户愿意协调其行动，只有当激励存在，合作的好处是公平分配。用户首先被允许协商使用一个简单的Han Kobayashi型计划与固定的功率分配。确定了用户有合作动机的条件。然后，使用两种不同的方法来解决相关的讨价还价问题。首先，纳什谈判解决方案（NBS）被用来作为一种工具，以获得公平的信息率和操作点作为一个优化问题的结果。其次，引入讨价还价理论中的动态交替出价讨价还价博弈（AOBG）模型来模拟讨价还价过程，并对谈判产生的价格进行了表征。研究了NBS与AOBG均衡结果之间的关系，并讨论了可能影响讨价还价结果的因素。最后，在一定的高信噪比制度下，谈判问题的广义自由度进行了研究。
2011-01-18 cs.IT math.IT
On the Capacity of the 2-User Interference Channel with Transmitter Cooperation and Secrecy Constraints
本文研究了在2用户高斯对称干扰信道（GSIC）中，发射机之间的有限速率协作对于管理干扰和同时确保保密性的价值。首先，在对称线性确定性IC（SLDIC）设置的问题进行了研究，并提出了可实现的方案，基于干扰消除，中继的其他用户的数据位，和随机位的传输。在所提出的可实现的方案中，有限速率的协作链路被用来共享数据比特和随机比特的组合，这取决于模型参数。上的保密率的外界也来自，使用一种新的分区的编码的消息和输出取决于信号和干扰的相对强度。在所有可能的参数设置下导出内部和外部边界。据发现，对于一些参数设置，内部和外部边界匹配，产生的发射机合作和保密约束下的SLDIC的能力。在其他一些场景中，可实现速率与2用户SLDIC的容量区域匹配，而没有Wang和Tse [1]推导出的保密约束;因此，在这些情况下，所提出的方案免费提供保密性。受确定性情形下的可实现方案和外界的启发，推导了高斯情形下的可实现方案和外界。所提出的可实现的方案的高斯情况下是基于马顿的编码方案和随机编码以及虚拟消息传输。这两种模型的可实现方案中使用的关键技术之一是干扰消除，它同时提供了两个看似矛盾的好处：消除干扰和确保保密。本文的许多结果也推广到非对称情形。
2016-06-13 cs.IT math.IT
Empirical Coordination in a Triangular Multiterminal Network
本文研究了三角形多端网络的经验协调问题。三角形多端网络由三个终端组成，其中两个终端观察两个外部i.i.d相关序列。第三终端希望生成具有期望的经验联合分布的序列。对于这个问题，我们得出的经验协调能力区域的内部和外部边界。结果表明，退化源网络的容量域和级联多端网络的容量域的内、外界可以直接由我们的内、外界得到.对于一个密码系统，我们建立了一个可靠的终端网络上的密钥分配，使用的经验协调的结果。作为另一个例子，本文研究了在三角形多端网络中，存在分布式双对称二进制信源时的率失真问题。
2013-05-16 cs.IT math.IT
On State Dependent Broadcast Channels with Cooperation
在本文中，我们调查的问题，在物理退化，状态相关的广播信道（BC）与合作解码器的通信。两种不同的设置被认为是他们的能力区域的特点。首先，我们研究了一个设置，其中一个解码器可以使用一个有限的容量链路发送其他解码器的信息有关的消息或信道状态。在这种情况下，我们分析了两种情况：一种情况下，非因果状态信息可用于编码器和强解码器，另一种情况下，状态信息仅可用于编码器的因果关系的方式。其次，我们研究的设置中，解码器之间的合作仅限于发生之前的通道的输出。在这种情况下，非因果地被告知状态序列的一个解码器可以仅协作以向另一解码器发送关于状态序列的速率受限信息。容量区域的证明引入了一种新的编码方法，用于不同用户之间的合作信道，其中我们利用解码器之间的链接进行多合并。最后，我们讨论了使用率分裂技术时，合作BC编码的最优性。特别是，我们表明，速率分裂不一定是最佳的编码时，通过解决一个例子，我们的编码方法优于速率分裂的合作BC。
2014-05-20 cs.IT math.IT
Secure Wireless Communications via Cooperation
在存在一个或多个窃听者的情况下，用于无线通信的基于物理层的安全方法的可行性受到信道条件的阻碍。在本文中，合作研究作为一种方法来克服这个问题，提高安全通信的性能。特别是，解码和转发（DF）为基础的合作协议被认为是，和目标是设计系统的保密容量最大化或发送功率最小化。首先在假设全局信道状态信息（CSI）可用的情况下研究了基于DF的协作协议的系统设计。对于一个窃听者的情况下，提出了一种迭代方案，以获得最佳的解决方案的发送功率最小化问题。对于多个窃听者的情况，保密容量最大化或发射功率最小化的问题一般是棘手的。通过增加一个额外的约束，即，在所有窃听者处完全置零信号，这产生了针对上述两个问题的简单的封闭形式的解决方案。然后，研究了窃听者的不完美CSI对系统设计的影响，其中遍历保密容量是研究的重点。
2008-09-27 cs.IT math.IT
Linear Capacity Scaling in Wireless Networks: Beyond Physical Limits?
我们调查的作用，在无线网络中的合作受到空间自由度的限制。为了解决最坏的情况下，我们考虑一个自由空间的视线类型的环境，没有散射和衰落。我们确定了三个定性不同的操作制度，由网络A的面积，相对于波长λ归一化，比较用户的数量n。在具有sqrt{A}/lambda < sqrt{n}的网络中，空间自由度的限制不允许实现比sqrt{n}更好的容量缩放，并且该性能可以通过多跳来容易地实现。然而，对于sqrt{A}/lambda > sqrt{n}的网络，可用的自由度的数量是min（n，sqrt{A}/lambda），大于通过多跳可以实现的数量。我们表明，在这个制度的最佳容量扩展是通过层次合作。特别地，在sqrt{A}/lambda> n的网络中，分层合作可以实现线性缩放。
2010-02-16 cs.IT math.IT
Cooperative Binning for Semi-deterministic Channels with Non-causal State Information
研究了仅在编码器和解码器处具有非因果信道状态信息的半确定性中继信道（SD-RC）的容量。容量是通过一个计划的基础上合作箱转发。该方案允许发射机和中继之间的合作，而不需要由中继解码消息的一部分。传输被划分为块，并且信道的每个确定性输出（由中继器观察到）被映射到bin。编码器和中继器使用bin索引来选择下一个传输块中的协作码字。在因果关系中，合作是独立于国家的。在\emph{non-causal}设置中，中继的传输和状态之间的依赖性可以增加传输速率。编码器隐式地将部分状态信息传递给中继。特别地，它使用下一个块的状态并相应地选择协作码字，并且中继传输取决于协作码字，因此也取决于状态。我们还认为，多址接入信道的部分cribbing作为一个半确定性信道。该方案实现了非因果CSI信道的容量区域。检查结果在几种情况下，我们引入了一个新的问题的点对点（PTP）信道的状态提供给发射机的状态编码器。有趣的是，即使CSI在接收器处也是可用的，我们提供了一个示例，该示例示出了在状态编码器处具有非因果CSI的容量严格大于具有因果CSI的容量。
2017-04-02 cs.IT math.IT
Message and State Cooperation in a Relay Channel When the Relay Has Strictly Causal State Information
研究了一种状态依赖的中继信道，在该信道中，中继站有严格因果的信道状态信息，而源站和目的站没有状态信息。源和中继通过两个单向带外有限容量的正交链路连接，并且状态相关的无记忆信道在一侧连接源和中继，在另一侧连接目的地。经由正交链路，源可以将关于要被递送到目的地的消息的信息传送到中继，而中继可以将状态信息转发到源。这种交换使得源和中继之间能够在向目的地传输消息和状态信息时进行协作。首先，一个可实现的计划，受噪声网络编码的启发，提出了利用消息和状态的合作。其次，基于给定的可达速率和适当的上界，容量的结果，确定了一些特殊的情况。最后，高斯模型进行了研究，以及相应的数值结果，照亮状态和消息合作的相对优点。
2011-02-03 cs.IT math.IT
On the Capacity of the Two-user Gaussian Causal Cognitive Interference Channel
本文研究了两用户高斯因果认知干扰信道（GCCIC），该信道由两个源-目的对共享同一信道组成，其中一个全双工认知源可以通过噪声链路因果地学习主源的消息。GCCIC是一个干扰信道，单方面源合作，更好地模拟实际的认知无线电网络比常用的模型，假设一个源有完美的非因果知识的其他源的消息。首先，对称GCCIC的总容量被确定为在恒定间隙内。然后，从推导得到的对称和容量的见解扩展到表征整个容量区域内的一个恒定的差距更一般的情况下。具体地，容量被确定为（a）对于完全连接的GCCIC在2比特内，粗略地说，当在两个接收机处干扰都不弱时，（b）对于Z信道在2比特内，即，当没有来自主用户的干扰时，以及（c）对于S信道在2比特内，即，当没有来自次级用户的干扰时。其中GCCIC在广义自由度方面等效于非合作干扰信道的参数机制（即，单边因果合作是无用的），到非因果认知干扰信道（即，因果合作达到了认知无线电技术的极限），并对双边源合作进行了识别。这些比较揭示了参数制度和网络拓扑结构，在实践中可能提供一个无限的吞吐量增益相比，目前可用的（非认知）技术。
2013-09-30 cs.IT math.IT
Optimized data sharing in multicell MIMO with finite backhaul capacity
本文讨论了合作在多小区环境中，基站（BS）希望联合服务多个用户，在有限的回程容量。我们指出，对于有限的回程容量之间的权衡共享用户数据，这允许充分的MIMO合作，而不这样做，这减少了干扰信道的设置，但也需要更少的开销，出现。我们通过制定一种速率分割方法来优化这种权衡，在该方法中，非共享数据（每个发射机专用）和共享数据被叠加。我们推导出相应的可达速率区域，并获得最佳的波束成形设计共享和私人符号。我们展示了如何回程的容量可以用来确定有多少用户数据值得在多个BS之间共享，特别是取决于干扰有多强。
2011-01-25 cs.IT math.IT
How Much Cache is Needed to Achieve Linear Capacity Scaling in Backhaul-Limited Dense Wireless Networks?
密集无线网络是满足5G无线系统中巨大容量需求的有前途的解决方案。然而，存在两个实现问题，即干扰和回程问题。为了解决这些问题，我们提出了一种新的网络架构，称为回程有限的高速缓存密集无线网络（C-DWN），其中物理层（PHY）缓存方案在基站（BS），但只有一小部分的BS有线有效载荷回程。PHY缓存可以取代有线回程的作用，以实现缓存引起的MIMO协作增益和缓存辅助的多跳增益。两个基本问题得到解决。我们能否利用PHY缓存来实现有限有效负载回程的线性容量扩展？如果是，需要多少缓存？我们表明，回程限制的C-DWN的容量确实与BS的数量成线性比例，如果BS缓存大小大于取决于内容流行度的阈值。我们还量化的吞吐量增益，由于高速缓存引起的MIMO合作传统的缓存方案（纯粹利用缓存辅助多跳）。有趣的是，实现显著的高速缓存引起的MIMO协作增益所需的最小BS高速缓存大小与实现线性容量缩放所需的相同。
2016-05-09 cs.IT math.IT
User-centric Performance Optimization with Remote Radio Head Cooperation in C-RAN
在云无线电接入网络（C-RAN）中，分布式远程无线电头端（RRH）由云中的基带单元（BBU）协调。信号处理的集中化为RRH的协作多点传输（CoMP）提供了灵活性，以协作地服务于用户设备（UE）。我们的目标是通过联合优化用于服务UE的RRH的选择，即，资源分配（和CoMP选择）。我们分析了问题的计算复杂性。接下来，我们证明了在固定CoMP选择下，最优资源分配相当于求解所谓的迭代函数。对于以用户为中心的网络优化，我们提出了一种联合优化问题的算法，旨在最大限度地扩展任何目标UE组的容量。所提出的算法使网络级的性能评估的经验质量。
2021-01-19 cs.IT math.IT
Indoor Massive MIMO Deployments for Uniformly High Wireless Capacity
提供始终如一的高无线容量对于支持未来数字企业所需的应用变得越来越重要。在本文中，我们提出了本征方向感知ZF（EDA-ZF）与基站（BS）和分布式干扰抑制之间的部分协调作为一种实用的方法来实现这一目标。我们将我们的解决方案与迫零（ZF）和网络MIMO（NeMIMO）进行比较，迫零既不需要BS协调也不需要小区间干扰减轻，网络MIMO（NeMIMO）中，完全BS协调实现了集中式小区间干扰管理。我们还评估了三个子6 GHz部署与不同的BS密度-稀疏，中间和密集-所有固定的天线总数和辐射功率的计划的性能。广泛的模拟表明：（i）实现所提出的EDA-ZF的室内大规模MIMO为所有用户提供了一致的良好速率;（ii）除非实现完全协调，否则室内网络密集化是有害的;（iii）部署NeMIMO在强室外干扰下是有回报的，特别是对于小区边缘用户。
2017-10-10 cs.IT math.IT
Message and State Cooperation in a Relay Channel When Only the Relay Knows the State
研究了一种状态依赖的中继信道，在该信道中，中继站有严格因果的信道状态信息，而源站和目的站没有状态信息。源和中继通过两个单向的带外正交链路的有限容量连接，和状态相关的无记忆信道连接的源和中继，在一侧，和目的地，在另一侧。经由正交链路，源可以将关于要被递送到目的地的消息的信息传送到中继，而中继可以将状态信息转发到源。这种交换使得源和中继之间能够在向目的地传输消息和状态信息时进行协作。首先，提出了两个可实现的计划，利用消息和状态的合作。它示出的传输方案的启发，噪声网络编码比基于块马尔可夫编码和反向解码的策略执行得更好。其次，基于给定的可实现方案和适当的上界，对一些特殊情况下的容量结果进行了识别。最后，高斯模型进行了研究，以及相应的数值结果，照亮状态和消息合作的相对优点。
2014-07-13 cs.IT math.IT
Coordination Capacity for Classical-Quantum Correlations
本文研究三种基本网络协调设定下多方间可分态与经典-量子关联的生成，确立了通信与公共随机性速率间的最优权衡。
2024-04-28 cs.IT math.IT quant-ph
The Benefit of Encoder Cooperation in the Presence of State Information
在许多通信网络中，信道状态信息在各个节点处的可用性为网络节点提供了一起工作或“协作”的机会。“这项工作研究了在多址信道中与合作促进者合作的好处，编码器处的分布式状态信息，以及解码器处可用的完整状态信息。在各种因果关系的约束下，获得充分的条件，使得编码器通过促进器的合作结果在总容量的增益，具有无限的斜率在与编码器共享的信息速率。这一结果扩展了作者之前关于网络合作的工作，其中没有节点可以访问状态信息。
2017-07-18 cs.IT math.IT
Bounds on the Capacity of the Multiple Access Diamond Channel with Cooperating Base-Stations
一个菱形网络被认为是中央处理器连接，通过回程无噪声链路，多个会议基站，与一个单一的用户在多址信道进行通信。我们提出的编码技术，以及上下限的能力。我们的可扩展性方案使用了基于Wand，Wigger和Zaidi（2018）提出的技术的通用云编码策略，并将其扩展到两个中继之外。我们的上界推广了Bidokhti和Kramer为没有合作的两个中继钻石网络（2016）提出的方法，并为多个中继设置带来了新的界限。专门为我们的上界的两个中继的情况下（合作），我们提供了新的界限，提高国家的最先进的。
2022-05-03 cs.IT math.IT
Joint Cooperation and Multi-Hopping Increase the Capacity of Wireless Networks
在一个\emph{extended network}中的节点之间的通信问题被认为是，无线电功率衰减和干扰的限制因素。先前已经表明，利用简单的多跳，在这样的网络中可实现的总通信速率至多是$Θ(\sqrt{N})$。在这项工作中，我们研究的好处，节点的合作，结合多跳的网络容量。我们提出了一个多阶段的通信方案，结合分布式MIMO传输与多跳转发集群节点之间。我们推导出这种通信方案的网络吞吐量，并确定最佳的集群大小。这提供了网络容量的建设性下限。我们首先表明，在\textit{regular networks}的速率$ω(N^{2/3})$可以实现与$Θ(N^{\fracα{6}-{1/3}})$，其中$α>2$是信号路径损耗指数的传输功率缩放。我们进一步扩展这一结果\textit{random networks}，在那里，我们表明$ω(N^{2/3}(\log{N})^{(2-α)/6})$的速率可以实现与$Θ(N^{α/6-1/3}(\log{N})^{-(α-2)^2/6})$在一个随机网络中的单位节点密度的传输功率缩放。特别地，当$α$接近2时，仅需要恒定的发射功率。最后，我们研究了密度为$λ=Ω(\log{N})$的随机网络，并证明了$ω((λN)^{2/3})$的速率和所需的功率尺度为$Θ(N^{α/6-1/3}/λ^{α/3-2/3})$。
2008-05-23 cs.IT cs.NI math.IT
A Distributed MAC Protocol for Cooperation in Random Access Networks
无线局域网以其低成本和易于部署的特点成为无线通信在日常生活中最成功的应用之一。这种成功的使能技术是无线信道的随机接入方案的使用。随机接入需要节点之间的最小协调，这大大降低了基础设施的成本。近年来，无线网络中的协作通信因其具有更高的速率和可靠性而受到越来越多的关注。一个额外的MAC开销是必要的协调节点，以允许合作，这种开销可能会抵消合作的好处。在这项工作中，提出了一个完全分布式的协议，允许网络中的节点通过两跳和解码和转发的数据传输到一个共同的网关节点进行合作。结果表明，高吞吐量增益获得的个人吞吐量，可以保证在网络中的任何节点。这些结果通过Monte Carlo模拟进行了验证。
2009-11-03 cs.IT math.IT
On the Cost and Benefit of Cooperation (Extended Version)
在协作编码方案中，网络节点一起工作以实现更高的传输速率。为了更好地了解合作，我们考虑一个模型，其中两个发射机发送速率受限的描述他们的消息的“合作促进者”，一个节点，发送回速率受限的描述对每个发射机。该模型包括会议编码器模型和当前作者的先验模型作为特例。我们表明，除了一类特殊的多址接入信道，在这种模式下的合作所产生的总容量的增益是相当大的。向任何这样的通道添加合作促进者都会导致网络不满足边缘去除属性。一个重要的特殊情况是高斯多址接入信道，我们明确的特征和速率合作增益。
2015-04-17 cs.IT math.IT
The Broadcast Channel with Degraded Message Sets and Unreliable Conference
正如许多最近的研究表明，用户之间的合作可以大大提高通信系统的性能。在文献中的大多数作品提出的模型，所有的用户都知道可用于合作的资源。然而，在当今的动态ad-hoc通信系统中，合作链路有时不可用或者无论合作链路是否存在都不能更新一些用户的情况更加现实。在这种情况下，我们需要的编码方案，利用合作的链接，如果他们存在，仍然可以操作，如果合作是不可能的。在这项工作中，我们研究了一般的广播信道模型与退化的消息集和合作的链接，可能会缺席，并推导出它的容量区域在这样的不确定性条件下。
2017-01-23 cs.IT math.IT
Dynamic Resource Coordination and Interference Management for Femtocell Networks
Femtocell正在成为确保室内环境覆盖和容量的关键技术。然而，新毫微微小区层的部署可能对整个系统产生不期望的干扰。本文研究了毫微微蜂窝网络的频谱资源协调和干扰管理问题。提出了一种基于由毫微微移动台广播资源协调请求消息的资源协调方案，以减少系统干扰。
2010-12-02 cs.IT math.IT
Can Negligible Cooperation Increase Network Reliability?
在网络协作策略中，节点以提高传输速率或可靠性为目标进行协作。本文表明，使两个用户的多址接入信道的发射机之间的合作，通过一个合作促进者，有机会获得这两个消息，总是导致在网络的最大和平均误差和容量是相同的-即使这些能力不同的情况下，合作和信息共享的编码器是可以忽略不计的。从这个结果，它遵循的是，如果一个多址接入信道，没有发射机合作具有不同的最大和平均误差和容量，那么最大误差和容量的网络组成的这个信道和合作促进者是不连续的相对于输出边缘能力的促进者。这表明，存在这样的网络，其中与编码器共享每个信道使用的即使是可忽略的比特数也会产生不可忽略的益处。
2016-09-30 cs.IT math.IT
Dependence Balance Based Outer Bounds for Gaussian Networks with Cooperation and Feedback
获得了广义反馈两用户多址接入信道（MAC-GF）和广义反馈两用户干扰信道（IC-GF）容量区域的新外界。这些外边界是基于Hekstra和Willems [1]提出的依赖平衡的思想。为了说明我们的外部边界的有用性，我们调查三种不同的信道模型。我们首先考虑具有噪声反馈的高斯MAC（MAC-NF），其中发射机$k$、$k=1,2$接收反馈$Y_{F_{k}}$，其是被加性高斯白噪声$Z_{k}$破坏的信道输出$Y$。当反馈噪声方差变大时，人们会期望反馈变得无用，这并不反映在割集界限中。我们证明，我们的外边界改善后，割集界的反馈噪声方差的所有非零值。此外，在限制为$σ_{Z_{k}}^{2}\to \infty$，$k=1,2$，我们的外部边界崩溃的高斯MAC的容量区域没有反馈。其次，我们研究了具有用户协作的高斯MAC（MAC-UC），其中每个发射机接收另一个发射机的信道输入的加性高斯白噪声破坏版本[2]。对于这种信道模型，割集界对合作噪声敏感，但不够敏感。对于合作噪声方差的所有非零值，我们的外界严格改进了割集外界。第三，我们研究了一个具有用户协作的高斯IC（IC-UC）。对于该信道模型，割集界再次对合作噪声方差敏感，但不够敏感。我们证明了我们的外边界严格提高后，割集界的合作噪声方差的所有非零值。
2008-12-19 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
