Outage Minimization for a Fading Wireless Link with Energy Harvesting Transmitter and Receiver
本文研究了具有能量收集发射机和接收机的衰落无线链路中最小中断的在线功率控制策略。当发射机或接收机没有足够的能量时，或者当信道处于中断时，发生中断，其中发射机仅具有信道分布信息。在无限电池容量和不重传的情况下，我们证明了基于阈值的功率控制策略是最优的。因此，我们提出了不相交/联合阈值为基础的政策，并没有电池状态之间的发射机和接收机共享，分别。我们还分析了实际的接收机检测和处理的中断性能的影响。当考虑重传时，采用线性功率电平的策略来调整每次重传的功率阈值。在电池容量有限的情况下，建立了一个三维有限状态马尔可夫链模型来计算所提出策略的最优参数和相应的性能。发射机和接收机之间的能量到达相关性解决有限和无限电池的情况下。数值结果表明，电池容量，能量到达相关性和检测成本的中断性能的建议政策，以及中断概率和平均传输时间之间的权衡的影响。
2015-03-14 cs.IT math.IT
Long term Throughput and Approximate Capacity of Transmitter-Receiver Energy Harvesting Channel with Fading
我们首先考虑具有衰落的能量收集信道，其中只有发射机从自然源收集能量。对于一类能量到达分布，我们用一个常数来约束最优长期吞吐量。所提出的方法也给出了一个常数近似的能量收集信道的容量与衰落。接下来，我们考虑一个更一般的系统，其中发射器和接收器都采用能量收集来为自己供电。在这种情况下，我们发现，找到一个近似的最佳长期吞吐量是困难得多，并确定一个特殊的情况下，在发射机和接收机的单位电池容量，我们获得了一个普遍的约束上的比率的上限和下限的长期吞吐量。
2015-01-27 cs.IT math.IT
Information Theoretic Exemplification of the Impact of Transmitter-Receiver Cognition on the Channel Capacity
在本文中，我们研究，信息理论，发射机和/或接收机的认知信道容量的影响。认知可以用状态信息来描述，取决于信道噪声和/或输入。具体地说，作为一种新的思想，我们认为接收机的认知作为一个依赖于噪声的状态信息，我们推导出一个容量定理的基础上的高斯版本的覆盖-蒋容量定理的双边状态信息信道。正如直观地预期的那样，接收机认知增加了信道容量，并且我们的定理定量地显示了这种增加。此外，我们的容量定理包括著名的科斯塔定理作为其特殊情况。
2011-11-19 cs.IT math.IT
On the Capacity Equivalence with Side Information at Transmitter and Receiver
本文研究了受两个独立高斯噪声$S ~ N(0,Q)$和$Z_0 ~ N(0,N_0)$污染的信道。当发射机和/或接收机知道独立的有噪声版本的$S$时，计算该信道的容量。它示出的信道容量大于容量时，$S$是完全未知的，但小于容量时，$S$是完全已知的发送器或接收器。例如，如果仅在发射机处已知$S$的一个噪声版本，则容量为$0.5\log(1+\frac{P}{Q(N_1/(Q+N_1))+N_0})$，其中$P$是输入功率约束，而$N_1$是破坏$S$的噪声的功率。此外，它示出的容量与知识的任何独立的噪声版本的$S$在发射机是等于容量与知识的统计上等效的噪声版本的$S$在接收机。
2008-06-18 cs.IT math.IT
Joint Transmitter-Receiver Design for the Downlink Multiuser Spatial Multiplexing MIMO System
本文提出了一种联合发射机-接收机设计，以最小化加权和功率下的后处理信号干扰噪声比（post-SINR）的约束下，所有子信道。仿真结果表明，该算法不仅可以满足后SINR约束，而且可以方便地调整用户之间的功率分配，通过相应的改变权重。因此，该算法可以通过降低边缘用户的发射功率来消除邻小区干扰，而不会带来性能损失。
2008-11-04 cs.IT math.IT
Comments and Corrections to "Capacity of Multiple-Antenna Systems With Both Receiver and Transmitter Channel State Information"
文[1]给出了独立同分布（IID）瑞利衰落下相干多输入多输出（MIMO）信道的各态历经容量。虽然理论结果是正确的，但论文中的几个图表是不正确的。在这封信中，我们纠正了情节。更重要的是，校正后的曲线图呈现了在发射机处具有和不具有信道状态信息的相干MIMO系统的性能之间的有趣且引人注目的对比;而由于容量曲线中的缺陷，这种观点在[1]中受到了一定的限制。
2020-12-28 cs.IT math.IT
Interference Mitigation through Limited Transmitter Cooperation
干扰限制了无线网络中的性能，并且接收机或发射机之间的协作可以通过形成分布式MIMO系统来帮助减轻干扰。早期的工作表明，有限的接收机合作如何有助于减轻干扰。然而，发射机合作的情况更难处理。本文研究了带会议发射机的两用户高斯干扰信道，朝着这个方向取得了进展。我们的特征容量区域内6.5位/秒/赫兹，无论信道参数。基于恒定到最优的结果，我们表明，有一个有趣的互惠性的情况下，会议发射机和会议接收机的情况下，他们的容量区域是在一个恒定的差距到对方。因此，在干扰受限的情况下，发送方协作和接收方协作所带来的收益表现是相同的。
2010-04-29 cs.IT math.IT
Convergence Constrained Multiuser Transmitter-Receiver Optimization in Single Carrier FDMA
研究了Turbo均衡单载波多用户单输入多输出（SIMO）系统中的收敛约束功率分配（CCPA）。为了充分利用迭代接收机的优点，在发射机侧也需要考虑其收敛特性。所提出的方案可以保证所需的服务质量（QoS）是经过足够的迭代次数后达到。我们提出了两种不同的连续凸近似解决非凸功率最小化问题的用户特定的QoS约束。外部信息传输（EXIT）图分析的结果表明，所提出的CCPA方案可以达到设计目标。数值结果表明，所提出的计划可以实现优越的性能，在功耗方面相比，线性接收机和没有预编码，以及迭代接收机没有预编码。
2014-03-10 cs.IT math.IT
Beamforming with Multiple One-Bit Wireless Transceivers
传统的波束成形技术依赖于高度线性的发射机和接收机，以允许在发射机和接收机处进行相位相干组合。发射机使用波束成形来将信号功率导向接收机，并且接收机使用波束成形来收集和相干地组合来自多个接收机天线的信号。当发射机和接收机由于功率和成本原因而被限制为非线性一比特设备时，与波束成形相关联的潜在优点和性能度量没有被很好地理解。我们定义在发送端的波束形成作为一个码本设计问题，以最大限度地提高码字之间的最小距离。我们定义在接收机的波束形成作为发送码字的最大似然检测器。我们表明，波束成形与一位收发器是一个星座设计问题，我们可以在几dB的SNR线性收发器所达到的能力。
2018-02-14 cs.IT math.IT
Parallel Gaussian Networks with a Common State-Cognitive Helper
一类具有公共状态认知辅助器的状态相关并行网络，其中$K$发送器希望通过$K$状态损坏的并行信道向其相应的接收器发送$K$消息，而知道状态信息的辅助器非因果地希望帮助这些接收器消除状态干扰。此外，帮助者也有自己的消息要同时发送到其对应的接收者。由于状态信息仅为助手所知，而不为相应的发射机$1,\dots,K$所知，因此发射机侧状态认知和接收机侧状态干扰不匹配。我们的重点是高国家政权，即，国家权力无限大。三个（子）模型进行了研究。模型I作为一个基本模型，它只包括一个发送器-接收器（具有状态损坏）对，以及一个帮助器，该帮助器除了发送自己的消息之外还帮助接收器取消状态。模型II由两个发射器-接收器对和一个辅助器组成，只有一个接收器受到状态序列的干扰。模型III推广了模型I，包括多个发射机-接收机对，每个接收机被独立状态破坏。对于所有的模型，内部和外部的容量区域的界限，推导出，和两个界限的比较导致的各种信道参数下的容量区域的全部或部分边界的表征。
2014-04-25 cs.IT math.IT
Estimation of Radio Channel Parameters in Case of an Unknown Transmitter
本文研究了从接收机数据估计无线电信道参数，其中发射机是完全未知的。我们使用多径模型来描述发射机和接收机之间的无线电信道。根据这个模型，我们讨论了估计参数的可及性。基于极大似然原理，我们推导出一个代价函数。从接收器通道之间的交叉关系导出第二成本函数。为了估计参数，我们寻求这些成本函数的最小值。所提出的成本函数的性能进行了比较，在模拟。
2015-12-11 cs.IT math.IT
On the Capacity of Massive MIMO With 1-Bit ADCs and DACs at the Receiver and at the Transmitter
本文研究了在复值加性高斯白噪声（AWGN）干扰下，发射机和接收机均采用1位数模转换器（DAC）和1位模数转换器（ADC）的大规模多输入多输出（MIMO）系统的容量。作为1比特DAC和ADC的结果，假设发送和接收的符号以及发送和接收侧信道状态信息（CSI）被量化为1比特的信息。导出的结果表明，所考虑的大规模MIMO系统的容量是$2N$和$2M$比特每信道使用时，$N$是固定的和$M\to\infty$和$M$是固定的和$N\to\infty$，其中$M$和$N$分别表示发送和接收天线的数量。这些与在发射机和接收机处具有全CSI的相应容量一致。在这两种情况下，我们表明，派生的容量可以实现与噪声1比特CSI在发送端或在接收端，而没有任何CSI在另一端。此外，我们表明，容量可以实现在一个信道使用，而不采用信道编码，这将导致在一个信道使用的延迟。
2019-11-12 cs.IT math.IT
Multi-Antenna System Design with Bright Transmitters and Blind Receivers
该文研究了多输入多输出（MIMO）通信系统中，当发射端信道状态信息（CSIT）为理想状态，而接收端信道状态信息（CSIR）为非理想状态时的情形。这种假设对于具有依赖于所有接收机的信道的线性预编码器的下行链路多用户MIMO系统是有效的。我们提出了一个概念，称为双系统与迫零设计的对偶原理的基础上，最初提出的高斯多址信道（MAC）和高斯广播信道（BC）。针对发射端有N根天线，每个接收端有2根天线的双用户N*2 MIMO BC，设计了一种利用双上行MAC系统的下行干扰消除（IC）传输方案。发射机同时发送两个预编码的Alamplitude码，每个用户一个。每个接收器可以零强制非预期用户的Alamplitude码和解耦自己的数据流使用两个简单的线性操作独立于CSIR。分析表明，该方案实现了2（N-1）的分集增益的短期功率和速率约束的等能量星座。该方法还可以在两个用户之间进行功率分配，提高了阵列增益，但没有提高分集增益。数值结果表明，比特出错率的下行链路IC计划相比，块对角化的方法，这需要在每个节点的全局信道信息有很大的增益。
2012-03-20 cs.IT math.IT
Transmitter and Receiver Window Designs for Orthogonal Time Frequency Space Modulation
在本文中，我们研究了发射机和接收机窗口对正交时频空间（OTFS）调制性能的影响，并提出了窗口设计，以提高OTFS信道估计和数据检测性能。特别是，假设理想的脉冲成形滤波器在收发器，我们推导出窗口的影响，有效的信道和它的估计性能在延迟多普勒（DD）域，总的平均发射功率和有效的噪声协方差矩阵。当信道状态信息（CSI）在收发器处可用时，我们分析数据检测的最小平方误差（MSE），并提出一个最佳的发送窗口，以最小化检测MSE。提出的最优发射机窗口被解释为水银/注水功率分配方案，其中水银在注水之前被首先填充以预均衡TF域信道。当CSI在发送端不可用但在接收端可以估计时，我们提出在发送端或接收端应用Dolph-Chebyshev（DC）窗口，可以有效地增强DD域中有效信道的稀疏性.由于增强的DD域信道稀疏性，由分数多普勒引起的信道扩展被显著减小，这导致与矩形窗口相比，在信道估计和数据检测中具有更低的错误平层。仿真结果验证了所得到的分析结果的准确性，并确认所提出的窗口设计在提高信道估计和数据检测性能比传统的矩形窗口设计的优越性。
2020-10-24 cs.IT math.IT
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
Information and Power Transfer by Energy Harvesting Transmitters over a Fading Multiple Access Channel with Minimum Rate Constraints
研究了在加性高斯噪声环境下衰落多址信道中的无线信息和功率同步传输问题。发射器以及接收器从环境源获取能量。我们假设发射机有两类数据要发送，即延迟敏感和延迟容忍数据。每个发射机以某个最小速率发送延迟敏感数据，而与信道条件（衰落状态）无关。此外，如果信道条件良好，则发送延迟容忍数据。{除了数据，发射器还传输功率，以帮助接收器满足其能量需求。}在这种情况下，我们表征的\textit{minimum-rate capacity region}，它提供了基本的限制，同时传输信息和功率的最低速率保证。由于现有技术的限制，这些限制在实践中可能无法实现。在文献中提出的用于SWIPT的实际接收机结构中，两种流行的架构是\textit{time switching}和\textit{power splitting}接收机。对于这些架构中的每一个，我们推导出最小速率的容量区域。我们表明，功率分配接收器，虽然更复杂，提供了一个更大的容量区域。
2016-12-13 cs.IT math.IT
Source Coding for a Simple Network with Receiver Side Information
本文研究了R. Gray和A. 1974年的怀纳。在这种网络中，发射机必须使用三个无噪声信道将两个相关信息源的输出可靠地传输到两个接收机：一个公共信道将发射机连接到两个接收机，两个专用信道将发射机直接连接到每个接收机。我们扩展灰色和Wyner的原始问题，允许边信息存在于每个接收器。我们推导出内部和外部边界的可实现的速率区域，对于三种特殊情况下，我们表明，外部边界是紧的。
2008-05-27 cs.IT math.IT
Dirty-paper Coding without Channel Information at the Transmitter and Imperfect Estimation at the Receiver
在本文中，我们研究的影响，不完善的信道估计在接收机和没有信道知识在发射机上的容量的衰落科斯塔的信道状态信息非因果已知的发射机。我们推导出最佳的脏纸编码（DPC）计划和相应的可实现的速率与高斯输入的假设。我们的研究结果，不相关的瑞利衰落，提供直观的见解的影响的信道估计和信道特性（如信噪比，衰落过程，信道训练）的可实现的速率。这些在多用户无线通信（例如广播信道）和信息嵌入应用（例如鲁棒水印）的实际场景中是有用的。我们还研究了适合每个应用程序的最佳训练设计。我们提供了一个单用户衰落科斯塔的信道与最大似然（ML）信道估计的数值结果。这些说明了一个有趣的实际的权衡之间的训练量和它的影响，使用DPC方案的干扰消除性能。
2007-06-19 cs.IT math.IT
Stochastic Geometry Modeling and Analysis of Single- and Multi-Cluster Wireless Networks
本文提出了一种基于随机几何的单簇和多簇无线网络建模和分析方法。我们首先定义有限齐次泊松点过程来模拟作为一个单一的集群无线网络的发射机在一个有限的区域的数量和位置。我们研究了两种策略的参考接收机的覆盖概率;最接近的选择，其中接收机由所有发射机中最接近的发射机提供服务，和均匀选择，其中服务发射机随机选择均匀分布。其次，使用Matern集群过程，我们扩展我们的模型和分析多集群无线网络。在这里，接收器被建模为两种类型，即封闭式和开放式访问。封闭式接收机根据对称正态分布在发射机的集群中心周围，并且只能由其对应集群的发射机服务。另一方面，开放式接收机独立于发射机放置，可以由所有发射机提供服务。在所有情况下，链路距离分布和拉普拉斯变换（LT）的干扰推导。我们还推导出封闭形式的下限LT的单簇无线网络的干扰。不同参数对性能的影响也进行了研究。
2017-12-23 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
The Capacity of Anonymous Communications
我们考虑的通信场景中，K个发射机每个连接到一个共同的接收机与正交无噪声链路。其中一个发送器有一个消息给接收器，接收器被禁止从信息论的意义上了解关于哪个发送器发送消息的任何信息（发送器匿名是有保证的）。匿名通信的容量是每比特总通信中可以匿名通信的所需信息的最大比特数。对于这个匿名通信问题，在一个具有K个发送器和1个接收器的并行信道上，我们证明了容量是1/K，即，为了匿名地传送1比特，每个发射机必须发送1比特信号。此外，要求每个发射机每消息比特具有至少1比特相关随机性（与消息无关），并且在所有K个发射机处的相关随机性的大小为每消息比特至少K-1比特。
2018-04-04 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
Degrees of Freedom of the Broadcast Channel with Hybrid CSI at Transmitter and Receivers
通常，广播信道的不同链路可能经历不同的衰落动态，并且可能经历不相等的或混合的信道状态信息（CSI）状况。衰落越快且衰落块长度越短，则需要在接收器处训练和估计链路的频率越高，并且CSI在发射器处过时或不可用的可能性越大。在存在CSI限制的情况下，链路衰落动态的差异可以通过具有不相同的链路衰落块长度以及不同的链路CSIR/CSIT条件的多用户广播信道来建模。本文研究了MISO广播信道，其中一些接收器经历较长的相干间隔（静态接收器），并具有CSIR，而其他一些接收器经历较短的相干间隔（动态接收器），并不享受免费的CSIR。我们考虑了上述模型的各种CSIT条件，包括无CSIT，延迟CSIT或混合CSIT。为了研究自由度自由度区域，我们采用干扰对齐和波束成形以及产品叠加，该产品叠加允许将导频和数据同时但无污染地传输到不同的接收器。外部边界采用极值熵不等式以及离散无记忆多用户多级广播信道的性能的边界。对于几种情况下，内部和外部的边界建立，要么部分满足，或随着增加的相干时间的间隙减小。
2017-09-09 cs.IT math.IT
Optimal User Scheduling in Energy Harvesting Wireless Networks
我们考虑一个无线网络，其中多个能量收集发射机以分时方式与公共接收机通信。在每个时隙中，发射机可以收获能量或将其数据发送到接收机。给定一个时间期限，目标是最大化发送端在接收端具有完美和不完美信道状态信息（CSI）的随机能量到达下的和速率。原始的和率最大化（SRM）问题是一个非凸的混合整数非线性规划（MINLP）。为了得到最优调度策略，我们首先将原优化问题归结为一个凸MINLP问题，并使用广义Benders分解算法求解。我们观察到SRM问题导致发射机之间的不公平速率分配，即，靠近接收机的发射机比远离接收机的发射机实现更高的速率。因此，为了诱导发射机之间的公平性，我们考虑最小速率最大化（MRM）问题。对于有界信道估计误差，我们通过求解最坏情况的SRM和MRM问题，得到了一个鲁棒的调度策略。最后，我们比较了建议的政策与近视的政策在文献中研究，并表明前者优于后者的可实现的利率。
2018-04-28 cs.IT math.IT
Covert Wireless Communications with Channel Inversion Power Control in Rayleigh Fading
在这项工作中，我们采用信道反转功率控制（CIPC），以实现隐蔽通信的全双工接收机的辅助。具体地，发送器根据到接收器的信道改变发送信号的功率和相位，使得接收器可以在不知道信道状态信息的情况下解码这些信号。这消除了从发射器到接收器的所需反馈，这有助于向管理员隐藏发射器。截断CIPC和传统的CIPC计划的建议和检查，其中截断CIPC隐蔽传输停止时，从发送器到接收器的信道质量是低的，而传统的CIPC隐蔽传输总是发生，不管这个信道质量。我们检查他们的表现方面取得的有效的隐蔽吞吐量（ECT），量化的信息量，发射机可以可靠地传达给接收机，受约束的监狱长的检测错误概率不小于一些特定的值。我们的研究表明，截断CIPC计划可以优于传统的CIPC计划，由于这个约束。
2018-12-20 cs.IT math.IT
Multi-Transmitter Coded Caching Networks with Transmitter-side Knowledge of File Popularity
这项工作提出了一种利用编码缓存网络中非统一文件流行度的新方法。专注于一个完全连接的全干扰无线设置与多个高速缓存启用的发射机和接收机，我们展示了如何非统一的文件流行度可以非常有效地使用，以加速发送端的数据冗余的影响接收端编码缓存。这种方法的动机是最近的发现，在任何现实的文件大小的约束下，有内容出现在多个发射机实际上可以大大提高加速因子归因于编码缓存。我们制定了一个优化问题，利用文件的流行度，以优化文件在发射机的位置。然后，我们提供了一个证明，大大减少了可变的搜索空间，并提出了一个新的搜索算法，解决了手头的问题。我们还证明了分析性能上界，这实际上是满足我们的算法在许多接收机的制度。我们的工作反映了更高的缓存冗余分配给更流行的文件的好处，但也反映了收益递减的规律，例如非常流行的文件实际上可能受益于最小的冗余。最后，这项工作表明，在编码缓存的上下文中，采用多个发射机可以是一个催化剂，在充分利用文件的流行程度，因为它避免了各种不对称的并发症时出现的文件流行度是用来改变接收端缓存的位置。
2021-03-22 cs.IT math.IT
Joint Transmitter and Receiver Optimization for Improper-Complex Second-Order Stationary Data Sequence
本文研究了非理想复二阶平稳数据序列在严格带限频率选择性信道中的传输问题。假设发射机采用线性调制，并且信道输出被加性固有复循环平稳噪声破坏。在平均发射功率约束下，在时域中求解宽线性接收机输出端均方误差最小化问题，以寻找最优的发射和接收波形。利用向量化傅立叶变换技术将优化问题转化为频域问题，并转化为双重极小化的形式。首先，宽线性接收机被优化，这与仅具有一个波形的线性接收机设计不同，需要两个接收波形的设计。然后，通过引入离散时间随机过程的非正常频率函数的概念，并结合迭代算法进行线搜索，推导出线性调制器的最佳发射波形。最优解表明，由于循环平稳性的周期谱相关性和由于不适当的原点对称谱相关性都得到了很好的利用。
2014-05-26 cs.IT math.IT
Bounds and Capacity Theorems for Cognitive Interference Channels with State
研究了一类带状态的认知干扰信道，其中两个发射机（发射机1和2）通过干扰信道与两个接收机（接收机1和2）通信。两个发射机联合地向两个接收机发送公共消息，并且发射机2还向接收机2发送单独的消息。信道被独立同分布（i.i.d.）状态序列。首先研究了状态序列仅在发射机2处非因果已知的情况。对于离散无记忆信道及其退化信道，给出了容量域的内界和外界。容量区域的特征在于退化的半确定性信道和满足较少噪声条件的信道。进一步研究了高斯信道，基于干扰与接收器1处的信号的比较，将高斯信道划分为两种情况。对于每种情况，推导出容量区域的内、外边界，并刻画了容量区域的部分边界。全容量区域的特征在于满足某些条件的信道。进一步研究了第二种情况，其中状态序列在发射机2和接收机2处都是非因果已知的。得到了离散无记忆信道和高斯信道的容量区域。它还表明，这种能力是通过某些高斯信道与状态noncausally只知道在发射机2。
2012-07-08 cs.IT math.IT
Capacity Region of a State Dependent Degraded Broadcast Channel with Noncausal Transmitter CSI
这篇论文由于前一版本中的一个错误而被撤回。
2009-12-08 cs.IT math.IT
Optimal Order of Decoding for Max-Min Fairness in $K$-User Memoryless Interference Channels
考虑$K$ -用户无记忆干扰信道，其中每个接收机在解码指定发射机的数据之前顺序地解码发射机子集的数据。因此，每个发射机的数据率取决于（i）解码该发射机的数据的接收机的子集，（ii）在这些接收机中的每一个处采用的解码顺序。本文提出了一种贪心算法，用于寻找在每个接收机处解码的用户和相应的解码顺序，使得用户的最小速率最大化。证明了该算法是最优的。
2007-01-18 cs.IT math.IT
Optimal Policies for Wireless Networks with Energy Harvesting Transmitters and Receivers: Effects of Decoding Costs
我们考虑能量收集通信系统中的解码成本的影响。在我们的设置中，除了发射器之外，接收器仅依赖于从自然界中收集的能量，并且需要花费一些能量来解码其预期的数据包。我们将解码能量建模为传入数据速率的递增凸函数。在这种设置中，除了发射机处的传统能量因果关系约束之外，我们还在接收机处具有解码因果关系约束，其中接收机用于解码所花费的能量不能超过其收获的能量。我们首先考虑点到点的单用户问题的目标是最大限度地提高总吞吐量由一个给定的最后期限受到能源和解码因果关系的约束。我们表明，在接收机的解码成本可以表示为广义的数据到达发射机，从而将所有的系统约束的发射机侧。然后，我们考虑几个多用户设置。我们从一个两跳网络的中继和目的地有解码成本，并表明，可分离的政策，其中发射机的吞吐量最大化，无论中继的传输能量配置文件，是最佳的。接下来，我们考虑多址接入信道（MAC）和广播信道（BC）的发射机和接收机从自然界中收获能量，并表征最大离开区域。在所有考虑多用户设置，我们分解成内部和外部问题的问题。我们利用特定模型的结构来解决内部问题，并通过注水算法来解决外部问题。
2015-09-15 cs.IT cs.NI math.IT
Joint Transmitter and Receiver Energy Minimization in Multiuser OFDM Systems
在本文中，我们制定和解决的加权和发射机和接收机能量最小化（WSTREMin）的正交频分复用（OFDM）为基础的多用户无线系统的下行链路中的问题。所提出的方法提供了分配不同级别的重要性的基站（BS）和移动终端（MT）的功耗，对应于BS连接到电网和MT依赖于电池的灵活性。为了深入了解问题的特征，我们首先分别考虑两种极端情况，即，用于MT的加权和接收器侧能量最小化（WSREMin）和用于BS的发射器侧能量最小化（TEMin）。结果表明，动态TDMA（D-TDMA），其中MT被调度为单用户正交时隙OFDM传输，是最佳的传输策略WSREMin在MT，而OFDMA是最佳的TEMin在BS。作为两种极端情况的混合，我们进一步提出了一种新的多址接入方案，即，时隙OFDMA（TS-OFDMA）方案，其中MT被分组到正交时隙中，其中OFDMA应用于在相同时隙内分配的用户。TS-OFDMA可以被示出为包括D-TDMA和OFDMA两者作为特殊情况。数值结果证实，所提出的计划，使BS和MT之间的能量消耗权衡灵活的范围。
2014-07-14 cs.IT math.IT
Capacity Region of Finite State Multiple-Access Channel with Delayed State Information at the Transmitters
一个单字母的表征提供了有限状态多址接入信道的容量区域。信道状态是马尔可夫过程，发射机可以访问延迟的状态信息，并且信道状态信息在接收机处可用。假设信道状态信息的延迟在发射机处是不对称的。我们应用的结果，以获得有限状态高斯MAC的容量区域，并为有限状态多址衰落信道。我们得出功率控制策略，最大限度地提高这些通道的容量区域。
2011-01-13 cs.IT math.IT
Joint Transmitter and Receiver Design for Pattern Division Multiple Access
本文提出了一种用于模式分多址（PDMA）的联合发射机和接收机设计。在发射端，模式映射利用功率分配来提高总速率，利用波束分配来增强接入连接性。在接收端，混合检测利用空间滤波器来抑制由波束域复用引起的波束间干扰，并利用连续干扰消除来去除由功率域复用引起的波束内干扰。此外，我们提出了一种PDMA联合设计方法，以优化模式映射的基础上的功率域和波束域。通过最大化总和速率来实现功率分配的优化，并从理论上证明了相应的优化问题是凸的。通过对方向图结构的分析和适当的数学处理，提出了一种有效的降维方法。仿真结果表明，即使在不进行任何模式映射优化的情况下，所提出的PDMA方法的性能也优于正交多址和功率域非正交多址方法，并且波束分配的优化比功率分配的优化有显著的性能改善。
2018-01-08 cs.IT math.IT
On the Secrecy Capacity of Block Fading Channels with a Hybrid Adversary
我们考虑一个块衰落窃听信道，其中发射机试图安全地发送消息到接收机中存在的混合半双工对手，任意决定要么堵塞或窃听的发射机到接收机的信道。我们提供了各种可能性的接收器反馈的保密能力的界限，并显示特殊情况下，界限是紧的。我们表明，没有任何反馈，从接收机，保密容量为零，如果发射机到对手的信道随机主导的有效发射机到接收机的信道。然而，保密容量是非零的，即使当接收器被允许在每个块的末尾仅反馈一个比特时。我们新的可实现策略提高了文献中提出的非混合对抗模型的速率。我们还分析了多个对手和延迟约束对保密能力的影响。我们表明，我们的新的分时方法导致积极的保密率，即使在严格的延迟限制。
2013-11-30 cs.IT math.IT
Degrees of Freedom of Cache-Aided Wireless Interference Networks
我们研究了无线干扰网络中缓存的作用。我们专注于高斯干扰网络中的内容缓存和交付，其中发射机和接收机都配备了缓存。对于任意数量的发射器、接收器、内容库大小、接收器缓存大小和发射器缓存大小（只要组合的发射器可以在其中存储整个内容库），我们提供系统的自由度（DoF）的恒定因子近似。我们展示了近似最优的信息理论的界限，不施加任何限制的缓存和交付策略。我们的描述揭示了三个关键的见解。首先，使用分离物理层和网络层的策略来实现近似DoF。因此，这种分离结构近似是最佳的。其次，我们表明，增加发射机缓存内存超出所需的，以准确地存储所有发射机之间的整个库不提供超过一个恒定的因素的好处的自由度。结果是，近似最优性不需要发送迫零。第三，我们得出一个有趣的权衡之间的接收器的内存和发射器的数量需要近似最大的性能。特别地，如果每个接收器可以存储内容库的恒定部分，则仅需要恒定数量的发射器。我们的解决方案的缓存问题需要制定和解决一个新的通信问题，对称多播X-通道，我们提供了一个确切的自由度表征。
2018-08-02 cs.IT math.IT
AWGN Channel Capacity of Energy Harvesting Transmitters with a Finite Energy Buffer
我们考虑一个AWGN信道与能量收集源供电的发射机。节点配备有有限能量缓冲器。这样的系统可以被建模为具有在发射机处因果已知的边信息（关于能量缓冲器中的能量）的信道。接收机可以具有或可以不具有边信息。我们证明了马尔可夫能量管理策略足以实现系统的容量，并提供了一个单一的字母表征的能力。容量的计算是昂贵的。因此，我们讨论了一个可实现的方案，是很容易计算。随着缓冲器长度的增加，该可实现速率收敛到无限缓冲器容量。
2013-07-17 cs.IT math.IT
Maximum Secondary Stable Throughput of a Cooperative Secondary Transmitter-Receiver Pair: Protocol Design and Stability Analysis
在本文中，我们研究了一个次要的发射机-接收机对和一个主要的发射机（PT）的最大稳定吞吐量的主要-次要网络之间的合作的影响。每个发射机，无论是主发射机还是次发射机，都有一个缓冲区用于存储自己的流量。除了其自身的缓冲器之外，次发射机（ST）具有用于存储由于信道损伤而未递送的主分组的一部分的缓冲器。此外，次要目的地具有用于存储未递送的主要分组的一部分的中继队列。在所提出的合作系统中，ST和次要目的地通过中继PT的未成功传输的分组来增加次要分组的频谱可用性。我们考虑两个多址接入策略使用的ST和次要目的地利用PT的沉默会话。数值结果表明，所提出的合作系统的收益超过非合作的情况下。
2014-06-09 cs.IT cs.NI math.IT
Secret-key Agreement with Channel State Information at the Transmitter
研究了带状态参数的窃听信道上秘密密钥协商的容量。发射机与合法接收机和窃听者通过具有无记忆状态序列的离散无记忆窃听信道进行通信。发射机和合法接收机生成共享的秘密密钥，该密钥对窃听者保持秘密。没有公共讨论频道。状态序列对于发送器是无因果关系地已知的。我们推导出秘密密钥容量的上下界。下界涉及在合法终端处构造公共状态重构序列，并且对重构序列的集合进行分箱以获得秘密密钥。对于具有加性干扰的高斯信道（来自脏纸信道的秘密密钥）的特殊情况，我们的界限相差0.5比特/符号，并且在高信噪比和高干扰噪声比制度中一致。对于合法接收者也被揭示状态序列的情况，我们建立了我们的下界达到了秘密密钥容量。此外，对于这种特殊的情况下，我们还提出了另一种方案，达到的容量，只需要因果边信息在发送器和接收器。
2010-09-17 cs.IT math.IT
Writing on Fading Paper and Causal Transmitter CSI
宽带衰落信道被认为是因果信道状态信息（CSI）在发送端和没有接收端CSI。在接收端采用能量检测规则的简单正交码（类似于[6]）可以在大带宽的限制下实现该信道的容量。该码仅在信道增益足够大时才传输能量。在该限制中，没有任何接收器CSI的该容量与具有全接收器CSI的容量相同--对于脏纸编码也是如此的现象。对于瑞利衰落，该容量（每单位时间）与带宽的对数成比例。我们的编码方案是从Gel'fand-Pinsker [2，3]编码和脏纸编码[4]的动机。尽管如此，对于我们的情况，在发射机处仅需要因果CSI，这与其中需要非因果CSI的脏纸编码和Gel'fand-Pinsker编码形成对比。然后，我们考虑一个一般的离散信道的独立同分布。states.每个输入都有一个相关的成本，并且存在零成本输入“0”。假设信道状态在发射机处以因果方式是已知的。每单位成本的容量被发现为这个通道和一个简单的正交码，以实现这一能力。之后，提出了一种新的正交编码方案的情况下，因果发射机CSI和因果和非因果发射机CSI的单位成本的容量的等价性的条件。最后，在[8]中对非因果发射机CSI的情况进行了一些连接。
2005-11-29 cs.IT math.IT
Content Delivery over Broadcast Erasure Channels with Distributed Random Cache
我们研究了发送器和两个接收器之间的内容传递问题，通过擦除链接，当每个接收器都可以访问一些随机的边信息的文件所请求的其他用户。随机边信息经由分散式内容放置被缓存在接收器处。接收终端的分布式特性还可能使得两个链路的擦除状态和高速缓存比特的索引在发射机处不完全已知。因此，我们调查的容量增益，由于各种级别的可用性的信道状态和高速缓存索引信息在发送器。更确切地说，我们覆盖了从全局延迟信道状态知识和非盲发射机（即，知道每个接收机处的确切高速缓存索引信息的发射机）一直到没有信道状态信息和盲发射机（即，仅统计地知道接收机处的高速缓存索引信息的发射机）的广泛范围的设置。我们得到新的内部和外部边界的问题在各种设置下，并提供的条件下，这两个匹配和容量区域的特点。令人惊讶的是，对于一些有趣的情况下，容量区域是相同的，即使在发射机处具有单用户信道状态或单用户缓存索引信息。
2021-05-01 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
A Generalized Channel Coding Theory for Distributed Communication
本文给出了一个时隙分布式通信系统的广义信道编码定理，其中一个发射机-接收机对与其他发射机并行通信。假设在每个时隙中任意选择每个发射机的信道码。发射机的编码选择由码索引参数表示，该码索引参数既不为其他发射机所知，也不为接收机所知。系统的基本性能限制的特征在于使用在代码索引向量的空间中定义的可实现区域。当码字长度取为无穷大时，对于区域内的所有代码索引向量，接收器将可靠地解码消息，而对于区域外的所有代码索引向量，接收器将可靠地报告冲突。一个广义的系统错误性能指标被定义为不同类型的通信错误事件的概率的加权和。假设接收器选择“操作区域”，并且如果代码索引向量在操作区域内，则打算解码消息。在有限码字长度的假设下，得到了操作区域和广义误差性能度量之间折衷的可验证界。
2015-02-01 cs.IT math.IT
Receiver-Informed Transmitter for 200Gbps C-Band Direct-Detection PON With FFE-Free ONU
Aston Institute of Photonic Technologies, Aston University（阿斯顿大学光子技术研究所）
提出RITX波形设计，用于200Gbps PAM-4 C波段直检PON，在50GHz光电子器件下实现N1/E1损耗等级，支持40km传输，并在1:64/1:128分路比下节省48.1%/66.7%网络复杂度，且ONU无需FFE。
2026-09-30 cs.IT math.IT physics.optics
Degrees of Freedom Region for the MIMO X Channel
我们提供了MIMO $X$信道的自由度区域的可扩展性以及逆结果，即，具有两个发射机、两个接收机的系统，每个发射机、两个接收机配备有多个天线，其中独立的消息需要通过固定信道从每个发射机传送到每个接收机。在每个节点处具有M=1个天线的情况下，我们发现总（和速率）自由度在上下界为$1 \leqη_X^\star \leq {4/3}$。如果$M>1$和通道矩阵是非退化的，则精确的自由度为$η_X^\star = {4/3}M$。无需脏纸编码或连续解码的简单迫零足以实现${4/3}M$自由度。在所有节点的天线数量相等的情况下，我们探索了当一些消息以认知无线电的方式提供给发射机或接收机时自由度的增加。与认知发射机，我们表明，自由度的数量$η= {3/2}M$（$M>1$）的MIMO $X$信道。在MIMO $X$信道上也可以利用认知接收机获得相同的自由度。在对比的$X$信道的结果，我们表明，对于MIMO \emph{interference}信道，自由度没有增加，即使发送器和接收器的一个用户知道其他用户的消息。然而，如果\emph{each}用户具有认知发射机或认知接收机，则干扰信道可以实现完全的$2M$自由度。最后，如果信道随时间/频率变化，则在所有节点处具有单天线$(M=1)$的$X$信道在没有共享消息的情况下具有精确的4/3自由度，并且在认知发射机或认知接收机的情况下具有精确的3/2自…
2007-05-11 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
Capacity Bounds for Multiuser Channels with Non-Causal Channel State Information at the Transmitters
在本文中，容量的内和外边界建立的多用户信道与信道状态信息（CSI）已知的非因果关系在发射机：多址信道（MAC），广播信道（BC）与公共信息，和中继信道（RC）。对于每个信道，在一些特殊情况下，实际容量区域也被导出。具体而言，它示出，对于一些确定性模型与非因果CSI在发射机，类似于科斯塔的高斯信道，CSI的可用性在确定性接收机不影响容量区域。
2011-05-17 cs.IT math.IT
Three-Receiver Broadcast Channels with Side Information
三接收器广播信道（BC）由于其与两接收器广播信道的信息理论差异而引起人们的兴趣。本文利用叠加编码、Gel'fand-Pinsker合并方案和Nair-El Gamal间接解码，推导了两类3-接收端BC的可达速率区域，即多级BC和3-接收端低噪声BC。我们的多层次BC的速率区域包含Steinberg速率区域的2接收器退化BC的边信息作为其特殊情况。我们还发现，当边信息在发射机和接收机都可用时，3-接收机的容量区域噪声较小的BC。
2012-05-18 cs.IT math.IT
Multi-User MISO Interference Channels with Single-User Detection: Optimality of Beamforming and the Achievable Rate Region
对于具有多天线发射机和单天线接收机的多用户干扰信道，通过将每个发射机限制为高斯输入并且将每个接收机限制为单用户检测器，计算最大可实现速率区域相当于解决一族非凸优化问题。识别在预期接收器处的信号功率和在非预期接收器处的干扰功率之间的内在联系，将原始的非凸优化问题族转换为新的凸优化问题族。结果表明，对于这样的干扰信道，每个接收机实现单用户检测，发射机波束成形可以实现所有的边界点的可达速率区域。
2009-07-03 cs.IT math.IT
Stochastic Geometry Modeling and Analysis of Finite Millimeter Wave Wireless Networks
本文提出了一种基于随机几何的有限毫米波（mmWave）无线网络的建模和分析方法，其中随机数的发射机和接收机随机位于有限区域内。我们考虑一种选择策略，以服务于一个参考接收机的发射机提供最大的平均接收功率之间的所有发射机。考虑到毫米波通信的独特功能，如定向发射和接收波束成形，并根据阻塞过程具有不同的信道的视线（LOS）和非视线（NLOS）链路，我们研究的覆盖概率和遍历率的参考接收机，可以位于网络区域内的任何地方。作为分析的关键步骤，从参考接收机到其服务LOS或NLOS发射机的距离分布和LOS和NLOS关联概率被导出。我们还推导了来自LOS和NLOS发射机的干扰的拉普拉斯变换。最后，我们提出的覆盖概率，可以评估比准确的结果更容易的上限和下限，并调查不同的参数，包括接收机的位置，波束宽度，和阻塞过程指数对系统性能的影响。
2018-07-27 cs.IT math.IT
Secure Degrees of Freedom of MIMO X-Channels with Output Feedback and Delayed CSIT
我们研究了两个用户的多输入多输出（MIMO）X信道的安全传输问题，其中信道状态信息提供了一个单位的延迟到两个发射机（CSIT），每个接收机反馈其信道输出到一个不同的发射机。我们将此模型称为具有非对称输出反馈和延迟CSIT的MIMO X信道。每个发射器配备有M个天线，并且每个接收器配备有N个天线。对于这个模型，占在每个接收器的消息，我们表征的最佳和安全自由度（SDoF）区域。我们表明，在存在非对称输出反馈和延迟CSIT的情况下，MIMO X信道的和SDoF区域与在发射机处具有2 M个天线、在每个接收机处具有N个天线和延迟CSIT的两用户MIMO BC的SDoF区域相同。该结果表明，在非对称输出反馈和延迟CSIT可用时，由于发射机的分布式性质，在和SDoF方面没有性能损失。接下来，我们表明，如果仅将输出反馈传送到发射机，则该结果也成立，但是以对称方式，即，每个接收机将其输出反馈到两个发射机而不反馈到CSIT。我们还研究了仅向发射机提供非对称输出反馈的情况，即，在没有CSIT的情况下，并推导出该模型的SDOF和的下限。此外，我们专门我们的结果的情况下，没有安全约束。特别是，类似的设置与安全约束，我们表明，最佳和DoF区域的（M，M，N，N）-MIMO X-信道与非对称输出反馈和延迟CSIT是相同的DoF区域的两个用户MIMO BC与2 M-天线在发射机，N-天线在每个接收机，和延迟CSI…
2013-09-16 cs.IT math.IT
On the Capacity of Interference Channels with One Cooperating Transmitter
在两个发送端、两个接收端干扰信道的容量区域上建立了内界和外界，其中一个发送端知道两个消息。具有额外知识的发射器被称为认知的。内界是基于策略，推广以前的工作，包括速率分裂，凝胶'fand-Pinsker编码和合作传输。一般的外边界基于用于广播信道的Nair-El Gamal外边界。一个更简单的边界的情况下，其中一个解码器可以解码两个消息。高斯通道的边界进行评估和比较。
2007-10-22 cs.IT math.IT
Degrees of Freedom of Over-the-Air Computation over a MIMO Gaussian Network with Two Transmitters and Two Receivers
University of California at Irvine（加州大学尔湾分校）；University of North Texas（北德克萨斯大学）
研究两发两收MIMO高斯网络中空中计算的自由度，提出ACDoF度量，证明其几乎必然等于min{M1,M2,N1,N2,(1/3)max(M1+M2,N1+N2)}，并扩展到SISO和有限SNR场景。
2026-06-04 cs.IT eess.SP math.IT
On Multiple User Channels with Causal State Information at the Transmitters
我们扩展香农的结果与状态信息的信道容量多用户信道。更具体地说，我们表征的能力（区域）退化的广播信道和物理退化的中继信道的信道状态信息是因果关系在发射机。我们还获得了内部和外部边界的因果状态信息在发射机的多址接入信道的容量区域。
2005-08-22 cs.IT math.IT
