Wireless Map-Reduce Distributed Computing with Full-Duplex Radios and Imperfect CSI
考虑一个分布式计算系统，其中工作节点通过共享无线信道连接。节点可以存储需要进行计算的数据集的一部分，并且遵循Map-Shuffle-Reduce协议以实现协作处理。如果在节点处执行的计算之间存在某种程度的冗余，则可以通过使用编码多播或协作传输来减少Shuffle阶段期间的节点间通信负载。先前表明，后一种方法能够在全双工节点和完美的发送侧信道状态信息（CSI）的存在下将高信噪比通信负载减少一半。在本文中，提出了一种新的方案，叠加编码的基础上，被证明优于编码组播和协作传输的假设下，不完美的CSI。
2018-10-26 cs.IT math.IT
Throughput Analysis for Full-Duplex Wireless Networks with Imperfect Self-interference Cancellation
利用随机几何方法研究了全双工无线网络的吞吐量。全双工（FD）无线电可以彼此同时交换数据。另一方面，FD传输的缺点是与半双工（HD）传输相比，它将不可避免地对网络造成额外的干扰。此外，残余自干扰对网络吞吐量有负面影响。在本文中，我们专注于一个无线网络的节点与HD和FD的能力，并推导和优化在这样的网络的吞吐量。我们的分析结果表明，如果网络是适应ALOHA协议，最大的吞吐量是通过调度所有并发发送节点工作在FD模式或HD模式取决于一个简单的条件。此外，我们的数学模型的基础上，不完美的自干扰消除的信号干扰比（SIR）损失和吞吐量的影响进行了分析。我们严格量化不完美的自干扰消除对吞吐量增益，传输范围和其他指标的影响，我们建立的最小量的自干扰抑制需要FD是有益的。
2015-02-25 cs.IT math.IT
Delivery Time Minimization in Cache-Assisted Broadcast-Relay Wireless Networks with Imperfect CSI
下一代通信系统的新兴趋势是为网络边缘提供附加能力，诸如以高速缓存形式的存储资源，以减少文件递送延迟。为了研究这种技术对延迟的影响，我们研究了由一个中央基站，$M$缓存配备收发器和$K$接收器组成的缓存辅助广播中继无线网络的传输时间有限精度信道状态信息（CSI）。我们使用归一化的传递时间（NDT）来捕获文件传递中最坏情况下的每比特延迟。推导了NDT的上下界，以了解$K,M$、缓存容量和通道质量对NDT的影响。特别是，NDT最优的制度进行了确定和讨论。
2018-03-11 cs.IT math.IT
Online Multi-Cell Coordinated MIMO Wireless Network Virtualization with Imperfect CSI
我们考虑在线协调预编码设计下行链路无线网络虚拟化（WNV）在多小区多输入多输出（MIMO）网络与不完善的信道状态信息（CSI）。在我们的WNV框架中，基础设施提供商（InP）拥有由几个服务提供商（SP）共享的每个基站，而这些服务提供商彼此不知道。SP根据用户业务的虚拟化需求设计其预编码器，而InP设计实际的预编码解决方案以满足SP的业务需求。我们的目标是最大限度地减少长期的时间平均预期的预编码偏差在MIMO衰落信道，每个小区的长期和短期的发射功率限制。我们提出了一种在线协调预编码算法的虚拟化，它提供了一个完全分布式的半封闭形式的预编码解决方案，在每个小区，仅基于当前不完善的CSI没有任何CSI交换跨小区。考虑到不完美的CSI的InP和SP的双重影响，我们表明，我们提出的算法是在一个$O(δ)$的差距，从最佳的任何时间范围内，其中$δ$是一个CSI不准确的指标。仿真结果验证了我们提出的算法的性能下两种常用的预编码技术在一个典型的城市微小区网络环境。
2021-05-17 cs.IT math.IT
A New Training Protocol for Channel State Estimation in Wireless Relay Networks
信道状态信息（CSI）的准确性是提高无线网络容量的关键。在本文中，我们介绍了一个训练协议的无线中继网络，使用信道估计和前馈方法。前馈方法是所提出的协议的显着特点。正如我们所示，每个中继前馈不完美的CSI的目的地的方式，提供了更高的网络容量和更快的传输的CSI比现有的协议。此外，我们通过比较网络与完美的有效CSI，不完美的有效CSI，和嘈杂的不完美的有效CSI在目的地的无线中继网络容量的有效CSI的准确性的重要性。
2011-01-15 cs.IT math.IT
Optimizing Data Freshness in Time-Varying Wireless Networks with Imperfect Channel State
我们考虑的情况下，一个基站（BS）试图收集新鲜的信息，从功率受限的传感器在随时间变化的频带有限的无线信道。我们通过最近提出的度量标准-信息时代来表征数据的新鲜度。我们考虑一个时变信道模型与功率自适应。与以前的工作不同，分组丢失可能会发生由于不完善的信道估计或解码错误。我们提出了一个渐近最优调度算法，最大限度地减少AoI性能，并满足带宽和功率约束，在这样的网络。数值模拟结果表明，该策略优于贪婪的，我们观察到，传感器与穷人的信道被安排在更高的AoI，以限制数据包丢失。
2019-10-13 cs.IT cs.NI math.IT
Optimal Caching Designs for Perfect, Imperfect and Unknown File Popularity Distributions in Large-Scale Multi-Tier Wireless Networks
大多数现有的无线网络缓存解决方案都基于一个不切实际的假设，即文件流行度分布是完全已知的。在本文中，我们考虑在大规模多层无线网络中完美，不完美和未知的文件流行度分布的最佳缓存设计。首先，在完美的文件流行度分布的情况下，我们制定的优化问题，以最大限度地提高成功的传输概率（STP），这是一个非凸问题。我们开发了一个有效的并行迭代算法，以获得一个稳定点使用并行逐次凸逼近（SCA）。然后，在不完美的文件流行度分布的情况下，我们制定了强大的优化问题，以最大限度地提高最坏情况下的STP。为了解决这个具有挑战性的极大极小问题，我们将其转换为一个等价的互补几何规划（CGP），并开发了一个有效的迭代算法，该算法被证明收敛到一个稳定点使用SCA。据我们所知，这是第一个明确考虑文件流行度分布的估计误差在优化缓存设计的工作。接下来，在未知文件流行度分布的情况下，我们用公式表示随机优化问题以最大化随机STP（即，随机形式的STP），这是一个具有挑战性的非凸随机优化问题。基于随机并行SCA，我们开发了一个有效的迭代算法来获得一个稳定点，利用随机STP的结构特性，并充分利用瞬时文件请求。据我们所知，这是第一个考虑随机优化的大规模多层无线网络的工作。最后，通过数值计算结果，我们表明，所提出的解决方案在所有三种情况下都取得了显着的收益。
2019-04-12 cs.IT math.IT
Performance Analysis of Inband FD-D2D Communications with Imperfect SI Cancellation for Wireless Video Distribution
对高数据率服务的巨大增长的需求是无线蜂窝网络中增加业务的主要驱动力。最近已经提出了设备到设备（D2D）通信以通过绕过蜂窝基站（BS）经由直接通信来卸载数据。这种卸载方案增加了容量并减少了蜂窝网络中的端到端延迟，并且有助于服务于对高数据率的急剧增长的需求。在本文中，我们的目的是分析带内全双工（FD）D2D性能的无线视频分配考虑不完美的自干扰（SI）消除。使用随机几何工具，我们分析中断概率和频谱效率。分析和仿真结果被用来证明其半双工（HD）对应可实现的增益。
2017-06-19 cs.ET cs.IT cs.NI
Exploiting Amplitude Control in Intelligent Reflecting Surface Aided Wireless Communication with Imperfect CSI
智能反射表面（IRS）是一种通过被动反射重新配置无线信号传播来实现未来无线网络的高频谱和能量效率的新范例。为了获得IRS的潜在增益，信道状态信息（CSI）是必不可少的，而在实践中，由于有限的信道训练资源，信道估计错误是不可避免的。在本文中，为了优化性能的IRS辅助多用户系统与不完美的CSI，我们提出了联合设计在接入点（AP）的主动发送预编码和被动反射系数的IRS，每个不仅包括传统的相移，也是新开发的幅度变化。首先，每个用户的可达速率推导出假设一个实用的IRS信道估计方法，这表明由于CSI错误的干扰是错综复杂的AP发送预编码器，信道训练功率和IRS反射系数在信道训练和数据传输。然后，针对单用户情况，结合罚函数法、Dinkelbach法和块连续上界最小化（BSUM）法的优点，提出了一种新的罚函数Dinkelbach-BSUM算法来优化IRS反射系数，以最大化CSI差错下的可达数据传输速率;对于多用户情况，提出了一种基于惩罚对偶分解（PDD）的最大化用户加权和速率的新算法。仿真结果验证了我们提出的算法的有效性相比，基准计划。特别是，有用的见解，得出表征IRS反射幅度控制（有/没有传统的相移）对系统性能不完美的CSI下的效果。
2021-03-04 cs.IT math.IT
Delay Performance of Wireless Communications with Imperfect CSI and Finite Length Coding
随着关键的机器对机器应用的兴起，下一代无线通信系统的设计必须对延迟和可靠性进行严格的限制。在此上下文中的关键问题涉及信道状态估计，其允许发射器使码率适应信道。在这项工作中，我们的特点之间的权衡估计序列长度和数据码字长度：较短的信道估计留下更多的时间用于实际的有效载荷传输，但降低了估计精度，并导致更多的解码错误。使用较低的编码速率可以减轻这种影响，但可能导致发射机处的数据积压较高。我们分析了这种权衡使用的物理层，这也占有限的块长度的信道码的精确模型的顶部上的嵌入式分析。基于一种新的封闭形式的近似的错误概率给定的速率，我们发现，找到最佳的速率自适应策略成为一个凸问题。最优速率自适应策略和最优训练序列长度都取决于应用的延迟和可靠性约束，与不考虑这些约束的次优策略相比，它们可以将延迟性能提高一个数量级。
2017-06-02 cs.IT math.IT
Performance Analysis of Millimeter Wave Wireless Power Transfer With Imperfect Beam Alignment
研究了波束对准不良对毫米波无线功率传输的影响。我们考虑毫米波WPT网络，其中能量发射器的位置遵循泊松点过程。我们采用第三代合作伙伴计划（3GPP）建议的高斯天线模型，而不是最常用的平顶天线模型，以获得更好的精度。两个波束对准误差（BAE）模型，即，截断高斯和均匀模型，介绍了代表不同的BAE源。我们推导出的概率密度函数（PDF）的级联天线增益与两个BAE模型，然后提供近似的PDF处理。借助Fox的H函数，推导出了非线性能量收集模型下能量覆盖概率的解析表达式。此外，我们推导出一个封闭形式的平均收获射频（RF）能量的表达式。仿真结果验证了我们的理论结果，并证明了BAE的性能下降。它还表明，在BAE的存在下，平顶天线模型并不能总是提供准确的性能评估。
2021-02-21 cs.IT eess.SP math.IT
Average Error Probability in Wireless Sensor Networks with Imperfect Sensing and Communication for Different Decision Rules
本文提出了一个框架来评估的概率，决策错误事件发生在无线传感器网络，包括传感和通信错误。我们考虑一个场景，传感器需要确定是否发生了一个给定的事件，根据其周期性的，嘈杂的，观察一个给定的信号。关于信号的这种信息需要被发送到融合中心，该融合中心决定在该特定观测时间的实际状态。通信链路-单跳或多跳-被建模为二进制对称信道，其可能具有不同的错误概率。融合中心的决策基于对与各个传感器观测相关联的接收信号的OR、AND、K-OUT-OF-N和MAJORITY布尔运算。我们推导出作为系统参数（例如传感器和跳数）和输入信号特性的函数的平均决策错误概率的封闭式方程。我们的分析表明，最佳决策规则与观测事件发生的频率和传感器数量密切相关。在我们的数值例子中，我们表明，与规则优于多数，如果这样的事件是罕见的，只有少数传感器。相反，如果有大量传感器或更均匀分布的事件发生，则MAJORITY是最佳选择。我们进一步表明，虽然使用的MAJORITY规则的错误概率渐近去0与传感器的数量增加，它也更容易受到更高的信道错误概率。
2016-02-16 cs.IT math.IT
Adaptive Bit Allocation for OFDM Cognitive Radio Systems with Imperfect Channel Estimation
认知无线电在提高无线通信系统的频谱效率方面具有巨大的潜力。针对频率选择性衰落环境下的正交频分复用（OFDM）CR系统，提出了一种自适应比特分配算法。该算法最大化CR系统的吞吐量在窄带干扰的存在下，同时保证BER低于预定义的阈值。研究了非理想信道估计对算法性能的影响。
2019-02-08 cs.IT math.IT
Simultaneous Wireless Information and Power Transfer Under Different CSI Acquisition Schemes
在这项工作中，我们考虑一个多输入单输出系统中，接入点（AP）执行的同时无线信息和功率传输（SWIPT），以服务于用户终端（UT），不配备外部电源。为了评估SWIPT的功效，我们将实际相关的场景作为目标，该场景的特征在于发射机处的不完美信道状态信息（CSI）、与CSI获取过程相关联的惩罚的存在、以及由UT执行的操作（诸如CSI估计、上行链路信令和数据解码）的非零功耗。我们分析了三种不同的情况下，在AP的CSI知识：没有CSI，和不完善的CSI的情况下，时分双工和频分双工通信。的遍历下行链路速率和能源短缺和数据中断概率的封闭形式的表示推导出的三种情况下。此外，解析表达式的遍历最优的持续时间的功率传输和信道估计/反馈阶段。我们的数值研究结果验证了我们的推导的正确性，也显示了CSI知识的重要性和好处，在AP的SWIPT系统，虽然不完善，并获得在信息传输的时间为代价。
2016-05-18 cs.IT math.IT
Transformer-Driven Neural Beamforming with Imperfect CSI in Urban Macro Wireless Channels
University of Maryland College Park（马里兰大学帕克分校）；DeepSig Inc（迪普西格公司）；Meta Reality Labs（元宇宙现实实验室）
针对密集城市环境下MU-SIMO系统非理想CSI问题，提出集成深度可分离卷积与Transformer的无监督深度学习框架NNBF生成波束成形权重，实验表明其在吞吐量、频谱效率和BLER上优于ZFBF、MMSE等基线方法。
2025-04-15 cs.IT cs.LG eess.SP
Maximizing First Order Approximate Mean of SINR under Imperfect Channel State Information for Throughput Enhancement of MIMO Interference Networks
在这篇研究论文中，信号与干扰加噪声比（SINR）的近似平均值不完美的信道状态信息（CSI）下计算和最大化的MIMO干扰网络的吞吐量增强。每个发射机和接收机分别具有M个和N个天线，并且网络以时分双工模式操作。每个收发器调整其滤波器以最大化SINR的期望值。所提出的新方法用于不完美CSI下的吞吐量增强，利用无线网络的互易性来最大化估计均值。该算法的和速率性能进行了验证，使用Monte Carlo模拟。
2018-04-02 cs.IT math.IT
HARQ Delay Minimization of 5G Wireless Network with Imperfect Feedback
针对5G NR非理想反馈下HARQ时延难满足URLLC要求的问题，提出结合AFD与最优传输长度的时延最小化方法，经M/G/1排队模型分析与数值验证，可实现显著性能增益并降低中断概率。
2023-05-04 cs.IT cs.SY eess.SY
CHARLES: Channel-Quality-Adaptive Over-the-Air Federated Learning over Wireless Networks
空中联邦学习（OTA-FL）已经成为一种有效的机制，其利用无线介质的叠加特性并在空中执行用于联邦学习的模型聚合。OTA-FL对无线信道衰落非常敏感，这会显著降低其学习精度。为了解决这个问题，在本文中，我们提出了一个OTA FL算法称为CHARLES（信道质量感知的空中本地估计和缩放）。我们的CHARLES算法进行信道状态信息（CSI）估计和自适应缩放，以减轻无线信道衰落的影响。建立了CHARLES算法的理论收敛速度性能，分析了CSI误差对CHARLES算法收敛性的影响。我们表明，自适应信道反演缩放方案在查尔斯不完美的CSI的情况下是强大的。我们还表明，通过数值结果，查尔斯优于现有的OTA-FL算法与异构数据下不完美的CSI。
2022-05-19 cs.IT eess.SP math.IT
Robust Resource Allocation for MIMO Wireless Powered Communication Networks Based on a Non-linear EH Model
在本文中，我们考虑了一个多输入多输出无线供电通信网络（MIMO-WPCN），其中多个用户收获能量从一个专用的发电站，以便能够将他们的信息信号发送到一个信息接收站。采用一个实用的非线性能量收集（EH）模型，我们提出了一个联合的时间分配和功率控制方案，考虑到信道状态信息（CSI）的不确定性，并提供对不完美的CSI知识的鲁棒性。特别是，我们制定了两个非凸优化问题，为不同的目标，即系统总吞吐量最大化和最大化的最小个人吞吐量在所有无线供电的用户。为了克服非凸性，我们应用了几个变换以及一维搜索，以获得一个有效的资源分配算法。数值结果表明，当资源分配的基础上采用的非线性EH模型，而不是传统的线性EH模型设计，可以实现显着的性能增益。此外，不同于一个非鲁棒的基线方案设计完美的CSI，建议的资源分配计划被证明是强大的对不完美的CSI知识。
2017-01-31 cs.IT math.IT
Robust Segmented Analog Broadcast Design to Accelerate Wireless Federated Learning
针对CSI不完美的无线联邦学习下行广播时延问题，提出分段模拟广播方案，推导收敛上界并通过逐轮优化实现鲁棒波束成形，仿真显示其性能显著优于传统方案。
2025-10-03 cs.IT math.IT
On the Secrecy Outage Capacity of Physical Layer Security in Large-Scale MIMO Relaying Systems with Imperfect CSI
研究了大规模多输入多输出（LS-MIMO）中继系统的物理层安全问题。LS-MIMO中继系统的优势被用来提高无线安全性和频谱效率。特别是，短拦截距离引起的挑战性问题得到了很好的解决。在非常实际的假设下，即，在无窃听者信道状态信息（CSI）和不完全合法信道状态信息（CSI）两种情况下，研究了不完全CSI对两种典型中继系统的影响，放大和转发（AF）和解码和转发（DF）系统，并获得显式表达式的保密中断能力的两种情况。最后，数值结果验证了我们的理论结论.
2014-01-14 cs.IT math.IT
The DoF Region of Two-User MIMO Broadcast Channel with Delayed Imperfect-Quality CSIT
发射端的信道状态信息（CSIT）对无线网络的性能起着重要的作用。CSIT模型可以是延迟的和非质量的，因为反馈链路具有延迟并且信道状态信息（CSI）反馈具有失真。因此，在本文中，我们的特点度的自由度（DoF）区域的两个用户多输入多输出（MIMO）广播信道与延迟的高质量CSIT，其中的天线配置可以是任意的。DoF区域的逆证明是基于物理退化信道的增强。DoF区域的可扩展性证明是通过一种新颖的传输方案设计，其中每个相位的持续时间和传输符号的数量基于延迟CSIT的可扩展性质量来配置。其结果是，我们表明，延迟的非线性质量CSIT的自由度区域位于自由度区域之间的自由度区域没有CSIT和延迟CSIT的自由度区域。
2022-04-01 cs.IT math.IT
IRS-Empowered Wireless Communications: State-of-the-Art, Key Techniques, and Open Issues
在这篇文章中，我们概述了智能反射面（IRS）授权的无线通信系统。我们首先介绍了IRS辅助无线传输的基本原理。在此基础上，探讨了IRS与毫米波、非正交多址、物理层安全等多种先进传输技术的融合。接下来，我们讨论了硬件损伤和不完整的信道状态信息对IRS系统性能的影响。最后，我们强调几个有待解决的开放问题。
2021-01-19 cs.IT math.IT
Uplink CoMP under a Constrained Backhaul and Imperfect Channel Knowledge
协作多点（CoMP）被认为是下一代移动通信系统的关键技术，因为它允许克服小区间干扰的负担。特别是在上行链路中，很可能在不久的将来将使用干扰利用方案，因为它们可以与传统终端一起使用并且不需要或需要很少的标准化改变。然而，主要的缺点是需要额外的回程基础设施的程度，以及对不完善的信道知识的敏感性。本文联合解决这两个问题，在一个新的框架，将大量的理论上行链路CoMP的概念，然后把实际的CoMP算法的角度。这种全面的分析提供了对上行链路CoMP在下一代无线通信系统中的潜在使用的新的见解。
2010-02-17 cs.IT math.IT
Distributed Reconfigurable Intelligent Surfaces Assisted Wireless Communication: Asymptotic Analysis under Imperfect CSI
本文研究了不完美CSI下分布式RISs辅助MISO系统的净和速率性能，推导了SINR与遍历净和速率的确定性等价物，并提出基于DE-S-CSI的低复杂度设计，在低开销与低功耗下实现高净和速率。
2023-06-30 cs.IT eess.SP math.IT
Time-varying Clock Offset Estimation in Two-way Timing Message Exchange in Wireless Sensor Networks Using Factor Graphs
研究了当观测时间戳的似然函数服从指数分布时，双向定时交换系统中的钟差估计问题。为了捕捉节点振荡器中的缺陷，这使得时变性质的时钟偏移，提出了一种新的贝叶斯方法的时钟偏移估计使用因子图表示的后验密度。使用最大乘积算法的消息传递产生贝叶斯推理问题的封闭形式表达式。
2012-01-31 cs.IT math.IT
Exploiting Large-Scale MIMO Techniques for Physical Layer Security with Imperfect Channel State Information
本文研究了大规模多输入多输出（LS-MIMO）系统的物理层安全问题。LS-MIMO系统中大量的天线阵元被用来增强传输安全性和提高系统性能，特别是当窃听者距离信息源较近且比合法用户拥有更多天线时。然而，在实际系统中，这个问题变得具有挑战性，因为窃听者的信道状态信息（CSI）通常是不可用的，没有合作和合法的CSI可能是不完美的，由于信道估计误差。在本文中，我们首先分析了物理层的安全性能没有窃听CSI和不完美的合法CSI，然后提出了一种能量有效的功率分配方案，以满足无线安全和服务质量（QoS）的要求，同时。最后，数值结果验证了所提出的方法的有效性。
2014-07-28 cs.IT math.IT
Coverage Improvement of Wireless Sensor Networks via Spatial Profile Information
本文考虑了一种无线传感器网络部署感测一个已知的空间统计配置文件的环境变量。我们建议使用的空间分布的附加信息，以提高传感器的传感范围，同时允许在其传感精度的一些公差。我们表明，使用这些信息提高了传感器网络的整体性能。为此，我们首先推导出各种性能指标的解析表达式来衡量传感器网络的传感性能的改善。然后，我们讨论了感测增益定量使用数值结果。
2020-04-27 cs.IT math.IT
Imperfect and Unmatched CSIT is Still Useful for the Frequency Correlated MISO Broadcast Channel
由于Maddah-Ali和Tse表明完全陈旧的发射机侧信道状态信息（CSIT）仍然有益于多输入多输出（MISO）广播信道（BC）的自由度（DoF），因此学术文献中有很多兴趣研究不完美CSIT对时间相关广播信道的\emph{DoF}区域的影响。尽管迄今为止的研究重点一直是时间相关信道，但频率相关信道也存在类似但不同的问题。实际上，不完美的CSIT还影响频率相关信道的DoF区域，如当前多载波无线系统所例示的。这种贡献，在文献中的第一次，调查了一般的频率相关设置，其中两个天线发射机有两个相邻的子带上的两个单天线用户的CSI的不完善的知识。将迫零波束形成（ZFBF）与Maddah-Ali和Tse提出的方案相结合，提出了一种新的波束形成方案。该方案的可达自由度区域表示为CSIT质量的函数。
2013-04-03 cs.IT math.IT
Optimal Power Allocation for Distributed Detection over MIMO Channels in Wireless Sensor Networks
在具有无线传感器网络的分布式检测系统中，由于传感器处的干扰和有限的发射器功率以对抗融合中心的接收器处的噪声，传感器与融合中心之间的通信并不完美。在这种不完全通信的情况下如何优化检测性能的问题给分布式检测带来了新的挑战。在本文中，传感器被假定为具有独立的，但不相同分布的意见，和多输入/多输出（MIMO）信道模型包括占传感器和融合中心之间的不完善的通信。不同假设下的检测统计量的分布之间的J-发散被用作性能标准，以提供易于处理的分析。研究了在传感器上具有单个和总发射功率约束的情况下优化性能（以J-发散度为依据），并给出了相应的功率分配方案。有趣的是，所提出的功率分配是两个因素之间的权衡，通信信道质量和本地决策质量。对于正交信道的情况，在一定条件下，功率分配可以通过加权注水算法来解决。仿真结果表明，为了达到相同的性能，在某些情况下，所提出的功率分配只消耗低至25%的总功率所使用的一个平等的功率分配方案。
2007-07-17 cs.IT math.IT
Channel Estimation in RIS-Assisted MIMO Systems Operating Under Imperfections
可重构智能表面具有塑造无线环境的能力，是未来无线网络的潜在技术组成部分。然而，在扩展覆盖和增强容量方面有前途的MIMO系统严重依赖于信道状态信息的准确性。然而，传统的信道估计方案不适用于RI辅助的MIMO网络，因为无源RI通常缺乏信道估计算法所假设的信号处理能力。当由于RIS暴露于不同的环境效应或由来自电路的硬件限制引起的物理缺陷或电子损伤影响RIS时，这变得最成问题。虽然这些现实世界的影响通常被忽略在文献中，在本文中，我们提出了有效的信道估计方案的RIS辅助MIMO系统考虑到不同的缺陷。具体来说，我们提出了两套基于张量的算法，基于并行因子分析分解方案。首先，通过假设一个长期的模型，其中的RIS缺陷，建模为未知的相移，是静态的信道相干时间内，我们制定了一个迭代交替最小二乘（ALS）为基础的算法的联合估计的通信信道和未知的相位偏差。接下来，我们开发的短期缺陷模型，它允许幅度和相位RIS缺陷是非静态的通道相干时间。本文提出了两种基于ALS和基于高阶奇异值分解的迭代算法，用于信道和未知损伤的联合估计。此外，我们分析了所提出的算法的可识别性和计算复杂性，并研究了各种缺陷对信道估计质量的影响。
2022-07-06 cs.IT eess.SP math.IT
Resource allocation in OFDMA networks with half-duplex and imperfect full-duplex users
最近的研究表明带内全双工（FD）无线通信的可行性，其中无线电在同一频带中同时发送和接收。由于其增加容量的潜力，分析包含全双工设备的蜂窝网络的性能至关重要。在本文中，我们考虑最大化的下行链路和上行链路的加权和速率的单小区OFDMA网络，该网络由一个不完美的FD基站（BS）和半双工和不完美的全双工移动用户的混合。为此，子信道分配和功率分配的联合问题进行了研究，并提出了一个两步的解决方案。提出了一种将每个子信道分配给一对上下行用户的启发式算法，该算法具有多项式复杂度。利用两凹函数差法将功率分配问题转化为凸性问题，并得到了迭代解。仿真结果表明，当所有用户和基站都是完美FD节点时，网络吞吐量可以提高一倍，否则，网络性能的提高会受到节点间干扰和自干扰的限制。我们还研究了自干扰消除能力和FD用户的百分比在室内和室外场景下对网络性能的影响。
2016-05-06 cs.IT cs.NI math.IT
Error Performance of Wireless Powered Cognitive Relay Networks with Interference Alignment
研究了一种采用干扰对齐技术的两跳解码转发认知无线电系统。能量受限的中继节点通过功率分配（PS）中继协议从干扰信号中收获能量。首先，主要和次要网络的波束形成矩阵的设计进行了演示。然后，计算了PS协议在理想和不理想信道状态信息（CSI）情况下系统的比特出错率（BER）性能。最后，仿真了CSI失配参数对系统误码率性能的影响。
2017-12-13 cs.IT math.IT
An Efficient Hybrid Power Control Algorithm for Capacity Improvement of CDMA-based Fixed Wireless Applications
在固定无线应用（FWA）中，码分多址（CDMA）是宽带数据接入的最有前途的候选方案。原因是对活动移动设备数量的软限制。许多固定无线应用对BER性能施加上限，这限制了移动用户数量的增加。在多径衰落环境下，移动台的活动用户数或容量进一步减少。本文提出了一种利用混合功率控制算法提高CDMA固定无线网络容量的有效方法。所提出的方案提高了两倍的容量相比，传统的基于CDMA的网络。仿真结果证明了该方案的有效性。
2012-12-11 cs.IT math.IT
A Cut-off Phenomenon in Location Based Random Access Games with Imperfect Information
本文分析了自私发射机在不完全位置信息下的行为。所考虑的场景是由自私节点组成的无线网络，自私节点根据已知的概率分布随机分布在网络域上，并且对使用公共无线电资源与公共汇聚节点进行通信感兴趣。在这种情况下，无线节点不知道他们的竞争对手的确切位置，而是有关于这些位置的信念分布。首先，得到了这类网络的分组成功概率曲线随节点-汇聚点间隔的变化特性。其次，确定了自私节点的最佳反应策略的单调性。也就是说，对于节点的竞争者的任何给定策略，对于该节点存在临界节点-汇聚分离，使得其最佳响应是当其到汇聚节点的距离小于该临界阈值时进行发送，否则进行退避。最后，给出了一个给定的策略剖面是一个纳什均衡的必要和充分条件。
2009-07-01 cs.GT cs.IT math.IT
Differential Distributed Space-Time Coding with Imperfect Synchronization in Frequency-Selective Channels
差分分布式空时编码（D-DSTC）是一种在无线中继网络中，在信道信息不确定的情况下提高分集度的协作传输技术。传统上，假设信道是平坦衰落的，并且中继在符号级完全同步。然而，由于宽带系统中的延迟扩展和中继网络的分布式特性，这些假设可能会被违反。因此，可能出现符号间干扰（ISI）。本文提出了一种新的差分编码和解码过程的D-DSTC系统中的多个中继慢频率选择性衰落信道的不完美同步。所提出的方法克服了由频率选择性引起的ISI，并且对同步错误具有鲁棒性，同时不需要中继站和目的地处的任何信道信息。此外，最大可能的多样性与类似的传统的D-DSTC的解码复杂度被获得。仿真结果显示了所提出的方法在各种情况下的性能。
2014-11-16 cs.IT math.IT
Ultra-Reliable Cooperative Short-Packet Communications with Wireless Energy Transfer
分析了在准静态瑞利衰落下，有限块长和有限电池能量的协作无线通信系统。源节点和中继节点由无线能量传输（WET）过程供电，同时使用收集的能量来馈送其电路，发送导频信号以估计接收器处的信道，并用于无线信息传输（WIT）。考虑数据传输功率之外的其他功耗源。在理想的直接通信系统中，在理想/不理想信道状态信息（CSI）下，研究了错误概率，同时达到精确的闭合形式近似。我们认为超可靠通信（URC）场景正在讨论下一个第五代（5G）无线系统。数值结果表明，存在一个最佳的导频发射功率的信道估计，这与收获的能量增加。我们还显示了合作的重要性，即使考虑到复用损耗，以满足错误和延迟的限制URC系统。
2018-01-01 cs.IT math.IT
Error Probability Analysis of Non-Orthogonal Multiple Access with Channel Estimation Errors
非正交多址接入（NOMA）由于其频谱效率而在未来的无线系统中非常有前途。在NOMA方案中，非理想连续干扰消除器（SIC）的作用对系统的误码性能具有决定性的影响。除了这种不完美的SIC效应之外，正如在所有无线通信系统中一样，误差性能将随着信道估计误差而变差。然而，所有的文献都致力于分析NOMA系统的错误性能与完美的信道状态信息（CSI）在接收端，这是非常严格/不合理的假设。在本文中，我们分析了NOMA系统的错误性能与不完善的SIC和信道估计错误，更实际的情况下。我们推导出精确的比特错误概率（BEPs）的封闭形式。所有的理论分析都通过计算机模拟进行了验证。然后，我们讨论了用户的错误性能的用户公平性的最佳功率分配，并提出了一种新的功率分配方案，实现最大的用户公平性。
2020-04-26 cs.IT eess.SP math.IT
Dirty-paper Coding without Channel Information at the Transmitter and Imperfect Estimation at the Receiver
在本文中，我们研究的影响，不完善的信道估计在接收机和没有信道知识在发射机上的容量的衰落科斯塔的信道状态信息非因果已知的发射机。我们推导出最佳的脏纸编码（DPC）计划和相应的可实现的速率与高斯输入的假设。我们的研究结果，不相关的瑞利衰落，提供直观的见解的影响的信道估计和信道特性（如信噪比，衰落过程，信道训练）的可实现的速率。这些在多用户无线通信（例如广播信道）和信息嵌入应用（例如鲁棒水印）的实际场景中是有用的。我们还研究了适合每个应用程序的最佳训练设计。我们提供了一个单用户衰落科斯塔的信道与最大似然（ML）信道估计的数值结果。这些说明了一个有趣的实际的权衡之间的训练量和它的影响，使用DPC方案的干扰消除性能。
2007-06-19 cs.IT math.IT
RIS Codebook Index Assignment under Imperfect Control Links Using TSP-Inspired Optimization
针对非理想反馈导致的 RIS 码本索引错误，本文将索引分配建模为 TSP 型组合优化问题，并提出三阶段启发式算法，实现近优且可实时部署的鲁棒性能。
2025-07-24 cs.IT eess.SP math.IT
Compressive Sensing Based Opportunistic Protocol for Throughput Improvement in Wireless Networks
任何MAC协议设计中的一个关键特性是它可以提供的吞吐量。在无线网络中，用户的信道不是固定的，而是随机变化的。因此，为了在任何给定时间最大化MAC协议的吞吐量，应该仅允许具有大信道增益的用户进行发送。本文提出了一种基于压缩感知的机会协议，用于提高无线网络的吞吐量。该协议基于传统的R-ALOHA协议，允许用户在将信道预留给最佳用户之前竞争信道接入。我们使用压缩感知找到最佳用户，并表明，该协议需要更少的时间保留，所以它优于文献中提出的其他计划。这使得该协议特别适合于在快衰落环境中增强R-ALOHA。我们认为模拟和数字版本的协议，由用户发送的信道增益分别是模拟和数字。
2009-09-16 cs.IT math.IT
Modeling and Analysis of Reconfigurable Intelligent Surfaces for Indoor and Outdoor Applications in Future Wireless Networks
可重构智能表面（RIS）授权通信是有前途的6 G技术之一，其允许通过使用人造表面操纵冲击波将无线信道转换为智能发射实体。在本文中，使用RIS的潜在好处进行了调查，为室内/室外设置和各种频段（从6 GHz以下的毫米波）。首先，一个一般的系统模型与一个单一的RIS被认为是和总的反射元素的数量上的概率分布的接收信噪比和错误性能的影响进行了研究，在莱斯衰落。同样对于这种情况下，路径损耗指数进行了分析，考虑经验路径损耗模型。此外，传输模型与多个RIS的室内和室外非视距（NLOS）的情况下开发和分析。传统的RIS选择策略也集成了系统配备了多个RIS的第一次。通过大量的仿真，它表明，RIS辅助系统提供了有前途的解决方案，室内/室外的情况下，在各种工作频率，并表现出显着的结果，即使在系统的缺陷，如有限的范围相位调整和不完善的信道相位估计在RIS的错误性能和可实现的数据率。
2020-08-30 cs.IT eess.SP math.IT
Robust Beamforming for Wireless Information and Power Transmission
在这封信中，我们研究了多天线无线广播系统的鲁棒波束形成问题，同时发送信息和功率传输，假设不完善的信道状态信息（CSI）在发射机。遵循最坏情况的确定性模型，我们的目标是最大化能量接收器的最坏情况的收获能量，同时保证信息接收器的速率高于所有可能的信道实现的阈值。这样的问题是非凸的无限数量的约束。使用一定的转换技术，我们将这个问题转化为一个宽松的半定规划问题（SDP），可以有效地解决。我们进一步证明了松弛SDP问题的解总是秩一的。这表明松弛是紧的，我们可以得到原问题的最优解。仿真结果验证了该算法的有效性。
2012-10-22 cs.IT math.IT
Wireless Energy and Information Transfer Tradeoff for Limited Feedback Multi-Antenna Systems with Energy Beamforming
在本文中，我们考虑了一个多天线系统，其中接收端应该通过无线能量传输从发射端获取能量，以支持其无线信息传输。为了最大化能量的收获，我们提出了执行自适应能量波束形成根据瞬时信道状态信息（CSI）。为了帮助发射端获得能量波束形成所需的信道状态信息，本文进一步提出了一种双赢的信道状态信息量化反馈策略，以提高能量和信息的传输效率。本文的重点是在总持续时间约束下，通过调整传输持续时间来权衡无线能量和信息传输。通过揭示发射功率、传输持续时间和反馈量之间的关系，分别通过最大化平均信息传输速率的上界和近似下界，得到了两种无线能量和信息传输的折衷方案.此外，在接收端的不完美CSI的影响进行了研究，并给出了相应的无线能量和信息传输的折衷方案。最后，数值结果验证了所提出的格式的有效性。
2013-07-24 cs.IT math.IT
On the SINR Distribution of SWIPT MU-MIMO with Antenna Selection
在本文中，我们提供了一个封闭的形式近似的全双工同时无线信息和功率传输（SWIPT）多用户MIMO（MU-MIMO）系统的信号干扰噪声比（SINR）分布的传感器用户的接收信号与完美和不完美的信道状态信息（CSI）和发射天线选择方案在发送端。我们还研究了具有迫零波束形成（ZFBF）和具有发射天线选择的聚合器（AGG）接收机处的天线选择的上行链路的SINR分布。具有完美和不完美CSI的下行链路SINR由多变量Beta II型分布建模，并且具有完美和不完美CSI的上行链路由多变量Wishart分布建模。我们将所提出的分布分析结果与Monte-Carlo模拟结果进行了比较，并获得了完美的匹配。
2018-05-24 cs.IT math.IT
Robust Beamforming Design and Time Allocation for IRS-assisted Wireless Powered Communication Networks
针对功率受限的物联网（IoT）智能设备，提出了一种新型的智能反射面（IRS）辅助无线供电通信网络（WPCN）架构，利用IRS提高WPCN在信道状态信息（CSI）不完善情况下的性能。在非理想CSI和非线性能量收集模型下，通过联合优化时间分配、HAP能量波束形成、接收波束形成、用户发射功率分配、IRS能量反射系数和信息反射系数，提出了一个混合接入点（HAP）发射能量最小化问题.由于优化变量之间的高度耦合，该问题是一个难以直接求解的非凸优化问题。为了解决上述具有挑战性的问题，交替优化（AO）技术被应用到解耦的优化变量来解决问题。具体而言，通过AO将时间分配、HAP能量波束形成、接收波束形成、用户发射功率分配、IRS能量反射系数和信息反射系数分解为三个子问题交替求解。在求解IRS的能量反射系数和信息反射系数时，采用凸差分（DC）规划来解决秩为一的非凸约束。数值仿真结果验证了该优化算法在降低HAP发射能量方面的优越性。
2021-12-06 cs.IT eess.SP math.IT
Simultaneous Wireless Information and Power Transfer in MISO Full-Duplex Systems
本文研究了一种多用户多输入单输出（MISO）全双工无线信息和功率同步传输（SWIPT）系统。在该系统中，多天线基站（BS）在下行链路中使用功率分配器（PS）同时向一组单天线移动站（MS）发送信息和功率，在上行链路中以全双工方式接收信息。特别是，我们解决的联合设计的接收PS比和发射功率在MS，并在信号干扰噪声比（SINR）和收获的功率约束下的BS的波束成形矩阵。利用半定松弛（SDR）方法，解决了自干扰信道的信道状态信息（CSI）不完整的问题。此外，我们提出了另一个次优迫零（ZF）的解决方案，通过分离的发射波束成形矢量和PS比的优化。仿真结果提供了评估所提出的波束成形设计的性能。
2017-03-16 cs.IT math.IT
Hybrid Beamforming Design and Performance with Imperfect Phase Shifters in Multiuser Millimeter Wave Systems
混合波束形成（HBF）包括射频域的相移阵列模拟波束形成和基带域的数字波束形成。移相阵列通常由大量移相器组成。移相器受制造工艺的限制，不可避免地存在移相误差和增益误差。在本文中，我们研究了不完善的移相器对多用户毫米波大规模MIMO系统1的性能与无线信道建模的莱斯衰落的影响。我们推导出的上限的可实现的和速率与不完美的移相器，这可以是非常紧时，在基站的天线的数量远远大于用户的数量。结果表明，由于相移误差和增益误差，存在性能上限。然后，我们提出了一种新的信道估计和混合波束形成方法来解决这个问题，以低的训练开销。当信道路径较少且信道Rician K因子较大时，它表现良好，这在室外毫米波通信环境中可以容易地满足。我们进一步在性能和训练开销之间进行权衡，使算法能够在更多的传播环境中工作。
2018-09-04 cs.IT math.IT
SWIPT-enabled NOMA in Distributed Antenna System with Imperfect Channel State Information for Max-Sum-Rate and Max-Min Fairness
基于分布式天线系统（DAS）可以极大地提高非正交多址接入（NOMA）的数据率的事实，提出了一种分布式天线系统不仅可以提高NOMA的数据率，还可以提高NOMA的能量采集能力的框架。针对DAS系统中支持SWIPT的NOMA，考虑了总速率最大化问题和最大最小公平性问题，提出了两种不同的功率分配方案，分别针对具有不完全信道状态信息（CSI）的SWIPT和NOMA.数值结果验证了理论研究结果，并表明，所提出的框架中使用的SWIPT启用的NOMA DAS实现了更高的数据率比现有的SWIPT启用的NOMA，同时保证最小的收获能量。
2022-03-18 cs.IT eess.SP math.IT
Wireless Information-Theoretic Security - Part II: Practical Implementation
在第一部分，这两部分的文件在无线信道上的保密通信，我们研究了准静态衰落信道的基本安全限制的角度来看，中断保密容量与完美和不完美的信道状态信息。在第二部分，我们开发了一个实用的秘密密钥协商协议的高斯和准静态衰落窃听信道。该协议使用四个步骤来保护通信：通过机会主义传输建立公共随机性，执行消息协调，通过隐私放大建立公共密钥，以及使用密钥。我们介绍了一个新的和解过程，使用多级编码和优化的低密度奇偶检验码，在某些情况下接近实现的保密容量限制建立在第一部分。最后，我们开发了新的指标，用于评估平均安全密钥生成率，并表明我们的协议是有效的安全密钥更新。
2006-11-24 cs.IT math.IT
Performance Analysis of Active RIS-aided Systems in the Face of Imperfect CSI and Phase Shift Noise
针对有源可重构智能表面（RIS）辅助无线系统，提出了线性最小均方误差（LMMSE）估计器。基于矩匹配方法，采用Gamma分布来近似瞬时接收信干噪比（SINR）的分布，并在实际信道估计误差、RIS放大器热噪声和RIS相移噪声的影响下，推导了系统中断概率和各态历经信道容量的闭合表达式。我们的理论分析和仿真结果表明，RIS放大器的引入相当于增加发射功率，也呈现出性能下降所造成的信道估计误差和RIS相位噪声。
2023-01-23 cs.IT eess.SP math.IT
Optimal Resource Allocation in Full-Duplex Wireless-Powered Communication Network
研究了无线供电通信网络（WPCN）中的最优资源分配问题，其中一个混合接入点（H-AP）在下行链路（DL）向一组分布式用户广播无线能量，同时在上行链路（UL）通过时分多址（TDMA）接收来自用户的独立信息。我们设计了一个有效的协议，以支持同时无线能量传输（WET）在DL和无线信息传输（WIT）在UL的建议FD-WPCN。我们联合优化针对DL WET的H-AP和针对UL WIT的不同用户的时间分配以及在H-AP处随时间的发射功率分配，以最大化具有所收获能量的UL信息传输的用户的加权和速率。我们认为这两种情况下，完美和不完美的自干扰消除（SIC）在H-AP，我们获得最佳和次优的时间和功率分配的解决方案，分别。此外，我们认为半双工（HD）WPCN作为一个基线计划，并得出其最佳的资源分配解决方案。仿真结果表明，FD-WPCN优于HD-WPCN时，有效的SIC可以实现和更严格的峰值功率约束应用在H-AP。
2014-09-15 cs.IT math.IT
Pilot-Attacks Can Enable Positive-Rate Covert Communications of Wireless Hardware Trojans
本文研究了嵌入合法发射机的硬件木马利用pilot缩放攻击破坏信道估计，从而在无线网络中实现正速率隐蔽通信的机制，揭示了无线通信系统信道估计过程面对硬件木马的脆弱性。
2024-04-23 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
