On Optimal Distributed Joint Source-Channel Coding for Correlated Gaussian Sources over Gaussian Channels
本文研究了高斯多址接入信道（GMAC）上相关高斯信源的分布式联合信源-信道编码问题。在解码器和/或编码器处可以存在边信息。首先，我们专门一个一般的结果（在MAC与边信息的相关源的传输），以获得足够的条件，在高斯MAC的可靠传输。该系统不满足信源信道分离。本文研究并比较了现有的三种信源-信道编码联合编码方案.我们表明，这些计划是最佳的，在不同的情况下。放大转发（AF）方案简化了编解码器的设计，但在低信噪比下是最优的，而在高信噪比下不是。另一种方案在高信噪比下是渐近最优的。第三种编码方案对于正交高斯信道是最佳的。我们还表明，AF是接近正交信道的最佳方案，即使在高信噪比。
2009-05-14 cs.IT math.IT
Source and Channel Coding for Correlated Sources Over Multiuser Channels
考虑了多用户信道上的信源和信道编码，其中接收机可以访问相关的信源侧信息。对于几种多用户信道模型，得到了信源和信道码最佳分离的充分必要条件。特别是，多址接入信道，复合多址接入信道，干扰信道和相关的源和相关的接收机侧信息的双向信道被认为是，和分离的最优性被证明为某些源和侧信息结构。有趣的是，为这些模型识别的最佳分离信源和信道码不一定是用于基本信源编码或信道编码问题的最佳码。换句话说，虽然信源和信道码的分离是最优的，但是这些最优码的性质受到联合设计准则的影响。
2009-07-09 cs.IT math.IT
Optimal Transmit Covariance for Ergodic MIMO Channels
本文研究了在加性高斯白噪声下各态历经的多输入多输出信道的信道容量计算问题。考虑了两种情况。首先，时变信道被认为是在发送器和接收器都有知识的信道实现。最佳传输策略是在空间和时间上注水。它表明，这可能是实现在一个因果关系，确实瞬时的方式。在第二种情况下，只有接收机具有信道实现的完美知识，而发射机具有信道增益概率定律的知识。在这种情况下，我们确定了一个最优性条件的输入协方差的遍历高斯矢量信道的信道增益是独立的发射信号的条件下，具有任意信道分布。利用这个最优性条件，我们找到了一个迭代算法的最优输入协方差矩阵的数值计算。相关瑞利和莱斯信道的应用程序。
2005-10-21 cs.IT math.IT
Computationally Aware Sum-Rate Optimal Scheduling for Centralized Radio Access Networks
在集中式或云无线电接入网络中，一组若干无线电接入点的数字基带处理的某些部分在中央数据中心处执行。集中处理提高了计算资产的灵活性、可伸缩性和利用率。然而，性能关键取决于如何分配有限的数据处理资源以满足不同无线设备的需求。由于每个设备施加的处理负载取决于其分配的传输速率和信道质量，因此调度的速率分配方面应考虑可用的计算。在本文中，提出了两个计算感知的调度器，其目标是最大化系统的总速率，同时满足对所提供的计算负载的约束。第一调度器最优地分配资源，并且根据注水算法来实现。第二个调度器是次优的，但使用了一个更简单和直观的复杂性截止方法。这两个路由器的性能进行评估，使用LTE兼容的系统级模拟器。发现两个调度器都避免了由计算负载的溢出（即，计算中断），代价是和速率的轻微损失。
2015-08-24 cs.IT cs.NI math.IT
Optimal Spectrum Management in Two-User Interference Channels
在这项工作中，我们解决的问题，在连续频域中的多用户干扰信道的最佳频谱管理。目标是最大化用户容量的加权和。我们的主要结果如下：（i）对于频率选择性信道，我们证明了在最优解中，每个用户使用最大功率;这个结果也推广到目标是最大化加权乘积的情况（即，用户容量的比例公平性）。(ii)对于两个用户在平坦信道中的特殊情况，我们最优地解决了这个问题。
2018-07-21 cs.IT math.IT
Arbitrarily Varying Networks: Capacity-achieving Computationally Efficient Codes
我们考虑的问题，在一个包含一个隐藏的和恶意的对手，可以控制一个子集的网络资源，并旨在破坏通信的网络通信。我们专注于全知的基于节点的对手，即，对手可以控制节点的子集，并且知道所有链路上的消息、网络代码和分组。表征信息理论上的最优通信速率作为网络参数和边界的函数的adversarially控制的网络是在一般的开放，即使是单播（单源，单目的地）的问题。在这项工作中，我们描述了信息理论上的最优随机容量的问题，即，假设源节点与每个网络节点先验地（例如，作为网络设计的一部分）共享（渐近可忽略量的）独立公共随机性。我们提出了一种新的计算效率的通信方案，其速率匹配的自然信息理论上的“擦除外界”的最佳速率。我们的计划不需要网络拓扑结构的先验知识，并可以实现在一个分布式的方式作为一个经典的分布式线性网络编码的顶部覆盖。
2016-05-06 cs.IT math.IT
Optimality and Approximate Optimality of Source-Channel Separation in Networks
本文研究了通信网络中有损信源编码的信源信道分离结构。它示出的分离方法是最佳的，在两个一般的情况下，在第三种情况下是近似最佳的。分离最优的两种情况是互补的：第一种情况是当源节点处的无记忆源任意相关时，其中的每一个在一定失真内在可能的多个目的地处被重构，但是该网络中的信道是同步的、正交的和无记忆的点对点信道;第二种情况是当无记忆源相互独立时，每个无记忆源在一定失真内仅在一个目的地被重构，但是信道是通用的，包括多用户信道，例如多址，广播，干扰和中继信道，可能具有反馈。第三种情况下，我们证明近似最优的源-通道分离，概括了第二种情况下，允许每个源在多个目的地重建不同的失真。在这种情况下，使用分离方法的最优性损失可以是上界的“差异”失真措施时，在特殊情况下的二次失真措施，这将导致普遍的常数界。
2013-12-03 cs.IT math.IT
Optimal Power Allocation Policy over Two Identical Gilbert-Elliott Channels
本文研究了两个完全相同的Gilbert-Elliott（Binary Markov）通信信道的最优功率分配问题。我们的目标是通过明智地选择每个时隙的四个动作之一来最大化在无限时间跨度上传输的比特的预期折扣数：1）将功率相等地分配给两个信道，2）将所有功率分配给信道1，3）将所有功率分配给信道2，以及4）不将功率分配给任何信道。由于信道状态是未知的功率分配决策时，我们建模这个问题作为一个部分可观察的马尔可夫决策过程（POMDP），并推导出最佳的政策，给出了最佳的行动，在不同的可能的信道状态。两种不同的结构的最优策略的解析推导和验证线性规划模拟。我们还说明了如何构造最优策略的阈值计算和线性规划模拟相结合，一旦系统参数已知。
2012-10-12 cs.IT math.IT
The Optimal DoF for the Noncoherent MIMO Channel with Generic Block Fading
利用信道矩阵的高斯性，推导了独立同分布（IID）瑞利块衰落条件下非相干MIMO信道的高信噪比容量。这意味着最佳自由度（DoF），即，容量预记录因子。然而，就最佳自由度而言，IID瑞利衰落显然是一个充分但不是必要的条件。在本文中，我们表明，IID瑞利块衰落信道的最佳自由度也是最佳的自由度为更一般的一类通用块衰落信道，其中随机信道矩阵具有有限的权力和有限的微分熵。我们的主要贡献是一个新的逆证明的基础上的对偶方法。
2021-01-11 cs.IT math.IT
LR-aided MMSE lattice decoding is DMT optimal for all approximately universal codes
目前对于nt × nr MIMO信道，已知实现关于分集复用折衷（DMT）的最优性的任何显式构造的空时（ST）设计仅在使用最大似然（ML）解码进行解码时才这样做，这可能导致过高的解码复杂度。在本文中，我们证明了MMSE正则化格解码，以及计算高效的格约简（LR）辅助MMSE解码器，允许有效的和DMT最佳解码的任何近似通用的基于格的代码。该结果首次确定了一个明确构造的编码器和一个计算效率高的解码器，实现DMT最优的所有复用增益和所有信道尺寸。无论衰落的统计结果。
2009-01-27 cs.IT math.IT
Capacity and Normalized Optimal Detection Error in Gaussian Channels
对于矢量高斯信道，给出了信道容量与归一化最优检测误差（NODE）之间的精确微分关系。然后，这种C-NODE关系扩展到连续时间高斯信道上最近发现的连续时间线性时变信道的容量注水特性。在后一种情况下，C-NODE关系在性质上变得渐近。由于Guo等人将高斯信道中的互信息与估计理论的最小均方误差（MMSE）联系起来，因此在任一情况下，将C-NODE关系与I-MMSE关系进行比较。
2017-04-29 cs.IT math.IT
Optimal Spectrum Management in Multiuser Interference Channels
本文研究了多用户频率选择性干扰信道中连续频率最优频谱管理的非凸问题。首先，一个简单的成对信道条件的FDMA方案，以实现所有的帕累托最优点的速率区域。它使完全分布式的全局最优决策，任何两个用户是否应该使用正交信道。接下来，我们详细介绍了一个解析解，以找到两个用户对称平坦信道中的和速率最大化的全局最优解。将该解决方案推广到频率选择性信道，建立了求解全局最优解的凸优化。最后，我们表明，我们的方法推广到K-用户（K>=2）加权和速率最大化在非对称频率选择性信道，并转换这个经典的非凸优化在原始域的一个等价的凸优化。的复杂性被证明是可分离的信道参数和功率约束的依赖。
2011-02-18 cs.IT math.IT
Optimal Diversity-Multiplexing Tradeoff in Selective-Fading MIMO Channels
我们建立了相干时间，频率和时间-频率选择性衰落多输入多输出（MIMO）信道的最佳分集复用（DM）的权衡，并提供了一个代码设计标准DM权衡最优。我们的研究结果是基于一个给定的选择性衰落MIMO信道的“詹森信道”的新概念。由于通道输入和输出之间的互信息是相关随机变量的和，原始问题在分析上似乎是难以解决的，而Jensen通道在DM折衷的意义上等同于原始通道，并且很好地适合于分析处理。我们制定了一个系统的程序设计DM权衡最佳码一般选择性衰落MIMO信道的设计问题可以分为两个简单和独立的问题：内码的设计，或预编码器，适应于信道统计（即，选择性特性）和独立于信道统计的外码。我们的结果得到了吸引人的几何直观的支持，第一次指出的平坦衰落的情况下，郑和Tse，IEEE trans. inf. Theory，2003年。
2009-07-14 cs.IT math.IT
How to Achieve the Optimal DMT of Selective Fading MIMO Channels?
在本文中，我们考虑一个特定的类的选择性衰落信道对应的信道，是选择性的时间或频率。对于这类信道，我们提出了一种系统的方法来实现最佳DMT派生Coronel和Bölcskei，IEEE ISIT，2007年通过扩展非零行列式（NVD）标准的选择性信道的情况下。然后提出了一种新的基于分裂NVD并行码的码构造，以满足NVD并行准则。这一结果是显着的兴趣，不仅在其本身的权利，但也因为它解决了一个长期存在的争论，在文献中有关的选择性衰落信道的最佳DMT。
2010-10-13 cs.IT math.IT
Optimal Transmit Filters for ISI Channels under Channel Shortening Detection
我们认为信道受符号间干扰的影响，降低了复杂度，互信息优化，信道缩短检测。对于这样的设置，我们优化的发射滤波器，考虑到降低接收器的复杂性约束。作为品质因数，我们考虑了整个系统的可实现的信息速率，并与功能分析，我们建立了一个一般形式的最佳发射滤波器，然后可以通过标准的数值方法进行优化。作为推论，我们的主要结果，我们得到了一些洞察的行为的标准注水算法的符号间干扰信道。只要稍加修改，我们推导出的一般形式就可以应用于具有码间干扰的多输入多输出信道。为了说明我们的结果的实际应用，我们提供了我们的理论结果的应用程序，通过推导出最佳的成形脉冲的线性调制传输的带限加性高斯白噪声信道中的快于奈奎斯特/时间包装技术有可能的应用。
2013-10-23 cs.IT math.IT
State Estimation Over Wireless Channels Using Multiple Sensors: Asymptotic Behaviour and Optimal Power Allocation
本文研究了多传感器线性系统的状态估计问题，包括多址接入和正交接入两种情况。最佳状态估计可以在融合中心使用时变卡尔曼滤波器来实现。我们发现，在许多情况下，估计误差协方差衰减率为$1/M$时，传感器的数量$M$是大的。我们考虑最优分配的传输功率，1）最小化的总功率使用受到误差协方差约束和2）最小化的误差协方差受到总功率约束。在具有信道状态信息的衰落信道的情况下，使用贪婪方法解决优化问题，而对于没有信道状态信息但具有信道统计信息的衰落信道，导出次优线性估计器。
2009-06-11 cs.IT math.IT
Explicit and Efficient Construction of (nearly) Optimal Rate Codes for Binary Deletion Channel and the Poisson Repeat Channel
具有同步误差的信道的两个最常见的模型是具有参数$p$（$\text{BDC}_p$）的二进制删除信道--码字的每一位以概率$p$被i.i.d删除的信道，以及具有参数$λ$（$\text{PRC}_λ$）的泊松重复信道--码字的每一位被重复$\text{Poisson}(λ)$次的信道。先前基于同步串的构造产生的码的速率远低于这些信道的容量[CS 19，GL 18]，并且在撰写本文时在BDC上实现容量的唯一有效构造是基于更先进的极化码方法[TPFV 21]。在这项工作中，我们提出了一种新的方法级联同步码，并使用它来构建简单而有效的编码和解码算法的两个信道几乎最佳的速率。
2022-06-17 cs.IT math.IT
Achievable Rates and Optimal Resource Allocation for Imperfectly-Known Fading Relay Channels
本文研究了已知衰落中继信道的可达速率。假设通信开始于网络训练阶段，在该阶段中接收机估计它们各自信道的衰落系数。在数据传输阶段，考虑了放大转发和解码转发两种中继方式，得到了相应的可达速率表达式。然后利用可达速率表达式确定最优资源分配策略。
2007-05-08 cs.IT math.IT
Optimal Signaling for Secure Communications over Gaussian MIMO Wiretap Channels
研究了总发射功率约束下高斯MIMO窃听信道的最优信令问题。当信道严重退化时，得到了最优发射协方差矩阵的封闭解。结合秩-1的解决方案，这提供了两个发射天线的情况下的最佳协方差的完整表征。考虑了弱窃听者和高信噪比的情况。结果表明，最佳协方差不收敛到一个缩放的身份在高信噪比制度。必要的最优性条件和严格的上界的最优协方差矩阵的秩建立的一般情况下，随着下界的保密能力，这是紧在一些情况下。
2016-10-31 cs.IT math.IT
Optimal Power Allocation over Multiple Identical Gilbert-Elliott Channels
我们研究了多个Gilbert-Elliott通信信道的功率分配问题。在具有时变信道质量的通信系统中，重要的是将有限的传输功率分配给将处于良好状态的信道。然而，这是非常具有挑战性的，因为信道状态通常是未知的功率分配决策时，这样做。在本文中，我们推导出一个最佳的功率分配策略，可以最大限度地提高预期的折扣数量的比特传输在一个无限的时间跨度分配的传输功率，只有那些信道被认为是好的，在未来的时隙。我们使用的概念信念表示的概率，信道将是好的，并得出一个最佳的功率分配策略，建立一个映射的信道信念的分配决定。具体来说，我们首先将此问题建模为部分可观测马尔可夫决策过程（POMDP），并分析研究了最优策略的结构。然后，一个简单的阈值为基础的政策，推导出一个三信道通信系统。通过制定和解决这个功率分配问题的线性规划公式，我们进一步验证了导出的最优策略的结构。
2013-03-27 cs.IT math.IT
Asymptotically Optimal Joint Source-Channel Coding with Minimal Delay
我们提出并分析了一种联合信源-信道编码策略，用于高斯信源在高斯信道上的传输，每个信源符号使用n个信道。在所有这些策略中，我们的方案具有以下性质：i）所得到的均方误差与信噪比最佳地成比例，以及ii）该方案易于实现并且所引起的延迟最小，在这个意义上，一次编码单个源符号。
2009-09-24 cs.IT math.IT
Vector Broadcast Channels: Optimal Threshold Selection Problem
阈值反馈策略是公知的，并且可证明是用于需要部分信道状态信息（CSI）的通信系统的速率最优选择性反馈技术。然而，在移动用户处的阈值的最佳选择以最大化受到反馈约束的信息理论数据率是一个开放的问题。本文主要研究了有限反馈系统的最优阈值选择问题，并给出了该问题的一种解法。而令人惊讶的是，我们表明，在所有移动用户使用相同的阈值并不总是一个速率明智的最佳反馈策略，即使是一个系统，具有相同的用户经历统计相同的信道条件。利用优化理论，我们发现了速率函数中的Schur凹结构，并得到了齐次阈值反馈策略为最优的充分条件.我们的研究结果适用于大多数衰落信道模型，我们说明了我们的研究结果的应用程序熟悉的瑞利衰落信道。
2011-03-24 cs.IT math.IT
Statistically Optimal and Computationally Efficient Low Rank Tensor Completion from Noisy Entries
在这篇文章中，我们开发的方法来估计一个低秩张量从噪声观测的一个子集的条目，以实现统计和计算效率。最近有很多兴趣在这个问题的噪音张量完成。大部分的注意力都集中在与高阶张量问题相关的基本计算挑战上，但对它们的统计性能知之甚少。为了填补这一空白，在这篇文章中，我们的基本统计限制的噪声张量完成建立极小极大最优收敛率估计$k$阶低秩张量下的一般$\ell_p$（$1\le p\le 2$）规范，这表明显着的改进空间比现有的方法。此外，我们提出了一个多项式时间可计算的估计过程的基础上的权力迭代和二阶谱初始化，实现最佳的收敛速度。我们的方法是相当容易实现和数值实验，以进一步证明我们的估计的实际优点。
2018-03-19 cs.IT math.IT math.ST
D2D Multicast in Underlay Cellular Networks with Exclusion Zones
底层设备到设备（D2D）多播通信具有改善蜂窝网络性能的潜力。然而，蜂窝用户（CU）和D2D多播组（MG）之间的同信道干扰限制了这种通信的增益。允许CU在其周围具有任何MG的接收器都不可能存在的排除区，是减少蜂窝传输对D2D多播接收的同信道干扰的现实且实用的方法。我们使用一个随机几何为基础的方法来模拟这种情况。具体地，我们分别用齐次泊松点过程（PPP）和泊松孔过程（PHP）对CU和D2D MG接收器的位置进行建模。我们制定了一个联合MG信道和功率分配问题的约束蜂窝和MG用户的最大传输和可接受的服务质量的网络总吞吐量最大化的问题。我们建立的MG信道分配问题具有计算复杂性，这是指数的MG的数量和可用的蜂窝信道的数量。然后，我们将此问题分解为两个子问题：子集选择问题和子集信道分配问题。基于观察和见解，从数值分析的最佳解决方案的子集选择问题在各种各样的情况下，我们提出了一个计算效率高的计划，实现几乎最佳性能的子集选择问题。我们还提供了一个计算效率高的算法，实现几乎最佳性能的子集信道分配问题。最后，结合这两种方案，我们提供了一种计算效率高且几乎是最优的方案来解决信道分配问题，以及关于最优系统性能相对于不同系统参数的变化的各种结果和见解
2019-05-06 cs.IT cs.NI math.IT
Superposition Coding is Almost Always Optimal for the Poisson Broadcast Channel
本文证明了连续时间泊松广播信道的容量区域是通过对大多数信道参数值进行叠加编码来实现的。有趣的是，这些参数值的某个子集中的信道不属于叠加编码最佳的广播信道的任何现有类别（例如，降级、更少噪声、更有能力）。特别是，我们引入的概念，有效地减少嘈杂的广播信道，并表明，它意味着更少的噪音，但一般不意味着更有能力。对于其余的通道参数值，我们表明，有一个缺口之间的马顿的内界和UV的外界。
2015-08-26 cs.IT math.IT
Interference Avoidance Game in the Gaussian Interference Channel: Sub-Optimal and Optimal Schemes
本文研究了高斯干扰信道中采用频率分配的分布式干扰避免问题。将公共信道划分为多个子信道，每个用户选择干扰较小的子信道作为发送信道。本文提出的干扰回避机制可以建模为一个竞争博弈模型。并采用一种完全自治的分布式迭代算法--Tdistributed interference avoidance algorithm（DIA）来求解博弈的纳什均衡T（NE）。由于DIA算法具有自寻优特性，因此是一种次优算法。因此，通过引入一个最优补偿的竞争博弈模型，我们成功地开发了一个基于补偿的博弈模型来近似最优干扰避免问题。此外，一个最佳的算法称为迭代最佳干扰避免算法（IOIA）的建议，以达到最优的干扰避免方案。我们分析了这两种算法的实现复杂度。我们还证明了所提出的算法的收敛性。性能上界和下界也推导出所提出的算法。仿真结果表明，在干扰避免机制下，IOIA确实达到了最优。
2010-03-22 cs.IT math.IT
Jointly Optimal Spatial Channel Assignment and Power Allocation for MIMO SWIPT Systems
研究了多输入多输出（MIMO）系统中同时进行无线信息和功率传输（SWIPT）时空间信道分配和功率分配的联合设计问题。假设在两个通信端的信道状态信息的可用性，我们最大限度地提高收获的能量在多天线接收机，同时满足最小的信息速率要求的MIMO链路。我们首先推导出全局最优的本征信道分配和功率分配设计，然后提出了一个实际动机的最优设计参数的紧密封闭形式的近似。选定的数值结果验证了最优解的有效性，并提供了有用的见解所提出的设计以及帕累托最优的速率能量权衡。
2017-10-24 cs.IT math.IT
Hybrid ARQ in Multiple-Antenna Slow Fading Channels: Performance Limits and Optimal Linear Dispersion Code Design
本文主要研究MIMO-ARQ慢衰落信道的基本性能限制和线性色散码的设计。分析了现有HARQ协议的最优平均速率。讨论了MIMO-ARQ信道中空时编码的优化设计问题。信息论的措施被用来优化的速率分配，并推导出最佳的设计准则，然后使用现有的空时码的最优性进行评估。通过对空时编码MIMO-HARQ的误码率分析，提出了一种不同的设计准则。最后通过仿真研究了空时编码MIMO系统中ARQ反馈的增益。
2009-05-25 cs.IT math.IT
The Optimal DoF Region for the Two-User Non-Coherent SIMO Multiple-Access Channel
非相干多址信道的最佳自由度（DoF）区域通常仍然是未知的。在本文中，我们取得了一些进展，通过推导出整个最佳的自由度区域的情况下，两个用户单输入多输出（SIMO）一般块衰落信道。可扩展性基于一个简单的基于训练的方案。我们的结果的新颖之处在于逆使用一个天才辅助界和对偶上界。作为一个副产品，我们的结果推广了以前的单用户瑞利块衰落信道的证明。
2018-06-11 cs.IT math.IT
Optimal Redundancy in Exact Channel Synthesis
该研究针对独立同分布假设下的精确信道合成冗余问题，提出改进方案，将多数信道的对数冗余项减半、其余信道的该类项完全消除，并证明该结果对全支撑离散无记忆信道是最优的。
2024-01-30 cs.IT math.IT
Source and Channel Optimal Rate LDPC Code Design for one Sender in BE-MAC with Source Correlation
本文将作者提出的单链路二进制擦除信道（BEC）中最优码率码设计的半定规划公式推广到具有两个信源相关的二进制擦除多址信道（BE-MAC）中。这种新的方法可以很容易地扩展到多址接入网。仿真结果表明了该方法的有效性和实用性。
2014-09-16 cs.IT math.IT
Optimal Coding for the Erasure Channel with Arbitrary Alphabet Size
研究了具有固定字母长度$q$的擦除信道，其中$q \gg 1$。本文证明了在任意删除信道（有记忆或无记忆）上，最大距离可分（MDS）码都能达到最小的错误概率（假设最大似然译码）。在无记忆擦除信道下，将MDS码的误码指数与随机码和线性随机码的误码指数进行了比较。结果表明，所有这些指数的包络是相同的速率以上的临界速率。注意到MDS码的最优性，它的结论是随机码和线性随机码是指数最优的，无论是块大小大于或小于字母表的大小。
2008-06-06 cs.IT math.IT
Optimal Augmented-Channel Puncturing for Low-Complexity Soft-Output MIMO Detectors
我们提出了一个计算效率的软输出检测器的多输入多输出信道的基础上增强的信道打孔，以减少树的处理复杂度。建议的检测器，被称为增强WL检测器（AWLD），采用打孔通道与一个特殊的结构，通过三角化的原始通道在增强的形式，然后高斯消除。我们证明了这些打孔信道是最佳的最大限度地提高了下限的可达信息速率（AIR）的基础上新提出的失配检测模型。我们发现，AWLD分解成一个最小均方误差（MMSE）预滤波器和信道增益补偿阶段，其次是一个定期的未增强WL检测器（WLD）。它达到了与现有的AIR部分边缘化（AIR-PM）检测器相同的性能，但处理简单得多。
2020-01-29 cs.IT math.IT
Age-optimal Scheduling over Hybrid Channels
我们考虑的问题时，一个源可以在两个异构的信道传输状态更新的信息年龄最小化。我们的工作受到5G毫米波技术的最新发展的推动，其中传输可能发生在不可靠但快速的（例如，毫米波）信道或慢可靠（例如，sub-6 GHz）信道。当信道处于“ON”状态时，不可靠信道被建模为处于高速率的时间相关的Gilbert-Elliot信道。可靠信道提供确定性的但较低的数据率。调度策略确定在每个时隙中用于传输的信道，旨在最小化信息的时间平均年龄（AoI）。最优调度问题被表述为马尔可夫决策过程（MDP），由于超模块性在部分状态空间中不成立，因此求解该问题具有挑战性。我们解决这一挑战，并表明，多维阈值型调度策略是最佳的年龄最小化。通过利用MDP的结构和分析的阈值型策略的离散时间马尔可夫链（DTMC），我们设计了一个低复杂度的二分法计算的最佳阈值。我们比较不同的调度策略，使用数值模拟。
2021-09-05 cs.IT math.IT
Optimal coding for the deletion channel with small deletion probability
删除通道是对缺乏同步进行建模的最简单的点对点通信通道。输入比特以概率d独立地被删除，并且当它们不被删除时，它们不受信道的影响。尽管付出了巨大的努力，很少有人知道这个信道的容量，甚至更少的最佳编码方案。在本文中，我们开发了一个新的系统的方法来解决这个问题，通过证明，容量可以计算在一系列的扩展为小删除概率。我们计算这种扩展的三个前导项，并找到一个输入分布，达到这个顺序的容量。这构成删除信道的第一最佳编码结果。采用的关键思想如下：我们完全理解删除概率d=0的删除通道。它的容量为1，最优输入分布为i.i.d.。Bernoulli（1/2）.很自然地期望具有小删除概率的信道具有随d平滑变化的容量，并且通过平滑地扰动i.i.d. Bernoulli（1/2）过程。我们的研究结果表明，情况确实如此。我们认为，这种一般策略在许多容量计算中是有用的。
2011-04-29 cs.IT math.IT
Optimal Data and Training Symbol Ratio for Communication over Uncertain Channels
我们考虑的问题，确定的训练符号和数据符号之间的功率比，以最大限度地提高信道容量的传输在不确定的信道与信道估计可在发射机和接收机。接收机通过使用训练符号的已知序列来进行信道的估计。然后将该信道估计发送回发射机。收发器最大化的容量是最坏情况容量，在给定噪声协方差的意义上，收发器在发射器和接收器处已知的固定协方差矩阵下最大化测量噪声的所有分布上的最小容量。我们给出了一个精确的表达式的信道容量的信道协方差矩阵的函数，和在相干时间间隔期间使用的训练符号的数量。该表达式通过找到使信道容量最大化的最佳整数个训练符号来确定需要使用的训练符号的数量。作为一个双产品，我们表明，线性滤波器是最佳的发射机和接收机。
2015-05-12 cs.IT math.IT
Computationally Efficient and Statistically Optimal Robust High-Dimensional Linear Regression
本文提出投影次梯度下降算法，用于高维稀疏和低秩线性回归，在重尾噪声下实现计算高效且统计最优，并揭示双阶段收敛现象。
2023-05-10 cs.IT math.IT math.ST
Optimal Detector for Channels with Non-Gaussian Interference
当发射机采用为单用户高斯信道设计的非高斯方案时，解决了高斯干扰信道中的检测问题。被认为是由一个单独的符号的符号检测器和一个硬解码器的结构。给出了这种结构，提出了一种最佳检测器，它与干扰感知的传统检测器，干扰感知的连续干扰消除（SIC）检测器和最小距离检测器进行了比较。分析和仿真表明，最佳检测器优于传统的和SIC检测器，它达到降低符号出错率，即使在存在强干扰。此外，在大多数情况下，最小距离检测器的性能几乎与最佳检测器一样好，并且复杂性明显降低。
2009-07-09 cs.IT math.IT
Power Optimal Scheduling for Guaranteed Throughput in Multi-access Fading Channels
针对衰落多址多频带系统，提出了一种能保证用户期望吞吐量和有限时延的功率最优调度算法。优化是在所有码率分配和编码策略的联合空间上进行的。所提出的调度分配速率的基础上，每个频带上的当前系统状态，并随后使用最佳的多用户信令来实现这些速率。调度在计算上是简单的，因此是可扩展的。由于上行链路-下行链路的二元性，所有的结果都以直接的方式扩展到广播信道。
2007-02-01 cs.IT math.IT
Optimal Index Coding with Min-Max Probability of Error over Fading Channels
被认为是一个索引编码方案，其中的源（发射机）发送二进制符号在无线衰落信道。发射机使用最小传输次数的索引码被称为最佳索引码。不同的最佳索引码在衰落环境中的错误概率方面给出不同的性能，并且这也随接收机而变化。在本文中，我们处理的最佳索引码，最大限度地减少所有接收机之间的错误的最大概率。我们确定了一个最佳的索引码，最大限度地减少所有接收器之间的错误的最大概率的标准。对于一类特殊的索引编码问题，我们给出了一个算法来确定最佳索引码，使最大错误概率最小化。我们说明了我们的技术和索赔与仿真结果得出结论，最佳索引码之间的仔细选择将在衰落信道中得到相当大的收益。
2015-04-13 cs.IT math.IT
An Asymptotically Optimal Approximation of the Conditional Mean Channel Estimator based on Gaussian Mixture Models
本文研究了一种基于高斯混合模型的信道估计器。我们拟合GMM到给定的信道样本，以获得近似真实信道概率密度函数（PDF）的解析概率密度函数（PDF）。然后，以封闭形式计算对应于该近似PDF的条件平均信道估计器，并将其用作基于真实信道PDF的最优条件平均估计器的近似。这个最佳估计器不能解析计算，因为真实的信道PDF通常不可用。为了激励基于GMM的估计，我们证明了它收敛到最优条件均值估计的GMM组件的数量增加。在数值实验中，合理数量的GMM分量已经显示出有希望的估计结果。
2021-11-22 cs.IT eess.SP math.IT
Channel Conditions for the Optimality of Interference Decoding Schemes for K-user Gaussian Interference Channels
Han-Kobayashi（HK）方案实现了K用户干扰信道（IC）的最佳已知可实现速率区域。简单的HK方案是具有高斯信令、没有分时和没有专用-公共功率分割的HK方案。简单HK方案的类别包括将干扰视为噪声（TIN）方案和涉及在每个接收机处的各种级别的干扰解码和消除的方案。我们推导出条件下，简单的HK计划实现一般K用户高斯IC的总容量。这些结果推广了现有的和容量的TIN计划类的简单HK计划的结果。
2019-01-21 cs.IT math.IT
A Posteriori Equivalence: A New Perspective for Design of Optimal Channel Shortening Equalizers
研究了码间干扰信道中最优检测的信道缩短均衡问题。问题是选择线性均衡器和部分响应目标滤波器，使得组合产生最佳检测性能。而不是使用MMSE均衡的传统方法，我们直接寻求所有均衡器和目标对，产生最佳的检测性能的序列或符号的出错率。这导致了一个新的概念的均衡和目标通道之间的后验等价性与一个简单的表征在其潜在的概率分布。使用这种特性，我们展示了令人惊讶的存在一个无限的家庭的均衡器和目标对的任何最大后验概率（MAP）为基础的检测器设计的目标通道是同时MAP最优的均衡通道。对于其输入符号具有相等能量的信道，例如q-PSK，利用monic目标约束设计的MMSE均衡器产生属于该最优设计族的解决方案。虽然，这些设计产生IIR目标滤波器，但这些想法被扩展到设计良好的FIR目标。对于任意选择的目标和均衡器，我们推导出序列检测错误的概率的表达式。该表达式用于设计最佳FIR目标和IIR均衡器，并量化FIR近似惩罚。
2007-10-19 cs.IT math.IT
Optimal DoF of the K-User Broadcast Channel with Delayed and Imperfect Current CSIT
这项工作研究了$K$ -用户MISO广播信道（BC）的最佳自由度（DoF），该广播信道具有在发射机处的延迟的信道状态信息（CSIT）和附加的当前噪声CSIT，其中当前信道估计误差在$α\in[0,1]$的~ $P^{-α}$中缩放。本文首次建立了最佳的自由度在这种设置感谢一个新的传输方案，实现了难以捉摸的自由度最佳组合的Maddah-Ali和Tse计划（MAT）中介绍了他们的开创性工作在$2010$与迫零（ZF）的任意数量的用户。导出的总和DoF采用令人惊讶的简单形式$(1-α) K/H_K+αK$，其中$H_K\triangleq \sum_{k=1}^K \frac{1}{k}$是仅使用MAT实现的总和DoF。
2016-11-18 cs.IT math.IT
Asymptotically Optimal Resource Block Allocation With Limited Feedback
考虑频率选择性信道上的信道分配问题，有K个信道（频带）和N个用户，对于某个正整数b，K=bN。我们希望为每个用户分配b个信道（或资源块）。由于频率选择性信道的性质，每个用户认为某些信道比其他信道更好。这个资源分配问题的最优解可以使用匈牙利算法来计算。然而，这需要知道所有信道增益的数值，这使得这种方法对于大型网络不切实际。我们建议一个次优的方法，只需要知道每个用户的M-最好的渠道。我们找到M的最小值，使得存在一个分配，其中每个用户得到的所有b个信道都在他的M-最好的。这导致每个用户每个信道的反馈显著小于一位。对于一个大类的衰落分布，包括瑞利，Rician，m-Nakagami和其他人，这种次优的方法导致一个渐近（在K）最优的和速率和渐近最优的最小速率。我们的非机会主义的方法实现（渐近）充分的多用户分集以及最佳的公平性，通过对比所有其他有限的反馈算法。
2018-11-11 cs.IT math.IT
Computationally Efficient and Statistically Optimal Robust Low-rank Matrix and Tensor Estimation
本文提出黎曼次梯度算法RsGrad，用于重尾噪声下的低秩矩阵与张量估计，实现计算高效且统计最优，并发现双阶段收敛现象，优于现有方法。
2023-05-11 cs.IT math.IT math.ST
Multichannel Optimal Tree-Decodable Codes are Not Always Optimal Prefix Codes
多信道前缀码理论是对经典前缀码理论的推广。虽然单通道和双通道前缀码总是有解码树，但当有两个以上的通道时，就不能这么说了。一个问题是理论上的兴趣：是否存在最佳树解码的代码，而不是最佳前缀码？现有的文献，主要集中在推广单信道的结果，涉及很少关于非树可解码的前缀码，因为他们没有单信道的副本。在这项工作中，我们研究了前缀码的非树可解码性背后的根本原因。通过研究最简单的非树可解码结构，我们得到了一个一般的充分条件的信道字母表存在的最佳树可解码的代码，不是最佳前缀码。
2022-05-10 cs.IT math.IT
Signal Processing and Optimal Resource Allocation for the Interference Channel
在这篇文章中，我们研究了几个设计和复杂性方面的最佳物理层资源分配问题的一般干扰信道（IC）。后者是多用户通信网络的自然模型。特别地，我们刻画了最优资源分配问题的计算复杂性、凸性和对偶性。此外，我们总结了各种现有的资源分配算法，并讨论了它们的复杂性和性能权衡。我们还提到了各种开放的研究问题在整个文章。
2012-06-22 cs.IT math.IT
Channel Estimation and Optimal Training Design for Correlated MIMO Two-Way Relay Systems in Colored Environment
本文在考虑天线相关性和相邻用户干扰影响的基础上，分析了多输入多输出（MIMO）双向中继（TWR）系统的信道估计和训练序列设计。为此，我们建议将双向传输链路分解为两个阶段，即，多址（MAC）阶段和广播（BC）阶段。通过考虑Kronecker结构的信道模型，我们得到了最佳的线性最小均方误差（LMMSE）信道估计器。然后，制定并求解MAC和BC阶段的相应训练设计，以提高信道估计精度。对于两个阶段的训练序列设计的一般情况下，提出了两个迭代的训练设计算法，验证产生的训练序列，导致接近最佳的信道估计性能。此外，针对信道或干扰的协方差矩阵具有特殊结构的具体实际情况，给出了最优训练序列的设计准则。为了减少训练开销，在MAC和BC阶段的信道估计所需的最小训练长度也被导出。进行了全面的模拟，以证明所提出的培训设计的有效性。
2014-07-19 cs.IT math.IT
Optimal input signal distribution and per-sample mutual information for nondispersive nonlinear optical fiber channel at large SNR
本文研究了在中等功率区具有大$\mathrm{SNR}$（信噪比）的加性高斯白噪声的非色散非线性光纤信道模型。利用费曼路径积分技术，我们第一次找到了最佳的输入信号分配最大化的信道的每样本互信息。最佳输入信号分布的发现允许我们改进先前已知的信道容量的估计。针对高斯、半高斯和修改的高斯输入信号分布计算输出信号熵、条件熵和每样本互信息。我们明确地表明，在中等功率制度的最佳输入信号分布的每样本互信息大于高斯和半高斯输入信号分布的每样本互信息。
2016-05-05 cs.IT math.IT
Delay and Throughput Optimal Scheduling for OFDM Broadcast Channels
本文提出了一种调度策略，使用户的平均延迟最小化。调度方案进行了研究，通过分析和仿真的背景下进行的正交频分复用（OFDM）广播信道（BC）。首先，延迟的最优性得到了一个静态的情况下，提供特定的子问题的解决方案，然后进行分析的动态计划。此外，辅助工具来证明吞吐量最优。仿真结果表明了该方案的优越性能。
2007-03-08 cs.IT math.IT
Optimal Streaming Codes for Channels with Burst and Arbitrary Erasures
本文考虑通过包擦除信道传输消息序列（流源）。在每个时隙中，源基于当前和先前的消息构造分组，并且发送分组，当分组从源行进到目的地时，该分组可以被擦除。每一个源消息必须在目的地受到固定的解码延迟完美地恢复。我们假设信道损失模型在任意固定大小的滑动窗口中引入一个突发擦除或多个任意擦除。在此信道损失的假设下，我们充分表征的最大可实现的速率，通过构建流代码，实现最佳的速率。此外，我们的最佳流编码的建设意味着充分表征的最大可实现的速率与任何给定的列距离，列跨度和解码延迟的卷积码。数值结果表明，最佳的流代码优于现有的流代码的相似的复杂性在一些情况下的Gilbert-Elliott信道和Fritchman信道。
2018-12-05 cs.IT math.IT
Joint Queue-Aware and Channel-Aware Delay Optimal Scheduling of Arbitrarily Bursty Traffic over Multi-State Time-Varying Channels
本文的动机是观察到的平均时延可以减少牺牲功率效率的无线通信。从这个意义上讲，我们自然想知道当可用功率有限时，最小延迟是多少以及如何实现最小延迟。针对随机到达的数据包在多状态无线衰落信道中传输的情况，提出了一种概率跨层调度策略，并利用约束马尔可夫决策过程（MDP）对其进行了刻画。利用马尔可夫链的稳态概率，我们能够推导出所关心的度量，即平均延迟和平均功耗的数学表达式。为了描述延迟功率权衡，我们制定了一个非线性规划问题，然而，这是非常具有挑战性的解决。通过分析其结构，这个优化问题可以转化为一个等价的线性规划（LP）问题，通过变量替换，这使得我们能够得到最佳的延迟功率权衡以及最佳的调度策略。最优调度策略是基于双阈值的，这意味着传输决策应该基于对队列长度和信道状态施加的最优阈值。
2018-07-26 cs.IT math.IT
Optimal Rate Irregular LDPC Codes in Binary Erasure Channel
本文利用实用半定规划方法，设计了二进制擦除信道上接近非规则低密度校验码系综的最优码率容量。我们的方法不使用任何松弛或任何近似的解决方案，不像以前的作品。我们的模拟结果包括两个部分：第一，我们提出了一些码和它们的度分布函数，它们的速率接近于容量。其次，我们的方法中的代码的最大可达速率的行为是通过一些数字来说明。
2012-11-27 cs.IT math.IT
