Interference Channel with Intermittent Feedback
我们研究如何利用间歇性反馈干扰管理。针对两用户线性确定性干扰信道，完整地刻画了容量区域。我们发现，该特性只取决于前向信道参数和边缘概率分布的每个反馈链路。我们提出的方案利用块马尔可夫编码和量化映射和前向在发送端，和后向解码在接收端。匹配外边界推导出基于新的基因辅助技术。因此，一旦两个反馈链路以足够大的概率激活，就可以实现完美的反馈容量。
2013-05-17 cs.IT math.IT
Approximate Capacity Region of the Two-User MISO Broadcast Channels with Delayed CSIT
我们考虑的问题，多输入单输出广播信道与瑞利衰落的发射机已获得延迟的信道状态信息的知识。我们首先表征这个信道的容量区域与两个用户在恒定数量的比特的所有值的发射功率。所提出的信令策略利用信道状态信息和先前发送的信号的延迟知识，以便为两个接收器创建共同感兴趣的信号。该信号将是先前发送的信号的总和的量化版本。在推导有限信噪比状态的结果时出现的挑战是量化噪声和信号之间存在的相关性。为了保证量化噪声和信号的独立性，我们扩展了格量化器的框架与抖动和交织步骤。相反，我们使用的事实是，这个问题的容量区域是上限的物理退化的广播信道的容量区域，没有信道状态信息，其中一个接收器有两个天线。然后，我们推导出这个退化的广播信道的容量区域上的外界。最后，我们展示了如何扩展我们的结果，以获得近似的容量的$K$ -用户多输入单输出广播信道延迟的知识，在发射机的信道状态信息在$2 \log_2 \left( K + 2 \right)$位/s/Hz。
2016-06-22 cs.IT math.IT
Design and Analysis of Delayed Bit-Interleaved Coded Modulation with LDPC Codes
研究了基于低密度奇偶校验码（LDPC）的延迟比特交织编码调制（DBICM）的设计和性能。对于Gray标记的正方形$M$ -ary正交幅度调制（QAM）星座，在给定的信噪比和固定的最大延迟时隙数下，研究了具有最大频谱效率的DBICM的最优延迟方案.在分析DBICM的容量时，我们发现了两个重要的性质：由于延迟编码比特被映射到传输符号的实部和虚部而导致的容量改善是彼此独立的;具有相同比特信道容量的延迟编码比特的一对延迟方案导致等效的DBICM容量。使用这两个属性，我们有效地优化任何均匀的Gray-QAM系统的延迟方案。此外，这两个属性使得关于经由比特信道类型分类的不等错误保护的高效LDPC码设计成为可能。此外，我们使用基于原型图的外部信息传递图，以联合优化度分布和信道分配的LDPC码，并提出了一个约束的渐进边增长的算法，联合构造LDPC码和比特的DBICM，考虑独特的比特信道的容量。仿真结果表明，所设计的LDPC编码DBICM系统性能明显优于LDPC编码BICM系统。
2021-03-03 cs.IT math.IT
Two-User Erasure Interference Channels with Local Delayed CSIT
本文研究了发送端具有局部延迟信道状态信息的两用户删除干扰信道的容量域。在我们的模型中，发射机具有本地失配的信道增益的过时知识。我们提出了一种传输策略，只依赖于延迟知识的{ \it传出}链路在每个发射机，并实现了外界的情况下，发射机学习整个信道状态的延迟。我们的结果揭示了信道状态信息的子集，影响的容量区域最。我们还确定的情况下，本地延迟的信道状态的知识不提供任何增益超过零知识的假设。为此，我们重新审视了关于干扰信道的一个长期已知的直觉，即只要接收器处的边缘分布是保守的，容量就保持不变。我们采取这种直觉，并在信道增益之间施加一定的空间相关性，使得边缘分布保持不变。然后，我们提供了一个外边界上的容量区域的信道与相关性匹配的容量区域时，发射机没有访问信道状态信息。
2016-07-25 cs.IT math.IT
On the Stability Region of Intermittent Interference Networks
最近的信息理论的研究已经导致了几个干扰管理（IM）技术，承诺显着的容量改善干扰避免技术。然而，在实践中，与容量区域相比，稳定吞吐量区域是更相关的度量。在这项工作中，我们专注于稳定的吞吐量区域的两对间歇性干扰网络与分布式发射机，并提出了一个基于交换机的传输协议，在不同的制度来处理队列之间的数据。在这种情况下，我们翻译的物理层IM协议，以适应随机消息到达。为了评估我们提出的技术，我们比较稳定的吞吐量区域的容量区域，并通过模拟显示，稳定的吞吐量区域匹配的容量区域时，后者是已知的。我们表明，为了实现最佳的稳定的吞吐量区域，需要新的成分相比，以前的结果。我们量化的编码/解码的复杂性之间的权衡所提出的方案（在所需的代数运算的数量），和可实现的速率。最后，我们研究了消息的生命周期（即从到达到成功交付的持续时间）相对于总通信时间，我们观察到，平均生命周期的规模作为总通信时间的平方根。
2021-05-14 cs.IT math.IT
Capacity-achieving Feedback Scheme for Gaussian Finite-State Markov Channels with Channel State Information
在本文中，我们提出了能力实现通信计划的高斯有限状态马尔可夫信道（FSMCs）的平均信道输入功率约束下，假设发射机可以访问延迟无噪声输出反馈以及瞬时或延迟信道状态信息（CSI）。我们表明，所提出的计划揭示了反馈通信和反馈控制之间的联系。
2010-10-07 cs.IT math.IT
When Does Spatial Correlation Add Value to Delayed Channel State Information?
具有信道状态信息延迟知识的快衰落无线网络近年来受到了极大的关注。一个例外是通道在空间上相关的网络。本文研究了具有信道状态信息延迟和空间相关信道的两用户擦除干扰信道的容量域。存在空间相关消除来自延迟的信道状态信息的任何潜在增益的实例，以及空间相关实现与信道状态的瞬时知识可能的相同性能的实例。关键是空间相关通道的极值熵不等式，它将两种类型的实例分开。它还表明，要实现的容量区域，每个发射机只需要依赖于它所连接的信道的延迟知识。
2016-06-22 cs.IT math.IT
Delayed Channel State Information: Incremental Redundancy with Backtrack Retransmission
在许多实际的无线系统中，可应用于特定传输的信号干扰噪声比（SINR）（被称为信道状态信息（CSI））只能在传输已经发生之后才能被获知，并且因此是过时的（延迟的）。例如，这发生在间歇性干扰下。我们设计的反向重传（BRQ）计划，它使用延迟CSIT发送最佳量的增量冗余（IR）。BRQ使用固定长度的分组、固定速率的R传输码本，并且作为马尔可夫块编码来操作，其中相邻分组之间的相关性取决于IR奇偶校验比特的量。当延迟的CSIT是满的并且R渐近地增长时，BRQ的平均吞吐量变得等于用先前的CSIT和固定功率发射机实现的值;然而，以增加的延迟为代价。第二个贡献是当有限数量的反馈比特可用于报告延迟CSIT时采用BRQ的方法。主要的新颖性是通过矢量量化来组装多个反馈机会并报告多个SINR的想法。这挑战了ARQ协议中的传统智慧，在ARQ协议中，反馈比特仅用于对紧接在前的传输的CSIT进行解调。
2014-01-27 cs.IT math.IT
The Finite State MAC with Cooperative Encoders and Delayed CSI
在本文中，我们考虑有限状态多址接入信道（MAC）与部分合作编码器和延迟信道状态信息（CSI）。这里的部分合作是指编码器之间的通信通过有限容量的链接。信道状态被假定为由马尔可夫过程。在接收器处假设全CSI，而在发射器处，仅延迟CSI可用。该信道模型的容量区域是通过首先求解具有公共消息的有限状态MAC的情况而导出的。后一种情况下的可扩展性是使用策略的概念建立的，但是，我们表明，最佳代码可以直接构建在输入字母表。这导致单个码本构造，然后利用该码本构造来应用同时联合解码。同时解码在这里是至关重要的，因为它避免了依赖于容量区域的角点的需要，这是一项随着要发送的消息数量的增长而变得越来越麻烦的任务。然后，公共消息结果被用于导出具有部分协作编码器的情况的容量区域。接下来，我们将该一般结果应用于具有对角信道传输矩阵的高斯向量MAC的特殊情况，其适合于建模，例如，基于正交频分复用（OFDM）的通信系统。高斯信道的容量区域提出了一个凸优化问题，可以有效地解决使用数值工具。该区域是通过首先提出一般容量区域的外部边界，然后建议实现该边界的特定输入分布来导出的。最后，数值结果提供了有价值的洞察实际影响的最佳使用会议，以最大限度地提高传输速率。
2015-01-29 cs.IT math.IT
On Cooperative Multiple Access Channels with Delayed CSI at Transmitters
我们考虑一个合作的两个用户多址信道中的传输是由一个随机状态控制。两个编码器都发送公共消息，并且其中一个编码器还发送单独的消息。我们研究了这种通信模型的容量区域的不同程度的可用性的状态在编码器，因果关系或严格因果关系。在这种情况下，其中的状态是透露因果关系的两个编码器，但不是解码器，我们发现一个明确的表征的能力区域中的离散无记忆的情况下。在这种情况下，其中的状态只透露严格因果关系的两个编码器，我们建立的能力区域的内部和外部边界。外界是非平凡的，并且具有相对简单的形式。它的优点是只包含一个辅助随机变量。然后，我们引入了一类合作多址信道的状态，严格因果关系已知的内部和外部边界同意的编码器，所以我们的特点是这个类的容量区域。在这类通道中，状态可以作为通道输入和输出的确定性函数获得。我们还研究了模型中的状态，严格因果关系，在一个不对称的方式，只有一个编码器。在整个文件中，我们讨论了一些例子，并计算这些例子的容量区域。结果揭示了更多的光延迟信道状态信息的效用，以增加容量区域的状态相关的合作多址信道，并配合在这个框架中的最新进展。
2014-09-01 cs.IT math.IT
Achievable Regions for Interference Channels with Generalized and Intermittent Feedback
本文首先研究了具有广义反馈的两用户干扰信道。我们建立了其容量域的内界。我们采用的内部边界的编码方案是基于一个适当的组合的Han-Kobayash率分裂和压缩和转发在p2p。每个发送器使用压缩方案压缩观察到的信道输出，该压缩方案是à-la Lim等人的噪声网络编码和Avestimeher等人的量化映射和转发。接下来，我们研究了一个内射确定性模型，其中的控制器只能间歇地获得输出反馈。专门的编码方案的模型与广义反馈到这种情况下，我们获得有用的见解噪声网络编码与干扰对齐技术相结合的有效方法。我们也将我们的结果应用到线性确定性干扰信道与间歇反馈。
2014-09-03 cs.IT math.IT
Capacity Region of Erasure Broadcast Channels with Common Message and Feedback
Jolfaei等人使用反馈来创建对广播信道中的多个用户同时有用的发射信号。后来，Georgiadis和Tassiulas研究了具有反馈的擦除广播信道，并在一定的假设下提出了容量区域。这些结果提供了基本的思想，用于通信协议的网络延迟信道状态信息。然而，据我们所知，擦除广播信道的容量区域与反馈和共同的消息，为两个接收器从来没有提出。后一个问题作为子问题出现在许多多终端通信网络中，例如X信道和双单播问题。在这项工作中，我们提出的容量区域的两个用户擦除广播信道延迟反馈，私人信息，和一个共同的消息。我们考虑任意的和可能相关的擦除分布。我们开发了新的外部边界，捕获反馈和量化的影响，提供一个共同的信息的能力区域。我们还提出了一种传输策略，实现了外边界。我们的传输策略不同于以前的结果，以实现的能力，它创建边信息在较弱的用户，这样的可解码性是确保即使我们组播的共同消息的速率高于其链路容量。
2020-05-16 cs.IT math.IT
Secure Polar Coding with Delayed Wiretapping Information
在本文中，我们研究了一个窃听信道模型的安全编码问题，固定的主信道和变化的窃听信道，通过假设合法的参与者可以获得窃听信道状态信息（CSI）经过一定的时间延迟。对于对称降级延迟CSI情形，通过在一次一密链结构上构造安全极化码，给出了一个显式弱安全方案，并证明了该方案的弱安全性、可靠性以及在延迟CSI假设下逼近完美CSI情形的保密容量.此外，对于对称无降级延迟CSI的情况下，我们提出了一种修改的多块链接结构，其中冻结位的原始子集被设计用于安全地传送功能随机位。然后将这种改进的多块链结构与弱安全方案相结合，构造了一个显式强安全极坐标编码方案，并证明了其强安全性、可靠性以及在延迟CSI假设下逼近理想CSI情形的保密容量的能力。最后，我们进行了模拟，以证明这两个安全方案的性能。
2020-01-21 cs.IT math.IT
Finite State Markov Wiretap Channel with Delayed Feedback
有限状态马尔可夫信道（FSMC）是无线移动通信信道的一种有效模型，其中信道转移概率由经历马尔可夫过程的状态控制。在本文中，我们研究了移动无线通信系统中的安全问题，考虑FSMC与窃听者，我们称之为有限状态马尔可夫窃听信道（FSM-WC）。我们假设合法接收者和窃听者完全知道状态，并且通过无噪声反馈信道，合法接收者在一定时间延迟后将其接收到的信道输出和状态发送回发送者。本文给出了带延迟状态反馈和带或不带延迟信道输出反馈的FSM-WC的容量模糊区域的内界和外界，并证明了如果窃听者的接收符号是合法接收器的退化版本，则这些界满足。通过退化高斯和高斯衰落的例子进一步解释了上述结果。
2017-01-05 cs.IT math.IT
Resilient Design of 5G Mobile-Edge Computing Over Intermittent mmWave Links
第五代（5G）移动通信系统的两个推动因素是利用毫米波无线电信号可实现的高数据率以及网络移动边缘的云化，这也是通过多址边缘计算（MEC）实现的。在5G网络中，用户设备可以利用其移动连接的高容量和边缘云的计算能力来将计算任务卸载到MEC服务器，MEC服务器代表设备运行应用。本文研究了执行功率和延迟约束卸载的新方法。首先，为了最小化用户设备的发射功率，研究了利用设备和边缘云之间的并发通信链路的机会。同时传输的信道的最佳数量的特点是在一个确定性和概率的情况下。随后，阻塞毫米波通道，使其“间歇性”的阻塞事件被认为是。提出了资源预留和针对非对称块擦除的纠错码，以联合对抗阻塞和利用多链路通信的分集。非对称块擦除信道的特征在于其中断概率的研究。分析是在一个框架，产生封闭形式的表达式。这些，再加上佐证的数值结果，旨在提供参考点和界限，在实际应用中的最佳性能。
2019-03-28 cs.IT math.IT
Distributed Space-Time Interference Alignment with Moderately-Delayed CSIT
针对一类干扰网络，提出了一种在发射端利用分布式延迟信道状态信息（CSIT）的干扰对齐方法。所提出的方法的核心思想是以分布式方式在非预期接收器处随时间对准干扰信号。利用该方法，在X信道和三用户干扰信道下，分析了CSI的自由度和反馈时延之间的折衷关系，揭示了CSI反馈时延对干扰网络的自由度和的影响.导出的结果的主要含义是，分布式和适度延迟的CSIT是有用的，以严格提高在发射机处没有CSI的情况下，在一定类别的干扰网络的总和DoF。对于一类X信道，结果显示了如何最佳地使用分布式和适度延迟的CSIT，以产生与瞬时和全局CSIT相同的和DoF。此外，利用所提出的传输方法和已知的外边界结果，具有特定信道系数集合的两用户X信道的总容量在恒定比特数内被表征。
2014-10-13 cs.IT math.IT
Generalized HARQ Protocols with Delayed Channel State Information and Average Latency Constraints
在许多无线系统中，适用于特定传输的信号干扰噪声比（称为信道状态信息（CSI））只能在传输已经发生之后才能被获知，从而被延迟（过时）。在这样的系统中，混合自动重传请求（HARQ）协议通常用于实现具有低延迟的高吞吐量。本文提出了扩展消息空间（EMS）协议族，该协议族推广了HARQ协议，并允许基于发送端延迟CSI（CSIT）的速率自适应。假设一个块衰落信道，所提出的EMS协议进行了分析，使用动态规划。当完全延迟CSIT是可用的，有一个约束的平均解码时间，它示出了最佳的零中断EMS协议具有一个特别简单的操作解释和吞吐量是相同的回溯重传请求（BRQ）协议。我们还设计了EMS协议的情况下，CSIT只能通过有限数量的反馈消息。数值结果表明，BRQ的吞吐量接近遍历容量快速HARQ相比，而EMS协议只有三个和四个反馈消息实现的吞吐量，只是略差于BRQ。
2018-01-22 cs.IT math.IT
A Novel Transmission Scheme for the $K$-user Broadcast Channel with Delayed CSIT
研究了状态依赖的$K$ -用户无记忆广播信道BC的状态反馈问题。我们提出了一种新的传输方案，并推导出相应的可达速率区域，其中，相比一些一般的计划，处理反馈，具有相对简单的优点，因此很容易评估。特别是，它示出的容量区域的对称擦除BC与任意输入字母大小是可以实现的建议的计划。对于衰落高斯BC，我们推导出一个对称的可达速率作为信噪比和一个小的参数集的函数。除了实现最佳的自由度在高信噪比，所提出的计划，通过数值计算结果表明，优于现有的计划，从文献中的有限信噪比制度。
2017-05-15 cs.IT math.IT
MISO Broadcast Channel with Delayed and Evolving CSIT
这项工作考虑了两个用户MISO广播信道与逐步和延迟积累的信道状态信息在发射机（CSIT），并解决了有多少反馈是必要的，以及何时，为了实现一定程度的自由度（DoF）的性能的问题。受可能不会立即传达完美CSIT的有限容量反馈链路的激励，并且关注块衰落场景，我们考虑随着时间在相干周期（T信道使用-演进的当前CSIT）上的进展或在之后的任何时间（延迟的CSIT）逐渐增加的CSIT质量。具体地说，对于任何一组反馈质量指数a_t，t=1，.，T，描述在时间t<=T时当前CSIT估计的均方误差的高SNR衰减率（在相干周期期间），该工作描述了在几个不同的演变CSIT设置中的最佳DOF区域，包括具有完美延迟CSIT的设置，反馈质量因用户而异的非对称设置，以及在存在对应于具有有限数量的总反馈比特的不完美延迟CSIT的情况下考虑DoF区域。这些结果支持新的多阶段预编码方案，利用逐步提高CSIT。这里的方法自然地结合了不同的设置，例如Maddah-Ali和Tse的完美延迟CSIT设置，Yang等人以及Gou和Jafar的不完美电流CSIT设置，Maleki等人的不对称设置，以及Lee和Heath的不那么延迟的CSIT设置。
2012-11-07 cs.IT math.IT
Asynchronous Communication: Capacity Bounds and Suboptimality of Training
几个方面的问题，异步点对点通信没有反馈时，源是高度间歇性的。在感兴趣的系统模型中，码字在规定窗口内的随机时间被发送，该规定窗口的长度对应于发射机和接收机之间的干扰水平。解码器按顺序操作，通信速率定义为消息大小与传输开始和解码器做出决定之间所经过的时间之比。对于这样的系统，一般的上限和下限的能力作为一个函数的水平的martismism的建立，并显示在一些非平凡的情况下相吻合。从这些界限，这个异步容量的几个属性。此外，基于训练的计划的性能进行了研究。结果表明，这种方案，实现同步和信息传输的单独的自由度的编码，不能实现异步容量一般，和惩罚是特别显着的高速率制度。
2012-07-09 cs.IT math.IT
Feedback capacity of Gaussian channels with memory
我们考虑了MIMO信道的反馈容量，其信道输出由信道输入和高斯过程驱动的线性状态空间模型给出。我们的状态空间模型的一般性，包括所有以前研究的模型，如加性通道与有色高斯噪声，和通道与以前的通道输入或输出的任意依赖。主要结果是一个可计算的反馈能力的表达式，给出了一个凸优化问题的可检测性条件。我们证明了自回归高斯噪声信道上的容量结果，在那里我们表明，即使是一个单一的时间实例延迟的反馈减少反馈容量显着在固定制度。另一方面，对于大的回归参数（在非平稳状态下），反馈容量可以用延迟反馈来逼近。最后，我们证明了可检测性条件是满足标量模型和猜想，这是真实的MIMO模型。
2022-07-21 cs.IT math.IT
Fading Broadcast Channels with State Information at the Receivers
尽管信息论广播信道的研究取得了相当大的进展，但在接收端信道状态已知但在发送端信道状态未知的衰落广播信道的容量区域仍然没有得到解决。我们解决这个问题，通过引入一个分层的擦除广播信道模型，其中每个组件通道有一个状态，指定接收到的信号电平在一个确定性的二进制扩展信道的实例。我们发现这类广播信道的容量区域。容量实现策略将每个信号电平分配给从该电平获得最大期望速率的用户。外边界是基于信道增强，其创建已知容量区域的降级广播信道。然后，使用相同的方法来找到衰落高斯广播信道的容量区域的内界和外界。可重复性方案采用二进制输入的叠加。对于间歇性AWGN信道和瑞利衰落信道，在高信噪比下，可达到的速率为1-2比特的外界。我们还证明了可实现的速率区域是在6.386位/秒/赫兹的容量区域为所有衰落的AWGN广播信道。
2009-04-21 cs.IT math.IT
Asynchronous Transmission over Single-User State-Dependent Channels
介绍了几种具有异步边信息的信道。我们首先考虑单用户状态依赖信道与异步边信息在发射机。假设状态信息序列是状态序列的可能延迟版本，并且编码器和解码器知道状态信息可能被延迟的事实。另外假设编码器和解码器都知道延迟的上限，但除此之外，它们不知道实际延迟。我们认为因果关系和非因果关系的情况下，这些渠道，和相应的编码方案，目前可实现的速率。我们发现的容量的异步Gelfand-Pinsker信道的反馈。最后，我们考虑了一个无记忆的状态相关信道，在发送端和接收端都有异步的边信息，并建立了一个单字母的容量表达式。
2015-03-29 cs.IT math.IT
On the Capacity of "Beam-Pointing" Channels with Block Memory and Feedback: The Binary Case
毫米波（mmWave）通信是5G系统的关键推动因素之一，因为它提供更大的系统带宽以及将大量天线封装在小形状因子中以用于高度定向通信的可能性。为了实现潜在的非常高的波束成形增益，发射器和接收器波束需要对准。实际上，离开角（AoD）在许多连续的时隙上几乎保持恒定，这呈现出具有记忆的状态依赖信道。此外，反向散射信号可以被建模为（因果）广义反馈。在信息论中，这类通道的容量通常是一个开放的问题。为了解决这个困难的问题，我们考虑一个“玩具模型”，由一个二进制状态相关（BSD）通道与块内存储器（iBM）[1]和一个单位延迟反馈。该模型的容量下的峰值传输成本约束的特点是一个迭代的封闭形式的表达。我们提出了一种容量实现方案，其中传输的信号携带信息，同时均匀和随机的波束的反馈的帮助下探测。
2022-11-16 cs.IT math.IT
The necessity and sufficiency of anytime capacity for stabilization of a linear system over a noisy communication link Part I: scalar systems
我们回顾如何香农的经典概念的能力是不够的，以表征一个嘈杂的通信信道，如果该信道是用来作为一个反馈回路的一部分，以稳定一个不稳定的标量线性系统。虽然经典的能力是不够的，另一种意义上的能力（参数化的可靠性）被称为“随时容量”是必要的一个不稳定的过程的稳定。所需的速率由不稳定系统增益的对数给出，所需的可靠性来自所需的稳定性。这个必要性的结果的一个后果是一个连续的一般化的Schalkwijk/Kailath计划的AWGN信道上的反馈通信。在编码器和解码器之间的足够丰富的信息模式的情况下，足够的随时容量也被证明是足够的存在一个稳定的控制器。这些充分性的结果，然后推广到有噪声的意见，延迟的控制行动的情况下，没有任何显式的观察员和控制器之间的反馈。这两个必要条件和充分条件也被推广到连续时间系统。最后，我们讨论了一个层次的沟通问题的难度，以及如何建立这些结果稳定的问题，坐在该层次结构的评论。
2006-01-04 cs.IT math.IT
Approximate Capacity of Fast Fading Interference Channels with No Instantaneous CSIT
我们开发了一个表征衰落模型，它分配一个数字称为对数詹森的差距，以一个给定的衰落模型。我们表明，作为一个有限的对数詹森的差距的后果，近似的容量区域可以获得快衰落干扰信道（FF-IC）的几种情况。我们说明了三个实例，其中一个恒定的容量差距可以获得作为对数詹森的差距的函数。首先，对于既无反馈又无发射端瞬时信道状态信息（CSIT）的FF-IC，如果衰落分布具有有限对数Jensen间隙，我们证明了基于平均干扰噪声比（inr）的速率分裂方案可以达到其近似容量。其次，我们证明了一个类似的计划，可以达到近似的容量的FF-IC反馈和延迟CSIT，如果衰落分布有有限的对数詹森的差距。第三，当这个条件成立时，我们证明了点到点码可以达到近似容量的一类反馈FF-IC。我们证明了对数詹森的间隙是有限的常见的衰落模型，包括瑞利和Nakagami衰落，从而获得近似的容量区域的FF-IC与这些衰落模型。对于瑞利衰落，对于非反馈情况，获得的容量间隙为每信道1.83比特，对于反馈情况，获得的容量间隙为每信道2.83比特。我们的分析也产生近似的容量结果衰落2抽头ISI信道和衰落干扰多址信道作为推论。
2018-06-03 cs.IT math.IT
DataCupid: Stable Matching Repair for Training Data Acquisition with Delayed Feedback
University of Hong Kong（香港大学）；National University of Singapore（新加坡国立大学）；Guangming Laboratory（光明实验室）；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）
本文提出DataCupid框架，针对带延迟反馈的训练数据匹配修复，提出RLR及RLR-P方法，在模拟中验证其性能优于基线方法。
2026-10-12 cs.IT cs.LG math.IT
On Secrecy Capacity of Binary Beampointing Channels with Block Memory and Feedback
本文针对具有块记忆和反馈的二进制波束指向信道，推导了保密容量闭式上界，提出联合通信与自适应感知（JCAS）方案并给出可达保密速率，仿真验证了随块长度增加内外界差距缩小的有效性。
2025-08-28 cs.IT math.IT
Capacity of Gaussian Channels with Duty Cycle and Power Constraints
在许多无线通信系统中，无线电设备受到占空比约束，也就是说，无线电设备仅在一小部分时间内主动发送信号。例如，在一些低功率系统中，期望具有小的占空比;如果半双工无线电希望接收有用的信号，则半双工无线电不能保持发送;并且认知无线电需要频繁地监听和检测主用户。本文研究了标量离散高斯信道在平均发射功率和占空比约束下的容量问题。首先研究了一个理想化的占空比约束，它可以被看作是对每个码字中的非传输或零符号的最小分数的要求。一个独特的离散输入分布，以实现信道容量。在许多情况下，在确定性传输调度上，数值优化的开-关信令可以实现比高斯信令高得多的速率。这部分是因为码字中的非传输位置可以传达信息。此外，一个更现实的占空比的约束进行了研究，其中的额外成本之间的过渡传输和nontransmissions由于脉冲整形占。实现能力的输入不再是独立的，随着时间的推移，很难计算。作为输入分布的函数的可达到的速率的下限示出为最大化的一阶马尔可夫输入过程，其分布也是离散的，可以有效地计算。本文中的结果表明，在各种占空比的约束下，从通常的模式间歇性的数据包传输可能会产生很大的增益。
2012-09-21 cs.IT math.IT
Multi-packet Hybrid ARQ: Closing gap to the ergodic capacity
在这项工作中，我们考虑增量冗余（IR）混合自动重传请求（HARQ），其中传输回合进行独立的块衰落信道。我们提出了所谓的多分组HARQ，其中发射机允许不同的分组共享相同的信道块。以这种方式，资源（块）在整个传输循环中被最优地分配。这与常规HARQ形成对比，在常规HARQ中，每个传输回合占用整个块。我们分析了叠加编码和分时传输策略，并优化了参数，以最大限度地提高吞吐量。除了传统的一比特反馈（ACK/NACK）之外，我们还考虑了丰富的多比特反馈。为了解决优化问题，我们制定了一个马尔可夫决策过程（MDP）的问题，其中的决定是使用累积的互信息（AMI）从接收器通过延迟反馈。当仅使用1比特反馈来通知发送器关于解码成功/失败（ACK/NACK）时，使用部分状态信息马尔可夫决策过程（PSI-MDP）框架来获得最优策略。在瑞利衰落信道下的数值算例表明，提出的多分组HARQ比传统的HARQ性能提高了5 dB以上，具有较高的频谱效率。
2014-12-30 cs.IT math.IT
Zero-Error Capacity of a Class of Timing Channels
我们分析的问题，零错误通信通过定时通道，可以被解释为离散时间队列有界的等待时间。该信道模型包括以下假设：1）时间是分时隙的，2）在每个时隙中最多发送$ N $“粒子”，3）每个粒子在信道中延迟从集合$ \{0, 1, \ldots, K\} $中随机选择的多个时隙，以及4）粒子是相同的。证明了该信道的零差错容量为$ \log r $，其中$ r $是多项式$ x^{K+1} - x^{K} - N $的唯一正实根.容量实现代码明确地构造，并设计这些代码的线性时间译码算法。在$ N = 1 $、$ K = 1 $的特定情况下，容量等于$ \log ϕ$，其中$ ϕ= (1 + \sqrt{5}) / 2 $是黄金比例，并且构造的代码给出斐波那契序列的另一种解释。
2014-08-24 cs.DM cs.IT math.IT
The benefit of a 1-bit jump-start, and the necessity of stochastic encoding, in jamming channels
我们认为，在存在一个恶意的干扰对手（卡尔文），谁可以擦除任意一组高达$pn$位，出$n$传输位$(x_1,\ldots,x_n)$的消息$m$的通信问题。当卡尔文是完全因果的，即卡尔文的决定是否删除位$x_i$取决于他的观察$(x_1,\ldots,x_i)$的能力，这样的通道最近被表征为$1-2p$。在这项工作中，我们展示了两个（也许）令人惊讶的现象。首先，我们证明了通过一个新的代码结构，如果卡尔文延迟甚至一个单一的位，即卡尔文的决定是否删除位$x_i$只取决于$(x_1,\ldots,x_{i-1})$（和独立的“当前位”$x_i$），然后容量增加到$1-p$时，编码器被允许是随机的。其次，我们通过一种新的干扰策略卡尔文，在单比特延迟设置，如果编码是确定性的，（即所发送的码字是消息$m$的确定性函数）则在差错概率为零的情况下不可能有渐近大于$1-2p$的速率，因此，随机编码（在编码器处使用私有随机性）对于实现$1-p$相对于一比特延迟Calvin的容量是必要的。
2016-02-07 cs.CR cs.IT math.IT
Capacity Regions of Two-Receiver Broadcast Erasure Channels with Feedback and Memory
研究了具有反馈和记忆的双接收机广播包删除信道。内存建模使用有限状态马尔可夫链表示信道状态。考虑两种情形：（i）当发射机具有信道状态的因果知识（即，状态是可见的），以及（i i）当信道状态在发射机处是未知的，但是通过反馈在发射机处可以获得对它的观测（即，状态是隐藏的）。在这两种情况下，匹配的外部和内部的通信速率的界限推导和容量区域的确定。结果表明，类似的结果结转到信道的记忆和延迟反馈和无记忆复合信道的反馈。当状态可见时，容量区域具有单字母特征，并且是线性规划。设计了两种最佳编码方案，使用反馈来跟踪通过队列网络发送/接收的数据包：概率方案和确定性反压算法。前者仅根据过去的信道状态信息进行决策，后者遵循基于最大权值的策略。算法的性能进行了分析，使用队列网络中的速率稳定性，网络中的最大流最小割对偶和有限时域李雅普诺夫漂移分析的框架。当状态被隐藏时，容量区域不具有单字母特征，并且在这种意义上是不可计算的。提供了容量区域的近似，并概述了两种最佳编码算法。第一种算法是一种概率编码方案，其决策基于过去的L个分段，并且其可达速率区域在L中以指数速度接近容量区域。第二种算法是一种类似反压的算法，从长远来看性能最佳。
2018-02-20 cs.IT math.IT
Optimal DoF Region of the Two-User MISO-BC with General Alternating CSIT
在时间选择性两用户多输入单输出（MISO）广播信道（BC）的设置中，Tandon等人的最近工作考虑了这样的情况，其中在发射机处存在无差错延迟信道状态信息（延迟CSIT）的情况下，用户1和用户2的信道的当前CSIT在完美当前CSIT和没有当前CSIT的两个极端状态之间交替。由于具有可能不允许完美CSIT的有限容量反馈链路的问题，以及需要利用任何可用的部分CSIT，我们在这里偏离这种“全有或全无”的方法，并且再次在无差错延迟CSIT存在的情况下继续考虑当前CSIT现在在任何两个质量之间交替的一般设置。特别是对于$I_1$和$I_2$，分别表示用户1和用户2的信道的CSIT估计的均方误差的高SNR渐近衰减率，我们考虑对于任何两个正的当前CSIT质量指数$γ,α$，$I_1,I_2 \in\{γ,α\}$的情况。在一个快速衰落的设置，我们认为在任何数量的相干周期的通信，每个CSIT状态$I_1I_2$是存在的分数$λ_{I_1I_2}$的总持续时间，我们专注于对称的情况下，$λ_{αγ}=λ_{γα}$，并推导出最佳的自由度（DoF）区域。由新颖的通信协议支持的结果自然地通过限制$I_1,I_2\in\{0,1\}$而结合了上述“完美电流”与“无电流”设置。最后，最近的兴趣与不匹配的CSIT的频率相关的信道的动机，我们还分析了没有延迟CSIT的设置。
2013-03-18 cs.IT math.IT
MISO Broadcast Channel with Hybrid CSIT: Beyond Two Users
我们研究了在发射机（CSIT）上可用的信道状态信息的异质性的影响广播信道的容量与多天线发射机和$k$单天线接收机（MISO BC）。特别是，我们认为$k$用户MISO BC，其中CSIT相对于每个接收器可以是瞬时/完美的，延迟，或不可用的，我们研究这种异质性的CSIT的影响程度的自由度（DoF），这样的网络。我们首先专注于$3$ -用户MISO BC，我们完全表征所有可能的异构CSIT配置的自由度区域，假设在发射机的线性编码策略。结果表明，在文献中的国家的最先进的可实现的计划确实是总和自由度最优的，当限制到线性编码方案。为了证明这一结果，我们开发了一种新的界，称为干扰分解界，它提供了一个下界的干扰尺寸在接收器提供延迟CSIT的基础上的平均尺寸的成分的干扰，从而分解成其单独的组件的干扰。此外，我们扩展我们的外边界上的自由度区域的一般$k$ -用户MISO BC，并证明它导致线性总和自由度的近似表征范围内的添加剂间隙$0.5$的CSIT配置。此外，对于只有一个接收器提供延迟CSIT的特殊情况，我们完全表征了线性和DoF。
2015-04-17 cs.IT math.IT
Robust Remote Reinforcement Learning over Unreliable Communication Channels using Homomorphic State Encoding
本文提出一种名为HR3L的新型学习架构，使在不可靠通信信道上分布式训练RL代理成为可能，无需交换梯度信息，实验表明其在样本效率上显著优于现有方法，且能适应不同场景。
2026-05-11 cs.IT cs.LG cs.MA
Insufficiency of Linear-Feedback Schemes In Gaussian Broadcast Channels with Common Message
我们考虑了$K\geq 2$ -用户无记忆高斯广播信道（BC）的反馈和公共消息。我们表明，线性反馈计划的消息点，在Schalkwijk和Kailath的计划的精神，点对点的渠道或Ozarow和梁的计划与私人信息的BC，严格次优的设置。即使有完美的反馈，由这些方案实现的最大速率也严格小于容量$C$（其在有反馈和没有反馈的情况下是相同的）。在接收器的数量为$K\to \infty$的极端情况下，通过具有消息点的线性反馈方案实现的最大速率趋于0。为了对比这个负面结果，我们描述了一种用于\emph{rate-limited}反馈的方案，其以间歇的方式使用反馈，即，接收机仅在很少的信道使用中发送反馈信号。如果反馈速率$R_{\textnormal{fb}}$对于某个正整数$L$至少为$(L-1)R$，则该方案实现了具有错误概率的$L$ -阶指数衰减的所有速率$R$直到容量$C$。
2013-07-21 cs.IT math.IT
Multiuser Scheduling in a Markov-modeled Downlink using Randomly Delayed ARQ Feedback
The Ohio State University（俄亥俄州立大学）；Arizona State University（亚利桑那州立大学）
针对蜂窝下行链路，提出基于部分可观测马尔可夫决策过程（POMDP）的贪婪调度策略，利用随机延迟ARQ反馈估计信道状态，实现吞吐量最大化，并证明两用户时贪婪策略最优，多用户时近优。
2011-04-27 cs.IT cs.SY eess.SY
Content Delivery over Broadcast Erasure Channels with Distributed Random Cache
我们研究了发送器和两个接收器之间的内容传递问题，通过擦除链接，当每个接收器都可以访问一些随机的边信息的文件所请求的其他用户。随机边信息经由分散式内容放置被缓存在接收器处。接收终端的分布式特性还可能使得两个链路的擦除状态和高速缓存比特的索引在发射机处不完全已知。因此，我们调查的容量增益，由于各种级别的可用性的信道状态和高速缓存索引信息在发送器。更确切地说，我们覆盖了从全局延迟信道状态知识和非盲发射机（即，知道每个接收机处的确切高速缓存索引信息的发射机）一直到没有信道状态信息和盲发射机（即，仅统计地知道接收机处的高速缓存索引信息的发射机）的广泛范围的设置。我们得到新的内部和外部边界的问题在各种设置下，并提供的条件下，这两个匹配和容量区域的特点。令人惊讶的是，对于一些有趣的情况下，容量区域是相同的，即使在发射机处具有单用户信道状态或单用户缓存索引信息。
2021-05-01 cs.IT math.IT
On the Degrees of Freedom of MIMO X Networks with Non-Cooperation Transmitters
由于有限的回程/反馈链路容量和信道状态信息（CSI）反馈延迟，在发射机处获得全局和瞬时信道状态信息（CSIT）是实践中的主要障碍。在本文中，新的传输方案，提出了一类干扰网络，可以实现新的权衡区域之间的总和自由度（sum-DoF）和CSI反馈延迟与分布式和温度延迟CSIT。更具体地说，分布式空时干扰对齐（STIA）计划提出了两个用户的多输入多输出（MIMO）X信道通过一种新的预编码方法称为循环零填充。本文中针对某些天线配置实现的和-DoF大于具有延迟CSIT的文献中最佳已知的和-DoF。此外，我们提出了一个分布式的回顾性干扰对齐（RIA）计划，实现了超过1的总和DoF的K用户单输入单输出（SISO）X网络。最后，我们将分布式STIA扩展到MxN用户多输入单输出（MISO）X网络，其中每个发射机具有N-1个天线，每个接收机具有单个天线，产生与全局和瞬时CSIT情况下相同的和DoF。由于MISO X网络具有空间尺度不变性，本文的讨论和结果可以推广到MIMO网络。
2016-08-12 cs.IT math.IT
Exploiting Channel Memory for Multi-User Wireless Scheduling without Channel Measurement: Capacity Regions and Algorithms
本文在两个假设下研究了多用户无线下行链路的基本网络容量：（1）信道没有被明确测量，因此瞬时状态是未知的;（2）信道被建模为ON/OFF马尔可夫链。这是一个需要探索的重要网络模型，因为在某些情况下，信道探测可能代价高昂或不可行。在这种情况下，我们可以使用具有来自先前传输的ACK/NACK反馈的信道存储器来提高网络吞吐量。计算封闭形式的容量区域的网络是困难的，因为它涉及到解决高维部分可观察马尔可夫决策问题。相反，在本文中，我们构建了一个内部和外部的能力区域的界限，表明该界限是紧的用户数是大的，流量是对称的。对于异构流量和任意数量的用户的情况下，我们提出了一个简单的依赖于带宽的策略，可以稳定的网络与任何数据率严格的内部容量范围内。稳定性分析使用了一种新的基于帧的李雅普诺夫漂移参数。外边界分析使用随机耦合和状态聚合约束的一个不安分的强盗问题的性能，使用相关的多臂强盗系统。我们的研究结果是有用的认知无线电网络，机会调度延迟/不确定的信道状态信息，和不安分的强盗问题。
2010-04-21 cs.IT cs.NI math.DS
Proportional Fairness in Multi-channel Multi-rate Wireless Networks-Part II: The Case of Time-Varying Channels
这是两部分论文系列的第二部分，研究使用比例公平（PF）效用函数作为多信道多速率无线网络中容量分配和调度的基础。第二部分的贡献是双重的。(i)首先，我们扩展的问题制定，理论结果和算法的情况下，随时间变化的信道，机会的容量分配和调度可以利用，以提高系统性能。我们奠定了优化的理论基础，“耦合”的时变特性的通道与底层应用程序的要求到一个考虑。特别是，机会优化的程度是可能的，不仅是如何快速的信道特性变化的函数，但也延迟容量分配的基础应用程序的弹性的函数。(ii)第二，基于我们的理论框架和结果，我们研究了正交频分复用（OFDM）蜂窝无线网络中的子载波分配和调度。我们引入了W-归一化多普勒频率的概念，以捕获机会调度可以被利用来实现吞吐量公平性能增益的程度。我们表明，“回看PF”调度可以取得良好的平衡系统吞吐量和公平性，同时考虑到底层应用程序的要求。
2008-02-23 cs.IT cs.NI cs.PF
Downlink SDMA with Limited Feedback in Interference-Limited Wireless Networks
空分多址（SDMA）所承诺的巨大容量增益关键取决于传输信道状态信息的准确性。在广播信道中，即使没有任何网络干扰，已知如果反馈被延迟或低速率，则由于流间干扰，这样的增益崩溃。在本文中，我们调查SDMA中存在的干扰，从许多其他同时活跃的发射机随机分布在网络上。特别是，我们认为迫零波束形成在一个分散的（ad hoc）网络中，每个接收器提供反馈到其各自的发射器。我们推导出封闭形式的表达式中断概率，网络吞吐量，传输容量和平均可达速率，并继续量化网络性能的退化，由于残余自干扰作为关键系统参数的函数。一个特别的发现是，如在经典的广播信道中，每用户反馈速率必须随着发射天线的数量和SINR（以dB为单位）线性地增加，以便在有限的反馈下保持完整的复用增益。我们得出的吞吐量最大化的流的数量，建立单流传输是最佳的，在最实际的相关设置。简而言之，SDMA似乎不是干扰受限无线网络的审慎设计选择。
2011-03-02 cs.IT cs.NI math.IT
Secure Integrated Sensing and Communication Under Correlated Rayleigh Fading
本文研究相关瑞利衰落下的安全集成感知与通信，利用延迟信道输出反馈建立可实现保密-失真区域，并给出超越经典窃听信道保密容量的参数范围。
2024-08-30 cs.CR cs.IT cs.SY
