Nearest Neighbour Decoding with Pilot-Assisted Channel Estimation for Fading Multiple-Access Channels
我们研究了一个非相干多输入多输出（MIMO）衰落多址信道（MAC），其中的发射机和接收机都知道的衰落的统计，但不是它的实现。我们分析的速率区域，可实现与最近邻解码和导频辅助信道估计，并确定相应的前对数区域，这是定义为限制比率的速率区域的SNR的对数的SNR趋于无穷大。
2012-01-16 cs.IT math.IT
Full Rate Collaborative Diversity Scheme for Multiple Access Fading Channels
用户协作是一种公知的无需多天线实现分集的方法，然而代价是不可避免的速率损失，主要是由于需要额外的信道用于中继。提出了一种新的协作分集方案，用于多址衰落信道，以获得接近最大分集的满速率。这是通过允许两个用户和他们相应的中继器通过利用他们的衰落信道的独特的空间签名在相同的信道上发送/转发数据来实现的。基站采用最大似然搜索算法在少量可能的数据组合上联合检测同信道用户的数据。全数据率与显着的分集增益接近双天线阿拉姆方案。
2011-02-27 cs.IT math.IT
Selective-Fading Multiple-Access MIMO Channels: Diversity-Multiplexing Tradeoff and Dominant Outage Event Regions
我们建立了最佳的分集复用（DM）权衡相干选择性衰落多址MIMO信道，并提供相应的代码设计准则。作为一个副产品，在概念层面上，我们发现一个有趣的DM权衡框架之间的关系和概念的主要错误事件区域，首先介绍了在AWGN的情况下，由Gallager，IEEE trans.IT，1985年。这种关系使我们能够准确地描述在MIMO衰落多址信道的错误机制。特别是，我们发现，对于一个给定的速率元组，最大可实现的分集阶数是由一个单一的中断事件，占主导地位的总错误概率指数SNR。最后，我们研究了Badr和Belfiore在国际苏黎世通信研讨会上提出的分布式空时码构造。，2008年，使用本文推导的规范设计标准。
2009-06-26 cs.IT math.IT
Rate and Power Adaptation for Multihop Regenerative Relaying Systems
在这项工作中，我们提供了一个全球性的框架分析的多跳中继系统，其中发射机（TX）与接收机（RX）通过一组中间中继部署在串联或并联。假设基于再生的中继方案，诸如重复编码的解码转发（DF），其中解码是基于阈值的。为了反映广泛的衰落，我们介绍了广义$H$函数（也称为福克斯- $H$函数）分布模型，使无线电频率（RF）衰落，如威布尔和伽马，以及自由空间光学（FSO），如双广义伽马和马拉加衰落的建模。在这种情况下，我们介绍了各种功率和速率自适应政策的基础上，在TX和RX的信道状态信息（CSI）的可用性。最后讨论了中继拓扑结构、中继数目和衰落模型等因素对链路自适应策略性能可靠性的影响。
2021-07-06 cs.IT eess.SP math.IT
Asymptotic Capacity Analysis for Adaptive Transmission Schemes under General Fading Distributions
在一般分布的衰落信道上，对几种自适应传输方案，包括最佳功率和速率自适应、仅速率自适应、信道反转及其变体，在高信噪比和低信噪比下的各态历经信道容量进行了渐近比较。分析的高信噪比的前对数常数的遍历容量揭示了存在的恒定容量之间的差异差距的计划与前对数常数？1.这些高信噪比容量差异差距的封闭形式的表达式推导出来，这是成正比的SNR损失之间的这些计划在dB尺度。这些差距中最大的一个被发现之间的最佳功率和速率自适应方案和信道反转方案。基于这些表达式，它示出的空间分集或多用户分集的存在下，使信道反转任意接近实现最佳容量在高信噪比与足够大的天线或用户的数量。低SNR分析还表明，衰落的存在可证明总是在足够低的SNR提高容量相比，加性高斯白噪声（AWGN）的情况下。数值结果证实了我们的分析结果。
2011-04-10 cs.IT math.IT
Rate and Power Allocation for Discrete-Rate Link Adaptation
链路自适应，特别是自适应编码调制（ACM），是一个有前途的工具，在衰落环境中的带宽效率的传输。采用ACM方案的主要动机是提高无线通信系统的频谱效率。在本文中，使用有限数量的容量实现分量码，我们提出了新的传输方案，采用恒定功率传输，以及离散和连续的功率自适应，缓慢变化的平坦衰落信道。我们表明，所提出的传输方案可以实现吞吐量接近香农限的平坦衰落信道，只使用少量的代码。具体而言，使用一个完全离散的计划，只有四个代码，每个与四个功率电平，我们实现了1 dB的连续速率连续功率香农容量的频谱效率。此外，当被限制为固定数量的码时，与恒定功率方案相比，功率自适应的引入相对于ASE和无传输的概率具有显著的增益。
2007-07-17 cs.IT math.IT
On Repetition Protocols and Power Control for Multiple Access Block-Fading Channels
在本文中，我们研究了长期的吞吐量性能的重复协议与功率控制的多址块衰落信道。我们建议使用反馈比特来通知发送器关于解码状态和瞬时信道质量。我们确定简单的和实际启发的协议的吞吐量，我们表现出显着的吞吐量的改善，特别是在低和中等的SNR，当与反馈位仅用于确认或仅用于功率控制的协议相比，我们表明，吞吐量是非常接近的最终遍历多用户注水容量为少量的反馈位和/或重传。对于对称瑞利衰落信道，数值结果表明，吞吐量的改善主要是由于执行功率控制的能力，而不是增加。
2010-09-22 cs.IT math.IT
A Case For Amplify-Forward Relaying in the Block-Fading Multi-Access Channel
本文论证了在慢衰落环境中，多址用户共享一个放大转发中继可以获得显著的增益。建议的协议，即多接入中继放大转发，允许一个低复杂度的中继，并实现了最佳的分集复用权衡高复用增益。协议的分析表明，它均匀地占主导地位的压缩转发策略，并进一步优于动态解码转发协议在高复用增益。所提出的协议的一个有趣的特点是，在高复用增益，它类似于一个多输入单输出系统，并在低复用增益，它为每个用户提供了相同的分集复用权衡，如果没有竞争的中继从其他用户。
2007-01-08 cs.IT math.IT
Diversity-Multiplexing Tradeoff in Selective-Fading Multiple-Access MIMO Channels
建立了相干选择性衰落多址多输入多输出（MIMO）信道的最优分集复用（DM）折衷，并给出了相应的码设计准则。作为一个副产品，在概念层面上，我们发现一个有趣的DM权衡框架和主导错误事件区域的概念之间的关系，这是首次引入的AWGN的情况下，由Gallager，IEEE trans.IT，1985年。这种关系允许准确地描述MIMO衰落多址信道中的错误机制。特别是，我们发现，对于一个给定的速率元组，最大可实现的分集阶数是由占主导地位的总错误概率在SNR指数的错误事件。最后，我们证明了Badr和Belfiore最近提出的分布式空时码构造，2008年，满足本文推导的规范设计标准。
2008-05-01 cs.IT math.IT
On Ergodic Sum Capacity of Fading Cognitive Multiple-Access and Broadcast Channels
研究了认知无线电（CR）网络与现有主无线电网络共享频谱时的信息理论极限。特别是，衰落的认知多址接入信道（C-MAC）的第一次研究，其中多个次用户发送到次基站（BS）下的个人发射功率约束和一组干扰功率约束，每个应用在一个主接收机。本文认为，长期（LT）或短期（ST）的发射功率约束在每个次级发射机的衰落状态，结合LT或ST的干扰功率约束在每个主接收机。在每种情况下，最佳的功率分配方案推导出次级用户，以实现遍历和容量的衰落C-MAC，以及条件的动态时分多址（D-TDMA）计划在次级网络中的最优性。衰落认知广播信道（C-BC），在次级网络中的下行链路传输模型，然后研究下的LT/ST发射功率约束在次级BS联合LT/ST干扰功率约束在每个主接收机。它示出的D-TDMA确实是最佳的实现各态历经的总容量的衰落C-BC的发射功率和干扰功率约束的所有组合。
2009-08-03 cs.IT math.IT
Device Activity Detection for Massive Grant-Free Access Under Frequency-Selective Rayleigh Fading
在频率选择性衰落环境下，大规模免授权接入的设备活动检测和信道估计一直是一个突出的问题。本文旨在应对这一挑战。具体而言，我们提出了一种基于正交频分复用（OFDM）的大规模免授权接入方案，用于具有一个M天线基站（BS），N个单天线物联网（IoT）设备和P个信道抽头的宽带系统。我们得到两个不同的，但等效的频率选择性瑞利衰落下的接收导频信号的模型。基于每个模型，我们制定设备活动检测作为一个非凸的最大似然估计（MLE）问题，并提出了一个迭代算法，以获得一个稳定点，使用最佳技术。所提出的两种基于MLE的方法具有相同的计算复杂性阶O（NPL ^2），而与M无关，并且当P=1时退化为现有的基于MLE的设备活动检测方法。传统的信道估计方法可以容易地应用于基于所接收的导频信号的导出模型之一来在频率选择性瑞利衰落下对检测到的有源设备进行信道估计。仿真结果表明，这两种方法具有不同的系统参数优势，可以相互补充，为频率选择性瑞利衰落下的免授权大规模接入提供有前途的设备活动检测设计。
2021-12-31 cs.IT math.IT
Network coding for multicasting over Rayleigh fading multi access channels
本文研究了在慢瑞利衰落信道下利用网络编码进行多播的速率分配问题。在该模型中，网络被视为一个集合的瑞利衰落多址信道。在这个模型中，速率分配方案，这是完全基于信道的统计。速率分配方案的目标是最小化中断概率。给出了衰落多址信道下中断概率的上界。给出了基于此界的次优解。提出了一种分布式的原始-对偶梯度算法来解决速率分配问题。
2014-03-26 cs.IT cs.NI math.IT
Multiple-access Fading Channel with Wireless Power Transfer and Energy Harvesting
我们认为，可实现的平均速率的多址系统，其中包括N个能量收集用户（EHU），通过块衰落多址信道（MAC）和一个基站（BS），广播无线电频率（RF）能量的EHU的无线功率传输信息。信息（在上行链路上）和功率（在下行链路上）可以以时分双工或频分双工发送。当EHU的电池容量和传输时隙的数量都是无限的情况下，我们确定最佳的功率分配的BS和最佳的速率和功率分配的EHU，最大化可实现的速率区域的MAC。所得到的在线解决方案是渐近最优的，也适用于有限数量的传输时隙和有限的电池容量。
2014-09-19 cs.IT math.IT
A Polar Code Based TIN-SIC Scheme for the Unsourced Random Access in the Quasi-Static Fading MAC
研究了准静态瑞利衰落信道中的无源随机接入问题。在先前的工作中，作者已经提出了基于联合的LDPC码的解决方案，并且将干扰视为噪声与连续干扰消除（TIN-SIC）解码器架构相结合。作者表明，TIN-SIC解码明显优于联合解码方法，并且从实现的角度来看要简单得多。在本文中，我们继续分析的TIN-SIC解码。本文推导了TIN-SIC译码器采用随机编码时的有限长度可扩展性界，并提出了一种实用的基于极化码的TIN-SIC译码方案。与基于LDPC码的解决方案相比，后者的性能变得明显更好，并且接近有限长度的可扩展性界限。
2020-05-14 cs.IT math.IT
On the Capacity of Multiple Access and Broadcast Fading Channels with Full Channel State Information at Low SNR
本文研究了高斯多址（MAC）衰落信道在接收端和发送端具有理想信道状态信息（CSI）的低功率情况下的吞吐量容量域。我们表明，它有一个多维的矩形结构，从而简单地由单用户容量点的特点。更具体地说，我们表明，在低功率政权，容量区域的边界表面收缩到一个点对应的总和速率最大化，这一点的坐标与单用户容量界限相吻合。受此结果的启发，我们提出了一个开关计划，计算其可达到的速率，并表明，该计划实现了单用户容量的MAC信道的范围为广泛的一类衰落信道在渐近低功率制度。我们认为，这类衰落包括所有已知的无线信道的MAC信道的容量区域有一个更简单的表达，用户的平均功率约束。利用高斯MAC和广播信道（BC）的对偶性，我们推导出一个简单的表征BC容量区域在低功率制度，并表明，对于一类衰落信道（包括瑞利衰落），分时是渐近最优的。
2013-10-29 cs.IT math.IT
Energy-Efficient Resource Allocation in Time Division Multiple-Access over Fading Channels
我们调查的能量效率问题和资源分配政策时分多址（TDMA）在衰落信道中的功率受限制度。假设信道是频率平坦的块衰落和发射机有完整的或量化的信道状态信息（CSI），我们首先最小化加权和速率约束下的功率，并表明，最优的速率和时间分配策略可以通过注水实现凸包络的最小值的成本回报函数。然后，我们解决了相关的最小化下的个人速率约束，并通过贪婪注水得到最优分配政策。使用跨频率和衰落状态的注水，我们还将我们的结果扩展到频率选择性信道。我们的方法不仅提供了基本的功率限制，当每个用户可以支持无限数量的容量实现码本，但也产生实际设计的指导方针，用户只能支持有限数量的自适应调制和编码（AMC）模式与规定的符号错误概率，也为系统中只允许离散时间分配。
2005-11-24 cs.IT math.IT
On the Capacity of Joint Fading and Two-path Shadowing Channels
研究了衰落和双径阴影（JFTS）联合衰落/阴影信道中发射功率和调制速率自适应策略的不同最优和次优组合的各态历经和中断信道容量。假设在接收机和/或发射机处具有可忽略的反馈延迟的完美的信道侧信息（CSI），获得用于信道容量的解析易处理的表达式。此外，JFTS参数上的信道容量实现这些自适应传输技术的影响被确定。
2016-05-11 cs.IT math.IT
On Multiuser Power Region of Fading Multiple-Access Channel with Multiple Antennas
本文研究了在基站（BS）多个接收天线和在每个移动终端（MT）多个发射天线的衰落MIMO-MAC。两个多址技术被认为是调度传输从每个MT到BS在相同的频率，这是空分多址（SDMA）和时分多址（TDMA）。对于SDMA，所有MT同时向BS发送，并且它们各自的信号在BS处经由多个接收天线被解析，而对于TDMA，每个MT在相互正交的时隙期间独立地向BS发送。假设从每个MT到BS的衰落信道的信道状态信息（CSI）在每个MT发射机处是未知的，但在BS接收机处是完全已知的。由此，BS可以获取每个MT的长期信道分布信息（CDI）。本文将点对点衰落MIMO信道的传输协方差反馈方案扩展到衰落MIMO-MAC中，BS根据所有MT的CDI联合优化所有MT的传输协方差矩阵，然后通过反馈信道将每个传输协方差矩阵发送回相应的MT。本文的主要目标是描述所谓的多用户功率区下的多用户传输协方差反馈方案的SDMA和TDMA。功率区域被定义为所有用户发射功率元组的构成，其可以实现对于给定的一组用户目标速率的可靠传输。仿真结果表明，对于衰落的MIMO-MAC，SDMA比TDMA能节省大量的功率。此外，本文证明了有用的多用户功率区域之间的MT保持比例公平的功耗。
2008-04-21 cs.IT math.IT
Type-Based Unsourced Multiple Access over Fading Channels with Cell-Free Massive MIMO
本文将基于类型的无源多址接入（TUMA）框架扩展至无蜂窝大规模MIMO衰落信道环境，利用空间分集和基于位置的码字划分，结合多源近似消息传递算法，实现了对传输消息集合及用户数量的有效估计，为大规模机器类通信提供了鲁棒且可扩展的架构。
2025-04-28 cs.IT math.IT
Pilot-Based Unsourced Random Access with a Massive MIMO Receiver in the Quasi-Static Fading Regime
在这项工作中，我们对待无源随机接入问题的瑞利块衰落AWGN信道与多个接收天线。具体来说，我们考虑缓慢衰落的情况下，相干块长度是大的活跃用户的数量相比，可以在一个相干块中发送的消息。无源随机接入是指一种免授权随机接入形式，其中用户被认为是先验不可区分的，并且接收器恢复所发送消息的列表直到排列。在这项工作中，我们表明，当相干块的长度是足够大的，一个传统的方法的基础上传输的非正交导频序列与随后的信道估计和最大比合并（MRC）提供了一个简单的节能的解决方案，其性能可以很好地近似在封闭的形式。对于有限块长度的仿真，我们使用随机子采样的DFT矩阵作为导频矩阵，使用低复杂度的近似消息传递算法进行活动检测，并使用最先进的极化码作为单用户纠错码，并使用连续消除列表解码器。这些模拟证明了所提出的方法的可扩展性和分析的质量。
2021-08-10 cs.IT math.IT
Finite-SNR Bounds on the Sum-Rate Capacity of Rayleigh Block-Fading Multiple-Access Channels with no a Priori CSI
我们提供非渐近的上限和下限的总和速率容量的瑞利块衰落多址信道的先验信道状态信息是不可用的设置。上限依赖于一个双重公式的信道容量和假设，用户可以完美地合作。假设一个非合作的情况下，每个用户采用酉空时调制（独立于其他用户）推导出的下限。数值结果表明，在中等信噪比值下，上界和下界之间的差距已经很小。这表明通过用户合作可获得的和速率容量增益是最小的。
2015-08-09 cs.IT math.IT
Diversity Multiplexing Tradeoff of the Half-duplex Slow Fading Multiple Access Channel based on Generalized Quantize-and-Forward Scheme
研究了半双工慢衰落多址接入中继信道（HD-MARC）下广义量化转发（GQF）中继方案的分集复用折衷（DMT）问题。压缩和转发（CF）方案已被证明，以实现最佳的DMT时，中继的目的地链路的信道状态信息（CSI）是在中继。然而，由于无线系统的实际考虑，在中继处具有中继-目的地链路的CSI并不总是可能的。相比之下，在这项工作中，DMT的GQF方案推导没有中继目的地链路CSI在中继。它示出，即使没有知识的中继目的地CSI，GQF计划实现相同的DMT，实现CF计划与CSI的全部知识。
2014-06-20 cs.IT math.IT
Ergodic Sum-Rate Maximization for Fading Cognitive Multiple Access Channels without Successive Interference Cancellation
研究了衰落认知多址接入信道（C-MAC）的各态历经和速率，其中多个次用户（SU）通过次网络（SN）与主用户（PU）共享频带，发送到次基站（SBS）。对SN施加干扰功率约束（IPC）以保护PU。在这样的约束和个人的发射功率约束（TPC）施加在每个SU，我们调查的功率分配策略，以最大化遍历和速率的衰落C-MAC没有连续干扰消除（SIC）。特别地，本文考虑了两种类型的约束：（1）平均TPC和平均IPC，（2）峰值TPC和峰值IPC。对于第一种情况，证明了最优功率分配是动态时分多址（D-TDMA），这与在相同约束条件下，最大化带SIC的衰落C-MAC的遍历和速率的最优功率分配是完全相同的。对于第二种情况，证明了最优解一定在可行域的极值点上。结果表明，当SU数较大时，D-TDMA是概率最优的。此外，我们表明，当SU可以排序在一定的顺序，一个算法的线性复杂度可以用来找到最佳的功率分配。
2014-03-03 cs.IT math.IT
Type-Based Unsourced Multiple Access Over Fading Channels in Distributed MIMO With Application to Multi-Target Localization
Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学）；Linköping University（林雪平大学）
本文提出基于类型的无源多址接入技术，应用于多目标定位场景，通过码本划分和近似消息传递算法实现高效通信。
2026-08-18 cs.IT math.IT
Spectral Efficiency of Multiple Access Fading Channels with Adaptive Interference Cancellation
在快速时变衰落环境中可靠地估计用户的信道和数据是多用户检测（MUD）技术的一个非常具有挑战性的任务，该MUD技术承诺对于诸如非正交CDMA和基于空间复用MIMO的LTE的干扰受限系统的令人印象深刻的容量增益。本文分析了DS-CDMA上行链路中传统单用户和多用户接收机的相对信道估计误差性能，并给出了它们对输出信干噪比（SINR）性能的影响。信道估计的均方误差（MSE）和可实现的频谱效率，这些接收机从输出SINR计算得到的，然后与新的自适应干扰消除接收机实现比较。结果表明，自适应接收机使用连续（SIC）和并行干扰消除（PIC）的方法提供了更好的信道估计和SINR性能，从而显着增加可实现的和数据速率。
2012-05-13 cs.IT math.IT
Multiuser Diversity Gain from Superposition of Infinite Users over Block-Fading MAC
在上行链路块衰落多址接入信道（BF-MAC）中，利用多用户分集（MUD）的优点可以获得更高的系统吞吐量。在这封信中，与所有用户的速率约束，只有信道状态信息可在接收机假设，我们证明了非正交多址接入（NOMA）优于正交多址接入（OMA）通过利用MUD从多个用户的叠加。定量分析了有限用户情况下NOMA与OMA相比的多用户检测增益，并推导了无限用户叠加情况下NOMA多用户检测增益的封闭上界。数值结果表明，有限叠加用户可以很好地逼近无限用户叠加的潜在MUD增益，这表明有限叠加用户的多址接入方案可以在系统性能和解码复杂度之间提供良好的折衷。
2016-10-08 cs.IT math.IT
Compute-Forward Multiple Access for Gaussian Fast Fading Channels
本文研究仅具备CSIR的两用户高斯快衰落MAC中的CFMA，提出格解码方案并给出达到遍历和容量的充要条件。
2024-05-08 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
ARQ Diversity in Fading Random Access Channels
采用跨层优化方法设计对称随机接入无线系统。代替传统的碰撞模型，一个更真实的物理层模型被认为是。基于此模型，一个增量冗余自动重传请求（IR-ARQ）方案，定制，以共同打击冲突，多径衰落，和加性噪声的影响，开发。分析了该方案在满载队列下的分集-复用-延迟折衷（DMDT），并与Gallager树冲突解决算法和Tsatsanis等人的网络辅助分集多址（NDMA）协议进行了比较.然后用随机到达的队列模型代替满载队列模型，在此模型下比较了这些协议的稳定域、平均时延和分集增益。总的来说，我们的分析和数值结果建立了所提出的IR-ARQ方案的优越性，并揭示了一些重要的见解。例如，对于给定的总吞吐量，通过最大化某个用户发送新数据包的概率并最小化每个用户使用的传输速率，可以优化性能。
2006-10-17 cs.IT math.IT
Optimal Energy Allocation For Delay-Constrained Traffic Over Fading Multiple Access Channels
在本文中，我们考虑多址衰落信道中，$N$用户发送到一个单一的基站（BS）在有限数量的时隙。我们假设每个用户具有固定量的可用于在传输窗口上消耗的能量。在两种不同的信道状态信息假设下，我们推导出了最大化系统总吞吐量的最优能量分配策略。首先，我们考虑离线分配问题的信道状态是已知的先验传输之前。我们解决了一个凸优化问题，以最大限度地提高总吞吐量下的能量和延迟的约束。接下来，我们考虑在线分配问题，其中的信道是因果已知的BS和获得最优的能量分配通过动态规划时，用户数是小的。我们还开发了一个次优的资源分配算法，其性能接近最优的。数值结果表明，在各种情况下，所提出的算法优于基线算法。
2016-09-13 cs.IT math.IT
The Capacity Region of p-Transmitter/q-Receiver Multiple-Access Channels with Common Information
本文研究了一些多址接入场景与合作发射机的容量问题。首先，具有公共信息的通用多址信道（MAC），即，考虑P个发射机向Q个接收机发送私有消息以及公共消息并且每个接收机解码所有消息的情况。离散无记忆信道的容量区域的特点。然后，一般的高斯衰落MAC与公共信息，其中部分信道状态信息（CSI）是在发射机（CSIT）和完美的CSI是在接收机（CSIR）可用。一个编码定理证明了这个模型，产生一个确切的表征的吞吐量容量区域。最后，研究了一个两发射/一接收的高斯衰落MAC，它采用部分CSIT和完美CSIR的会议编码器，并确定了它的容量区域。对于只考虑CSIR的高斯衰落模型（发射机不能接入CSIT），给出了瑞利衰落的一些数值例子和仿真结果。
2011-02-16 cs.IT math.IT
Intelligent Reflecting Surface Aided Multiple Access Over Fading Channels
研究了衰落信道下智能反射面辅助网络中的两用户下行传输问题。特别地，研究了非正交多址（NOMA）和两种正交多址（OMA）方案，即时分多址（TDMA）和频分多址（FDMA）。其目标是最大化系统的平均和速率的延迟容忍传输。我们提出了两种调整方案，即动态相位调整和一次相位调整。功率预算、最小平均数据率和离散单位模反射系数被认为是约束。为了解决这个问题，提出了两种低复杂度的移相器调整算法，以获得近似最优解。在给定移相器和满足分时条件的情况下，利用拉格朗日对偶分解法得到最优资源分配。数值结果表明：在衰落信道下，IRS辅助的NOMA网络的平均和速率优于传统的NOMA网络;在衰落块内连续IRS调整，TDMA方案的性能优于FDMA方案;提高最小平均用户速率要求对IRS-NOMA系统的影响小于对IRS-OMA系统的影响。
2020-09-24 cs.IT eess.SP math.IT
Massive Unsourced Random Access over Rician Fading Channels: Design, Analysis, and Optimization
在本文中，我们研究了一个无源的随机接入方案的大规模机器类型的通信（mMTC）在第六代（6G）无线网络与零星的数据流量。首先，我们建立了一个基于两层信号编码的大规模无源随机接入的一般框架，即，一个外码和一个内码。特别是，考虑到mMTC场景下的莱斯衰落，利用最大似然（ML）方法，设计了一种基于接收信号分布的无源随机接入内码码字活动检测算法.然后，我们分析了所提出的码字活动检测算法的性能，利用Fisher信息矩阵，这有利于导数的近似分布的码字活动向量的估计误差时，基站（BS）天线的数量是足够大的。此外，对于外码，我们提出了一种优化算法来分配消息位和奇偶检验位的长度，从而在错误概率和外码译码所需的复杂度之间取得平衡。最后，通过大量的仿真实验，与现有的检测算法和固定长度分配方案进行比较，验证了所提出的检测算法和优化长度分配方案的有效性。
2022-02-27 cs.IT math.IT
Simple Bounds for the Symmetric Capacity of the Rayleigh Fading Multiple Access Channel
本文研究单天线独立同分布瑞利慢衰落多址接入信道的通信问题，建立了对称速率协议可达速率分布的紧界，给出分集-复用权衡的非渐近对应结果，并提出一种实用有效编码架构。
2019-08-29 cs.IT math.IT
On the Achievable Throughput Region of Multiple-Access Fading Channels with QoS Constraints
在多用户场景下，分析了在满足统计时延约束的情况下，给定服务过程所能支持的最大恒定到达速率的有效容量。特别是，我们研究了在多址衰落信道（MAC）中存在服务质量（QoS）约束的用户可达到的有效容量区域。我们假设信道边信息（CSI）是在发射机和接收机都可用，并使用叠加编码技术与连续解码。当功率是固定的发射机，我们表明，相对于信道状态的解码顺序的变化可以显着增加可实现的吞吐量区域。对于两个用户的情况下，我们得到了最佳的解码策略时，用户具有相同的QoS约束。同时，它表明，时分多址（TDMA）可以实现更好的性能比叠加编码与固定的连续解码顺序在接收端的某些QoS约束。对于功率和速率自适应，我们在接收端确定具有固定解码顺序的最优功率分配策略。数值结果证明了我们的结果。
2009-10-22 cs.IT math.IT
Stability of Scheduled Multi-access Communication over Quasi-static Flat Fading Channels with Random Coding and Independent Decoding
研究了消息随机编码、独立译码的调度多址通信系统的稳定性。可以被调度用于同时传输的消息的数量被限制到给定的最大值，并且从发射机到接收机的信道是准静态的、平坦的并且具有独立的衰落。假设对消息传输的请求根据i.i.d.到达过程。然后，我们显示以下内容：（1）在大消息字母表大小的限制下，稳定区域具有干扰受限的信息理论容量解释，（2）状态无关调度策略实现该渐近稳定区域，以及（3）在对应于立即接入的渐近限制下，非空闲调度策略的稳定区域被示出为是相同的，而与接收信号功率无关。
2005-07-26 cs.IT math.IT
Approaching Optimal Centralized Scheduling with CSMA-based Random Access over Fading Channels
基于载波侦听多址接入（CSMA）的分布式算法可以像集中式最大权策略一样获得最大容量区域。尽管它们能够实现吞吐量最优，但这些算法要么会产生大的延迟，具有很大的复杂度，要么只能在非衰落信道上运行。在这封信中，通过假设任意的回退时间，我们首先提出了一个完全分布式的随机算法，其性能可以推到集中的最大权重策略的性能，不仅在吞吐量方面，而且在延迟完全连接的干扰网络与衰落信道。然后，我们提出的算法的启发，介绍了一个可实现的分布式算法的实际网络与保留计划。我们表明，所提出的实用算法仍然可以实现集中式最大权重政策的性能。
2016-04-01 cs.IT cs.NI math.IT
Power Controlled Adaptive Sum-Capacity of Fading MACs with Distributed CSI
我们考虑的问题，找到最佳的，公平的和分布式的功率速率策略，以实现高斯多址块衰落信道的总容量。在这里，发射机只能访问它们自己的衰落系数，而接收机可以全局访问所有的衰落系数。在任何通信块中不允许中断。由此产生的平均和吞吐量也被称为“功率控制的自适应和容量”，这似乎是一个公开的问题，在文献中。本文提出了一类流行的MAC模型的功率控制自适应总容量。特别是，我们提出了一种功率速率策略，在分布式信道状态信息（CSI）的存在下，这是吞吐量最优时，所有用户都有相同的信道统计。所提出的方案也有一个有效的实施，使用连续取消和速率分裂。我们提出了一个上界时，通道的法律是不相同的。此外，最佳方案的情况下，每个发射机有额外的有限速率部分CSI的链路质量的其他扩展。
2012-08-23 cs.IT math.IT
Power-and Rate-Adaptation Improves the Effective Capacity of C-RAN for Nakagami-$m$ Fading Channels
我们提出了一种功率和速率自适应方案的云无线接入网络（C-RAN），其中每个无线电远端（RRH）连接到基带单元（BBU）池通过光链路。RRH通过有效地利用增强的空间自由度来联合支持用户。我们提出的方案的目的是最大限度地提高有效容量（EC）的用户受到每RRH平均和峰值功率的约束，其中EC被定义为最大的到达率，可以支持的C-RAN下的统计延迟要求。我们首先将EC最大化问题转化为一个等价的凸优化问题。利用拉格朗日对偶分解法，通过求解KKT方程，得到了每个RRH的最优发射功率的封闭形式。此外，为了更新拉格朗日对偶变量，提供了一种在线跟踪方法来近似每个RRH的平均功率。对于两个RRH的特殊情况，每个RRH的平均功率的表达式可以以显式形式计算。因此，在这种特殊情况下，可以预先计算拉格朗日对偶变量。此外，我们推导出两种重要的极端情况下的功率分配：1）没有延迟约束; 2）非常严格的延迟要求。我们的仿真结果表明，该方案显着优于传统的算法，不考虑延迟的要求。此外，通过适当调整时延指数，当最大可容忍时延为1 ms时，该算法能够保证时延中断概率低于$10^{-9}$，适用于未来的超可靠低时延通信（URLLC）.
2018-06-13 cs.IT math.IT
Adaptive Modulation with Impulsive Interference
在这封信中，我们分析了功率和速率自适应在一个点到点链路瑞利衰落和脉冲干扰。我们将脉冲干扰建模为Bernoulli-Gaussian随机过程。自适应是用来最大限度地提高平均频谱效率，通过改变功率和速率的传输受到平均功率和瞬时概率的错误约束。在没有脉冲干扰的情况下，众所周知，注水对于块衰落是最佳的。我们提供了两个简单的方案，表明传统的注水算法在脉冲干扰信道中不是最佳的。
2016-05-12 cs.IT math.IT
The Water-Filling Game in Fading Multiple Access Channels
我们采用博弈论的方法设计和分析衰落多址信道中的分布式资源分配算法。假设用户是自私的，理性的，并受到平均功率约束。我们证明了多址信道容量区域边界上的和速率最优点是相应注水博弈的唯一纳什均衡。这一结果揭示了一个新的光的机会主义的通信原则，并认为，至少从博弈论的角度来看，总速率的最佳点的公平性。然后将基站作为有兴趣最大化各个速率的加权和的参与者引入。我们提出了一个Stackelberg公式，其中基站是指定的游戏领导者。在这种设置中，基站首先宣布其策略，该策略被定义为在连续消除接收机中作为信道状态的函数的不同用户的解码顺序。在第二阶段中，用户以这种特定的解码策略为条件进行竞争。我们表明，该配方允许实现所有的角落点的容量区域，除了总和率最佳点。在消极的一面，我们证明了不存在的一个基站的战略，在这个制定，实现了其余的边界点。为了克服这个限制，我们提出了一个重复的游戏方法，实现衰落多址信道的容量区域。最后，我们将我们的研究扩展到矢量通道，突出这种情况下，标量通道的情况下有趣的差异。
2005-12-03 cs.IT math.IT
Low-Complexity Integer-Forcing Methods for Block Fading MIMO Multiple-Access Channels
对于多天线系统，迫频是传统线性接收机的替代方法。在整数强制接收机中，在恢复每个单独的消息之前，从接收矩阵中提取消息的整数线性组合。最近，整数强迫方法被推广到块衰落的情况下。在该方案的现有变型中，具有最高可实现速率的变型具有如下缺点：没有已知的有效算法来找到整数线性组合系数的最佳选择。在本文中，我们提出了几个次优的方法来找到这些系数与低复杂度，包括并行和连续的干扰消除版本的接收机。仿真结果表明，所提出的方法达到了性能接近最佳的可达速率对于给定的中断概率。此外，一个低复杂度的实现，使用根LDPC码的开发，所提出的方法的好处也进行实践。
2017-11-21 cs.IT math.IT
Unsourced Random Access in MIMO Quasi-Static Rayleigh Fading Channels with Finite Blocklength
本文研究MIMO准静态瑞利衰落信道下无信源随机接入的基本极限，推导了活跃用户数估计错误概率上界与最小每比特能量的非渐近界，验证了界的紧致性并分析了相关性能优势。
2024-04-14 cs.IT math.IT
Transmission of Spatio-Temporal Correlated Sources Over Fading Multiple Access Channels With DQLC Mappings
本文针对衰落多址信道的时空相关信源传输，扩展基于DQLC的JSCC方案，引入球形解码实现任意用户数下的最优MMSE估计并优化系统，结合非线性卡尔曼滤波利用信源时空相关性，在中高信噪比下明显优于未编码传输。
2024-01-30 cs.IT math.IT
Adaptive Modulation in Multi-user Cognitive Radio Networks over Fading Channels
分析了多用户认知无线电网络中自适应调制在衰落信道下的性能。多用户分集被认为是在多个次要用户之间的机会用户选择。分析得到Nakagami- $m$衰落信道。分析了自适应连续速率和自适应离散速率方案在机会频谱接入和频谱共享中的应用。数值结果得到和描绘量化的多用户衰落环境的影响，自适应调制在认知无线电网络中工作。
2013-10-07 cs.IT math.IT
Fully Asynchronous Unsourced Random Access over Fading Channels
IHP - Leibniz Institute for High Performance Microelectronics（IHP-莱布尼茨高性能微电子研究所）；Imperial College London（帝国理工学院）；German Aerospace Center (DLR)（德国航空航天中心）
该研究提出了一种完全异步的无源随机接入方案，通过极码和导频序列结合双滑动窗口解码器，实现对衰落信道中异步用户数据的高效解码与干扰抵消。
2025-12-22 cs.IT eess.SP math.IT
Performance of a Multiple-Access DCSK-CC System over Nakagami-$m$ Fading Channels
本文提出了一种新的协作方案，以提高多址（MA）差分混沌键控（DCSK）系统的性能。在Nakagami- $m$衰落信道下，我们对采用解码转发（DF）协议的新系统进行了误码率（BER）性能和吞吐量分析。仿真结果表明，与现有的DCSK非协作（DCSK-NC）系统和多输入多输出DCSK（MIMO-DCSK）系统相比，该系统的误码率性能有了明显的改善，验证了理论分析的正确性。此外，我们表明，该系统的吞吐量近似等于DCSK-NC系统，这两者都有显着的改善MIMO-DCSK系统。因此，我们相信，所提出的系统可以是一个很好的框架混沌调制为基础的无线通信。
2013-04-30 cs.IT cs.PF math.IT
Transmission Strategies in Multiple Access Fading Channels with Statistical QoS Constraints
在多用户场景下，分析了在满足统计时延约束的情况下，给定服务过程所能支持的最大恒定到达速率的有效容量。特别是，衰落多址信道（MAC）的有效容量区域中存在的服务质量（QoS）的约束进行了研究。假设完美信道侧信息（CSI）在发射机和接收机两者处都可用。最初假设发射机以固定功率电平发送信息，因此不采用功率控制策略。在此假设下，叠加编码与连续解码技术实现的性能进行了研究。它示出，相对于信道状态的不同的解码顺序可以显着增加可实现的吞吐量区域。在两个用户的情况下，最佳的解码策略是确定的情况下，用户具有相同的QoS约束。分析了正交传输策略的性能。结果表明，对于一定的QoS约束，时分多址（TDMA）可以实现更好的性能比叠加编码，如果在接收端使用固定的连续解码顺序。在随后的分析中，功率控制策略被纳入到传输策略。确定了在所有信道状态下任何固定解码顺序的最优功率分配策略。对于给定的可变解码顺序策略，确定了最优功率控制策略必须满足的条件，并提供了可用于计算这些最优策略的算法。
2010-09-16 cs.IT math.IT
Sensing Throughput Optimization in Fading Cognitive Multiple Access Channels With Energy Harvesting Secondary Transmitters
研究了在衰落多址认知无线电网络中，当次用户发射机具有能量收集能力并进行协作频谱感知时，期望和吞吐量最大化问题。我们制定的问题，在有限的时间范围内的认知多址接入网络的总容量最大化的时间平均干扰约束在主用户（PU）和几乎肯定的能源因果关系约束在SU。该问题是关于两个决策变量（频谱接入决策和频谱感知决策）和连续变量（感知时间和发射功率）的混合整数非线性规划。一般来说，这个问题是NP难的。对于这两个决策变量的优化，我们使用一个穷举搜索策略时，时间范围的长度是小的，和一个启发式的政策较长的视野。对于给定的决策变量值，问题简化为SU \textit{transmission power}和\textit{sensing time}的联合优化，这是非凸的性质。我们解决由此产生的优化问题作为一个交替凸优化问题的非因果和因果信道状态信息和收获的能量信息模式在SU基站（SBS）或融合中心（FC）。本文给出了一般有限时间问题在非因果情形下电池容量无限的解析解，将具有因果信息和有限电池容量的问题转化为随机控制问题，并利用动态规划技术求解。数值结果来说明各种算法的性能。
2016-02-22 cs.IT math.IT
Optimal Power Control in Decentralized Gaussian Multiple Access Channels
本文研究了高斯快衰落多址接入信道（MAC）下的分散功率优化问题，使得平均吞吐量和最大化。在我们的MAC设置中，每个发射机只能访问自己的衰落系数或信道状态信息（CSI），而接收机在所有时刻都有完整的CSI可用。不像集中式MAC（全CSIT MAC）的最佳功率是明确已知的，最佳分散功率的解析解似乎是不可行的。在这封信中，我们专门交替最大化（AM）方法数值计算的最佳功率和遍历容量的分散MAC一般衰落统计和平均功率约束。为了说明，我们应用我们的AM方法来计算MAC信道的容量与衰落分布，如瑞利，莱斯等。
2019-12-18 cs.IT eess.SP math.IT
Fading Cognitive Multiple-Access Channels With Confidential Messages
研究了具有机密信息的衰落认知多址信道（CMAC-CM），其中两个用户试图向目的地发送公共信息，而用户1也有发送给目的地的机密信息.用户1将用户2视为窃听者，并且希望对用户2尽可能地保密其机密信息。除了加性高斯白噪声之外，多址信道（用户到用户信道和用户到目的地信道两者）还被乘性衰落增益系数破坏。信道状态信息（CSI）被假定为在用户和目的地都是已知的。首先研究了具有独立子信道的并行CMAC-CM。建立了并行CMAC-CM的保密容量域，得到了子信道退化时并行CMAC-CM的保密容量域。其次，建立了并行高斯CMAC-CM的保密容量域，并将其用于研究衰落CMAC-CM。当两个用户都知道CSI时，他们可以随着信道实现动态地改变他们的发射功率以实现最佳性能。推导出了满足保密容量域每个边界点的封闭功率分配函数。
2009-12-29 cs.CR cs.IT math.IT
Non-Bayesian Activity Detection, Large-Scale Fading Coefficient Estimation, and Unsourced Random Access with a Massive MIMO Receiver
在本文中，我们研究的问题，用户活动检测和大规模衰落系数估计的随机接入无线上行链路中的大规模MIMO基站与大量的$M$的天线和大量的无线单天线设备（用户）。我们考虑一个块衰落信道模型，其中每个用户的$M$维信道向量在包含$L$信号时频维度的相干块上保持恒定。在所考虑的设置中，潜在用户$K_\text{tot}$的数量比$L$大得多，但是在每个时隙，只有它们中的$K_a<<K_\text{tot}$是活动的。以前的结果，基于压缩感知，需要$K_a\leq L$，这是一个瓶颈，在大规模部署的场景，如物联网和无源随机访问。在这项工作中，我们表明，这样的限制可以克服基站天线的数量$M$是足够大时。我们还提供了两个算法。一种是基于非负最小二乘，其中上述缩放结果可以严格证明。另一种是由一个低复杂度的迭代组件最小化的潜在问题的似然函数。最后，我们使用所讨论的近似ML算法作为解码器的内部码在级联编码方案的无源随机接入，免授权的非协调多址接入方案，其中所有用户使用相同的码本，和大规模MIMO基站必须拿出的列表发送的消息，而不管发射机的身份。我们表明，可靠的通信是可能的，在任何$E_b/N_0$提供一个足够大的数量的基站天线被使用，和总和频谱效率的顺序$\mathcal{O}(L\log(L))$是可以实现的。
2021-09-21 cs.IT math.IT
Linear MIMO Precoding in Jointly-Correlated Fading Multiple Access Channels with Finite Alphabet Signaling
在本文中，我们研究了多输入多输出（MIMO）多址信道（MAC）的线性预编码器的设计。我们假设，统计信道状态信息（CSI）是在发射机和考虑实际有限字母输入假设下的问题。首先，我们推导出一个渐进的（在大系统的限制）加权和速率（WSR）的MIMO MAC有限字母输入和一般联合相关衰落的表达式。随后，我们得到了线性预编码器最大化渐近WSR的必要条件，并提出了一种迭代算法来确定所有用户的预编码器。在该算法中，每个用户用于设计预编码矩阵的搜索空间是其自己的调制集合。与用于具有有限字母输入的MIMO MAC的常规预编码设计相比，这显著减小了用于找到所有用户的预编码矩阵的搜索空间的维度，其中搜索空间是所有用户的调制集合的组合。结果表明，该算法将有限字母输入的MIMO MAC预编码设计的计算复杂性降低了几个数量级。有限字母信令的仿真结果表明，所提出的迭代算法实现了显着的性能增益超过现有的预编码器设计，包括基于高斯输入假设的预编码器设计，在和速率和编码比特出错率。
2014-01-21 cs.IT math.IT
The Role of Correlation in the Doubly Dirty Fading MAC with Side Information at the Transmitters
我们研究了衰落相关性对双脏衰落多址接入信道（MAC）的性能的影响，在发射机处具有非因果已知的边信息。利用Copula理论，我们推导出封闭形式的表达式的中断概率和覆盖区域的任意依赖条件下。我们发现，衰落信道系数之间的正相关结构是有益的系统性能，因为它提高了中断概率和扩展的覆盖区域相比，独立衰落的情况下。相反，负相关结构对两个性能指标都有不利影响。
2021-06-22 cs.IT math.IT
