Outage Probability and Capacity for Two-Tier Femtocell Networks by Approximating Ratio of Rayleigh and Log Normal Random Variables
University of Oulu（奥卢大学）
本文研究了微基站网络中分层结构的 outage 概率与容量，通过不同传播模型分析宏用户和微用户信道特性，并利用仿真验证了瑞利与对数正态随机变量比值的近似方法。
2016-04-29 cs.IT cs.PF cs.SY
Outage Capacity of Incremental Relaying at Low Signal-to-Noise Ratios
研究了在慢瑞利衰落信道下无线协作网络中低信噪比下增量中继的ε中断容量。中继执行解码和转发，并在网络中采用重复编码，这在低信噪比制度下是最佳的。我们推导出一个表达式的最佳中继位置，使ε-中断容量最大化。它示出，这个位置是独立的中断概率和SNR，但只取决于由路径损耗因子表示的信道条件。我们比较了我们的结果与割集界的ε-中断容量，并证明了增量中继的ε-中断容量与割集界的比值在1/ \sqrt{2}和1之间。此外，我们推导了K继电器的情况下的ε-中断容量的下界。
2009-08-06 cs.IT math.IT
Outage Capacity of the Fading Relay Channel in the Low SNR Regime
在慢衰落场景中，节点之间的合作可以增加通信的分集量。通过分析慢衰落中继信道的中断容量，我们研究了在这种情况下的性能极限。我们的重点是低信噪比和低中断概率制度，衰落的不利影响是最大的，但合作的潜在收益。我们表明，虽然标准的放大转发协议在这种情况下表现非常差，但我们称之为突发放大转发协议的修改版本是最佳的，并实现了网络的中断容量。此外，这种性能可以在接收机处没有先验信道知识的情况下实现。相比之下，解码转发协议在这种情况下是严格次优的。我们的结果直接产生单位能量的衰落中继信道的中断容量。
2006-02-14 cs.IT math.IT
Capacity Enhanced Cooperative D2D Systems over Rayleigh Fading Channels with NOMA
研究了具有非正交多址接入（NOMA）的协作设备到设备（D2 D）系统。我们假设基站（BS）可以同时与所有用户进行通信，以满足完整的信息传输。为了表征弱信道和不同译码方案的影响，分别提出了两种译码策略：\emph{single signal decoding scheme}和\emph{MRC decoding scheme}。对于\emph{single signal decoding scheme}，用户在从BS接收之后立即解码接收到的信号。同时，对于\emph{MRC decoding scheme}，代替解码，用户将保留接收直到相应的相位到来，并且用户通过采用最大比合并（MRC）来联合解码接收信号。考虑瑞利衰落信道，分析了D2 D-NOMA系统的各态历经和速率、中断概率和中断容量。此外，遍历SR的近似表达式也提供了一个可以忽略不计的性能损失。数值结果表明，提出的D2 D-NOMA方案的遍历SR和中断概率优于传统的NOMA方案。此外，它也揭示了系统性能，包括遍历SR和中断概率是有限的，无论是\emph{single signal decoding scheme}和传统的NOMA方案的不良信道条件。
2018-10-16 cs.IT math.IT
Outage Common Randomness Capacity Characterization of Multiple-Antenna Slow Fading Channels
研究了在具有加性高斯白噪声（AWGN）、任意状态分布和接收端信道状态信息（CSIR）的单用户多输入多输出（MIMO）慢衰落信道中，在单向通信辅助下，离散相关信源的公共随机性（CR）生成问题.我们完全解决了这个问题，首先表征任意状态分布的MIMO慢衰落信道的信道中断容量。为此，我们还提供了一个特定的复合MIMO高斯信道的可实现的速率。其次，我们定义了MIMO慢衰落信道的中断CR容量，并使用我们的中断传输容量的结果建立了一个单字母的表征。
2021-10-18 cs.IT math.IT
Exact Outage Probability and Ergodic Capacity Analysis of NOMA in Rayleigh Fading Channels
Khalifa University（哈利法大学）
本文推导了NOMA在瑞利衰落信道中近用户精确outage概率和ergodic容量，通过考虑SIC后噪声和衰落的联合PDF，推导出闭合形式公式和单积分表达式，验证了传统模型在低至中等SNR下的误判。
2026-04-13 cs.IT math.IT
On the Relationships Between Average Channel Capacity, Average Bit Error Rate, Outage probability and Outage Capacity over Additive White Gaussian Noise Channels
在无线通信理论中，平均性能度量（APM）被广泛用于量化各种衰落环境下各种场景下的性能增益/损害，并理解设计/实现过程中产生的因素如何影响系统性能。据我们所知，在文献中尚未发现这些杀伤人员地雷之间的相互关系。在本文中，受到Verdu等人工作的启发。[1]，我们提出可以使用其他APM而不是使用端到端SNR分布来计算一个APM。特别是，使用Lamperti变换（LT），我们提出了一个易于处理的方法，我们称之为基于LT的APM分析，以确定任何两个给定的APM之间的关系，使它是无关的SNR分布。在此基础上，提出了平均信道容量（ACC）、平均出错率（ABER）和中断概率/容量（OP/OC）之间的关系，并给出了在衰落环境下如何由ABER性能求ACC和由ACC性能求OP/OC的方法。我们证明，任何通信系统的ACC可以评估经验，而不使用端到端的SNR分布。我们考虑一些数值例子和模拟来验证我们新推导的关系。
2019-10-12 cs.IT math.IT
Outage Capacity of Bursty Amplify-and-Forward with Incremental Relaying
我们推导出中断容量的突发版本的放大转发（BAF）协议的小信号噪声比时，使用增量中继。我们表明，BAF的中断容量和割集界之间的比率是独立的中继位置和BAF是中断最优的目标速率R的某些条件下。这是相反的解码和转发与增量中继，中继位置强烈地决定了合作协议的性能。我们进一步推导出了由任意数量的中继节点组成的网络的中断容量。在这种情况下，中继器在整个传输块的后续分区中进行传输，并且目的地累积信噪比，直到它能够解码。
2010-01-13 cs.IT math.IT
Cooperative Diversity with Mobile Nodes: Capacity Outage Rate and Duration
中断概率是协作分集系统的一个重要性能指标。然而，在移动环境中，中断概率并不完全描述的行为的合作分集方案，因为所涉及的节点的移动性引入的信道增益的变化。因此，容量中断事件在时间上是相关的，并且需要可实现的信息理论容量的二阶统计参数，例如平均容量中断率（AOR）和平均容量中断持续时间（AOD），以获得对协作分集协议的性质的更完整的描述。在本文中，假设慢瑞利衰落，我们推导出精确的表达式的AOR和AOD的三个著名的合作分集协议：可变增益放大和转发，解码和转发，选择解码和转发中继。此外，我们开发渐近紧高信噪比（SNR）的近似，这提供了重要的见解，各种系统和信道参数的AOR和AOD的影响。特别是，我们表明，在一个双对数尺度上，类似的中断概率，AOR渐近衰减的SNR的斜率取决于合作协议的分集增益，而AOD渐近衰减的斜率为-1/2独立的分集增益。
2011-10-31 cs.IT math.IT
The Spatial Outage Capacity of Wireless Networks
我们解决一个基本的问题，在无线网络中，令人惊讶的是，还没有被研究过：什么是最大密度的同时活动的链路，满足一定的中断约束？我们称之为空间中断容量（SOC），给出了严格的定义，并分析了泊松双极网络的ALOHA。具体来说，我们提供了精确的解析和近似表达式的密度满足中断约束的链路，并给出简单的上限和下限的SOC。在高可靠性制度，其中目标中断概率接近于零，我们得到了一个精确的封闭形式的SOC的表达，这揭示了有趣的，也许是反直观的结果，所有的发射机需要始终活跃，以实现SOC，也就是说，发送概率需要被设置为1以实现SOC。
2018-01-23 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
On Outage Capacity for Incremental Relaying with Imperfect Feedback
研究了在低信噪比（SNR）条件下，非理想反馈对增量中继ε-中断容量的影响.我们发现，不完美的反馈导致的前对数因子的重新缩放（相当于在高SNR制度下工作的网络的复用增益），从而大大降低了ε-中断容量。此外，我们研究了不同程度的反馈可靠性对系统性能的影响。我们进一步推导出一个简单的二叉树为基础的建设规则，分析网络与任意数量的中继节点的不完美的反馈。这个规则可以直接映射到一个全面的矩阵符号。
2010-01-13 cs.IT math.IT
Analysis of HARQ-IR over Time-Correlated Rayleigh Fading Channels
本文研究了混合自动重传请求与增量冗余（HARQ-IR）在瑞利衰落信道下的性能。与以往的分析不同，本文考虑了信道的时间相关性。在时间相关的衰落信道下，多个HARQ传输中的互信息是相关的，使得分析具有挑战性。利用多项式拟合技术，导出了累积互信息的概率分布函数。三个有意义的性能指标，包括中断概率，平均传输次数和长期平均吞吐量（LTAT），然后推导出封闭形式。此外，HARQ-IR的分集阶数也进行了研究。证明了通过HARQ-IR可以实现全分集，即，即使在时间相关的衰落信道下，分集阶数也等于传输次数。这些分析结果通过仿真验证，并使各种系统参数对性能的影响的评估。特别地，结果揭示了时间相关性对中断和吞吐量性能的负面影响。结果还表明，虽然更多的传输将提高中断性能，他们可能不会有利于LTAT时，时间相关性高。最后讨论了最大化LTAT的最优速率设计，并证明了LTAT的显著改善。
2022-09-24 cs.IT math.IT
On the Outage Capacity of Orthogonal Space-time Block Codes Over Multi-cluster Scattering MIMO Channels
多簇散射MIMO信道是研究微微蜂窝MIMO网络的有效模型。本文研究了在这种信道上的正交空时分组码传输，其中有效信道等于n个复高斯矩阵的乘积。一个简单而准确的封闭形式近似的信道中断容量已在此设置中导出。结果是有效的任意数量的集群n-1的散射体和任意的天线配置。数值结果提供了研究之间的相对中断性能的多簇和瑞利衰落MIMO信道，其中n=1。
2014-04-04 cs.IT math.IT
Outage Capacity of Opportunistic Beamforming with Random User Locations
本文研究了由大量异构移动用户组成的网络的中断容量，并根据经典的机会波束形成框架进行操作。基站位于小区的中心，小区被建模为有限半径的圆盘。随机用户位置使用均匀空间泊松点过程建模。接收信号受到衰落和位置相关路径损耗的损害。对于这个系统，我们首先推导出一个表达式的波束中断概率。这个表达式适用于所有路径损耗模型，满足一些温和的条件。然后，我们关注两个特定的路径损耗模型（即，一个无界模型和一个更现实的有界模型）来说明我们的结果的应用。在小区半径趋于无穷大的大系统极限下，针对所选的特定路径损耗模型，推导了波束中断容量及其缩放行为。它示出了无限模型的波束中断能力的尺度几何。另一方面，这种标度行为成为双对数的有界模型。直观的解释，为什么我们观察到不同的缩放行为不同的路径损耗模型。进行数值评估，以提供进一步的见解，并说明中断容量结果的适用性，即使是一个小区具有一个小的有限半径。
2013-09-26 cs.IT math.IT
Secrecy Outage Capacity of Fading Channels
本文研究了在平坦衰落信道下中断约束下的点到点安全通信。更具体地说，我们扩展了中断容量的定义以考虑保密约束，并在对发射机CSI（信道状态信息）的两种不同假设下获得了相应基本限制的尖锐特征。首先，我们发现中断保密容量假设发射机具有完善的知识的合法和窃听信道增益。在这种情况下，容量实现方案依赖于合法节点之间机会性地交换私钥。这些密钥存储在密钥缓冲区中，稍后使用Vernam的一次性密码本技术来保护延迟敏感数据。然后，我们将我们的结果扩展到更实际的情况下，假设发射机只知道合法的信道增益。在这里，我们的可验证性参数依赖于隐私放大技术来生成秘密密钥位。在这两种情况下，我们还描述了最佳功率控制策略，有趣的是，原来是一个明智的组合，信道反转和最佳遍历策略。最后，我们分析了关键缓冲区溢出对整体中断概率的影响。
2011-12-13 cs.IT math.IT
Analysis and Optimization of a Frequency-Hopping Ad Hoc Network in Rayleigh Fading
本文提出了一种新的方法来优化存在瑞利衰落的跳频ad hoc网络。假设系统使用容量接近码（例如，Turbo或LDPC）和非相干二进制连续相位频移键控（CPFSK）调制。以传输容量为性能指标，对跳频信道数、CPFSK调制指数和码率进行联合优化。网络中的移动台被假定为均匀地位于有限区域内。给出了具有物理干扰信道的网络的中断概率的闭式表达式。中断概率首先被发现条件上的移动台的位置，然后平均的移动台的空间分布。传输容量是空间频谱效率的度量，从中断概率获得。考虑到CPFSK调制和容量逼近编码的约束，对传输容量进行了修正。提出了两种最大化输电容量的优化方法。第一种是蛮力法，第二种是梯度搜索算法。从优化获得的结果棚新的洞察到跳频信道的数量，调制指数，和纠错码的速率之间的基本权衡。
2012-07-14 cs.IT math.IT
RIS-Aided Communications over Dirty MAC: Capacity Region and Outage Probability
我们的特点的容量区域的两个用户多址接入信道（MAC）在可重构的智能表面（RIS）辅助通信系统与边信息（SI）在发射机。我们考虑两种上行链路通信场景：（i）双脏MAC，其中干扰对于两个用户都是非因果已知的;以及（ii）单脏MAC模型，其中只有一个用户知道干扰，而另一个用户不知道干扰。考虑到每个用户是由一个不同的RIS与Mi元素的协助下，我们推导出封闭形式的表达式的容量区域和中断概率（OP）的两个系统模型。结果表明，在两种情况下，RISs的使用都有利于扩展容量区域和提高OP。
2022-08-15 cs.IT math.IT
On the Outage Capacity of a Practical Decoder Using Channel Estimation Accuracy
研究了在非理想信道估计条件下实现中断容量的最优译码器。首先，通过搜索到家庭的最近邻解码器，这可以很容易地实现在最实际的编码调制系统，我们推导出一个解码度量，最大限度地减少在所有信道估计错误的平均传输错误概率。对于任意无记忆信道，该度量实现了复合（更多噪声）信道的容量。接下来，根据我们以前的工作中引入的估计引起的中断容量（EIO容量）的概念，我们表征了与所提出的解码器相关联的最大可实现的信息速率。建议的解码度量在不相关的瑞利衰落MIMO信道的性能进行比较，经典的失配最大似然（ML）解码器和EIO容量（即最好的解码器在信道估计误差的存在下）给出的理论限制。数值结果表明，推导出的度量提供了显着的增益，在可实现的信息速率和比特出错率（BER），在比特交织编码调制（BICM）的框架，而不引入任何额外的解码复杂度。
2007-06-19 cs.IT math.IT
Technical Report: Outage Performance of Full-Duplex MIMO DF Relaying using Zero-Forcing Beamforming
本文研究了多天线终端的解码转发协作网络中全双工中继的性能。更具体地说，通过分析端到端的统计，我们推导出精确的封闭形式的表达式的端到端中断概率的发送和接收ZFBF计划在瑞利衰落环境。一些选定的结果显示了一些有趣的观察有用的系统设计者。具体来说，我们观察到中断性能可以通过采用不同的天线配置的联合ZF为基础的预编码得到改善。
2017-03-09 cs.IT math.IT
Compound Outage Probability and Capacity of a Class of Fading MIMO Channels with Channel Distribution Uncertainty
在部分信道分布信息下，研究了一类块衰落MIMO信道的中断概率和容量。具体而言，通道或其分布是未知的，但后者已知属于一类分布，其中每个成员都在标称分布的一定距离（不确定性）内。相对熵被用作分布之间距离的度量。引入并研究了复合中断概率，定义为最小（在发射信号分布上）-最大（在信道分布类上）中断概率。这将标准中断概率推广到部分信道分布信息的情况。给出了基于一维凸优化的复合中断概率的表征、性质和近似表达式。它示出有两个政权的行为：当标称中断概率降低（例如，通过增加SNR），复合中断第一线性下降到一定的阈值（相对熵距离相关），然后只有几何（即非常缓慢），所以没有显着的进一步减少是可能的。复合中断仅取决于相对熵距离和标称中断，所有其他细节（标称衰落和噪声分布）是无关的。标称信道分布优化的发射信号分布示出也是最佳的整个类的分布。交换的相对熵分布的影响进行了研究，并建立了错误地板效应。研究了Lp距离约束下的复合中断概率。所得到的结果适用于一个通用的信道模型（任意标称衰落和噪声分布）。
2011-02-05 cs.IT math.IT
Outage and Capacity Comparisons For Ground Relaying Systems Using Stochastic Geometry
在移动通信网络中用于中继目的的并发协作传输在具有有限基础设施的当前机构系统中是相关的，并且可以被视为用于未来商业网络（包括车辆自主联网）的潜在范围扩展机制。整个系统的复杂性，鼓励在物理层的批判性分析，在本文件中的某些抽象。我们表明，通过解析随机几何工具，接收器结构中起着至关重要的作用，中断行为的中继，特别是现实的洪水协议。这种方法旨在帮助理解此类网络的跨层方面。
2015-07-20 cs.IT math.IT
Outage Effective Capacity of Buffer-Aided Diamond Relay Systems Using HARQ with Incremental Redundancy
本文研究了在统计服务质量（QoS）约束下的缓冲区辅助菱形中继系统的传输问题。统计QoS约束作为延迟违反概率的限制。在发射机处不存在信道状态信息（CSI）的情况下，合并截断的混合自动重传请求-增量冗余（HARQ-IR）以更好地利用无线信道和每个通信链路的资源。在最大传输次数时不能成功接收的分组将从缓冲器中移除，即，发生中断。通信链路的\emph{outage effective capacity}被定义为\emph{goodput}离开过程可以支持的到源的最大恒定到达速率，即，接收器可以成功接收的离开。然后，在\emph{end-to-end}时延约束条件下，得到了基于HARQ-IR传输策略的缓存辅助菱形中继系统的中断有效容量.在DF协议与完美的CSI在发射机相比，它表明，HARQ-IR可以实现优越的性能时，在中继的SNR水平不是那么大，或当延迟约束是严格的。
2016-11-22 cs.IT math.IT
On the Outage Capacity of a Practical Decoder Accounting for Channel Estimation Inaccuracies
研究了在非理想信道估计条件下实现中断容量的最优译码器。首先，通过搜索到家庭的最近邻解码器，这可以很容易地实现在最实际的编码调制系统，我们推导出一个解码度量，最大限度地减少在所有信道估计错误的平均传输错误概率。接下来，我们专门我们的一般表达式，以获得相应的衰落MIMO信道的解码度量。根据我们以前的工作中引入的估计引起的中断（EIO）容量的概念，并假设没有信道状态信息（CSI）在发射机，我们表征最大可实现的信息速率，使用高斯码本，与建议的解码器。在不相关的瑞利衰落的情况下，这些可实现的速率进行比较的经典失配的最大似然（ML）解码器和EIO容量的最终限制所实现的速率。数值结果表明，推导出的度量提供了显着的增益所考虑的情况下，在可实现的信息速率和比特出错率（BER），在比特交织编码调制（BICM）的框架，而不引入任何额外的解码复杂度。
2007-08-27 cs.IT math.IT
From Multi-Keyholes to Measure of Correlation and Power Imbalance in MIMO Channels: Outage Capacity Analysis
多锁孔通道，其中包括一些统计独立的锁孔可能不同的相关矩阵的信息理论分析，给出。当锁孔数目或/和Tx/Rx天线数目较大时，存在等效瑞利衰落信道，使得两个信道的中断容量渐近相等。在大量的天线和广泛的一类衰落分布的情况下，瞬时容量被证明是渐近高斯分布，紧凑，封闭形式的平均值和方差的表达式。受渐近分析的启发，本文提出了一种简单的全序标量测度，用于度量MIMO信道中空间相关性和功率不平衡性，以简单易行的方式量化了这两个因素对中断容量的负面影响。它不需要特征值分解，具有全序性。大小渐近的结果被用来证明Telatar的猜想半相关多锁孔和瑞利信道。由于锁孔信道模型在某些情况下很好地近似了放大转发模式下的中继信道，因此这些结果也适用于后者
2011-02-25 cs.IT math.IT
Multicast Capacity Scaling of Wireless Networks with Multicast Outage
多播传输有几个独特的特点，而不是更普遍研究的单播网络。特别是，这些包括（i）相同的数据包必须成功地传递到几个节点，（ii）中断可能同时发生在不同的接收器，和（iii）组播速率是由接收器与最弱的链路，以尽量减少中断和重传。为了捕捉这些关键特征，我们利用一个泊松集群过程组成的一个独特的泊松点过程（PPP）的发射机和接收机，然后定义的多播传输容量（MTC）的最大可实现的多播速率乘以每单位体积的多播集群的数量，占中断和重传。我们的主要结果表明，如果$τ$传输尝试是允许在一个多播集群，MTC是$Θ\left(ρk^{x}\log(k)\right)$，其中$ρ$和$x$是$τ$的功能，这取决于网络的大小和密度，和$k$是预期的接收器在一个集群中的平均数量。我们还表明，适当的重传次数可以显着提高MTC。
2010-06-03 cs.IT math.IT
Capacity Definitions for General Channels with Receiver Side Information
我们考虑三个容量定义一般信道与信道侧信息在接收器，其中信道被建模为一个序列的有限维条件分布不一定是平稳的，遍历的，或信息稳定的。{ \em香农容量}是在任意小错误概率下渐近可实现的最高速率。{ \em容量对中断}是在给定解码器识别的中断概率的情况下渐近可实现的最高速率。{ \em预期容量}是利用单个编码器和多个解码器渐进地可实现的最高平均速率，其中信道侧信息确定使用中的解码器。作为期望速率信道编码的一种特殊情况，容量-中断编码有两个解码器：一个在非中断状态下工作，解码所有传输的信息，另一个在中断状态下工作，不解码任何信息。预期容量等于香农容量的信道由一个平稳的遍历随机过程，但通常是更大的一般信道。这些可选的容量定义基本上放松了所有发送的信息必须在接收机处解码的约束。我们通过信息密度推导出这些容量定义的容量定理。最后通过数值算例说明了它们之间的联系和区别。我们还讨论了端到端失真，源信道编码和分离的这些替代容量定义的含义。
2008-04-26 cs.IT math.IT
Analysis of Fixed Outage Transmission Schemes: A Finer Look at the Full Multiplexing Point
本文研究的传输方案的性能，具有增加的平均SNR的速率，同时保持一个固定的中断概率。这与关注于增加速率和降低中断概率的经典Zheng-Tse分集复用折衷（DMT）相反。三种不同的系统进行了探讨：天线分集系统，时间/频率分集系统，和自动重传请求（ARQ）系统。为了准确地研究固定中断设置中的性能，必须超越粗略的渐进复用增益度量。在天线分集和时间/频率分集的情况下，对高SNR中断容量（即，复用增益加上功率/速率偏移）准确地描述了性能并显示了分集的非常显著的益处。ARQ也被认为是提供了一个显着的性能优势，但即使是一个仿射近似中断容量是无法捕捉这种优势和中断容量必须直接研究在非渐近制度。
2007-10-08 cs.IT math.IT
A General Analytical Approach for Outage Analysis of HARQ-IR over Correlated Fading Channels
提出了一种通用的解析方法，推导了相关衰落信道下具有增量冗余的混合自动重传请求（HARQ-IR）的中断概率。与以往的分析不同，考虑信道相关性是中断分析的关键原因之一。利用条件Mellin变换，将相关瑞利衰落信道下HARQ-IR中断概率精确表示为独立Nakagami衰落信道下HARQ-IR中断概率的混合，其中权值为负多项式概率。它的直接应用是进行渐近中断分析，以获得更多的见解，其中渐近中断概率以简洁的形式获得。渐近中断概率具有一些特殊的性质，便于HARQ-IR的最优功率分配和速率选择。最后，数值结果的验证和讨论。
2022-09-23 cs.IT math.IT
On the Outage Capacity of the Massive MIMO Diversity Channel
考虑了在独立同分布瑞利衰落下，在收发端均采用线性处理的大规模多输入多输出（MIMO）分集信道，分析了大天线数情况下的中断容量。我们首先讨论了经典的单输入多输出（SIMO）分集信道，使用最大比合并（MRC）或选择合并（SC）。对于MRC，数值计算和高斯近似（GA）被认为是，而对于SC的精确评估是可能的。分析，然后直接扩展到多输入单输出（MISO）系统，使用最大比传输（MRT）或发射天线选择。一般的多输入多输出（MIMO）系统，追求全分集，最后考虑，在发射机和接收机的最佳线性处理和简单的天线选择。如果至少一侧的天线数量足够大，则每个考虑的分集信道的中断容量接近具有适当定义的信噪比（SNR）的合适参考加性高斯白噪声（AWGN）信道的中断容量，这提供了性能基准。这一结论是有效的，但现实的大量天线兼容的假设独立衰落。
2021-06-08 cs.IT math.IT
A Direct Approach to Computing Spatially Averaged Outage Probability
本文描述了一种直接计算网络空间平均中断概率的方法，该网络的阻塞点按点过程分布，信号受衰落影响。与大多数常见的方法不同，它不需要像拉普拉斯变换这样的变换。实例表明，如何直接获得的中断概率存在瑞利衰落的网络中，其故障是由二项式和泊松点过程定义在任意区域。我们还证明了，通过将任意区域扩展到整个平面，Poisson点过程的结果收敛到Baccelli等人发现的相同表达式。
2014-04-23 cs.IT math.IT
Closed-Form Expressions for Secrecy Capacity over Correlated Rayleigh Fading Channels
在信道状态信息完全可用的前提下，研究了相关瑞利衰落信道上的窃听保密通信。基于信息论公式，我们推导出封闭形式的平均保密容量和中断概率的表达式。仿真结果证实了我们的解析表达式。
2010-03-23 cs.CR cs.IT math.IT
Optimal Power Allocation for Fading Channels in Cognitive Radio Networks: Ergodic Capacity and Outage Capacity
认知无线电网络（CRN）通过允许次级通信网络（SCN）中的次级用户（SU）机会性地在最初分配给主通信网络（PCN）的频带中操作或者通过允许SCN与PCN中的主用户（PU）共存来形成，只要SCN对每个PU造成的干扰被适当地调节。在本文中，我们考虑后者的情况下，称为频谱共享，并研究了最优功率分配策略，以实现遍历容量和中断容量的SU衰落信道下不同类型的功率约束和衰落信道模型。特别地，除了在PU处的干扰功率约束之外，还考虑了SU的发射功率约束。由于发射功率和干扰功率可以由峰值或平均约束来限制，因此研究了功率约束的各种组合。它示出，有一个容量增益SU下的平均超过峰值发射/干扰功率约束。研究还表明，SU发送端和PU接收端之间的信道衰落通常是增强SU信道容量的有利因素。
2008-08-28 cs.IT math.IT
Outage Probability and Capacity Scaling Law of Multiple RIS-Aided Cooperative Networks
在这封信中，我们考虑了一个双跳合作网络的多个可重构智能表面（RIS）的协助。假设选择具有最高瞬时端到端信噪比（SNR）的RIS来辅助通信，研究了中断概率（OP）和平均和速率。具体而言，开发了OP的精确分析。此外，借助极值理论，推导出了渐近OP和渐近和率的封闭表达式，并在此基础上建立了容量缩放定律。我们的研究结果证实，通过模拟和有见地的讨论。特别是，我们的分析表明，RI的数量以及反射元件的数量起着至关重要的作用，在多个RI辅助合作网络的容量缩放定律。此外，与中继辅助系统进行比较，以证明所提出的系统设置优于中继方案的OP和平均和率。
2020-07-27 cs.IT math.IT
Outage Capacity and Optimal Transmission for Dying Channels
在无线网络中，通信链路可能会受到随机的致命影响：例如，传感器网络突然断电或认知无线电网络与不可预测的主用户频谱占用。在这种情况下，关键是要量化如何快速和可靠地通过受攻击的链接收集信息。对于一个单一的点对点信道受到随机攻击，命名为一个\emph{dying channel}，我们建模为块衰落（BF）信道有限和随机延迟约束。首先，我们定义的中断容量的性能指标，其次研究的最佳编码长度$K$，使中断概率最小化时，均匀的功率分配假设。对于一个给定的速率目标和编码长度$K$，我们然后最小化中断概率的功率分配向量$\mv{P}_{K}$，并表明，这个优化问题可以转化为凸优化问题在一定条件下。讨论了几种特殊情况下的最优解。此外，我们扩展了单点到点垂死信道的结果，并行多信道的情况下，每个子信道是一个垂死的信道，并调查了相应的渐近行为的整体中断概率与两种不同的攻击模型：独立的攻击情况下和$m$依赖的攻击情况。可以看出，如果\emph{rate per unit cost}小于某个阈值，则随着子信道数量的增加，两种情况下的总中断概率都减小到零。中断指数也研究了如何快速的中断概率提高的子信道的数量。
2009-06-04 cs.IT math.IT
Outage Bound for Max-Based Downlink Scheduling With Imperfect CSIT and Delay Constraint
我们考虑下行链路基于最大值的调度，其中基站和每个用户都配备有一个天线。在每个时隙中，基站获得所有用户的信道增益，并选择具有最大平方信道增益的用户。假设发射机处的信道状态信息（CSIT），即，平方信道增益可能是不准确的，我们推导出中断概率的下限，当在延迟约束下不满足所需的数据率时发生中断。的界限是紧密的瑞利衰落，并显示所需的速率和CSIT错误影响中断性能。
2016-06-13 cs.IT math.IT
On the Secrecy Outage Capacity of Physical Layer Security in Large-Scale MIMO Relaying Systems with Imperfect CSI
研究了大规模多输入多输出（LS-MIMO）中继系统的物理层安全问题。LS-MIMO中继系统的优势被用来提高无线安全性和频谱效率。特别是，短拦截距离引起的挑战性问题得到了很好的解决。在非常实际的假设下，即，在无窃听者信道状态信息（CSI）和不完全合法信道状态信息（CSI）两种情况下，研究了不完全CSI对两种典型中继系统的影响，放大和转发（AF）和解码和转发（DF）系统，并获得显式表达式的保密中断能力的两种情况。最后，数值结果验证了我们的理论结论.
2014-01-14 cs.IT math.IT
Characterization of Capacity and Outage of RIS-aided Downlink Systems under Rician Fading
该研究针对莱斯衰落下RIS辅助的MISO下行系统，将容量最大化转化为L₁范数最大化问题，提出低复杂度的FD和FA最优波束成形算法，推导SNR上界与中断概率下界，验证了界的准确性。
2024-04-16 cs.IT math.IT
Outage Duration in Poisson Networks and its Application to Erasure Codes
我们推导出在一个典型的接收器在一个无线网络中的泊松分布的发送消息的时隙随机接入在瑞利衰落信道的链路中断持续时间的概率分布。该结果被用来分析随机线性网络编码的性能，表明存在一个最佳码率，干扰相关性影响解码概率和吞吐量。
2019-11-26 cs.IT cs.NI math.IT
On Fading Channel Dependency Structures with a Positive Zero-Outage Capacity
随着6 G等新兴无线技术的发展，许多新的应用（如自治系统）也在发展，这些应用对数据通信的可靠性和延迟有着严格的要求。在通常研究的独立慢衰落链路的情况下，零中断容量（ZOC）为零，因此重传是不可避免的。在这项工作中，我们表明，一个积极的ZOC可以实现在相同的设置下的慢衰落恒定的发射功率和没有完善的信道状态信息在发射机，如果信道增益的联合分布遵循一定的结构。这允许在没有任何中断的情况下可靠接收，因此不需要重传。基于一个系统的Copula方法，我们发现，存在一组依赖结构，其中正ZOC可以实现最大比组合（MRC）和选择组合（SC）。我们的特点是在有限数量的位的最大ZOC。明确的瑞利衰落和Nakagami- $m$衰落的特殊情况下，以量化常见的衰落模型的ZOC的结果进行评估。
2021-07-12 cs.IT math.IT
Covert Capacity of Non-Coherent Rayleigh-Fading Channels
隐蔽容量的特征在于非相干快速Rayleigh衰落无线信道，其中合法用户希望与合法接收器可靠地通信，同时逃避管理员的检测。它示出的隐蔽容量是实现与振幅约束的输入分布，由有限数量的质量点，包括一个在零和数值上听话的界限提供。同时也证明了在固定位置有两个质点的分布是最优的。
2019-11-08 cs.IT math.IT
Capacity and outage analysis of a dual-hop decode-and-forward relay-aided NOMA scheme
非正交多址接入（NOMA）由于其丰富的频谱增益而被认为是下一代无线网络的候选无线接入技术。本文提出了一种两阶段协作中继策略（CRS），利用下行链路和上行链路NOMA（称为DU-hocMA）的概念。在所提出的协议中，作为源的发射机发送由两个符号组成的NOMA复合信号到目的地和中继在第一阶段，下行链路NOMA的原则。在第二阶段中，中继器将通过连续干扰消除解码的符号转发到目的地，而源与中继器并行地将新符号发送到目的地，遵循上行链路NOMA的原理。在完全和不完全连续干扰消除条件下，研究了系统的遍历和容量、中断概率和中断和容量，并给出了解析推导。通过理论分析和计算机模拟，证明了DU-hocMA比传统的使用NOMA的CRS的性能改善。仿真结果与理论分析结果吻合较好，证明了作者分析的正确性。
2019-02-21 cs.IT math.IT
On Outage Probability and Diversity-Multiplexing Tradeoff in MIMO Relay Channels
研究了源端和目的端均采用多天线而中继站采用单天线的MIMO中继信道的衰落特性。得到了独立同分布下系统中断概率的紧致闭式表达式。和相关瑞利衰落链路。低中断近似推导，揭示了一些见解，包括相关性的影响，天线的数量，中继噪声和中继协议。相关性的影响被证明是可以忽略不计的，除非信道变得几乎完全相关。量化了中继衰落信道相对于AWGN信道的信噪比损失。SNR-渐近分集复用权衡（DMT）得到了广泛的一类衰落分布，包括，作为特殊情况下，瑞利，赖斯，Nakagami，威布尔，这可能是不相同的，空间相关和/或非零均值。DMT被示出为不依赖于一个特定的衰落分布，而是在其多项式行为接近零，并且是相同的简单的“放大和转发”协议和更复杂的“解码和转发”一个容量实现代码，即在中继的全部处理能力并不有助于提高DMT。然而，SNR渐近DMT和有限SNR中断性能之间存在显著差异：虽然前者不会通过在任一侧使用额外的天线来改善，但后者可以显著改善，特别是，可以权衡额外的天线以获得中继的全部处理能力。将结果推广到具有选择中继的多中继信道，并识别出典型的中断事件。
2011-02-25 cs.IT math.IT
Message Transmission and Common Randomness Generation over MIMO Slow Fading Channels with Arbitrary Channel State Distribution
研究了在平均输入功率受限、加性高斯白噪声（AWGN）、任意状态分布和接收端可获得完整信道状态信息（CSIR）的单用户多输入多输出（MIMO）慢衰落信道中的消息传输问题和公共随机性（CR）生成问题.首先，我们推导出一个下限和上限的MIMO慢衰落信道的中断传输容量的任意状态分布，并表明，边界一致，除了可能在中断传输容量的不连续点，其中有，最多，可数多。为了证明中断传输容量的下界，我们还建立了一个特定的复合MIMO高斯信道的容量。其次，我们定义了中断CR容量的两个源模型与单向通信在MIMO慢衰落信道与任意状态分布，并建立一个下限和上限，它使用我们的MIMO慢衰落信道的中断传输容量的界限。
2022-10-21 cs.IT math.IT
Outage Performance of AF-based Time Division Broadcasting Protocol in the Presence of Co-channel Interference
本文研究了独立但不相同的瑞利平坦衰落信道中时分广播（TDBC）协议的中断性能，其中所有节点都受到有限个同信道干扰器的干扰。我们假设中继器工作在转发模式。给出了系统中断概率的严格下界和渐近表达式。理论分析和仿真结果表明，在干扰受限的情况下，TDBC协议的可达分集为零。此外，我们还研究了干扰功率、中继数目和中继位置对中断概率的影响。最后，通过计算机模拟验证了分析结果的正确性。
2012-12-30 cs.IT math.IT
Asymptotic SER and Outage Probability of MIMO MRC in Correlated Fading
本文推导了多输入多输出（MIMO）最大比合并（MRC）系统的渐近符号出错率（SER）和中断概率。我们考虑瑞利衰落信道的发射和接收空间相关性。我们的结果是基于新的渐近表达式，我们推导出的p.d.f.和c.d.f.复高斯矩阵中正定二次型的最大特征值。我们证明了空间相关性不影响分集阶数，但它降低了阵列增益，从而增加了在高信噪比制度的SER。
2006-11-03 cs.IT math.IT
Outage Probability of Overhearing Amplify-and-Forward Cooperative Relaying
研究了采用空时网络编码（STNC）的偷听放大转发（AF）协作中继的中断性能。首先，这种中继系统的传输协议，即，提出了一种基于STNC的具有偷听AF中继的协作中继（STNC-OHAF）。然后分析了STNC-OHAF的瞬时端到端信噪比表达式。在此基础上，STNC-OHAF在独立但不一定同分布（i.n.i.d）的瑞利衰落信道的中断概率的显式表达式的理论推导。数值结果验证了我们的理论分析，并表明通过引入中继间的偷听，系统的中断性能可以大大改善。它还表明，有一个折衷的系统总中断容量和发送的符号数。
2015-01-04 cs.IT math.IT
A Rigorous Proof of the Capacity of MIMO Gauss-Markov Rayleigh Fading Channels
研究了在时变单用户多输入多输出（MIMO）瑞利衰落信道中，在接收端具有完整的信道状态信息（CSIR）和平均功率约束条件下的消息传输问题。为了描述信道随时间的变化，我们考虑一阶高斯马尔可夫模型。我们完全解决了这个问题，给出了一个封闭形式的信道容量的单字母表征，并提供了一个严格的证明。
2022-04-13 cs.IT math.IT
Secret Key Generation from Sparse Wireless Channels: Ergodic Capacity and Secrecy Outage
本文研究了从互易无线信道生成秘密密钥的问题。特别是，我们认为在宽带制度和稀疏的秘密密钥容量的影响，表现出稀疏结构的无线信道。我们分两步来探讨这个问题。首先，我们研究了状态相关离散无记忆多源密钥生成问题。源的状态捕获信道稀疏性的效果。其次，我们考虑了一个无线信道模型，该模型捕获了信道稀疏性和合法用户信道与窃听者信道之间的相关性。这种依赖性可以显著地减少秘密密钥容量。根据系统的时延要求，考虑了两个性能指标：（i）遍历秘密密钥容量和（ii）中断概率。我们表明，在宽带制度时，采用白色的探测序列，稀疏的信道可以实现更高的遍历秘密密钥率比丰富的信道可以。对于中断性能，我们表明，如果用户产生的秘密密钥在遍历容量的一小部分，中断概率将呈指数衰减的信号带宽。此外，通过更丰富的通道实现更大的指数。
2012-08-18 cs.CR cs.IT math.IT
On the Mutual Information Distribution of OFDM-Based Spatial Multiplexing: Exact Variance and Outage Approximation
研究了频率选择性空间不相关瑞利衰落MIMO信道的互信息分布。基于OFDM的空间复用的结果。新的精确的封闭形式的表达式推导出的互信息的方差。与以前的结果相比，我们的新表达式适用于具有任意数量的天线和任意长度的信道的系统。简化的表达式也提出了高和低信噪比制度。分析方差结果用于提供互信息和停电容量的分布的精确的分析近似。
2007-12-01 cs.IT math.IT
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
Non-coherent Rayleigh fading MIMO channels: Capacity Supremum
研究了在快瑞利衰落MIMO信道中，除了衰落统计信息外，发送端和接收端都不知道信道状态信息（CSI）的情况下，信息传输的极限。我们开发了一个标量信道模型，由于在非相干瑞利衰落的相位信息的情况下，并推导出容量上确界与接收天线的数量在任何信号噪声比（SNR）使用拉格朗日优化。此外，我们概念化的最佳输入分布的离散性质，提出的优化$N$离散输入的信道互信息。此外，我们推导出的渐近容量的表达式时，输入功率是大的，并与现有的容量结果时，接收机配备了大量的天线。
2005-11-07 cs.IT math.IT
Generalized Coordinated Multipoint (GCoMP)-Enabled NOMA: Outage, Capacity, and Power Allocation
提出了一种新的支持广义协作多点传输（GCoMP）的非正交多址（NOMA）方案。特别地，传统的联合传输CoMP方案被推广应用于所有用户设备（UE），即蜂窝基站（BS）的覆盖区域内的小区中心和小区边缘用户。此外，每个BS使用相同的频率子带对与其相关联的所有UE应用NOMA（即，与BS相关联的所有UE形成单个NOMA集群）。为了评估所提出的方案，我们推导出一个封闭形式的表达式为一个UE与不同的顺序BS合作的中断的概率。重要的见解所提出的系统中提取的近似（渐近）表达式的中断和中断容量的概率。此外，一个最佳的传输功率分配方案，联合分配传输功率分数从所有合作BS到所有连接的UE开发和研究所提出的系统。研究结果表明，当在网络覆盖区域内的所有UE上使用GCoMP技术时，具有大量UE的NOMA是可行的。此外，通过增加协作BS的数量，显著减轻了由大NOMA集群大小引起的性能下降。此外，对于给定的可行系统参数和给定的NOMA集群，可用功率预算越低，对其集群成员应用NOMA的BS的数量越高，并且使用注水进行功率分配的BS的数量越低。
2019-01-29 cs.IT math.IT
Proactive Eavesdropping via Jamming for Rate Maximization over Rayleigh Fading Channels
这封信不是反对窃听，而是通过研究合法的监视器（例如，政府机构）有效地窃听可疑的无线通信链路。可疑发射机控制其在瑞利衰落信道上的通信速率，以保持在接收机处的目标中断概率，并且合法监视器只有当其可达速率不小于可疑通信速率时才能成功窃听。我们提出了一个积极的窃听通过干扰的方法，以最大限度地提高平均窃听率，其中合法的监视器发送干扰信号与优化的功率控制，以缓和可疑的通信速率。
2015-11-04 cs.IT math.IT
