MLE-based Device Activity Detection under Rician Fading for Massive Grant-free Access with Perfect and Imperfect Synchronization
本文研究Rician衰落及同步不完美条件下的大规模免授权接入设备活动检测，提出基于MLE的迭代算法，在同步和三种异步场景下显著降低检测错误概率与计算时间。
2024-01-12 cs.IT eess.SP math.IT
Unified Analytical Modeling of the Error Rates and the Ergodic Channel Capacity in $η$-$μ$ Generalized Fading Channels with Integer $μ$ and Maximal Ratio Combining Receiver
在本文中，我们介绍了一种新的性能分析的$η$ - $μ$广义无线衰落信道的$μ$衰落参数的整数值，即偶数个多径簇。该衰落模型包括作为特殊情况的其他衰落模型，例如Nakagami-m、Hoyt和Rayleigh。我们得到了新的统一的和通用的简单的封闭形式的平均出错率和遍历信道容量在加性白广义高斯噪声（AWGGN），其中包括加性高斯，伽玛，拉普拉斯，和脉冲噪声作为特殊情况下的表达式。接收机被假定为一个L-分支的最大比合并器，我们研究了具有更多部署的接收机天线的效果。数值评估以及无线技术文献的结果验证了所研究的测试情况下的通用性和准确性的统一表达式。
2017-03-11 cs.IT math.IT
On the Dirty Paper Channel with Fast Fading Dirt
Costa的“写在脏纸上”的结果表明，在具有加性状态和加性高斯白噪声的Gel`fand-Pinsker问题中可以实现全状态预消除。在发射机和接收机都具有全信道知识的假设下，该结果成立。在这项工作中，我们考虑的情况下，状态乘以遍历衰落过程，这是不知道在编码器。我们研究的情况下，在接收机的衰落知识和情况下，它不：对于这两种模式，我们得出的内部和外部的界限容量和确定的两个界限之间的距离时，可能的。对于在发射机或接收机处没有衰落知识的信道，对于包括许多典型衰落模型的一类衰落分布，内界和外界之间的间隙是有限的。在容量逼近策略中，发射机对状态的衰落时间的平均值执行Costa的预编码，而接收机将剩余的信号视为噪声。对于只有接收机的衰落知识的情况下，我们确定了两类离散衰落分布的内界和外界之间的有限间隙。第一类分布是其中存在大于一半的概率质量的分布，而第二类分布是其中衰落均匀分布在指数间隔开的值上的分布。不幸的是，在连续衰落分布的情况下的容量仍然很难表征。
2015-06-14 cs.IT math.IT
Optimum Linear LLR Calculation for Iterative Decoding on Fading Channels
在接收端没有信道状态信息的衰落信道中，计算真实对数似然比（LLR）是复杂的。现有的工作假设加性噪声的功率是已知的，并使用信道输出的线性函数中的衰落增益的期望值来找到近似的LLR。在这项工作中，我们首先假设的功率的加性噪声是已知的，我们找到的最佳线性近似的LLR的意义上的最大可实现的传输速率的信道上。在该线性LLR计算下的最大可实现速率几乎等于在真实LLR计算下的最大可实现速率。我们还观察到，这种方法似乎是最佳的意义上的比特出错率性能太。这些结果，然后扩展到的情况下，噪声功率是未知的接收机和性能几乎相同的情况下，噪声功率是完全已知的。
2007-04-19 cs.IT math.IT
Free Probability based Capacity Calculation of Multiantenna Gaussian Fading Channels with Cochannel Interference
在过去的十年中，人们已经很好地理解，通过多个天线的通信可以线性地增加复用容量增益，并提供大的频谱效率改善。然而，在这方面的大多数研究进行忽略同信道干扰。只有少数的调查已考虑同信道干扰，但即使在其中简单的信道模型，假设相同分布的衰落系数。在本文中，一个通用的多天线信道模型，包括四个损伤，即加性高斯白噪声，平坦衰落，路径损耗和同信道干扰。点到点和多址MIMO信道被认为是，包括合作基站集群的情况下。该信道的渐近容量限制是基于渐近自由概率方法计算的，该方法分别利用R和S变换域中的加性和乘性自由卷积，以及eta和Stieltjes变换的性质。数值结果被用来验证推导出的封闭形式的表达式的准确性，并评估同信道干扰的影响。
2011-03-18 cs.IT math.IT
Symbol-Level GRAND for High-Order Modulation over Flat Fading Channels
猜测随机加性噪声解码（GRAND）是一种以噪声为中心的解码方法，适用于超可靠的低延迟通信，因为它支持生成短长度码字的高速率纠错码。GRAND通过猜测在传输过程中改变码字的错误模式来估计传输的码字。猜测过程需要生成和测试以汉明权重的递增顺序排列的错误模式。该方法适用于加性高斯白噪声信道下的二进制传输。这封信考虑了在平坦衰落信道上传输编码和调制数据，并提出了GRAND的一个变体，它利用了调制方案和衰落信道上的信息。在所提出的变体的核心中，被称为符号级GRAND，是计算错误模式发生的概率并确定测试错误模式的顺序的分析表达式。仿真结果表明，符号级的GRAND产生的传输码字的估计显着快于原来的GRAND在一个小的内存需求增加的成本。
2022-07-15 cs.IT math.IT
Common Randomness Generation over Slow Fading Channels
分析了在具有加性高斯白噪声（AWGN）和任意状态分布的单输入单输出（SISO）慢衰落信道中，相关离散信源在单向通信辅助下的公共随机性（CR）生成问题。慢衰落信道实际上与无线通信相关。我们完全解决了SISO慢衰落的情况下，通过建立相应的中断CR容量使用我们的表征其信道中断容量。所产生的CR可以被用来提高识别方案的性能增益。在许多新的应用中，后者被认为比经典的传输方案更有效，这些应用需要超可靠的低延迟通信。
2021-06-07 cs.IT math.IT
Modern Random Access for Satellite Communications
本博士学位论文的重点是现代随机接入（RA）技术。在第一部分中，提出了一种采用复制、连续干扰消除和合并技术的时隙和帧异步RA方案，并分析了其性能。下面是在较高层的时隙同步和异步RA的比较。接下来，优化过程，时隙同步RA与不规则的重复，扩展到瑞利块衰落信道。最后，考虑多个接收机的随机接入。
2017-06-30 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
A Queueing Characterization of Information Transmission over Block Fading Rayleigh Channels in the Low SNR
与加性高斯白噪声（AWGN）信道不同，衰落信道除了受到加性高斯噪声的影响外，还受到随机信道增益的影响。结果，瞬时信道容量随时间随机变化，这使得仅使用数据率不足以表征衰落信道的传输能力。本文以恒定速率的输入数据流为例，研究了缓冲区辅助的块瑞利衰落信道的传输能力，并通过平均队列长度、稳态队列长度分布、分组时延和溢出概率等参数来反映信道的传输能力。考虑了无限缓冲区模型和有限缓冲区模型。利用信道在低信噪比（SNR）条件下提供的服务的无记忆特性，将信道上的信息传输问题转化为一个\textit{discrete time discrete state} $D/G/1$排队问题.结果表明，块衰落信道不能支持接近其遍历容量的数据率，无论缓冲区有多长，甚至从应用层来看。对于有限缓冲区模型，溢出概率推导出明确的表达式，并示出指数下降时，缓冲区大小的增加，即使当缓冲区的大小是非常小的。
2014-07-17 cs.IT math.IT
Queueing Analysis for Block Fading Rayleigh Channels in the Low SNR Regime
无线衰落信道同时受到信道衰落和加性高斯白噪声（AWGN）的影响.结果，衰落信道不可能在不使用缓冲器的情况下支持恒定速率的数据流。在本文中，我们考虑在低信噪比（SNR）制度的信息传输在一个无限缓冲区辅助块瑞利衰落信道。我们的特点的信道的传输能力的固定队列长度分布，分组延迟，以及数据率。基于每个块中信道所提供服务的无记忆特性，我们将传输过程表示为离散时间离散状态$D/G/1$调度问题。所得到的结果提供了一个完整的块瑞利衰落信道的特性，并可以扩展到有限缓冲区辅助传输。
2017-12-14 cs.IT math.IT
Secure Communications over Fading Channels
研究了衰落窃听信道，其中源到目的地信道和源到窃听器信道除了加性高斯噪声项之外还被乘性衰落增益系数破坏。假设信道状态信息在发射机和接收机处都是已知的。首先研究了具有独立子信道的并行窃听信道，作为衰落窃听信道的信息论模型。建立了并行窃听信道的保密容量。这个结果，然后专门给衰落窃听信道的保密能力，这是实现与源节点动态改变功率分配根据信道状态实现。最后给出了实现保密容量的最优源功率分配方案。
2007-08-20 cs.IT math.IT
A Simple Capacity Lower Bound for Communication with Superimposed Pilots
我们提出了一个新的封闭形式的下限的高斯输入互信息的非相干通信（即，其中发射机和接收机都不知道衰落状态）。我们的界产生积极的（非平凡的）值，即使在最具挑战性的情况下，零均值快速衰落，一个制度，在该制度中，传统的正交时分复用导频的方法是无效的，并为其中，据作者所知，没有简单的分析界是已知的。其推导依赖于赋予发射信号非零均值，其可以被解释为附加地叠加到承载信息的高斯信号上的导频符号。在封闭的形式计算的最佳分数的发射功率，应该专用于这个导频，并显示出倾向于在低SNR的一半，并在高SNR的限制以上$2-\sqrt{2} \approx 0.586$。我们进一步展示了如何可以细化的非零均值衰落的一般情况下的界。最后，我们陈述我们的限制的MIMO设置的扩展，并将其应用于比较叠加与正交导频的SISO瑞利块衰落信道。
2018-04-19 cs.IT math.IT
GRAND for Fading Channels using Pseudo-soft Information
本文提出利用衰落信道均衡后的有色噪声统计特性作为伪软信息，结合ORBGRAND实现低复杂度译码，在10^-3误块率下相比硬GRAND获得最高10dB信噪比增益，性能逼近CA-Polar和BCH码的最优软译码器。
2022-09-02 cs.IT math.IT
Unified Error Rates Analysis of MIMO Space-Time Block Codes over Generalized Shadowed κ-μ and η-μ Fading and AWGGN
该文提出了一种新的空时分组码（STBC）在多输入多输出（MIMO）网络中的统一性能分析方法。具体地说，我们推导出新颖的，简单的和准确的平均比特出错率（ABER）的表达式在广义η-μ和阴影κ-μ衰落信道的相干调制方案。假设网络中的噪声由加性白广义高斯噪声（AWGGN）建模，其中包括拉普拉斯和高斯噪声环境作为特殊情况。该结果避免了在许多多径衰落和噪声模型下重新推导MIMO STBC系统的出错率的需要，同时避免了计算昂贵的表达式。从文献中发表的结果，以及数值模拟证实了我们推导的广义表达式的准确性。
2016-07-31 cs.IT math.IT
State-Dependent Fading Gaussian Channel with Common Reconstruction Constraints
Indian Institute of Technology (IIT), Jodhpur（印度理工学院焦浦尔分校）
本文研究了在具有加性状态干扰的高斯信道中，如何同时传输信息并重建共同信道状态，提出了一种满足共同重建约束的最优速率失真贸易区方案。
2026-01-06 cs.IT math.IT
Finite Blocklength Rates over a Fading Channel with CSIT and CSIR
在这项工作中，我们得到的最大传输速率在一个给定的码字长度$n$，平均错误概率$ε$和功率约束$\bar{P}$的上下界，在有限值，块衰落加性高斯白噪声（AWGN）信道的信道状态信息（CSI）在发送器和接收器。这些界限表征了有限块长度编码速率与信道容量的偏差，而信道容量又是通过时间上的注水功率分配来实现的。得到的界限也表征可能由于CSI在有限块长度制度的发射机的速率增强。通过数值例子进一步阐明了结果。
2017-11-13 cs.IT math.IT
Training Optimization for Gauss-Markov Rayleigh Fading Channels
在本文中，导频辅助传输高斯马尔可夫瑞利衰落信道被认为是。研究了一种简单的场景，其中每T个符号发送单个导频信号，并且在导频之间发送T-1个数据符号。首先，假设在发射机处采用二进制相移键控（BPSK）调制。在此假设下，通过最大化可实现的速率表达式来联合优化训练周期以及数据和训练功率分配。使用最佳训练参数计算可压缩速率和每比特能量要求。其次，将估计误差视为加性高斯噪声的另一个来源，得到了一个容量下界，并通过最大化这个下界来优化训练参数。
2007-05-01 cs.IT math.IT
Tight Upper Bounds on the Error Probability of Spinal Codes over Fading Channels
针对 Rayleigh、Nakagami-m 和 Rician 三类衰落信道，本文在 ML 译码与理想 CSI 下推导 Spinal 码错误概率的显式紧上界，并通过仿真验证其紧致性。
2023-04-27 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
Error Rates Analysis of MIMO Space-Time Block Codes in Generalized Shadowed Fading Channels
本文提出了一种新的和统一的比特出错率性能分析的空时分组码（STBC）部署在无线系统中的空间分集在广义阴影衰落和噪声的情况下。具体地说，我们得到了一个简单的和非常准确的近似表达式的平均出错率的相干调制方案在广义$η-μ$和$κ-μ$阴影衰落信道与多输入多输出（MIMO）系统。网络中的噪声被假定为使用加性白广义高斯噪声（AWGGN）建模，其中包括经典拉普拉斯和高斯噪声环境作为特殊情况。推导的结果避免了在多径衰落和噪声条件下重新推导MIMO STBC系统的出错率的需要，同时避免了任何具有高计算复杂性的特殊函数。从文献中发表的结果，以及数值评估，证实了我们推导出的广义表达式的准确性。
2017-10-07 cs.IT math.IT
GRAND for Rayleigh Fading Channels
猜测随机加性噪声译码（GRAND）是一种适用于短码长和高速率信道码的码无关译码技术。GRAND算法试图通过产生测试误差模式（TEP）来猜测信道噪声，而TEP的顺序是GRAND算法不同变体之间的主要区别。在这项工作中，我们扩展了应用程序的GRAND多径频率非选择性瑞利衰落通信信道，我们称之为衰落-GRAND这种GRAND的变种。所提出的Fading-GRAND使其TEP生成适应底层通信信道的衰落条件，在具有$L$空间分集分支的场景以及没有分集的场景中优于传统的信道码解码器。数值仿真结果表明，在目标误比特率为$10^{-7}$的情况下，Fading-GRAND译码器对BCH码$(127,106)$和BCH码$(127,113)$的译码性能比传统的Berlekamp-Massey（B-M）译码器提高了$\mathbf{0.5\sim6.5}$ dB.类似地，在具有CRC $(128,104)$码和RLC $(128,104)$的$10^{-7}$的目标FER处，Fading-GRAND比GRAND的硬输入变化GRANDAB好$0.2\sim8$ dB。此外，在对应于$10^{-7}$的目标FER的$\frac{E_b}{N_0}$处，Fading-GRAND的平均复杂度是GRANDAB的复杂度的$\frac{1}{2}\times\sim \frac{1}{46}\times$。
2022-12-01 cs.IT math.IT
On the Frame Error Rate of Transmission Schemes on Quasi-Static Fading Channels
众所周知，利用相应迭代解码器的收敛阈值可以准确地逼近准静态衰落信道上Turbo码的帧出错率。本文认为，准静态衰落信道，并证明，非迭代方案也可以由一个类似的阈值，基于此，他们的帧出错率可以很容易地估计。特别是，我们表明，这个阈值是一个函数的成功帧检测加性高斯白噪声的概率，归一化的平方瞬时信噪比。我们将我们的方法应用到未编码的二进制相移键控，卷积编码和Turbo编码，并证明近似的帧出错率是在0.4 dB的仿真结果。最后，我们引入性能评估图来探讨帧大小对所研究方案的性能的影响。
2008-02-16 cs.IT math.IT
An Energy Efficiency Perspective on Training for Fading Channels
本文研究了块瑞利衰落信道中基于训练的传输对比特能量的要求。导频信号被用来获得信道衰落系数的最小均方误差（MMSE）估计。能量效率分析在最坏的情况下，其中信道估计被假定为完美的，并且估计中的误差被认为是加性高斯噪声的另一个来源。结果表明，位能量的需求增长没有约束的，因为该位趋于零，和最小的位能量是在一个非零的位的值，低于该值的人不应该操作。块长度的最小位能量和最小值时达到的最小值上的效果进行了研究。闪光训练计划进行了分析，并显示，以提高能源效率在低功耗制度。当峰值功率约束施加在导频信号上时，也进行能量效率分析。
2007-05-01 cs.IT math.IT
Maximal Ratio Combining Diversity Analysis of Underwater Acoustic Communications Subject to $κ-μ$ Shadowed Fading Channels
针对$κ-μ$阴影衰落模型，给出了一种新的平均出错率（ABER）和平均信道容量（ACC）的统一解析表达式。这种新的阴影衰落模型已被证明是适合于水下无线信道建模的测量由海军研究实验室进行，并没有那么好地覆盖在公共文献。针对最大比合并（MRC）接收机，给出了接收机输出信噪比概率密度函数的一种新的简单解析表达式。在此基础上，推导出了新的统一的ABER和ACC表达式。为了进一步推广出错率分析，假设加性白广义高斯噪声模型对不同的噪声环境进行建模。新的统一表达式是准确的，简单和通用的，并适用于MRC分析在这种广义阴影衰落和噪声环境。数值技术和发表的技术文献的结果证实了我们的分析在不同的测试方案下的通用性和准确性。
2017-03-11 cs.IT math.IT
Asynchronous MIMO-OFDM Massive Unsourced Random Access with Codeword Collisions
本文针对异步MIMO-OFDM大规模免授权随机接入中的TO/CFO和码字冲突问题，提出基于双重稀疏性的消息传递稀疏贝叶斯学习算法和多时隙图算法，实现信道与偏移估计及数据恢复性能的显著提升。
2024-10-10 cs.IT eess.SP math.IT
Performance of Hybrid Concatenated Trellis Codes CPFSK with Iterative Decoding over Fading Channels
级联是一种从较短的代码中构建长代码的方法，它试图通过将所需的计算分解为可管理的片段来解决解码复杂性的问题。级联连续相位频移键控（CPFSK）有助于强大的纠错功能。CPFSK还具有带宽效率高和与非线性放大器兼容的优点。针对加性高斯白噪声（AWGN）和瑞利衰落信道，设计了带宽有效的级联编码调制方案。给出了串行级联卷积码（SCCC）和并行级联卷积码（PCCC）的性能分析界，并与第三类混合级联格码（HCTC）进行了比较。得到了这三种方案的平均最大似然误比特概率的上界。讨论了使交织器增益最大化的并行码、外码和内码的设计原则。最后，提出了一种低复杂度的迭代译码算法，该算法具有较好的性能。
2011-05-22 cs.IT math.IT
Polar Codes over Fading Channels with Power and Delay Constraints
极化码是信道特定的固有性质使得难以在通信信道随时间变化的设置中使用它们。特别地，为了能够在无线场景中使用极化码，需要减轻由于衰落引起的变化的衰减。据我们所知，迄今为止在这方面没有开展全面工作。在这项工作中，提出了一个实用的方案，涉及信道反转的信道状态在发射机的知识。对允许的平均和峰值功率施加额外的实际约束，这又使得信道等效于与擦除信道级联的加性高斯白噪声（AWGN）信道。结果表明，构造的极化码可以实现该信道的对称容量。此外，还讨论了针对给定功率约束计算极化码的最优设计速率的手段。
2017-04-03 cs.IT math.IT
Algebraic lattice codes for linear fading channels
在香农工作之后的几十年里，对加性高斯白噪声（AWGN）信道编码设计的探索导致了丰富理论的发展，揭示了信息论和数字几何之间的许多美丽联系。其中一个最显著的例子是经典的格子球填充和AWGN信道容量之间的联系。主要结果指出，任何家庭的格码与线性增长的厄米特不变量实现了一个常数间隙的能力。这些经典的结果和许多更多的可以在综合书中找到的康威和斯隆[5].
2017-12-19 cs.IT math.IT math.NT
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
Capacity Analysis for Continuous Alphabet Channels with Side Information, Part II: MIMO Channels
在这一部分中，我们考虑了多天线结构的无线移动系统的容量分析。我们将第一部分的结果应用到一个众所周知的基带，离散时间多天线系统，其中发射机和接收机都知道信道的统计规律。我们分析的容量加性高斯白噪声（AWGN）信道，衰落信道与完整的信道状态信息（CSI）在接收端，衰落信道没有CSI，和衰落信道与部分CSI在接收端。对于每种类型的通道，我们研究的能力值以及问题，如存在性，唯一性，和表征的能力实现措施不同类型的时刻约束。结果适用于瑞利和莱斯衰落信道中存在的任意线的视线和相关配置文件。
2004-11-06 cs.IT math.IT
Capacity of Gaussian Arbitrarily-Varying Fading Channels
本文研究了由一个发射机、一个接收机和一个任意变化的敌手组成的任意变化衰落信道。假设信道具有加性高斯噪声和从合法用户到接收机的增益的快速衰落。我们研究了四个变量的问题，这取决于发射机和/或对手是否有机会获得的衰落增益，我们假设接收机总是知道的衰落增益。在两个变种的对手没有获得的收益，我们表明，容量对应于一个标准的点对点衰落信道的容量增加噪声方差。在其他两种情况下，对手有知识的信道增益的能力，是由最坏情况下的噪声方差作为受干扰的功率约束的信道增益的函数确定的;如果干扰有足够的功率，那么它可以模仿合法用户的信道，导致容量下降到零。我们还表明，有因果关系或非因果关系的信道增益在编码器和/或对手不改变的能力，除了所有各方都知道的信道增益的情况下。在这种情况下，如果发送方非因果地知道增益，而对手因果地知道增益，则合法用户有可能对对手保密。我们表明，在这种情况下的能力总是积极的。
2021-06-14 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
Coding for Fading Channels with Imperfect CSI at the Transmitter and Quantized Feedback
本文提出了一种适用于多路径衰落信道的 SK 类方案，通过中继策略提升传输速率并转换时域信道为频域 MIMO 信道。
2026-01-10 cs.IT math.IT
Signature Quantization in Fading CDMA With Limited Feedback
在这项工作中，我们分析了反向链路直接序列（DS）-码分多址（CDMA）的签名量化方案的性能。假设信道和干扰协方差的完美估计，接收机从签名码本中选择使干扰功率最小化或使期望用户的信号与干扰加噪声比（SINR）最大化的签名。对应于最佳签名的码本索引然后经由反馈信道以有限数量的比特被中继给用户。在这里，我们感兴趣的随机矢量量化（RVQ）码本，其中包含独立的各向同性分布的矢量的性能。假设任意的发射功率分配，我们考虑加性高斯白噪声（AWGN）信道首先没有衰落，随后，与多径衰落。在匹配滤波器和线性最小均方误差（MMSE）接收机的输出端，我们推导出相应的SINR在一个大的系统限制。数值例子表明，推导出的大系统的结果给出了一个很好的逼近有限大小的系统的性能和MMSE接收机实现接近单用户的性能，每个签名元素只有一个反馈比特。
2011-02-17 cs.IT math.IT
Coherent Fading Channels Driven by Arbitrary Inputs: Asymptotic Characterization of the Constrained Capacity and Related Information- and Estimation-Theoretic Quantities
我们考虑的渐近行为的平均最小均方误差（MMSE）和平均互信息在标量和矢量衰落相干信道的特征，其中接收机知道确切的衰落信道状态，但发射机只知道衰落信道分布，由一系列的输入。我们构建低的平均MMSE和平均互信息相干信道瑞利衰落，莱斯衰落或Nakagami衰落和离散输入（有限支持）或各种连续输入驱动的低的平均MMSE和高的渐近展开的贡献的新颖性的心脏。我们揭示了所谓的典型MMSE在标准加性高斯白噪声（AWGN）信道中的作用，在衰落相干信道中的平均MMSE和平均互信息的渐近行为的表征。我们还揭示了MMSE维度的连接和概括。能够构建这些非平凡展开式的最相关元素是实现估计和信息理论量的积分表示可以被视为具有单调变元的核的h变换：这使得能够使用一种新的积分渐近展开技术-梅林变换方法-不仅立即导致高，但是也可以是平均MMSE的低信噪比扩展，以及--通过I-MMSE关系--平均互信息的扩展。我们的结论与应用程序的结果的表征和优化的约束能力的银行的并行独立相干衰落信道驱动的任意离散输入。
2012-10-16 cs.IT math.IT
Turbo Coded Single Sideband OFDM-OQAM Signaling through Frequency Selective Rayleigh Fading Channels
IIT Kanpur（坎普尔印度理工学院）
本文提出了一种基于涡码和子载波分集的OFDM-OQAM信号传输方案，通过根升余弦脉冲和希尔伯特变换实现复值滤波，以提高在频率选择性瑞利衰落信道中传输的BER性能。
2026-02-21 cs.IT math.IT
Error Performance of Multidimensional Lattice Constellations-Part II: Evaluation over Fading Channels
这是一个两部分组成的系列论文的第二部分，在那里的多维格星座与信号空间分集（SSD）的错误性能进行了研究。在第一部分中，我们采用了一种基于平行六面体几何的组合几何方法，给出了加性高斯白噪声（AWGN）中误符号概率（SEP）的精确解析表达式和两个封闭形式的界。在本第二部分中，我们扩展了分析，并提出了一种新的解析表达式的帧错误概率（FEP）的多维格星座在Nakagami-m衰落信道。由于无限格型星座的FEP是由球下界（SLB）的下界，我们提出了球上界（SLB）的块衰落信道。此外，提出了块衰落信道下多维格型星座的FEP的两个新的界，称为多球下界（MSLB）和多球上界（MLB）。SLB和MLB的表达式以封闭形式给出，而MSLB和MLB的相应表达式以酉块长度的封闭形式给出。数值和仿真结果表明，所提出的界限的紧密性，并表明它们可以有效地用于设置任意结构，尺寸和秩的格星座的FEP的性能限制。
2012-07-03 cs.IT 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
Communication System Design and Analysis for Asynchronous Molecular Timing Channels
提出了两种新的分子定时（MT）通道异步调制技术。一种是基于在不可区分的信息粒子的两个连续释放之间的时间上调制信息，另一种是基于使用可区分的粒子。为了进行比较，我们考虑同步调制方案，其中信息在释放时被编码，并从粒子到达时被解码。我们表明，所有这三种调制技术的结果，可以建模为一个加性噪声信道的系统，我们推导出的噪声的概率密度函数的表达式。接下来，我们专注于二进制通信，并推导出相关的最佳检测规则为每个调制。由于与这些调制相关的噪声具有无限的方差，几何功率被用作噪声功率的度量，并且我们推导出每个调制方案的几何SNR（G-SNR）的表达式。数值计算表明，对于这些系统的误比特率（BER）是恒定的在一个给定的G-SNR，类似于在加性高斯噪声信道中的BER和SNR之间的关系。我们还证明了基于两个可区分的粒子的异步调制可以实现接近同步调制方案的BER性能。
2018-12-08 cs.IT eess.SP 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
Coding for Quasi-Static Fading Channel with Imperfect CSI at the Transmitter and Quantized Feedback
本文针对发射端具有不完美信道状态信息和量化反馈的准静态衰落信道，通过在 SK 型收发机中引入模格函数与辅助信号，完全消除了由 I-CSIT 引起的译码错误，成功设计了高效的 SK 型编码方案。
2025-07-02 cs.IT math.IT
Distributed Approximation of Functions over Fast Fading Channels with Applications to Distributed Learning and the Max-Consensus Problem
在这项工作中，我们考虑的问题，分布逼近的功能在多址信道加性噪声。与以前的作品相比，我们考虑到快速衰落，并给出明确的概率界的近似误差，使我们能够推导出的信道使用的数量上的界限，需要近似一个函数到一个给定的近似精度。衰落和噪声过程都不限于高斯分布。相反，我们考虑亚高斯随机变量，其中包括高斯以及许多其他分布的实际意义。结果的动机和直接应用于a）计算分布式机器学习模型中的预测器和b）超密集网络中的最大共识问题。
2019-09-21 cs.IT eess.SP 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
Information-Energy Capacity Region for SLIPT Systems over Lognormal Fading Channels: A Theoretical and Learning-Based Analysis
University of Cyprus（塞浦路斯大学）；University of Luxembourg（卢森堡大学）
本文研究了无线光同时信息与功率传输系统在对数正态衰落通道中的信息-能量容量区域，提出了一种基于生成对抗网络的合作信息-能量容量学习框架，通过理论分析和数值结果验证了通道衰落对系统性能的显著影响。
2026-04-24 cs.IT math.IT
Second Order and Moderate Deviation Analysis of a Block Fading Channel with Deterministic and Energy Harvesting Power Constraints
本文研究了一个在发送端和接收端都具有理想信道状态信息（CSI）的块衰落加性高斯白噪声（AWGN）信道。首先，对于一个给定的码字长度和非零平均错误概率，我们得到的最大传输速率的上下界。我们推导出无线发射机固有的三种功率约束的界限。这些约束包括规范峰值功率约束和平均功率约束。此外，我们考虑时变峰值功率约束施加的\emph{energy harvesting device} -一种机制，许多现代无线发射机的权力。该界限表征了有限块长度编码速率与信道容量的\emph{second order}偏差，而信道容量又通过跨时间的\textit{water-filling}功率分配来实现。得到的界限也表明可能由于CSI在有限块长度制度的发射机的速率增强。接下来，我们提供的最佳指数的界限，错误概率下降到零时，同时允许信道编码率接近容量\emph{at a certain rate}，随着码字长度的增加。这些界限确定了所谓的块衰落信道的中等偏差状态。我们比较的界限数值带来了我们的结果的有效性。
2019-04-09 cs.IT math.IT
Stabilization of Linear Systems Across a Time-Varying AWGN Fading Channel
本技术说明研究了在传感器和控制器之间的时变加性高斯白噪声（AWGN）衰落信道中，离散时间线性过程均方稳定所需的最小平均发射功率。我们假设发射机和接收机都有信道状态信息，并允许发射功率随信道状态变化，以通过最优功率自适应获得最小所需平均发射功率。我们认为这两种情况下的独立和同分布的衰落和衰落的马尔可夫链。基于提出的均方镇定的充分必要条件，我们表明，最小的平均发射功率，以确保稳定性，可以通过求解几何规划。
2019-07-31 cs.IT cs.SY eess.SY
Error Performance of Multidimensional Lattice Constellations-Part I: A Parallelotope Geometry Based Approach for the AWGN Channel
多维格型星座具有信号空间分集（SSD）的特性，在衰落信道下的单天线传输中得到了广泛的研究，重点是其优化设计以获得高分集增益。在这两部分的系列论文中，我们提出了一种新的组合几何方法的基础上平行六面体几何，任意结构，尺寸和秩的多维有限格星座的性能评估。在第一部分中，我们提出了一个多维信号集的精确符号错误概率（SEP）的解析表达式，和两个新的封闭形式的界限，命名为多球下界（MLSB）和多球上界（MPEST）。第二部分将分析扩展到衰落信道上的传输，多维信号集通常用于对抗衰落退化。数值和仿真结果表明，该几何方法得到了精确、严密的表达式，可有效地用于加性高斯白噪声（AWGN）和衰落信道下的多维格形星座的性能评估和设计.
2012-07-03 cs.IT math.IT
Coherent multiple-antenna block-fading channels at finite blocklength
在本文中，我们考虑了一个信道模型，经常被用来描述移动无线场景：多天线加性高斯白噪声信道随机（衰落）增益与完整的信道状态信息在接收机。动态的衰落过程近似的分段常数过程（频率非选择性各向同性块衰落）。这项工作解决了这个通道模型的有限块长度的基本限制。具体来说，我们给出了一个公式的信道色散-一个量的延迟所需的实现容量。衰落干扰的乘法性质导致了一些有趣的技术困难，需要我们加强传统的方法来寻找信道色散。但还有一个难题：我们的结果的逆（不可能）部分在峰值功率随块长度增长的额外约束下成立。我们的研究结果表明，例如，虽然$n_t\times n_r$和$n_r \times n_t$天线配置的容量一致（在固定的接收功率下），编码延迟可以是相当敏感的开关。例如，在接收SNR为$20$ dB时，$16\times 100$系统利用长度（延迟）仅为$100\times 16$系统所需长度的$60\%$的码实现容量。另一个有趣的含义是，对于MISO信道，色散最优编码方案需要采用正交设计，如Alamanti的方案-考虑到Alamanti的方案是为了减少解调错误而不是提高编码速率而设计的事实，这是一个令人惊讶的观察结果。找到这些色散最优编码方案自然给出了在正交设计不存在的维度中产生正交设计类输入的标准。
2018-06-26 cs.IT math.IT
Optimum Power Control at Finite Blocklength
本文研究了在给定块长度$n$和错误概率$ε$的情况下，当码字受到长期（即，对所有码字平均）功率约束。最大信道编码速率的大$n$展开中的二阶项的特征在于加性高斯白噪声（AWGN）信道和具有在发射机和接收机处都可用的完美信道状态信息的准静态衰落信道。它表明，在这两种情况下，二阶项是成比例的$\sqrt{n^{-1}\ln n}$。对于准静态衰落的情况下，这个二阶项是通过截断的信道反转，即，通过级联的色散最优码的AWGN信道服从短期功率约束，与功率控制器，反转的信道时，衰落增益高于一定的阈值。最大信道编码率的估计是很容易的，对于AWGN和准静态衰落的情况下。
2015-07-14 cs.IT math.IT
Coherent Detection of Turbo-Coded OFDM Signals Transmitted through Frequency Selective Rayleigh Fading Channels with Receiver Diversity and Increased Throughput
在这项工作中，我们讨论相干检测Turbo编码的正交频分复用（OFDM）信号，通过频率选择性瑞利（每个信道抽头的幅度是瑞利分布）衰落信道具有均匀的功率延迟分布传输的技术。除了加性高斯白噪声（AWGN）之外，信道输出还被载波频率和相位偏移进一步失真。提出了一种新的OFDM帧结构，它由已知的前导码、循环前缀、数据和已知的后同步码组成，与以前的工作相比具有更高的吞吐量。提出了一种鲁棒的Turbo码译码器，该译码器能在较宽的信噪比范围内有效地工作。对实际相干接收机的良好性能的关键贡献是由于使用了长前导码（512个QPSK符号），这可能在任何当前无线通信标准中都没有规定。我们还从计算机模拟中表明，使用更好的码可以获得更好的BER性能。推导了相干检测频偏估计误差方差的一个简单近似的Cramer-Rao界。所提出的算法非常适合在DSP平台上实现。
2015-11-03 cs.IT math.IT
Spectral and Energy Efficiency of Multicell Massive MIMO With Variable-Resolution ADCs Over Correlated Rayleigh Fading Channels
本文分析了采用可变分辨率模数转换器（ADC）的多单元大规模多输入多输出（MIMO）系统的性能。在这样的架构中，每个ADC使用任意量化分辨率以节省功率和硬件成本。沿着这个方向，我们首先介绍了一种基于加性量化噪声模型（AQNM）和线性最小均方误差（LMMSE）估计理论的量化感知信道估计器。然后，利用估计的信道状态信息（CSI），分别推导出最大比合并（MRC）、量化感知多小区最小均方误差（QA-M-MMSE）合并和量化感知单小区最小均方误差（QA-S-MMSE）合并在空间相关Rayleigh衰落信道上可实现的上行链路频谱效率（SE）的渐进表达式。在推导过程中，我们考虑了量化误差的影响，并借助随机矩阵理论得到了渐近结果。最后，仿真结果表明，我们的理论分析是正确的，所提出的量化感知估计器和组合器是更有益的量化不知道的同行。此外，基于一个通用的功耗模型，它表明，低分辨率的ADC可以获得最佳的折衷之间的SE和能源效率（EE）的多个单元的情况下。
2021-09-20 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
Throughput Maximization with an Average Age of Information Constraint in Fading Channels
在新兴的第五代（5G）技术中，通信节点预计将支持两类关键的信息流量，即具有高数据率要求的增强型移动宽带（eMBB）流量和具有严格要求的超可靠低延迟通信（URLLC）流量。延迟和可靠性。URLLC流量通常通过称为信息年龄（AoI）的度量进行分析，其被分配在节点处的资源上的第一优先级。受此启发，我们考虑长期平均吞吐量最大化问题的平均AoI和功率约束下，在单用户衰落信道，当（i）完美和（ii）没有信道状态信息在发射机（CSIT）是可用的。我们提出了简单的年龄无关的平稳随机化政策（AI-SRP），分配功率的发射机仅基于信道状态和/或分布信息，没有任何知识的AoI。我们表明，情景（i）和（ii）的AI-SRP实现的最佳吞吐量至少等于各自的最佳长期平均吞吐量的一半，独立于问题的所有参数，并且它们在加性间隙内，表示为对应于其平均AoI约束的最佳对偶变量，从各自的最佳长期平均吞吐量。
2019-11-18 cs.IT math.IT
