A New Outer Bound and the Noisy-Interference Sum-Rate Capacity for Gaussian Interference Channels
提出了高斯干扰信道容量域的一个新的外界。该界结合并改进了现有的基因辅助方法，并给出了本文定义的噪声干扰的总速率容量。具体地说，它表明，如果信道系数和功率约束满足一个简单的条件，那么在每个接收机的单用户检测是速率和最优的，即，将干扰视为噪声不会导致性能损失。这是第一个具体的（有限的信号噪声比）容量的高斯干扰信道的弱到中等干扰的结果。此外，对于某些混合（弱和强）干扰的情况下，新的外部边界给出了容量区域的角点。
2007-12-13 cs.IT math.IT
Capacity Bounds and Sum Rate Capacities of a CLass of Discrete Memoryless Interference Channels
本文研究了一类离散无记忆干扰信道的容量，其中干扰的定义类似于单侧弱干扰的高斯干扰信道。确定了这类信道的和速率容量。与高斯情况一样，通过让受到干扰的收发器对以使得其消息可以在非预期接收器处使用单用户检测解码的速率通信来实现总速率容量。它还建立了这类离散无记忆干扰信道是等效的容量区域某些退化的干扰信道。这允许使用相关联的降级广播信道的容量区域来构建容量外边界。同样的技术，然后使用确定的和速率容量的离散无记忆干扰信道的混合干扰的定义在文件中。利用得到的容量界和速率和容量，求解了几种新的离散无记忆干扰信道的容量。
2013-03-08 cs.IT math.IT
On the Sum Capacity of K-user Cascade Gaussian Z-Interference Channel
$K$ -用户级联高斯Z-干扰信道是一般$K$ -用户高斯干扰信道的子类，其中除了第一个用户之外的每个用户仅经历来自先前用户的干扰。在简单的Han-Kobayashi方案假设高斯输入和没有分时，它表明，最大和速率是由每个用户发送公共或私人信号。对于K=3，识别所实现的和速率等于或在和容量的0.5比特内的信道条件。
2011-06-13 cs.IT math.IT
On the Sum Capacity of A Class of Cyclically Symmetric Deterministic Interference Channels
某些确定性干扰信道已被证明可以在渐近低噪声状态下精确地模拟高斯干扰信道。出于这种对应关系，我们研究了一个K用户对，循环对称，确定性干扰信道中，每个接收器的经验，只从其相邻的发射机（Wyner模型）的干扰。我们建立了一个大的信道参数的总和容量，从而推广了以前的结果为2对的情况下。
2009-01-26 cs.IT math.IT
Sum Capacity of Gaussian Interfering Multiple Access Channels in the Low Interference Regime
这篇论文因证明错误而被撤回。
2011-05-23 cs.IT math.IT
Sum Capacity of MIMO Interference Channels in the Low Interference Regime
使用高斯输入并在接收机处将干扰视为噪声，最近已被证明是在低干扰状态（其中干扰水平低于某些阈值）下实现两用户单输入单输出（SISO）高斯干扰信道的总容量。在本文中，这样的低干扰制度的特点是多输入多输出（MIMO）高斯干扰信道。在直接和交叉信道增益矩阵上提供了条件，在该条件下，使用高斯输入并在接收机处将干扰视为噪声是实现和容量的条件。对于对称多输入单输出（MISO）和单输入多输出（SIMO）高斯干扰信道的特殊情况下，更明确的表达式为低干扰制度。特别地，表征低干扰状态的干扰电平的阈值与输入SNR以及直接和交叉信道增益向量之间的角度有关。它示出的低干扰制度可以是相当显着的MIMO干扰信道，与低干扰阈值至少一样大的直接和交叉信道增益矢量之间的角度的正弦的MISO和SIMO的情况。
2010-10-22 cs.IT math.IT
On the Sum Capacity of the Gaussian X Channel in the Mixed Interference Regime
在本文中，我们分析了高斯X信道的混合干扰制度。在这种制度下，多址传输到一个接收器被示出为接近最佳的总和速率。三个上限推导出的混合干扰制度的总容量，并确定这些界限中的每一个占主导地位的其他子区域。genie辅助和容量上界也表明，总容量和多址传输方案的总速率之间的差距是很小的混合干扰区域的一个重要部分。对于任何δ> 0，确定到接收器之一的多址传输在总容量的δ内的区域。
2015-05-23 cs.IT math.IT
Gaussian Z-Interference Channel with a Relay Link: Achievability Region and Asymptotic Sum Capacity
本文研究了高斯Z干扰信道，从一个接收机到另一个接收机的数字中继链路具有速率限制。基于Han-Kobayashi公共-私有信息分离技术和几种不同的中继策略（包括压缩转发和部分解码转发策略）的组合，推导出了可扩展的速率区域。对于高斯Z-干扰信道，从无干扰接收机到受干扰接收机的数字链路，在强干扰状态下建立容量区域;在弱干扰状态下建立可实现速率区域。在弱干扰情况下，部分解码转发策略在高信噪比和高干扰噪声比极限下是渐近和容量实现的。在这种情况下，每个中继比特渐进地将总容量提高一个比特。对于高斯Z-干扰信道，从受干扰接收机到无干扰接收机的数字链路，在强干扰状态下建立容量区域;在中等强度和弱干扰状态下建立可实现速率区域。在中继链路速率较大的情况下，建立了系统容量的渐近和。在这种情况下，当干扰链路弱于某个阈值时，由于数字链路而导致的总容量改善被半比特限制，但是当干扰链路变得更强时，总容量改善变得无限制。
2012-04-25 cs.IT math.IT
Sum Capacity of K User Gaussian Degraded Interference Channels
本文研究了K用户高斯干扰信道的Genie-MAC（多址接入信道）外界族。这个家庭的灵感来自现有的基因辅助边界机制，但不同于目前的方法，在其优化问题的制定和应用。这些边界背后的基本思想是创建一组精灵接收器，形成多个接入信道，可以解码原始干扰信道的消息的子集。每个精灵接收机的MAC总和容量提供了该子集的速率总和的外边界。Genie-MAC的外边界被用来获得新的和容量的结果。特别地，本文推导了K用户高斯退化干扰信道的封闭形式的和容量。示出的总和容量实现方案是一个连续的干扰消除方案。该结果将两用户信道的已知结果推广到K用户信道。
2010-06-28 cs.IT math.IT
On the Sum Capacity of Many-to-one and One-to-many Gaussian Interference Channels
我们得到新的和容量的高斯多对一和一对多的干扰信道的信道参数制度，其中的总和容量是已知的，只有一个恒定的差距。简单的Han-Kobayashi（HK）方案，即，HK计划高斯信令，没有时间共享，没有公共私人功率分裂，实现总和容量的信道条件下，获得新的结果。为了获得和容量的结果，我们表明，基因辅助上界匹配的简单HK计划在一定的信道条件下可实现的和速率。
2017-05-03 cs.IT math.IT
A New Sum-Rate Outer Bound for Interference Channels with Three Source-Destination Pairs
本文推导了一般无记忆干扰信道下三用户和速率的一个新的外界。推导是Kramer和Etkin等人为高斯双用户信道开发的技术的推广。对于三用户高斯信道，所提出的和速率外界优于某些信道参数的已知界限。
2011-02-03 cs.IT math.IT
Interference alignment-based sum capacity bounds for random dense Gaussian interference networks
我们考虑一个密集的$K$用户高斯干扰网络形成的成对的发射机和接收机放置在一个固定的空间区域中随机独立。在节点位置分布和信号衰减的自然条件下，我们证明了平均每用户容量$\csum/K$的概率收敛到$\half \ep \log(1 + 2 \SNR)$。可扩展性的结果直接从结果的基础上提出的干扰对齐计划在最近的工作Nazer等人。我们的主要贡献是通过一个上限，激励思想的“瓶颈容量”开发在最近的工作Jafar。通过控制发射机-接收机对的物理位置，我们可以匹配这些对中的大部分以形成所谓的$ε$瓶颈链路，从而控制总容量。
2009-07-29 cs.IT math.IT
Asymptotic Sum-Capacity of Random Gaussian Interference Networks Using Interference Alignment
我们考虑一个密集的n用户高斯干扰网络形成的成对的发射机和接收机放置在随机的欧几里德空间。在节点位置分布和信号衰减的自然条件下，证明了平均每用户容量C_Sigma/n依概率收敛于1/2 Elog（1 + 2SNR）。可扩展性的结果直接从结果的基础上提出的干扰对齐计划在最近的工作Nazer等人。我们的主要贡献来自通过相反的结果，动机的想法'瓶颈链接'在最近的工作Jafar开发。信息论的参数给出了这样的瓶颈链路的容量限制，概率计数参数显示有足够多的这样的链路，以紧密约束整个网络的总容量。
2010-06-02 cs.IT math.IT
The Weighted Sum Rate Maximization in MIMO Interference Networks: The Minimax Lagrangian Duality and Algorithm
我们采取了一个新的视角在多输入多输出（MIMO）干扰网络的加权和速率最大化，制定一个等效的最大-最小问题。这个看似平凡的重新制定有重要的意义：拉格朗日对偶的等效最大-最小问题提供了一个优雅的方式来建立一个干扰网络和它的倒数之间的和率对偶时，这样的对偶存在，更重要的是，提出了一种新的迭代极小极大算法的加权和率最大化。而且算法的设计和收敛性证明只使用一般的凸分析。它们适用于并扩展到任何具有类似结构的极大极小问题，从而为此类优化问题提供了一类通用的算法。本文提出了一个有前途的步骤，并希望建立一个通用的框架的基础上的最小最大拉格朗日对偶的加权和速率的特征和开发有效的算法一般MIMO干扰网络。
2013-09-16 cs.IT math.IT
MIMO Interference Channels Assisted by Reconfigurable Intelligent Surfaces: Mutual Coupling Aware Sum-Rate Optimization Based on a Mutual Impedance Channel Model
研究了多用户多输入多输出干扰网络中存在多个可重构智能表面的问题。整个系统是通过使用一个基于电路的模型的发射机，接收机和RIS。这是通过利用互阻抗的电磁工具来获得的，互阻抗解释了信号传播和紧密间隔的散射元件之间的互耦合。提出了一种迭代的、可证明收敛的优化算法，该算法最大化RI辅助多用户干扰信道的和速率。数值结果表明，在优化阶段考虑单元间的互耦，可以提高和速率。
2021-02-14 cs.IT math.IT
On the Optimality of Treating Interference as Noise for $K$ user Parallel Gaussian Interference Networks
Geng等人最近已经表明，在$K$用户高斯干扰网络中，如果对于每个用户，期望信号强度不小于来自该用户的最强干扰和对该用户的最强干扰的强度之和，则（所有信号强度均以dB刻度测量），则功率控制和将干扰视为噪声（TIN）足以实现整个广义自由度（GDoF）区域。出于Avestimehr等人的确定性模型（ADT确定性模型）特别适合探索TIN的最优性的直觉，Geng等人的结果首先在ADT确定性模型下重新访问，并被证明可以直接转换高斯和确定性设置。接下来，我们专注于这些结果的扩展到并行干扰网络，从总和容量/总和GDoF的角度来看。为此，我们解释了显式表征的总和容量/总和GDoF的TIN最优网络（没有并行通道）作为一个最小加权匹配问题，在组合优化，并获得一个简单的表征方面的分区的干扰网络顶点不相交的循环。借助于循环划分的见解，$K$用户并行干扰网络的TIN的总容量最优性的特征在于ADT确定性模型，最终导致相应的高斯设置的GDOF结果。在这两种情况下，在轻微的可逆性条件下，TIN的最优性以可分离的方式扩展到并行网络。
2014-01-13 cs.IT math.IT
K-user Interference Channels: General Outer Bound and Sum-capacity for Certain Gaussian Channels
本文导出了一般无记忆干扰信道容量域的一个外界。推导如下从一个概括的技术开发的克莱默和Etkin等人的高斯双用户信道。导出的边界是对任何无记忆通道有效的第一个已知的外部边界。在高斯噪声中，信道的类别，建议的界给出了总速率容量的确定，包括退化的信道和一类Z-信道。
2011-02-16 cs.IT math.IT
Distributed Space-Time Interference Alignment with Moderately-Delayed CSIT
针对一类干扰网络，提出了一种在发射端利用分布式延迟信道状态信息（CSIT）的干扰对齐方法。所提出的方法的核心思想是以分布式方式在非预期接收器处随时间对准干扰信号。利用该方法，在X信道和三用户干扰信道下，分析了CSI的自由度和反馈时延之间的折衷关系，揭示了CSI反馈时延对干扰网络的自由度和的影响.导出的结果的主要含义是，分布式和适度延迟的CSIT是有用的，以严格提高在发射机处没有CSI的情况下，在一定类别的干扰网络的总和DoF。对于一类X信道，结果显示了如何最佳地使用分布式和适度延迟的CSIT，以产生与瞬时和全局CSIT相同的和DoF。此外，利用所提出的传输方法和已知的外边界结果，具有特定信道系数集合的两用户X信道的总容量在恒定比特数内被表征。
2014-10-13 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
Sum Degrees of Freedom of the $K$-user Interference Channel with Blind CSI
本文研究了发射端信道状态信息为盲的$K$ -用户SISO干扰信道的干扰对齐问题。与传统的$K-$用户干扰对齐（IA）方案相比，本文的研究成果具有更强的实用性。在这种情况下，每个接收机配备有一个可重新配置的天线，该天线试图将其期望的信号放置在与干扰信号线性无关的子空间中。我们表明，如果信道值是已知的接收机，与可重构天线的线性盲IA（BIA）的自由度（DoF）的总和是$\frac{Kr}{r^2-r+K}$，其中$r = \left \lceil{\frac{\sqrt{1+4K}-1}{2}} \right \rceil$。结果表明，对于渐近大干扰网络，$K-$用户IC的最佳和DoF是达到$\lim_{K \rightarrow \infty} {\frac{Kr}{r^2-r+K}}=\frac{\sqrt{K}}{2}$的和DoF。因此，使用可重新配置天线的$K$ -用户IC的DoF随着用户的数量次线性地增长，而在发射机访问CSI的情况下，DoF线性地增长。此外，我们提出了可重构性和逆证明，以表明这是线性BIA与可重构天线的总和自由度。
2016-05-13 cs.IT math.IT
On the Sum-Capacity with Successive Decoding in Interference Channels
本文研究了两用户高斯干扰信道中高斯叠加编码和连续译码的和容量。我们首先研究了一个近似的确定性制定的问题，并引入互补条件，捕获使用高斯编码和连续解码。在确定性信道问题中，首先在对称信道中，然后在一般非对称信道中，我们找到了具有最小消息数的约束和容量及其可实现方案。我们表明，受约束的总容量振荡作为交叉链路增益参数之间的信息理论的总容量和总容量与干扰作为噪声处理的函数。此外，我们表明，如果两个用户中的任何一个的消息的数量小于所需的最小数量，以实现约束的总容量，最大可实现的总速率下降到与干扰作为噪声处理。我们提供了两个算法（一个简单的一个和一个更精细的一个）的最佳方案在确定性信道模型的高斯信道模型。我们还推导出两个上限的高斯汉-小林计划，自动上限的和容量使用连续的高斯码字的解码。数值计算结果表明，与确定性信道的结果相似，高斯信道中的约束和容量在Han-Kobayashi方案和单消息方案的和容量之间振荡.
2011-03-29 cs.IT math.IT
Sum-Rate Optimal Power Policies for Energy Harvesting Transmitters in an Interference Channel
本文研究了具有能量收集发射机的两用户高斯干扰信道。与传统的电池供电的无线节点不同，能量收集发射机必须使传输适应特定时刻的能量可用性。在这种情况下，最优功率分配问题，以最大限度地提高总吞吐量与给定的最后期限制定。证明了所提出的迭代坐标下降法的收敛性，找到了短期吞吐量最大化的离线功率分配策略，并给出了已知干扰区域和容量的示例，给出了方向注水解释。接下来，随机数据到达的地址。最后提出了在线和/或分布式近优策略。所提出的算法的性能通过仿真证明。
2012-02-27 cs.IT math.IT
Sum-MSE performance gain of DFT-based channel estimator over frequency-domain LS one in full-duplex OFDM systems with colored interference
研究了在有色干扰和噪声环境下，全双工OFDM系统中基于DFT的最小二乘（LS）信道估计器相对于频域LS信道估计器的均方误差和（sum-MSE）性能增益。给出了系统性能增益和均方误差的闭合表达式。利用矩阵特征值不等式，导出了其简单的上、下界。通过仿真和分析，随着子载波数N与循环前缀长度L之比的增大和有色干扰相关因子的增大，MSE增益的上下界接近于MSE增益的精确值。更重要的是，我们还发现，随着有色干扰之间的相关性逐渐降低，MSE增益从1变化到N/L。根据理论分析，我们还发现，在两种极端情况下，MSE增益有非常简单的形式。在所有子信道上的有色干扰完全相关的第一极端情况下，即，它们的协方差矩阵是全1的矩阵，则和MSE增益减小到1。换句话说，没有性能增益。在第二种极端情况下，即有色干扰协方差矩阵是单位矩阵，即它们是相互独立的，可实现的和MSE性能增益是N/L。大的N/L比率将实现显著的和MSE增益。
2017-05-02 cs.IT math.IT
The Two-User Deterministic Interference Channel with Rate-Limited Feedback
本文研究了速率受限反馈对确定性干扰信道总速率容量的影响。我们的特点，在对称的情况下，该信道的总速率容量，并表明，有反馈链路可以增加最多的可用反馈率的总速率容量。我们的证明包括一个新的上限和速率容量和一组新的可扩展性策略。
2010-04-28 cs.IT math.IT
Interference Regime Enforcing Rate Maximization for Non-Orthogonal Multiple Access (NOMA)
提出了一种干扰机制执行速率最大化方案，通过在接收机处执行非常强的干扰，每当观察到强干扰时，通过功率分配来最大化并行高斯干扰信道的可实现的遍历和速率。在接收机处应用连续干扰消除（SIC），在这种情况下可以完全消除非常强的干扰，这使得能够实现非正交多址（NOMA）。遍历速率最大化的优化问题，其中创建非常强的干扰的条件包括作为额外的约束。然后，一个广义迭代注水算法来解决这个优化问题。所得到的功率分配方案进行了比较，在与其他两个计划的总和速率时，干扰被视为噪声与最佳或次优的功率分配。结果表明，干扰机制的实施方案提供了重大的改善并行高斯干扰信道的和速率，并使NOMA。
2019-01-13 cs.IT math.IT
On Secure Degrees of Freedom of the MIMO Interference Channel with Local Output Feedback
研究了具有局部输出反馈的（M，M，N，N）多输入多输出（MIMO）干扰信道的和安全自由度（SDoF）问题，为支持6 G的车对车（V2 V）通信提供信息理论基础和实用传输方案。针对这个问题，我们提出了两种新的传输方案，即，干扰解码方案和干扰对齐方案，并因此建立和SDoF下界。特别是，为了优化相位持续时间，我们分析了安全性和解码约束，并制定了一个线性分数优化问题。此外，我们还证明了当天线配置为M <= N/2，N=M和2N <= M时，推导出的和SDoF下界是和SDoF，并揭示了对于固定的N，最大化和SDoF的最佳M不小于2N。通过仿真，我们研究了所提出的传输方案的安全和速率性能，并揭示了使用本地输出反馈可以导致更高的安全和速率比，通过使用延迟的信道状态信息在发送端。
2021-02-15 cs.IT math.IT
The Gaussian Many-to-One Interference Channel with Confidential Messages
本文研究了$K$ -用户多对一干扰信道中的保密消息，在该信道中，$K$-用户体验所有其他$K-1$用户的干扰，同时被视为这些用户的所有消息的窃听者。我们推导出可实现的速率和上界的总和速率为这个信道，并表明，可实现的总和速率和它的上界之间的差距是$\log_2(K-1)$位每信道使用非常强的干扰下，当干扰用户有相等的功率约束和干扰链路信道增益。这项工作的主要贡献是：（一）嵌套格码提供保密时，干扰存在，（二）一个保密的总和率上限被发现强干扰制度和（iii）它被证明，在非常强的干扰和对称设置，可实现的总和率和上限之间的差距是恒定的传输功率。
2009-05-16 cs.IT math.IT
On Cooperation and Interference in the Weak Interference Regime (Full Version with Detailed Proofs)
处理干扰是无线网络设计中的主要挑战之一。本文研究了弱干扰（WI）环境下协作干扰管理的应用，重点研究了具有因果中继的Z干扰信道（Z-ICR），当信道系数服从遍历相位衰落，所有传输功率有限，中继为全双工时.为了提供一个全面的了解合作的好处，在WI制度，我们的特点，第一次，两个主要的性能指标遍历相位衰落Z-ICR在WI制度：和率容量和最大广义自由度（GDoF）。在容量分析中，我们得到的信道系数的条件下，遍历相位衰落Z-ICR的总速率容量是通过在每个接收机处将干扰作为噪声来处理来实现的，并且明确地说明了相应的总速率容量。在GDoF分析中，我们推导出信道系数的幅度的指数的条件，在该条件下，将干扰视为噪声实现了最大的GDoF，这是明确的特点。结果表明，在信道系数满足一定条件的情况下，\em中继严格增加了WI体制下各态历经相位衰落Z干扰信道的和速率容量和最大GDoF.我们的研究结果表明，{ \em第一次}的增益中继干扰的存在下，{ \em当干扰是弱的，中继功率是有限的}，无论是在增加的总速率容量和增加的最大GDoF，相比，没有中继的信道。
2017-03-07 cs.IT math.IT
The Approximate Sum Capacity of the Symmetric Gaussian K-User Interference Channel
干扰对齐已成为分析多用户网络的一个有力工具。尽管最近取得了相当大的进展，但高斯K用户干扰信道的容量区域通常仍然是未知的，部分原因是与使用格码的信号尺度上的对准相关联的挑战。本文提出了一种新的框架格干涉对齐，计算和转发的方法的基础上。在该框架内，每个接收器通过首先恢复具有整数值系数的发送码字的两个或更多个线性组合并且然后求解这些方程以得到其期望的码字来进行解码。对于对称信道增益的特殊情况下，这个框架是用来推导高斯干扰信道的近似和容量，直到一个明确定义的中断集的信道增益。关键的贡献是从弱到强干扰机制的容量下限，其中每个接收机应该联合解码其自己的码字以及部分干扰码字。作为分析的一部分，它表明，解码的码字的K个线性组合可以接近的K用户高斯多址信道的总容量高达不超过Klog（K）/2比特的间隙。
2014-03-19 cs.IT math.IT
The Gaussian Interference Relay Channel: Improved Achievable Rates and Sum Rate Upperbounds Using a Potent Relay
我们认为高斯干扰信道与中间中继作为一个主要的构建块的合作干扰网络。在可扩展性方面，我们考虑基于压缩和转发的策略。具体而言，广义压缩和转发策略，其中的目的地联合解码的压缩索引和源消息，被证明是改善后的压缩和转发策略，顺序解码的压缩索引和源消息，以及最近提出的广义散列和转发策略。我们还构造了一个基于嵌套格码的计算转发中继方案，当直接链路较弱时，该方案的性能优于其他中继方案。在这种情况下，它示出，与中继，干扰链路可以是有用的解码源消息。注意到需要上界的容量为这个通道，我们提出了一种新的技术，可以限制的总和速率。特别是，当中继节点具有丰富的功率时，通过考虑信道，总容量是有上限的，因此被命名为有效的。对于具有强中继的高斯干扰中继信道，研究了强干扰和弱干扰的情况，建立了其总容量，并以此作为有限中继功率GIFRC总容量的上界.数值结果表明，上界比割集界更紧，并且与许多感兴趣的场景中已知的可实现的和率相吻合。此外，当继电器具有大功率时，GIFRC的自由度被示出为2，使用压缩转发可实现。
2011-01-31 cs.IT math.IT
Degrees of Freedom of Interference Channels with Hybrid Beam-forming
本文研究了在每个节点上采用模拟预编码和数字预编码相结合的混合波束形成方法的干扰信道的和自由度。对于两个用户的情况下，我们完全特征的总和自由度为任意数量的天线和RF链开发一个可实现的方案优化的混合波束形成结构，并推导出其匹配的上限。对于一般的K-用户的情况下，我们专注于对称的情况下，并获得上下界的总和自由度，这是严格的某些情况下。结果表明，在一定条件下，混合波束成形可以提高干扰信道的和DoF，但不能提高点对点信道、多址信道和广播信道的和DoF。关于这种增益的关键见解是，混合波束成形使用户能够更好地管理用户间干扰，因此每个用户都可以为其自己的期望信号增加无干扰信号空间的维度。
2015-04-25 cs.IT math.IT
Interference Channels with Source Cooperation
合作管理干扰的作用-无线信道的一个基本特征-研究通过研究两个用户的高斯干扰信道的源节点可以在全双工发送和接收。该信道的总容量在恒定比特数的间隙内获得。所使用的编码方案建立在Han和Kobayashi（1981）的叠加方案上，用于无合作的两用户干扰信道。新的上限和能力也来自。同样的编码方案，以获得对称的两个用户高斯干扰信道的和容量与无噪声反馈在一个恒定的间隙。
2010-11-06 cs.IT math.IT
Sum-Capacity of Ergodic Fading Interference and Compound Multiaccess Channels
研究了两发送两接收衰落高斯干扰信道（IFC）和复合多址信道（C-MAC）下的资源分配问题。IFC中的中继器与它们自己的接收器通信（单播），而C-MAC中的中继器与两个接收器通信（多播）。假设该网络中每个发射-接收对之间的瞬时衰落状态在所有发射机和接收机处都是已知的。在每个源的平均功率约束下，C-MAC的总容量和实现该容量的功率策略。强遍历IFC和非常强遍历IFC类的定义条件和组播和容量是紧的两个类。
2008-04-30 cs.IT math.IT
On Gaussian Multiple Access Channels with Interference: Achievable Rates and Upper Bounds
我们研究了两个干扰高斯2用户多址接入信道之间的相互作用。在混合强--极强干扰和个别很强干扰下，容量区域具有特征。此外，在非常强的干扰的较少限制的定义下推导出总容量。最后，一般上限的总和容量提供，这是近紧的弱交叉链接。
2011-03-13 cs.IT math.IT
Interference-Free OFDM: Rethinking OFDM for Interference Networks with Inter-Symbol Interference
本文研究了具有符号间干扰的$K$ -用户单输入单输出干扰信道，其中信道系数假定为线性时不变，具有有限长度的冲激响应。本文的主要发现是，在发射机处没有信道状态信息（CSIT）的情况下，可以使和谱效率与$K$线性地成比例，只要期望链路具有比干扰链路更长的冲激响应。这种线性增益是通过我们称为\textit{interference-free orthogonal frequency division multiplexing (IF-OFDM)}的新型多载波通信方案实现的。此外，当发射机能够仅从其配对的接收机学习CSIT时，可以通过将IF-OFDM和基于奇异值分解的矢量编码与注水功率分配级联的两阶段传输方法来实现更高的和谱效率。导出的结果的一个主要含义是，每个链路的子载波上的单独编码是足够的线性增加的总和频谱效率与$K$在干扰信道与ISI。模拟结果支持这一说法。
2016-09-08 cs.IT math.IT
Fundamental Limits of Communications in Interference Networks-Part II: Information Flow in Degraded Networks
在我们的多部分论文的第二部分中，研究了退化干扰网络中的信息流。一个完整的表征退化网络的总速率容量与任何可能的配置。结果表明，连续解码方案是这些网络的和率最优。此外，它被证明，只有一定的子集的消息的传输是足够的，以实现在这样的网络中的和速率容量。算法来确定这个子集的消息明确。根据这些算法，在降级网络中实现和速率容量的最佳策略是发送器尝试为较强的接收器发送信息，并且如果可能的话，避免相对于较弱的接收器发送消息。算法很容易理解，使用我们的图形说明的可扩展性计划的基础上有向图。退化网络的和速率表达式，然后用来推导出一个统一的外界的任意非退化网络的和速率容量。退化的网络的几个变化被确定为导出的外界是和率最优的。具体而言，嘈杂的干扰制度，推导出某些类别的多用户/多消息干扰网络。此外，对于第一次，网络场景被识别，其中连续解码和将干扰视为噪声两者的结合实现了它们的和速率容量。最后，通过对退化网络的研究，我们在一般干扰网络的整个容量区域上建立了一个统一的外界。这些广泛的网络场景的外部边界比现有的割集边界更紧。
2013-02-15 cs.IT math.IT
A convex approximation approach to Weighted Sum Rate Maximization of Multiuser MISO Interference Channel under outage constraints
研究了中断约束下多用户多输入单输出干扰信道（MISO-IFC）的加权和速率最大化问题。带停电约束的加权和率最大化问题是一个非凸优化问题，很难求解。虽然可以通过在（离散化的）中断约束的可实现速率区域中找到所有帕累托最优速率元组来以穷举搜索方式最优地处理该问题，但是该方法受到过高的计算复杂性的影响，并且仅在发射机-接收机对的数量小时才可行。在本文中，我们提出了一个凸优化的近似方法有效地处理停电约束的加权和率最大化问题。所提出的近似方法包括解决一系列凸优化问题，因此可以有效地实现的邻域点方法。仿真结果表明，该方法可以产生接近最优的解决方案。
2010-10-22 cs.IT math.IT
On Channel Output Feedback in Deterministic Interference Channels
本文研究了两用户对称确定性干扰信道中，信道输出反馈对系统总容量的影响。我们发现，从一个接收器到它自己的发射器的单个反馈链路的结果在相同的总容量具有从两个接收器到两个发射器的总共4个反馈链路。因此，从总容量的角度来看，三个额外的反馈链路是没有帮助的。我们还考虑了一个半双工反馈模型，其中的前向和反馈资源是对称和分时的。令人惊讶的是，我们发现，有没有增益的总容量与反馈的半双工反馈模型时，干扰链路有更多的容量比直接链接。
2009-08-31 cs.IT math.IT
Sum-GDoF of Symmetric Multi-hop Interference Channel under Finite Precision CSIT using Aligned-Images Sumset Inequalities
在发射端信道状态信息（CSIT）受限于有限精度的鲁棒性假设下，利用对齐镜像和集不等式研究了对称分层多跳干扰信道的广义自由度（GDOF）.首先，针对由$2$源、$2$中继和$2$目的地组成的$2\times 2\times 2$设置来表征GDoF总和值。它示出的总和GDoF不改善，即使完美的CSIT是允许在第一跳，只要在第二跳的CSIT是有限的精度限制。然后，将总和GDoF特性推广到由$L$跳组成的$2\times 2\times \cdots \times 2$设置。值得注意的是，对于大的$L$，GDoF值接近通过最后一跳的两个发射机之间的完全合作获得的一跳广播信道的GDoF值，具有有限精度CSIT。以前的多跳干扰网络的研究要么确定了复杂的GDOF最佳方案下完美的CSIT，如对齐干扰中和和网络对角化，这是强大的理论，但太脆弱的实用，或研究强大的可实现的计划，如经典的放大/解码/压缩和转发没有信息理论的最优性的要求。相比之下，在有限精度CSIT，我们表明，脆弱的计划的好处丢失，而经典的随机编码方案，更简单，更强大的组合，即解码和转发和放大和转发之间的速率分裂，被证明是GDoF最优。因此，这项工作代表了在对齐图像和集不等式的帮助下弥合理论（最优性）和实践（鲁棒性）之间差距的又一步。
2021-03-14 cs.IT math.IT
Weighted-Sum-Rate-Maximizing Linear Transceiver Filters for the K-User MIMO Interference Channel
这封信关注的是K用户MIMO干扰信道的发送和接收滤波器优化。具体而言，线性发射和接收滤波器组的设计，最大化的加权和速率，同时允许每个发射机，以利用只有本地信道状态信息。我们的方法是基于扩展现有的方法最小化的加权均方误差（MSE）的MIMO广播信道的K-用户干扰信道在手。然而，对于单个发射机功率约束的情况，现有方法的简单推广并没有揭示出可行的解决方案。它实际上表明，不存在发射滤波器的封闭形式的解决方案，但简单的一维参数搜索产生所需的解决方案。与基于梯度搜索的直接滤波器优化相比，我们的解决方案需要更少的计算复杂性和更少量的反馈资源，同时实现基本相同水平的加权和速率。还提出了一种改进的滤波器设计，它在信道不确定性的存在下提供了所需的鲁棒性
2011-12-30 cs.IT math.IT
On the Secrecy Rate of Interference Networks using structured codes
本文表明，结构化传输方案是一个很好的选择，秘密通信的干扰网络与窃听。结构化传输利用信道的不对称性，从而表现得比随机生成的码本，这样的渠道。对于一类干扰信道，我们表明，模糊总和率是在两个比特的最大可能的合法通信总和率是可以实现的格码。
2009-05-13 cs.IT math.IT
On the Optimality of Treating Interference as Noise: General Message Sets
在K用户高斯干扰信道中，已经表明，如果对于每个用户，期望信号强度不小于来自该用户的最强干扰和对该用户的最强干扰的强度之和，（所有数值均以dB为单位），则从广义自由度（GDoF）的角度来看，将干扰视为噪声（TIN）是最佳的并且将整个信道容量区域实现在恒定间隙内。在这项工作中，我们表明，对于这样的TIN最佳干扰信道，即使消息集被扩展到包括从每个发射机到每个接收机的独立消息，作为原始干扰信道的新信道的操作和作为噪声的干扰处理仍然是最佳的总和容量到一个恒定的间隙。此外，我们将结果扩展到具有任意数量的发射器和接收器的X通道的一般设置中的TIN的总和GDoF最优性。
2014-01-12 cs.IT math.IT
Beamforming on the MISO interference channel with multi-user decoding capability
本文考虑了具有干扰解码能力的多输入单输出干扰信道（MISO-IC），使得干扰信号可以被解码并从接收信号中减去。在具有单用户解码的MISO-IC上，发射波束成形向量被经典地设计为在减轻所生成的干扰（干扰的迫零）或最大化期望用户处的能量之间达成折衷。在具有IDC的多天线IC中出现的特别有趣的问题是，发射机现在可能具有放大在非预期接收机处生成的干扰的动机，希望Rx具有更好的机会解码干扰并将其移除。这个概念完全改变了在最大化期望能量和减少生成的干扰之间进行平衡的先前范例，从而为波束成形设计策略开辟了新的维度。我们的贡献继续证明的最佳秩的发送预编码器，最佳的意义上的帕累托最优，因此和速率最优，是秩1。然后，我们调查合适的发射波束成形策略，不同的解码结构和特征的帕累托边界。作为该特征的应用，我们获得最大和速率点的候选集合，其至少包含和速率最优波束成形向量的集合。我们推导出最大比传输（MRT）的最优性条件。受MRT最优性条件的启发，我们提出了一种简单的算法，该算法在某些情况下实现了最大和率，在其他情况下与最大和率相比是次优的。
2011-07-02 cs.IT math.IT
Symmetric Two-User Gaussian Interference Channel with Common Messages
本文研究了具有公共信息的对称两用户高斯干扰信道。我们推导出一个上限的总和容量，并表明，上界是紧在低干扰制度，其中最佳的传输方案是发送没有共同的消息，每个接收机将干扰作为噪声。我们的研究结果表明，虽然共同的消息的可用性提供了一个合作的机会，发射机，在低干扰制度的共同消息的存在并不有助于增加总容量。
2014-01-20 cs.IT math.IT
Achievable Degrees-of-Freedom of the K-user SISO Interference Channel with Blind Interference Alignment using Staggered Antenna Switching
在这封信中，我们提出了第一个表征可实现的自由度（DoF）的盲干扰对准（BIA）使用交错天线切换在$K$用户高斯干扰信道。在这种方案中，每个发射机配备有一个传统的天线，每个接收机配备有一个可重新配置（多模）天线。假设该信道是已知的接收器，我们表明，BIA可以实现$\frac{2K}{K+2}$自由度，这超过了以前已知的干扰对齐方案与延迟信道状态信息在发射机（CSIT）实现的总和自由度。这个结果意味着总和DoF的上限为2，这意味着我们可以用BIA做的最好的事情是使正交多址方案实现的DoF加倍。此外，我们提出了一种算法来生成发射波束形成矢量和可重构天线切换模式，并将此算法应用于4用户SISO干扰信道，表明$\frac{4}{3}$和DoF是可实现的。
2016-05-22 cs.IT math.IT
Multi-Beam UAV Communication in Cellular Uplink: Cooperative Interference Cancellation and Sum-Rate Maximization
将无人机（UAV）作为新的空中用户集成到蜂窝网络中是一种很有前途的解决方案，可以满足其在大量应用中不断增长的通信需求。由于无人机高度高，无人机与地面基站（GBS）之间的信道由强视距（LoS）链路支配，因此在上行链路/下行链路中可能会对GBS产生严重的干扰，这使得与共存的地面和空中用户的干扰管理成为更具有挑战性的问题。本文研究了多天线无人机在其信号覆盖区域内与一组基站的上行通信。在这些GBS中，我们将可用的GBS表示为在UAV的所分配的资源块（RB）处不服务于任何地面用户的GBS，并且将占用的GBS表示为在相同RB中服务于它们各自相关联的地面用户的其余GBS。针对多波束无人机上行通信提出了一种新的协作干扰消除策略，该策略的目标是消除每个占用基站处的同频干扰，同时最大化可用基站的和速率。具体地，多天线UAV将多个数据流发送到所选择的可用GBS，所选择的可用GBS继而将其解码的数据流转发到其回程连接的占用GBS以进行干扰消除。为了得出有用的见解，首先表征了在高信噪比（SNR）状态下由多波束UAV通信用于和速率最大化可实现的最大自由度（DoF），其受到所有占用的GBS不遭受UAV的上行链路传输中的任何干扰的严格约束。然后，基于DoF最优设计，在有限SNR下的可实现的和速率被最大化，受到在每个被占用的GBS处给定的最大允许干扰功率约束。
2018-08-01 cs.IT math.IT
Joint Transmit Precoding for the Relay Interference Broadcast Channel
蜂窝系统中的中继是干扰受限的。当中继与传输策略联合优化时，实现了最高的端到端和速率。不幸的是，干扰将链路耦合在一起，使得联合优化具有挑战性。此外，当一些链路具有主导的第一链路而其他链路具有主导的第二链路时，端到端多跳性能对速率失配敏感。本文提出了一种在中继干扰广播信道（基于中继的蜂窝系统的通用模型）的发射机和中继站处设计线性发射预编码器的算法，以最大化端到端和速率。首先，中继被设计为最大化第二跳和速率。接下来，近似的端到端的速率，取决于分时分数和第二跳的速率被用来制定一个总和效用最大化的问题，设计的发射机。该问题通过迭代地最小化均方误差的加权和来解决。最后，调整发射机处的发射预编码器的范数以消除速率失配。该算法允许分布式实现，并具有快速收敛。仿真结果表明，该算法的性能优于单跳干扰管理策略的合理应用分别在两跳。
2012-09-21 cs.IT math.IT
Achievable Sum DoF of the K-User MIMO Interference Channel with Delayed CSIT
本文考虑一个$K$ -用户多输入多输出（MIMO）干扰信道（IC），其中1）由发射机获得的信道状态信息（CSIT）是完全过时的，以及2）每个发射机处的发射天线的数量，即，$M$大于每个用户处的接收天线的数量，即，$N$。延迟CSIT的有用性首先在由Maddah-Ali等人针对多输入单输出广播信道提出的$K$相位回溯干扰对准（RIA）方案中被识别，但是对MIMO IC的扩展是重要的步骤，因为每个发射机仅具有针对相应用户的消息。最近，Abdoli等人专注于单输入单输出IC，并通过发明具有分布式偷听干扰重传的$K$阶段RIA来解决这样的瓶颈。在本文中，我们提出了两个$K$阶段RIA计划适用于MIMO集成电路的推广和集成的一些关键功能的Abdoli和Maddah-Ali的作品。这两个方案共同产生迄今为止最著名的和自由度（DoF）性能。对于$\frac{M}{N}{\geq}K$的情况，当$K{\to}\infty$时，实现的和DoF由$\frac{64}{15}N$渐近给出。
2016-05-05 cs.IT math.IT
Degrees of Freedom of Interference Networks with Transmitter-Side Caches
本文研究了具有任意数量发射机和接收机的高速缓存辅助干扰网络，其中每个发射机具有有限大小的高速缓存。每个发射器在放置阶段从文件的内容库填充其高速缓冲存储器。在随后的交付阶段，每个接收方请求一个库文件，发送方负责将所请求的文件从其缓存交付给接收方。目标是设计用于放置和递送阶段的方案，以最大化总自由度（sum-DoF），其表示干扰网络在高信噪比状态下的容量。我们的工作主要集中在一个常用的未编码的布局策略。我们提供了一个信息理论界的总和自由度这种布局策略。我们证明了一个例子，推导出的界限是严格的小缓存大小的文献中存在的界限。我们提出了一种新的交付计划，具有更高的可实现的总和自由度比以前在文献中给出的。结果表明，总和自由度的倒数线性下降的发射机缓存大小的增加。因此，增加发射机处的高速缓存大小转化为增加总和DoF，并因此增加干扰网络的容量。
2017-12-16 cs.IT math.IT
Performance Analysis of Interference-Limited Three-Phase Two-Way Relaying with Direct Channel
本文研究了瑞利衰落信道中两终端间具有直接信道的干扰受限三相双向中继系统的性能。针对终端和中继均受到同信道干扰的一般模型，分析了中断概率、总出错率和遍历总误码率。首先推导了终端接收信号干扰噪声比（SINR）的累积分布函数（CDF）的闭式表达式。基于CDF的结果，给出了不同计算复杂性和精度下的中断概率和总误码率的下界、近似表达式和渐近表达式。给出了遍历和率的近似表达式。在理论分析的基础上，我们考虑了以最小化中断和综合误码性能为目标的中继节点最优功率分配和中继节点最优位置问题。结果表明，联合优化的功率和中继位置可以提供最佳的性能。仿真结果验证了理论分析的正确性，并研究了系统参数对系统性能的影响.结果表明，当中继端的干扰功率远大于终端端的干扰功率时，三相TWR协议的遍历和速率优于两相TWR协议。这与无干扰情况下的结论形成鲜明对比。此外，我们表明，在干扰信道上的估计误差不会影响系统的性能显着，而期望的信道上的一个非常小的估计误差可以大大降低性能。
2014-03-05 cs.IT math.IT
On DoF of Active RIS-Assisted MIMO Interference Channel with Arbitrary Antenna Configurations: When Will RIS Help?
针对任意天线配置的两用户MIMO干扰信道，本文联合RIS波束赋形、发射迫零与干扰解码并建立整数优化，刻画了有源RIS带来和DoF增益的条件。
2023-07-11 cs.IT math.IT
Interference Alignment via Improved Subspace Conditioning
针对K个用户、单输入单输出（SISO）、频率选择性干扰信道，提出了一种新的低复杂度的发射波束形成设计，提高了可达和速率。联合采用Cadambe和Jafar在[1]中提出的干扰对齐（IA）方案以及分别在发射机和接收机处的线性最小均方误差（MMSE）解码，新的IA预编码设计提高了平均和速率，同时保留了Cadambe和Jafar方案的可实现的自由度K/2。
2010-11-30 cs.IT math.IT
Sub-optimality of Treating Interference as Noise in the Cellular Uplink with Weak Interference
尽管将干扰视为噪声（TIN）的方案很简单，但在具有非常弱（噪声）干扰的高斯干扰信道（IC）中，它被证明是和容量最佳的。在本文中，通过引入一个额外的发送器来改变2用户IC，该发送器希望与IC的接收器之一进行通信。由此产生的网络由干扰多址接入信道（MAC）的点对点信道组成，并表示为PIMAC。研究了PIMAC算法的总容量问题，重点研究了TIN的最优性。事实证明，TIN在其朴素的变体中，所有发射机都是活动的，两个接收机都使用TIN进行解码，这不是PIMAC的最佳选择。事实上，结合时分多址和TIN（TDMA-TIN）的方案严格优于纯TIN方案。此外，它表明，在某些制度下，TDMA-TIN实现的和容量的确定性PIMAC和总容量在一个恒定的间隙高斯PIMAC。此外，它示出，即使对于非常弱的干扰，有一些制度，其中干扰对齐与功率控制和处理干扰作为噪声在接收机侧优于TDMA-TIN的组合。因此，一方面，在蜂窝上行链路中将干扰视为噪声在某些机制中是近似最优的。另一方面，这些制度不能简单地用干涉的强度来描述。
2015-04-20 cs.IT math.IT
Dual Link Algorithm for the Weighted Sum Rate Maximization in MIMO Interference Channels
MIMO干扰网络优化对于日益拥挤的无线通信网络是重要的。我们提供了一个新的算法，命名为双链路算法，为MIMO多址接入信道（MAC），广播信道（BC），和一般MIMO干扰信道与高斯输入和总功率约束的加权和速率最大化的经典问题。对于MIMO MAC/BC，该算法找到最佳信号以实现容量区域边界。对于高斯输入假设的干扰信道，两个先前的最先进的算法是WMMSE算法和礼貌注水（PWF）算法。WMMSE算法是可证明收敛的，而PWF算法利用了最优发射信号结构，并且在大多数情况下收敛最快，但不能保证在所有情况下都收敛。非常希望设计一种具有两种算法的优点的算法。双链路算法就是这样一种算法。它的快速和保证收敛是重要的分布式实现和时变信道。此外，收敛性证明中使用的技术和缩放不变性性质可以在通信网络中的其他非凸问题中找到应用。
2016-04-04 cs.IT math.IT
