Secure Degrees of Freedom for Gaussian Channels with Interference: Structured Codes Outperform Gaussian Signaling
在这项工作中，我们证明了一个积极的安全自由度是可以实现的一大类高斯信道，只要信道不退化，信道是完全连接的。这类信道包括MAC窃听信道、具有机密消息的2用户干扰信道、具有外部窃听者的2用户干扰信道。迄今为止，这些信道的最佳已知可实现方案使用高斯信令。在这项工作中，我们表明，结构码优于高斯随机码在高信噪比时，信道增益是实数。
2009-05-15 cs.IT math.IT
Performance of Intelligent Reconfigurable Surface-Based Wireless Communications Using QAM Signaling
智能可重构表面（IRS）被视为6G无线网络的一项有前途的技术。IRS可以重新配置无线传播环境，从而显著改善无线通信的性能。在本文中，我们分析了带宽有效的正交幅度调制（QAM）技术在瑞利衰落信道下的IRS辅助无线通信的性能。推导了矩形QAM、方形QAM和交叉QAM方案的通用平均符号出错率（ASER）的新的封闭形式表达式。此外，简化表达式的ASER为低信噪比（SNR）和高SNR区域，这是有用的分析提供见解。我们全面分析了调制参数和所采用的IRS元件的数量的影响。我们还通过模拟验证了我们的理论结果。我们的研究结果表明，采用IRS显着提高ASER性能相比，加性高斯白噪声信道在低信噪比制度。因此，IRS辅助的无线通信可以是用于诸如物联网（IoT）的各种低功率通信应用的有希望的候选者。
2020-09-27 cs.IT eess.SP math.IT
Linear Precoder Design for MIMO Interference Channels with Finite-Alphabet Signaling
研究了有限字母输入下多输入多输出（MIMO）收发机$K$ -用户干扰信道的线性预编码器设计。我们首先得到一般的显式表达式的用户在MIMO干扰信道系统中的可达速率。我们研究在低和高信噪比（SNR）区域的最佳传输策略。给定有限的字母输入，我们表明，一个简单的功率分配设计实现了最佳性能，在高信噪比，而众所周知的干扰对齐技术高斯输入只利用部分无干扰的信号空间传输，并导致一个恒定的速率损失时，天真地应用到有限的字母输入。此外，我们建立了必要条件的线性预编码器的设计，以实现加权和速率最大化。我们还提出了一个有效的迭代算法来确定所有用户的预编码矩阵。我们的数值结果表明，所提出的迭代算法实现了相当高的和速率下实际QAM输入比其他已知的方法。
2013-07-18 cs.IT math.IT
Near Capacity Signaling over Fading Channels using Coherent Turbo Coded OFDM and Massive MIMO
推导了在衰落信道中无差错传输所需的最小平均信噪比（SNR），并证明了该信噪比等于加性高斯白噪声（AWGN）信道的SNR，即$-1.6$ dB。针对Turbo编码的多输入多输出（MIMO）正交频分复用（OFDM）系统，提出了一种用于定时和载波同步以及信道估计的离散时间算法。仿真结果表明，使用两个发射天线和两个接收天线，在每比特平均SNR为5.5 dB时，可以实现$10^{-5}$的出错率。然后，我们提出了一种近容量信令方法，其中每个发射天线使用不同的载波频率。使用近容量的方法，我们表明，它是可能的，以实现$2\times 10^{-5}$的BER在平均SNR每比特仅为2.5 dB，每个发射天线一个接收天线。当每个发射天线的接收天线的数目增加到128时，则在1.25 dB的每比特平均SNR下获得$2\times 10^{-5}$的BER。在所有情况下，发射天线的数量为2，并且频谱效率为1比特/传输或1比特/秒/Hz。换句话说，每个发射天线发送0.5比特/传输。只要每个发射天线使用不同的载波频率，就可以通过增加发射天线的数量来获得更高的频谱效率，而不会损失BER性能。近容量方法的发射信号频谱可以通过脉冲整形来限制。在所有的仿真中，使用了四状态Turbo码。对应的turbo解码器使用八次迭代。该算法可以在可编程硬件上实现，并且有很大的并行处理范围。
2017-11-28 cs.IT math.IT
Fundamental Limits of Quantized MIMO ISAC under Gaussian Signaling
LTCI, Télécom Paris, Institut Polytechnique de Paris（巴黎理工大学电信学院 LTCI）；SAMOVAR, Télécom SudParis, Institut Polytechnique de Paris（巴黎理工大学南巴黎电信学院 SAMOVAR）；Université Paris-Saclay, CNRS, CentraleSupélec, Laboratoire des Signaux et Systèmes（巴黎萨克雷大学、法国国家科学研究中心、中央理工-高等电力学院 信号与系统实验室）
研究量化MIMO ISAC系统，推导信道容量上下界，发现低SNR时紧致、高SNR时饱和，并给出LMMSE闭式表达式。
2026-10-12 cs.IT eess.SP math.IT
Reduced Complexity Optimal Detection of Binary Faster-than-Nyquist Signaling
在本文中，我们研究了二进制快于奈奎斯特（FTN）信号的检测问题，并提出了一种新的序列估计技术，利用其特殊的结构。特别地，所提出的序列估计技术基于球形解码（SD），并且利用关于FTN检测问题的以下两个特性：1）接收机匹配滤波器之后的噪声样本之间的相关性，以及2）符号间干扰（ISI）矩阵的结构。仿真结果表明，该算法在降低计算复杂性的同时，获得了最大似然序列估计（MLSE）的最优性能。本文表明，FTN信令有很大的潜力，增加数据率和频谱效率大幅相比，奈奎斯特信令，对于相同的误码率（BER）和信噪比（SNR）。
2017-03-03 cs.IT math.IT
Improper Signaling on the Two-user SISO Interference Channel
在单输入单输出（SISO）干扰信道（IC）上，传统的非合作策略鼓励参与者自私地最大化他们的传输数据率，而忽略了由其他参与者引起的以及对其他参与者的性能损失。在适当的复高斯噪声的情况下，最大熵定理表明，最佳响应策略是用适当的信号（对称复高斯符号）进行传输。然而，由于干涉饱和，这种平衡导致自由度为零。对于不合适的信号（非对称复高斯符号），可以获得额外的优化自由度。在本文中，我们研究了不适当的信令对2用户SISO IC的影响。通过计算一个非合作博弈的纳什均衡，我们探索了非合作策略下的可达速率区域。然后，假设玩家之间的合作，我们研究了不适当的信号的可达速率区域。我们建议使用不适当的秩一信号，其简单性和易于实现。尽管它们的简单性，秩一信号实现接近最佳和率相比，满秩不当信号。我们刻画了具有单个实值参数的非正常秩1信号的可达速率区域的外边界Pareto边界;我们计算了具有非迫零策略的Pareto边界的封闭解、最大和速率点以及具有迫零策略的最大-最小公平解。对极端信噪比区域的分析表明，适当的信号使频谱效率的宽带斜率最大化，而不适当的信号使高信噪比功率偏移最优化。
2012-05-29 cs.IT math.IT
On the Energy Efficiency of Orthogonal Signaling
本文研究了在加性高斯白噪声（AWGN）信道、相干和非相干衰落信道下，采用M进制正交频移键控（FSK）或开-关频移键控（OOFSK）的传输。假设接收机执行硬判决检测。在这种情况下，可靠地发送一个比特的信息所需的能量进行调查。结果表明，对于固定的M和占空比，比特能量需求增长没有约束的信噪比（SNR）为零。对于不同的M值和占空比，数值地获得最小比特能量值。衰落对能量效率的影响。确定了接近最小比特能量-1.59 dB的要求。
2008-12-09 cs.IT math.IT
A New Noncoherent Gaussian Signaling Scheme for Low Probability of Detection Communications
我们提出了一种新的，高斯信令机制的低检测概率（LPD）通信系统，无论是单天线或多天线。该新方案旨在允许高斯分布信号的非相干检测，从而使LPD通信能够使用在时域和频域中遵循复高斯分布的信号。通过仿真表明，该方案实现了更好的性能比一个可比较的传统方案在整个SNR区域，与优势变得更加显着的情况下，具有较低的开销。
2023-01-08 cs.IT eess.SP math.IT
On The Capacity of Gaussian MIMO Channels Under The Joint Power Constraints
在总功率和天线功率联合约束（TPC和PAC）下，研究了固定高斯MIMO信道的容量和最优信令。虽然一般情况下仍然是一个开放的问题，一个封闭的形式的满秩的解决方案，以及其充分必要条件。建立了每个约束处于非活动状态的条件。高和低信噪比制度进行了研究。在前一种情况下，各向同性信令被示出为最优的，而秩-1信令（波束成形）在后一种情况下不一定是最优的。指出了联合约束下最优协方差的奇异性。
2018-08-31 cs.IT math.IT
Benefits of improper signaling for underlay cognitive radio
在这封信中，我们研究的潜在好处不正确的信令的辅助用户（SU）在认知无线电网络。我们考虑一个基本但说明性的场景，其中主用户（PU）总是发送适当的高斯信号，并具有最小的速率约束。参数化后的SU发送信号在其功率和圆系数（衡量的程度不适当），我们证明了SU提高其速率传输不适当的信号，只有当SU-PU干扰链路和SU直接链路之间的平方模的比率超过一个给定的阈值。作为这种分析的副产品，我们得到了最佳的圆形系数，必须使用SU取决于其功率预算。一些仿真结果表明，SU受益于传输不适当的信号，特别是当PU不是高负载。
2014-09-19 cs.IT math.IT
On the capacity of bandlimited optical intensity channels with Gaussian noise
我们确定上下限的能力带限光强度信道（BLOIC）与高斯白噪声。考虑三种类型的输入功率约束：1）仅平均功率约束，2）仅峰值功率约束，以及3）平均和峰值功率约束。容量下限通过两步过程导出，包括1）对于每种类型的约束，设计可容许的脉冲幅度调制输入波形系综，以及2）下限所设计的输入系综的最大可实现信息速率。容量上界推导出行使约束松弛和利用离散时间光强度信道上的已知结果。我们获得自由度最佳（自由度最佳）的下限，具有相同的前对数因子的上限，从而表征高信噪比容量的BLOIC在有限的差距。我们进一步推导出符号间无干扰（ISI-免费）信令的下限，所有实际的SNR值，表现良好。特别地，当SNR低于10 dB时，基于无ISI信令的下限优于DOF最优下限。
2017-02-12 cs.IT math.IT
Rank-Deficient Solutions for Optimal Signaling over Wiretap MIMO Channels
研究了高斯窃听MIMO信道的容量实现信令策略，没有退化假设。除了已知的解决方案，一些新的秩亏的最优发射协方差矩阵的解决方案。弱窃听者的情况下，被认为是详细和最佳的协方差建立在一个明确的，封闭的形式，没有额外的假设。这在具有有界间隙的一般情况下提供了保密容量的下限和上限，这对于弱窃听者或/和低SNR是严格的。封闭形式的解决方案也得到了各向同性和全向窃听，在此基础上，在一般情况下，建立的保密容量的上下界。针对MIMO窃听信道，建立了迫零（ZF）、信道特征模上的标准注水（WF）和各向同性信令（IS）3种常用传输技术最优性的充分必要条件。这些解决方案由于其较低的复杂性而具有吸引力。特别地，ZF传输不需要窃听码，并且各向同性信令不需要预编码或反馈。
2016-04-22 cs.IT math.IT
A Superposition Signaling Scheme for Integrated Sensing and Communication
Eindhoven University of Technology（埃因霍温理工大学）；Technical University of Berlin（柏林工业大学）
研究集成感知与通信系统容量，以发射信号集成旁瓣电平为输入代价，简化为特定信道容量问题。提出叠加两个极值输入的信号策略，其速率可精确表达，数值结果显示该策略与容量最坏情况差距约0.043比特。
2026-07-15 cs.IT math.IT
PAPR Analysis for MIMO FTN Signaling with Gaussian Symbols
本文研究高斯符号下MIMO FTN信令在固定发射功率和固定接收信噪比两种约束下的PAPR行为，发现PAPR主要由加速因子和功率约束决定，功率分配优化不改变高斯信令的PAPR特性。
2025-07-20 cs.IT eess.SP math.IT
Low SNR Capacity of Fading Channels with Peak and Average Power Constraints
在峰值和平均功率约束下，被认为是在时间上相关的平坦衰落信道。对于离散时间信道，推导出一个新的单位时间容量上界。全散射矢量通道的低SNR分析用于导出互补下限。总之，当平均功率收敛到零时，这些界限允许我们识别固定峰均比的信道容量的精确缩放。对于固定的峰值功率，当平均功率收敛于零时，上限也是渐进紧的。对于连续时间的无限带宽信道，维特比确定了M-FSK调制的容量。最近，Zhang和Laneman证明了可以用非突发信令（QPSK）来实现容量。本文的另一个贡献是在峰值和平均功率约束下获得类似的结果。
2006-04-13 cs.IT math.IT
Control Signaling for Reconfigurable Intelligent Surfaces: How Many Bits are Needed?
本文研究RIS辅助系统中控制信令反馈比特数对性能的影响，提出一种面向视距场景的量化码本，以对数级反馈比特保证最小SNR损失，并通过仿真与理论分析验证其在莱斯信道下的有效性。
2025-06-04 cs.IT eess.SP math.IT
Capacity of Sparse Multipath Channels in the Ultra-Wideband Regime
本文研究了超宽带（UWB）系统中训练信号用于信道估计时，时间和频率选择性多径衰落信道的各态历经容量。最近的UWB信道的测量结果的动机，我们提出了一个稀疏多径信道模型。稀疏性的关键含义是信道中的独立自由度（DoF）与信号空间维度（信令持续时间和带宽的乘积）成次线性比例。稀疏性由延迟和多普勒中的可分辨路径的数量来捕获。我们的分析是基于训练和通信方案，采用正交短时傅立叶（STF）基函数的信令。STF信令自然地将延迟-多普勒中的稀疏性与时间-频率中的相干性相关联。我们研究了多径稀疏性对两个基本指标的频谱效率在宽带/低信噪比的限制Verdu介绍：第一和第二阶最优性条件的影响。Zheng et.已经强调了相干和非相干极端之间的频谱效率的巨大差距以及信道学习在弥合差距中的重要性。基于这些结果，我们的研究结果导致了以下多径稀疏性的含义：1）在时间和频率上共享相干性要求，从而显着放松所需的缩放相干时间与SNR; 2）稀疏多径信道是渐近相干的--对于给定的但大的带宽，可以完美地学习信道，并且通过足够大的信令持续时间满足一阶和二阶最优性的相干性要求;以及3）在稀疏环境中消除或放宽了峰值信号在获得容量方面的要求。
2007-05-20 cs.IT math.IT
Cognitive Link-Flexible FTN-OTFS Design for High-Mobility LEO Satellite Communications
针对LEO卫星通信中信道动态变化和频谱效率受限问题，提出LEO-FFTN-OTFS方案，通过LUT自适应优化时域压缩因子，利用LMMSE检测器抑制干扰，在低信噪比下消除误码平台并提升吞吐量。
2026-09-14 cs.IT math.IT
A Closed-Form Solution for the Finite Length Constant Modulus Receiver
本文在有限信噪比和有限均衡器长度的实际条件下，导出了最小化Godard或恒模（CM）代价函数的封闭解。虽然Zeng等人已经报道了先前的工作，IEEE跨。信息论。1998年，建立恒模和维纳接收机之间的联系，我们表明，在高斯近似下的符号间干扰在均衡器的输出，CM有限长接收机是等效的非盲MMSE均衡器的复增益因子。一些模拟结果支持高斯近似假设。
2005-08-29 cs.GT cs.IT math.IT
Capacity Bounds for Optical Interference Channels Subject to Average Power Constraints
Indian Institute of Technology Kharagpur（印度理工学院卡拉格普尔分校）
本文针对平均功率约束下的一阶正则微扰（RP）WDM干扰信道，推导了高SNR闭式单用户容量界，构建了更优的全助一可达区域，结论经模拟验证。
2026-10-15 cs.IT math.IT
Capacity Results for Block-Stationary Gaussian Fading Channels with a Peak Power Constraint
我们考虑一个峰值功率受限的单天线块平稳高斯衰落信道的发射机和接收机都不知道的信道状态信息，但都知道的信道统计。该模型包含了大多数以前研究的高斯衰落模型。我们首先计算的渐近信道容量在高信噪比制度和信道容量的行为严重依赖于信道模型。对于特殊情况下，衰落过程是由符号固定的，我们还揭示了一个基本的码字长度，通信速率和解码错误概率之间的相互作用。具体来说，我们表明，码字长度必须与SNR的规模，以保证通信速率可以增长与SNR有界的解码错误概率，我们找到了一个必要条件的码字长度的增长率。我们还推导出每单位能量的容量的表达式。此外，我们表明，每单位能量的容量是可以实现的使用时间的ON-OFF信令与最佳分配的ON符号，其中最佳的ON符号分配方案可能取决于峰值功率约束。
2006-05-30 cs.IT math.IT
Models and Information Rates for Wiener Phase Noise Channels
波形信道被认为是由维纳相位噪声和加性高斯白噪声损坏的传输信号。建立了一种考虑滤波对相位噪声影响的离散时间信道模型。该模型基于多样本接收机，即，积分转储滤波器，其输出以高于信令速率的速率采样。它示出，在高信噪比（SNR），多采样接收机实现的速率，如果每个符号的样本数（过采样因子）的增长与立方根的SNR的增长与SNR的grammically。此外，前对数因子至少为1/2，并且可以通过幅度调制来实现。对于多样本接收机的近似离散时间模型，如果每个符号的样本数随着SNR的平方根而增长，则在高SNR下的容量pre-log至少为3/4。分析表明，相位调制实现了至少1/4的前对数，而幅度调制仍然实现了1/2的前对数。这严格大于每个符号仅具有一个样本的（近似）离散时间维纳相位噪声信道的容量前对数，其为1/2。数值模拟被用来计算由多采样接收机实现的信息速率的下限。仿真结果表明，在高信噪比下，过采样对强相位噪声和弱相位噪声都有好处。事实上，信息速率有时比使用常用的近似离散时间模型时大得多。
2017-08-11 cs.IT math.IT
On an Achievable Rate of Large Rayleigh Block-Fading MIMO Channels with No CSI
研究了瑞利块衰落多输入多输出（MIMO）信道中基于训练的传输。作为训练方法，考虑导频辅助方案和偏置信令方案的组合。在副本对称的假设下，利用副本方法，分析了基于线性最小均方误差（LMMSE）信道估计的连续译码（SD）接收机在大系统极限下的可达速率。它示出，可忽略的导频信息是最好的SD接收机在大系统的限制方面的可实现的速率。所得到的可达速率的解析公式可以改善现有的下限的MIMO信道的容量没有信道状态信息（CSI），推导出由Hassibi和Hochwald，所有的信号-噪声比（SNR）。所获得的界限与Zheng和Tse推导出的信道容量的高SNR近似值之间的比较意味着，除非考虑相当高的SNR，否则高SNR近似值是不可靠的。能量效率在低SNR制度也调查可靠的通信所需的每信息位的功率。所需的最小功率被示出为在没有CSI的SD接收器的正速率下实现，而对于在接收器处可用的完美CSI的情况，在零速率限制下实现。此外，数值模拟表明，所提出的大系统分析可以提供一个很好的近似不那么大的系统。本文中的结果意味着，SD计划可以提供一个显着的性能增益在低到中等的SNR制度相比，传统的接收机基于单次信道估计。
2013-03-01 cs.IT math.IT
On the High-SNR Capacity of the Gaussian Interference Channel and New Capacity Bounds
已知两用户高斯干扰信道（GIC）的容量区域上的最佳外边界是包括精灵辅助外边界的各种边界的区域的交集，其中精灵向预期接收机提供噪声输入信号。Han和Kobayashi（HK）方案提供了最著名的内界。在总容量的最佳已知的下限和上限之间的速率差保持为每个信道使用1比特，特别是在$g^2=P^{-1/3}$周围，其中$P$是对称功率约束，而$g$是对称实跨信道系数。在本文中，我们关注的是\emph{moderate interference regime}，其中$g^2\in (\max(0.086, P^{-1/3}),1)$。我们提出了一种新的上限技术，利用噪声观测干扰信号的精灵信号，并在接收机的精灵信号应用时间共享。最坏的加性噪声引理的条件版本也被引入到推导新的容量界限。结果表明，在中等干扰机制的一定范围内，总容量（容量区域）的上（外）界比现有界限更紧。使用新的上界和HK下界，我们表明，$R_\text{sym}^*=\frac{1}{2}\log \big(|g|P+|g|^{-1}(P+1)\big)$的对称真正的GIC的能力，在$0.104$位每信道使用在中等干扰制度，在任何信号噪声比（SNR）的特点。我们进一步建立了一个高信噪比的对称真实GIC的特性，其中建议的上限是最多$0.1$位远离某一HK可实现的方案与高斯信令和时间共享$g^2\in (0,1]$。特别地，$R_\te…
2017-04-19 cs.IT math.IT
Unified Capacity Limit of Non-coherent Wideband Fading Channels
在非相干宽带衰落信道中，其中能量而不是频谱是限制资源，峰值和非峰值信令方案长期以来被认为是不同的物种，因为第一种方案渐近地接近具有相同平均SNR的宽带AWGN信道的容量，而第二种方案在某个有限的临界带宽处达到峰值速率，然后随着带宽增长到无穷大而下降到零。在本文中，它表明，这种区别实际上是一个人工制品的有限的注意力在过去的产品之间的带宽和时间的分数，它是在使用中。这个基本量称为带宽占用率，用于衡量一段时间内的平均带宽使用情况。对于带宽占用率相同的所有信令方案，当带宽占用率接近其临界值时，可达速率在相同的间隙内接近宽带AWGN容量，并且当占用率趋于无穷大时，可达速率减小到零。这种统一的分析产生的理想带宽占用的定量封闭形式的表达式，恢复现有的容量结果（非）峰值信令方案，并揭示了一个折衷的精度近似容量与广义泰勒多项式和精度的最佳带宽占用可以有界。
2016-10-12 cs.IT math.IT
Distributed Massive MIMO Channel Estimation and Channel Database Assistance
由于单天线信噪比低和信令开销大，信道估计是大规模MIMO系统的主要瓶颈。空间约束可以通过利用稀疏性来提高估计性能。存在基于到达角估计的远场波束域信道估计的解决方案。然而，对于近场和分布式MIMO空间信道估计没有等效的解决方案。我们提出了一种解决方案-源域信道估计-这是基于源位置估计。我们扩展到采用“信道数据库”，将有关的物理散射环境的信息到信道估计。我们提出的方法来生成，存储和使用的渠道数据库，以协助本地化和通信。
2017-12-19 cs.IT math.IT
On Achievable Rates of the Two-user Symmetric Gaussian Interference Channel
研究了两用户对称高斯干扰信道下的Han-Kobayashi（HK）可达和速率。我们找到了最佳的功率分配比之间的共同和私人的消息（假设没有时间共享），并推导出一个封闭的形式表达相应的总和率。这提供了对可实现的HK和速率的更好理解，并且允许在该和速率与正交信令的和速率之间进行精确比较。一个令人惊讶的发现是，尽管信道是对称的，但允许两个用户处的不对称功率分配比（即，不对称速率）可以显著地提高和速率。考虑到高SNR制度，我们指定的干扰信道值以上的总和率实现使用非对称功率分配优于对称的情况下。
2010-10-12 cs.IT math.IT
Coalitional Games for Transmitter Cooperation in MIMO Multiple Access Channels
共享无线信道的节点之间的协作对于实现无线网络中的性能目标变得越来越必要。确定无线网络中理性节点之间协作的可行性和稳定性对于理解协作行为具有重要意义。本文利用合作博弈论的框架研究了多址信道上发射机信令大联盟的稳定性。通过在\emph{partition form}中对TX之间的合作博弈进行建模来准确地表示每个TX所经历的外部干扰。单用户解码和连续干扰消除策略在接收机进行检查。在协调成本的情况下，大联盟被证明是\emph{sum-rate optimal}的两个战略。发送者合作是\emph{stable}，当且仅当博弈的核心（大联盟效用的所有划分的集合，使得没有联盟偏离）是非空的。确定合作的稳定性一般是一个co-NP-complete问题。对于一个单用户解码接收机，发射机的合作被证明是\emph{stable}在高和低SNR，而对于一个干扰消除接收机与一个固定的解码顺序，合作是稳定的，只有在低SNR和不稳定的高SNR。当在解码顺序之间允许分时时，使用效用函数的近似下界示出TX协作在高SNR下也是稳定的。因此，本文表明，理想的零成本TX合作MAC是稳定的，并提高了可实现的速率为每个单独的用户。
2012-10-11 cs.GT cs.IT math.IT
On the BER vs. Bandwidth-Efficiency Trade-offs in Windowed OTSM Dispensing with Zero-Padding
针对强相位噪声场景，提出无零填充的实用信令加窗OTSM方案，推导闭式BER上界，验证中高SNR下上界准确性及窗函数可实现OOBE与BER的良好权衡。
2024-02-01 cs.IT eess.SP math.IT
Limited Feedback in Single and Multi-user MIMO Systems with Finite-Bit ADCs
具有低分辨率模数转换器（ADC）的通信系统可以在发送器和接收器处利用信道状态信息。本文提出了有限位ADC的有限反馈MIMO系统的码本设计和性能分析。首先考虑点对点单用户信道。当接收信号由1位ADC进行切片时，接收器的绝对相位对于对齐接收信号的相位非常重要。因此，提出了一种新的波束形成码本设计，它分别量化信道方向和剩余相位。对于多比特的情况下，最佳的传输方法是未知的，次优高斯信令和特征向量波束成形被假定为获得可实现的速率的下限。研究发现，为了限制速率损失，在中等SNR状态下需要比低SNR和高SNR状态更多的反馈比特，这与传统的无限比特ADC的情况有很大不同。第二，考虑多用户系统，其中多天线发射器将信号发送到具有有限位ADC的多个单天线接收器。基于由于有限位ADC和有限位CSI反馈而导致的导出的性能损失，每个反馈的位数应随着ADC分辨率线性增加，以便限制速率损失。
2017-04-14 cs.IT math.IT
Optimal Throughput-Diversity-Delay Tradeoff in MIMO ARQ Block-Fading Channels
在本文中，我们考虑了一个自动重传请求（ARQ）重传协议信令块衰落多输入多输出（MIMO）信道。与以前的工作不同，我们允许多个衰落块内的每个传输（ARQ回合），我们约束发射机的固定速率的复杂信号星座图构建的代码。特别是，我们研究了一般情况下的平均输入功率约束的星座，以及实际上重要的有限离散星座的情况。该场景是在MIMO ARQ信道上采用正交频分复用技术的实际无线通信系统的合适模型。两种情况下的衰落动态被认为是，即短期的静态衰落信道衰落增益随机变化的每个ARQ轮，和长期的静态衰落信道衰落增益保持恒定的所有ARQ轮有关的一个给定的消息。作为我们的主要结果，我们证明了对于块衰落MIMO ARQ信道与离散输入信号星座满足短期功率约束，最佳的信噪比（SNR）指数是由一个修改的Singleton界，所有的系统参数。为了证明理论分析的实际意义，我们提出的数值结果表明，实际的Singleton界实现最大距离可分离码实现最佳的SNR指数。
2007-01-20 cs.IT math.IT
Analysis of Nonlinear Fiber Interactions for Finite-Length Constant-Composition Sequences
为了在概率幅度整形（PAS）框架内实现概率整形的信令，整形设备输出遵循某种非均匀分布的序列。在恒定组成（CC）分布匹配（CCDM）的情况下，序列仅在其组成符号的排序上不同，而每个符号的出现次数在每个输出块中是恒定的。Amari \textit{et al.}最近的研究结果表明，CCDM块长度对光纤传输后的有效信噪比（SNR）有相当大的影响。到目前为止，还没有对这种行为做出解释。此外，SNR的块长度依赖性似乎与文献中的先前结果不完全一致。本文详细分析了CC序列的非线性光纤相互作用。我们确认在光纤模拟的SNR与CCDM块长度成反比，并提出两种解释。第一个，这只在短长度制度，是基于二维符号是如何产生的PAS框架中的形状的振幅。第二，更一般的解释涉及序列内的诱导混洗，或等效地相同符号的有限集中，其是短CC块的固有属性，但不一定存在于长块。对于短CC序列，这种时间属性导致较弱的非线性相互作用，从而导致较高的SNR。对于一个典型的多跨光纤设置，SNR的差异被数值证明是高达0.7dB。最后，我们评估了一个启发式的品质因数，捕获的运行相同的符号在串联的几个CC序列的数量。对于高达大约100个符号的中等块长度，该度量表明限制相同符号运行的数量可能是有益的。
2020-06-12 cs.IT eess.SP math.IT
Coded Orthogonal Modulation for the Multi-Antenna Multiple-Access Channel
针对多天线多址通信中联合估计所有用户码字计算不可行的问题，提出低复杂度的编码正交调制多址（COMMA）方案，结合外部码与MMV-AMP算法，在性能上优于传统线性多用户检测，并推导了系统参数的界限与缩放定律。
2023-07-03 cs.IT math.IT
A New Polar Code Design Based on Reciprocal Channel Approximation
本文重新审视极化码设计的二进制输入加性高斯白噪声（BI-AWGN）信道时，连续消除（SC）解码应用于接收机。本文重点研究了低密度奇偶校验码（LDPC码）设计中常用的倒易信道近似（RCA）。为了将RCA应用于各种码字长度的极化码设计，我们推导出严格的封闭形式近似，其对于BPSK信令的互信息和对应的互易信道映射两者在AWGN信道上的宽范围的SNR上有效。因此，用于评估信道极化所需的计算复杂性因此等同于基于流行的高斯近似（GA）方法的计算复杂性。仿真结果表明，所提出的极化码设计的基础上RCA优于那些基于遗传算法以及所谓的改进遗传算法（IGA）的方法，特别是随着码字长度的增加。此外，与基于GA的方法相比，基于RCA的设计产生更好的块出错率（BLER）估计。
2022-04-22 cs.IT math.IT
On the Capacity-Achieving Input of the Gaussian Channel with Polar Quantization
极化接收机架构是一种接收机设计，它捕获信号的包络和相位信息，而不是其同相和正交分量。一些研究已经证明了极坐标接收机对相位噪声和其他非线性的鲁棒性。然而，在文献中还没有研究过具有有限精度量化器的极性接收机的信息理论极限。这项工作的主要贡献是确定的最佳信令策略的加性高斯白噪声（AWGN）信道与极性量化的输出。更确切地说，我们表明，实现容量的调制方案具有幅度相移键控（APSK）结构。使用这个结果，在输出端具有极性量化的AWGN信道的容量通过数值优化幅度的概率质量函数来建立。最后给出了采用$b_1$比特相位量化器和优化的单比特幅度量化器的极化量化AWGN信道的容量。我们的数值研究结果表明，存在的信噪比（SNR）阈值，高于最佳APSK方案的幅度电平的数量和它们各自的概率突然改变。此外，实现容量的输入随SNR增加而演变的方式取决于相位量化比特的数量。
2022-07-06 cs.IT eess.SP math.IT
Near-Field Channel Estimation with ELAA Modular Arrays Under Hardware Impairments
本文针对模块化ELAA系统中LNA硬件损伤下的近场LOS信道估计问题，提出利用阵列几何与恒模特性的高效估计器及二维DFT掩码技术，显著提升精度并降低前传开销。
2025-09-20 cs.IT eess.SP math.IT
Statistically Optimal Beamforming and Ergodic Capacity for RIS-aided MISO Systems
本文研究相关莱斯衰落下RIS辅助MISO系统的波束成形优化问题，提出基于半定松弛的迭代算法获取统计最优解，并推导了特殊情况下中断概率与遍历容量的闭式表达式，揭示了i.i.d.衰落及LoS分量对系统性能增益的影响规律。
2023-07-01 cs.IT math.IT
On Capacity and Capacity per Unit Cost of Gaussian Multiple Access Channel with Peak Power Constraints
研究了峰值功率约束下高斯多址信道的容量和单位容量开销。我们首先设计了一种基于Blahut-Arimoto算法的方法来数值优化和率并量化相应的输入分布。结果表明，在相同的峰值功率约束的情况下，具有较高信噪比的用户将具有对称的对映输入分布的所有值的噪声方差。接下来，我们分析推导出并表征了在具有小峰值功率约束的情况下的容量的可实现速率区域，这与在某种情况下的容量相吻合。每单位成本的容量在低功率状态中是令人感兴趣的，并且是节能通信中的目标性能度量。在这项工作中，我们推导出的单位成本的加性白高斯信道和GMAC的峰值功率约束的容量。结果表明，在GMAC的情况下，每单位成本的容量是使用对映信令的两个用户，是独立的用户速率比。我们的特点，得到的容量和容量每单位成本与峰值功率约束的详细和具体的对比，平均功率约束的设置优化传输策略。
2015-02-22 cs.IT math.IT
Fluid Antenna-Aided Rate-Splitting Multiple Access
本文研究配备FAS的下行RSMA系统，推导了等效信道增益分布与中断概率解析表达式，证明FAS结合RSMA在OP上显著优于TAS和NOMA，提升了RSMA实用性。
2024-11-18 cs.IT eess.SP math.IT
On the Achievable Rate of Bandlimited Continuous-Time AWGN Channels with 1-Bit Output Quantization
我们考虑一个连续时间带限加性高斯白噪声信道与1位输出量化。在这样的信道上，信息由发送信号的过零点的时间距离承载。该组输入信号受信道带宽和平均功率约束的约束。我们推导出一个下界的能力，通过下界的互信息率为一组给定的波形与指数分布的过零距离，在那里我们专注于中高信噪比制度的行为。我们发现，在输入的随机性尺度与可用带宽适当的情况下，互信息率与恒定的信号噪声比的信道带宽线性增长。此外，对于给定的带宽，随着信噪比增长到无穷大，下限饱和。互信息率的下限与没有量化的加性高斯白噪声信道的容量之间的比率是一个常数，与信道输入的适当选择的随机性和给定的信噪比的信道带宽无关。我们补充这些发现与特定的信令方案的互信息率的上限。我们表明，这两个界限是在中高信噪比域接近。
2017-09-22 cs.IT math.IT
Coded Beam Training for RIS Assisted Wireless Communications
针对RIS辅助通信中低信噪比导致波束训练精度下降的问题，提出编码波束训练框架，通过新码字设计准则和降维编码器，利用信道编码纠错能力，实现低信噪比下准确波束训练。
2025-01-23 cs.IT eess.SP math.IT
Communication under Strong Asynchronism
我们考虑点到点离散无记忆通道上的异步通信。发射机在某一时刻开始发送一个块码字，该时刻均匀地分布在一定时间段内，这代表了复用水平。接收机必须通过顺序解码器来隔离消息，而不知道码字传输何时开始，但要知道识别级别A。我们感兴趣的是接收器能够多快地隔离发送的消息，特别是在A指数大于码字长度N的情况下，我们称之为“强分离”。这种稀疏通信模型可能代表了传感器在大部分时间保持空闲的情况，只是偶尔向需要快速采取行动的远程基站发送信息。第一个结果表明，可以保证消失的错误概率N趋于无穷大，而A增长为Exp（N*k），当且仅当k不超过“同步阈值”，一个常数，承认一个简单的封闭形式的表达式，并至少是一样大的同步信道的容量。第二个结果是一组可实现的严格正的速率在政权的特征，其中A是指数的N，和其中的速率是相对于预期的延迟之间的时间信息开始被发射，直到时间的接收器作出决定。作为第一个结果的应用程序，我们认为对映信号在高斯信道，并得出一个简单的必要条件之间的A，N，和SNR实现可靠的通信。
2007-07-31 cs.IT math.IT
Blind Channel Estimation for Amplify-and-Forward Two-Way Relay Networks Employing M-PSK Modulation
研究放大转发双向中继网络的信道估计问题。大多数关于这个问题的工作都集中在基于导频的方法上，这种方法会产生显著的训练开销，从而降低系统的频谱效率。为了避免这种损失，这项工作提出了盲信道估计算法的AF TWRN采用恒模（CM）信令。我们的主要算法是基于确定性最大似然（DML）的方法。假设M-PSK调制，我们表明，由此产生的估计是一致的，并在高信噪比的调制阶数高于2的高概率接近真实的信道。然而，对于BPSK，DML表现不佳，我们提出了一种替代算法，考虑到BPSK结构的数据符号，执行得更好。为了比较的目的，我们还研究了高斯最大似然（GML）的方法，将数据符号作为高斯分布的滋扰参数。我们推导出Cramer-Rao界，并使用Monte-Carlo模拟研究所提出的算法的均方误差（MSE）性能。我们还比较了DML算法的符号出错率（SER）性能与基于训练的最小二乘（LS）算法，并证明了DML提供了一个优越的精度和频谱效率之间的权衡。
2012-03-02 cs.IT math.IT stat.OT
Distributed Linear Precoding and User Selection in Coordinated Multicell Systems
在这篇文章中，我们解决了半分布式用户选择问题与分布式线性预编码和速率最大化的多用户多小区系统。一组相邻的基站（BS）形成一个簇，以便对小区边缘用户进行协调传输，并且通过中央处理单元（CU）进行协调。然而，BS和CU之间的消息交换限于调度控制信令，并且不允许用户数据或信道状态信息（CSI）交换。在所考虑的多小区协调方法中，每个BS具有其自己的小区边缘用户集合，并且仅向一个预期用户发送，而通过信号引导（预编码）来抑制对其他BS处的非预期用户的干扰。我们使用两种分布式线性预编码方案，分布式迫零（DZF）和分布式虚拟信号干扰噪声比（DVSINR）。考虑到每个小区多个用户和回程限制，BS依赖于本地CSI来解决用户选择问题。首先，我们调查如何的信号噪声比（SNR）制度和天线的数量在BS影响的有效信道增益（预编码后的信道的幅度）和它的关系与多用户分集。考虑到用户选择必须基于实现的预编码的类型，我们开发了兼容性度量（有效信道增益的估计），其可以从每个BS处的本地CSI计算并报告给CU用于调度决策。基于这样的指标，我们设计的用户选择算法，可以找到一组用户，潜在的最大化的总和率。数值结果表明，所提出的指标和算法的有效性，不同的配置的用户和天线在基站。
2015-04-28 cs.IT math.IT
Capacity Scaling Laws for Boundary-Induced Drift-Diffusion Noise Channels
National Central University（中央大学）
本文研究了边界诱导噪声通道的容量缩放定律，揭示了几何驱动模型中漂移强度和边界维度对容量的影响，以及熵主导的普遍性。
2026-02-08 cs.IT math.IT math.PR
On RIS-Aided SIMO Gaussian Channels: Towards A Single-RF MIMO Transceiver Architecture
针对RIS辅助SIMO系统，提出单射频收发机架构，通过部分波束成形与部分承载信息策略提升复用增益，数值结果验证其显著优越性。
2023-11-24 cs.IT eess.SP math.IT
A Low-PAPR, Synchronization-Robust Non-Coherent Grassmannian Modulation for Optical Communications
Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所）；College of Management Academic Studies（管理学术研究学院）
针对非相干格拉斯曼调制在光通信中的高峰均功率比(PAPR)和符号定时同步问题，提出恒模约束设计降低PAPR至3.6dB，并推导出相位盲的定时误差检测器，实现无需载波恢复的时钟同步。
2026-06-26 cs.IT eess.SP math.IT
On the Fundamental Tradeoff of Integrated Sensing and Communications Under Gaussian Channels
本文研究向量高斯信道点对点ISAC的根本性能折中，以CRB-rate region刻画两个角点并给出容量、界及实现策略，揭示ST与DRT双重折中。
2023-06-07 cs.IT math.IT
A Novel Framework for Transmitter Privacy in Integrated Sensing and Communication
New York University Abu Dhabi（阿布扎比纽约大学）；NYU Tandon School of Engineering（纽约大学坦登工程学院）
本文提出了一种基于RIS的多天线无线系统中，通过超叠信号和人工噪声提升发射机隐私保护，分析恶意传感器的信道估计性能，并通过交替优化框架解决联合波束成形设计问题，以降低非授权信息推断风险。
2026-04-17 cs.CR cs.IT eess.SP
