Analytical Model of Wireless Cell with Superposition Coding
聚焦于下行链路，我们考虑基站（BS）和其覆盖的小区。实现叠加编码（SC），也称为非正交多址（NOMA）。我们提出了一个分析模型的无线小区覆盖的BS。基于这个模型，我们建立了一个封闭的形式表达的最小发射功率的基站，需要实现一个给定的SINR（信号干扰加噪声比），无论用户的位置，在基站覆盖的区域。BS发射功率的闭合形式表达式允许以简单和快速的方式建立服务质量（QoS）和覆盖值。
2017-04-21 cs.IT math.IT
On Superposition Coding for the Wyner-Ziv Problem
在具有边信息的有损源/噪声信道编码问题中，使用可以被划分为“好”信道/源代码的“好”源/信道代码来实现理论界限。在先前的工作中概述了在编码器处使用独立的信道和源代码利用边信息在信道编码中实现最优性的方案。在实践中，原来的问题被转化为一个多址接入问题，其中的两个独立的代码的叠加可以使用连续的干扰消除解码。受这项工作的启发，我们分析了在解码器侧边信息的信源编码的叠加方法。我们提出了一个随机编码的分析，显示的Wyner-Ziv界的可扩展性。然后，我们讨论了一些有关的问题，这种方法的实际实施。
2009-04-06 cs.IT math.IT
An Approach to Preamble Collision Reduction in Grant-Free Random Access with Massive MIMO
本文研究了大规模多输入多输出（MIMO）系统的免授权随机接入问题。我们首先表明，基于大规模MIMO的免授权随机接入的性能主要取决于前导码冲突的概率。这意味着，尽管天线的数量可以任意大，但成功的分组传输的（平均）数量可能会受到错误数量的限制。然后，我们提出了一种方法来减少前同步码冲突，而不增加使用的概念叠加的前同步码（S-前同步码）的数量。由于共轭波束形成的信道估计可以进行时，未使用的S-码元是已知的，一个简单的方法来检测未使用的S-码元，并分析其性能的一个特殊情况下（与2个码元的叠加）。基于分析和仿真结果，证实了所提出的方法与S-码元可以增加成功概率与传统的方法相同的频谱效率。
2020-10-25 cs.IT math.IT
Pattern Division Random Access (PDRA) for M2M Communications with Massive MIMO Systems
本文提出一种基于正交构建块叠加的模式域导频设计（PDRA），扩大竞争空间并降低碰撞概率，从而提升大规模MIMO系统中mMTC随机接入性能，且几乎不改变物理层。
2025-10-25 cs.IT cs.SC 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
On Multiple-Access in Queue-Length Sensitive Systems
我们考虑传输的数据包长度敏感的不可靠的链接，其中数据包被随机损坏，通过一个嘈杂的信道，其转移概率调制的长度。我们的目标是描述该通道的容量。我们特别考虑多址接入系统，其中发射机在连续时间$GI_k/GI/1$队列叠加的系统上调度编码符号。服务器接收并处理具有长度相关噪声的到达顺序的符号。首先确定单用户信道长度相关信道的容量。此外，我们刻画了$GI/M/1$队列的最佳和最差调度过程和$M/GI/1$队列的最佳和最差服务过程。然后，使用点处理获得多址信道容量。当发射机数目较大且每个波达过程稀疏时，波达的叠加近似于泊松点过程。在泊松近似的特征，我们表明，多址系统的容量收敛到一个单用户$M/GI/1$的长度相关的系统，并获得了收敛速度的上界。这意味着在稀疏多路访问情况下，单用户$M/GI/1$队列的最佳和最差服务器行为都得到了保留。
2020-08-30 cs.IT math.IT
The Magic of Superposition: A Survey on Simultaneous Transmission Based Wireless Systems
在传统的通信系统中，两个通信点之间的任何干扰都被认为是不需要的噪声，因为它使接收到的信号失真。另一方面，允许同时传输并有意地接受信号的干扰，甚至从中受益，已经被考虑用于一系列无线应用。作为突出的例子，非正交多址（NOMA），联合信源-信道编码，和计算代码被设计成利用这种情况。他们还启发了许多其他的基础工作，从网络编码到共识算法。特别是，联邦学习是一种新兴技术，可以通过允许同时传输来应用于分布式机器学习网络。虽然各种同时传输的应用存在独立的文献中，他们的主要贡献都是基于相同的原则，叠加属性。在这次调查中，我们的目的是强调这些研究之间的联系，并为读者提供一个指南，从信号的叠加受益的无线通信技术。我们根据现有文献的目的和应用领域对其进行分类，并介绍其贡献。调查显示，同时传输可以为某些分布式无线场景带来可扩展性，安全性，低延迟，低复杂性和能源效率，这是新兴物联网（IoT）应用所不可避免的。
2022-05-13 cs.IT math.IT
A General Achievable Rate Region for Multiple-Access Relay Channels and Some Certain Capacity Theorems
本文在中继端采用译码转发策略，发射端采用叠加编码的情况下，得到了多址中继信道（MARC）的一般可达速率域和某些容量定理。我们的一般速率域（i）将Slepian-Wolf多址接入容量定理的可扩展性部分推广到MARC，（ii）将Cover-El Gamal最佳可达速率推广到MARC，（iii）给出了MARC的Kramer-Wijengaarden速率域，（iv）满足最大流最小割上界，并导出了MARC中一些重要类的容量域.
2011-08-16 cs.IT 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
Replica Analysis and Approximate Message Passing Decoder for Superposition Codes
叠加码对于加性高斯白噪声信道是有效的。我们在这里提供了一个副本分析这些代码的大信号的性能。我们还考虑了贝叶斯近似消息传递解码器的基础上的信念传播的方法，并讨论其性能使用密度进化技术。我们的主要发现是：1）对于我们可以访问的大小，消息传递解码器优于文献中研究的其他解码器2）其性能受到急剧相变的限制，3）虽然这些码随着$B$（码中的关键参数）的增加而达到容量，但消息传递解码器的性能随着相变的降低而恶化。
2014-04-17 cond-mat.dis-nn cs.IT math.IT
Resource Allocation for Downlink Channel Transmission Based on Superposition Coding
我们分析了在共享无线信道上向多个用户传输信息的问题。在文献中已经广泛地处理了在用户的吞吐量和公平性之间进行折衷的各种方法，其中在用户的信道状态信息的知识的情况下为用户进行资源分配（RA）的问题。重点主要是在分时（TS）的方法，其中分配给用户的资源是相当于它的时间共享的信道访问。在这项工作中，我们建议利用信道的广播性质，我们采用叠加编码（SC）-已知在多用户广播场景中优于TS。在SC中，在总功率约束下，用户的消息通过叠加具有不同功率分数的码字来同时发送。主要的挑战是找到一种简单的方法来分配这些功率分数的所有用户考虑到公平性/吞吐量权衡。我们提出了一个算法，我们将其应用在流行的比例公平（PF）的情况下。使用SC得到的结果示出了各种数值例子，其中，相比TS，观察到20%和300%之间的速率增加。
2013-05-03 cs.IT math.IT
Non-Orthogonal Multiple Access for Degraded Broadcast Channels: RA-CEMA
提出了一种新的非正交多址接入方案，该方案可以同时向多个具有不同信噪比的用户进行传输。通过根据适当设计的模式将不同用户的码字存储到复用矩阵中，然后将矩阵的列映射到高阶星座的符号上，来对不同用户进行复用。在接收机处，采用干扰消除算法以实现比正交用户复用更高的频谱效率。速率自适应星座扩展多址（RA-CEMA）是一种替代传统的叠加编码作为一种解决方案，在降级的广播信道上传输。它结合了提高频谱效率的好处和重用已在当代通信系统中使用的编码和调制方案的优点，从而促进了其在标准中的采用。
2015-01-28 cs.IT math.IT
Mismatched Multi-Letter Successive Decoding for the Multiple-Access Channel
本文研究离散无记忆多址信道的信道编码问题。一个多字母的连续解码规则取决于一个任意的非负的解码度量被认为是，和可实现的速率区域和错误指数都来自标准的MAC（独立码本），并为认知MAC（一个用户知道这两个消息）与叠加编码。在认知的情况下，率区域和错误指数示出相对于合奏平均是紧的。速率区域进行比较，通常认为解码器，选择的消息对最大化的解码度量，并给出了数值例子，连续解码产生严格较高的总和率为一个给定的对输入分布。
2017-12-06 cs.IT math.IT
Unsourced Random Access with a Massive MIMO Receiver Using Multiple Stages of Orthogonal Pilots
本文研究了瑞利块衰落信道下接收机配置多天线的无源随机接入问题。我们采用多个阶段的正交导频，其中每一个是随机挑选的码本。在所提出的方案中，每个用户使用极化码对其消息进行编码，并将其附加到所选择的导频序列以构建其发送的信号。因此，接收信号由用户信号的叠加组成，每个用户信号由多个正交导频部分和极化编码部分组成。我们使用一个迭代的方法来解码发送的消息，以及一个合适的连续干扰消除方案。通过大量的仿真结果表明，该方案的性能显着优于现有的方法URA多输入多输出衰落信道。
2022-05-19 cs.IT math.IT
Lattice Partition Multiple Access: A New Method of Downlink Non-orthogonal Multiuser Transmissions
在本文中，我们提出了一种新的下行链路非正交多用户叠加传输方案，用于未来的5G蜂窝网络，我们称之为格型分区多址（LPMA）。在该设计中，基站为多个用户发送多级格码。每个用户的代码级别对应于一个不同的素数，并由其他用户的所有不同素数的乘积加权，不包括其自己的素数。由于格码的结构特性，每个用户可以通过以连续/并行的方式使用模格运算来消除来自其他码级的干扰。LPMA可以克服非正交多址接入（NOMA）的缺点，当用户具有相似的信道条件。我们表明，建议的LPMA表现出明显的吞吐量增强了目前的NOMA计划。
2016-04-18 cs.IT math.IT
Enhanced Sliding Window Superposition Coding for Industrial Automation
5G的引入改变了无线通信行业。虽然前几代蜂窝技术主要是基于人的通信，但无线行业正在发现，5G可能是一个主要关注机器对机器通信的通信时代。超可靠低延迟通信在工厂自动化中的应用是一个非常有趣的领域，因为它可以解锁传统有线通信所不允许的潜在应用。特别地，设备间距离的减小导致了对用于这些干扰填充信道的编码方案的讨论。为了满足URLLC的延迟和准确性要求，已经提出了非正交多址接入，但它带来了相关的挑战。为了对抗干扰的问题，已经提出了滑动窗口叠加编码的增强版本作为在具有高干扰的场景中产生性能增益的编码方法。本文研究了这种编码方案在5G广播网络中的能力，以评估其在工厂自动化设置中将干扰视为噪声的情况下的鲁棒性。这项工作表明，在块出错率$\approx 10^{-6}$的高可靠性要求区域的基准协议的增强滑动窗口叠加编码的改进。
2023-03-08 cs.IT eess.SP math.IT
The Gaussian Multiple Access Diamond Channel
本文研究了菱形通道的通行能力。我们专注于特殊的情况下，源节点和两个中继节点之间的信道是两个独立的链路，具有有限的容量和从两个中继节点到目的地节点的链路是一个高斯多址接入信道。我们称这种模型为高斯多址菱形信道。我们首先提出了一个上限的能力。这个上界是Traskov和Kramer提出的$n$ -字母上界的单字母化，并且比割集界更紧。对于该下界，我们提出了一种基于叠加结构的多址信道发送相关码的可扩展性方案。然后，我们专门这个可达到的速率高斯多址钻石通道。注意到上界和下界之间的相似性，我们提供了充分和必要的条件，高斯多路访问钻石信道必须满足这样的建议的上界和下界满足。因此，对于满足这些条件的高斯多址菱形信道，我们已经找到了它的容量。
2015-01-22 cs.IT math.IT
Terahertz-Band MIMO-NOMA: Adaptive Superposition Coding and Subspace Detection
研究了太赫兹（THz）波段非正交多址（NOMA）系统中超大规模多输入多输出（UM-MIMO）数据的高效检测问题。我们认为，最常见的太赫兹NOMA配置是功率域叠加编码在准光双大规模MIMO信道。我们提出了空间调谐技术，修改天线子阵列的安排，以提高信道条件。为了在接收端恢复叠加的数据，我们提出了一种基于低复杂度信道矩阵打孔的数据检测器，其中高阶检测器是从低阶分量检测器动态形成的。我们首先详细介绍了所提出的解决方案的情况下，在点对点太赫兹MIMO链路的多个流的叠加编码。然后，我们将研究扩展到多用户NOMA，其中随机分布的用户被分组到狭窄的小区扇区，并根据其接近基站的程度分配不同的功率电平。我们表明，连续干扰消除进行空间调谐下的最小的性能和复杂性成本。我们推导出近似的比特出错率（BER）方程，我们提出了一个架构设计，以说明复杂性降低。在典型的THz条件下，信道打孔在高信噪比下引入了超过一个数量级的BER降低，同时将复杂度降低了约90%。
2021-03-03 cs.IT eess.SP math.IT
Power Control for User Cooperation
对于衰落高斯多址接入信道与用户合作，我们得到了最佳的功率分配策略，最大化可实现的速率块马尔可夫叠加编码。最佳的政策，结果在一个编码方案，是简单的比一个一般的多址信道与广义反馈。这种更简单的编码方案也导致了将原本非凹优化问题公式化为凹优化问题的可能性。使用在发射机的信道状态信息，以适应的权力，我们表现出显着的增益超过现有的合作系统的可实现的速率。
2006-01-30 cs.IT math.IT
The Gaussian Multiple Access Wire-Tap Channel
我们考虑高斯多址有线抽头信道（GMAC-WT）。在这种情况下，多个用户与预期的接收器进行通信，而智能且知情的窃听器在接收器处接收信号的降级版本。我们为这种多访问环境定义了合适的安全措施。使用根据高斯分布随机生成的码本，可实现的保密率区域使用叠加编码和TDMA编码方案确定。的保密和速率的上限推导，我们的编码方案，以实现和容量。数值结果表明，新的速率区域的高斯多址接入信道（GMAC）的容量区域相比，没有保密约束，量化的价格支付保密。
2008-03-31 cs.CR cs.IT math.IT
Rapid Optimization of Superposition Codes for Multi-Hop NOMA MANETs via Deep Unfolding
本文提出一种基于深度展开的叠加编码快速优化算法，通过少量投影梯度步骤和无监督学习每用户超参数，在信道状态信息完整或需从导频估计两种情形下，实现多跳NOMA MANET中高速率叠加编码的快速配置。
2024-06-09 cs.IT eess.SP math.IT
Multicast and Unicast Superposition Transmission in MIMO OFDMA Systems with Statistical CSIT
针对仅具备统计CSIT的MIMO OFDMA下行系统，本文提出多播与单播叠加传输及资源分配算法，证明其DoF优势并通过5G农村宏小区仿真验证网络吞吐量增益。
2023-09-29 cs.IT math.IT
On the Capacity of Multiple-Access-Z-Interference Channels
研究了多址接入信道（MAC）对单用户信道产生干扰时网络的容量。在离散情况下，建立了基于叠加编码和联合译码的可达码率域。在干扰很强的情况下，得到了离散无记忆信道和高斯信道的容量域。对于强干扰情况，建立了离散无记忆信道的容量区域;对于高斯信道，在容量区域的边界上得到了一条直线。此外，高斯信道的容量区域被确定的情况下，当一个干扰链路是强的，和其他非常强。对于混合干扰高斯信道的一个子类，确定了容量区域的边界点。最后，在弱干扰高斯信道下，得到了不同信道系数和功率约束条件下的总容量。
2012-09-05 cs.IT math.IT
Quantum Integrated Communication and Computing Over Multiple-Access Bosonic Channel
University of Cyprus（塞浦路斯大学）
本文研究了单模玻色多址通道中基于相干态信号的量子集成通信与计算方案，通过联合设计发射功率控制与接收系数，实现计算精度与通信速率的平衡。
2026-04-09 cs.IT math.IT
Coupling Data Transmission for Multiple-Access Communications
我们考虑一种信令格式，其中要从一个或多个发射机传送到接收机的信息经由独立数据流的叠加来调制。每个数据流通过纠错编码、星座映射、符号的复制和置换以及签名序列的应用而形成。在信道上传输的数据比特和调制符号之间的关系可以由稀疏图表示。在调制数据流以时间偏移传输的情况下，接收器观察到各个图到图链的空间耦合，从而实现高效的解调/解码。我们证明了一个两阶段的解调/解码方法，其中基于符号估计和干扰消除的迭代解调，其次是并行纠错解码，实现容量的加性高斯白噪声（AWGN）信道渐近。我们比较了两级接收机的性能，接收机利用硬反馈之间的纠错编码器和迭代解调器。
2018-06-15 cs.IT math.IT
Performance Analysis of Uplink Rate-Splitting Multiple Access with Hybrid ARQ
本文研究混合自动重传请求（HARQ）下的上行链路速率分割多址接入（RSMA），提出了一种两用户场景下具有不同重传次数和功率分配策略的HARQ方案，证明其在错误概率和功耗上优于NOMA和FDMA，提升了系统可靠性与效率。
2024-06-04 cs.IT math.IT
Out-of-Air Computation: Enabling Structured Function Extraction from Wireless Superposition
本文提出了一种新的计算框架AirCPU，通过结构化编码从无线叠加中提取计算，避免了传统无线多址接入信道的理想计算介质要求，利用分层格架构实现渐进分辨率。
2026-10-08 cs.DC cs.IT cs.LG
Exploiting Multiple-Antenna Techniques for Non-Orthogonal Multiple Access
本文旨在提供一个全面的解决方案的设计，分析和优化的多天线非正交多址接入（NOMA）系统的多用户下行链路通信的时分双工（TDD）和频分双工（FDD）模式。首先，我们设计了一个新的多天线NOMA的框架，包括用户聚类，信道状态信息（CSI）的获取，叠加编码，发射波束形成，和连续干扰消除（SIC）。然后，我们分析所考虑的系统的性能，并推导出精确的封闭形式的平均传输速率的发射功率，CSI精度，传输模式和信道条件的表达式。为了进一步提高系统性能，我们优化了三个关键参数，即，发射功率、反馈比特和传输模式。特别是，我们提出了一个低复杂度的联合优化方案，以充分利用NOMA中的多天线技术的潜力。此外，通过渐近分析，我们揭示了系统参数对平均传输速率的影响，从而提出了一些指导多天线NOMA的设计。仿真结果验证了理论分析的正确性，并表明在实际应用中，该方案的性能优于传统的正交多址接入（OMA）技术。
2017-06-02 cs.IT math.IT
Performance Analysis and Design of Non-orthogonal Multiple Access for Wireless Communications
本论文主要研究无线通信系统中非正交多址系统的性能分析与资源分配设计。与传统的正交多址（OMA）方案相比，NOMA允许多个用户通过叠加编码和连续干扰消除（SIC）解码来共享相同的自由度。从信息论的角度来看，受到坚实基础的启发，NOMA重新点燃了研究人员的兴趣，这是信号处理和硅技术最新进展的一个好处。然而，NOMA的综合性能分析和实际的资源分配设计，以利用NOMA在频谱和能量效率方面的潜在收益还没有得到充分的研究和调查的文献。本文针对这些问题，对无线通信系统中的NOMA进行了统一的性能分析和系统的资源分配设计。
2019-10-02 cs.IT eess.SP math.IT
An Efficient Rate-Splitting Multiple Access Scheme for the Downlink of C-RAN Systems
针对云无线接入网下行链路系统，研究了速率分裂多址接入（RSMA）传输技术的优化问题。RSMA的主要思想是将每个用户设备（UE）的消息拆分为私有和公共消息，并在发送器处执行叠加编码，以便在接收器处实现灵活的解码。实现理想的RSMA方案是具有挑战性的，特别是当存在许多UE时，因为公共信号的数量随着UE的数量呈指数增加。因此，提出了一种有效的RSMA方案，其使用线性增加数量的公共信号，使用分层聚类来选择其解码UE。通过数值计算结果，我们显示了传统的空分多址接入（SDMA）和非正交多址接入（NOMA）计划，以及在传统的RSMA计划，使用一个单一的公共信号的性能增益建议RSMA计划。
2019-07-03 cs.IT eess.SP math.IT
NOMA: Principles and Recent Results
虽然非正交多址接入（NOMA）是近年来才被考虑用于蜂窝系统的，但其关键思想如连续干扰消除（SIC）和叠加编码已经在信息论中得到了很好的研究。本文综述了基于信息论的NOMA的基本原理，并给出了一些最新的结果。在单细胞环境下，我们主要关注基本问题，例如，用于下行链路NOMA的功率分配和波束成形以及用于上行链路NOMA的协调和非协调传输。
2017-06-27 cs.IT math.IT
Generalizing Multiple Access Wiretap and Wiretap II Channel Models: Achievable Rates and Cost of Strong Secrecy
本文研究了新的两用户多址窃听信道模型。首先，介绍了三种不同的窃听方案下的具有离散无记忆主信道的多址窃听信道II。窃听器，在经典的窃听信道II模型，选择一个固定长度的子集的信道使用，她获得无噪声的观察一个码字，一个叠加的两个码字，或每两个码字。因此，这些扩展了最近审查的窃听通道II与嘈杂的主通道的多址设置与各种攻击模型的窃听。接下来，提出了一种新的多址窃听信道模型，该模型进一步推广了第三种窃听场景下的多址窃听信道II，即，提出了一种具有最强对抗性的模型。在该模型中，窃听器除了选择一个信道子集用于无噪声地观察两个用户发送的码字符号外，还通过一个离散的无记忆多址信道来观察两个码字的剩余部分。导出了所有模型的可扩展强保密率区域。通过求解源模型中的双重多终端秘密密钥协商问题，并使用概率分布近似参数将解转换为原始信道模型来建立可验证性。推导出的可达到的速率区域量化的保密成本，由于额外的能力，窃听器相对于以前的多址窃听模型。
2018-02-06 cs.IT math.IT
Multi layer Gelfand Pinsker Strategies for the Generalized Multiple Access Channel
研究了一个两用户状态相关的广义多址信道（GMAC）。假设每个编码器具有对信道状态信息（CSI）的\emph{noncausal}访问。我们开发了一个可实现的速率区域，采用率分裂，块马尔可夫编码，Gelfand-Pinsker多重编码，叠加编码和联合典型性解码。在该方案中，编码器使用部分解码策略在下一个块中进行协作，而接收器使用在每个阶段联合唯一解码的反向解码策略。我们的可实现的速率区域包括几个以前已知的区域在文献中提出的多址接入和中继信道的不同场景。然后，我们考虑两个高斯GMAC加性干扰。在第一个模型中，我们假设在两个编码器处的干扰是非因果地已知的，并且构造去除\emph{completely}干扰的影响的多层Costa预编码方案。在第二个模型中，我们考虑一个双脏高斯GMAC，其中每个干扰是已知的非因果关系，只有在一个编码器。我们推导出一个内界，并分析可实现的速率区域为后者的模型和有趣的证明，如果编码器之一知道完整的CSI，存在一个可实现的速率区域，这是干扰的功率的\emph{independent}。
2014-09-07 cs.IT math.IT
Robust Design of Rate-Splitting Multiple Access With Imperfect CSI for Cell-Free MIMO Systems
用于多用户下行链路的速率分割多址接入（RSMA）通过将用于每个用户设备（UE）的消息分割成私有消息和公共消息的集合来操作，私有消息和公共消息的集合借助于叠加编码被同时发送。与传统的多址接入技术相比，RSMA方案可以通过优化速率分割比以及相应的下行链路波束成形向量来增强吞吐量和连接性。本文研究了无信元多输入多输出（MIMO）系统中错误信道状态信息（CSI）对RSMA性能的影响。利用期望数据速率的闭合形式下界表达式，提出了一种高效的鲁棒优化算法。大量的数值计算结果表明，在CSI错误的存在下，以及如何在传统的计划RSMA的性能增益的重要性是由CSI不完善的影响。
2022-03-07 cs.IT eess.SP math.IT
On the Outage Performance of Non-Orthogonal Multiple Access with One-Bit Feedback
研究了下行非正交多址接入（NOMA）系统中每个用户仅向基站反馈1比特信道状态信息（CSI）时的中断性能。传统上，在衰落广播信道中使用机会性一比特反馈来仅选择一个用户进行传输。相比之下，所考虑的NOMA方案采用叠加编码，同时服务于所有用户，以提高用户的公平性。一个封闭形式的表达式的共同中断概率（COP）的推导，以及最佳分集增益下的两种类型的功率约束。特别地，它表明，在长期功率约束下的分集增益是在短期功率约束下的两倍大。此外，我们研究了动态功率分配优化最小化的COP，基于一个比特的CSI反馈。这个问题是具有挑战性的，因为目标函数是非凸的，但是，在短期的权力约束下，我们证明了原来的问题可以转化为一组凸问题。在长期功率约束下，获得了高信噪比下的渐近最优解。
2016-05-17 cs.IT math.IT
Exploiting Pilot Mixtures in Coded Random Access
本文提出结合导频混合与内SIC算法，在大量天线基站下提升免授权上行性能，并通过内外SIC协同实现高可靠低副本传输。
2023-12-22 cs.IT eess.SP math.IT
Rate-Splitting Unifying SDMA, OMA, NOMA, and Multicasting in MISO Broadcast Channel: A Simple Two-User Rate Analysis
考虑到两用户多天线广播信道，本文表明，线性预编码的具有连续干扰消除（SIC）的速率分裂（RS）接收机是用于非正交传输的灵活框架，其概括并包含四种看似不同的策略，即基于线性预编码的空分多址（SDMA），正交多址（OMA），非正交多址接入（NOMA）基于线性预编码的叠加编码与SIC，和物理层组播。本文研究了和速率，并分析了RS如何统一，优于，并专门为SDMA，OMA，NOMA，和多播作为信道强度的差异和用户信道方向之间的角度的函数。
2019-06-11 cs.IT eess.SP math.IT
A New Achievable Rate Region for the Discrete Memoryless Multiple-Access Channel with Noiseless Feedback
针对两用户离散无记忆多址信道，提出了一种新的单信可达速率域。该区域包含Cover-Leung率区域[1]，并证明了该包含是严格的.证明使用块马尔可夫叠加策略的基础上的观察，这两个用户的消息是相关的反馈。对于每个编码器来说，传输速率太高，无法直接使用反馈来解码另一个的消息，因此它们在下一个块中传输相关信息以了解彼此的消息。然后，它们在接下来的块中合作以解决解码器的残余不确定性。该编码方案可以被看作是Cover-Leung方案的自然推广，具有一个额外块的延迟和一对额外的辅助随机变量。我们计算建议的速率区域为两个不同的MAC和比较结果与其他已知的速率区域的MAC反馈。最后，我们展示了如何可以扩展的编码方案，以获得更大的速率区域与更多的辅助随机变量。
2014-03-28 cs.IT math.IT
Rate Maximization for Half-Duplex Multiple Access with Cooperating Transmitters
我们推导出一个实用的半双工方案的最佳资源分配的高斯多址信道与发射机合作（MAC-TC）。基于速率分裂和叠加编码，两个用户在3个阶段上向目的地发送信息，使得用户在前2个阶段部分地交换他们的信息，并且在最后一个阶段协作地向目的地发送信息。当用户间链路强于每个用户-目的地链路时，该方案接近容量实现;作为特殊情况，它还包括部分解码转发中继。我们提出了有效的算法来找到最佳的资源分配最大化的个人或总和速率，并确定相应的最佳方案，为每个信道配置。对于固定的相位持续时间，功率分配问题是凸的，并且可以基于KKT条件解析地求解。最佳的相位持续时间，然后可以得到数字使用简单的搜索方法。结果表明，随着用户间链路质量的提高，最优方案从不合作到部分合作再到完全合作，即用户间充分交换信息并合作发送到目的地。因此，在具有强用户间链路的实际系统中，在两个用户处的简单解码转发中继是速率最优的。
2013-07-02 cs.IT math.IT
Communication-Efficient Federated Learning over MIMO Multiple Access Channels
通信效率对于无线联邦学习系统是非常重要的。在本文中，我们提出了一个多输入多输出（MIMO）多址信道（MAC）上的联邦学习的通信有效的策略。拟议战略包括两个部分。当发送本地计算的梯度时，每个设备使用块稀疏化将高维局部梯度压缩为多个低维梯度向量。当经由MIMO-MAC接收到压缩局部梯度的叠加时，参数服务器（PS）执行联合MIMO检测和稀疏局部梯度恢复。受Turbo解码原理的启发，我们的联合检测和恢复算法通过迭代地交换MIMO检测和稀疏局部梯度恢复输出的信念来准确地恢复高维局部梯度。然后，我们分析了所提出的算法的重建误差及其对联邦学习的收敛速度的影响。从模拟，我们的梯度压缩和联合检测和恢复方法大大降低了通信成本，同时实现了相同的分类精度的情况下，没有任何压缩。
2022-06-12 cs.DC cs.IT math.IT
Rate-Splitting Multiple Access for Downlink Communication Systems: Bridging, Generalizing and Outperforming SDMA and NOMA
空分多址（SDMA）利用线性预编码在空间域中分离用户，并且依赖于将任何残余多用户干扰完全视为噪声。非正交多址（NOMA）使用线性预编码叠加编码和连续干扰消除（SIC），并依赖于用户分组和排序来强制一些用户完全解码和消除由其他用户产生的干扰。在本文中，我们认为，为了有效地应付高吞吐量，异构的服务质量（QoS），和大规模的连接需求的未来多天线无线网络，多址设计需要离开SDMA和NOMA。我们开发了一种新的多址接入框架，称为速率分割多址接入（RSMA）。RSMA是用于下行链路多天线系统的更通用和更强大的多址接入，其包含SDMA和NOMA作为特殊情况。RSMA依赖于使用SIC的线性预编码速率分割来解码干扰的一部分，并将干扰的剩余部分视为噪声。RSMA部分地解码干扰并部分地将干扰视为噪声的这种能力使得能够软桥接完全解码干扰和将干扰视为噪声的两个极端，并为速率和QoS增强以及复杂度降低提供空间。这三个多址接入方案进行了比较和广泛的数值计算结果表明，RSMA提供了一个平稳的SDMA和NOMA之间的过渡，并优于他们在广泛的网络负载（欠载和过载制度）和用户部署（与多样性的信道方向，信道强度和质量的信道状态信息在发射机）。此外，RSMA以较低的计算复杂性为发送调度器和接收器（SIC层的数量）提供了超过NOMA的速率和QoS增强。
2018-04-17 cs.IT math.IT
Power-Domain Non-Orthogonal Multiple Access (NOMA) in 5G Systems: Potentials and Challenges
非正交多址接入（NOMA）是下一代蜂窝通信中最有前途的无线接入技术之一。与作为公知的高容量正交多址（OMA）技术的正交频分多址（OFDMA）相比，NOMA提供了一组期望的益处，包括更高的频谱效率。存在不同类型的NOMA技术，包括功率域和码域。本文主要研究了功率域NOMA，它在发射端采用叠加编码（SC），在接收端采用连续干扰消除（SIC）。各种研究人员已经证明，NOMA可以有效地用于满足第五代（5G）技术的网络级和用户体验数据率要求。从这个角度出发，本文全面综述了NOMA在5G系统中的最新进展，回顾了NOMA中最先进的容量分析、功率分配策略、用户公平性和用户配对方案。此外，本文还讨论了NOMA如何执行时，它与各种成熟的无线通信技术，如协作通信，多输入多输出（MIMO），波束成形，空时编码，网络编码等集成。此外，本文还讨论了NOMA实现中的几个重要问题，并为今后的研究提供了一些途径。
2016-09-20 cs.IT cs.NI math.IT
Constant Weight Codes with Gabor Dictionaries and Bayesian Decoding for Massive Random Access
本文提出了一种基于稀疏叠加编码的大规模随机接入的一般框架。我们提供的代码设计的指导方针，并建议使用的恒定重量的代码结合基于Gabor框架的字典设计。解码器通过在考虑字典结构的AMP模块和利用所涉及的恒定权重代码的结构的第二推理模块之间迭代地交换软信息来应用近似消息传递（AMP）的扩展。我们将编码结构应用于（i）无源随机访问设置，其中所有用户使用公共字典，以及（ii）具有用户特定字典的“源”随机访问设置。当应用于衰落场景时，通信方案基本上非相干地操作，因为在发射机和接收机处都不需要信道状态信息。我们观察到，在制度的实际利益，所提出的方案相比，有利的最先进的计划，在（每用户）能量每比特的要求，以及活跃用户的数量，可以同时容纳在系统中。重要的是，这是用相当小的发送码字大小来实现的，潜在地产生较低的延迟和带宽占用，以及较低的实现复杂度。
2022-07-26 cs.IT eess.SP math.IT
Non-Orthogonal Multiple Access (NOMA) in Cellular Uplink and Downlink: Challenges and Enabling Techniques
通过组合发射机处的叠加编码和接收机处的连续干扰消除（SIC）的概念，非正交多址（NOMA）最近已经成为用于5G无线技术的有前途的多址技术。在本文中，我们首先讨论上行链路和下行链路NOMA传输的基本原理，并概述它们的关键区别（在实现复杂性、SIC接收机处的检测和解码、引起的小区内和小区间干扰方面）。随后，对于下行链路和上行链路NOMA，我们从理论上推导出NOMA主导条件为每个单独的用户在一个两个用户NOMA集群。NOMA主导条件是指与传统正交多址（OMA）相比，NOMA的频谱效率增益得到保证的条件。推导出的条件提供了直接的见解选择合适的用户在两个用户NOMA集群。对于上行链路和下行链路以及对于每个单独的用户，条件是不同的。数值结果表明，推导出的条件的意义上的用户选择在上行链路/下行链路NOMA集群，并提供了一个比较的随机用户选择。然后简要概述了最近的研究调查，突出现有的研究差距。最后，我们讨论了NOMA传输的潜在应用和关键挑战。
2016-08-20 cs.IT cs.NI math.IT
Accelerating Distributed Optimization via Over-the-Air Computing
分布式优化在新兴应用中无处不在，例如鲁棒传感器网络控制、智能电网管理、机器学习、资源切片和定位。然而，本地和中心节点之间的大量数据交换可能会导致严重的通信瓶颈。为了克服这一挑战，空中计算（AirComp）是一种很有前途的媒体接入技术，它利用无线多址信道（MAC）的叠加特性，并提供显着的带宽节省。在这项工作中，我们提出了一个AirComp框架一般分布式凸优化问题。具体而言，分布式原始对偶（DPD）次梯度方法用于优化过程。在一般的假设下，我们证明了DPDAirComp可以渐近实现零期望约束违反。因此，DPD-AirComp确保了原始问题的可行性，尽管存在信道衰落和加性噪声。此外，通过对用户信号进行适当的功率控制，也可以减轻预期的非零最优性间隙。该框架的两个实际应用，即智能电网管理和无线资源分配。最后，数值结果再次证实了DPDAirComp的优异性能，同时也表明，DPD-AirComp收敛速度比数字正交多址方案，特别是时分多址（TDMA）快一个数量级。
2022-12-28 cs.IT eess.SP math.IT
Coded Many-User Multiple Access via Approximate Message Passing
本文针对用户数随码长线性增长的高斯多址信道，提出面向编码CDMA的AMP解码器及AMP与置信传播结合的解码方案，并证明其在有限码长下达到最优性能。
2025-06-03 cs.IT eess.SP math.IT
On Analog Gradient Descent Learning over Multiple Access Fading Channels
Ben-Gurion University of the Negev（内盖夫本-古里安大学）
我们考虑一个分布式学习问题，在多址接入信道（MAC）使用一个大型的无线网络。计算是由网络边缘，是基于从大量的分布式节点，通过噪声衰落MAC传输的接收数据。目标函数是节点的局部损失函数之和。这个问题在分布式传感系统中引起了越来越多的兴趣，最近在联邦学习中也引起了越来越多的兴趣。我们开发了一种新的基于代理的多址接入（GBMA）算法来解决分布式学习问题的MAC。具体地，节点使用公共整形波形发送局部梯度的模拟函数，并且网络边缘接收用于更新估计的模拟发送信号的叠加。GBMA不需要功率控制或波束成形来消除衰落效应，如在其他算法中，并直接与噪声失真梯度。从理论上分析了GBMA算法的性能，证明了在大型网络中，GBMA算法的收敛速度接近于集中式梯度下降（GD）算法。具体来说，我们建立了一个有限样本的误差界的凸和强凸损失函数与Lipschitz梯度。此外，我们提供的能量缩放定律接近集中收敛速度的节点数的增加。最后，实验结果支持理论研究结果，并证明了强大的性能，使用合成和真实数据的GBMA。
2019-08-20 cs.IT cs.LG math.IT
