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
Transmission Strategies in Multiple Access Fading Channels with Statistical QoS Constraints
在多用户场景下，分析了在满足统计时延约束的情况下，给定服务过程所能支持的最大恒定到达速率的有效容量。特别是，衰落多址信道（MAC）的有效容量区域中存在的服务质量（QoS）的约束进行了研究。假设完美信道侧信息（CSI）在发射机和接收机两者处都可用。最初假设发射机以固定功率电平发送信息，因此不采用功率控制策略。在此假设下，叠加编码与连续解码技术实现的性能进行了研究。它示出，相对于信道状态的不同的解码顺序可以显着增加可实现的吞吐量区域。在两个用户的情况下，最佳的解码策略是确定的情况下，用户具有相同的QoS约束。分析了正交传输策略的性能。结果表明，对于一定的QoS约束，时分多址（TDMA）可以实现更好的性能比叠加编码，如果在接收端使用固定的连续解码顺序。在随后的分析中，功率控制策略被纳入到传输策略。确定了在所有信道状态下任何固定解码顺序的最优功率分配策略。对于给定的可变解码顺序策略，确定了最优功率控制策略必须满足的条件，并提供了可用于计算这些最优策略的算法。
2010-09-16 cs.IT math.IT
A low-complexity 2D signal space diversity solution for future broadcasting systems
-DVB-T2是第一个采用旋转和循环Q延迟（RCQD）调制的工业标准，以提高衰落信道的性能。与传统的正交幅度调制（QAM）相比，这种调制方式在恶劣的信道条件下具有重要的增益，但相应的解调复杂度仍然阻碍了它的广泛应用。本文针对不同的QAM星座提出了不同的旋转角度和相应的低复杂度检测方法。结果表明，所提出的解决方案简化了发射机和接收机，通常比DVB-T2中提出的角度具有更好的性能。与目前DVB-T2中使用的最低复杂度解映射器相比，所提出的解决方案实现了超过60%的额外降低。索引项- DVB-T2、旋转和循环Q延迟（RCQD）调制、信号空间分集（SSD）、衰落信道、正交幅度调制（QAM）、最大对数、计算复杂度。
2015-11-04 cs.IT math.IT
Optimal Power Control for Fading Channels with Arbitrary Input Distributions and Delay-Sensitive Traffic
在平均功率约束和服务质量（QoS）要求的条件下，提出了在任意输入分布下最大化有效容量的最优功率控制策略。分析导致在低功率状态和两种极限情况下的最优功率控制策略的简化表达式，即，非常严格的QoS约束和消失的QoS约束。在低功率状态下，恒定功率方案的能量效率（EE）性能也通过表征任意输入信令和一般衰落分布的每比特最小能量和宽带斜率来确定。随后，专门的Nakagami-m和Rician衰落信道的结果。此外，有效容量和EE之间的权衡进行了研究，通过确定最佳的功率控制方案，最大限度地提高了有效容量的最低要求EE和平均传输功率的约束。电路功耗被明确考虑在EE制定。通过数值计算，比较了恒功率和最优功率控制方案在不同信号星座和高斯信号下的性能。QoS约束，输入分布，衰落的严重程度，和平均发射功率电平上建议的功率控制方案，最大可实现的有效容量和EE的影响进行了评估。
2018-05-18 cs.IT math.IT
Power Control and Scheduling under Hard Deadline Constraints for On-Off Fading Channels
我们考虑下行链路蜂窝系统的联合调度和功率分配问题。该系统由两组用户组成：实时（RT）和非实时（NRT）用户。给定基站上的一些平均功率约束，问题是找到满足RT和NRT服务质量（QoS）约束的算法。RT QoS约束保证RT分组中错过其最后期限的部分不超过预先指定的阈值。另一方面，NRT的QoS只是为了保证队列的稳定性。我们提出了一个总和速率最大化算法，满足所有的QoS和平均功率约束。所提出的功率分配策略具有两组用户的封闭形式的表达式。然而，RT用户的功率策略在结构上不同于NRT用户。所提出的算法是最佳的开关信道模型与多项式时间调度复杂度。使用广泛的模拟，所提出的算法的吞吐量超过现有的方法。
2016-12-26 cs.IT math.IT
Cognitive Radio Transmission under QoS Constraints and Interference Limitations
本文研究了服务质量（QoS）约束和干扰限制下的认知传输性能。假设认知次用户最初在多个频带（或等效信道）上执行感知以检测主用户的活动。随后，它们根据信道感测决策和衰落环境以可变功率和速率在单个信道中执行传输。一个状态转换模型被构造来模拟这种认知操作。缓冲区长度的统计限制，考虑到认知二次用户的QoS约束。在这样的QoS约束和对主用户造成的干扰的限制下，通过找到认知无线电信道的有效容量来确定最大吞吐量。得到了最优功率分配策略，确定了最优信道选择准则。有效容量，干扰和QoS约束，信道检测参数和可靠性，衰落，和可用频带的数量之间的复杂的相互作用进行了研究，通过数值结果。
2010-05-09 cs.IT math.IT
Energy and Bursty Packet Loss Tradeoff over Fading Channels: A System Level Model
能量效率和服务质量（QoS）保证是5G无线通信系统的关键设计目标。在这方面，我们讨论了衰落信道的多用户调度方案的损失容忍的应用。应用的损失容限根据有助于应用的体验质量的不同参数来表征。移动用户被机会主义地调度，使得保证最低QoS。我们提出了一个机会调度方案，并解决跨层的设计框架时，信道状态信息是不完全可用的发送器和接收器。我们将系统能量描述为不同QoS和信道状态估计误差参数的函数。最优化问题是制定使用马尔可夫链框架和解决使用随机优化技术。结果表明，表征分组丢失的参数是紧耦合的，并且如果其他约束是紧的，则其中一个参数的放松对系统没有多大好处。我们评估的能量性能的权衡数值和显示的影响，信道的不确定性的数据包调度器的设计。
2016-11-09 cs.IT math.IT
Performance Analysis of Cognitive Radio Systems under QoS Constraints and Channel Uncertainty
本文研究了在时间选择性平坦衰落信道中，在服务质量（QoS）约束和信道不确定性条件下的认知传输性能。假设认知次用户（SU）首先进行信道感知以检测主用户的活动，然后尝试通过训练来估计信道衰落系数。能量检测用于信道感知，不同的最小均方误差（MMSE）估计方法被认为是信道估计。在信道感测和估计中，可能会做出错误的决定，因此，信道不确定性没有完全消除。在这种情况下，性能进行了研究和信道感测和估计之间的相互作用进行了研究。在信道感测和估计任务之后，SU参与数据传输。假设发射机不知道信道衰落系数，以固定的功率和速率水平发送数据，该功率和速率水平取决于信道检测结果。在这些假设下，一个状态转换模型的构建考虑传输的可靠性，信道感知决策及其正确性，和主用户活动的演变，这是建模为一个两状态马尔可夫过程。在数据传输阶段，考虑对次要用户的平均功率约束以限制对主要用户的干扰，并且对缓冲器长度施加统计限制以考虑次要业务的QoS约束。在这些统计QoS约束下的最大吞吐量确定通过找到认知无线电信道的有效容量。数值结果提供的功率和速率的政策。
2010-11-02 cs.IT math.IT
Private Broadcasting over Independent Parallel Channels
我们研究私人广播的两个消息，两组接收器在独立的并行通道。一组由任意数量的对公共消息感兴趣的接收者组成，而另一组只有一个接收者。每个消息必须对其他组中的接收者保密。每个子信道都被降级，但是每个信道上的接收器的顺序可以不同。虽然容量区域的角点的特点是在早期的作品，我们建立的容量区域，并显示叠加策略的最优性。对于平行高斯信道的情况下，我们表明，高斯输入分布是最佳的。我们还讨论了我们的设置扩展到广播块衰落信道，并展示了显着的性能增益，使用所提出的计划超过基线分时计划。
2012-12-31 cs.IT math.IT
Outage Performance of AF-based Time Division Broadcasting Protocol in the Presence of Co-channel Interference
本文研究了独立但不相同的瑞利平坦衰落信道中时分广播（TDBC）协议的中断性能，其中所有节点都受到有限个同信道干扰器的干扰。我们假设中继器工作在转发模式。给出了系统中断概率的严格下界和渐近表达式。理论分析和仿真结果表明，在干扰受限的情况下，TDBC协议的可达分集为零。此外，我们还研究了干扰功率、中继数目和中继位置对中断概率的影响。最后，通过计算机模拟验证了分析结果的正确性。
2012-12-30 cs.IT math.IT
On the Blind Interference Alignment over Homogeneous Block Fading Channels
不同用户之间的交错衰落模式对于没有CSIT的干扰对准或所谓的盲干扰对准（BIA）是至关重要的。这种特殊的衰落结构自然产生于异构块衰落设置，其中不同的用户经历具有不同相干时间的独立块衰落。Jafar等人证明了BIA可以应用于一些特殊的异质块衰落信道，这些信道可以是自然形成的，也可以是人工构造的。在本文中，我们表明，在一个2用户2x 1广播（BC）信道的上下文中，交错衰落模式也可以在均匀块衰落设置，其中两个用户经历独立的衰落与相同的相干时间，我们提出了一个方案，以实现最佳的4/3自由度的均匀设置使用BIA。应用所提出的方案，我们进一步研究了一个2x 1 BC网络与K个用户经历均匀块衰落。当K>=4时，我们表明几乎可以保证发射机可以在K个用户中找到两个用户，以形成可以应用BIA的2用户2x 1 BC信道。
2012-04-17 cs.IT math.IT
QoS Analysis of Cognitive Radio Channels with Perfect CSI at both Receiver and Transmitter
本文研究了服务质量（QoS）约束下的认知传输。在认知无线电信道模型中，假设次接收机和次发射机都完全知道信道衰落系数，并根据次用户的信道感知确定主用户的信道活动，在给定的约束条件下优化功率自适应策略.传输速率等于瞬时信道容量值。构造了一个包含四种状态的状态转移模型来模拟这种认知传输信道。对缓冲区长度的统计限制被施加以考虑QoS约束。在这些统计QoS约束下的最大吞吐量确定通过找到认知无线电信道的有效容量。研究了信道感知持续时间、检测门限、检测和虚警概率以及QoS参数等系统参数对有效容量的影响。
2010-04-06 cs.IT math.IT
Energy-Efficient Optimization for HARQ Schemes over Time-Correlated Fading Channels
本文分析了三种常见的混合自动重传请求（HARQ）方案，包括Type I HARQ、带追赶合并的HARQ（HARQ-CC）和带增量冗余的HARQ（HARQ-IR）的能量效率，并研究了联合功率分配和速率选择以最大化能量效率。与现有文献不同，考虑了时间相关衰落信道，并且考虑了两个广泛关注的服务质量（QoS）约束，即，在优化中还考虑了中断和有效吞吐量约束，这进一步区分了这项工作与先前的工作。利用渐近中断概率的统一表达式，最优传输功率和最优速率推导出封闭形式，以最大限度地提高能源效率，同时满足QoS约束。然后，这些封闭形式的解决方案使得能够对各种HARQ方案的最大能量效率进行彻底分析。揭示了在低中断约束的情况下，通过类型I HARQ实现的最大能量效率是$\frac{1}{4\ln2}$ bits/J，而HARQ-CC和HARQ-IR可以实现与$\frac{κ_\infty}{4\ln2}$ bits/J相同的最大能量效率，其中$κ_\infty = 1.6617$。此外，衰落信道中的时间相关性对能量效率有负面影响，而较大的最大允许传输次数有利于能量效率的提高。大量的仿真结果验证了能量有效性优化的有效性，结果也表明，HARQ-CC可以实现最好的权衡之间的能量效率和频谱效率的三个HARQ方案。
2022-09-24 cs.IT math.IT
Effective Capacity in Multiple Access Channels with Arbitrary Inputs
在本文中，我们考虑了两个用户的多址衰落信道下的服务质量（QoS）的约束。我们最初制定的传输速率为两个发射机，发射机具有任意分布的输入信号。我们假设接收器以特定顺序执行连续解码。然后，我们建立了有效容量区域，提供最大允许的可持续到达速率区域在发送端的缓冲区QoS保证。假设有限的发射机的发射功率预算，我们得到的功率分配政策，最大限度地提高了有效容量区域。对于接收端的译码顺序，我们给出了在给定功率分配策略下，信道衰落参数平面上的最优译码顺序区域的特征。为了实现上述目标，我们利用最小均方误差和互信息的一阶导数之间的关系的功率分配策略。通过数值计算，我们显示了输入信号分布的影响，这种两用户多址衰落信道的有效容量区域的性能。
2015-07-31 cs.IT math.IT
Secure Broadcasting With Side-Information
在本文中，我们推导出信息理论的安全和可靠的通信在一般的两个用户的离散无记忆广播信道与边信息在发射机的性能限制。发送者希望向两个接收者广播两个独立的消息，但每个消息都应对非预期的接收者保密。此外，编码器具有以非因果方式提供给它的边信息（例如，无线介质中的衰落、由网络中的相邻节点引起的干扰等），即，在传输过程之前。我们推导出该信道的容量区域上的内界，通过采用用于经典的两用户广播信道的Marton的编码技术的扩展，结合随机编码器，以满足保密性约束。基于先前已知的结果，我们讨论了一个程序，提出了一个示意图的可实现的速率区域。用于处理边信息和机密性约束的速率惩罚使得该信道的可实现区域严格小于这些约束中的一个或两个被放松的那些信道的速率区域。
2011-09-25 cs.IT math.IT
On Information Rates of the Fading Wyner Cellular Model via the Thouless Formula for the Strip
我们应用随机薛定谔算子的理论来分析多用户通信信道类似于Wyner模型，其特征在于短距离小区内广播。由于$H$是信道传输矩阵，因此$HH^\dagger$是窄带矩阵，并且在许多方面类似于随机薛定谔算子。我们涉及到每细胞的总和速率容量的信道的随机薛定谔算子的状态的综合密度;后者是相关的随机序列的矩阵通过一个版本的无尾公式的最高李雅普诺夫指数。与经典随机矩阵理论中的相关结果不同，极限结果依赖于潜在的衰落分布。我们还得到了几个界限上的限制每细胞的总和速率容量，一些基于随机薛定谔算子的理论，和一些来自信息理论的考虑。最后，我们得到明确的结果，在高信噪比制度的一些特殊情况下。
2008-06-18 cs.IT math.IT
Wireless Throughput and Energy Efficiency with Random Arrivals and Statistical Queueing Constraints
研究了随机到达数据和统计衰落约束条件下衰落信道的吞吐量和能量效率。特别是，马尔可夫到达模型，包括离散时间马尔可夫，马尔可夫流体，马尔可夫调制泊松源被认为是。利用时变信源的有效带宽和时变无线传输的有效容量，刻画了在统计约束条件下的最大平均到达率.对于两状态（ON/OFF）源模型，吞吐量以封闭形式确定为源统计、信道特性和服务质量（QoS）约束的函数。在一定的渐近制度下，进一步研究了放。此外，能量效率进行了分析，通过确定每比特的最小能量和宽带斜率在低信噪比（SNR）的制度。总体而言，源特性，QoS要求，和信道衰落的相关性的吞吐量和无线系统的能源效率的影响被确定。
2015-09-14 cs.IT math.IT
The Impact of QoS Constraints on the Energy Efficiency of Fixed-Rate Wireless Transmissions
研究了在服务质量（QoS）约束下，当接收端只有信道边信息时，无线衰落信道上的传输问题。由于不知道信道条件，假设发射机以固定速率发送信息。在这些假设下，采用两状态（ON-OFF）传输模型，其中在ON状态下以固定速率可靠地传输信息，而在OFF状态下不发生可靠的传输。QoS限制施加缓冲区违规概率的约束，和有效的容量配方是用来确定最大吞吐量的无线信道可以维持，同时满足统计QoS约束。能量效率的调查，通过获得零频谱效率和宽带斜率在宽带和低功率制度假设接收机具有完美的信道侧信息（CSI）所需的比特能量。在宽带和低功耗制度，由于QoS约束的存在而增加的能量需求进行量化。与可变速率/固定功率和可变速率/可变功率的情况下的比较。在信道不确定性的存在下，进一步分析了能量效率。在QoS约束下确定分配给训练的功率的最佳比例。它被证明，在低功率政权的最小比特能量是在一定的非零功率水平下，比特能量增加，而没有约束的消失功率。
2008-12-09 cs.IT math.IT
Low-Complexity Dynamic Resource Scheduling for Downlink MC-NOMA Over Fading Channels
在本文中，我们研究动态资源调度（即，联合用户、子信道和功率调度）用于时变衰落信道上下行链路多信道非正交多址（MC-NOMA）系统。具体来说，我们解决加权平均和速率最大化问题的服务质量（QoS）的约束。特别是，为了促进快速资源调度，我们专注于开发一个非常低的复杂度算法。为此，通过利用拉格朗日对偶和随机优化理论，我们首先开发了一个机会MC-NOMA调度算法，从而将原问题分解为一系列的子问题，每个时隙一个。因此，资源调度工作在一个在线的方式，解决一个子问题，每个时隙，使其更适用于实际系统。然后，我们进一步开发了一种启发式的联合子信道分配和功率分配（Joint-SAPA）算法，具有非常低的计算复杂性，称为Joint-SAPA-LCC，解决每个子问题。最后，通过仿真，我们表明，我们的联合SAPA-LCC算法提供了良好的性能相媲美，现有的联合SAPA算法，尽管需要低得多的计算复杂性。我们还表明，我们的机会MC-NOMA调度算法，其中的联合SAPA-LCC算法嵌入工作良好，同时满足给定的QoS要求。
2021-08-15 cs.IT cs.NI math.IT
Average Finite-Blocklength Packet Error Rate over Nakagami-$m$ Fading via a Logistic--Lerch Approximation
Mid Sweden University（瑞典中部大学）
本文针对Nakagami-m衰落信道的平均有限块长分组错误率问题，提出Logistic-Lerch近似方法，得到闭式解，误差优于基线方法，可用于QoS感知的速率选择规则。
2026-08-25 cs.IT math.IT
QoS Guaranteed Energy Minimization Over Two-Way Relaying Networks
在这项工作中，我们考虑一个典型的三节点，双向中继网络（TWRN）在衰落信道。其目的是从长远来看，最大限度地减少整个系统的能量使用TWRN，同时满足两个源节点之间所需的平均对称交换率。为此，分析了物理层网络编码（PNC）和基于叠加编码的数字网络编码（SPC-DNC）的能量使用。然后通过比较得出了两种策略的选择规则。基于所观察到的规则，我们然后设计了一个方案，通过PNC和SPC-DNC之间切换的每个通道实现。通过PNC/DNC切换以及针对每个信道实现的上行链路和下行链路上的功率分配来制定相关的优化问题，并经由迭代算法来求解。理论分析和仿真结果表明，该切换方案优于单独使用PNC或SPC-DNC的方案。
2016-11-16 cs.IT math.IT
A Broadcast Approach To Secret Key Generation Over Slow Fading Channels
针对慢衰落信道，提出了一种基于分层广播策略的密钥生成方案。在所考虑的模型中，Alice希望与Bob共享密钥，同时将密钥保密给Eve，Eve是一个被动的窃听者。假设Alice-Bob和Alice-Eve信道都经历慢衰落，并且假设在传输期间仅在接收器处知道完美的信道状态信息（CSI）。在每个衰落时隙中，Alice广播编码层的连续体，因此允许Bob以与衰落状态对应的速率（Alice未知）解码。可靠解码的层的索引经由公共且无差错的信道从Bob发送回Alice，并且用于生成公共秘密密钥。在本文中，可实现的保密密钥速率推导出一个给定的功率分布在编码层。最佳功率分布的特点。结果表明，分层广播编码可以提高保密密钥速率显着相比，单级编码。
2011-03-16 cs.CR cs.IT math.IT
Transmit Power Minimization in Small Cell Networks Under Time Average QoS Constraints
我们考虑由N个小区组成的小小区网络（SCN），其中每个小小区基站（SCBS）配备有Nt个\geq 1天线，为每个小区的K个单天线用户终端（UT）服务。在这种设置下，我们解决以下问题：给定UT的特定时间平均服务质量（QoS）目标，可以满足它们的最小发射功率支出是多少？我们考虑时间平均QoS约束的动机来自于这样一个事实，即现代无线应用程序，如文件共享，多媒体等，允许一些灵活性，在他们的延迟容忍度。与瞬时QoS约束相比，时间平均QoS约束可以节省更多的发射功率，因为它提供了在衰落信道状态下动态分配资源的灵活性。我们制定的问题作为一个随机优化问题，其解决方案是在每个时隙的下行链路波束成形向量的设计。我们解决了这个问题，使用的方法李雅普诺夫优化和所提出的算法的性能特征。以该算法为参考，我们提出了两个主要的贡献，将实际的设计考虑在SCN。首先，我们分析了SCBS之间的信息交换所产生的延迟的影响。其次，我们施加信道状态信息（CSI）反馈约束，并制定了联合CSI反馈和波束形成策略。在这两种情况下，我们提供的算法在满足QoS约束和时间平均功耗方面的性能界限。我们的仿真结果表明，解决问题的时间平均QoS约束提供了更大的节省相比，瞬时QoS约束的发射功率。
2015-07-14 cs.IT math.IT
Energy Efficiency Analysis of IRS-aided Wireless Communication Systems Under Statistical QoS Constraints: An Information-Theoretic Perspective
本文从信息论角度分析统计QoS约束下IRS辅助无线通信系统的能效，推导最小比特能量与低SNR下的谱效能效权衡，揭示低功率区IRS可降能耗、稀疏多径场景宽带下有效容量更高的规律。
2024-11-01 cs.IT math.IT
Secure Transmission of Delay-Sensitive Data over Wireless Fading Channels
本文研究了随机源产生的延迟敏感数据的安全无线传输的吞吐量和能量效率。考虑了一个衰落广播模型，在该模型中，发射机向两个接收机发送机密和公共消息。假设从马尔科夫源生成的公共和机密数据在传输之前存储在缓冲区中，并且发射机在缓冲区/延迟违规概率的约束下操作。在这样的统计服务质量（QoS）约束下，时变无线传输的有效容量和马尔可夫源的有效带宽被用来确定吞吐量。特别地，保密容量用于描述包含机密消息的缓冲器的服务速率。此外，每比特能量被用作能量效率度量，并且在低信噪比（SNR）状态下研究能量效率。具体地，确定公共和机密消息的可靠通信所需的每比特的最小能量，并且识别宽带斜率表达式。缓冲器/延迟约束，信道之间的相关性，源特性/突发性，在发射机的信道知识，功率分配和保密要求的吞吐量和能源效率的共同和机密的消息传输的影响被确定。
2017-04-06 cs.IT math.IT
Maximizing Energy Efficiency in Multiple Access Channels by Exploiting Packet Dropping and Transmitter Buffering
网络的服务质量（QoS）的特征在于指定应用的分组延迟和丢失容限要求的各种参数。无线信道的不可预测性要求应用某些机制来满足QoS要求。传统上，介质访问控制（MAC）和网络层执行这些任务。然而，这些机制不考虑（衰落）信道条件。在本文中，我们调查的问题，使用跨层技术的信息流和联合优化的更高和物理层是允许的。我们提出了一种调度方案，以优化多用户多接入系统的能量消耗，使QoS约束的数据包丢失方面得到满足，同时系统能够最大限度地发挥多用户分集的优势。具体而言，这项工作的重点是建模和分析的影响，数据包的传输器的缓冲能力对系统的能量的数据包丢失容忍的应用程序。我们讨论了低复杂度的计划，表现出可比的性能所提出的计划。数值计算揭示了不同QoS参数对系统能耗的耦合影响，验证了我们的分析结果。
2015-03-31 cs.IT math.IT
Unified and Distributed QoS-Driven Cell Association Algorithms in Heterogeneous Networks
针对多层异构网络（HetNet）下行链路中的小区关联问题，提出了一种新的小区关联算法。本文定义并处理了两个问题：具有长期速率服务质量（QoS）约束的长期速率最大化和效用问题，以及具有中断QoS约束的全局中断概率最小化问题。第一个问题非常适合于低移动性环境，而第二个问题提供了一个框架来处理具有快速衰落的环境。本文中定义的优化问题分两个阶段解决：小区关联阶段，然后是可选的RB分配阶段。我们表明，这两个问题的细胞协会阶段具有相同的结构。基于这种相似性，我们提出了一个统一的分布式算法与低层次的消息传递到小区关联阶段。该分布式算法通过放松关联约束和拉格朗日对偶分解方法得到。在RB分配阶段，在小区关联阶段之后的剩余RB在用户之间分配。仿真结果表明，我们的分布式小区关联方案相比，基于最大信号干扰噪声比（SINR）的计划的优越性。
2014-05-11 cs.IT cs.NI math.IT
Statistical QoS provisioning for MTC Networks under Finite Blocklength
本文分析了有限块长机制下时延受限的机器类型通信（MTC）网络的有效容量。首先，我们推导出一个封闭形式的数学近似的有效容量在准静态瑞利衰落信道。我们刻画了最佳错误概率，以最大化凹有效容量函数与可靠性约束，并研究了信号干扰噪声比（SINR）的变化，不同的延迟约束的效果。可靠性和有效容量最大化之间的权衡表明，特别是当机器数量较少时，我们可以在有限的有效容量牺牲的情况下获得更高的可靠性。我们的分析表明，信干噪比的变化有严格的延迟约束网络的有效容量的影响较小。我们提出了一个示例性的场景，大规模的MTC接入的干扰影响进行分析，提出了三种方法来恢复某一节点的有效容量，这是功率控制，延迟约束的优雅退化和联合补偿。联合补偿结合了功率控制和延迟约束的优雅退化，其中我们执行最大化的目标函数，其参数根据延迟和SINR优先级确定。我们的结果表明，具有严格延迟约束的网络有利于功率控制补偿，并且对于较短的数据包通常以较高的成本进行补偿。
2018-08-21 cs.IT math.IT
Energy-Efficient Adaptive Transmission in Machine Type Communications with Delay-Outage Constraints
在本文中，我们提出了一种新的自适应传输策略，以提高无线点对点传输系统中具有服务质量（QoS）要求的能量效率，延迟中断概率考虑。发射机被调度使用具有更好的系数的信道，并且当信道遭受深衰落时被强制进入静默状态。所提出的策略可以很容易地实现，通过应用双模式电路，并适用于大规模机器类型通信（MTC）的情况。为了提高EE，我们制定了一个EE最大化问题，它有一个单一的最优条件下的宽松的QoS约束。我们还表明，最大化问题可以有效地解决二分搜索算法。仿真结果表明，我们提出的策略可以获得显着的EE收益，从而证实了我们的理论分析。
2018-07-21 cs.IT math.IT
Fixed Rate Statistical QoS Provisioning for Markovian Sources in Machine Type Communication
本文研究了在瑞利衰落信道下，由单个发射机和接收机组成的机器类型通信（MTC）中的可靠性和延迟之间的权衡。我们假设发射机不知道信道条件，因此它将以固定速率传输信息。固定速率传输被建模为一个两状态连续时间马尔可夫过程，其中的最佳传输速率。此外，我们进行了性能分析，不同的到达业务起源于MTC设备通过有效速率传输。我们认为，到达流量建模为马尔可夫过程，即离散时间马尔可夫过程，流体马尔可夫过程，马尔可夫调制泊松过程下的延迟违规约束。利用有效带宽和有效容量的理论，我们评估的可靠性和延迟之间的权衡，并确定QoS（服务质量）的要求，并推导出上下限的有效容量受信道内存衰减率限制。
2019-06-26 cs.IT cs.NI eess.SP
Lattice Index Codes from Algebraic Number Fields
广播$K$独立的消息到多个用户，其中每个用户需要所有的消息，并有一个子集的消息作为边信息进行了研究。最近，Natarajan，Hong和Viterbo提出了一种新的广播策略，称为格索引编码，它使用在一些主要理想域（PID）上构建的格进行传输，并表明该方案提供了均匀的边信息增益。本文将这一策略推广到一般数域代数整数环上，这些环不一定是PID。上界和下界的边信息增益的建议计划构建在一些有趣的类数域，并显示出渐近一致的消息率。这一概括大大扩大了设计空间，并部分包括了Natarajan，Hong和Viterbo的方案作为特例。也许更重要的是，除了边信息增益，建议的格索引码受益于分集增益固有的星座雕刻从数域时，在瑞利衰落信道上使用。还提供了一些有趣的例子，所提出的计划允许所有的消息是从同一个字段。
2015-09-09 cs.IT math.IT
Scalable Cell-Free Massive MIMO Systems with Finite Resolution ADCs/DACs over Spatially Correlated Rician Fading Channels
在本文中，可扩展的无小区大规模MIMO（SCF-mMIMO）系统中，所有的用户设备（UE）和接入点（AP）采用有限分辨率的数字到模拟转换器（DAC）和模拟到数字转换器（ADC）和相关莱斯衰落下的性能评估的分析框架，提出。通过使用最大比合并（MRC）检测，通用表达式的上行链路（UL）的频谱效率（SE）的分布式和集中式方案。为了进一步降低原有局部部分MMSE（LP-MMSE）和部分MMSE（P-MMSE）检测器的计算复杂性（CC），提出了两种新的可扩展的低复杂度MMSE检测器，分别用于分布式和集中式方案，其SE性能非常接近.此外，对于分布式方案的一个新的部分大规模衰落解码（P-LSFD）加权矢量的引入和分析SE性能是非常相似的一个等效的不可扩展的LSFD矢量的性能。最后，提出了一种由AP簇形成、导频分配和功率控制三部分组成的可扩展算法，该算法优于传统的随机导频分配和基于用户组的导频分配策略，并且与等功率传输策略相反，它保证了所有接入UE的服务质量（QoS）公平性。
2021-09-15 cs.IT cs.NI math.IT
Statistical QoS Analysis of Reconfigurable Intelligent Surface-assisted D2D Communication
这项工作进行统计QoS分析的Rician块衰落可重构智能表面（RIS）辅助D2 D链路中的发送节点下的延迟QoS约束。首先，我们为D2 D链路执行模式选择，其中D2 D对可以通过中继来自RI的数据直接通信或者通过基站（BS）通信。接下来，我们提供用于RIS辅助的D2 D链路的有效容量（EC）的封闭形式的表达式。当发射机处的信道状态信息（CSIT）可用时，发射D2 D节点以可变速率$r_t(n)$（根据信道条件可调整）进行通信;否则，它使用固定速率$r_t$。它允许我们在两种情况下将RIS辅助的D2 D链路建模为马尔可夫系统。我们还将我们的分析扩展到叠加和叠加D2 D设置。为了在CSIT未知时提高RIS-assisted D2 D链路的吞吐量，我们使用HARQ重传方案并提供启用HARQ的RIS-assisted D2 D链路的EC分析。最后，仿真结果表明：i）EC随着RIS元素的增加而增加，ii）当在发送节点处施加严格的QoS约束时，EC减小，iii）EC随着路径损耗估计误差的方差的增加而减小，iv）EC随着ON状态的概率的增加而增加，v）当CSIT未知时，EC通过使用HARQ而增加，并且通过使用最佳重传次数，它可以达到$5\times$通常的EC（没有HARQ并且没有CSIT）。
2022-04-07 cs.IT eess.SP math.IT
QoS-Aware User Scheduling in Crowded XL-MIMO Systems Under Non-Stationary Multi-State LoS/NLoS Channels
在拥挤的无线通信系统中提供最低的服务质量（QoS），具有高用户密度，是具有挑战性的，这是由于具有有限的发射功率预算和资源块的网络结构。智能资源分配方法，如用户调度，功率分配，调制和编码方案的选择，必须实现，以应对挑战。针对拥挤超大规模大规模多输入多输出（XL-MIMO）系统下行链路中最小QoS服务用户数的问题，提出了一种QoS感知的联合用户调度和功率分配技术.所提出的技术是由两个顺序的程序：集团搜索为基础的调度（CBS）算法的用户调度，其次是最佳的功率分配与发射功率预算和最小可达速率每个用户的约束。为了准确地评估所提出的技术在XL-MIMO的情况下，我们提出了一个广义的非平稳多状态信道模型的基础上球面波传播假设下的用户LoS和NLoS传输共存于同一个通信小区。该模型考虑了不同信道状态下的用户在多径衰落模型和路径损耗规律上的传播特性不同。数值结果表明，可实现的和速率，调度用户的数量，和调度用户的分布表明，建议CBS算法提供了一个公平的覆盖整个小区区域，实现显着数量的调度用户时，在LoS和NLoS信道状态下的用户共存的通信小区。
2022-05-13 cs.IT cs.NI eess.SP
Delay Violation Probability and Effective Rate of Downlink NOMA over $α$-$μ$ Fading Channels
本文在α-μ衰落信道下分析两用户下行NOMA系统的时延违反概率与有效速率，推导DVP上界、精确及渐近总有效速率和基本上限，并与OMA对比，揭示衰落严重程度和时延QoS约束对NOMA相对增益的影响。
2025-04-13 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
Optimization of resources for digital radio transmission over IBOC FM through max-min fairness
针对多业务 IBOC FM 数字广播的资源分配问题，提出低复杂度 MMF 算法以兼顾公平性与 QoS，并在饱和业务场景下验证其带宽优化效果。
2024-04-04 cs.IT math.IT
Capacity Bounds for State-Dependent Broadcast Channels
在本文中，我们推导出三类两用户状态相关的离散无记忆广播信道的信息理论性能极限，在编码器的非因果边信息。第一类信道包括向两个非合作接收器广播两个独立消息的发送器;对于第二类信道，每个接收器被给予其不需要解码的消息;并且第三类信道包括其中发送器被约束为使每个消息对非预期接收器保密的信道。我们推导出所有三类通道的内界。对于第一类和第二类信道，我们讨论了速率惩罚的可达区域必须处理边信息。对于第三类通道，我们的特点率惩罚不仅要处理边信息，而且要满足保密性约束。然后，我们推导出外边界，在那里我们提出了一个明确的特征和速率界限的第一类和第三类通道。对于第二类的通道，我们表明，我们的外边界是在一个固定的间隙内远离可实现的速率区域，其中的间隙是独立的分布特征这类通道。本文中提出的信道模型是经典广播信道的有用变体，并且为具有边信息（诸如无线介质中的衰落、网络中的相邻节点引起的干扰、{ \etc }）的蜂窝下行链路通信提供基本构建块。在编码器;双向中继通信;和安全的无线广播。
2012-07-16 cs.IT math.IT
On the Secrecy Capacity of the Broadcast Wiretap Channel with Limited CSI Feedback
在本文中，我们研究的问题，安全广播块衰落信道有限的信道知识在发射机。更具体地说，我们分析了具有不完美的信道状态信息（CSI）通过有限速率反馈的广播信道的吞吐量的影响，其中传输是为了多个合法的接收器在存在窃听者。首先，我们部分地描述了当源向所有接收器广播相同信息时系统的遍历保密能力，即，普通信息传输。然后，我们看看独立消息的情况，其中发送器向合法接收器广播多个独立消息。对于这种情况下，我们提出了遍历保密和容量的上下界。在这两种情况下，我们表明，所提出的下限和上限渐近一致的反馈链路的容量变得很大，因此，充分表征在这种情况下的保密能力。
2016-03-23 cs.IT math.IT
On the Impact of Relay-side Channel State Information on Opportunistic Relaying
本文研究了网络拓扑感知分布式机会中继选择策略的中断性能，重点研究了中继节点上不同信道状态信息（CSI）水平对中断性能的影响。具体而言，两种情况下（a）精确的瞬时和（b）只有统计CSI进行比较，明确考虑到小规模瑞利衰落和路径损耗，由于随机节点间的距离。分析结果，密切匹配的模拟，表明，虽然类似的多样性顺序可以实现在这两种情况下，缺乏精确的CSI，以支持中继选择转化为显着增加所需的功率，以实现相同的QoS水平。此外，当仅统计CSI可用时，由于多个中继之间的系统资源的分裂，实现相同的分集阶数与低SNR下的明显性能降级相关联。
2013-06-12 cs.IT math.IT
Performance of the Generalized Quantize-and-Forward Scheme over the Multiple-Access Relay Channel
研究了在慢衰落多址接入中继信道（MARC）中基于广义量化转发（GQF）方案的半双工（HD）中继，其中中继节点不知道中继到目的链路的信道状态信息（CSI）。中继器在传输块的第一时隙中监听信道，并在第二时隙中协作地向目的地传输。为了研究GQF的性能，我们采取了以下步骤：1）GQF方案被应用于建立离散无记忆半双工MARC和相应的加性高斯白噪声信道的可达速率区域。该方案是基于量化和转发（QF）方案和单块两个时隙编码结构的推广。2)作为慢衰落信道的一般性能度量，GQF方案的公共中断概率和期望和速率（总吞吐量）已经被表征。数值算例表明，当中继站不能访问中继站-目的地链路的CSI时，GQF方案优于其他中继方案，例如，经典的压缩转发（CF）、解码转发（DF）和放大转发（AF）。3)对于具有异构用户信道和服务质量（QoS）要求的MAC信道，也获得了GQF方案的个体中断概率和总吞吐量，并显示出优于经典CF方案。
2014-06-19 cs.IT math.IT
Broadcast Approach for the Information Bottleneck Channel
这项工作考虑了一种分层编码方法，用于在无线块衰落信道上有效传输数据，而无需发送器信道状态信息（CSI），该信道连接到有限容量的可靠链路，称为瓶颈信道。两个主要的方法被认为是，第一个是一个不经意的方法，其中采样的噪声观测压缩和传输的瓶颈信道，而没有任何知识的原始信息码本。第二种方法是一个非不经意的解码转发（DF）中继，其中采样的噪声数据进行解码，无论是成功解码的瓶颈信道上可靠地传输。从中继到目的地的瓶颈信道具有固定容量C。我们还检查的情况下，信道容量可以动态地改变由于回程链路上的可变负载。广播的方法进行了分析的情况下，只有中继知道下一个块的可用容量，和的情况下，既不源也不中继知道每个块的容量，只有它的容量分布。幸运的是，它是可能的解析描述在封闭形式的表达式，最佳连续分层功率分布，最大化的平均可实现的速率。数值结果表明，可实现的广播速率。
2020-04-29 cs.IT math.IT
Securing Multi-User Broadcast Wiretap Channels with Finite CSI Feedback
在这项工作中，我们调查的问题，安全广播块衰落窃听信道有限的信道知识在发射机。更具体地说，我们分析了具有有限速率反馈的多用户广播窃听信道的吞吐量的影响。我们认为，发射机只提供了一个$b$比特反馈的主信道状态信息（CSI）发送的每个合法的接收机，在每个衰落块的开始，在无差错的公共链路有限的容量。此外，我们假设发射机知道窃听者的CSI的统计数据，但不知道其信道的实现。在这些假设的CSI的不确定性，我们的特点是遍历保密容量的系统时，一个共同的消息被广播到所有合法的接收器，遍历保密和容量时，多个独立的消息被发送，和遍历保密容量区域的广播信道与机密消息（BCCM）。在所有这三种情况下，我们表明，只要发射机有一些知识的主要CSI，即使通过1位CSI反馈，仍然可以实现非零保密率。的反馈发送的二进制擦除信道（BEC）的影响也调查BCCM的情况下。这里再次，并且即使有擦除反馈位的可能性，只要擦除事件不是概率1事件，就仍然可以实现正保密率。在高信噪比条件下，给出了所得到结果的渐近分析，并给出了当合法接收机数目较大时系统的缩放定律。
2020-04-18 cs.IT math.IT
