Ergodic Capacity Analysis of Remote Radio Head Associations in Cloud Radio Access Networks
描述云无线接入网中用户到远程无线头端的关联策略对于性能优化至关重要。在这封信中，单最近和N-最近的RRH关联策略，并分析了相应的影响遍历能力的C-RAN，RRH分布根据一个平稳点过程。的遍历能力的建议RRH关联策略的封闭形式的表达式。仿真结果表明，推导出的上行链路闭式容量表达式是准确的。此外，分析和仿真结果表明，遍历容量增益不是线性的RRH密度或每个RRH的天线数。RRH密度的遍历容量增益大于每个RRH的天线数量的遍历容量增益，这表明RRH的关联数不应大于4，以平衡性能增益和实现成本。
2014-10-22 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
Towards a Calculus for Wireless Networks
本文提出了一组新的结果，直接探索无线信道容量过程的特殊特性。一个吸引人的发现是，对于典型的衰落信道，其瞬时容量和累积容量都是轻尾的。这一发现的一个直接含义是，累积容量，随后的延迟和积压性能可以由一些指数分布，这是经常假设，但不合理的无线网络性能分析文献的上限。此外，各种界限推导出的累积容量和延迟约束容量的分布，考虑三个代表性的依赖结构的容量过程中，即共单调性，独立性，马尔可夫。针对无线信道容量过程过于复杂或缺乏详细信息的情况，将随机序引入到容量过程中，并在此基础上比较了时延和时延约束下的容量性能.此外，通信中的自干扰的影响，这是一个开放的问题，在随机网络演算（SNC），进行了研究，并得出了原始的结果。本文所得到的结果补充了SNC文献，便于其应用到无线网络和其扩展到一个演算的无线网络。
2017-05-10 cs.IT math.IT
The Moment Passing Method for Wireless Channel Capacity Estimation
无线网络容量是无线通信系统最重要的性能指标。随着无线通信技术的飞速发展，未来的无线通信系统将变得越来越复杂。其结果是，信道增益矩阵将变成一个高维随机矩阵，导致获得容量的计算成本极高。在本文中，我们提出了一个时刻传递方法（MPM），以实现快速和准确的容量估计，为未来的超密集无线系统。它可以确定具有二次复杂度的容量，考虑到单个矩阵运算的成本不小于二次复杂度，这是最优的。此外，它具有很高的准确性。仿真结果表明，该方法的估计误差小于2%。最后，我们的方法是高度通用的，因为它是独立的基站和用户的分布，以及网络区域的形状。更重要的是，它不仅可以应用于传统的多用户多输入多输出（MU-MIMO）网络，还可以应用于为B5 G/6 G设计的以容量为中心的网络。
2022-08-16 cs.IT math.IT
Network Coding Capacity of Random Wireless Networks under a Signal-to-Interference-and-Noise Model
本文研究了随机无线网络的网络编码容量。以前的工作对有线和无线网络的网络编码容量的情况下，在网络中的链路的能力是独立的。在本文中，我们考虑了一个更现实的模型，无线网络建模的随机几何图形的干扰和噪声。在该模型中，链路的容量不是独立的。我们考虑两种情况，单源多目的地和多源多目的地。在第一种情况下，采用耦合和鞅方法，我们表明，网络编码容量的随机无线网络仍然表现出集中的行为在一些温和的条件下的平均值的最小割。此外，我们建立了上界和下界的网络编码能力的依赖和独立的节点。在第二个模型中，我们还证明了网络编码容量仍然遵循集中行为。我们的模拟结果证实了我们的理论预测。
2007-08-22 cs.IT math.IT
Further Properties of Wireless Channel Capacity
未来的无线通信需要探索更有效地使用无线信道容量，以满足对更高数据率和更少延迟的日益增长的需求。然而，虽然已经广泛地研究了无线信道的遍历容量和瞬时容量，但是在许多情况下，它们不足以用于评估信道上的数据传输是否满足服务质量（QoS）要求。为了解决这个问题，我们提倡一组无线信道容量的概念，即“累积容量”，“最大累积容量”，“最小累积容量”，和“范围的累积容量”，并为每一个，研究其属性，考虑到相应的随机过程的基础依赖结构的影响。具体地说，它们的累积分布函数（CDF）进行了广泛的研究，其中Copula被用来表达的依赖结构。考虑到通用和特定的依赖结构的结果。特别地，除了i.i.d.，特别研究的相关性结构是共单调性，即，无线信道容量的时间序列是公共随机变量的递增函数。吸引人的是，Copula可以作为一种统一的技术，用于在各种相关假设下获得结果，例如独立同分布。和马尔可夫依赖性，这是随机网络演算中常见的两个问题。此外，本文还研究了累积容量的矩母函数、梅林变换和随机服务曲线等特征。有了这些属性，我们相信可以进一步执行的信道上的数据传输的QoS评估，例如，通过应用分析技术和随机网络微积分理论的结果。
2016-04-04 cs.IT 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
A Protocol for a Secure Remote Keyless Entry System Applicable in Vehicles using Symmetric-Key Cryptography
在我们的现代社会，舒适已经成为一种标准。这种舒适性，特别是在汽车中，只能通过为汽车配备更多的电子设备来实现。一些电子设备必须彼此协作，因此它们需要通信信道，该通信信道可以是有线的或无线的。在这些日子里，很难出售一辆使用传统钥匙的新车。几乎所有的现代汽车都可以通过遥控无钥匙系统锁定或解锁。遥控无钥匙系统由一个与负责锁定和解锁汽车的汽车收发器进行无线通信的钥匙链组成。然而，无线通信信道存在几个威胁。本文描述了远程无钥匙系统可能遭受的攻击，介绍了一种适用于汽车的远程无钥匙进入系统的安全协议和一种轻量级的对称加密算法。
2016-12-03 cs.CR 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
Channel Capacity for FMCW-based Optical Wireless Integrated Sensing and Communication: Asymptotic Analysis and Envelope Design
本文针对基于FMCW的相干OW-ISAC系统，在调和平均感知约束下推导信道容量上下界及高低信噪比渐近表达式，并据此提出可逼近容量的脉冲幅度调制包络设计。
2025-10-20 cs.IT eess.SP math.IT
Predictive Closed-Loop Remote Control over Wireless Two-Way Split Koopman Autoencoder
通过无线进行实时远程控制是5G及以后的一个重要但具有挑战性的应用，因为它在有限的通信资源下具有关键任务的性质。当前的解决方案不仅依赖于利用超可靠和低延迟通信（URLLC）链路，而且依赖于预测未来状态，这可能消耗巨大的通信资源并且在短的预测时间范围内挣扎。为了填补这一空白，在这篇文章中，我们提出了一种新的双向Koopman自动编码器（AE）的方法，其中：1）感测Koopman AE学习理解的时间状态动态和预测丢失的数据包从传感器到其远程控制器;和2）控制Koopman AE学习理解的时间动作动态和预测丢失的数据包从控制器到与传感器协同定位的致动器。具体而言，每个Koopman AE旨在学习隐藏层中的Koopman算子，而AE的编码器旨在将非线性动态投影到提升子空间上，该提升子空间由AE的解码器恢复为原始非线性动态。Koopman算子描述了线性化的时间动态，使得能够进行长期的未来预测，并处理丢失的数据包和提升子空间中的封闭形式的最优控制。仿真结果证实，所提出的方法实现了38倍低的均方控制误差在0 dBm的信号噪声比（SNR）比非预测基线。
2022-09-14 cs.IT math.IT
The Transport Capacity of a Wireless Network is a Subadditive Euclidean Functional
具有n个节点的密集ad hoc网络的传输容量类似于\sqrt（n）。我们表明，运输能力除以\sqrt（n）接近概率为1的非随机极限时，节点是i.i.d.分布在单位正方形上。我们证明了该协议模型下的传输容量是一个次可加的欧氏泛函，并使用Steele精神的次可加函数的机器来证明极限的存在性。
2008-07-17 cs.IT math.IT
Study and Capacity Evaluation of SISO, MISO and MIMO RF Wireless Communication Systems
无线通信系统已经经历了从SISO系统到MIMO系统的不同世代。带宽是无线通信中的一个重要约束。在无线通信中，高数据传输速率对于诸如三重播放（即数据、语音和视频）的服务是必不可少的。在用户端，容量决定了通信系统的质量。本文旨在比较不同的射频无线通信系统，如SISO，MISO，SIMO和MIMO系统的容量基础上，并解释的概念，因为今天，无线通信已经从2G，3G发展到4G和公司正在努力创造越来越多的容量网络，以便数据率可以增加，客户可以受益更多。无线通信系统的最终目标是建立一个全球性的个人和多媒体通信没有任何容量问题。
2014-03-30 cs.IT cs.NI math.IT
Capacity Results on Multiple-Input Single-Output Wireless Optical Channels
本文推导了在平均光强和峰值光强约束下，具有与信号无关的加性高斯噪声的多输入单输出自由空间光强信道容量的上界和下界。在信噪比（SNR）趋于无穷大的极限下，给出了渐近容量，在信噪比趋于零的极限下，给出了容量的精确斜率。
2017-10-25 cs.IT math.IT
Continuous-Aperture Array (CAPA)-Based Wireless Communications: Capacity Characterization
University of Alberta（阿尔伯塔大学）；University College Dublin（都柏林大学学院）；Queen Mary University of London（伦敦玛丽女王大学）；The University of Hong Kong（香港大学）
本文研究了基于连续孔径阵列（CAPA）的无线通信容量特性，推导了单用户和多用户信道容量表达式，并通过案例分析展示了CAPA在容量上的优势。
2025-02-18 cs.IT eess.SP math.IT
Concentric UCAs Based Low-Order OAM for High Capacity in Radio Vortex Wireless Communications
本文提出将单一UCA转换为同心UCA，利用多个并行的低阶OAM模式替代高阶OAM模式，并设计了相应的模式分解与功率分配方案，有效提升了无线电涡旋无线通信的容量。
2024-08-13 cs.IT eess.SP math.IT
IRS-Aided Wireless Relaying: Optimal Deployment and Capacity Scaling
在这封信中，我们考虑一个智能反射面（IRS）辅助无线中继系统，其中解码和转发中继（R）被用来转发数据从源（S）到目的地（D），由M个被动反射元件的辅助。我们考虑两个实际的IRS部署策略，即，单IRS部署，其中所有反射元件安装在一个单一的IRS，部署在S，R，或D附近，和多IRS部署，其中反射元件被分配在三个独立的IRS，分别部署在S，R，和D附近。在视线（LoS）信道模型下，我们描述了具有不同IRS部署策略的IRS辅助中继系统的容量缩放顺序。对于单个IRS部署，我们表明，与S或D附近的IRS相比，在R附近部署IRS可实现最高容量。而对于多IRS部署，我们提出了一种实用的协作IRS无源波束成形设计，分析表明，该设计比单IRS部署实现了更大的容量缩放阶数（即，当M足够大时，R或S/D附近）。数值算例验证了理论结果。
2021-10-28 cs.IT eess.SP math.IT
Near-Capacity Adaptive Analog Fountain Codes for Wireless Channels
在本文中，我们提出了一个容量接近模拟喷泉码（AFC）的无线信道。在AFC中，生成的编码符号的数量可能是无限的。与传统的二进制无比率码相反，AFC中的每个编码符号是实值符号，作为$d$随机选择的信息比特的加权和而生成，其中$d$和权重系数是从预定义的概率质量函数中随机选择的。编码后的符号然后直接通过无线信道发送。我们分析了AFC的错误概率，并设计了权重集，以最小化错误概率。仿真结果表明，AFC在较宽的信噪比范围内达到了高斯信道的容量。
2013-10-02 cs.IT math.IT
Optimal UCA Design for OAM Based Wireless Backhaul Transmission
本文针对基于OAM复用的无线回传通信，通过推导接收UCA最优半径并提出OAM模式选择方案，实现容量最大化。
2024-08-15 cs.IT eess.SP math.IT
Network Coding Capacity of Random Wireless Networks under a SINR Model
以前的工作对随机有线和无线网络的网络编码容量集中在网络中的链路的容量是独立的情况下。在本文中，我们考虑了一个更现实的模型，无线网络建模随机几何图形的干扰和噪声。在该模型中，链路的容量不是独立的。采用耦合和鞅方法，我们表明，在温和的条件下，随机无线网络的网络编码容量仍然表现出集中行为的平均值的最小割。
2008-04-27 cs.IT cs.NI math.IT
Bounds on the Network Coding Capacity for Wireless Random Networks
最近，它已被证明，最大流容量可以实现在一个多播网络中使用网络编码。在本文中，我们提出并分析了一个更现实的无线随机网络模型。我们证明了该模型的网络编码容量集中在其最小割的期望值附近。此外，我们建立了无线节点的上限和下限，使用Beschoff界。我们的实验表明，我们的理论预测与模拟结果相匹配。
2007-10-29 cs.IT cs.NI math.IT
Asymptotic Capacity of Wireless Ad Hoc Networks with Realistic Links under a Honey Comb Topology
我们考虑瑞利衰落和对数正态阴影的物理干扰模型中的所有成功传输的流量在整个网络中的影响。新的界限推导出一个给定的随机ad hoc无线网络的容量，反映丢包或捕获概率的传输链路。这些界限是基于一个简化的网络拓扑称为蜂窝拓扑下给定的路由和调度方案。
2010-10-05 cs.IT math.IT
Capacity of Cellular Wireless Network
无线网络容量的早期定义，例如，确切的理论结果已知的传输或传输容量非常适合于adhoc网络，但不能直接应用于蜂窝无线网络，在蜂窝无线网络中，大规模基站（BS）协调是不可能的，并且SINR模型下的重传/ARQ是通用特征。在本文中，蜂窝无线网络中，基站位置和移动用户（MU）的位置分布作为独立的泊松点过程被认为是，每个MU连接到最近的BS。利用ARQ，在SINR模型下，分组传输的有效下行链路速率是预期延迟（直到成功所需的重传次数）的倒数，在利用BS密度对其进行缩放之后，我们将其用作我们的网络容量定义。精确表征蜂窝无线网络的这种自然容量度量。示出的容量首先增加多项式与BS密度在低BS密度制度，然后规模逆指数与BS密度的增加。两个不同的上限推导出的低和高BS密度制度相关。一个单一的功率控制策略，以实现在这两个政权的上限。这个结果是从根本上不同于众所周知的能力的结果，如运输和传输容量的规模作为（高）BS密度的平方根的自组织网络。我们的研究结果表明，强的时间相关性的SINR与PPP分布的BS位置是有限的，在蜂窝无线网络中的高BS密度制度的可实现的容量比以前认为的要小得多。我们的分析的副产品表明，具有重传的ALOHA策略的容量为零。
2017-04-18 cs.IT math.IT
On the Fundamental Relationship Determining the Capacity of Static and Mobile Wireless Networks
研究无线多跳网络的容量是一个重要的问题，已经在该领域进行了广泛的研究。在这封信中，我们筛选通过各种影响容量的参数，并表明，静态和移动网络的容量从根本上决定的平均同时传输的数量，链路容量和平均传输数需要提供一个数据包到其目的地。然后，我们用这个结果来解释和帮助更好地理解现有的结果的能力，静态网络，移动网络和混合网络和组播容量。
2012-07-05 cs.IT cs.NI math.IT
Transmission Capacity of Wireless Ad Hoc Networks with Energy Harvesting Nodes
当网络中的每个节点从自然界中获取能量时，如太阳能、风能、振动等，分析了ad hoc无线网络的传输容量。传输容量是节点的最大允许密度，满足每个发送器-接收器速率和中断概率约束。假设每个节点处的能量到达遵循伯努利分布，并且每个节点使用能量缓冲器/电池来存储能量。对于ALOHA媒体接入协议（MAP），最大化传输容量的最佳传输概率导出作为能量到达分布的函数。博弈论分析ALOHA MAP，其中每个发射机试图最大化自己的吞吐量，并对称纳什均衡推导。对于CSMA MAP，退避概率和中断概率是根据输入能量分布推导的，从而表征传输容量。
2012-05-25 cs.IT math.IT
Power-Bandwidth Efficiency and Capacity of Wireless Feedback Communication Systems
本文分析了数字通信反馈系统（FCS）功率带宽效率的优化和提高中出现的问题。有示出，与数字系统不同，自适应FCS与模拟前向传输允许充分优化和推导的最佳传输-接收算法接近其效率的香农边界。考虑了前向信道容量和自适应FCS作为通信单元的容量之间的差异，以及它们对传输功率带宽效率的影响。
2011-02-23 cs.IT math.IT
On the Capacity of Fractal Wireless Networks With Direct Social Interactions
研究了具有直接社会交互的分形无线网络的容量问题。具体来说，我们数学上制定了一个分形无线网络的自相似性的幂律度分布$ P(k) $，我们捕获的两个节点之间的连接功能与度$ k_{1} $和$ k_{2} $的联合概率分布$ P(k_{1},k_{2}) $。证明了当源节点随机与其直接联系人通信时，其最大容量与Kumar \cite{Gupta2000The}的经典结果$ Θ\left(\frac{1}{\sqrt{n\log n}}\right) $一致.另一方面，如果具有距离$ d $的两个节点根据概率$ d^{-β} $通信，则最大容量可以达到$ Θ\left(\frac{1}{\log n}\right) $，这与\cite{Gupta2000The}中的公知结果相比表现出显著的改善。
2017-05-27 cs.IT math.IT
Capacity Enhancement for Reconfigurable Intelligent Surface-Aided Wireless Network: from Regular Array to Irregular Array
可重构智能表面（RIS）是未来6G无线通信的一个发展方向。然而，RIS元件数量的增加导致信道获取的高开销和不可忽略的功耗。因此，如何在RIS要素有限的情况下提高系统容量至关重要。与传统的规则RIS的元素被安排在一个规则的网格，在本文中，我们提出了一个不规则的RIS结构，以提高系统的容量。其关键思想是在一个扩大的表面上不规则地配置给定数量的RIS单元，与常规RIS相比，这提供了额外的空间自由度。这样，可以提高接收信号功率，从而可以提高系统容量。然后，我们制定了一个联合的拓扑结构和预编码优化问题，以最大限度地提高不规则的RIS辅助通信系统的容量。在此基础上，提出了一种低复杂度的RIS拓扑和预编码交替优化算法。特别地，使用基于禁忌搜索的方法来设计不规则RIS拓扑，并引入基于邻居提取的交叉熵方法来优化预编码设计。仿真结果表明，在受限于RIS单元数的情况下，所提出的非规则RIS能显著提高系统容量。
2023-01-13 cs.IT eess.SP math.IT
CGN: A Capacity-Guaranteed Network Architecture for Future Ultra-Dense Wireless Systems
第六代（6G）时代被设想为完全智能和自主的时代，物理和数字生活方式融合在一起。未来的无线网络架构应该为这种新的生活方式提供坚实的支持。因此，出现了一个关键问题，即什么样的网络架构适合6G。在本文中，我们提出了一个容量保证网络（CGN）架构，它提供了高容量的无线设备密集分布在任何地方，并确保了卓越的可扩展性与低信令开销和计算复杂度的同时。我们的定理证明了CGN架构的本质是将整个网络分解为具有相等集群和容量的非重叠集群。仿真结果表明，在最小集群和容量方面，建议CGN可以实现至少30%的性能增益相比，现有的基站集群（BS集群）架构。此外，我们的定理是足够的一般性，可以适用于不同分布的BS和用户的网络。
2022-03-04 cs.IT math.IT
On the Capacity of the Finite Field Counterparts of Wireless Interference Networks
这项工作探讨了如何从无线网络的自由度（DoF）的结果可以被转换成容量的结果，其有限域对应的网络编码应用程序中出现的。主要的见解是，在$\mathbb{F}_{p^n}$上的标量（SISO）有限域信道类似于无线设置中的n × n矢量（MIMO）信道，但是具有重要的区别--由于有限域运算而存在附加结构，该有限域运算强制矩阵乘法的交换性并且将信道分集限制为n，使得这些信道类似于无线设置中的对角信道。在信道结构所施加的限制内，无线网络的DoF最优预编码解决方案可以被转换成其有限域对应物的容量最优解决方案。这是通过对2用户X信道和3用户干扰信道的研究而示出的。除了将无线网络的见解引入网络编码应用之外，基于$\mathbb{F}_{p^n}$的有限域网络的研究还通过p和SNR以及n和分集之间有趣的相似之处触及了无线网络中重要的开放问题（有限SNR，有限分集场景）。
2013-04-29 cs.IT math.IT
On the Capacity of Multi-Hop Wireless Networks with Partial Network Knowledge
在大型无线网络中，获取完整的网络状态信息通常是不可行的。因此，节点需要基于关于网络的部分信息来流动信息并管理干扰。在本文中，我们考虑多跳无线网络，并假设每个源只知道从自己到网络中的其他目的地的路由上的信道增益。我们开发了几种分布式策略来管理用户之间的干扰，并证明了它们在最大化某些类网络的可实现归一化和速率方面的最优性。
2010-10-07 cs.IT math.IT
Optimal Storage Allocation for Wireless Cloud Caching Systems with a Limited Sum Storage Capacity
在无线云存储系统中，恢复失败概率不仅取决于无线信道条件，而且还取决于每个分布式存储节点的存储大小。为了有效地利用有限的存储容量和性能表征的分配策略，我们渐近分析的恢复失败概率的无线云存储系统的总存储容量的限制为高信噪比制度和低信噪比制度。然后，我们找到了最佳的存储分配策略跨分布式存储节点的渐近恢复失败概率。我们的分析表明，最大的对称分配是最佳的高信噪比制度和最小的分配（$\lfloor T\rfloor$完整的存储节点和一个不完整的存储节点）是最佳的低信噪比制度，其中$T$是总的存储容量。基于数值研究，我们还表明，在中等信噪比制度，之间的平衡分配的最小分配和最大的对称分配将不需要，如果我们选择它们之间根据信噪比。
2016-06-04 cs.IT math.IT
On Multiflows in Random Unit-Disk Graphs, and the Capacity of Some Wireless Networks
我们考虑无线网络的容量问题。网络被建模为随机单位圆盘图，容量问题被公式化为寻找多商品流的最大值之一。在本文中，我们开发了一种证明技术的基础上，我们能够得到一个紧密的表征的线性规划的解决方案与多流问题，在常数独立的网络大小。我们还使用这种证明方法来分析网络容量的各种发射机/接收机架构，我们得到了一些结论性的结果。这些结果包含作为一个特殊的情况（和加强），古普塔和库马尔的随机网络，其中一个新的推导提供了仅使用初等计数和离散概率工具。
2005-03-21 cs.IT math.IT
Capacity and Delay Scaling for Broadcast Transmission in Highly Mobile Wireless Networks
我们研究广播容量和最小延迟缩放定律的高度移动的无线网络中，每个节点都传播或广播数据包到网络中的所有其他节点。特别是，我们考虑了一个小区划分的网络下的简化的独立同分布（IID）的移动模型，其中每个节点随机选择一个新的小区每个时隙。我们推导出广播容量和最小延迟的缩放定律作为小区大小的函数。我们提出了一个简单的先来先服务（FCFS）洪泛计划，几乎实现了容量和最小延迟缩放。我们的研究结果表明，高流动性并没有提高广播容量，容量和延迟都随着小区大小的增加而提高。与文献中的推测相反，我们发现容量和延迟之间（几乎）没有权衡。我们的分析利用马尔可夫演化图（MEGs）的理论和开发两个新的界限，通过放松以前所需的扩展器属性的假设，在MEGs的洪泛时间。
2018-08-11 cs.IT math.IT
On the Unicast Capacity of Stationary Multi-channel Multi-radio Wireless Networks: Separability and Multi-channel Routing
第一个结果是关于固定多信道多无线电无线网络的单播容量的可分离性，即，这种网络的容量是否等于相应的单信道单无线电无线网络的容量之和。对于任意网络模型和随机网络模型，给定信道分配，可分性属性并不总是成立。然而，如果每个节点处的无线电接口的数量等于信道的数量，则分离性属性成立。第二个结果是关于多信道路由的影响（即，通过多个信道而不是通过单个信道路由比特）。对于两种网络模型，在两种路由方案下以信道分配为条件的网络容量并不总是相等的，但是如果每个节点处的无线电接口的数量再次等于信道的数量，则两种路由方案产生相等的网络容量。
2009-12-26 cs.IT math.IT
A Hidden Resource in Wireless Channel Capacity: Dependence Control in Action
本文旨在开展相关控制的研究，通过相关操作来改变系统中随机过程的相关结构，以提高系统的性能。具体来说，我们开发了一个无线信道的相关性控制理论，专注于相关性控制的三个原则：（i）系统中延迟和积压的渐近衰减率是相关性比较和排序的度量，（ii）到达过程和服务过程中的相关性对系统性能具有双重影响，以及（iii）在到达或服务过程的自由维度中的依赖性的操纵变换到达或服务过程的依赖性结构。此外，我们将理论应用到马尔可夫加性过程，这是一个通用的模型，一类的到达过程和无线信道容量的通用模型，并得出一组结果的各种性能指标，包括延迟，积压，延迟约束容量。为了证明使用的理论，我们专注于在无线信道容量的相关性操纵，在那里我们使用Copula表示无线信道容量的底层马尔可夫过程的依赖结构。我们表明，基于先验信息的时间依赖性的不可控参数和空间之间的依赖性的不可控和可控的参数，我们可以构建一个序列的马尔可夫过程的时间copula，并获得一个序列的转移矩阵的可控参数，以实现所需的依赖性质的无线信道容量。这种依赖性操作技术是通过仿真验证。
2019-11-11 cs.IT math.IT
Throughput Maximization for Full-Duplex UAV Aided Small Cell Wireless Systems
研究了全双工无人机辅助的小小区无线系统，其中无人机作为基站同时向下行用户发送数据和从上行用户接收数据。为了最大化包括上行链路和下行链路容量的总系统容量，交替地优化UAV轨迹、下行链路/上行链路用户调度和上行链路用户发射功率。由此产生的优化问题是混合整数和非凸的，这是具有挑战性的解决。为了解决这个问题，利用块坐标下降法和逐次凸逼近技术。仿真结果表明，与其他设计相比，我们的设计可以实现显着的容量增益。
2019-12-10 cs.IT eess.SP math.IT
Approaching the Capacity of Wireless Networks through Distributed Interference Alignment
最近的研究结果建立了干扰对齐的最优性，以接近高信噪比下干扰网络的香农容量。然而，干扰可以在有限数量的信令维度上对齐的程度仍然未知。干扰对准方案的另一个重要关注点是全局信道知识的要求。在这项工作中，我们提供了迭代算法的例子，利用无线网络的互易性，实现干扰对齐，只有本地信道的知识，在每个节点。这些算法还提供了理论上尚不可用的干涉对准的可行性的数值见解。
2008-03-26 cs.IT math.IT
DRL-based Resource Allocation in Remote State Estimation
远程状态估计是指传感器通过共享无线资源将分布式动态工厂的测量结果发送到远程估计器，这对于工业4.0的关键任务应用至关重要。现有的远程估计系统动态无线资源分配算法假设了过于简化的无线通信模型，且仅适用于小规模环境。在这项工作中，我们认为远程估计系统与实际的无线模型在正交多址和非正交多址方案。我们推导出遥估计系统可以稳定的充分必要条件。条件描述的传输功率预算，信道统计，和植物的参数。对于每个多址接入方案，我们制定了一个新的动态资源分配问题作为一个决策问题，以实现最小的整体长期平均估计均方误差。估计质量和信道质量状态都被考虑用于决策。我们系统地研究了大离散、离散-连续混合和连续作用空间下的不同多址方案下的问题。我们提出了新的动作空间压缩方法，并开发了先进的深度强化学习算法来解决这些问题。数值结果表明，我们的算法有效地解决了资源分配问题，并提供了更好的可扩展性比文献。
2022-05-24 cs.IT cs.SY eess.SP
High-SNR Capacity of Wireless Communication Channels in the Noncoherent Setting: A Primer
本文，主要是教程性质，处理的问题，在高信噪比（SNR）政权的衰落信道的容量的特征。我们专注于实际相关的非相干设置，无论是发送器还是接收器都不知道的信道实现，但都知道的信道法。我们提出，在一个直观和方便的形式，两个工具，首先提出的Lapidoth和Moser（2003年），具有根本重要性的高信噪比容量分析：对偶方法和逃逸到无穷大的容量实现分布的属性。此外，我们应用这些工具来完善一些以前出现在文献中的结果，并简化相应的证明。
2011-05-06 cs.IT math.IT
Fast Algorithm for Finding Unicast Capacity of Linear Deterministic Wireless Relay Networks
由Avestimehr、Diggavi和Tse '07提出的无线中继网络的确定性信道模型已经捕获了无线通信的广播和推理性质，并且已经广泛用于近似无线中继网络的容量。将最大流最小割定理推广到线性确定性无线中继网络中，并将线性确定性无线中继网络的单播容量刻画为描述源-目的割的所有二进制邻接矩阵的最小秩，这些邻接矩阵的个数随网络规模呈指数增长.在本文中，我们开发了一个快速算法，找到线性确定性无线中继网络的单播容量的最大数量的线性无关路径使用路径增强的思想。我们开发了一种改进的深度优先搜索算法，为线性确定性中继网络找到线性独立的路径，其总数被证明等于底层网络的单播容量。我们的算法的结果提出了一个容量实现的传输策略与一位长度的线性编码的中继节点在有关的线性确定性无线中继网络。文中给出了算法在一般情况下的正确性证明。此外，我们的算法具有由$O(|{\cal{V}}_x|\cdot C^4+d\cdot |{\cal{V}}_x|\cdot C^3)$界定的计算复杂性，这表明了对Amaudruz和Fragouli（其复杂度由$O(M\cdot |{\cal{E}}|\cdot C^5)$与$M\geq d$和$|{\cal{E}}|\geq|{\cal{V}}_x|$界定）以及Yazdi和Savari（其复杂度由$O(L^8\cdot M^{12}\cdot h_0^3+L\cdot M^6\c…
2009-09-30 cs.IT math.IT
Large Intelligent Surface-Assisted Wireless Communication Exploiting Statistical CSI
大型智能表面（LIS）辅助无线通信已引起世界范围内的关注。通过在建筑物墙壁上使用低成本的LIS，信号可以被LIS反射并且通过控制其相位沿着期望的方向发送出去，从而为无线通信系统提供补充链路。在这项研究中，我们评估的LIS辅助的大规模天线系统的性能，通过制定一个严格的近似遍历容量，并调查在不同的传播情况下的遍历容量的相移的效果。特别地，我们提出了一种基于遍历容量近似和统计信道状态信息的最优相移设计。此外，我们推导出的量化位的LIS承诺一个可接受的容量下降的要求。数值结果表明，采用该相移设计可以实现最大遍历容量，并且2位量化器足以保证容量退化不超过1 bit/s/Hz。
2018-12-13 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 Balanced Unicast and Multicast Capacity Regions of Large Wireless Networks
我们考虑的问题，确定缩放的$n^2$维平衡单播和$n 2^n$维平衡多播容量区域的无线网络与$n$节点均匀随机放置在一个正方形区域的区域$n$和高斯衰落信道通信。我们确定这种缩放的平衡单播和组播容量区域的$Θ(n)$方面，出$2^n$总的可能，削减。这些切割仅取决于源节点和它们的目的地节点的位置的几何形状以及它们之间的业务需求，并且因此可以容易地被评估。我们的研究结果是建设性的，并提供最佳的（在缩放意义上）的通信方案。
2010-01-21 cs.IT math.IT
How Much Cache is Needed to Achieve Linear Capacity Scaling in Backhaul-Limited Dense Wireless Networks?
密集无线网络是满足5G无线系统中巨大容量需求的有前途的解决方案。然而，存在两个实现问题，即干扰和回程问题。为了解决这些问题，我们提出了一种新的网络架构，称为回程有限的高速缓存密集无线网络（C-DWN），其中物理层（PHY）缓存方案在基站（BS），但只有一小部分的BS有线有效载荷回程。PHY缓存可以取代有线回程的作用，以实现缓存引起的MIMO协作增益和缓存辅助的多跳增益。两个基本问题得到解决。我们能否利用PHY缓存来实现有限有效负载回程的线性容量扩展？如果是，需要多少缓存？我们表明，回程限制的C-DWN的容量确实与BS的数量成线性比例，如果BS缓存大小大于取决于内容流行度的阈值。我们还量化的吞吐量增益，由于高速缓存引起的MIMO合作传统的缓存方案（纯粹利用缓存辅助多跳）。有趣的是，实现显著的高速缓存引起的MIMO协作增益所需的最小BS高速缓存大小与实现线性容量缩放所需的相同。
2016-05-09 cs.IT math.IT
On The Capacity Deficit of Mobile Wireless Ad Hoc Networks: A Rate Distortion Formulation
路由协议所产生的开销减少了移动无线自组织网络中用于中继有用数据的容量。发现路由数据包所产生的协议开销量的下限对于开发高效的路由协议以及表征网络用户可用的实际（有效）容量是重要的。本文提出了一个信息理论的框架，用于表征网络中的移动节点的地理路由的最小路由开销。具体地，最小开销问题被公式化为速率失真问题。该公式可应用于具有任意流量到达和位置服务方案的网络。下界推导出维护目的节点的位置和一致的邻居信息的节点移动性和数据包到达过程中所产生的最小开销。这导致了对整体运输能力的路由开销所造成的赤字的表征。
2007-03-12 cs.IT math.IT
On the Capacity of Intensity-Modulation Direct-Detection Gaussian Optical Wireless Communication Channels: A Tutorial
采用强度调制和直接检测（IM/DD）的光无线通信（OWC）具有一个信道模型，该模型由于对信道输入的约束而具有独特的特征。本教程的目的是概述与输入无关的高斯噪声作为OWC信道的模型的IM/DD信道的容量的结果。它为读者提供了一个切入点的主题，并强调了在这一领域的一些主要贡献。它首先讨论了信道模型以及IM/DD高斯信道模型是如何产生的，此外还解释了输入约束。然后讨论了单输入单输出信道的容量、容量的计算、容量界和容量的渐近结果。然后，它扩展到多输入多输出设置的讨论，并审查该信道模型的容量界限。最后，它讨论了多用户信道建模为一个广播信道（下行链路）或多址信道（上行链路），其相关的容量界限。
2021-10-12 cs.IT math.IT
On the Low-SNR Asymptotic Capacity of Two Types of Optical Wireless Channels under Average-Intensity Constraints
本文研究了平均强度约束下高斯与泊松光强度信道在低信噪比下的渐近容量，分别推导出其容量扩展公式，填补了现有容量差距。
2025-04-01 cs.IT math.IT
A SIMO Fiber Aided Wireless Network Architecture
光纤辅助无线网络架构（FAWNA）的概念在[Ray等人，Allerton Conference 2005]，它通过利用光网络的速度来实现高速移动连接。在本文中，我们考虑一个单输入，多输出（SIMO）FAWNA，它由一个SIMO无线信道和一个光纤信道，通过无线光接口连接。我们提出了一个方案，在每个接口接收到的无线信号进行量化，并通过光纤发送。虽然我们的结构类似于经典的CEO问题，但我们的问题与之不同，我们证明了我们的方案的容量接近于结构的容量，与光纤容量呈指数关系。我们还表明，对于一个给定的光纤容量，有一个最佳的操作无线带宽和最佳数量的无线光接口。我们的方案的无线光接口具有低复杂度，不需要发射机码本的知识。它们还可扩展到具有大量发射机和接口的FAWNA，并提供对可变速率、变化的信道条件和节点位置的适应性。
2006-03-25 cs.IT math.IT
Two-Way Transmission Capacity of Wireless Ad-hoc Networks
ad-hoc网络的传输容量是每单位面积上活动发射机的最大密度，对于固定的传输速率，在每个接收机处给定中断约束。大多数以前的工作，发现自组织网络的传输容量只集中在单向通信，其中一个源与目的地通信，没有数据从目的地发送到源。然而，实际上，需要双向或双向数据传输来支持像分组应答和信道反馈这样的控制功能。本文扩展了双向无线ad-hoc网络的传输容量的概念，将一个双向中断的概念，在两个方向上的不同速率的要求。对于频分复用，推导了双向传输容量的严格上界和下界。推导出的界限是用来推导出最大限度地提高双向传输容量，这是执行比分配带宽成比例的期望速率在两个方向上的双向带宽分配的最佳解决方案。使用所提出的双向传输容量框架，与使用有限反馈的发射波束成形的双向传输容量的下限导出作为带宽的函数，和分配用于反馈的比特。
2010-09-08 cs.IT math.IT
A Tight Channel-Capacity Lower Bound for the Simultaneous Wireless Information and Power Transfer Integrated Receiver
Interdisciplinary Centre for Security, Reliability and Trust (SnT), University of Luxembourg（卢森堡大学安全、可靠性与信任跨学科中心）
本文针对集成接收机提出紧通道容量下界，通过四阶泰勒展开近似肖特基二极管的电流-电压特性曲线，发现Gamma分布输入比其他分布更紧，四阶项显著提升容量。
2026-04-21 cs.IT math.IT
Capacity Scaling of SDMA in Wireless Ad Hoc Networks
我们考虑一个ad hoc网络中，每个多天线发送器发送独立的流到多个接收器中的泊松字段的接收器。针对空分多址（SDMA）的基本限制，给出了中断概率和传输容量的缩放定律。我们首先表明，超线性容量缩放的接收/发射天线的数量可以实现使用脏纸编码。然而，如果采用线性预编码，则多流、多天线通信的潜在益处迅速下降，从而在单天线接收器的情况下导致次线性容量增长。一个关键的发现是，接收天线阵列处理在SDMA ad hoc网络中是至关重要的，作为一种手段，以消除增加的残留干扰，并通过分集提高信号功率。
2009-01-16 cs.IT math.IT
On the Capacity of Wireless Powered Cognitive Relay Network with Interference Alignment
本文研究了一种具有干扰对齐的两跳解码转发认知无线电系统。中继节点是能量受限的，并且从干扰信号中清除能量。在文献中，有两个主要的能量收集协议，即时间切换继电保护和功率分裂继电保护。我们首先演示了如何设计所考虑的主网络和辅助网络的波束成形矩阵。在此基础上，考虑时间切换和功率分配协议的不同部分，对信道状态信息完备和不完备情况下的系统容量进行了估计。
2017-12-13 cs.IT math.IT
Secret Key Generation from Sparse Wireless Channels: Ergodic Capacity and Secrecy Outage
本文研究了从互易无线信道生成秘密密钥的问题。特别是，我们认为在宽带制度和稀疏的秘密密钥容量的影响，表现出稀疏结构的无线信道。我们分两步来探讨这个问题。首先，我们研究了状态相关离散无记忆多源密钥生成问题。源的状态捕获信道稀疏性的效果。其次，我们考虑了一个无线信道模型，该模型捕获了信道稀疏性和合法用户信道与窃听者信道之间的相关性。这种依赖性可以显著地减少秘密密钥容量。根据系统的时延要求，考虑了两个性能指标：（i）遍历秘密密钥容量和（ii）中断概率。我们表明，在宽带制度时，采用白色的探测序列，稀疏的信道可以实现更高的遍历秘密密钥率比丰富的信道可以。对于中断性能，我们表明，如果用户产生的秘密密钥在遍历容量的一小部分，中断概率将呈指数衰减的信号带宽。此外，通过更丰富的通道实现更大的指数。
2012-08-18 cs.CR cs.IT math.IT
