Energy Efficiency of Opportunistic Device-to-Device Relaying Under Lognormal Shadowing
能量消耗是低功率和移动设备的主要限制。需要高效的传输协议来最小化移动设备的能量消耗，以用于下一代无线网络中的无处不在的连接。在协作无线系统中，协作方案以最佳信道为准则选择单个中继站，从而获得接近最优的分集性能。在本文中，我们研究了设备到设备通信的机会方案的能量效率。在机会主义方法中，通过使用无线网络上行链路中每次传输中消耗的最小能量的标准来选择单个相邻设备作为中继，来最小化设备消耗的能量。我们推导出分析边界和缩放定律的预期能量消耗时，设备的经验，考虑传输以及电路的能量消耗的基站对数正态阴影。我们表明，该协议提高了能源效率的网络相比，直接传输，即使只有少数设备被认为是中继。我们还证明了该协议的有效性，通过模拟在现实的无线网络场景。
2018-03-02 cs.IT eess.SP math.IT
Capacity Higher-Order Statistics Analysis for $κ-μ$ Fading Channels with Correlated Shadowing
针对单输入多输出多天线无线通信系统，采用最大比合并方案，对系统容量高阶统计量进行了分析。假设传播多径信道用具有相关主导分量的$κ-μ$衰落模型来描述。封闭形式和渐近表达式推导出并应用于最小容量可靠性（由于信道波动，从而可能的速率恶化）和相应的信噪比分析的问题。计算机模拟验证了所得到的表达式的正确性，并对具有相关阴影的广义$κ-μ$衰落信道进行了仿真，仿真中假设了几种特殊的极限简化情况：Rayleigh，Rician和Nakagami- $m$ .结果表明，在更大的值比简化模型的信号噪声比（达到最低容量可靠性），这个最小值的绝对值可以小于/高于退化的情况下，取决于占主导地位的组件的一步相关系数。
2022-04-01 cs.IT eess.SP math.IT
Reconfigurable Intelligent Surface Equipped UAV in Emergency Wireless Communications: A New Fading-Shadowing Model and Performance Analysis
针对灾后应急通信信道快速变化问题，提出新的衰落-阴影模型，推导RIS信道统计分布及容量、能效、中断概率闭式解，并优化RIS单元数与无人机高度。
2024-06-17 cs.IT eess.SP math.IT
Opportunistic Relay in Multicast Channels with Generalized Shadowed Fading Effects: A Physical Layer Security Perspective
由于无线信道的衰落和遮蔽的同时存在，通过无线多播网络的普通传输受到极大的阻碍，可以通过适当地利用传播介质的随机属性来增强安全传输。本研究的重点是利用这些属性，以提高物理层安全（PLS）性能的双跳无线多播网络在kappa-mu阴影衰落信道下的窃听尝试多个窃听。为了提高系统的保密性，在多个中继节点中采用最优中继节点选择策略。通过对多播中继网络的非零保密容量概率、安全中断概率和遍历保密容量的解析表达式进行数学建模，对多播中继网络的性能进行了分析。利用这些表达式，系统参数，即，研究了衰落、阴影、天线数目、目的接收器、窃听器和中继对保密性能的影响。数值结果表明，衰落和阴影所造成的不利影响，可以显着减轻著名的机会中继技术。此外，该模型统一了几个经典模型的保密性分析，从而表现出巨大的通用性比现有的作品。
2021-11-14 cs.IT math.IT
Energy-Efficient Modulation Design for Reliable Communication in Wireless Networks
在本文中，我们考虑了优化的$M$ -ary正交幅度调制（MQAM）星座的大小，以最小化的比特能量消耗下的平均比特出错率（BER）的约束。在能量消耗的计算中，考虑了电路、传输和重传能量。结合对数正态阴影和瑞利衰落模型的无线信道建模。通过对数正态阴影效应下的中断概率确定链路可靠性和重传概率。考虑单跳和多跳传输。通过数值计算，确定了最佳星座尺寸。一些有趣的意见与实际影响。可以看出，虽然在小的传输距离处优选大的星座，但是星座尺寸应当随着距离的增加而减小。在固定和可变发射功率场景中观察到类似的趋势。我们已经注意到，可变功率方案可以获得更高的能量效率。本文还分析了多跳线性网络中的节能调制设计。在这种情况下，调制大小和路由路径被联合优化，并且提供了线性网络中经历的比特能量和延迟的分析。
2009-06-21 cs.IT math.IT
Asymptotic Capacity of Wireless Ad Hoc Networks with Realistic Links under a Honey Comb Topology
我们考虑瑞利衰落和对数正态阴影的物理干扰模型中的所有成功传输的流量在整个网络中的影响。新的界限推导出一个给定的随机ad hoc无线网络的容量，反映丢包或捕获概率的传输链路。这些界限是基于一个简化的网络拓扑称为蜂窝拓扑下给定的路由和调度方案。
2010-10-05 cs.IT math.IT
Aerial Reconfigurable Intelligent Surface-Aided Wireless Communication Systems
在本文中，我们提出并研究了一个空中可重构智能表面（aerial-RIS）辅助无线通信系统。具体而言，考虑到实际的复合衰落信道，我们的特点是空到地（A2 G）的Namkagami-m小尺度衰落和逆伽马大尺度阴影的链接。为了研究所提出的系统的延迟限制性能，我们推导出一个紧密的近似封闭形式的表达式的端到端中断概率（OP）。接下来，考虑到移动环境中，性能分析是棘手的，我们依靠机器学习为基础的性能预测来评估的移动空中RIS辅助系统的性能。具体来说，考虑到空中RIS的三维（3D）空间运动，我们建立了一个深度神经网络（DNN）来准确预测OP。（i）衰落和遮蔽条件对OP具有强烈影响，（ii）随着反射元件的数量增加，空中RIS实现更高的能量效率（EE），以及（iii）空中RIS辅助系统优于传统中继系统。
2021-06-09 cs.IT eess.SP math.IT
Suboptimal Spatial Diversity Scheme for 60 GHz Millimeter-Wave WLAN
本文在一个更实际的频率选择性多输入多输出信道下，重新审视了用于对抗60 GHz无线局域网中人为阴影的等增益（EG）空间分集技术。随后，一个次优的空间分集方案称为最大选择（MS）的跟踪阴影过程，由于相当高的数据率提出。比较结果表明，MS在链路裕度方面优于EG，并节省了计算复杂度。
2015-11-07 cs.IT math.IT
An Analytical Model for the Intercell Interference Power in the Downlink of Wireless Cellular Networks
在本文中，我们提出了一种方法来估计的统计小区间干扰功率在下行链路的多细胞网络。我们首先建立了一个解析表达式的概率定律的干扰功率时，只考虑瑞利多径衰落。接下来，专注于传播环境中的小规模瑞利衰落以及大规模的影响，包括衰减与距离和对数正态阴影，被考虑在内，我们阐述了一种半解析方法来建立直方图的干扰功率分布。从这个组合的小规模和大规模的衰落背景下获得的结果，然后，我们开发了一个统计模型的干扰功率分布。这个模型的兴趣在于，它可以应用于一个大范围的值的阴影参数的事实。所提出的方法也可以很容易地扩展到其他类型的网络。
2011-07-21 cs.IT cs.NI math.IT
Sensing and Link Model for Wireless Sensor Network: Coverage and Connectivity Analysis
覆盖和连通性是无线传感器网络的两个重要问题。覆盖范围是指部署的网络对感兴趣区域的监控程度。它依赖于用于设计网络模型的传感模型。连接性确保在两个节点之间建立无线链路。链路模型研究两个节点之间的连通性。在两个节点之间建立无线链路的概率是一种概率现象。节点间的连通性在网络连通性的判定中起着重要的作用。本文研究了节点感知模型对网络覆盖的影响。此外，我们调查的阴影衰落参数的连接和覆盖的依赖性。已经观察到，阴影效应在多跳无线网络中降低网络覆盖，同时增强连接性。
2014-06-05 cs.IT math.IT
On the Delay-Throughput Tradeoff in Distributed Wireless Networks
本文研究了具有$n$发射机/接收机对的单跳无线网络的时延吞吐量分析。假设所有信道都是具有阴影的块瑞利衰落，由参数$(α,\varpi)$描述，其中$α$表示阴影的概率，而$\varpi$表示平均交叉链路增益。该分析依赖于分布式开-关功率分配策略（即，具有高于某个阈值的直接信道增益的链路以全功率传输，其余的保持静默）。还假设每个发送器具有一个分组的缓冲器大小，并且一旦分组到达缓冲器而前一分组尚未被服务，则发生丢弃。在本文的第一部分中，我们定义了一个新的概念，在网络中的性能，称为有效吞吐量，它捕获的效果到达过程中的网络吞吐量，并最大化它为不同的情况下的数据包到达过程。证明了网络的有效吞吐量渐近缩放为$\frac{\log n}{\hatα}$，与$\hatα \triangleq α\varpi$，无论数据包的到达过程。在本文的第二部分中，我们提出的延迟特性的底层网络的数据包丢弃概率。我们推导出$n \to \infty$的渐近情况下的充分条件，使数据包丢弃概率趋于零，同时实现网络的最大有效吞吐量。最后，我们研究了有效的吞吐量，延迟和丢包率的网络不同的数据包到达过程之间的权衡。
2009-10-20 cs.IT math.IT
Composite IG/FTR Channel Performance in Wireless Communication Systems
本文提出融合 FTR 衰落与 IG 阴影的复合信道模型，利用 RS 表示推导 GMGF、PDF、CDF 及中断概率，并以蒙特卡洛仿真验证。
2022-05-09 cs.IT eess.SP math.IT
Maximal Ratio Transmission in Wireless Poisson Networks under Spatially Correlated Fading Channels
这里考虑无线网络的下行链路，其中多天线基站（BS）使用最大比传输（MRT）与单天线移动站（MS）通信。BS的位置由齐次泊松点过程（PPP）建模，并且每个BS的多个天线和每个MS的单个天线之间的信道增益被建模为空间任意相关的瑞利随机变量。我们首先提出了新的封闭形式的表达式的干扰的功率分布所造成的一个预期的和一个非预期的MRT在所考虑的相关衰落信道的共存。推导出的表达式，然后使用获得封闭形式的表达式的成功概率和区域频谱效率的无线通信网络的调查。仿真结果证实了所提出的表达式的有效性。这项工作的一个关键结果是，空间相关性对网络吞吐量的影响可能是对比取决于BS的密度，信号干扰噪声比（SINR）的水平，和背景噪声功率。
2015-08-27 cs.IT math.IT
Design of optimal convolutional codes for joint decoding of correlated sources in wireless sensor networks
我们考虑一个无线传感器网络的情况下，两个节点检测相关的来源，并通过无线链路将它们发送到中央收集器。从Slepian-Wolf方法到分布式信源编码，在所提出的场景中，感测节点不执行感测数据的任何预压缩。相反，原始数据通过低复杂度卷积码独立编码。解码器执行联合解码，目的是利用发送源之间的固有相关性。由于使用迭代联合解码方案，解码器处的复杂度保持较低，其中每个解码器的输出作为先验信息被馈送到另一解码器的输入。对于这样的计划，我们推导出一个新的分析框架，用于评估联合检测分组错误概率的上限，并推导出最佳的编码方案。实验结果证实了分析框架的有效性，并表明，递归代码允许一个显着的性能增益相对于非递归编码方案。此外，所提出的递归编码方案允许接近理想的Slepian-Wolf方案的性能在AWGN信道，并明显优于衰落信道上的分集增益，由于信息的相关性。
2007-06-26 cs.IT math.IT
Random Access Schemes in Wireless Systems With Correlated User Activity
传统的随机接入方案都是基于用户激活的聚合过程设计的，而用户激活的聚合过程是在用户独立激活的基础上产生的。然而，在机器类型通信（MTC）中，一些用户可能表现出高度的相关性，例如因为他们观察到相同的物理现象。这铺平了道路，设计接入方案，结合调度和随机接入，这是这项工作的主题。其基本思想是以这样一种方式调度高度相关的用户，即他们的传输不太可能导致冲突。为此，我们提出了两个贪婪分配算法。这两种方法都试图只使用成对相关性来最大化吞吐量，但它们依赖于关于高阶依赖性的不同假设。我们表明，与传统的随机接入方案相比，这两种算法都获得了更高的吞吐量，这表明用户相关性可以有效地用于MTC的接入协议中。
2018-03-09 cs.IT math.IT
Network Connectivity: Stochastic vs. Deterministic Wireless Channels
研究了随机无线信道模型对adhoc网络连通性的影响。与确定性几何圆盘模型不同，在确定性几何圆盘模型中，如果节点彼此在一定距离内，则节点连接，随机模型试图捕获由于阴影和多径接收信号引起的小尺度衰落效应。通过分析本地和全球网络的可观的，我们提出了确凿的证据表明，网络行为是高度依赖于是否采用随机或确定性的连接模型。具体来说，我们表明，网络的平均度是低（高）随机无线信道比确定性的，如果路径损耗指数大于（小于）的空间维度。类似地，在密集随机网络中形成孤立节点对的概率对于随机无线信道比对于确定性无线信道要小得多。后一种实现解释了为什么随机无线信道的$k$连接性的上界更紧。我们得到了封闭形式的分析结果，并进行了广泛的数值模拟。
2014-01-28 cs.IT cs.NI math.IT
Distributed Nonlinear Transform Source-Channel Coding for Wireless Correlated Image Transmission
本文提出分布式非线性变换源信道编码框架，通过显式建模联合分布和联合熵模型，在无线相关图像传输中优于现有分布式方案。
2025-03-27 cs.IT math.IT
A Multiband OFDMA Heterogeneous Network for Millimeter Wave 5G Wireless Applications
新兴的第五代（5G）无线网络需要更高频带中的大量带宽、极端网络密度以及支持多种无线技术的灵活性，以便提供更高的数据率和无缝覆盖。预计毫米波（mmWave）频带中的大带宽的利用和异构网络（HetNet）的部署将有助于解决5G网络的数据率要求。然而，毫米波频带中的高路径损耗和遮蔽、由于大规模网络致密化而导致的HetNet中的强干扰以及各种空中接口的协调是必须解决的挑战。在本文中，我们考虑一个基于中继的多频带正交频分多址（OFDMA）HetNet中，毫米波小小区部署在宏小区的服务区域内。具体而言，我们试图利用毫米波频带的不同传播特性（即，60 GHz（V频带）和70-80 GHz（E频带）以及长期演进（LTE）频带，以经由有效的资源分配来最大化网络的总体数据率。首先利用改进的对偶分解方法求解该问题，然后提出了一种基于迭代活动选择算法的低复杂度贪婪求解方法。仿真结果表明，该方法优于传统的方案。
2016-09-19 cs.IT math.IT
Spatial Performance Analysis and Design Principles for Wireless Peer Discovery
在服务于各种基于邻近度的应用的无线对等网络中，对等点发现是识别对等点可以与之通信的其他对等点的关键，并且对其性能的理解是设计高效发现操作的基础。综合考虑无线信道、节点空间分布和发现操作参数等因素，分析了无线节点发现的性能。成功发现的对等体的平均数量以两种广泛使用的信道模型的封闭形式表示，即，干扰受限Nakagami-m衰落模型和非零噪声的瑞利衰落模型，当对等体根据均匀泊松点过程在空间上分布时。这些有见地的表达式导致的关键操作参数，包括传输概率，所需的无线资源量，调制和编码方案（MCS）的水平，和发射功率的设计原则。此外，阴影的空间性能和建议的设计原则的影响进行了评估，使用数学分析和模拟。
2014-05-12 cs.IT cs.NI math.IT
Multi-scale Spectrum Sensing in Small-Cell mm-Wave Cognitive Wireless Networks
提出了一种认知蜂窝网络中的多尺度频谱感知方法。为了克服获取完整网络状态信息所带来的巨大代价，提出了一种分层方案，在此基础上，将局部状态估计沿层次向上聚合，得到多个尺度的聚合状态信息，然后将其发送回每个单元进行局部决策。因此，每个小区获得附近小区的信道占用率的细粒度估计，但是获得远处小区的信道占用率的粗粒度估计。的聚合方案的性能进行了研究，在次用户可实现的吞吐量和这些次用户的活动所产生的干扰主用户之间的权衡。为了解决由路径损耗、阴影和阻塞引起的干扰模式的不规则结构（这些在毫米波网络中尤其相关），提出了一种贪心算法来寻找多尺度聚合树以优化性能。数值计算表明，这种定制的层次结构优于60%的常规树结构。
2017-02-26 cs.IT math.IT
A Unifying Framework for Local Throughput in Wireless Networks
随着电磁频谱竞争的加剧，表征干扰对无线网络性能的影响非常重要，传统上通过其吞吐量来衡量。本文提出了一个统一的框架，在无线网络中的本地吞吐量的特点。我们首先从连通性的角度分析了探测链路的吞吐量，其中，如果数据包不与来自其范围内的节点（称为可听包）的其他数据包发生冲突，则数据包被成功接收。然后，我们从信号与干扰加噪声比（SINR）的角度来表征吞吐量，其中，如果SINR超过某个阈值，则成功接收到分组，考虑到网络中所有发射节点的干扰。我们的主要贡献是推广和统一分散在文献中的各种结果。特别地，所提出的框架包括任意无线传播效应（例如，Nakagami-m衰落、Rician衰落或对数正态阴影）以及任意业务模式（例如，时隙同步、时隙异步或指数到达间隔业务），从而允许我们得出比先前在文献中可用的更一般的关于网络性能的结论。
2010-07-16 cs.IT cs.NI math.IT
Cooperative Relaying in Wireless Networks under Spatially and Temporally Correlated Interference
我们分析的干扰限制，解码和转发，合作中继系统，包括源，目的地，和$N$中继，任意放置在平面上，并根据空间泊松过程放置的一组干扰的痛苦的性能。在每次传输尝试中，首先发射机发送一个数据包，随后，一个单一的中继，正确地接收到的数据包，如果这样的中继存在，retransmits it. We认为在目的地，瑞利衰落，和最大比合并的选择合并，和中继移动性。我们推导出表达式的概率，一个单一的传输尝试是成功的，以及分配的传输尝试，直到一个数据包被成功发送。结果提供了适用于广泛的系统的设计准则。总的来说，干扰的时间和空间特性在塑造系统性能方面起着重要作用。最大比率组合仅在中继接近目的地时有帮助;在恶劣环境中，具有许多中继特别有帮助，并且中继放置是关键的;当中继移动性增加时，性能提高;并且在能量效率和吞吐量之间存在折衷。
2016-03-24 cs.IT math.IT
An overview of the transmission capacity of wireless networks
本文调查和统一了一些最近的贡献，共同开发了一个度量分散的无线网络分析称为传输容量。虽然众所周知，很难得出多终端或\adhoc网络的一般端到端容量结果，但传输容量（TC）框架允许通过关注简化的物理/MAC层模型来量化可实现的单跳速率。通过使用随机几何来量化网络中的多用户干扰，可以确定网络中传输的最佳空间密度和成功概率之间的关系，并且通常相当简单地用关键网络参数来表示。首先讨论的基本模型和分析工具，并应用到一个简单的网络路径损耗，我们提出了严格的上限和下限的传输容量（通过中断概率的下限和上限）。然后，我们引入随机信道（衰落/阴影），并给出TC和中断近似的任意信道分布，以及瑞利和Nakagami衰落的特殊情况下的确切结果。然后，我们应用这些结果来展示TC如何用于更好地理解调度，功率控制和分散网络中多天线的部署。文章最后讨论了该模型的不足之处以及未来的研究方向。
2010-03-30 cs.IT math.IT
Limited Feedback Beamforming Over Temporally-Correlated Channels
量化的信道状态信息（CSI）的反馈（称为有限反馈）使得能够在具有少量开销的多输入多输出（MIMO）无线系统中进行发射波束成形。由于其效率，具有有限反馈的波束成形已经在若干无线通信标准中被采用。有限反馈的现有工作通常采用块衰落信道模型，其中忽略了无线信道中的时间相关性。本文考虑了时间相关信道，设计了有限反馈的单用户发射波束成形。CSI反馈的分析结果来自量化CSI建模为一阶有限状态马尔可夫链。这些结果包括由时变量化CSI生成的源比特率、CSI反馈信道所需的比特率以及反馈延迟的影响。特别地，基于马尔可夫链收敛速率理论，证明了反馈延迟至少以指数方式降低CSI反馈所带来的吞吐量增益。在此基础上，提出了一种CSI反馈时间压缩算法。结合这项工作的结果导致一个新的方法设计有限反馈波束形成的设计实例所示。
2008-05-02 cs.IT math.IT
Gaussian Approximation for the Wireless Multi-access Interference Distribution and Its Applications
研究了大空间无线网络中无线多址干扰分布的高斯近似问题。首先，提出了一种原则性的方法来建立一般有界和幂律衰减路径损失函数的高斯分布的多址干扰分布的收敛速率。该模型是一般的，也包括各种随机无线信道动态，如衰落和阴影所产生的多径传播和障碍物存在于通信环境中。它示出的无线多址干扰分布收敛到高斯分布具有相同的平均值和方差的速率$\frac{1}{\sqrtλ}$，其中$λ>0$是一个参数控制的强度的平面（可能是非平稳的）泊松点过程生成节点的位置。作为衰落统计和路径损失函数的函数，得到了一个明确的表达式的缩放系数。其次，进行了广泛的数值和模拟研究，以说明导出的高斯近似界的准确性。对于中等至高值的$λ$，观察到干涉分布与其高斯近似之间的良好统计拟合。最后，这些近似结果的应用空间无线网络的中断容量和遍历和容量的上限和下界的说明。这些容量度量的导出性能界限在每秒每赫兹一个nats内跟踪网络性能。
2012-04-20 cs.IT math.IT math.PR
Time-Correlated Sparsification for Efficient Over-the-Air Model Aggregation in Wireless Federated Learning
Beijing National Research Center for Information Science and Technology（北京信息科学与技术国家研究中心）；Tsinghua University（清华大学）；Imperial College London（伦敦帝国理工学院）
联邦边缘学习（FEEL）是一种有前途的分布式机器学习（ML）框架，可用于驱动边缘智能应用。然而，由于动态的无线环境和边缘设备的资源限制，通信成为一个主要的瓶颈。在这项工作中，我们提出了时间相关的稀疏化与混合聚合（TCS-H）的通信效率的FEEL，它利用联合功率的模型压缩和空中计算。通过利用模型参数之间的时间相关性，我们构建了一个全局稀疏化掩码，该掩码在设备之间是相同的，从而实现了空中的高效模型聚合。每个设备进一步构造局部稀疏向量以探索其自身的重要参数，这些参数经由具有正交多址的数字通信来聚合。我们进一步设计了TCS-H的设备调度和功率分配算法。实验结果表明，在有限的通信资源，TCS-H可以达到显着更高的精度相比，传统的top-K稀疏与正交模型聚合，与i.i.d.和非I.I.D.数据分布
2022-02-17 cs.IT cs.LG math.IT
Communications Performance Analysis of Wireless Multiple Access Channel with Specially Correlated Sources
本研究针对两用户无线多址信道，推导了特殊相关信源下的一般可达速率，并利用Copula理论分析信道系数相关性对中断概率的影响，发现负依赖结构能显著提升信道效率。
2024-12-20 cs.IT cs.SY eess.SY
Joint Downlink Scheduling for File Placement and Delivery in Cache-Assisted Wireless Networks with Finite File Lifetime
在本文中，流行的文件的下行传输调度优化与无线缓存节点的协助。具体来说，每个文件的请求，这是进一步划分成若干段，建模为泊松点过程在其有限的生命周期。考虑两种下行链路传输模式：（1）基站反应性地向请求用户和所选择的缓存节点多播文件片段;（2）基站主动地向所选择的缓存节点多播一些文件片段而无需请求。具有解码的文件段的高速缓存节点可以帮助经由其他频谱卸载业务。在没有主动多播的情况下，我们将下行链路传输资源最小化表示为具有随机阶段数的动态规划问题，该问题可以通过具有固定阶段数的有限时域马尔可夫决策过程（MDP）来近似。为了解决巨大的状态空间，我们提出了一个低复杂度的调度策略，通过线性近似的价值函数的MDP，其中的近似误差的界限。此外，我们提出了一个基于学习的算法来评估近似的价值函数未知的地理分布的请求用户。最后，在上述反应式多播策略的基础上，提出了一种主动式多播策略来利用阴影效应的时间多样性。仿真结果表明，所提出的低复杂度的反应式组播策略可以显著降低基站的资源消耗，而主动式组播策略可以进一步提高性能。
2019-02-24 cs.IT math.IT
Over-The-Air Computation in Correlated Channels
本文解决了无线网络中的空中（OTA）计算问题，该问题有可能实现巨大的效率提升，例如在分布式ML模型的训练中。我们提供了非渐近的，理论上的保证OTA计算在快衰落的无线信道中的衰落和噪声可能是相关的。衰落和噪声的分布不限于高斯分布，而是假设遵循更一般的亚高斯类分布。此外，我们的结果没有对源的分布做出任何假设，因此，它可以，例如，适用于任意相关的源。我们说明了我们的分析与OTA计算在大型无线网络中的两个示例功能的数值评估：算术平均值和欧几里德范数。
2021-01-12 cs.IT eess.SP math.IT
Robust Detection of Random Events with Spatially Correlated Data in Wireless Sensor Networks via Distributed Compressive Sensing
在本文中，我们利用压缩感知的理论，在密集的传感器网络中执行检测的随机源。当传感器密集部署时，相邻传感器的观测值高度相关，而与远距离传感器对应的观测值相关性较低。因此，在任何给定时间所有传感器的级联观测向量的协方差矩阵可以是稀疏的，其中稀疏结构取决于网络拓扑和相关模型。利用协方差矩阵的稀疏结构，我们开发了一个强大的非参数检测器来检测随机事件的存在，使用在分布式节点收集的数据的压缩版本。我们采用的多址接入信道（MAC）模型与分布式随机投影传感器传输观测，以便在融合中心的压缩版本的意见。通过基于使用压缩数据估计的未压缩数据的协方差信息构建判决统计来执行检测。该方法不需要噪声参数的任何知识来设置阈值，并且当分布的随机投影矩阵变得稀疏时也是鲁棒的。
2017-07-07 cs.IT math.IT stat.CO
Networked Control Systems over Correlated Wireless Fading Channels
Department of ECE, Hong Kong University of Science and Technology（香港科技大学电子与计算机工程系）
本文研究了在时相关无线衰落信道中，通过传感器与远程控制器连接的动态植物系统，旨在通过传感器通信功率设计最小化远程控制器的加权平均状态估计误差，同时满足传感器的平均发射功率约束。
2016-06-24 cs.IT cs.SY eess.SY
On the Throughput Maximization in Dencentralized Wireless Networks
一个分布式的单跳无线网络与$K$链路被认为是，其中的链路被划分成一个固定数量（$M$）的集群，每个操作在一个子信道的带宽$\frac{W}{M}$。假设子信道彼此正交。一般的阴影衰落模型，描述参数$(α,\varpi)$，被认为是$α$表示的阴影和$\varpi$（$\varpi \leq 1$）的概率表示的平均交联增益。本文的主要目标是在$K \to \infty$的渐近状态下找到最大网络吞吐量，这通过以下方式实现：i）提出分布式和非迭代功率分配策略，其中每个用户的目标是最大化其最佳估计（基于其本地信息，即，直接信道增益），以及ii）选择$M$的最佳值。在本文的第一部分中，网络吞吐量被定义为网络的\textit{average sum-rate}，其被示出为$Θ(\log K)$。此外，证明了在强干扰情况下，每个用户的最佳功率分配策略是基于阈值的开关方案。在第二部分中，网络吞吐量被定义为\textit{guaranteed sum-rate}，当中断概率接近零时。在这种情况下，它表明，开关功率分配方案最大化的吞吐量，其规模为$\frac{W}{α\varpi} \log K$。此外，在M=1时实现了用于最大化平均和速率和保证的和速率的最佳频谱共享。
2008-10-14 cs.IT math.IT
How Much Information can One Get from a Wireless Ad Hoc Sensor Network over a Correlated Random Field?
得到了一般$d$维（$d$ -D）平稳高斯场的渐近信息率的新的大偏差结果.通过将一般结果应用于二维（2-D）格上的传感器节点，研究了部署在相关随机场上的ad hoc传感器网络的统计推断的渐近行为。在具有对称一阶条件自回归的2-D隐高斯-马尔可夫随机场模型下，在不进行网内数据融合的假设下，得到了总可获得信息量[nats]和能量效率[nats/J]随覆盖区域、节点密度和能量变化的行为。当传感器节点密度固定时，随着网络节点数量$N_t$的增加，能量效率以速率$Θ({area}^{-1/2})$减小到零，并且固定每节点能量下的每节点信息也以速率$O(N_t^{-1/3})$减小到零。随着传感器间距$d_n$的增加，对于给定的扩散速率$α$，每个节点的信息以速率$D-\sqrt{d_n}e^{-αd_n}$收敛到其极限$D$。当覆盖区域固定且节点密度增加时，每节点信息与节点密度成反比。随着网络中消耗的总能量$E_t$增加，对于固定节点密度和固定覆盖情况，可从网络获得的总信息由$O(\log E_t)$给出，对于固定每节点感测能量和固定密度以及增加覆盖情况，可从网络获得的总信息由$Θ(E_t^{2/3})$给出。
2009-03-09 cs.IT math.IT
Communication in a Poisson Field of Interferers -- Part II: Channel Capacity and Interference Spectrum
在本文的第一部分中，我们提出了一个数学模型的通信受到网络干扰和噪声，其中的干扰是分散的，根据空间泊松过程，并在无线环境中的路径损耗，阴影，和多径衰落异步操作。我们确定了聚合干扰的分布和链路的错误性能。在这第二部分中，我们描述的能力的链路受到网络干扰和噪声。然后，我们提出了频谱中断概率（SOP）的概念，在无线网络中的通信节点产生的聚合射频发射的一个新的表征。我们提出了一些应用的SOP，即频谱法规的建立和隐蔽的军事网络的设计。所提出的框架捕捉所有重要的物理参数，影响总网络排放，但足够简单，提供的见解，可能是有价值的无线网络的设计和部署。
2010-01-26 cs.IT cs.NI math.IT
Correlated Anarchy in Overlapping Wireless Networks
我们调查的行为，大量的自私的用户，能够动态切换多个无线接入点（可能属于不同的标准），通过引入一个迭代的非合作博弈。用户开始完全没有受过教育和天真，但通过使用一组固定的策略来处理广播的训练信号，他们迅速进化并收敛到进化稳定的均衡。然后，为了衡量在这种稳定状态下的效率，我们适应的概念，无政府状态的无政府代价，我们得到了一个明确的分析估计，它使用的方法从统计物理学（即理论的副本）。令人惊讶的是，我们发现无政府状态的无政府代价不取决于无线节点的具体情况（例如频谱效率），而仅取决于每个用户的策略的数量以及节点的数量、用户的数量和训练信号的大小的特定组合。最后，我们将这个博弈映射到研究得很好的少数人博弈，将其分析推广到任意数量的选择。
2008-05-07 cs.GT cs.IT math.IT
Wireless Network Reliability Analysis for Arbitrary Network Topologies
研究了具有非结构化网络拓扑的无线网络的中断性能。从图论的网络可靠性角度出发，通过对不相关和相关无线信道的路径和割集进行计数，得到了广义无线网络的网络中断多项式.建立了最大流最小割定理和关键通信性能指标之间的关系。分集阶数等于源和目的地之间的最小割集的大小，并且编码增益是具有等于最小割集的大小的割集的数目。基于网络中断多项式，给出了任意拓扑网络的遍历容量分析。数值结果被用来说明技术定义和验证推导。
2019-04-29 cs.IT math.IT
Near-Field Imaging by Exploiting Frequency Correlation in Wireless Communication Networks
Technical University of Berlin（柏林工业大学）
本文提出基于稀疏贝叶斯学习的多测量向量压缩感知方法，利用均匀线性阵列近场信道和频域相关性实现宽带无线通信网络中的近场成像，并设计了两种照明模式以提升性能。
2025-10-17 cs.IT math.IT
Unified Framework for the Effective Rate Analysis of Wireless Communication Systems over MISO Fading Channels
本文提出了一个统一的框架，有效的速率分析在任意相关和不一定相同的多输入单输出（MISO）衰落信道，它使用矩生成函数（MGF）的方法和H变换表示。所提出的框架有可能简化繁琐的分析过程相比，概率密度函数（PDF）为基础的方法。此外，在两个特定的衰落情况下的有效速率进行了研究，即独立的，但不一定相同的分布式（i.n.i.d.）MISO超Fox H衰落信道和任意相关广义K衰落信道。这两种情况下的精确分析表示。通过代入相应的参数，可以得到瑞利、Nakagami-m、Weibull/Gamma和广义K衰落信道下的有效速率。此外，渐近近似所提出的H变换和MGF为基础的方法，以及有效率超过i.n.i.d. MISO超福克斯的H衰落信道。仿真结果表明了该方法的有效性。
2016-12-12 cs.IT math.IT
Throughput Region of Spatially Correlated Interference Packet Networks
在多用户无线分组网络中，干扰（通常被建模为分组冲突）是吞吐量瓶颈。用户通过反馈了解干扰模式，并将此信息用于竞争解决和数据包重传。传统的随机接入协议中断通信以解决竞争，这降低了网络吞吐量并增加了等待时间和功耗。在这项工作中，我们采取了不同的方法，我们开发机会随机接入协议，而不是追求传统的方法。我们允许无线节点通信不中断，并观察干扰模式。然后，我们使用此干扰模式知识和信道统计来对抗干扰的负面影响。我们证明了我们的协议使用极值秩比不等式的最优性。我们的贡献的一个重要组成部分是在我们的假设和结果的空间相关性的整合。我们确定的空间相关制度，固有的过时的反馈成为理想化的瞬时反馈一样好，和相关制度中的反馈不提供任何吞吐量增益。为了更好地说明结果，并作为中间步骤，我们表征的有限场空间相关的干扰信道的容量区域与延迟的信道状态信息在发射机。
2018-07-23 cs.IT math.IT
Scheduling and Codeword Length Optimization in Time Varying Wireless Networks
在本文中，一个单天线基站与K个单天线用户通信的下行链路的情况下，在时间相关的衰落信道，被认为是。假设信道状态信息在每个接收机处是完全已知的，而衰落过程的统计特性和每个帧开始处的衰落增益对于发射机是已知的。通过计算时间相关衰落信道的随机编码误差指数，证明了存在一个最佳码字长度，使得系统吞吐量最大。使用固定长度码字和可变长度码字来检查以最大信噪比向用户发送的常规调度的吞吐量。虽然优化的码字长度提高了性能，它示出，使用传统的调度，可实现的吞吐量和系统的最大可能的吞吐量之间的差距趋于无穷大，K趋于无穷大。提出了一种同时考虑信噪比和信道时变的简单调度算法。它表明，通过使用这种调度，可达到的吞吐量和系统的最大吞吐量之间的差距接近于零。
2007-03-28 cs.IT math.IT
Analytical modeling and analysis of interleaving on correlated wireless channels
交织是无线接入技术中普遍使用的一种机制，用于减轻信道相关性的影响。尽管它被广泛采用，据我们所知，迄今为止还没有提出任何分析模型。在本文中，我们填补了这一空白，提出了三种不同的交织模式。这些模型中的两个是基于数值算法，而其中一个允许数据包错误概率的封闭形式的表达式。虽然我们使用分组码与硬解码来指定模型，我们的建模原则是适用于所有的前向纠错码，只要存在一个函数关系（可能的，概率）之间的码字中的错误接收的比特的数量和码字的错误概率。我们评估了我们的模型的准确性，表明在广泛的输入参数范围内，最坏情况下的预测仅限于50%。最后，我们详细研究了交织的效果，展示了它如何随信道相关性、比特出错率和纠错能力而变化。本文中报道的数值结果允许识别的交织深度，需要用于一个给定的相关度的信道的最佳值。模型的参考实现是可用的[1]。
2018-01-30 cs.IT cs.NI eess.SP
On Optimal Multi-user Beam Alignment in Millimeter Wave Wireless Systems
定向传输模式（也称为窄波束）是毫米波（mmWave）频带中的无线通信的关键，毫米波频带遭受高路径损耗和严重遮蔽。此外，毫米波频率中的传播信道仅包含少量空间集群，需要将对应的窄波束与信道集群的离开角（AoD）对准的过程。这个过程的目的，称为波束对准（BA）是为了增加后续数据通信的波束形成增益。几个现有的研究考虑优化BA过程，以实现各种目标，如减少BA开销，增加吞吐量，并降低功耗。虽然这些研究大多为单个活跃用户的场景提供了优化的BA方案，但在实际网络中通常存在多个活跃用户。因此，在BA开销和延迟方面，设计可以共同执行多个用户的波束管理的多用户BA方案是更有效的。本文考虑了一类多用户BA方案，其中基站执行角域的一次性扫描以同时定位多个用户。目标是在收到用户反馈后，最小化AoD上剩余不确定性区域（UR）的平均期望宽度。最佳性能的基本界限进行了分析，使用信息理论工具。此外，制定了波束设计优化问题，并提出了一种实用的BA方案，与5G标准中使用的波束扫描相比，该方案提供了显着的增益。
2020-05-28 cs.IT eess.SP math.IT
On the Performance of LoRa Empowered Communication for Wireless Body Area Networks
该研究针对无线体域网的LoRa通信，推导了瑞利-对数正态衰落下的误比特率闭式近似式，评估三种MAC协议性能并分析两类扩频因子选择方案，为LoRa体域网设计提供参考。
2023-11-07 cs.IT eess.SP math.IT
State Estimation over Sensor Networks with Correlated Wireless Fading Channels
The University of Newcastle（纽卡斯尔大学）；Uppsala University（乌普萨拉大学）；Royal Institute of Technology（皇家理工学院）
研究了在具有相关衰落信道的无线传感器网络中集中时间变化卡尔曼滤波器的随机稳定性，引入了网络状态过程以描述无线电环境的配置，并建立了确保卡尔曼滤波器指数有界的充分条件。
2013-08-08 cs.IT cs.SY eess.SY
Diversity Polynomials for the Analysis of Temporal Correlations in Wireless Networks
无线网络中的干扰是时间相关的，因为节点或用户位置随时间相关，并且干扰发射机是这些节点的子集。对于一个无线网络，其中（潜在的）干扰形成一个泊松点过程，并使用ALOHA信道接入，我们计算的联合成功和中断概率的n个传输在一个参考链路。结果是基于多样性多项式，它捕获的时间干扰相关性。联合中断概率用于确定分集增益（SIR趋于无穷大），结果表明，在简单的重传方案中没有分集增益，即使在所有链路上具有独立的瑞利衰落。我们还确定了两个传输的完整的联合SIR分布和本地延迟的分布，这是直到通过参考链路的重复传输成功的时间。
2013-09-11 cs.IT cs.NI math.IT
MIMO Channel Modeling and Capacity Analysis for 5G Millimeter-Wave Wireless Systems
本文提出了一种具有小尺度空间相关随机系数的多元发射机和接收机天线阵列冲激响应的3-D统计信道模型，该模型使用基于物理的时间簇-空间波瓣（TCSL）聚类方案推导出。基于28 GHz室外毫米波小尺度局域信道测量，对多径幅度的小尺度特性进行了建模。宽带信道容量通过考虑基于测量的Rician分布电压幅度以及每对发射器和接收器天线元件的多径幅度的空间自相关来评估。结果表明，莱斯信道可能会表现出相等或可能更大的容量相比，瑞利信道，这取决于天线的数量。
2016-01-28 cs.IT math.IT
Compressive Sensing Techniques for Next-Generation Wireless Communications
一系列高效的无线过程和使能技术被放在放大镜下，以探索相关过程的不同表现形式，其中可以调用次奈奎斯特采样作为具有稀疏变换域表示的明确益处。例如，宽带下一代系统需要高奈奎斯特-采样率，但是在高奈奎斯特频率下，信道脉冲响应（CIR）将非常稀疏，因为反射传播路径的数量较少。这促使采用基于压缩感测的处理技术，以尽可能高效地节俭地利用有限的无线电资源和网络基础设施。各种复杂的压缩采样技术进行了调查，我们得出的结论与各种有前途的研究思路相关的大规模天线阵列，非正交多址接入（NOMA），超密集网络（UDN）的解决方案，仅举几例。
2017-09-07 cs.IT math.IT
Asymptotic Data Rates of Receive-Diversity Systems with MMSE Estimation and Spatially Correlated Interferers
提出了一种渐近技术来表征在空间分布式网络中具有相关位置处的有源中继器、N个接收分集分支和线性最小均方误差（MMSE）接收器的代表性无线链路上可实现的比特/符号。这个框架，然后应用到系统，包括类似物的Matern I型和II型网络，这是有用的模型系统与媒体访问控制（MAC），蜂窝上行链路与正交传输和频率复用，和布尔集群网络。据发现，对于我们的网络模型，与适度大的N，的相关性之间的位置并不显着影响的比特/符号，导致在简单的近似值的数据率可实现在这样的网络，这是已知的是难以分析，并为其中很少的分析结果是可用的。
2013-12-26 cs.IT math.IT
A Message-Passing Approach to Combating Hidden Terminals in Wireless Networks
与隐藏终端的冲突是802.11和无线网络中性能下降的主要原因。载波侦听多址接入与冲突避免（CSMA/CA）是用来避免冲突的空间重用的代价。本报告研究接收机设计，以减轻来自隐藏终端的干扰。假设一个无线信道模型与相关衰落的时间。提出了一种消息传递方法，在该方法中，接收器可以成功地接收和解码来自两个源的部分重叠的传输，而不是将不期望的传输视为热噪声。编码和未编码系统的数值结果表明，接收机的优势，比传统的接收机。
2014-01-29 cs.IT cs.NI math.IT
Dynamic Compression-Transmission for Energy-Harvesting Multihop Networks with Correlated Sources
能量收集无线传感器网络是一种新兴技术，应用于环境和结构健康监测等各个领域。无线传感器的显著特征是需要执行信源编码任务（例如测量和压缩）和传输任务。已知的是，用于信源编码的总能量消耗通常与传输的能量消耗相当，并且两类任务的联合设计可以导致相关的性能增益。此外，传感器网络中的信源编码的效率可以经由分布式技术通过利用由不同节点测量的信号是相关的这一事实来潜在地提高。在本文中，数据收集协议的多跳无线传感器网络的能量收集能力的研究，从而传感器测量的源相关。对信源编码和传输的能量消耗进行了建模，并假设了分布式信源编码。针对时变信道和信源，提出了动态联合优化信源编码和传输策略的问题。该问题包括在队列稳定性约束下的源重建在汇的失真的成本函数的最小化。通过采用基于扰动的李雅普诺夫技术，一个接近最优的在线计划，提出了一个明确的和可控的权衡之间的最优性差距和队列大小。在接收端可用的边信息的作用也被讨论的假设下，获取的边信息需要一个能量成本。结果表明，边信息的存在下，可以提高网络的整体网络成本函数和队列大小方面的性能。
2012-03-14 cs.IT cs.NI math.IT
The Multiple Access Channel with Feedback and Correlated Sources
在本文中，我们研究的通信策略的多址信道与反馈和相关的来源（MACFCS）。MACFCS模型的无线传感器网络的情况下，传感器分布在一个任意的随机字段收集相关的测量和传输到一个共同的汇。我们推导出三节点MACFCS的可实现速率区域。首先研究了信源编码与信道编码结合时的解码策略，即信源全解码。其次，我们研究了信源编码和信道编码分离时的几种策略，我们称之为目的地全解码。从高斯信道的数值计算中，我们看到不同的策略在某些源相关性和信道设置下表现得更好。
2006-05-22 cs.IT math.IT
Spatial and Temporal Correlation of the Interference in ALOHA Ad Hoc Networks
干扰是无线自组织网络性能的主要限制因素。干扰的时间和空间相关性使得中断在时间上相关（对于重传很重要）并且在空间上相关（对于路由很重要）。在这封信中，我们量化的时间和空间相关性的干扰在无线ad hoc网络的节点分布作为一个泊松点过程的平面上时，ALOHA被用作多址接入方案。
2009-04-08 cs.IT cs.NI math.IT
A Subset Selection Algorithm for Wireless Sensor Networks
无线传感器网络（WSNs）面临的主要挑战之一是有限的能量资源在小型传感器节点。因此，希望降低传感器的功耗，同时保持源信息与其在融合中心（FC）处的估计之间的失真低于特定阈值。在给定FC节点的信道状态信息的情况下，提出了一种传感器节点子集选择算法，以降低传感器网络的平均传输功率。我们假设源和传感器之间的信道是相关衰落信道，由Gilbert-Elliott模型建模。我们表明，当这些通道是已知的FC，传感器的子集可以选择由FC，从这个子集接收到的意见是足够的估计源信息在FC，同时保持源信息和它的估计低于一个特定的阈值之间的失真。通过分析，我们发现这个子集的大小的概率分布，并提供结果来评估我们提出的算法的功率效率。
2015-05-14 cs.IT math.IT
Over-the-Air Computation with Spatial-and-Temporal Correlated Signals
针对实际传感器信号存在时空相关性的问题，提出相关信号AirComp系统及最小MSE最优策略，并给出性能接近最优的闭式低复杂度策略。
2021-02-01 cs.IT cs.SY eess.SP
