Wireless Information and Power Transfer over an AWGN channel: Nonlinearity and Asymmetric Gaussian Signaling
研究了点到点平坦衰落复加性高斯白噪声信道中信息和功率的同时传输问题。与依赖于能量收集器的不准确线性模型的文献相比，考虑了实验验证的非线性模型。导出了系统基带参数下的直流功率的一般形式，证明了直流功率对信道输入分布的高阶统计量的依赖性。研究了最大化R-P域的优化问题。假设信道增益在接收器和发射器两者处可用，并且约束到独立且同分布（i.i.d.）信道输入仅由它们的一阶和二阶矩统计量确定，得到了一般问题的内界。值得注意的是，作为收获器的非线性的结果，所研究的内界表现出所传递的功率和所接收的信息的速率之间的折衷。它示出的折衷特征输入分布是与平均零和不对称的功率分配的实部和虚部尺寸。
2017-05-31 cs.IT math.IT
On the Impact of Control Signaling in RIS-Empowered Wireless Communications
Aalborg University（奥尔堡大学）；National and Kapodistrian University of Athens（雅典国立卡波蒂斯坦大学）
本文研究RIS在系统级集成中的控制信号影响，分析带宽分配和数据信道速率选择对通信性能的影响，提出评估RIS辅助网络控制开销的方法。
2023-10-30 cs.IT eess.SP math.IT
RIS-Empowered OTFS Modulation With Faster-than-Nyquist Signaling in High-Mobility Wireless Communications
本文提出了一种结合RIS、OTFS调制和Faster-than-Nyquist信号的新方案，旨在提高高机动无线通信中的可靠性和频谱效率。
2026-05-19 cs.IT eess.SP math.IT
Assessment of LTE Wireless Access for Monitoring of Energy Distribution in the Smart Grid
虽然LTE正在广泛推广用于人类类型的服务，但它也是智能电网监控设备的经济高效连接的有前途的解决方案。这是一种主要由零星上行链路传输组成的机器对机器（M2M）业务。在这样的设置中，可以在小区中服务的业务量不受数据容量的约束，而是受随机接入信道和控制信道中的信令约束的约束。在本文中，我们探讨了这些限制使用详细的模拟LTE接入预留协议（ARP）。我们发现：1）分配更多的随机接入机会实际上可能会降低性能; 2）ARP之后的附加信令对支持设备数量方面的容量有很大影响;我们观察到容量几乎减少了3倍。这表明，在M2M应用的标准化中需要考虑具有减少数量的信令消息的轻量级接入方法。此外，我们提出了一个易于处理的分析模型来计算可以快速实施和评估的停电。该模型考虑了随机接入、控制信道、上行链路和下行链路数据信道以及重传的特征。
2015-11-30 cs.IT cs.NI math.IT
Context-Aware Decentralized Invariant Signaling for Opportunistic Communications
在这项工作中提出了一种新的分布式信令技术的背景下，机会主义通信。每个机会主义用户从无线环境中获取本地采样的观察结果，以确定占用和可用的自由度（DoF）。由于感知误差和观测局部性，子空间不确定性会导致系统性能损失和系统间干扰。然而，我们表明，解决问题作为一个总的最小二乘（TLS）优化，信号模式鲁棒子空间的不确定性可以设计。此外，给出了最小范数和TLS的等价性，后者表现出线性预测的有趣性质。具体而言，旋转不变性属性是至关重要的，以保证相邻节点的可检测性。尽管有这些优点，端到端的子空间的不确定性产生的性能损失，妥协的可检测性和无线环境的性能。为了对抗后者，我们解决了分布式识别的活动子空间，有和没有边信息的相邻节点的子空间。一个广泛的模拟分析突出了分布式并发方案，以实现子空间协议的性能。
2021-10-29 cs.IT math.IT
Can Non-Signaling Assistance Increase the Degrees of Freedom of a Wireless Network?
University of California Irvine（加州大学尔湾分校）
研究探讨了非信号辅助在无线网络中提升广播信道容量和自由度的可能性，证明在特定设置下可实现显著增益。
2025-12-15 cs.IT math.IT
Optimizing Wireless Discontinuous Reception via MAC Signaling Learning
Centre Tecnològic de Telecomunicacions de Catalunya (CTTC)（加泰罗尼亚电信技术中心）；Nokia Networks France（诺基亚网络法国公司）
本研究提出一种基于强化学习的MAC CE信令调度方法，用于优化蜂窝网络DRX策略，在XR流量场景下相较传统定时器方法实现了更优的延迟与节能权衡，单UE激活时间近减半，9UE场景仍降近20%。
2024-06-19 cs.IT cs.LG math.IT
Optimal Binary Signaling for a Two Sensor Gaussian MAC Network
针对两传感器高斯多址信道分布式检测系统，提出最优一维星座设计，在个体功率约束下最小化检测错误概率，并证明其优于正交信号。
2024-02-09 cs.IT math.IT
What Should Future Wireless Network Architectures Be?
数字和现实生活方式的加速融合对当今的无线网络架构提出了前所未有的要求，因为非常希望这种架构以高容量和最小信令开销支持无处不在的无线设备。传统的架构，如蜂窝架构，不能同时满足这些要求，因此不再适合未来的时代。在本文中，我们提出了一个容量为中心的（C $^2$）架构，为未来的无线通信网络。它是基于最大化非重叠簇的数量的原则设计的，同时保证平均簇容量高于某个阈值，从而提供了一种灵活的方式来平衡容量需求和信令开销。我们的分析结果表明，C $^2$具有优越的通用性，其中细胞和完全协调的架构可以被看作是它的极端情况。仿真结果表明，C $^2$的平均容量至少是蜂窝结构的三倍。更重要的是，不同于广泛采用的传统智慧，基站分布主导架构设计，我们发现，C $^2$架构是独立的基站分布，而不是用户侧的信息应该是未来的无线网络架构设计的重点。
2021-10-12 cs.IT math.IT
Improper signaling and symbol extensions: How far can we go with Gaussian P2P codebooks in the interfering MAC with TIN?
应对5G的挑战需要通过允许多方共享资源来更好地利用可用频谱。例如，辅助未许可系统可以与主许可系统的蜂窝上行链路共享资源，以提高频谱效率。这引起了在设计这种系统时必须考虑的干扰。一个简单而强大的策略是将干扰视为噪声（TIN），这在实践中得到了广泛的应用。因此，重要的是要研究在这种情况下的TIN的能力和局限性。在本文中，我们研究这种情况下建模为多址接入信道（MAC）干扰的点对点（P2P）信道。在这里，我们分别关注速率最大化和功率最小化问题。我们在发射机处使用不适当的高斯信令（而不是适当的）来增加设计灵活性，这提供了除了其方差之外还优化发射信号伪方差的自由度。此外，我们允许在正交资源基础上发送的信号之间的相关性（即，时间或频率），以便在扩展信道上进行最佳信令设计。我们制定的速率最大化问题作为一个半定规划，并使用半定松弛（SDR），以获得一个接近最优的解决方案。数值优化表明，通过不适当的高斯信令的可实现的速率可以提高到三倍，这取决于干扰链路的强度。此外，我们观察到显着的好处，在功耗不适当的高斯信号与符号扩展相比，传统的适当的高斯信号。有趣的是，通过最小化给定速率最大化问题的解的和功率，显著提高了能量效率。
2016-07-07 cs.IT math.IT
Joint Domain Based Massive Access for Small Packets Traffic of Uplink Wireless Channel
第五代（5G）通信场景（诸如蜂窝网络和新兴的机器类型通信）将产生大量的小分组。为了支持大规模连接，避免传输小数据包带来的信令开销，提出了一种提高无线上行信道大规模连接传输效率的新方法。该方法将压缩感知和功率域NOMA相结合，特别是该方法既不需要调度也不需要集中式功率分配。分析和仿真结果表明，该方法可以支持2 ~ 3次过载。
2017-04-18 cs.IT math.IT
Wireless Access for Ultra-Reliable Low-Latency Communication (URLLC): Principles and Building Blocks
超可靠低延迟通信（URLLC）是5G带来的一项重要新功能，有可能支持大量依赖关键任务链路的应用程序。在这篇文章中，我们首先讨论的原则，支持URLLC的角度来看，传统的假设和模型应用在通信/信息论。然后，我们将讨论如何将这些原则应用于系统设计的各个要素，如使用各种多样性的来源，设计的数据包和访问协议。重要的信息是需要优化信令信息的传输，以及需要精益使用各种多样性源。
2017-12-20 cs.IT cs.NI math.IT
Multiple-Access Channel Coding with Non-Signaling Correlations
本文研究了非信号相关性辅助下的经典多址接入信道编码问题，开发了计算最优编码成功概率的线性规划，证明了非信号辅助可提升二进制加法器信道等场景的和速率容量，并给出了容量区域的内外部界。
2023-09-13 cs.IT math.IT quant-ph
Robust Rate-Adaptive Wireless Communication Using ACK/NAK-Feedback
为了对抗无线信道中的可变性的不利影响，我们考虑基于有限反馈的跨层速率自适应。特别是，基于有限的反馈形式的链路层应答（ACK）和否定应答（NAK），我们最大限度地提高物理层传输速率的上限上的预期数据包出错率。\textr{We take a robust approach in that we do not assume}信道状态上的任何特定先验分布。我们首先分析了这种系统的基本限制，并推导出一个上限的基础上未编码的QAM和随机高斯系综的信令方案的可实现的速率。我们表明，对于基于二进制ACK/NAK反馈的信道估计，最好是在高出错率下使用单独的训练序列，而不是利用低差错率数据包本身。我们还开发了一个自适应递归估计，这是证明渐近最优和渐近有效的。
2011-11-17 cs.IT cs.NI math.IT
MIMO Asynchronous MAC with Faster-than-Nyquist (FTN) Signaling
本文针对采用FTN信号传输的MIMO异步多址接入信道，提出结合空间注水与时域预编码的可达速率区域方案，有效缓解干扰并显著提升频谱效率与总速率。
2023-05-20 cs.IT eess.SP math.IT
Improper Gaussian signaling for multiple-access channels in underlay cognitive radio
本文考虑了一个未授权的多址接入信道（MAC），与一个授权的点对点用户共存，以下的认知无线电范式。我们假设，除了辅基站的每个收发器有一个天线，并且主用户（PU）受到最小速率约束的保护。与传统的高斯信号的假设相反，我们允许次级用户（SU）发送与其复共轭相关的不适当的高斯信号。当辅基站执行迫零，我们表明，不正确的信令是最佳的，如果干扰信道增益的总和（在一个等效的规范模型）是高于一定的阈值。此外，我们推导出一个有效的算法来计算达到这种情况下的速率区域边界的传输参数。所提出的算法利用了单用户表示的辅助MAC以及新的结果不适当的信令的最优性，在单用户的情况下，当PU被损坏的不适当的噪声。
2018-11-08 cs.IT math.IT
Virtual Signaling of CSIT via Non-Signaling Assistance
University of California Irvine（加州大学尔湾分校）
本文研究非信令关联在经典通信网络容量中的应用，发现点对点信道中非信令辅助的香农容量等于接收端已知状态时的经典容量，并推广到广播信道，揭示了非信令辅助可虚拟信令CSIT。
2026-05-25 cs.IT math.IT
Efficient Data Collection Over Multiple Access Wireless Sensors Network
无线传感器网络（WSN）中的数据汇集引起了极大的关注，这是由于对从物联网（IoT）网络到简单的“存在”应用（其识别设备的状态（活动或不活动））的技术的新兴兴趣。为了解决密集网络中数据汇集的难题，近年来提出了大量的无线传感器网络介质访问控制（MAC）协议。这些协议中的大多数利用传统的分层方法，其中MAC层不知道封装的分组有效载荷，因此在收集的数据、物理层和信令机制之间没有连接。尽管如此，在许多打算利用这种协议的应用中，节点可能需要交换非常少的信息，并且仅偶尔这样做，也就是说，虽然网络中的设备数量可能非常大，但只有一个子集希望在任何给定时间进行传输。因此，需要一种定制的协议，该协议将信令、物理层和接入控制与业务模式相匹配。在这项工作中，我们设计和分析了一个数据汇集协议的基础上信息论的原则。在所建议的协议中，接收器同时从大量传感器中的多达K个传感器收集消息，而不需要事先知道哪些传感器将发送，并且不需要任何同步、协调或管理开销。换句话说，接收器和其他传感器都不需要知道谁是主动发送的传感器，并且该数据直接从信道输出解码。我们提供了一个简单的码本结构与非常简单的编码和解码过程。我们进一步设计了一个安全版本的协议。
2018-10-15 cs.IT math.IT
The Capacity Region of the Multiple Access Channel with Non-Signaling Assistance
University of California Irvine（加州大学尔湾分校）
该研究完整表征了具备非信令辅助的多发送器多址信道的容量区域，发现其容量乘法增益极值为K。
2026-08-17 cs.IT math.IT quant-ph
Pilot Design and Doubly-Selective Channel Estimation for Faster-than-Nyquist Signaling
本文研究了超奈奎斯特（FTN）信号的双选择性信道估计与数据检测，提出基于最小平方误差和（LSSE）的最优导频序列设计方法，结合低复杂度线性插值与turbo均衡技术，显著降低了信道估计MSE并改善了误码率。
2023-05-24 cs.IT eess.SP math.IT
Energt Efficient MAC Protocols for Wireless Sensor Network: A Survey
无线传感器网络（WSN）是一个有吸引力的选择，为各种应用，因为没有有线基础设施是必要的。其他无线网络不像无线传感器网络那样受到能量限制，因为它们可以插入电源或配备可充电和可更换的电池。其中，无线传感器网络中能量消耗的主要来源之一是由介质访问控制（MAC）协议控制的通信。本文对能量有效的MAC协议进行了广泛的调查。我们将无线传感器网络MAC协议分为以下几类：受控接入（CA），随机接入（RA），时隙协议（SP）和混合协议（HP）。我们进一步讨论了如何能源效率的MAC协议已经从固定的睡眠/唤醒周期，通过自适应动态周期，从而变得更加响应流量负载的变化。最后，我们提出了无线传感器网络MAC层设计的能源效率方面的开放性研究问题
2013-09-10 cs.IT cs.NI math.IT
Secure Degrees of Freedom for Gaussian Channels with Interference: Structured Codes Outperform Gaussian Signaling
在这项工作中，我们证明了一个积极的安全自由度是可以实现的一大类高斯信道，只要信道不退化，信道是完全连接的。这类信道包括MAC窃听信道、具有机密消息的2用户干扰信道、具有外部窃听者的2用户干扰信道。迄今为止，这些信道的最佳已知可实现方案使用高斯信令。在这项工作中，我们表明，结构码优于高斯随机码在高信噪比时，信道增益是实数。
2009-05-15 cs.IT math.IT
Optimal Reliability in Energy Harvesting Industrial Wireless Sensor Networks
对于工业无线传感器网络来说，可靠地感知并及时传递环境数据以避免系统故障至关重要。虽然能量收集是一种很有前途的技术，以延长传感器节点的寿命，它也带来了新的挑战，系统的可靠性，由于收集的能量的随机性。在本文中，我们研究了最优的能量管理策略，以最小化的加权丢包率下的延迟约束，其中丢包率考虑了丢失的数据包在传感和交付过程中。我们表明，上述能源管理问题可以建模为一个无限时域平均报酬约束马尔可夫决策问题。为了解决众所周知的维数灾难问题，并促进分布式实现，我们利用线性值近似技术。此外，我们应用随机在线学习与决策后的状态，以处理缺乏知识的基础随机过程。提出了一种基于注水结构的分布式能量分配算法和一种基于拍卖机制的调度算法。实验结果表明，该算法在计算复杂度和信令开销较低的情况下，取得了与最优离线值迭代算法相当的性能，并优于现有的各种基线算法。
2016-05-06 cs.IT cs.NI math.IT
Heterogeneous Multi-Tier Networks: Improper Signaling For Joint Rate-Energy Optimization
未来通信系统中的无线节点需要克服三个障碍时，相比于他们的过渡对应，即支持显着更高的数据率，具有持久的能量供应，并保持在干扰有限的异构网络中完全操作。这可以通过提供三个有希望的特征来部分地实现，这三个特征是射频（RF）能量收集、不适当的高斯信令和在全双工通信模式下操作，即，在同一频带内同时发送和接收。在本文中，我们在多天线异构两层网络中联合考虑了这些方面。在该网络中，毫微微小区中的用户与宏小区中的蜂窝用户共享稀缺资源，并且必须应对来自宏小区基站的干扰以及由于不完美的全双工操作而导致的发射机噪声和残余自干扰（RSI）。有趣的是，虽然这些损伤从可实现速率的角度来看是有害的，但它们从能量收集方面是有益的，因为它们携带RF能量。在本文中，我们认为这种自然的权衡联合，并提出适当的波束成形和最佳资源分配的优化问题。此外，各种接收器结构被用于信息检测（ID）和能量收集（EH）能力。本文旨在描述可实现的速率和收获的能量之间的权衡。速率和能量最大化问题进行了深入研究。最后，数值例子表明能量收集的可达速率性能的影响。
2017-11-06 cs.IT math.IT
Enabling the Wireless Metaverse via Semantic Multiverse Communication
Deakin University（迪肯大学）；Yonsei University（延世大学）；University of Oulu（奥卢大学）
无线网络上的Metaverse是第六代（6 G）无线系统的新兴用例，在具有严格延迟和可靠性要求的多模式数据传输方面提出了前所未有的挑战。为了使这种无线元宇宙，在这篇文章中，我们提出了一种新的语义通信（SC）框架分解成人/机器代理特定的语义多元宇宙（SM）的元宇宙。存储在每个代理处的SM包括语义编码器和生成器，利用生成式人工智能（AI）的最新进展。为了提高通信效率，编码器学习多模态数据的语义表示（SR），而生成器学习如何操纵它们以在元宇宙中本地渲染场景和交互。由于这些学习的SM偏向于本地环境，它们的成功取决于在后台同步异构SM，同时在前台通信SR，将无线元宇宙问题转化为语义多元宇宙通信（SMC）的问题。基于这种SMC架构，我们提出了几个有前途的算法和分析工具建模和设计SMC，从分布式学习和多智能体强化学习（MARL）信号游戏和符号AI。
2022-12-13 cs.AI cs.IT cs.LG
Linear MIMO Precoding in Jointly-Correlated Fading Multiple Access Channels with Finite Alphabet Signaling
在本文中，我们研究了多输入多输出（MIMO）多址信道（MAC）的线性预编码器的设计。我们假设，统计信道状态信息（CSI）是在发射机和考虑实际有限字母输入假设下的问题。首先，我们推导出一个渐进的（在大系统的限制）加权和速率（WSR）的MIMO MAC有限字母输入和一般联合相关衰落的表达式。随后，我们得到了线性预编码器最大化渐近WSR的必要条件，并提出了一种迭代算法来确定所有用户的预编码器。在该算法中，每个用户用于设计预编码矩阵的搜索空间是其自己的调制集合。与用于具有有限字母输入的MIMO MAC的常规预编码设计相比，这显著减小了用于找到所有用户的预编码矩阵的搜索空间的维度，其中搜索空间是所有用户的调制集合的组合。结果表明，该算法将有限字母输入的MIMO MAC预编码设计的计算复杂性降低了几个数量级。有限字母信令的仿真结果表明，所提出的迭代算法实现了显着的性能增益超过现有的预编码器设计，包括基于高斯输入假设的预编码器设计，在和速率和编码比特出错率。
2014-01-21 cs.IT math.IT
Increasing Data Rate through Shaping on Wireless Channels Subject to Mobility and Delay Spread
Duke University（杜克大学）
本文通过结合非等概率信号与LDPC编码，提高无线信道在小区边缘的传输速率，实现20%的速率提升。
2026-02-02 cs.IT eess.SP math.IT
Intelligent Wireless Communications Enabled by Cognitive Radio and Machine Learning
智能地利用资源以满足服务和用户行为的日益增长的多样性的需求的能力标志着无线通信系统的未来。智能无线通信旨在使系统能够感知和评估可用资源，自主学习以适应感知的无线环境，并重新配置其操作模式以最大限度地利用可用资源。感知能力和可重构性是认知无线电的基本特征，而现代机器学习技术在系统自适应方面具有巨大的潜力。本文讨论了认知无线电技术和机器学习技术的发展，强调了它们在提高无线通信系统的频谱利用率和能量利用率方面的作用。我们描述了最先进的相关技术，涵盖频谱感知和接入方法和强大的机器学习算法，使频谱和能源效率的通信在动态无线环境中。我们还提出了这些技术的实际应用，并确定进一步的研究挑战，认知无线电和机器学习应用到现有的和未来的无线通信系统。
2018-12-25 cs.IT math.IT
Control Signaling for Reconfigurable Intelligent Surfaces: How Many Bits are Needed?
本文研究RIS辅助系统中控制信令反馈比特数对性能的影响，提出一种面向视距场景的量化码本，以对数级反馈比特保证最小SNR损失，并通过仿真与理论分析验证其在莱斯信道下的有效性。
2025-06-04 cs.IT eess.SP math.IT
Wireless Network Coding via Modified 802.11 MAC/PHY: Design and Implementation on SDR
原则上，网络编码（NC）是第3层创新，其提高有线网络中用于多播/广播场景的网络吞吐量。由于有线和无线网络之间的根本差异，将NC扩展到无线网络产生了几个新的和重大的实际挑战。双向信息交换（对称和不对称）。原则上，网络编码（NC）是第3层创新，其提高有线网络中用于多播/广播场景的网络吞吐量。由于有线和无线网络之间的根本差异，将NC扩展到无线网络产生了几个新的和重大的实际挑战。使用中间中继节点在一对802.11源/宿之间的双向信息交换（对称和非对称）是用于评估无线网络编码（WNC）在实际设置中的有效性的典型场景。我们在这项工作中的主要目标是建议务实和新颖的修改在MAC和PHY层的802.11协议栈上的软件无线电（Sora）平台，以支持WNC和获得可实现的吞吐量估计通过实验室规模的实验。我们的研究结果表明，网络编码（在MAC或PHY层）增加系统的吞吐量，通常为20- 30%。
2012-10-04 cs.IT cs.NI cs.PF
Non-Coherent Capacity and Reliability of Sparse Multipath Channels in the Wideband Regime
与无线信道信息论分析中普遍存在的丰富多径假设相反，物理信道呈现稀疏多径，特别是在大带宽下。我们提出了一个模型，稀疏多径衰落信道和目前的结果稀疏性的影响，非相干容量和可靠性在宽带制度。稀疏性的关键含义是信道中的统计独立的自由度，其表示由多径提供的延迟-多普勒分集，与信号空间维度（时间-带宽积）以次线性速率缩放。我们的分析是基于一个基于训练的通信方案，使用短时傅立叶（STF）信号波形。延迟多普勒中的稀疏性表现为STF域中的时频相干性。从容量的角度来看，稀疏信道是渐近相干的：相干和非相干极端之间的差距消失在大信号空间维度的限制，而不需要峰值信令。从可靠性的角度来看，在信道分集和可学习性之间存在基本的折衷，可以通过适当地选择作为带宽的函数的信令持续时间来优化信道分集和可学习性，以在任何速率下最大化误差指数。
2007-05-20 cs.IT math.IT
Wireless Communication Using Metal Reflectors: Reflection Modelling and Experimental Verification
利用全无源金属反射器的无线通信具有零能耗、超低成本、免信令、免维护、易于部署以及与现有和未来无线系统完全兼容等优点，是一种很有前途的覆盖扩展、信号增强、秩提高和盲区补偿技术。然而，对金属板反射的普遍理解是基于斯涅耳定律，即，只有当观察角等于入射角时才能接收到信号，这只在金属板的电尺寸非常大时才有效。在本文中，我们严格推导出一个通用的反射模型，适用于任何尺寸，任何方向，任何线性偏振的金属反射器。导出的模型是根据金属板的雷达散射截面（RCS）作为其物理尺寸和方向矢量的函数，以及波偏振和波偏转矢量，即，从入射波方向到观测方向的方向变化。此外，基于实际现场测量的实验结果提供了验证我们开发的模型的准确性，并证明了使用金属反射器的通信的巨大潜力。
2022-11-16 cs.IT eess.SP math.IT
Power Control and Interference Management in Dense Wireless Networks
我们解决的问题，干扰管理和功率控制方面的最大化的一般效用函数。对于所考虑的效用函数，我们提出了一种基于不动点迭代的功率控制算法，并证明了该算法在最优功率向量邻域内的局部收敛性。我们的算法有几个好处比以前研究的作品在文献中：第一，该算法可以应用于问题以外的网络效用最大化（NUM），例如，中继网络中的功率控制;其次，对于具有$N$无线发射机的网络，所提出的算法的计算复杂性是每次迭代的$\mathcal{O}(N^2)$计算（显著小于牛顿迭代或梯度下降方法的$\mathcal{O}(N^3) $计算）。此外，该算法收敛速度非常快（通常少于15次迭代），特别是，如果初始化接近最优解，收敛速度要快得多。这表明在缓慢衰落信道中跟踪变化的潜力。最后，当以分布式方式实现时，该算法在每个节点处仅以$\mathcal{O}(N)$的信令/计算复杂性获得最优功率向量。
2012-11-12 cs.IT math.IT math.OC
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
Machine Learning Methods for Device Identification Using Wireless Fingerprinting
University of Novi Sad（诺维萨德大学）
工业物联网（IoT）系统越来越依赖于无线通信标准。在常见的工业场景中，室内无线物联网设备与接入点通信，以提供从工业传感器、机器人和工厂机器收集的数据。由于IoT设备和接入点的静态或准静态位置，IoT设备信道状况的历史观测提供了在不观测其传统标识符（例如，MAC或IP地址）。这种基于无线指纹识别的设备识别方法最近作为关键物联网基础设施的额外网络安全机制受到了越来越多的关注。在本文中，我们对一大类机器学习算法进行了系统的研究，这些算法用于使用最流行的蜂窝和Wi-Fi物联网技术的无线指纹进行设备识别。我们设计、实施、部署、收集相关数据集，训练和测试多种机器学习算法，作为通过无线指纹识别进行设备识别的完整端到端解决方案设计的一部分。该解决方案目前正在实际工业物联网环境中部署，作为H2020项目COLLABS的一部分。
2022-11-03 cs.IT cs.LG math.IT
Present and Future of Reconfigurable Intelligent Surface-Empowered Communications
近年来，信号处理和通信社区见证了许多令人兴奋的通信技术的兴起。值得注意的示例包括替代波形、大规模多输入多输出（MIMO）信令、非正交多址（NOMA）、联合通信和感测、稀疏向量编码、索引调制等。6G无线网络将不可避免地需要重新思考无线通信系统和技术，特别是在物理层（PHY），考虑到随着具有不同应用的5G无线网络的发展，蜂窝行业达到了另一个重要的里程碑。在这个角度来看，本文旨在阐明新兴的概念，可重构智能表面（RIS）授权的通信到6G无线网络。软件定义的RIS可以有效地操纵它们的冲击信号，以提高某些关键性能指标。我们讨论了该领域的最新发展，并提出了有前途的候选人为未来的研究和发展。具体来说，我们把重点放在主动，发射器型，透射反射，和独立的RIS，通过讨论他们的优点和缺点相比，反射RIS设计。最后，我们还设想了一个最终的RIS架构，它能够动态地调整其操作模式，并引入了面向6G无线网络的RIS上的PHY切片的新概念。
2021-08-17 cs.IT eess.SP math.IT
Joint Dynamic Passive Beamforming and Resource Allocation for IRS-Aided Full-Duplex WPCN
研究了智能反射面（IRS）辅助的全双工无线供电通信网络（WPCN），其中混合接入点（HAP）在下行链路（DL）向多个设备广播能量信号以进行能量收集，同时在上行链路（UL）借助IRS接收信息信号。特别是，我们提出了三种类型的IRS波束成形配置，以达到系统性能和信令开销以及实现复杂度之间的平衡。我们首先提出了全动态IRS波束成形，其中IRS相移矢量随每个时隙而变化，用于DL无线能量传输（WET）和UL无线信息传输（WIT）。为了进一步降低信令开销和实现复杂度，我们研究了两种特殊情况，即部分动态IRS波束形成和静态IRS波束形成。对于前一种情况，两个不同的相移矢量可以分别用于DL WET和UL WIT，而对于后一种情况，相同的相移矢量需要应用于DL和UL传输。我们的目标是最大限度地提高系统的吞吐量，通过联合优化的时间分配，HAP发射功率，和IRS相移为上述三种情况。分别针对理想自干扰抵消和非理想自干扰抵消两种情况，利用逐次凸逼近和凸差优化技术，提出了基于交替优化和惩罚的两种有效算法。仿真结果证明了IRS对FD-WPCN性能的改善，同时也表明，在适当抑制自干扰的情况下，IRS辅助FD-WPCN与半双工FD-WPCN相比能够获得显著的性能增益。
2021-08-15 cs.IT eess.SP math.IT
Neuro-Symbolic Causal Reasoning Meets Signaling Game for Emergent Semantic Communications
Virginia Tech（弗吉尼亚理工大学）
提出融合信号博弈与基于 Generative Flow Networks 的神经符号因果推理的 ESC 框架，以涌现语言实现低比特、高可靠的语义通信。
2023-11-08 cs.CL cs.IT cs.LG
The Emergence of Wireless MAC Protocols with Multi-Agent Reinforcement Learning
Nokia Bell Labs（诺基亚贝尔实验室）；National Institute of Applied Sciences（法国国立应用科学学院）；NVIDIA（英伟达）
在本文中，我们提出了一个新的框架，利用多代理深度确定性策略梯度（MADDPG）算法，使基站（BS）和用户设备（UE）拿出一个介质访问控制（MAC）协议在多址接入的情况下。在该框架中，BS和UE是强化学习（RL）代理，其需要学习协作以便递送数据。网络节点可以交换控制消息以在网络上协作和传递数据，但无需事先就控制消息的含义达成任何协议。在这样的框架中，代理不仅要学习信道访问策略，而且要学习信令策略。代理之间的合作被证明是重要的，通过比较所提出的算法消融版本，无论是代理之间的通信或中央批评被删除。与无争用基线的比较表明，我们的框架在有效吞吐量方面取得了优异的性能，可以有效地用于学习新协议。
2021-08-17 cs.AI cs.IT math.IT
Data-Importance Aware Radio Resource Allocation: Wireless Communication Helps Machine Learning
丰富的移动数据和边缘计算使无线网络激发了在网络边缘部署人工智能（AI），称为\emph{edge AI}，它集成了无线通信和机器学习。在通信中，数据位同样重要，而在机器学习中，有些数据位更为重要。因此，我们可以将更多的无线电资源分配给更重要的数据，而将更少的无线电资源分配给不太重要的数据，从而有效地利用有限的无线电资源。为此，如何定义数据的“重要性”是关键问题。在这篇文章中，我们提出了两个重要性标准来区分数据的重要性，基于它们对机器学习的影响，一个是集中式边缘机器学习，另一个是分布式边缘机器学习。然后，提出了相应的无线资源分配方案，以提高机器学习的性能。大量的实验进行验证所提出的数据重要性感知无线电资源分配方案的有效性。
2020-05-20 cs.IT eess.SP math.IT
6G White Paper on Machine Learning in Wireless Communication Networks
本白皮书的重点是无线通信中的机器学习（ML）。6G无线通信网络将成为社会数字化转型的支柱，为人类和机器提供无处不在、可靠和近乎即时的无线连接。机器学习研究的最新进展使各种新技术成为可能，如自动驾驶汽车和语音助手。由于先进的ML模型、大型数据集和高计算能力的可用性，这种创新是可能的。另一方面，不断增长的连接需求将需要6G无线网络的大量创新，ML工具将在解决无线领域的问题方面发挥重要作用。在本文中，我们概述了ML将如何影响无线通信系统的愿景。我们首先概述了在无线网络中具有最高潜力的ML方法。然后，我们讨论了在网络的各个层（如物理层、介质访问层和应用层）中使用ML可以解决的问题。使用ML对无线网络进行零接触优化是本文讨论的另一个有趣的方面。最后，在每一节的结尾，提出了本节旨在回答的重要研究问题。
2020-04-28 cs.IT eess.SP math.IT
Design and Analysis of Wireless Communication Systems Using Diffusion-Based Molecular Communication Among Bacteria
使用细菌作为系统的基本元件的生物启发的无线通信系统的设计最初是由称为\emph{Quorum Sensing}的现象激发的。由于细菌个体行为的高度随机性，两种细菌之间的可靠通信几乎是不可能的。因此，我们最近提出，一个集群中的细菌种群被认为是网络中的一个生物节点，能够进行分子传输和接收。这个命题使我们能够从许多不可靠的细菌中形成一个可靠的生物节点。在本文中，我们研究了这样一个网络中的两个节点之间的通信，其中信息被编码在分子的浓度由发射机。由细菌在发射器节点中产生的分子通过扩散通道传播。然后，分子的浓度由接收器节点中的细菌群体感测，该细菌群体将解码信息并输出光或荧光作为结果。沟通中的不确定性是由沟通的所有三个组成部分造成的，即，传输、传播和接收。我们研究的信息传送率在这种不确定性的存在下的理论极限。最后，我们考虑M进制信令方案，并研究其可实现的速率和相应的错误概率。
2014-10-04 cs.ET cs.IT math.IT
