Further Applications of Wireless Communication Systems over $α-η-κ-μ$ Fading Channels
本文分析了$α-η-κ-μ$衰落信道下无线通信系统的一些应用。研究了基于能量检测的频谱感知的有效率、检测概率和接收机特性曲线下面积的平均值。此外，还提出了一种高精度截断$α-η-κ-μ$衰落条件概率密度函数无穷和的方法。为此，新的数学上容易处理的精确表达式推导福克斯的$H$ -功能（FHF）。的渐近行为也解释，以赚取进一步了解衰落参数对系统性能的影响。数值计算结果和蒙特卡罗模拟之间的比较，以验证我们的分析的有效性。
2019-09-16 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
Resource Allocation for Wireless Fading Relay Channels: Max-Min Solution
作为衰落中继信道的基本信息论模型，本文首先研究了并行中继信道，推导了并行中继信道容量的上下界。对于具有退化子信道的并行中继信道，建立了容量，并通过高斯情况进一步证明，获得了同步和同步容量。分析了源节点和中继节点在子信道间实现功率分配的能力。衰落中继信道，然后研究，其中资源分配，最大限度地提高可实现的速率获得全双工和半双工的情况下。容量建立衰落中继信道，满足一定的条件。
2007-07-06 cs.IT math.IT
Throughput Scaling Laws for Wireless Networks with Fading Channels
考虑了在共享无线信道上操作的n个通信链路的网络。假设衰落是影响发射机和接收机终端之间信道强度的主要因素。假设每个链路可以是活动的并且以恒定功率P进行传输或者保持静默。我们的目标是最大限度地提高吞吐量的活动链路的选择。通过推导一个上界和一个下界，它表明，在瑞利衰落的情况下（i）的最大吞吐量规模一样$\log n$（ii）的最大吞吐量是可实现的分布式方式。上界是使用概率的方法，其中的关键点是上限的任何随机集的活动链路的卡方随机变量的吞吐量。为了获得下界，提出并分析了一种分散式链路激活策略。
2007-07-13 cs.IT 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 Greedy Link Scheduler for Wireless Networks with Fading Channels
我们考虑衰落信道下无线网络的链路调度问题，其中链路速率随时间变化。由于吞吐量最优调度器的高计算复杂性，我们提供了一个低复杂度的贪婪链路调度器GFS，具有可证明的性能保证。我们表明，我们的贪婪调度器的性能可以使用本地池化因子（LPF）的网络图，它以前已被用来表征的贪婪最大调度（GMS）策略的稳定性与静态信道的网络进行分析。我们推测，在衰落信道下，GFS的性能是GMS性能的一个下界
2012-03-09 cs.IT cs.NI math.IT
Performance evaluation of THz wireless systems under the joint impact of misalignment fading and phase noise
本文研究了多载波太赫兹（THz）无线系统中失调衰落和本振相位噪声的联合影响。更详细地说，在建立一个合适的系统模型，考虑到太赫兹信道的特殊性，以及收发器的特性，我们提出了模拟结果，量化的平均信号与干扰加噪声比（SINR）和中断概率（OP）的失调衰落和PHN的联合影响。
2019-07-19 cs.IT eess.SP math.IT
Outage Probability in Network Coding Based Cooperative Wireless Networks over Nakagami-m Fading Channels
针对Nakagami-m衰落信道下基于网络编码的两源两中继协作网络，推导各S-D对中断概率闭式解，扩展至多中继多S-D对场景，并分析链路衰落因子影响及分集阶数。
2024-01-27 cs.IT math.IT
Capacity Bounds for Wireless Ergodic Fading Broadcast Channels with Partial CSIT
研究了发射端具有部分信道状态信息的两用户无线广播信道。CSIT由信道状态的任意确定性函数给出。这个特性可以完全控制有多少状态信息可用，从完美到没有信息。在文献中，无线各态历经衰落信道，特别是衰落BC的容量推导，主要依赖于由并行子信道组成的信道的分析。该技术通常适用于在发射机处可获得完美状态信息的情况。在本文中，提出了新的参数，直接推导出（不诉诸并行信道的分析）的两个用户衰落BC与公共和私人消息的基础上现有的离散信道的界限的容量界限。具体而言，一种新的方法来适应和评估公知的UV外边界高斯衰落信道使用熵功率不等式。我们的方法确实揭示了广播辅助设备在衰落信道中的作用。结果表明，导出的外界是最佳的信道与完美的CSIT以及部分CSIT的一些特殊情况下。我们的外边界也直接适用于没有CSIT的情况下，最近已被认为是在几篇论文。其次，该方法被开发用于分析具有秘密性的衰落BC。在完美的CSIT的情况下，一个完整的表征的秘密容量区域的共同和机密消息的信道。这一结果填补了Ekrem和Ulukus以前工作中的空白。对于没有公共消息的信道，当发送方只能访问信道的劣化序时，也导出了保密容量域。
2013-02-22 cs.IT math.IT
Performance Evaluation of Two-Hop Wireless Link under Nakagami-m Fading
目前，人们正在对两跳无线链路在不同衰落条件下的补救措施进行研究。在本文中，一个两跳链路在三种不同的条件下被认为是：（i）MIMO的两个跳，（ii）MISO在第一跳和SIMO在第二跳，最后（iii）SIMO在第一跳和MISO在第二跳。这里使用的三个模型给出了在源到中继（S-R）和中继到目的地（R-D）链路中的任何链路上使用STBC（空时分组编码）和组合方案的灵活性。甚至可以在任何链路上结合发射天线选择（TAS）。在Nakagami-m衰落条件下，以天线数和S-R链路的信噪比为参数，研究了BPSK、8-PSK和16-PSK三种调制方式下，符号出错率（SER）随R-D链路平均信噪比（SNR）的变化规律。
2013-12-21 cs.IT math.IT
Outage-Limit-Approaching Protograph LDPC Codes for Slow-Fading Wireless Communications
块衰落（Block-fading，BF）信道，又称慢衰落信道，是一种简单实用的信道模型，它能够描述许多中低移动性无线通信应用的主要特征。虽然BF信道在过去的二十年里受到了极大的研究关注，但设计低复杂度的接近超限的纠错码（ECC）仍然是一个具有挑战性的问题。为此，一种新的原型图低密度奇偶校验（LDPC）码族，称为根原型图（RP）LDPC码，最近已经构思。RP码不仅可以实现线性复杂度的编码和高速解码的准循环（QC）结构的帮助下，但也实现了近中断极限性能在各种BF场景。在这篇文章中，我们简要地回顾了这样的原型代码的设计准则，旨在启发在这一领域的进一步研究活动。
2021-07-21 cs.IT math.IT
Wireless Link Capacity under Shadowing and Fading
我们考虑以下基本链路容量（也称为，单次调度）问题：给定一组通信链路，找到可以同时成功传输的链路的最大子集。良好的性能保证仅适用于确定性模型，例如具有几何（对数距离）路径损耗的物理模型。我们对待这个问题的随机跟踪下一般分布，约束的影响，最佳容量的阴影，并推导出常数近似算法。我们还考虑了瑞利分布下的时间衰落，并表明它只影响非衰落的解决方案由一个常数因子。这些可以结合成时不变阴影和时间衰落下的恒定近似链路容量算法。
2017-06-16 cs.IT cs.NI math.IT
The Capacity Region of the Wireless Ergodic Fading Interference Channel with Partial CSIT to Within One Bit
基本容量限制的两个用户的无线遍历衰落IC与部分信道状态信息在发射机（CSIT），其中每个发射机配备了一个任意的确定性函数的信道状态（这个模型产生一个完全控制有多少状态信息是可用的）。在衰落网络的分析中，特别是包括衰落IC的多接收器网络，主要挑战之一是获得有效的容量外边界。本文针对两用户遍历衰落信道建立了一个新的容量外界。为此目的，通过广播信道技术（即，利用Csiszar-Korner恒等式对向量随机变量组成的互信息函数进行操作）和基因辅助技术，首先导出了由包含辅助随机变量的互信息函数表征的单字母外界。然后，通过新的论点，导出的界限优化其辅助工具，仅使用熵功率不等式。除了被很好地描述，我们的外边界是有效的，从几个方面。具体地说，它是最佳的衰落IC均匀强干扰。此外，它是均匀混合干扰的信道的速率和最优的。更重要的是，它被证明，当每个发射机有机会获得任何数量的CSIT，其中包括其非对应的接收机的干扰噪声比，外部边界的差异不超过一个比特从可实现的速率区域由Han-Kobayashi计划。这个结果被视为一个自然的概括的ETW内的一个比特的容量结果的静态信道的无线遍历衰落的情况。
2013-02-14 cs.IT math.IT
Percolation on the Signal to Interference Ratio Graph with Fading
考虑无线通信网络，其中如果任意两个节点之间的信号干扰比（SIR）大于阈值，则任意两个节点被连接。我们考虑了无线信号传播的路径损耗加衰落模型。假设无线网络的节点分布为泊松点过程（PPP），渗流（形成一个无界连接的集群）所得到的SIR图的PPP的密度的函数进行了研究。我们研究了超临界状态下的渗流，并表明，对于一个足够小的阈值，存在一个封闭的密度区间，渗流发生非零概率。
2012-05-22 cs.IT math.IT
Covert Communications with A Full-Duplex Receiver over Wireless Fading Channels
在这项工作中，我们提出了一个隐蔽的通信方案，发射机试图隐藏其传输到一个全双工接收器，从一个看守，这是使用辐射计检测这种隐蔽的传输。具体地说，我们首先推导出在监狱长的检测出错率，在此基础上，其辐射计的最佳检测阈值的解析确定和其预期的检测出错率在无线衰落信道中实现的封闭形式的表达式。我们的分析表明，故意产生的接收机与随机发射功率的人工噪声，虽然会导致自干扰，提供了实现一个积极的有效的隐蔽率的能力，为任何发射功率（可以是无穷大）受到任何给定的隐蔽性要求的预期检测出错率。这项工作是第一次研究使用全双工接收机与控制人工噪声实现隐蔽通信，并在这方面邀请进一步调查。
2017-11-10 cs.IT math.IT
Node Deployment in Heterogeneous Rayleigh Fading Sensor Networks
研究了一种分层异构瑞利衰落无线传感器网络（WSN），传感器节点在感兴趣区域（RoI）进行监视，并利用接入点（AP）作为中继将其感知信息传输到基站（BS）。通过考虑大规模的路径损耗信号衰减和小规模的信号变化，由于瑞利衰落，我们制定的节点部署问题作为一个优化问题，旨在最大限度地减少网络的无线通信功耗。由于遍历所有无线链路的容量限制，我们研究了最佳AP和BS部署的必要条件。这些必要条件，然后组装在一个迭代算法的形式来部署节点。最后，我们建立了我们提出的节点部署算法对文献中类似的方法的有效性和优越性。
2022-11-14 cs.IT 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
Ergodic Capacity Analysis of Wireless Powered AF Relaying Systems over $α$-$μ$ Fading Channels
在本文中，我们考虑了两跳放大转发（AF）中继系统，其中中继节点是能量受限的，并从源节点收获能量。在文献中，有三种主要的能量收集（EH）协议，即时间切换中继（TSR），功率分配（PS）中继（PSR）和理想中继接收机（IRR）。与现有的研究不同，本文考虑了$α$ - $μ$衰落信道。在这方面，我们推导出准确的统一解析表达式的遍历能力，上述协议在独立的，但不相同的分布（i.n.i.d）$α$ - $μ$衰落信道。研究了$α$ - $μ$模型的三种特殊情况，即瑞利衰落信道、Nakagami-mandWeibull衰落信道。我们的分析是通过数值和模拟结果进行验证。结果表明，找到最佳值的PS因子的PSR协议和EH时间分数的TSR协议是实现最佳网络性能的关键一步。
2017-12-13 cs.IT math.IT
Radio Frequency Propagation Model and Fading of Wireless Signal at 2.4 GHz in Underground Coal Mine
部署无线传感器网络和无线通信系统对于从地面监测装置、气体传感器和在地下矿井中使用的设备以及在定位矿工中更好地实时数据采集已经变得不可或缺，因为在诸如冒顶、火灾等矿井危险的情况下，像使用有线通信的常规方法变得无效。在实施任何无线系统之前，应当确定不同工作地点的可变路径损耗指数;这有助于更好的信号接收和传感器节点定位。这也改进了跟踪携带无线设备的矿工的方法。本文提出了一种新的方法，一个合适的无线电传播模型的参数确定的帮助下，在印度南部的一个地下煤矿进行的实际实验的结果。使用XBee模块和ZigBee协议在2.4 GHz频率下确定了用于精确定位的路径损耗指数以及其他基本参数。
2015-01-23 cs.IT math.IT
Location Estimation and Detection in Wireless Sensor Networks in the Presence of Fading
在本文中，使用窄带通信信号的定位被认为是在存在衰落信道的到达时间测量。当使用窄带信号进行定位时，由于现有的硬件限制，衰落信道对定位精度起着至关重要的作用。在一个位置估计公式中，在不同的衰落系数假设下，推导出了定位误差的克拉美-罗下界。对于相同水平的定位精度，由于瑞利衰落与已知相位的性能损失示出为约5dB的情况下，没有衰落。未知相位会导致额外的1dB损耗。最大似然估计也得自。在替代的分布式检测公式中，如果节点是活动的，则每个锚从具有已知位置的节点接收噪声信号。每个锚点做出关于节点是否活动的决定，并且一旦做出决定就向融合中心发送比特。融合中心结合所有的决定，并使用一个设计参数，以作出最终决定。我们推导出最佳阈值，并计算在不同的假设下的信道信息的知识的虚警和检测的概率。模拟证实了我们的分析结果。
2018-11-02 cs.IT math.IT
Secrecy Analysis of Random MIMO Wireless Networks over $α$-$μ$ Fading Channels
本文研究了随机MIMO无线网络在小尺度$α$ - $μ$衰落信道下的保密性能，其中合法接收者和窃听者均服从两个独立的齐次泊松点过程（HPPPs）分布.具体地说，会计的存在下，非合谋窃听，保密性能指标，包括连接中断概率（COP），概率非零保密容量（PNZ）和遍历保密容量，推导关于$k$ -th最近/最佳用户的情况。根据发射机和接收机之间的距离，从排序中提取用于第$k$最近用户的索引，而用于第$k$最佳用户的索引基于路径损耗和小尺度衰落的组合效应。特别是，概率密度函数（PDF）和累积分布函数（CDF）的复合信道增益，为$k$ -th最近的和最好的用户，其特征在于，分别。受益于这些结果，随后得到的COP，PNZ和遍历保密能力的封闭形式表示。此外，最佳顺序的用户的最大数量的限制也计算，对于一个给定的保密中断约束。最后，数值结果验证了我们推导的正确性。此外，还分析了衰落参数、路径损耗指数和密度比等因素的影响。
2018-10-01 cs.IT math.IT
On the Secrecy of RIS-aided THz Wireless System subject to $α-μ$ fading with Pointing Errors
针对RIS辅助太赫兹系统在指向误差和$α-μ$衰落下的保密性能，推导了SOP和IP的近似与渐近表达式，并通过蒙特卡洛仿真验证。
2025-05-25 cs.IT math.IT
Covert Wireless Communications under Quasi-Static Fading with Channel Uncertainty
隐蔽通信使发射机能够在对手存在的情况下可靠地发送信息，对手希望检测传输是否发生。我们认为隐蔽通信在准静态块衰落信道，用户遭受信道的不确定性。我们调查对手威利的最佳检测性能在两个极端的情况下，即，理想信道状态信息（CSI）的情况和仅信道分布信息（CDI）的情况。结果表明，在大的检测误差制度，威利的检测性能，这两种情况下基本上是不可区分的，这意味着CSI的质量并没有帮助威利在提高他的检测性能。这一结果使我们能够研究隐蔽传输设计，而不需要在威利的信道不确定性的确切数量的因素。然后，我们得到的最优和次优的封闭形式的解决方案的隐蔽传输设计。我们的研究结果揭示了在准静态衰落信道的情况下和以前研究的情况下的非衰落AWGN信道的设计之间的根本区别。
2020-09-28 cs.IT math.IT
Throughput Scaling Laws for Wireless Networks with Fading Channels
考虑$n$无线通信链路的网络。衰落被认为是影响节点之间的信道强度的主要因素。其目的是分析当功率分配允许时网络的可实现吞吐量。通过提出一种分散的开关功率分配策略，得到了一般衰落模型下可达吞吐量的下界。特别是，在瑞利衰落条件下，实现的总和速率的顺序为$\log n$，这是一个常数因子，大于Gowaikar等人的工作中获得的集中式方案。类似于以前的大部分工作在大型网络，该计划为每个链路分配一个消失的小速率。然而，它示出，通过允许的总和速率减少一个因子$α<1$，该计划是能够提供非零的每链路的顺序$Θ(1)$的速率。为了获得更大的非零速率每链路，所提出的方案被修改为集中式版本。事实证明，对于相同数量的活动链路，集中式方案实现了更大的每链路速率。此外，在每链路速率的大值处，其实现接近$\log n$的和速率，即，这是分散式方案所能达到的最大值。
2007-01-16 cs.IT math.IT
Reliability Bounds for Dependent Fading Wireless Channels
不可靠的衰落无线信道是移动通信中严格性能保证的主要挑战。分集方案包括大量的天线，巨大的频谱带和多连接链路被用来改善中断性能。这些方法的成功在很大程度上依赖于潜在的衰落信道的联合分布。在这项工作中，我们认为缓慢衰落的无线分集信道的$\varepsilon$中断容量，并提供固定的边缘分布的各个信道的上下限。这回答了关于在具有给定分布的$n$衰落信道上可实现的最佳和最差情况中断概率的问题，例如，瑞利衰落，但不一定统计独立。有趣的是，最佳情况的联合分布使得能够实现大于零的零中断容量，而无需在发射机处针对$n \geq 2$的信道状态信息。此外，结果被应用到最坏和最好的情况下的联合分布的零中断容量与完美的信道状态信息无处不在。所有的结果是专门的瑞利衰落和独立和相同分布的衰落分量信道的标准假设相比。结果表明，联合分布的显着影响，最坏和最好的情况之间的差距可以任意大。
2020-05-22 cs.IT eess.SP math.IT
Secure Transmission of Delay-Sensitive Data over Wireless Fading Channels
本文研究了随机源产生的延迟敏感数据的安全无线传输的吞吐量和能量效率。考虑了一个衰落广播模型，在该模型中，发射机向两个接收机发送机密和公共消息。假设从马尔科夫源生成的公共和机密数据在传输之前存储在缓冲区中，并且发射机在缓冲区/延迟违规概率的约束下操作。在这样的统计服务质量（QoS）约束下，时变无线传输的有效容量和马尔可夫源的有效带宽被用来确定吞吐量。特别地，保密容量用于描述包含机密消息的缓冲器的服务速率。此外，每比特能量被用作能量效率度量，并且在低信噪比（SNR）状态下研究能量效率。具体地，确定公共和机密消息的可靠通信所需的每比特的最小能量，并且识别宽带斜率表达式。缓冲器/延迟约束，信道之间的相关性，源特性/突发性，在发射机的信道知识，功率分配和保密要求的吞吐量和能源效率的共同和机密的消息传输的影响被确定。
2017-04-06 cs.IT math.IT
Analysis of Asymmetric Dual-Hop Energy Harvesting-Based Wireless Communication Systems in Mixed Fading Environments
研究了衰落信道下基于双跳能量收集的固定增益放大转发中继通信系统的性能。我们考虑源节点（$S$）通过固定的远距离中继（$R$）与目的地节点（$D$）通信，所述固定的远距离中继从其接收到的信号中收获能量并且使用所述能量来放大接收到的信号并且将其转发到$D$。在能量收集的分析中考虑了功率分配（PS）和时间切换（TS）方案。分别通过Nakagami-$m$和$α$-$μ$衰落模型对$S$ -$R$和$R$-$D$跳进行建模。推导了端到端信噪比（SNR）统计特性的封闭式表达式，并在此基础上推导了考虑四种自适应传输策略的平均出错率（ASER）和平均信道容量（ACC）的封闭式表达式。通过Monte-Carlo模拟验证了推导的表达式。
2020-04-05 cs.IT math.IT
Statistical Studies of Fading in Underwater Wireless Optical Channels in the Presence of Air Bubble, Temperature, and Salinity Random Variations (Long Version)
光信号在水下信道中的传播受到三种主要的衰减现象的影响，即吸收、散射和衰落。在本文中，我们实验研究了随机温度和盐度变化以及气泡的存在下，在水下无线光信道的强度起伏的统计分布。特别是，我们定义了不同的方案，以产生随机波动的水的折射率在整个传播路径，然后检查各种统计分布的准确性，他们的拟合优度的实验数据。我们还获得了信道相干时间，以解决衰落时间变化的平均周期。所考虑的情景涵盖了从弱湍流到强湍流的各种闪烁指数。实验研究了发射端光束准直器和接收端孔径平均透镜的作用。我们表明，使用发射器光束准直器和/或接收器孔径平均透镜适合单瓣分布，使广义伽玛和指数威布尔分布可以很好地匹配所获得的数据的直方图。我们的实验结果进一步揭示了信道相干时间的数量级为$10^{-3}$秒或更大，这意味着慢衰落湍流信道。
2018-02-05 cs.IT math.IT
High-SIR Transmission Capacity of Wireless Networks with General Fading and Node Distribution
在许多无线系统中，干扰是主要的性能限制因素，并且主要由并发发射机的位置决定。在许多早期的作品中，发射机的位置通常被建模为泊松点过程的分析处理。虽然分析上很方便，但PPP仅精确地对节点独立放置的网络进行建模，并使用ALOHA作为信道访问协议，这保留了独立性。在非泊松网络中，模型智能接入协议的发射机位置之间的相关性，使得中断分析非常困难。在本文中，我们采取了另一种方法，并专注于一个渐近制度，其中的密度为$η$到0。我们证明了一般的节点分布和衰落统计，成功概率$\p \sim 1-γη^κ$为$η\rightarrow 0$，并提供了一些重要的特殊情况下的值$γ$和$κ$。我们证明了$κ$的下界为1，上界为一个依赖于路径损耗指数和衰落的值。这个新的分析框架，然后使用一个非常一般的网络类，定义为最大的空间密度的活动链路中断约束的传输容量的特征。
2010-10-08 cs.IT math.IT
A Novel Unified Expression for the Capacity and Bit Error Probability of Wireless Communication Systems over Generalized Fading Channels
在过去，一般衰落信道下的无线通信系统的平均二进制错误概率（ABEP）和平均容量（AC）的分析一直被认为是分开的。本文提出了一种新的基于矩生成函数（MGF）的\emph{unified expression}，用于单链路和多链路最大比合并通信的ABEP和AC。此外，本文提出了超福克斯的H衰落模型作为一个统一的衰落分布的大多数著名的广义衰落模型。因此，我们提供了一个通用的统一的性能表达式，可以很容易地计算，这是适用于各种各样的衰落的情况。的数学形式主义说明了一些选定的数值例子，验证我们的新推导结果的正确性。
2011-01-26 cs.IT cs.PF math.IT
Joint Channel and Queue Aware Scheduling for Wireless Links with Multiple Fading States
在这项工作中，我们解决的延迟最优调度问题的无线传输固定调制在多状态衰落信道。我们提出了一种随机调度策略，调度源发送概率联合基于缓冲区和信道状态，在发射机的平均功率约束。我们的目标是通过选择最佳的传输概率来最小化平均延迟。利用马尔可夫链模型，我们制定了一个功率约束的延迟最小化问题，然后将其转化为线性规划（LP）。通过分析其性质，我们可以得到最佳的基于阈值的调度策略以及相应的传输概率。我们的理论分析证实了仿真结果。
2015-09-17 cs.IT cs.PF math.IT
Unified Statistical Channel Model for Turbulence-Induced Fading in Underwater Wireless Optical Communication Systems
基于实验数据，提出了一种统一的统计模型，用于描述在淡水和咸水中存在气泡和温度梯度时，水下无线光通信（UWOC）信道的相干衰落特性。在该模型中，通道辐照度波动的特点是混合指数广义伽玛（EGG）分布。我们使用期望最大化（EM）算法，以获得新模型的最大似然参数估计。有趣的是，所提出的模型显示，提供一个完美的拟合与测量数据在所有通道条件下的两种类型的水。新模型的主要优点是，它具有简单的数学形式，从性能分析的角度来看，它具有吸引力。事实上，我们表明，EGG模型的应用导致封闭形式和分析听话的表达式关键UWOC系统的性能指标，如中断概率，平均比特出错率，遍历容量。据我们所知，这是有史以来第一个全面的信道模型，解决了由于气泡和温度梯度引起的水下无线光信道中光束辐照度波动的统计数据。
2018-10-15 cs.IT math.IT
Terahertz Wireless Transmissions with Maximal Ratio Combining over Fluctuating Two-Ray Fading
对于高速太赫兹（THz）无线链路，期望减轻信道衰落和收发器损伤。本文分析了多天线太赫兹无线系统的性能，同时考虑指向误差和波动双射线（FTR）衰落模型的综合影响。我们提供了一个统计特性的最大比合并（MRC）接收机在独立和不同的（i.ni.d.）通过使用不完全Gamma函数推导单链路THz链路的信噪比（SNR）的密度和分布函数，在多变量Fox's H方面的信道条件。我们开发的中断概率，平均误码率（BER），遍历容量为单天线和MRC接收机的精确解析表达式。我们还提出了系统的分集阶数，推导出在高信噪比下中断概率和平均误码率的渐近表达式，以深入了解系统性能。我们验证了我们推导的解析表达式与蒙特卡洛模拟，并证明了各种系统和信道参数对单天线和多天线太赫兹无线通信性能的影响。
2021-08-03 cs.IT eess.SP math.IT
Lattice coding for Rician fading channels from Hadamard rotations
在本文中，我们研究了莱斯衰落无线信道的格型编码。这是特别是由初步研究表明，毫米波长无线通信的莱斯衰落模型的动机。我们限制到格码所产生的旋转$\mathbb{Z}^n$，和一个单输入单输出（SISO）通道。我们观察到，几个晶格设计标准建议Hadamard旋转的最优性。例如，我们证明了Hadamard旋转最大化所有旋转的$\mathbb{Z}^n$晶格中的金刚石填充密度。最后，我们提供了模拟表明，阿达玛旋转优于最佳代数旋转和交叉包装格子在Rician通道。
2017-01-26 cs.IT math.IT
Wireless Compressive Sensing Over Fading Channels with Distributed Sparse Random Projections
我们解决的问题，恢复稀疏信号的资源受限的无线传感器网络信道衰落下观察。稀疏随机矩阵被用来减少在转发信息到融合中心的通信成本。信道衰落的存在导致有效测量矩阵中的非均匀性和非高斯统计，该有效测量矩阵将在融合中心处收集的测量与正在观察的稀疏信号相关联。利用重尾随机矩阵的性质，分析了信道衰落对给定稀疏信号非均匀恢复的影响。我们量化的额外数量的测量，以确保可靠的信号恢复中存在的不相同的衰落信道相比，需要与相同的高斯信道。我们的分析提供了见解，如何控制传感器传输的概率在每个节点的基础上的信道衰落统计，以尽量减少在融合中心收集的测量可靠的稀疏信号恢复的数量。我们进一步讨论了恢复保证一个给定的稀疏信号与任何随机投影矩阵的元素是次指数与给定的次指数范数。数值结果证实了理论研究结果。
2015-04-15 cs.IT math.IT stat.AP
A self-adaptive RIS that estimates and shapes fading rich-scattering wireless channels
我们提出了一个框架内的衰落丰富的散射无线环境中操作的自适应RIS。我们将富散射无线信道建模为由（i）RIS和（ii）动态扰动（移动对象等）双重参数化。在每个相干时间内，首先，自适应RIS估计动态扰动器的状态（例如，扰动器的取向和位置）。然后，第二，使用从RIS配置和干扰器状态到无线信道的映射的学习代理前向模型，获得实现期望功能的优化RIS配置。我们展示了我们的技术使用基于物理的端到端模型的RIS参数化通信与可调衰落（PhysFad）的例子目标，最大限度地提高接收信号强度指标。我们的研究结果提出了一个路线走向收敛的RIS授权的本地化和传感与RIS授权的信道整形超出了简单的情况下，在自由空间中的操作没有衰落。
2022-02-21 cs.IT eess.SP math.IT
Wireless networks of bounded capacity
我们考虑一个非相干的无线网络，其中的发射机和接收机是认知的衰落系数的统计，但他们的实现是无知的。我们证明，如果节点不合作，如果他们发送的符号都遵循相同的分布，如果衰落系数的方差呈指数或更慢地衰减，那么信道容量是有界的SNR。这证实了Lozano、Heath和Andrews的类似结果。
2015-07-01 cs.IT math.IT
Secrecy Performance of RIS-assisted Wireless Networks under Rician fading
研究了莱斯衰落下可重构智能表面（RIS）辅助无线网络的秘密中断概率（SOP）和秘密率（SR）。更准确地说，我们提高了保密性能的考虑网络抑制窃听通道，而不是最大化的主要渠道。我们提出了一个简单的启发式算法，找出每个RIS的元素的最佳相移。基于蒙特卡罗方法的仿真结果验证了所提出的最优相移的优越性相比，随机相移设计。
2021-12-10 cs.IT cs.NA math.IT
Maximizing Ergodic Throughput in Wireless Powered Communication Networks
本文研究了平坦衰落信道下的单天线无线供电通信网络（WPCN）。我们表明，通过使用我们的概率收获传输（PHAT）的策略，这需要的瞬时全信道状态信息（CSI）和衰落概率分布的知识，该系统的遍历吞吐量可能会大大增加相对于所实现的收获然后发送（HTT）协议。为此，不是将每个帧划分为上行链路（UL）和下行链路（DL），而是基于估计的信道功率增益将信道分配给UL无线信息传输（WIT）和DL无线功率传输（WPT）。换句话说，基于衰落概率分布，我们将导出确定帧与DL WPT或UL WIT的关联的一些阈值。更具体地，如果信道增益低于或超过这些阈值，则信道将被分配给WPT或WIT。仿真结果验证了我们提出的方案的性能。
2018-07-15 cs.IT math.IT
On the Ergodic Secrecy Capacity of Reconfigurable Intelligent Surface Aided Wireless Systems Under Mixture Gamma Fading
本文提出了一种量化评估的物理层安全能力的可重构智能表面（RIS）辅助无线系统下窃听。具体来说，我们推导出一个封闭形式的表达式遍历保密容量（ESC），是适应不同类型的衰落和RIS大小。假设发射机（TX）和RIS，RIS和合法接收机以及TX和窃听者之间的信道遵循独立的混合伽马（MG）分布。请注意，MG能够建模各种各样的众所周知的分布，包括高斯分布，瑞利分布，Nakagami-m分布，莱斯分布等。结果表明，随着RIS规模的增加，虽然合法链路的分集阶数增加，ESC增益下降。
2023-01-19 cs.IT eess.SP math.IT
A Generalized Fading Model with Multiple Specular Components
5G通信的无线信道将具有传统衰落模型无法完全理解的独特特性。例如，无线信道可能通常由有限数量的镜面分量主导，传统的高斯假设可能不适用于漫散射波，并且点散射体可能是不均匀分布的。这些物理属性被纳入国家的最先进的衰落模型，如kappa-mu阴影衰落模型，广义双射线衰落模型，和波动的双射线衰落模型。不幸的是，许多现有的已发表的工作通常强加任意假设的信道参数，以实现理论上的易处理性，从而限制了他们的应用，以代表不同范围的传播环境。这促使我们找到一个更一般的衰落模型，将多个镜面分量与集群化的漫散射波，但在同一时间实现分析处理。为此，我们介绍了多波广义漫散射（MWGD）和起伏多射线（FMR）模型，允许任意数量的镜面组件，并假设广义漫散射模型。我们推导出封闭形式的信号包络的分布函数，并计算所提出的衰落模型的二阶统计量。此外，我们评估无线通信系统的性能指标，如容量，中断概率，和平均比特出错率。通过数值模拟，我们获得了对5G通信链路性能的重要新见解，同时考虑了各种衰落条件和信道特性。
2018-10-11 cs.IT math.IT
Wireless Information-Theoretic Security - Part I: Theoretical Aspects
在这篇由两部分组成的论文中，我们考虑通过无线窃听信道传输机密数据。第一部分提出了一个信息理论问题的制定，其中两个合法的合作伙伴在一个准静态衰落信道上进行通信，窃听者通过另一个独立的准静态衰落信道观察他们的传输。我们定义的保密能力中断概率方面，并提供了一个完整的表征的最大传输速率，窃听者无法解码任何信息。与高斯窃听信道（无反馈）的已知结果形成鲜明对比，我们的贡献表明，在存在衰落的信息理论的安全性是可以实现的，即使当窃听者有一个更好的平均信噪比（SNR）比合法的接收机-衰落，从而变成了朋友，而不是敌人。不完美的信道状态信息的问题也得到了解决。第二部分介绍了无线信息理论安全的实用方案，在某些情况下接近本文给出的保密容量限制。
2006-11-22 cs.IT math.IT
Max-Min Fair Wireless-Powered Cell-Free Massive MIMO for Uncorrelated Rician Fading Channels
本文研究了无小区大规模多输入多输出系统，其中多天线接入点（AP）通过无线功率传输辅助单天线用户设备（UE）。UE利用在下行链路中收集的能量来向AP发送上行链路导频和信息信号。我们认为实际的莱斯衰落的视线分量的信道被相移在每个相干块。推导了该模型的上行链路频谱效率（SE），并考虑了最大最小公平性问题，其中优化变量为AP和UE功率控制系数以及大尺度衰落解码向量。目标是在AP和UE的传输功率约束下最大化用户的最小SE。提出了一种交替优化算法来求解高耦合非凸问题。
2020-01-25 cs.IT eess.SP math.IT
Modeling and Analysis of Wireless Channels via the Mixture of Gaussian Distribution
在衰落信道的统计模型中，信道的统计建模和特性描述已经得到了相当大的研究。在本文中，我们考虑一个统一的方法来模拟无线信道的混合高斯（MoG）分布。仿真结果表明，新的概率密度函数，以准确地表征多径衰落以及复合衰落信道。我们利用著名的期望最大化算法估计的MOG模型的参数，并进一步利用Kullback-Leibler分歧和均方误差准则，以证明我们的模型提供了高精度和低计算复杂性，与现有的结果相比。此外，我们提供了封闭形式的表达式，用于无线通信系统中使用的几个性能指标，包括时刻生成函数，原始时刻，衰落量，中断概率，平均信道容量，和概率的能量检测认知无线电。数值分析和蒙特卡罗模拟证实了分析结果，并提供详细的性能与文献中的其他模型进行比较。
2015-08-14 cs.IT 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
Covert Wireless Communication with a Poisson Field of Interferers
在本文中，我们研究了隐蔽通信的无线网络组成的发射机，爱丽丝，一个预期的接收机，鲍勃，一个监狱长，威利，和一个泊松场的发送者。Bob和Willie受到来自网络中的干扰者的环境信号的不确定散粒噪声的影响。借助随机几何的方法，分析了Alice和Bob之间隐蔽通信的吞吐量，给出了对Willie的隐蔽性和Bob处解码的可靠性的要求.我们考虑非衰落和衰落信道。我们分析得到有趣的发现的影响的密度和发送功率上的隐蔽的吞吐量的并发并发的干扰。也就是说，密度和发射功率的干扰源有没有影响的隐蔽吞吐量，只要网络停留在干扰限制的制度，为非衰落和衰落的情况下。当干扰足够小并且与接收机噪声相当时，隐蔽吞吐量随着并发干扰者的密度或发射功率的增加而增加。
2018-06-19 cs.IT math.IT
A New Scaling Law on Throughput and Delay Performance of Wireless Mobile Relay Networks over Parallel Fading Channels
在本文中，利用中继缓冲区，我们提出了一个机会解码等待和转发中继方案的点对点通信系统与半包围中继网络，以更好地利用时间分集和中继移动性。例如，我们分析了密集中继网络中两种情况下的渐近吞吐量-延迟权衡：（1）固定中继与\textit{microscopic fading}信道（多径信道），以及（2）移动中继与\textit{macroscopic fading}信道（路径损耗）。在第一种情况下，所提出的方案可以更好地利用\textit{multi-relay diversity}，在这个意义上，与$K$固定中继和$\mathcal{O}(K)$的平均端到端分组延迟的成本，它可以实现相同的最佳渐近平均吞吐量与现有的设计（如常规解码和转发中继方案）与$K^2$固定中继。在第二种情况下，所提出的方案实现了最大的吞吐量的$Θ(\log K)$在$\mathcal{O}(K/q)$平均端到端的分组延迟的成本，其中$0<q\leq {1/2}$测量中继的移动性的速度。该系统吞吐量是现有中继移动性较低的设计所无法达到的，本文提出的中继方案可以更有效地利用中继的移动性。
2009-08-07 cs.IT math.IT
On the Performance of Multihop THz Wireless System Over Mixed Channel Fading with Shadowing and Antenna Misalignment
现有的中继辅助太赫兹（THz）无线系统仅限于双跳传输，存在指向误差和短时衰落，没有考虑阴影效应。本文分析了在阴影衰落和天线失调误差下，多跳辅助回程通信与接入链路混合的性能。我们推导出统计结果的信噪比（SNR）的多跳链路考虑独立的，但不相同的分布（i.ni.d）$α$ - $μ$衰落信道与指向错误采用信道辅助（CA）和固定增益（FG）放大转发（AF）中继的每一跳。我们分析了中断概率，平均误码率，遍历容量性能的混合系统考虑广义$K$阴影衰落模型与AF和解码转发（DF）协议的接入链路。我们推导出CA-多跳系统与DF中继的最后一跳和FG-多跳系统使用FG和DF中继在最后一个中继的性能上界的性能指标的精确表达式。我们还开发了渐近分析，在高信噪比，以获得系统的分集阶数，并使用计算机模拟提供设计和部署方面的多个中继在回程链路，以扩展太赫兹无线传输的通信范围。
2022-04-08 cs.IT eess.SP 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
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
A Unified Fading Model Using Infinitely Divisible Distributions
本文提出了统一衰落分布建模的幅度平方的瞬时信道增益作为一个无限可分的随机变量。一个随机变量被称为是无限可分的，如果它可以写为$n \geq 1$独立和相同分布的随机变量的总和，对于每个$n$。不可分随机变量具有许多有趣的数学性质，可以应用于无线系统的性能分析。结果表明，拟议的统一包括几个统一的衰落分布先前提出的无线通信文献。事实上，几乎每一个分布用于模拟多径，阴影和复合多径/阴影被证明是包括在类的无限可分的随机变量。
2015-08-19 cs.IT math.IT
Wireless Channel Dynamics and Robustness for Ultra-Reliable Low-Latency Communications
交互式、沉浸式和关键应用需要超可靠的低延迟通信（URLLC）。为了构建能够支持这些应用的无线通信系统，理解无线介质的特性至关重要。虽然无线信道特性和动态特性已被广泛研究，但在低延迟和超可靠性的严格要求的背景下重新审视这些概念是很重要的。在本文中，我们提出了一种建模方法，从鲁棒控制到无线通信-无线信道特性给出了一个标称模型，我们允许一些量化的不确定性。我们提出了一些关键的“方向”，沿约束模型的不确定性，是相关的URLLC。对于标称模型，我们深入研究了无线信道特性，例如基于Jakes模型的空间和时间相关性。与文献中所声称的相反，我们发现标准的瑞利衰落过程是不带限的。这对渠道的可预测性具有重要意义。我们还发现，在合理的条件下，信道的空间相关性提供了一个衰落分布，这是不是太远离一个独立的空间衰落模型。此外，我们看看这些信道模型的影响，基于合作通信的系统。我们发现，虽然基于空间分集的技术是必要的，以打击衰落的不利影响，基于时间分集的技术是必要的，对未建模的错误是强大的。鲁棒URLLC系统需要在SNR裕度和时间/重复裕度两者下操作。
2018-06-22 cs.IT math.IT
Node Repair for Distributed Storage Systems over Fading Channels
分布式存储系统和相关的存储代码可以有效地存储大量数据，同时确保在节点故障的情况下可检索数据。这种系统的研究，特别是有限域上存储码的设计，假设节点通信的物理信道是无差错的。例如，在无线存储系统中，情况并非总是如此。我们研究了分布式存储系统中节点修复期间子数据包被错误修复的概率，其中节点通过AWGN或Rayleigh衰落信道进行通信。渐近概率（SNR的增加），一个节点被错误地修复示出完全由DSS的修复局部性和无线信道的符号出错率确定。最后，我们提出了一些设计标准的物理层编码在这种情况下，并使用它来计算最佳旋转QAM星座用于无线分布式存储系统。
2014-09-25 cs.IT math.IT
Steady-state Performance of Incremental LMS Strategies For Parameter Estimation Over Fading Wireless Channels
Department of Electrical Engineering, Malayer University（梅莱尔大学电气工程系）
研究衰落信道对增量LMS算法性能的影响，推导稳态性能指标，验证收敛条件并展示仿真结果与理论分析一致。
2015-08-01 cs.IT cs.SY eess.SY
