Approximately Optimal Wireless Broadcasting
我们研究了一个无线广播网络，其中一个单一的源可靠地将独立的消息传递到多个目的地，借助中继和目的地之间的合作。介质的无线性质由传输的广播性质以及所有发射信号加上在任何无线电接收信号处的独立高斯噪声的叠加来捕获。我们提出了一个方案，可以实现率元组内的一个常数的间隙远离割集界，其中常数是独立的信道系数和功率约束。拟议的计划分两步进行。内码，其中继电器执行量化和编码操作，构造通过提升一个计划，设计相应的离散叠加网络。外码是用于由中继方案引起的非高斯矢量广播信道的Marton码，并且通过采用“接收器中心”的观点来构造。
2010-11-12 cs.IT cs.NI math.IT
Throughput-Optimal Broadcast in Wireless Networks with Point-to-Multipoint Transmissions
我们认为，在无线网络中的点到多点的无线广播信道的有效的数据包传播的问题。我们提出了一个动态的策略，它实现了网络的广播容量。该策略首先将原始多跳网络转化为一个优先级松弛的虚拟单跳网络，然后为松弛的网络找到一个最优的广播策略。由此产生的政策是吞吐量最优的原始无线网络使用的样本路径参数。我们还证明了NP-完全的有限时域广播问题，这是在多项式时间可解性的点对点通道的问题相比。说明性的仿真结果表明，所提出的广播策略在实现低延迟的全广播容量的有效性。
2017-02-17 cs.IT cs.NI math.IT
Cooperative Rate-Splitting for MISO Broadcast Channel with User Relaying, and Performance Benefits over Cooperative NOMA
由于其在广泛的实际场景中的有前途的性能，速率分裂（RS）最近在学术界受到了极大的关注，用于通信系统的下行链路。在这封信中，我们提出并分析了一个合作的速率分裂（CRS）策略的基础上，三个节点的中继信道的发射机配备有多个天线。通过在发送端对用户消息进行拆分，对公共和私有流进行线性预编码，并适时地请求中继用户转发其解码后的公共消息，CRS可以有效地应对各种传播条件（用户信道强度和方向的差异），并补偿由于深衰落引起的性能下降。预编码器的设计和资源分配优化通过解决加权和速率（WSR）最大化问题。数值结果表明，我们提出的CRS方案可以实现显式的速率区域的改善相比，其非合作的对手和其他合作策略（如合作NOMA）。
2019-10-25 cs.IT math.IT
Rate Regions for Relay Broadcast Channels
部分协作中继广播信道（RBC）是具有一个源节点和两个目的地节点（目的地1和2）的三节点网络，其中目的地1可以充当中继以帮助目的地2。得到了离散无记忆部分合作RBC容量区域的内、外界。当中继功能被禁用时，内界和外界减少到广播信道的容量区域上的新边界。四类红细胞进行了详细研究。对于具有退化消息集的部分合作RBC，得到了其内界和外界。对于半确定部分合作RBC和正交部分合作RBC，建立了容量域。对于具有非匹配降级子信道的并行部分协作RBC，建立了降级消息集情况下的容量域。当源节点仅具有用于目的地2的私有消息时也建立容量，即，信道减少到具有不匹配的降级子信道的并行中继信道。
2006-06-15 cs.IT math.IT
On the Optimality of Decode and Forward for Some Cooperative Broadcast Channels
Telecom Paris（巴黎电信学院）；Technion-Israel Institute of Technology（以色列理工学院）
本文研究了在某些协作广播信道中解码转发方案的最优性，通过分层编码和解码转发技术，确定了新的容量区域边界点，并应用于高斯信道和混合信道模型。
2026-01-13 cs.IT math.IT
Analysis of Transmission Rate of Wireless Networks under the Broadcast Approach with Continuum of Transmission Layers
在这封信中，我们的广播方法的性能与连续的传输层在随机无线网络中的信道状态信息（CSI）被假定为只知道在接收机。利用双极Poisson点过程对收发器对进行建模，推导出广播方式下可达传输速率和网络传输容量的均值和方差的解析表达式。我们的分析表明，广播方法提供了更好的平均传输速率与较低的方差中断策略相比。
2019-04-08 cs.IT math.IT
Broadcast Repair for Wireless Distributed Storage Systems
在无线分布式存储系统中，存储节点之间通过无线信道连接，这些无线信道本质上是广播信道。本文利用这一独特的功能，设计了一个有效的修复机制，称为广播修复，无线分布式存储系统的多节点故障。由于无线信道通常是带宽有限的，我们提倡一种新的措施修复性能称为修复传输带宽，它衡量的平均数量的数据包传输的帮助节点每个失败的节点。得到了存储量和修复传输带宽之间的基本折衷。结果表明，广播修复在存储效率和修复传输带宽方面优于多节点故障有线分布式存储系统的基本修复方法--合作修复，从而得到更好的折衷曲线.
2016-03-01 cs.IT math.IT
Capacity of Wireless Distributed Storage Systems with Broadcast Repair
在无线分布式存储系统中，存储节点之间通过无线信道连接，这些无线信道本质上是广播信道。本文利用这一独特的功能，设计了一个有效的修复机制，称为广播修复，无线分布式存储系统中存在的多个节点的故障。由于无线传输的广播性质，我们提倡一种新的措施修复性能称为修复传输带宽。修复带宽测量的是新节点替换故障节点时下载的平均数据包数量，而修复传输带宽测量的是每个故障节点上辅助节点传输的平均数据包数量。通过将存储系统建模为多播网络，并分析相应信息流图的最小割，对具有广播修复的无线分布式存储系统的存储容量进行了基础性研究。存储效率和修复传输带宽之间的基本权衡也得到功能修复。广播修复的性能进行了比较分析和数值与合作修复，有线分布式存储系统的多节点故障的基本修复方法。虽然合作修复是基于允许新来者交换数据包的想法，但广播修复是基于允许帮助者同时向所有新来者广播数据包的想法。我们发现，广播修复优于合作修复，提供了更好的存储效率和修复传输带宽之间的权衡。
2017-07-06 cs.IT math.IT
Two-Phase Cooperative Broadcasting Based on Batched Network Code
在本文中，我们考虑无线广播的情况下，源节点发送一些共同的信息，一组位置很近的用户，其中每个链接受到一定的数据包擦除。为了确保所有用户的可靠信息接收，传统方法通常需要源重复发送，直到所有用户能够解码信息，这在许多实际场景中是低效的。在本文中，通过利用用户之间的紧密联系，我们提出了一种新的两阶段无线广播协议与用户合作的基础上，一个有效的批处理网络代码，称为批处理稀疏（BATS）码。在第一阶段，信息包被编码成批量的BATS编码器和顺序广播的源节点，直到满足一定的终止标准。在第二阶段，用户通过基于他们各自接收的分组经由对等（P2P）通信交换网络编码信息来彼此协作。在第二阶段，提出了一种全分布式的轻量级调度算法来提高P2P通信的效率。分析了两阶段协议的性能，推导了译码时刻的信道秩分布，并在此基础上设计了最优BATS码。仿真结果表明，该协议明显优于现有的方案。最后，通过实验台实验进一步验证了该方案的性能。
2015-04-17 cs.IT cs.NI math.IT
Broadcast Approach and Oblivious Cooperative Strategies for the Wireless Relay Channel - Part I: Sequential Decode-and-Forward (SDF)
在这两部分纸，我们考虑一个无线网络中，一个源终端与目的地和中继终端进行通信，偶尔出现在附近的源，没有源的知识，建议不经意的协议。假设源-中继信道由于邻近性而为固定增益AWGN，而源-目的地信道和中继-目的地信道经受块平坦瑞利衰落。假设仅在相应接收器处的完美CSI。与平均吞吐量作为性能指标，我们将一个两层的广播方法到两个合作策略的基础上的解码和转发方案-顺序解码和转发（SDF）在第一部分和块马尔可夫（BM）在第二部分。广播方法将传输速率分成对应于“坏”和“好”信道状态的叠加层，允许更好地适应实际信道条件。在第I部分中，在广播方法下，使用连续解码技术，数值和解析地推导出SDF策略的可实现速率表达式，用于多个设置，包括单用户、MISO和一般中继设置。连续广播的下限推导出MISO和一个不经意的合作场景。
2010-07-26 cs.IT math.IT
Broadcast Approach and Oblivious Cooperative Strategies for the Wireless Relay Channel - Part II: Block-Markov Decode-and-Forward (BMDF)
这是第二个两部分的一系列文件中的广播方法纳入不经意的协议的中继信道的源和中继并置。第I部分描述了广播方法及其在与顺序解码转发（SDF）方案一起使用时在可实现速率方面的益处。第二部分研究了另一种不经意的方案，在单层和双层传输下的块马尔可夫解码和转发（BLOCK）。对于单层，以前报道的结果得到了增强，并建立了关于源和中继传输之间的最佳相关系数的猜想。对于两个或更多个层的离散多层传输，它示出了完美的合作（2x 1 MISO）率，即使以较长的延迟为代价的低配置增益，改善后，可实现的SDF。
2010-07-26 cs.IT math.IT
Throughput-Optimal Broadcast in Wireless Networks with Dynamic Topology
我们考虑时变无线网络中的吞吐量最优广播问题，其底层拓扑结构被限制为有向无环图（DAG）。先前的广播算法沿着生成树路由分组。在具有时变连通性的大型网络中，这些树很难计算和维护。在本文中，我们提出了一个新的在线吞吐量最优广播算法，使分组的分组调度和路由决策，避免了需要维护任何全局拓扑结构，如生成树。我们的算法依赖于系统状态信息进行传输决策，因此，可以被认为是一个众所周知的背压算法，使点到点单播传输决策的基础上，不需要的知识，端到端的路径的长度信息的概括。在技术上，反压算法是通过随机稳定网络队列来实现的。然而，由于与广播相关的数据包重复，违反了工作守恒原则，排队过程很难在广播问题中定义。为了解决这个基本问题，我们确定了某些状态变量，其行为类似于广播设置中的虚拟队列。通过随机稳定这些虚拟队列，我们设计了一个吞吐量最优的广播策略。我们还得到了新的时变无线DAG的广播容量的特征，并推导出一个有效的算法来计算的容量准确地在一定的干扰模型的假设下，和多时间的近似算法计算的容量在较少的限制性假设。
2016-04-03 cs.DS cs.IT cs.NI
Strong Secrecy for Cooperative Broadcast Channels
被认为是一个广播信道（BC）的解码器合作，通过一个单侧链路。一个公共消息和两个私人消息被发送，并且对协作辅助用户来说，发送给协作用户的私人消息应该是保密的。保密级别是根据强保密性来衡量的，即，一个消失的信息泄漏。通过使用双仓的秘密消息的码本的信道可分辨性为基础的代码，并通过使用似然编码器来选择发送的码字的容量区域上的内界导出。内界被证明是紧的半确定性和物理退化的BC和相应的BC没有保密约束的结果进行比较。Blackwell和Gaussian BC示例说明了保密性对速率区域的影响。不像没有保密的情况下，通过合作链路共享信息的私人消息是最佳的，我们的协议只传达部分共同和非机密的消息。由于保密要求，这种限制比通常的速率损失更多地降低了传输速率。提供了一个例子来说明这种损失。
2019-05-28 cs.IT math.IT
Virtual Full Duplex Wireless Broadcasting via Compressed Sensing
提出了一种新的解决方案，以承担在无线网络中的一个频繁的任务，这是让所有的节点广播信息，并从各自的一跳邻居节点接收信息。贡献是双重的。首先，由于每个邻居选择一个消息承载码字从其独特的码本传输，它示出，解码他们的消息的基础上叠加的那些码字通过多址信道从根本上是一个问题的压缩感知。在每个消息由少量比特组成的情况下，开发了一种基于置信传播的迭代算法以实现有效的解码。第二，为了满足半双工约束，每个码字由随机分布的时隙和非时隙组成。节点在其开启时隙期间发送，并且仅通过其自己的关闭时隙来监听其邻居。在一个帧间隔上，每个节点向邻居广播消息，并且基于通过其自己的非时隙接收的叠加信号同时解码邻居的消息。因此，该解决方案充分利用了无线介质的多址接入特性，并在基本级别上解决了半双工约束。在泊松分布节点组成的网络中，数值结果表明，所提出的方案往往达到几倍的速率时隙ALOHA和CSMA相同的分组出错率。
2013-08-11 cs.IT cs.NI math.IT
Scheduling Policies for Minimizing Age of Information in Broadcast Wireless Networks
我们考虑一个无线广播网络，其中一个基站通过不可靠的信道向多个客户端发送时间敏感信息。信息年龄（AoI），即自最近交付的数据包生成以来经过的时间量，捕获信息的新鲜度。我们制定了一个离散时间的决策问题，找到一个传输调度策略，最大限度地减少了预期的加权和AOI的客户端在网络中。我们首先表明，在对称网络中的贪婪的政策，传输数据包的最高当前年龄，是最佳的。对于一般的网络，我们开发了三个低复杂度的调度政策：随机化的政策，最大权重的政策和惠特尔的指数政策，并获得性能保证的网络配置的函数。据我们所知，这是第一个工作，以获得性能保证的调度策略，试图尽量减少在无线网络中的AOI不可靠的信道。数值结果表明，最大权重和惠特尔指数策略优于其他调度策略在每一个模拟的配置，并达到接近最优的性能。
2018-01-05 cs.IT cs.NI math.IT
Broadcast Channel Cooperative Gain: An Operational Interpretation of Partial Information Decomposition
本文针对偏信息分解缺乏明确操作含义的问题，将其与广播信道容量建立联系，证明协同信息对应协作增益或其下界，从而为该技术提供严格的信息论解释。
2025-02-15 cs.AI cs.IT cs.LG
Dynamic Index Coding for Wireless Broadcast Networks
我们考虑一个无线广播站，传输数据包到多个用户。每个用户的数据包请求可能重叠，并且某些用户可能已经具有某些数据包。这提出了在存在边信息的情况下的广播问题，并且是信息论的公知（和未解决的）索引编码问题的推广。而不是实现全容量区域，我们开发了一个代码约束的容量区域，它限制了对一组预先指定的编码动作的注意。我们开发了一个动态的最大权重算法，允许随机数据包到达，并支持代码约束的容量区域内的任何流量。此外，我们还提供了一组基于底层需求图中的循环的简单代码。我们证明这些代码是最佳的一类广播中继问题。
2011-08-09 cs.IT math.IT
The Benefit of Limited Feedback to Generation-Based Random Linear Network Coding in Wireless Broadcast
随机线性网络编码（RLNC）在发送端到接收端的分组无线广播中具有渐近吞吐量最优的性能，但存在计算量大和分组解码延迟等问题。为了缓解这个问题，同时保持良好的吞吐量，我们划分成不相交的几代后，广播未编码的数据包一次，并收集一轮的反馈接收器的数据包接收状态的数据包块。利用超图着色方法证明了最优划分问题的NP-困难性，并给出了求解该问题的一个有效的启发式算法。仿真结果表明，我们的算法优于现有的解决方案。
2015-06-03 cs.IT math.IT
Three Schemes for Wireless Coded Broadcast to Heterogeneous Users
我们研究和比较三种编码方案的单服务器无线广播的多描述编码的内容，异构用户。用户（汇聚节点）在不同的丢包率的链路上需要不同数量的描述。这三种编码方案分别基于LT码、增长码和随机组块码。该计划进行比较的基础上，所需的传输总数，以提供所有用户的需求，我们称之为服务器（源）的交付时间。我们设计的LT码的度分布，通过解决适当定义的线性优化问题，并数值表征不同的编码方案的可实现的交付时间。我们发现，包括一个系统的阶段（未编码的传输）是非常有益的低需求的情况下，编码是必要的，有效地提供高需求。不同的需求和出错率情况可能需要非常不同的编码方案。在异构通信场景中，增长码和分块码的性能不如优化的LT码。
2012-05-18 cs.IT cs.NI math.IT
Joint Source-Channel Cooperative Transmission over Relay-Broadcast Networks
研究了离散无记忆信源在多中继中继广播网络中的可靠传输问题。受传感器网络应用的启发，假设中继站和目的站都可以访问与底层源信号相关的边信息。研究了联合信源信道协作传输，其中中继站利用其监听信号（如经典信道协作情形）和相关边信息，帮助信源信号传输到目的站。研究了多中继网络中基于解码转发的协作传输，提出了两种不同的协作传输方案：一种是在编码端不进行显式信源合并的规则编码和滑动窗口解码方案，另一种是基于边信息统计的半规则编码和后向解码方案。结果表明，这两种方案导致相同的源信道码率，这被示出为“源信道容量“的情况下，i）物理退化的中继网络，其中边信息信号也以与信道相同的顺序退化;以及ii）中继广播网络，其中所有终端都希望可靠地重建源，而它们中的至多一个可以充当中继。
2012-02-27 cs.IT math.IT
A Plotkin-Alamouti Superposition Coding Scheme for Cooperative Broadcasting in Wireless Networks
本文论述了叠加编码的情况下，两个协调的源节点，介绍了伯格曼和封面在1974年的开创性工作的合作广播。介绍了一种用于两类目的（或中继）节点的方案：近节点和远节点，根据它们到发送节点对的空间距离进行排名。利用Plotkin提出的（u，u+v）-构造法将两个线性码组合起来，构造出两级线性不等差错保护（LUEP）码.然而，代替在源编码器中子码码字的二进制加法，这里调制的子码序列在目的地（或中继）节点天线处被组合。伯格曼斯和盖把这称为空中混音。在瑞利衰落的情况下，额外的分集阶数，以及信道估计误差的鲁棒性时，源节点发送的编码序列对根据Alamanti的发送分集方案。我们将这种组合称为Plotkin-Alamandro方案，并研究了其在AWGN和瑞利衰落信道下的性能。
2009-01-15 cs.IT math.IT
Multiple Antenna Secure Broadcast over Wireless Networks
在无线数据网中，由于其广播性质，通信特别容易受到窃听。安全和隐私系统对于无线提供商和企业网来说已经变得至关重要。本文研究了高斯广播信道上的保密通信问题，其中多天线发射机向两个用户发送独立的保密消息，且具有完全保密性。也就是说，每个用户都希望可靠且保密地获得其自己的消息。首先，一个可计算的Sato型外边界上的保密容量区域提供了一个多天线广播信道的机密消息。接下来，描述了一种脏纸安全编码方案及其简化版本。对于每种情况下，相应的可达到的速率区域推导出完美的保密要求。最后，通过两个数值例子证明了Sato型外界与简化的脏纸编码保密率域的边界是一致的。
2007-05-08 cs.IT math.IT
Rate Regions for the Partially-Cooperative Relay Broadcast Channel with Non-causal Side Information
在这项工作中，我们考虑了部分合作中继广播信道（PC-RBC）的随机参数控制。我们提供了两种不同情况下的速率区域：1）当随机参数上的边信息（SI）S^n在源和中继都是非因果已知的时，以及2）当边信息S^n仅在源处是非因果已知的时。这些可实现的区域推导出一般离散无记忆的情况下，然后扩展到的情况下，当信道退化高斯和SI是加性i.i.d.高斯。在这种情况下，源使用广义脏纸编码（GDPC），即，当仅通知源时，DPC与部分状态消除相结合，并且当源和中继都被通知时，单独DPC。看来，即使它不能完全消除SI的影响（与源和中继被通知的情况相比），GDPC是特别有用的，当只有源被通知。
2007-09-05 cs.IT math.IT
Scheduling to Minimize Age of Synchronization in Wireless Broadcast Networks with Random Updates
在这项工作中，一个无线广播网络与基站（BS）发送随机的时间-敏感信息更新到多个用户的干扰约束。从网络用户的角度来看，采用同步年龄（AoS），即自存储在网络用户处的信息变得去同步化以来所经过的时间量来测量数据新鲜度。与目前应用较为广泛的信息时代（AoI）指标相比，AoS反映了随机变化内容的新鲜度。将AoS最小化调度问题转化为离散时间马尔可夫决策过程，通过结构化有限状态策略迭代逼近最优解。为了进一步降低计算复杂性，提出了一种基于不安分多臂强盗（RMAB）的索引启发式调度策略。仿真结果表明，该索引策略可以实现兼容的性能与MDP和接近的AoS下界。此外，理论分析和仿真揭示了AoS和AoI之间的差异。AoI最小化调度策略不能保证良好的AoS性能。
2020-03-05 cs.IT cs.NI math.IT
Regularized ZF in Cooperative Broadcast Channels under Distributed CSIT: A Large System Analysis
在发射机（TX）处获得准确的信道状态信息（CSI）对于诸如网络MIMO、干扰对齐等的许多协作方案是至关重要的。实际的CSI反馈和有限的基于回程的共享不可避免地产生CSI的降级，这是特定于每个TX的，从而产生CSI的分布式形式。在分布式CSI（D-CSI）广播信道设置中，各种TX基于它们对全局多用户信道矩阵的个体估计来设计预编码器的元素，这在与常用的集中式CSI假设相比时直观地降低了性能。本文解决了这个具有挑战性的情况下，并提出了分布式CSI多TX广播信道设置的速率性能的第一次分析，在大量的天线制度。使用随机矩阵理论（RMT）的工具，我们得到了确定性的等效的信号干扰加噪声比（SINR）的流行的正则化迫零（ZF）预编码器，允许揭开这样的合作方法的分布式的价格。
2015-02-12 cs.IT math.IT
Slepian-Wolf Coding for Broadcasting with Cooperative Base-Stations
我们提出了一个基站（BS）的合作模型，用于在蜂窝或异构网络中广播离散无记忆源。该模型允许接收方使用辅助BS来提高网络性能，并且允许接收方具有关于源的先验边信息。我们建立模型的信息理论的限制，在两种操作模式：在模式1中，帮助BS的信道码字由主BS发送的信息，并在模式2中，他们提供相关的边信息的源。用于模式1的最优代码在辅助BS处使用\emph{hash-and-forward coding};而在模式2中，最优代码在辅助BS处使用来自Wyner的\emph{helper source-coding problem}的源代码。我们证明了这两种方法的最优性通过一个新的列表解码推广[8，Thm。6]，并在这样做时，显示模式1和2之间的操作二元性。
2014-11-10 cs.IT math.IT
Broadcasting over the Relay Channel with Oblivious Cooperative Strategy
本文研究了具有两个用户（或两个可能的信道结果）的同时中继信道上的信息传输问题，其中一个用户采用解码转发（DF）策略，另一个用户采用压缩转发（CF）策略。在这种设置中，假设源希望向每个用户（或信道结果）发送公共和私有信息。这一问题涉及：（i）在具有不同中继策略的广播中继信道（BRC）上的信息传输，以及（ii）在源不注意中继的编码策略的常规中继信道上的信息传输。提出了一种新的编码，同时结合DF和CF计划，并推导出一般的无记忆BRC的情况下的容量区域的内界。作为特殊情况下，高斯BRC的研究表明，通过建议的广播编码的共同速率可以提高现有的战略相比。这些结果的应用出现在广播场景中的中继或在无线场景中的源不知道是否与源或与目的地的中继并置。
2010-10-19 cs.IT math.IT
Capacity and Delay Scaling for Broadcast Transmission in Highly Mobile Wireless Networks
我们研究广播容量和最小延迟缩放定律的高度移动的无线网络中，每个节点都传播或广播数据包到网络中的所有其他节点。特别是，我们考虑了一个小区划分的网络下的简化的独立同分布（IID）的移动模型，其中每个节点随机选择一个新的小区每个时隙。我们推导出广播容量和最小延迟的缩放定律作为小区大小的函数。我们提出了一个简单的先来先服务（FCFS）洪泛计划，几乎实现了容量和最小延迟缩放。我们的研究结果表明，高流动性并没有提高广播容量，容量和延迟都随着小区大小的增加而提高。与文献中的推测相反，我们发现容量和延迟之间（几乎）没有权衡。我们的分析利用马尔可夫演化图（MEGs）的理论和开发两个新的界限，通过放松以前所需的扩展器属性的假设，在MEGs的洪泛时间。
2018-08-11 cs.IT math.IT
On the Broadcast Capacity of Large Wireless Networks at Low SNR
本文主要研究在低信噪比和视距传播条件下，二维Ad Hoc无线网络中以最有效的方式广播信息的问题。提出了一种新的通信方案，其中源节点首先将其数据广播到整个网络，尽管缺乏足够的可用功率。然后，通过网络中不同节点组之间连续的来回波束成形传输来增强信号的功率，使得所有节点都能够在最后解码传输的信息。该方案是渐近实现的网络，这是表示在网络中的节点之间的衰落系数矩阵的最大奇异值的广播容量。详细的数学分析，然后提出评估这个最大的奇异值的渐近行为。
2016-01-24 cs.IT math.IT
Storage-Repair Bandwidth Trade-off for Wireless Caching with Partial Failure and Broadcast Repair
在分布式无线内容缓存系统中研究了多个部分失效的缓存节点的修复，其中总共$n$缓存节点中的$r$丢失其缓存数据的一部分。广播修复失败的缓存内容在网络边缘的研究，即幸存的缓存节点发送广播消息失败的，然后使用，连同幸存的数据在其本地缓存存储器，恢复丢失的内容。导出了存储容量和修复带宽之间的折衷关系。它示出，利用广播性质的无线介质和幸存的缓存内容在部分失败的节点显着降低了每个节点所需的修复带宽。
2018-06-30 cs.DC cs.IT math.IT
Group secret key agreement over state-dependent wireless broadcast channels
我们考虑一组$m$信任和认证的节点，旨在创建一个共享的秘密密钥$K$通过无线信道中存在的窃听夏娃。我们假设，存在一个状态依赖的无线广播信道从诚实的节点之一，其余的，包括夏娃。所有的可信节点也可以讨论一个免费的，无噪声和无限速率的公共信道，这也是由夏娃偷听。为此，我们开发了一个信息理论上安全的秘密密钥协商协议。我们展示了这个协议的最优性为“线性确定性”的无线广播信道。该模型推广了无线广播信道的数据包擦除模型。针对“状态依赖高斯”无线广播信道，提出了一种基于多层窃听码的可扩展性方案。找到最佳可实现的秘密密钥生成速率导致解决非凸功率分配问题。我们表明，使用动态规划算法，可以获得最佳的功率分配这个问题。此外，我们证明了该方案的最优性的制度，高信噪比和大动态范围的信道状态（广义）自由度的意义。
2016-04-08 cs.CR cs.IT math.IT
Throughput-Optimal Multihop Broadcast on Directed Acyclic Wireless Networks
我们研究的问题，有效地广播数据包在多跳无线网络。在每个时隙，网络控制器激活一组非干扰链路，并在每个激活的链路上转发分组的选定副本。只有当网络中的所有节点都获得了一个数据包的副本时，才认为该数据包是联合接收的。联合接收数据包的最大速率称为网络的广播容量。现有的策略通过在一组生成树上平衡流量来实现广播容量，这在大型且时变的无线网络中很难维护。我们提出了一个新的动态算法，实现广播容量时，底层网络拓扑结构是一个有向无环图（DAG）。该算法是分散的，只利用局部长度信息，不需要使用全局拓扑结构，如生成树。固有的问题的主要技术挑战是由于重复的数据包，这使得传统的排队建模不适用的工作守恒原则的情况下。我们克服了这一困难，通过研究相对的数据包赤字，并施加顺序交付的限制，在网络中的每个节点。虽然按顺序的数据包交付，在一般情况下，导致吞吐量下降的图形与周期，我们表明，它是最佳的DAG吞吐量，可以利用简化的设计和分析的最佳算法。我们的表征导致一个多项式时间算法计算广播容量的任何无线DAG下的主要干扰的限制。此外，我们提出了一个扩展我们的算法，可以有效地用于广播在任何网络中的任意拓扑结构。
2015-07-19 cs.IT math.IT
Approximating Throughput and Packet Decoding Delay in Linear Network Coded Wireless Broadcast
在本文中，我们研究了无线分组广播系统，使用线性网络编码（LNC），以帮助接收器恢复数据包丢失，由于数据包擦除。我们研究了两个交织的性能指标，即吞吐量和平均分组解码延迟（AVDD），并建立强/弱近似关系的基础上，是否近似持有的每个接收器的性能（强）或所有接收器的平均性能（弱）。我们证明了强吞吐量近似和强APDD近似之间的等价性。我们证明，吞吐量最佳的LNC技术可以强烈近似APDD，基于分区的LNC技术可能会弱近似吞吐量。我们还证明了无记忆LNC技术，包括即时可解码的网络编码技术，不是强吞吐量和AVDD近似，也不是弱吞吐量近似技术。
2017-01-17 cs.IT math.IT
Distributed Consensus in Wireless Networks with Probabilistic Broadcast Scheduling
我们认为在无线网络中的分布式平均共识部分通信，以减少在每一次迭代/轮的传输次数。考虑到无线信道的广播性质，我们提出了一种概率的方法，调度一个子集的节点广播信息到他们的邻居在每一轮。我们比较了几个探试法分配节点广播概率下的固定数量的每轮传输。此外，我们引入了一个预补偿方法来纠正共识值和初始值的平均值之间的偏差，并建议我们的设计可能的扩展。我们的研究结果是特别相关的开发通信效率的共识协议在无线环境中有限的频率/时间资源。
2023-01-27 cs.IT cs.MA cs.SY
Delivery Time Minimization in Cache-Assisted Broadcast-Relay Wireless Networks with Imperfect CSI
下一代通信系统的新兴趋势是为网络边缘提供附加能力，诸如以高速缓存形式的存储资源，以减少文件递送延迟。为了研究这种技术对延迟的影响，我们研究了由一个中央基站，$M$缓存配备收发器和$K$接收器组成的缓存辅助广播中继无线网络的传输时间有限精度信道状态信息（CSI）。我们使用归一化的传递时间（NDT）来捕获文件传递中最坏情况下的每比特延迟。推导了NDT的上下界，以了解$K,M$、缓存容量和通道质量对NDT的影响。特别是，NDT最优的制度进行了确定和讨论。
2018-03-11 cs.IT math.IT
Delay-Complexity Trade-off of Random Linear Network Coding in Wireless Broadcast
在无线广播中，GF（2 ^L）上的随机线性网络编码（RLNC）随着L的增加而渐近地达到最优的完成延迟。然而，高解码复杂度阻碍了RLNC方案在大GF（2^L）上的潜在适用性。本文对无线广播中基于场的系统化RLNC方案的完成时延和译码复杂度进行了综合分析。特别地，我们证明了GF（2）上的RLNC方案也可以渐近地接近最优的完成延迟每包时，包数趋于无穷大。此外，我们引入了一种新的方法，基于循环移位运算，设计RLNC方案，避免在大GF（2^L）上的乘法。理论分析和数值分析表明，新的RLNC方案在完成延迟和译码复杂度之间有更好的折衷。数值结果表明，该方案的平均完成延迟仅比最优方案高出5%，而译码复杂度仅为GF（2）上RLNC方案的3倍.
2020-05-16 cs.IT math.IT
Coded Cooperative Data Exchange Problem for General Topologies
我们考虑一般图的“编码合作数据交换问题”。在这个问题中，给定表示广播网络中的客户端的图G=（V，E），每个客户端最初持有一组（不一定不相交）信息分组;人们希望设计一种通信方案，其中最终所有客户端将持有网络的所有分组。通信是在循环中执行的，其中在每一循环中，单个客户端向G中的其邻居广播单个（可能编码的）信息分组。我们的目标是设计一个广播方案，满足所有客户端的最小数量的广播轮。在过去的几年中，编码的合作数据交换问题已经得到了重要的研究;大多数情况下，当图G是完整的广播图，其中每个客户端与网络中的所有其他客户端相邻时，但也可以在一般拓扑结构中，在分数和整数设置中。本文主要研究一般无向拓扑G中的积分设置问题。我们将G上的数据交换问题与G的某些研究得很好的组合性质联系起来，并且表明在\log{|V|}的乘法因子内精确甚至近似地解决问题是难以处理的（即，NP-Hard）。然后，我们转向研究有效的数据交换方案产生了一些通信回合可比我们的棘手的结果。我们的通信方案不涉及编码，并且在这样的产量范围内的“编码优势”在手头上的设置。
2012-02-09 cs.IT math.IT
Robust Segmented Analog Broadcast Design to Accelerate Wireless Federated Learning
针对CSI不完美的无线联邦学习下行广播时延问题，提出分段模拟广播方案，推导收敛上界并通过逐轮优化实现鲁棒波束成形，仿真显示其性能显著优于传统方案。
2025-10-03 cs.IT math.IT
Wireless Broadcast Gossip for Decentralized Drone Swarms: Success Probability, Contraction, and Optimal Aloha
Institut Polytechnique des Sciences Avancées (IPSA)（高等理工学院）；LINCS Lab（LINCS实验室）
研究基于 quasi-static 平面泊松模型和匹配抽象的平均保持广播 gossip 基线，推导了 SIR 成功定律、均方收缩界及代理访问规则，通过模拟验证了 aloha 概率的稳定中间工作区域。
2026-05-11 cs.IT math.IT
Max-min Fairness of K-user Cooperative Rate-Splitting in MISO Broadcast Channel with User Relaying
协作速率分裂（CRS）策略依赖于发射机处的线性预编码速率分裂和中继用户对公共消息的机会性传输，最近已被证明优于典型的非协作速率分裂（NRS），两用户多输入单输出广播信道中的协作非正交多址接入和空分多址用户中继。在这项工作中，现有的两个用户的CRS传输策略推广到K用户的情况下。我们研究了联合优化的预编码器，消息分裂，时隙分配，中继用户调度的目标是最大化用户之间的最小速率的问题。首先提出了一种有效的自组织中继协议，然后提出了一种基于连续凸近似（SCA）的算法，以联合优化时隙，预编码器和消息分裂。数值结果表明，在广泛的网络负载和用户部署的最坏情况下，CRS实现的可达速率显着增加比NRS和SDMA。重要的是，所提出的基于SCA的算法显着降低了计算复杂度没有任何速率损失相比，在文献中的CRS的传统算法。因此，我们得出结论，所提出的K用户CRS比现有的传输方案更强大。
2020-08-05 cs.IT eess.SP math.IT
Low Complexity Differentiating Adaptive Erasure Codes for Multimedia Wireless Broadcast
基于在多媒体无线广播标准中定义的擦除信道FEC模型，我们说明了如何在擦除编码和解码的设计中包括的掺杂机制可以提高数据包吞吐量的可扩展性，降低整体延迟和潜在的多媒体用户的类别之间的区别，而不管他们的信号质量。我们描述的解码机制，允许线性复杂度和复杂度的界限时，反馈是可用的。我们表明，精心设计的编码方案，其中包括预编码阶段是劣于简单的理想孤子为基础的无比率码，结合建议的两相解码器。该方案的简单性和给定预分配的无线电资源的延迟上的严格界限的可用性使其成为实用且高效的设计解决方案。
2012-09-14 cs.IT math.IT
Random Linear Network Coding for Wireless Layered Video Broadcast: General Design Methods for Adaptive Feedback-free Transmission
研究了基于无反馈随机线性网络编码（RLNC）的异构单跳无线网络分层视频流广播问题。我们将RLNC与不等错误保护（UEP）相结合，我们的主要目的是双重的。首先，系统地研究UEP+RLNC分层方法在为具有不同接收能力的用户提供服务方面的好处。第二，通过比较无反馈方案和理想的完全反馈方案，研究不使用反馈的效果。为此，我们研究了“预期的解码帧的百分比”作为一个关键的内容无关的性能指标，并提出了一个通用的框架来计算这个指标，它可以突出关键的系统，视频和信道参数的影响。我们研究的层数的影响，并提出了一个方案，选择最佳的层数自适应，以达到最高的性能。264测试流的评估所提出的计划，用户的性能之间的权衡进行了讨论，并显示了自适应选择的层数，以改善权衡的增益。此外，据观察，所提出的无反馈方案和理想化的方案之间的性能差距是非常小的，视频层的数量的自适应选择进一步关闭的差距。
2015-05-19 cs.IT cs.NI math.IT
Cooperative Strategies for Wireless-Powered Communications: An Overview
射频（RF）能量传输和收获已被广泛研究，最近作为一种有前途的方法，以显着延长生命周期的能量受限的无线网络。这种技术具有很大的潜力，可以为无线设备提供相对稳定和连续的RF能量;因此，它开辟了一种新的研究范式，称为无线供电通信（WPC），这带来了许多新的研究机会，具有广泛的应用。其中，面向高效WPC的协作方案的设计和分析是当前研究的热点。本文概述了WPC的各种合作策略，特别强调无线供电的合作通信的中继协议，认知无线供电网络的合作频谱共享方案，以及对无线供电的安全通信的合作干扰策略。在结束本文之前，我们还确定了这一领域的几个有趣的研究方向。
2017-11-25 cs.IT math.IT
Broadcast Age of Information in CSMA/CA Based Wireless Networks
我们考虑了一个无线传感器网络，其中所有的节点都希望传播他们的更新在网络上使用CSMA/CA协议。我们从发射机的角度，这被称为\textit{broadcast age of information (BAoI)}的传播过程中的信息的年龄进行调查。具体而言，BAoI是成功广播到节点的一跳邻居的最新更新的年龄，因此适合于测量更新传播过程的快速性。通过推导节点的传输概率和碰撞概率，建立了网络的等效传输模型。有了这个等效模型，我们就可以显式地给出网络的平均BAoI。我们的结果提出了平均BAoI与节点密度和帧长度的缩放定律，并通过数值结果进一步说明。如图所示，平均BAoI随着节点密度而增加，并且在帧长度上是凸的，即，当帧长度非常小或非常大时，将很大。
2019-04-06 cs.IT math.IT
MIMO Broadcasting for Simultaneous Wireless Information and Power Transfer: Weighted MMSE Approaches
我们考虑在MIMO广播网络中的同时无线信息和功率传输（SWIPT），其中一个能量收集（EH）用户和一个信息解码（ID）用户共享相同的时间和频率资源。与以往的基于信息速率的SWIPT系统相比，本文提出了加权最小均方误差（WMMSE）准则。首先，我们制定的WMMSE-SWIPT问题，最大限度地减少到达ID用户的消息信号的加权和MSE，同时满足对能量的要求，可以从EH用户的信号收获。然后，我们提出了最佳的预编码器结构的问题，并确定最好的可能MSE能量权衡区域，通过替代更新的线性预编码器在发射机与线性接收机在ID用户。从导出的解决方案，几个有趣的观察相比，传统的SWIPT设计。
2014-10-16 cs.IT math.IT
Cooperative Rate-Splitting for Secrecy Sum-Rate Enhancement in Multi-antenna Broadcast Channels
在本文中，我们采用协作速率分裂（CRS）技术，以提高多输入单输出（MISO）广播信道（BC）的秘密和速率（SSR），由两个合法用户和一个窃听者，在所有节点上提供完美的信道状态信息（CSI）。对于基于三节点中继信道的CRS，发送端基于速率拆分（RS）将合法用户的消息拆分并编码为公共流和私有流。以最大化SSR为目标，建议CRS策略机会主义地要求中继合法用户转发其解码的公共消息。在传输过程中，窃听者一直默默地窃听。为了确保安全传输，公共消息用于双重目的，既用作期望消息又用作人工噪声（AN），而与传统AN设计相比不消耗额外的发射功率。在考虑总功率约束和物理层（PHY）安全性的前提下，基于顺序凸近似（SCA）算法求解非凸SSR最大化问题，对预编码器和时隙分配进行联合优化。仿真结果表明，该CRS安全传输方案优于现有的多用户线性预编码（MU-LP）和协作非正交多址接入（C-NOMA）策略。因此，CRS是增强多天线BC系统中的PHY安全性的有前景的策略。
2020-06-03 cs.IT eess.SP math.IT
Coordinating Interfering Transmissions in Cooperative Wireless LANs
在本文中，我们提出了一个合作的媒体访问控制（MAC）协议，该协议是专为物理层，可以解码干扰传输在分布式无线网络。所提出的协议主动强制两个独立的数据包传输干扰的控制和合作的方式。该协议确保当节点期望发送单播分组时，无论目的地如何，它都以最小的开销与中继节点协调，以便通过无线信道与第三节点并发地发送。中继负责允许来自两个选定节点的数据包干扰，只有当所需的数据包可以在适当的目的地解码，并增加了合作传输的总速率。如果这不可行，则采用经典的协作或直接传输。为了使分布式的，不协调的，和自适应操作的协议，中继选择机制的介绍，以便最佳的中继是动态选择，并根据信道条件。该协议最重要的优点是，干扰传输可以起源于两个MBMS的完全独立的单播传输。我们提出的仿真结果验证了我们所提出的方案的吞吐量和延迟方面的功效。
2011-08-30 cs.IT cs.NI math.IT
The Interference Broadcast Channel with Reconfigurable Intelligent Surfaces: A Cooperative Sum-Rate Maximization Approach
本文针对多基站多RIS的干扰广播信道，提出一种考虑频率选择性的分布式协作优化方法，联合设计预编码与相位配置以最大化和速率，并通过仿真验证其优于非协作方案和对角RIS结构。
2024-09-05 cs.IT eess.SP math.IT
Distributed Ranging and Localization for Wireless Networks via Compressed Sensing
无线网络中基于位置的服务要求节点准确地知道它们的位置。传统的解决方案依赖于基于竞争的介质接入，其中在任何时间在任何邻域中只有一个节点可以成功地发送。本文提出了一种新的、完整的、分布式的测距和定位解决方案，该方案让网络中的所有节点同时广播它们的位置估计和测量到所有邻居的距离。通断信令被设计为克服物理半双工约束。在每次迭代中，所有节点同时发送，每个广播描述当前位置估计的码字。根据来自所有邻居的叠加信号，每个节点解码其邻居的位置，并且还使用信号强度来估计它们的距离。然后，节点在后续迭代中广播其改进的位置估计。仿真结果表明，在一个大型网络中的精确定位超过几千个符号的间隔，这表明比传统的计划ALOHA或CSMA的基础上更高的效率。
2013-09-09 cs.IT cs.NI math.IT
Performance Characterization and Transmission Schemes for Instantly Decodable Network Coding in Wireless Broadcast
我们考虑广播一个数据包块的多个无线接收机下的随机数据包擦除使用即时解码网络编码（IDNC）。发送方首先对每个未编码的数据包广播一次，然后根据接收方对丢失数据包的反馈生成编码数据包。我们专注于严格的IDNC（S-IDNC），其中每个编码的数据包包括最多一个丢失的数据包的每个接收器。但我们也将它与一般IDNC（G-IDNC）进行比较，其中该条件被放宽。我们描述了S-IDNC的两个基本性能限制：1）完成广播的传输次数，以及2）接收器解码数据包的平均延迟。我们推导出一个封闭形式的表达预期的最小传输次数的数据包和接收器的数量和擦除概率。我们证明了最小化S-IDNC的解码延迟是NP-难的。我们还得到了上述两个性能限制的可实现的上限。我们表明，G-IDNC可以优于S-IDNC %的传输次数没有数据包擦除，但不一定与数据包擦除。接下来，我们设计了最佳和启发式的S-IDNC传输方案和编码算法与完整/间歇接收机反馈。我们提出的模拟结果，以证实发达国家的理论和现有的计划进行比较。
2015-06-03 cs.IT math.IT
On the Minimum Number of Transmissions in Single-Hop Wireless Coding Networks
网络编码的出现在通信和网络的许多领域提供了有前途的机会。最近的研究表明，网络编码技术可以利用无线网络的广播特性，显著提高无线网络的整体吞吐量。在无线网络中，每个传输的数据包都在特定区域内广播，并且可以被相邻节点窃听。当一个节点需要传输数据包时，它采用机会编码方法，该方法使用节点的邻居已经听到的知识，以减少传输的数量。通过这种方法，每个传输的数据包是原始数据包在某个有限域上的线性组合。在本文中，我们专注于找到最佳的编码广播的数据包，最大限度地减少传输的总数的基本问题。我们证明了这个问题在GF（2）上是NP-完全的，并建立了最优解的几个基本性质。我们还提出了一个简单的启发式解决方案的基础上，图着色的问题，并提出了一些随机设置的经验结果。
2007-07-05 cs.IT cs.NI math.IT
Secure Partial Repair in Wireless Caching Networks with Broadcast Channels
我们研究了无线缓存网络中部分修复的安全性，其中缓存节点中存储的数据包的一部分很容易被删除。让我们将已经丢失其存储的分组的部分的高速缓存节点表示为生病的高速缓存节点，并且将没有丢失任何分组的高速缓存节点表示为健康的高速缓存节点。在部分修复中，一组高速缓存节点（在生病和健康的高速缓存节点中）向其他生病的高速缓存节点广播信息以恢复被擦除的分组。来自缓存节点的广播信息被假定为被所有其他缓存节点无任何错误地接收。然后，所有生病的缓存节点都能够恢复其被擦除的数据包，同时使用广播信息和其存储中的未擦除数据包作为辅助信息。在这种情况下，如果窃听者无意中听到广播频道，它可能会获得有关存储文件的一些信息。因此，我们研究安全的部分修复的意义上的信息理论上的强和弱的安全。在这两种意义上，我们调查的保密缓存容量，即，可以存储在缓存网络中的信息的最大量，使得在部分修复过程中没有泄漏的信息。然后，我们推导出强和弱的保密缓存容量，并推导出足够的有限字段大小实现的能力。最后，我们提出了最佳的安全代码的确切部分修复，其中恢复的数据包是完全相同的删除数据包。
2015-07-20 cs.IT math.IT
Scheduling Algorithms for Minimizing Age of Information in Wireless Broadcast Networks with Random Arrivals: The No-Buffer Case
信息年龄是一个新的网络性能指标，它可以捕捉最终用户的信息新鲜度。本文从调度的角度研究了信息时代。为此，我们考虑一个无线广播网络，其中一个基站（BS）是更新许多用户的随机信息到达下的传输容量约束。对于离线的情况下，到达统计是已知的BS，我们开发了一个结构MDP调度算法和索引调度算法，利用马尔可夫决策过程（MDP）技术和惠特尔的方法不安分的土匪。通过探索最优的结构结果，我们不仅降低了基于MDP算法的计算复杂性，而且简化了推导一个封闭形式的Whittle指数。此外，对于在线的情况下，我们开发了一个基于MDP的在线调度算法和一个基于索引的在线调度算法。结构化MDP调度算法和基于MDP的在线调度算法都渐近地最小化平均年龄，而索引调度算法在所有用户的信息到达率相同时最小化平均年龄。最后，通过大量的数值研究，算法进行了验证。
2018-09-17 cs.IT cs.NI math.IT
A low complexity approach of combining cooperative diversity and multiuser diversity in multiuser cooperative networks
本文研究了在时间资源分配（TRA）框架下，将多用户协作网络中的协作分集（CD）和多用户分集（MUD）相结合的调度方案。广播阶段用于直接传输，而中继阶段用于中继传输。在此TRA框架的基础上，提出了一种基于用户选择的低复杂度中继协议（US-LCRP）。在广播阶段的每个时隙（TS）中，选择“最佳”用户用于传输以便获得MUD。在中继阶段，中继节点按照固定的顺序转发特定用户的消息，然后调用有限的反馈信息来实现CD。我们证明了多样性复用权衡（DMT）的US-LCRP是优于现有的计划，其中更多的TS被分配用于直接传输，以共同利用CD和MUD。我们的分析和数值结果表明，US-LCRP构成了一个更有效的资源利用方法比现有的计划。此外，US-LCRP可以以低复杂度实现，因为在整个传输期间仅估计直接链路的信道状态信息（CSI）。
2013-10-11 cs.IT math.IT
