Layered black-box, behavioral interconnection perspective and applications to the problem of communication with fidelity criteria, Part II: stationary sources satisfying ψ-mixing criterion
本文将第一部分中的定理推广到非线性混合源.应用到马尔可夫链和阶m马尔可夫链。主要结果是第一部分定理1的推广。
2018-03-23 cs.IT math.IT
Equivalence perspectives in communication, source-channel connections and universal source-channel separation
从操作的角度来理解信源和信道编码之间的关系。这是基于一个问题直接减少到另一个使用随机编码（因此共同的随机性），但与所有以前的工作，不涉及任何功能计算，特别是，没有互信息计算。然后，这个结果被用来证明一个通用的信源信道分离定理的速率失真的背景下，普遍性是在一个复合的“一般通道的意义。''
2009-11-19 cs.IT math.IT
Vehicular Communications: A Physical Layer Perspective
近年来，车载通信因其在增强道路安全、提高交通效率、提供丰富的车载信息和娱乐服务等方面的巨大潜力而受到越来越多的工业界和学术界的关注。在本文中，我们讨论了基本的物理层问题，使有效的车辆通信，并提出了一个全面的概述，最先进的研究。我们首先介绍车辆信道特性和建模，这是关键的基本功能区分车辆通信从其他类型的无线系统。然后，我们提出的计划来估计随时间变化的车辆信道和各种调制技术来处理高流动性的信道。在回顾了车辆通信的资源分配之后，我们讨论了在毫米波段上实现车辆通信的潜力。最后，我们确定了与车辆通信相关的挑战和机遇。
2017-09-15 cs.IT math.IT
Mode Selection and Spectrum Partition for D2D Inband Communications: A Physical Layer Security Perspective
本文从物理层安全（PLS）的角度研究了蜂窝网络中带内设备到设备（D2 D）通信的模式选择和频谱划分的基本问题。我们考虑允许每个D2 D对概率性地在蜂窝和覆盖模式之间切换的模式选择方案，以及其中系统频谱在蜂窝和覆盖D2 D通信之间正交划分的频谱划分方案。我们首先开发了一个通用的理论框架来模拟蜂窝用户的保密中断/保密容量性能和D2 D对的中断/容量性能，并进行性能优化，以确定最佳的模式选择和频谱划分，以实现保密容量最大化和保密中断概率最小化。最后，通过一个案例研究，展示了该理论框架在性能建模和优化中的应用，并说明了模式选择和频谱划分对带内D2 D通信PLS性能的影响。
2018-02-09 cs.IT math.IT
Intelligent Reflecting Surface Assisted Wireless Communication: Modeling and Channel Estimation
最近完成的5G新无线电标准是几种尖端技术的结果，包括大规模多输入多输出（MIMO），毫米波（mm）通信和网络致密化。然而，这些技术面临两个主要的实际限制1）缺乏对无线信道的控制，以及2）无线接口的高功耗。为了满足绿色和可持续的未来蜂窝网络的需求，已经出现了使用智能反射表面（IRS）重新配置无线传播环境的概念。IRS由大量低成本的无源天线组成，这些天线可以巧妙地反射入射的电磁波以提高性能。本文着眼于对IRS的反射无线电概念的演变，概述了IRS辅助的多用户多输入单输出（MISO）通信模型，并讨论了它如何区别于传统的多天线通信模型。我们提出了一个最小均方误差（MMSE）的信道估计协议的设计和分析的IRS辅助系统。在2.5 GHz的工作频率的性能评估结果，以说明所提出的系统的效率。
2019-12-13 cs.IT eess.SP math.IT
A Survey on High-Speed Railway Communications: A Radio Resource Management Perspective
高速铁路（HSR）通信将成为智能交通通信系统支持的关键功能。随着对高速无线通信需求的不断增长，无线资源管理（RRM）的研究受到了极大的关注，它可以有效地利用资源，提高系统性能。由于HSR无线通信的异构服务质量（QoS）需求和动态特性，RRM设计是一个具有挑战性的问题。本文的目的是提供一个概述的关键问题，出现在高速铁路无线通信的RRM设计。首先对高速铁路通信系统进行了详细的描述，然后介绍了高速铁路信道模型和特性，这对跨层无线资源管理的设计至关重要。然后，我们提供了一个国家的最先进的无线资源管理计划的HSR无线通信的文献调查，深入讨论的各个RRM方面，包括准入控制，移动性管理，功率控制和资源分配。最后，本文概述了目前的挑战和开放的问题，在该地区的高速铁路无线通信的RRM设计。
2016-03-17 cs.IT math.IT
Towards Integrated Sensing and Communications for 6G: A Standardization Perspective
本文从全球6G标准化视角综述了通感一体化（ISAC）技术，涵盖6G需求、共存优势、集成挑战及智能超表面、OTFS波形设计等关键使能技术，并探讨了未来研究机遇。
2023-08-02 cs.IT math.IT
LPD Communication: A Sequential Change-Point Detection Perspective
在本文中，我们建立了一个低检测概率（LPD）通信的框架，从顺序变点检测（SCPD）的角度来看，发射机，爱丽丝，要隐藏她的信号传输到接收机，鲍勃，在对手的监视下，威利。新的框架有利于模型LPD通信，并进一步评估其性能的条件下，威利没有先验知识的传输从爱丽丝开始，威利希望检测通信的存在，尽可能快地实时的方式。我们考虑三种不同的序贯检验威利，即，Shewhart检验、累积和（Cumulative sum，CUM）检验和Shiryaev-Roberts（SR）检验，以模拟检测过程。如果通信在被威利发现之前停止，那么它被认为是隐蔽的。隐概率定义为威利在通信过程中没有被警告的概率进行了研究。我们制定了一个优化问题，旨在寻找发射功率和传输时间，使可以传输的信息总量最大化受到高隐蔽概率。在Shewhart检验下，得到了最优发射功率和最优发射持续时间的封闭近似表达式，该表达式与穷举搜索的结果具有很好的近似性。对于最优检验和SR检验，我们给出了一个有效的算法来搜索最优解。数值结果显示LPD通信的性能。
2020-02-03 cs.IT math.IT
Reliable Communication under the Influence of a State-Constrained Jammer: A Novel Perspective on Receive Diversity
讨论了车载网络中的鲁棒直接通信问题。在大多数最先进的方法中，没有控制信道接入的中央实体，因此可能存在来自其他方的任意干扰。因此，用于车辆到X（V2X）通信的合适的信道模型是可变信道（AVC）。在车辆上使用多个天线或在多个频率上发送以利用分集是对抗干扰的有希望的方法。在这种设置中，关于分集的一个重要问题是为了避免由于AVC中的未知干扰而导致的系统故障，需要多少天线或正交载波频率。对于二进制对称AVC（AVBSC）和物理意义上相同的状态约束干扰机，部署第三个不相关的接收天线或在三个不同正交频率上的并行传输避免了对称性，从而确保了整个通信信道容量的正性。此外，相同的状态约束的复合AVBSC的容量是连续的，并显示出超激活，这是迄今为止被认为是不可能的经典通信没有保密约束的现象。包含、空间和频率分集是在具有任意变化的干扰的通信信道上进行可靠通信的使能器。
2017-10-30 cs.IT math.IT
Survey on the State-of-the-Art in Device-to-Device Communication: A Resource Allocation Perspective
设备到设备（D2 D）通信利用通信设备之间的邻近性，以便实现高效的资源利用、提高的吞吐量和能量效率、同时的可服务性和减少的延迟。D2 D通信的主要特征之一是频率资源的重用，以提高系统的频谱效率。然而，频率重用引入了显著高的干扰水平，因此需要有效的资源分配算法，其可以通过有效的信道和/或功率分配来实现同时的通信会话。该综述论文提出了对蜂窝网络下的D2 D通信中的最先进的资源分配算法的全面调查。基于构成D2 D范例中的资源分配算法的基本特征的异构参数来评估所调查的算法。此外，为了使读者熟悉所调查的资源分配算法的基本设计，给出了每个算法的操作模式的简要描述。所调查的算法根据其技术原则分为四类，即，基于常规优化、基于非正交多址（NOMA）、基于博弈论和基于机器学习的技术。最后，指出了D2 D通信中资源分配的未来研究方向。
2022-05-19 cs.IT math.IT
A Game-theoretic Perspective on Communication for Omniscience
我们提出了一个联盟博弈模型的沟通问题的全知（CO）。在这个博弈模型中，核心包含所有可实现的速率向量与总速率等于一个给定的值。核心中的任何速率向量以使得所有用户都愿意合作的方式在用户之间分配和速率。我们给出了核心非空的充分必要条件。在此基础上，推导出了CO的最小和速率表达式，并证明了该表达式与多变量互信息（MMI）和编码协作数据交换（CCDE）中的结果是一致的。证明了当和率不小于最小值时，联盟博弈模型是凸的。在这种情况下，核是非空的，并且可以通过计算Shapley值来找到以公平的方式在用户之间分配总速率的核中的速率向量。
2015-10-30 cs.IT math.IT
Near-Field Communications: A Degree-of-Freedom Perspective
研究近场MIMO系统的自由度，分析SPD与CAP天线及三个相关性能指标，数值实验证明近场通信比远场通信提供更多空间自由度。
2023-08-02 cs.IT eess.SP math.IT
Coverage and Rate of Joint Communication and Parameter Estimation in Wireless Networks
本文提出基于互信息的数学框架，将覆盖概率与遍历速率扩展到雷达感知场景，并利用随机几何推导毫米波JCAS网络感知与通信性能的上下界，揭示网络密集化对感知SINR的改善作用。
2024-01-15 cs.IT math.IT
Communication Using a Large-Scale Array of Ubiquitous Antennas: A Geometry Approach
无线电接入网络中的密集化和集中式信号处理的最近趋势表明，未来的网络可以包括被协调以形成网络范围的巨大阵列（称为泛在阵列（UA））的泛在天线。本文基于几何模型对UA通信技术进行了设计和分析。具体而言，UA被建模为一个连续的圆形/球形阵列包围目标用户和自由空间传播的假设。首先，考虑由用户位置引起的多用户UA信道的估计。在给定单个导频符号的情况下，提出了一种新的信道估计方案，将训练信号分解为Fourier/Laplace级数，从而将多用户信道估计转化为位置导数函数的峰值检测。该过程被示出为抑制噪声。此外，它被证明是由于干扰的估计误差减小的最小用户间隔距离的增加遵循幂律，其中指数为1/3和1的圆形和球形UA，分别。如果使用正交导频序列，则发现信道估计是完美的。接下来，考虑使接收信号功率最大化的信道共轭数据传输。两个用户之间的干扰的功率被示出为随着增加的用户分离距离的次线性和超线性的圆形和球形UA，分别衰减。此外，提出了一种新的多用户预编码设计，通过激励不同的相位模式的UA和控制的模式权重因子零干扰。利用UA进行干扰调零的可用自由度的数量被证明与最小用户间隔距离成正比。
2015-03-31 cs.IT math.IT
Secure-ISAC: Secure V2X Communication: An Integrated Sensing and Communication Perspective
本文从集成感知与通信视角综述了 V2X 物理层安全指标、威胁及四类 PLS 技术，重点分析 ISAC 使能 V2X 中的干扰耦合挑战，并提出 Secure-ISAC 研究愿景。
2023-12-04 cs.IT math.IT
Device-Relaying in Cellular D2D Networks: A Fairness Perspective
设备到设备（D2D）通信被设想为5G网络的组成部分，并且是用于满足对高数据率的需求的技术。在蜂窝网络中，D2D不仅允许用户之间的直接通信，还允许设备中继。在本文中，一个简单的设备中继的情况下，和D2D的用户之间的公平性的影响进行了研究。即，考虑由两个D2D使能用户和基站（BS）组成的蜂窝网络。因此，想要与BS建立通信的用户可以充当彼此信号的中继。虽然这个问题传统上被认为是在文献中的多址信道与合作的上行链路，和广播信道与合作的下行链路中，我们提出了一个不同的治疗作为一个多路信道的问题。提出了一种简单的通信方案，并示出实现显着的增益在公平性方面（测量的对称速率支持）相比，上述传统的治疗。
2015-05-01 cs.IT math.IT
Reconfigurable Intelligent Surfaces with Liquid Crystal Technology: A Hardware Design and Communication Perspective
本文提出利用液晶技术实现连续可调的极大规模毫米波可重构智能表面，介绍反射阵列和相控阵列两种实现方式，并从可行性、成本、功耗、重构速度和带宽等方面与其他技术进行对比，同时指出若干开放研究问题。
2023-08-06 cs.IT math.IT
NOMA for Integrating Sensing and Communications towards 6G: A Multiple Access Perspective
本文从多址接入视角研究6G感知通信一体化，提出多种基于NOMA的上下行ISAC设计方案，可灵活协调干扰、分配资源，性能优于传统方案。
2022-06-01 cs.IT eess.SP math.IT
Joint Communication and Sensing for 6G -- A Cross-Layer Perspective
本文从跨层视角全面概述Hexa-X-II项目在6G联合通信与感知（JCAS）方面的研究，将6G用例与服务需求对齐，并指出连接通信与感知的不同场景，涵盖物理与网络域的模型、部署、资源分配及创新功能。
2024-02-14 cs.IT eess.SP math.IT
Index Modulation for Integrated Sensing and Communications: A Signal Processing Perspective
本文从信号处理视角综述索引调制在集成感知与通信中的应用，分析其分析背景与主要应用，旨在提升能量和频谱效率并保持雷达感知性能。
2024-08-12 cs.IT eess.SP math.IT
Deterministic-Random Tradeoff of Integrated Sensing and Communications in Gaussian Channels: A Rate-Distortion Perspective
集成传感和通信（ISAC）被认为是未来无线网络的关键技术。为了揭示ISAC系统的基本性能限制，本文从率失真的角度研究了矢量高斯信道下感知和通信（S&C）之间的确定性-随机权衡。我们将ISAC信号建模为携带信息的随机矩阵，其实现对于感测接收器是完全已知的，但对于通信接收器是未知的。我们描述了感知互信息条件下的随机ISAC信号，并表明它提供了一个普遍的下限失真度量的感知。此外，我们证明了失真下界最小化，如果样本协方差矩阵的ISAC信号是确定的。然后，我们提供我们的理解的主要结果，通过解释无线传感作为非合作源信道编码，并揭示了确定性随机权衡的S&C ISAC系统。最后，通过分析目标响应矩阵估计的具体实例，给出了失真界可拓性的充分条件。
2023-01-04 cs.IT eess.SP math.IT
Toward Energy-Efficient 5G Wireless Communications Technologies
无线网络的密集化和扩展对能源效率提出了新的挑战。随着基础设施节点的急剧增加（例如，小型小区的超密集部署），总能耗可能容易超过可接受的水平。虽然大多数研究集中在天线辐射的能量上，但总能量预算的较大部分实际上由硬件消耗（例如，冷却器和电路能耗）。因此，关闭基础设施节点（或其部分）或根据流量调整传输策略的能力将成为未来无线架构的重要设计方面。网络基础设施应被视为可以按需占用或释放的资源。然而，这种系统的建模和优化是复杂的有源节点之间的潜在干扰耦合。在这篇文章中，我们对这个问题的不同方面进行了概述。我们展示了如何利用交通模式的先验知识进行优化。然后，我们讨论了干涉函数的框架，它已被证明是一个有用的工具，在文献中的各种类型的耦合系统。最后，我们介绍了不同类别的算法，其目标是通过适应网络配置的流量负载来提高能源效率。
2014-08-27 cs.IT cs.NI math.IT
Integration of Communication and Sensing in 6G: a Joint Industrial and Academic Perspective
6 G可能是第一代移动通信，将定位和传感与通信功能紧密集成。在全球范围内的多项举措中，Hexa-X旗舰项目脱颖而出，因为它汇集了来自相邻行业和学术界的25个关键参与者，其明确目标之一是研究全新的无线电接入技术和高分辨率定位和传感。这些功能不仅可以实现需要极端本地化性能的新用例，还可以提供支持和改进通信功能的方法。本文概述了Hexa-X愿景以及设想的用例。为了缩小这些用例在5G方面所需的性能差距，将讨论几个技术推动因素，以及未来几年的相关研究挑战。
2021-06-24 cs.IT eess.SP math.IT
Group Communication Over LTE : A Radio Access Perspective
长期演进（LTE）以商用移动通信为基础，近年来成为未来公共安全通信的重要解决方案。为了验证LTE用于公共安全的可行性，有必要研究针对一对一通信优化的LTE系统是否能够提供群组通信，这是公共安全中最重要的服务概念之一。一般来说，许多公共安全的第一响应者需要形成一个组，用于彼此通信或共享公共数据，以便在其任务中进行协作。在本文中，我们分析了当前LTE系统如何在无线接入方面支持组通信。基于组通信的需求，我们验证了每一个LTE使能的无线接入方法是否可以有效地支持组通信。此外，我们提出了一种新的多播传输方案，称为索引编码的混合自动重传请求（HARQ）。通过将索引编码概念应用于HARQ操作，我们表明LTE系统可以在无线电资源效率和可扩展性方面更好地提供组通信。最后，我们使用几种无线电接入方法来评估支持LTE的组通信的性能，并通过系统级仿真展示所提出的传输方案如何带来性能增强。
2016-01-12 cs.IT cs.NI math.IT
Integrated Communication and Control Systems: A Data Significance Perspective
尽管资源有限，但互连的智能设备和工业物联网设备需要低延迟通信来实现控制目标。从本质上讲，这种设备具有时间关键性，但也需要基于其重要性的高度准确的数据输入。在本文中，我们研究了各种协调和分布式语义调度方案的数据意义的角度来看。特别是，提出了新的算法来分析这种方案的好处的意义方面的估计精度。然后，我们推导出可达到的估计精度的界限。我们的数值结果显示了语义调度策略，采用集成的控制和通信策略的优越性。从本质上讲，与传统策略相比，这种策略可以减少均方误差的加权和。
2023-02-03 cs.IT cs.SY eess.SY
Joint Radar-Communications Processing from a Dual-Blind Deconvolution Perspective
我们考虑一个一般的频谱共存的情况下，其中雷达和通信系统的信道和发射信号是未知的接收机。在该\textit{dual-blind deconvolution}（DBD）问题中，普通接收机接收与多个目标反射的雷达信号重叠的多载波无线通信信号。当雷达接收机不与发射机并置时，例如在无源或多基地雷达中，除了目标参数之外，发射信号也是未知的。类似地，除了发送的消息之外，通信信道在诸如车辆网络的动态环境中也可能是未知的。因此，在DBD场景中未知目标和通信参数的估计是非常具有挑战性的。在这项工作中，我们利用稀疏的通道来解决DBD铸造它作为一个原子范数最小化问题。我们的理论分析和数值实验表明，完美的恢复连续值的距离-时间和多普勒速度的多个目标，以及延迟-多普勒通信信道参数使用均匀间隔的时间样本的双盲接收机。
2021-11-11 cs.IT eess.SP math.IT
Ubiquitous Cell-Free Massive MIMO Communications
自20世纪70年代第一个蜂窝网络试用以来，我们见证了一场令人难以置信的无线革命。从1G到4G，大规模的流量增长是通过更宽的带宽、精细的无线电接口和网络密度的组合来管理的，即增加每个站点的天线数量。由于其成本效益，后者的贡献最大。大规模MIMO（多输入多输出）是一种关键的5G技术，它使用大规模天线阵列来提供非常高的波束成形增益和用户的空间复用，从而提高频谱和能量效率。它构成了一个集中的解决方案，以增加网络的密度，其性能受到其以小区为中心的设计中固有的小区间干扰的限制。相反，无处不在的无小区大规模MIMO指的是实现以用户为中心的相干传输以克服蜂窝网络中的小区间干扰限制并提供附加宏分集的分布式大规模MIMO系统。这些特征与大规模MIMO设计中固有的系统可扩展性相结合，将无处不在的无小区大规模MIMO与先前的协调分布式无线系统区分开来。在本文中，我们研究了这种有前途的技术的巨大潜力，同时解决了实际部署问题，以处理来自信号协处理的增加的后/前传输开销。
2019-09-06 cs.IT eess.SP math.IT
Design of Communication Systems using Deep Learning: A Variational Inference Perspective
Indian Institute of Technology Madras（印度理工学院马德拉斯分校）
最近在使用深度学习设计端到端通信系统方面的研究已经产生了可以优于传统通信方案的模型。这些架构中的大多数利用自动编码器来设计发射机处的编码器和接收机处的解码器，并通过将发射符号建模为来自编码器的潜在代码来联合地训练它们。然而，在通信系统中，接收机必须与发送符号的噪声破坏版本一起工作。传统的自动编码器并不是设计来处理被噪声破坏的潜在代码的。在这项工作中，我们提供了一个框架来设计端到端的通信系统，占噪声损坏的传输符号的存在。所提出的方法使用深度神经架构。基于变分推理的概念，导出了优化这些模型的目标函数。此外，领域知识，如渠道类型可以系统地集成到目标。通过数值模拟，所提出的方法被证明是一致地产生具有更好的填充密度的模型，并且与利用深度学习模型的以前的作品相比，在多个流行的信道模型中更快地实现它。
2020-01-25 cs.IT cs.LG math.IT
Near-Field Communications for Extremely Large-Scale MIMO: A Beamspace Perspective
本文从波束空间视角研究XL-MIMO近场通信，利用分数阶傅里叶变换构建近场波束空间并分析其组件，展示了其优于现有方法的特性及未来应用方向。
2024-10-15 cs.IT eess.SP math.IT
Secure Semantic Communications: From Perspective of Physical Layer Security
针对语义通信窃听可能泄露用户意图的问题，本文提出物理层安全驱动的DeepSSC系统，采用两阶段DNN训练并定义S-BLEU指标，在高信噪比下显著增强语义安全。
2024-08-04 cs.IT eess.SP math.IT
Design Challenges of Millimeter Wave Communications: A MAC Layer Perspective
由于对强大数据量的指数级需求，频谱变得越来越稀缺，新的毫米波（mmW）频带被认为是5G通信的支持者，以提供多千兆比特的无线接入。MmW通信表现出高衰减和阻塞、由于大规模波束成形的方向性、耳聋、低干扰，并且可能需要微波网络进行协调和回退支持。当前的mmW配置受到由这种异构通信系统和mmW频带特性给出的压倒性复杂度的挑战。这需要在所有层上开发新的实质性协议。本文综述了毫米波通信中的介质访问控制问题。它被讨论，而现有的标准解决了这些问题的个人和局域网，很少有做蜂窝网络。有人认为，介质访问控制层应配备适应机制，知道特殊的毫米波特性。提供了5G中mmW介质访问控制设计的建议。它的结论是，毫米波的高效访问控制技术的设计是在其起步阶段，还有很多工作要做。
2014-03-12 cs.IT cs.NI math.IT
Small Cell Offloading Through Cooperative Communication in Software-Defined Heterogeneous Networks
为了满足日益增长的对更高通信速率和更好通信质量的需求，越来越多的小小区被覆盖在宏基站（MBS）层下，从而形成异构网络。小小区可以缓解MBS的负载压力，但性能缺乏保证。另一方面，由于小细胞致密化的巨大潜力，合作越来越受到关注。在有线网络中成熟的一些技术也可以应用于蜂窝网络，例如软件定义网络（SDN）。SDN有助于简化多层网络的结构。由SDN控制器实现小区协调更加合理。在本文中，我们提出了一种方法来卸载用户从多播服务器通过小小区合作在异构网络。关联概率是卸载的主要指标。通过使用随机几何的工具，我们然后得到的覆盖概率时，用户与不同类型的基站（BS）。所有的小区关联和协作都由SDN控制器进行。在此基础上，比较了有无协作时的总体覆盖概率、可达速率和能量效率。数值结果表明，小小区协作可以从MBS层卸载更多的用户。它还可以提高系统的覆盖性能。随着小型小区变得越来越密集，合作可以为网络的能源效率带来更多收益。
2017-05-17 cs.IT cs.NI math.IT
Communicating Using Spatial Mode Multiplexing: Potentials, Challenges and Perspectives
时间、偏振和波长复用方案已被用于满足传输容量的增长需求。使用空间作为通信系统的新维度最近被建议作为解决未来带宽问题的通用技术。我们回顾了利用空间作为通信应用的额外自由度的潜力，包括自由空间光学、光纤安装、水下无线光链路、片上互连、数据中心室内连接、射频和声学通信。我们专注于轨道角动量（OAM）模式，并同样确定与空间模式和特定的OAM模式在通信中的每个应用程序的挑战。我们进一步讨论了这一新兴技术的前景。最后，我们提供了开放的研究方向，我们讨论了实际部署的OAM通信链路的不同应用。
2019-03-03 cs.IT eess.SP math.IT
Integrated Sensing and Communication with mmWave Massive MIMO: A Compressed Sampling Perspective
集成传感和通信（ISAC）为实现未来无线系统开辟了许多改变游戏规则的机会。在本文中，我们提出了一个ISAC处理框架依赖于毫米波（mmWave）大规模多输入多输出（MIMO）系统。具体而言，我们提供了一个压缩采样（CS）的角度来促进ISAC处理，这不仅可以恢复高维信道状态信息或/和雷达成像信息，而且还显着减少导频开销。首先，为雷达接收机量身定制了一种节能的宽间隔阵列（WSA）结构，以提高雷达感知的角分辨率，但代价是角模糊。然后，我们提出了一个ISAC帧结构的时变ISAC系统考虑不同的时间尺度。通过综合考虑CS理论和混合波束形成（HBF）架构所引起的硬件约束，明智地设计了导频波形。接下来，我们设计了专用的字典WSA，作为一个构建块制定的ISAC处理稀疏信号恢复问题。针对角模糊存在的问题，提出了支持度细化正交匹配追踪（OMP-SR）算法。我们还提供了一个框架，估计多普勒频率在有效载荷数据传输，以保证通信性能。仿真结果表明，在所提出的ISAC框架下，通信和雷达感知性能良好。
2022-09-09 cs.IT eess.SP math.IT
Multi-Functional Chirp Signalling for Next-Generation Multi-Carrier Wireless Networks: Communications, Sensing and ISAC Perspectives
University of Essex（埃塞克斯大学）；University of Surrey（萨里大学）；University College London（伦敦大学学院）；Nanyang Technological University（南洋理工大学）；University of Southampton（南安普顿大学）
为满足下一代多载波移动网络服务质量需求，设计多功能信号方案。倡导啁啾信号，融合序列与波形，考虑多种啁啾波形创建多载波波形，突出其在高移动性通信及信息感知与通信一体化方面优势并指出研究方向。
2026-10-27 cs.IT eess.SP math.IT
Rethinking Blockchains in the Internet of Things Era from a Wireless Communication Perspective
由于物联网（IoT）的快速发展，大量设备连接到互联网。对于物联网网络中的这些分布式设备，如何确保其安全性和隐私性成为一个重大挑战。区块链技术为保护物联网网络的数据完整性、来源、隐私和一致性提供了一个有前途的解决方案。在区块链中，沟通是分布在系统中的参与者达成共识的先决条件。然而，在物联网网络中，大多数设备通过无线链路进行通信，而无线链路并不总是可靠的。因此，物联网设备的通信可靠性影响系统安全性。在本文中，我们通过考虑通信可靠性来重新思考区块链中通信和计算的角色。我们分析了区块链安全中通信可靠性和计算能力之间的权衡，并给出了在给定通信可靠性的情况下进行攻击所需的计算能力的下限。仿真结果表明，对抗节点可以通过阻止来自其他节点的块的传播，成功地篡改一个块与较少的计算能力。
2020-05-24 cs.CR cs.IT cs.NI
Wireless Channel Modeling Perspectives for Ultra-Reliable Low Latency Communications
超可靠低延迟通信（URLLC）是即将到来的5G无线通信的显著特征之一，可降低到$10^{-9}$的分组出错率（PER）。在本文中，我们讨论的统计特性的无线信道模型，是相关的表征下尾的累积分布函数（CDF）。我们表明，对于广泛的信道模型，在URLLC水平的中断概率可以近似由一个简单的幂律表达式，其指数和偏移取决于实际的信道模型。分析的主要见解可以总结如下：（1）两波模型和组合模型中阴影的影响导致URLLC区域中衰落的悲观预测;（2）包含单簇漫射分量的模型的CDF具有对应于瑞利衰落斜率的斜率，以及（3）多簇漫射分量可以导致不同的斜率。我们应用我们的幂律近似结果来分析接收机分集方案的性能URLLC相关的统计，并获得一个新的简化表达式的最大比合并（MRC）在信道中的幂律尾部统计。
2018-01-12 cs.IT cs.NI math.IT
Mixed Near- and Far-Field Communications for Extremely Large-Scale Array: An Interference Perspective
超大规模阵列（XL阵列）被设想在未来的无线网络中实现超高的频谱效率。不同于现有的工作，主要集中在近场通信，我们认为在本文中，一个新的和实际的情况下，称为混合的近场和远场通信，在网络中同时存在近场和远场用户。针对这种情况，首先利用菲涅耳函数得到了远场波束在近场用户处引起的用户间干扰的闭合表达式，并在此基础上分析了基站天线数目、远场用户（FU）角度、近场用户（NU）角度和距离对干扰的影响。当BS天线数和NU距离相对较小时，和/或NU和FU角度差较小时，存在较强的干扰。然后，我们进一步得到了NU的可达速率以及它的速率损失所造成的FU干扰。最后，数值结果证实了我们的分析结果。
2023-01-29 cs.IT eess.SP math.IT
Near-Field Communications: What Will Be Different?
本文从信道建模、性能分析、波束成形、应用四个维度系统对比近场通信与远场通信的差异，提出新型信道模型与波束成形结构，验证其在感知和安全方面的优势，并指明未来研究方向。
2023-07-25 cs.IT eess.SP math.IT
Machine Learning for Future Wireless Communications: Channel Prediction Perspectives
本文综述了机器学习在无线通信信道预测中的应用，提出先进ML方法可在减少训练开销的同时保持精度，并探讨了环境适应、训练过程及未来挑战。
2025-02-25 cs.IT eess.SP math.IT
Relay Selection for Wireless Communications Against Eavesdropping: A Security-Reliability Tradeoff Perspective
本文从安全性-可靠性权衡（SRT）的角度研究了在存在窃听者的情况下，保密编码辅助的从源到目的的无线通信。明确地说，在窃听者所经历的拦截概率方面的安全性进行量化，而在目的地遇到的中断概率被用来衡量传输的可靠性。我们描述了传统的直接传输从源到目的地的SRT，并表明，如果中断概率增加，拦截概率降低，反之亦然。我们首先证明，就业的中继节点协助源-目的地传输是能够抵御窃听，其次是量化的好处，单中继选择（SRS）以及多中继选择（MRS）计划。更具体地，在SRS方案中，仅选择单个“最佳”中继来将源信号转发到目的地，而MRS方案允许多个中继参与该过程。结果表明，SRS和MRS方案都比传统的直接传输实现了更好的SRT，特别是在增加中继数量时。数值结果还表明，正如预期的那样，MRS优于SRS的SRT。此外，我们还提出了无线中继辅助物理层安全的一些开放挑战和未来方向。
2015-09-03 cs.CR cs.IT math.IT
Active RIS-Aided Anti-Jamming Wireless Communications: A Stackelberg Game Perspective
Xi’an Jiaotong University（西安交通大学）；Research & Development Institute of Northwestern Polytechnical University in Shenzhen（西北工业大学深圳研究院）；School of Electronics and Information, Northwestern Polytechnical University（西北工业大学电子信息学院）；National Key Laboratory of Science and Technology on Space Microwave（空间微波科学与技术国家重点实验室）；Nanyang Technological University（南洋理工大学）；University of Houston（休斯顿大学）；Kyung Hee University（庆熙大学）
本文提出一种基于主动RIS和Stackelberg博弈的抗干扰通信方案，通过博弈论模型优化合法用户和自适应干扰者的策略，提升通信安全性和可靠性。
2025-12-19 cs.IT eess.SP math.IT
Elements Allocation for Joint Active and Passive IRS Aided Wireless Communications: A Rate-Maximization Perspective
本文针对联合有源与无源IRS辅助的无线通信系统，从速率最大化视角优化两种IRS的单元分配与波束成形，推导闭式表达式并验证了PIRS需分配更多单元、接收SNR随单元数三次方增长等结论，两种部署方案均优于基准。
2025-01-19 cs.IT eess.SP math.IT
Semantic Communications with Discrete-time Analog Transmission: A PAPR Perspective
Imperial College London（帝国理工学院）
基于深度学习（DL）的联合信源-信道编码（DeepJSCC）的最新进展导致了语义通信的新范例。基于DeepJSCC的语义通信的两个显著特征是直接从源信号中利用语义感知特征，以及这些特征的离散时间模拟传输（DTAT）。与传统的数字通信相比，使用DeepJSCC的语义通信在接收端提供了卓越的重构性能，并随着信道质量的下降而适度降级，但在传输信号中也表现出较大的峰均功率比（PAPR）。一个悬而未决的问题是DeepJSCC的增益是否来自高PAPR连续幅度信号带来的额外自由度。本文针对这一问题，探讨了三种降低峰均比的技术在图像传输中的应用。我们确认，基于DeepJSCC的语义通信的卓越图像重建性能可以保留，同时传输的PAPR被抑制到可接受的水平。这一观察是在实际语义通信系统中实现DeepJSCC的重要一步。
2022-12-29 cs.IT cs.LG eess.IV
Integrated Sensing and Communication from Learning Perspective: An SDP3 Approach
Southern University of Science and Technology (SUSTech)（南方科技大学）；Shenzhen Institute of Advanced Technology, Chinese Academy of Sciences（中国科学院深圳先进技术研究院）；Huawei technologies, Co. Ltd.（华为技术有限公司）；University of Macau（澳门大学）
在基于学习的人体运动识别应用中，表征集成传感和通信（ISAC）系统中的传感和通信性能折衷是具有挑战性的。这是因为大型实验数据集和深度神经网络的黑盒性质。本文介绍了一个仿真驱动的性能预测器和优化器SDP3，它由SDP3数据模拟器、SDP3性能预测器和SDP3性能优化器组成。具体而言，SDP3数据模拟器在虚拟环境中生成生动的无线传感数据集，SDP3性能预测器基于函数回归方法预测传感性能，SDP3性能优化器分析地研究传感和通信性能的折衷。实验结果表明，模拟传感数据集与实验数据集在运动识别精度上非常匹配。通过利用SDP3，发现识别精度和通信吞吐量的可实现区域由通信饱和区、感知饱和区和通信感知对抗区组成，其中ISAC系统所需的平衡性能位于第三个区域。
2023-02-14 cs.IT cs.LG eess.SP
Knowledge Base Enabled Semantic Communication: A Generative Perspective
Shenzhen Future Network of Intelligence Institute (FNii-Shenzhen)（深圳未来智能网络研究院（深圳FNii））；School of Science and Engineering (SSE)（科学与工程学院）；The Chinese University of Hong Kong (Shenzhen)（香港中文大学（深圳））；Peng Cheng Laboratory（鹏城实验室）；Beijing University of Posts and Telecommunications（北京邮电大学）
本文提出利用语义知识库构建生成式语义通信架构，通过源、任务和信道三个子知识库实现低维高效语义表征与传输，为6G语义通信奠定基础。
2024-06-16 cs.AI cs.IT cs.NI
Achieving Covert Communication With A Probabilistic Jamming Strategy
该研究针对隐蔽通信场景，提出概率式干扰策略，通过多视角优化设计最大化隐蔽吞吐量，证明其在相同约束下性能优于传统连续干扰策略。
2023-08-29 cs.IT eess.SP math.IT
Quantum Entanglement Distribution in Next-Generation Wireless Communication Systems
在这项工作中，我们分析了量子纠缠的分布在毫米波制度的通信信道。这种研究的动机是下一代无线网络（超过5G）直接适应这种分布的可能性-而不需要将额外的光通信硬件集成到收发器中。未来的无线通信系统必然需要一定程度的量子通信能力。我们发现，在毫米波制度的直接量子纠缠分布确实是可能的，但它的实施将是非常苛刻的系统设计的角度和通道要求的角度来看。
2016-08-18 cs.CR cs.IT math.IT
QoS-Driven Resource Optimization for Intelligent Fog Radio Access Network: A Dynamic Power Allocation Perspective
雾无线接入网络（Fog-RAN）被认为是一种有前途的无线接入架构，以帮助缩短通信延迟并减轻回程链路上的大数据传输负担。然而，受限于传统的灵活的通信设计，Fog-RAN不能用于一些复杂的通信场景。在这项研究中，我们专注于研究一种更智能的Fog-RAN，以帮助在高速铁路环境中进行通信。由于训练的连续运动，通信需要智能化设计以适应信道的变化。具体而言，我们动态优化功率分配在远程无线电头端（RRH），以最大限度地减少总的网络功率成本考虑多个服务质量（QoS）的要求和信道变化。考虑了缓存对功率分配的影响。分析了动态功率优化问题，在一定条件下得到了闭合解。进一步讨论了总网络成本、延迟和交付内容大小之间的内在权衡。为了评估所提出的动态功率分配的性能，我们提出了一个不变的功率分配作为性能比较基准。我们的模拟结果表明，动态功率分配可以显着优于不变的功率分配方案，特别是与随机缓存策略或有限的缓存资源在RRH。
2021-03-03 cs.IT eess.SP math.IT
Semantic Communications in Networked Systems: A Data Significance Perspective
我们提出了我们的愿景，从既定的方式架构和评估通信网络的出发，通过将语义信息的通信和控制网络系统。我们定义信息的语义，不是作为消息的含义，而是作为它们的意义，可能在实时约束下，相对于数据交换的目的。我们认为，研究工作必须集中在奠定理论基础的重新设计的整个过程中的信息产生，传输和使用一致的发展：先进的语义度量的通信和控制系统，最佳采样理论结合信号稀疏性和语义，实时预测，重建和控制下的通信约束和延迟;语义压缩感知技术，用于直接在压缩域中进行决策和推理;语义感知数据生成、信道编码、反馈、多路和随机访问方案，可减少数据量和能耗，增加可支持设备的数量。
2022-03-12 cs.IT cs.NI cs.SY
In-Band Full-Duplex MIMO Systems for Simultaneous Communications and Sensing: Challenges, Methods, and Future Perspectives
本文提出了一种基于低复杂度模拟消去FD MIMO架构的通信感知一体化框架，针对双重功能优化参数而非抑制自干扰，梳理了该领域的挑战、研究现状并指出未来方向。
2024-10-09 cs.ET cs.IT eess.SP
Communication Cost of Two-Database Symmetric Private Information Retrieval: A Conditional Disclosure of Multiple Secrets Perspective
我们考虑了两个数据库对称私有信息检索（SPIR）的总通信成本（上传加下载），通过其关系到有条件的秘密披露（CDS）。在SPIR中，用户希望从来自$N$非共谋和复制数据库的$K$消息中检索消息，而无需了解检索到的消息之外的任何内容，同时没有单独的数据库学习检索到的消息索引。在CDS中，当且仅当双方的输入满足公共确定性函数时，双方都持有一个单独的输入并共享一个共同的秘密，希望以有效的方式向外部方公开这个秘密。作为CDS的自然扩展，我们引入了多秘密的条件披露（CDMS），其中两方共享多个i.i.d.~而不是像CDS中那样的单个公共秘密。我们表明，一个特殊的配置CDMS相当于两个数据库SPIR。受这种等价性的启发，我们设计了下载成本有效的SPIR方案，使用二分图表示的CDS和CDMS，并确定确切的最小总通信成本的$N=2$数据库SPIR的$K=3$消息。
2022-01-28 cs.CR cs.DB cs.IT
Exact Average Consensus under Noisy Communication Links: A Decentralized Gradient Perspective
Linköping University（林雪平大学）
针对持续链路扰动下标准随机逼近迭代无法精确平均的问题，本文提出基于去中心化梯度的锚定机制，证明其几乎必然收敛到精确初始平均值，并给出统一框架与设计原则。
2026-09-24 cs.IT cs.SY eess.SY
Towards Semantic Communication Protocols: A Probabilistic Logic Perspective
Yonsei University（延世大学）；Deakin University（迪肯大学）；Inha University（仁荷大学）；Oulu University（奥卢大学）
经典的媒体访问控制（MAC）协议是可解释的，但其任务不可知的控制信令消息（CM）是不适合新兴的关键任务的应用。相比之下，基于神经网络（NN）的协议模型（NPM）学习生成特定于任务的CM，但它们的原理和影响缺乏可解释性。为了填补这一空白，在这篇文章中，我们提出了，第一次，一个语义协议模型（SPM）构造的NPM转换成一个可解释的符号图写的概率逻辑程序设计语言（ProbLog）。这种转换是可行的，提取和合并常见的CM和它们的连接，同时将NPM作为CM生成器。通过大量的模拟，我们证实，SPM紧密接近其原始的NPM，而只占用0.02%的内存。通过利用其可解释性和内存效率，我们展示了几个SPM启用的应用程序，如SPM的碰撞避免重新配置，以及比较不同的SPM通过语义熵计算和存储多个SPM，以应付非静态环境。
2022-07-08 cs.AI cs.IT cs.LG
