A Systematic Approach for Interference Alignment in CSIT-less Relay-Aided X-Networks
研究了具有M个发射节点和N个接收节点的X网络的自由度（DoF），该X网络利用干扰对准，并且支持每个都配备有工作在半双工非再生模式下的$L_j$天线的$J$中继。干扰对齐的可行性条件推导出使用适当的传输策略和结构化的方法的基础上的克罗内克产品表示。这种方法的优点是双重的：第一，它扩展了现有的结果，可实现的自由度广义天线配置。其次，它统一了对时变和恒定信道的分析，并提供了两个信道模型之间有价值的见解和互连。结果表明，只要$L_j^2 \geq [N-1][M-1]$的和是$\nicefrac{NM}{M+N-1}$的自由度是可行的。
2013-09-13 cs.IT math.IT
Scalable Content Delivery with Coded Caching in Multi-Antenna Fading Channels
本文研究了在衰落多输入单输出信道下，缓存辅助用户的内容分发问题。我们感兴趣的等效内容交付率的可扩展性时，用户的数量，$K$，是大的。分析结果表明，使用编码缓存和无线多播，没有信道状态信息在发射机（CSIT），线性缩放的内容传输速率相对于$K$可以实现在一些不同的方式。首先，如果多播传输跨越$L$独立子信道，例如，如果是$L = 1$，则在准静态衰落中，如果是$L>1$，则在块衰落或多载波系统中，当发射天线的数量和子信道的数量的乘积与$K$成比例时，可以获得线性比例。第二，即使有固定数量的天线，我们可以实现线性缩放与基于阈值的用户选择只需要一位的反馈，从用户。当CSIT是可用的，我们提出了一个混合的策略，结合空间复用和组播。数值结果表明，通过优化空间复用和多播之间的功率分配，我们可以实现一个显着的增益的内容交付率与适度的缓存大小。
2020-06-03 cs.IT math.IT
Degrees of Freedom of Time Correlated MISO Broadcast Channel with Delayed CSIT
我们考虑时间相关的多输入单输出（MISO）广播信道的发射机有不完善的知识，除了延迟信道状态信息的当前信道状态。通过将当前信道状态信息的质量表示为P^-α，其中信噪比为P，α为常数\geq 0，我们刻画了这种更一般的两用户MISO广播相关信道的最佳自由度区域。所提出的方案的基本成分在于量化和多播的窃听干扰，同时广播新的私人消息。我们提出的方案之间的桥梁顺利最近提出的方案Maddah-Ali和Tse没有当前状态信息和一个简单的迫零波束形成完美的当前状态信息。
2012-08-26 cs.IT math.IT
Multihop Caching-Aided Coded Multicasting for the Next Generation of Cellular Networks
Golrezaei等人提出的部署无线分布式毫微微缓存基础设施的下一代蜂窝网络。艾尔研究。通过利用每个小区中的多跳通信，显著减少了所需的毫微微缓存助手的数量。通过使用用户终端（UT）中未充分利用的存储和通信能力来实现毫微微高速缓存的这种减少，这导致降低分布式毫微微高速缓存的部署成本。提出了一种多跳索引编码技术，用于对助手中的缓存内容进行编码，以实现顺序最优容量增益。这可以作为Golrezaei等人提供的解决方案的有效内容交付算法。作为示例，我们考虑其中内容具有流行度分布的无线蜂窝系统。它已被证明，如果内容遵循高的内容重用流行度分布，我们的方法可以取代许多单播通信与组播通信。我们将证明，基于图着色算法的启发式算法发现的简单线性索引码可以在Zipfian内容流行度分布下实现顺序最优容量。
2016-06-06 cs.IT math.IT
Rate-Memory Trade-Off for the Cache-Aided MISO Broadcast Channel with Hybrid CSIT
通信中的一个著名问题是广播信道中的所谓“PN”问题，其指的是这样的设置，其中固定的一组用户向多天线发射机提供完美的信道状态信息（CSI），而其余用户仅提供有限精度的CSI或不提供CSI。该设置的自由度（DoF）最近通过对齐图像集方法得到。在这项工作中，我们解决了这个问题的缓存辅助变体（即，具有边信息的“PN”设置），其中提供完美CSI的用户的数量小于或等于发射天线的数量。特别是，我们推导出最佳的速率-内存权衡的假设下，未编码的位置和特征相同的权衡内的一个因素为2.01的一般布局。结果证明，“PN”的影响保持相似，即使在边信息的存在下，但也是最佳的权衡是无法实现的，通过独立服务的两组用户。
2021-02-25 cs.IT math.IT
MISO Networks with Imperfect CSIT: A Topological Rate-Splitting Approach
近年来，发射端信道状态信息不完全的多输入单输出（MISO）网络的自由度（DoF）问题引起了广泛的关注。一种可实现的方案被称为速率分裂（RS），它集成了公共消息多播和私有消息单播。本文针对一般的$K$ -cell MISO IC，其中每个干扰链路的CSIT具有任意的不完善质量，首先识别RS实现的DoF区域。其次，我们介绍了一种新的方案，所谓的拓扑RS（TRS），其新颖之处在于在一个多层结构的RS和传输多个共同的消息进行解码的用户组，而不是所有的用户。TRS的设计是出于一种新的解释的$K$ -细胞IC与不完美的CSIT作为一系列的部分连接的网络的加权和。我们表明，由TRS实现的自由度区域覆盖了RS实现的自由度区域。此外，我们找到了最大的总和自由度通过超图分数包装TRS实现，这产生了最好的总和自由度到目前为止。最后，对于一个现实的情况下，每个用户连接到三个占主导地位的发射机，我们确定了TRS严格优于传统计划的充分条件。
2016-03-25 cs.IT math.IT
Caching-Aided Coded Multicasting with Multiple Random Requests
在过去的几年中，缓存网络的容量受到了相当大的关注。一个特别研究的设置是共享链接缓存网络，其中一个单一的源访问一个文件库与多个用户进行通信，每个用户都有能力存储段（数据包）的库文件，在一个共享的多播链接。每个用户根据一个共同的需求分布从库中请求一个文件，服务器发送一个编码的组播消息，以满足所有用户一次。该问题包括找到最小可能的平均码字长度，以满足这样的请求。在本文中，我们考虑的情况下，每个用户的地方L >= 1独立的请求，根据相同的公共需求分布的推广。我们提出了一个可实现的方案的基础上随机向量（分组）缓存的位置和多个组播索引编码，示出的顺序最优的渐近制度，其中每个文件B的数据包的数量趋于无穷大。然后，我们表明，标量（B = 1）版本的建议方案仍然可以保持秩序最优时，每用户的请求数L是足够大的。我们的研究结果提供了一阶最优的表征共享链路缓存网络与多个随机请求，揭示了关键影响L的缓存辅助编码组播方案的性能。
2015-11-24 cs.IT math.IT
On Coded Caching in the Overloaded MISO Broadcast Channel
本文研究了多输入单输出（MISO）广播信道（BC）中编码缓存和空间复用的相互作用，即用户数大于发射天线数的系统。一方面，编码缓存使用用户的聚合全局缓存来创建多播机会。另一方面，发射机处的多个天线利用可用的CSIT来同时发送多个流。在本文中，我们介绍了一种新的方案，它结合了来自编码缓存和空间复用的增益，并优于现有的计划在交付时间和CSIT的要求。
2017-06-24 cs.IT math.IT
The Generalized Degrees of Freedom Region of the MIMO Z-Interference Channel with Delayed CSIT
在发送端信道状态信息延迟（CSIT）的假设下，建立了每个节点具有任意数量天线的多输入多输出（MIMO）高斯Z干扰信道的广义自由度（GDOF）域. GDoF区域由$α$参数化，$α$通过$INR=SNR^α$将干扰噪声比（INR）与信噪比（SNR）联系起来。通过最大化两个用户的加权和速率上的界来建立GDoF区域的一个新的外界，而这又是通过使用基因辅助的边信息和极值不等式的组合来获得的。最大加权和率在高信噪比制度示出发生时，干扰发射机的传输协方差矩阵具有满秩。基于块马尔可夫编码和向后解码的可扩展性方案的开发，它使用干扰量化和数字多播，以利用交叉链路的信道统计信息，该方案分别被证明是GDoF最优的弱（$α\leq1$）和强（$α>1$）干扰制度。这是具有延迟CSIT的任何干扰网络的GDoF区域的第一个完整表征，以及具有延迟CSIT和每个节点处的任意数量的天线的MIMO网络的第一个这样的GDoF表征。对于所有天线元组，GDoF区域被示出为等于或大于$α$的整个范围上的自由度（DoF）区域，这导致作为$α$的函数的V形最大和GDoF，其中最小值发生在$α=1$处。将延迟的CSIT GDoF区域和总和DoF与它们在完美CSIT下的对应物进行比较，从而表征延迟的CSIT足以实现完美CSIT GDoF区域或总和DoF的所有天线元组和$α$的范围。
2016-05-02 cs.IT math.IT
Generalized Degrees-of-Freedom of the 2-User Case MISO Broadcast Channel with Distributed CSIT
这项工作分析了广义自由度（GDoF）的2用户多输入单输出（MISO）广播信道（BC）在所谓的分布式CSIT制度，与分散的无线网络的应用。这种机制与经典的有限CSIT机制的不同之处在于，CSIT不仅有噪声，而且在发射机（TX）之间也不完全共享。因此，每个TX基于本地CSIT和其他TX处的统计质量信息对数据进行预编码。我们推导出GDoF结果，并获得了令人惊讶的结果，即通过对路径损耗信息的具体计算，分散式预编码网络可以达到与中心节点获得两个TX估计的Genie-aided集中式网络相同的性能。该方案中的关键成分是所谓的主动-被动迫零（AP-ZF）预编码，其使预编码器设计最佳地适应不同TX处可用的不同本地CSIT质量。
2017-02-14 cs.IT math.IT
Buffer-Aided Relaying with Adaptive Link Selection - Fixed and Mixed Rate Transmission
我们考虑一个简单的网络组成的源，一个半双工DF中继与缓冲区，和一个目的地。我们假设直接的源-目的地链路不可用，并且所有链路都经历衰落。我们提出了两个新的缓冲器辅助中继方案。在第一种方案中，无论是源还是中继都没有CSIT，因此，两个节点都被迫以固定速率进行传输。相比之下，在第二方案中，源不具有CSIT并且以固定速率发送，但是中继具有CSIT并且相应地调整其传输速率。在没有延迟约束的情况下，对于固定速率和混合速率传输，我们推导出吞吐量最优的缓冲区辅助中继协议，该协议根据源中继和中继目的链路的瞬时SNR选择源或中继进行传输。此外，对于延迟受限的情况下，我们开发的缓冲区辅助中继协议，实现预定义的平均延迟。传统的中继协议，选择发送节点根据一个预定义的时间表独立的链路瞬时信噪比相比，建议的缓冲区辅助协议与自适应链路选择实现大的性能增益。特别是，对于固定速率传输，我们表明，该协议实现了分集增益为2，只要平均延迟超过三个时隙可以提供。此外，对于具有$E{T}$时隙的平均延迟的混合速率传输，实现了$r=1-1/(2E{T})$的复用增益。因此，对于混合速率传输，对于足够大的平均延迟，具有和不具有自适应链路选择的缓冲器辅助的半双工中继与全双工中继相比不会遭受复用增益损失。
2013-02-18 cs.IT math.IT
Secure RIS-Aided Multicasting: Globally Optimal Beam Management and Discrete-Phase RIS Configuration
Ruhr University Bochum（波鸿鲁尔大学）
针对RIS辅助多播中的离散相位、共谋窃听和静态波束问题，提出联合优化RIS配置与基站波束管理的最小化窃听SNR方案，通过MIQCP全局最优求解，实现高达58%的安全增益。
2026-09-21 cs.IT cs.NI eess.SP
Finite Length Analysis of Caching-Aided Coded Multicasting
在这项工作中，我们研究了一个无噪声的广播链接服务$K$用户的请求产生的$N$文件库。每个用户都配备了大小为$M$文件的缓存。已经表明，通过将所有文件分割成数据包，并以随机独立的方式将各个数据包放置在所有高速缓存中，对于来自库的任何一组需求，最多需要$N/M$文件传输。可实现的交付方案涉及线性组合不同文件的数据包后，贪婪集团覆盖解决方案的基础索引编码问题。当每个文件$F$的数据包数量扩展到无穷大时，已经在渐进机制中建立了随机放置和编码交付的这种显著乘法增益。在这项工作中，我们开始的随机缓存方案的有限长度分析时，数据包的数量$F$是一个函数的系统参数$M,N,K$。具体而言，我们表明，现有的随机布局和集团覆盖交付计划，实现最优的渐近制度可以有最多的乘法增益$2$，如果包的数量是次指数。此外，对于任何集团覆盖基于编码的交付和一个大类的随机缓存方案，包括现有的，我们表明，所需的数据包的数量得到一个乘法增益的$\frac{4}{3}g$是至少$O((N/M)^g)$。我们展示了一个随机的位置和一个有效的集团覆盖基于编码的交付方案，大约达到这个下限。我们还提供了紧密的浓度结果表明，平均（超过随机缓存所涉及的）数量的传输集中非常好，只需要多项式数量的数据包在其余的参数。
2015-08-21 cs.IT math.IT
Degrees of Freedom of Multi-hop MIMO Broadcast Networks with Delayed CSIT
研究了一类具有发射端延迟信道状态信息（CSIT）的多层中继辅助MIMO广播网络的和自由度（DoF）。在假设的网络中，K个天线源打算在N-2层K个全双工单天线中继的帮助下与K个单天线目的地通信。我们考虑两个实际的延迟CSIT反馈方案。如果信源可以从所有层获得CSI反馈信号，我们证明了网络的最佳和DoF为K/（1+1/2+.+ 1/K）。如果CSI反馈仅在每个跳内，则我们表明当K=2时，最佳总和DoF为4/3，并且当K >= 3时，总和DoF为3/2是可实现的。我们的结果表明，在考虑的具有延迟CSIT的N层MIMO广播网络中，DoF性能总和可能不取决于网络的层数N，而仅取决于每层天线/终端的数量K。
2012-10-12 cs.IT math.IT
Clean relaying aided cognitive radio under the coexistence constraint
我们考虑基于干扰抑制的认知无线电，其中主用户和次用户可以共存于相同的时间和频带，在约束下，主用户（PU）的速率必须保持相同的单用户解码器。为了满足这样的共存约束，来自次级用户（SU）的中继可以帮助PU在来自SU的干扰下的传输。然而，已知的基于脏纸编码（DPC）的方案中的中继信号受到SU的信号的干扰，并且不是“干净的”。在本文中，在半双工的限制下，我们提出了两个新的传输方案的辅助下，从SU的发送器和接收器的清洁中继没有干扰的SU。我们将它们分别命名为清洁发射机中继（CT）和清洁发射机-接收机中继（CTR）辅助认知无线电。研究了在衰落信道中，发射端信道状态信息（CSIT）利用率变化时CT和CTR的速率和复用增益性能。我们的CT推广了以前提出的著名的DPC为基础的计划。在完全CSIT的情况下，CTR的复用增益被证明优于（或不低于）以前的基于DPC的方案。这是因为用于解码DPC的PU的消息的静默时段在CTR中可能不是必需的。仅用CSIT的统计量，我们进一步证明了CTR在快瑞利衰落信道中的速率性能优于以前的方案。数值例子还表明，在一个大类的信道中，建议的CT和CTR提供了显着的速率增益比以前的计划与小的复杂度处罚。
2011-04-18 cs.IT math.IT
DoF Upper Bound on Three-User MISO Broadcast Channel with Two Antennas and Mixed CSIT
本文研究了具有两根发射天线和混合CSIT的三用户MISO广播信道，利用genie-aided signaling和极值不等式推导出sum-DoF上界，并证明其最多比预期sum-DoF大12.5%。
2023-06-25 cs.IT math.IT
Energy-Efficient UAV Multicasting with Simultaneous FSO Backhaul and Power Transfer
这封信研究了一个无人机（UAV）辅助多播（MC）系统，这是通过同时的自由空间光学（FSO）回程和功率传输。UAV应用功率分配技术以通过FSO链路同时收获无线功率和解码回程信息，同时使用收获的功率通过射频（RF）链路向多个地面用户（GU）多播回程信息。我们推导了基于泊松点过程（PPP）的GU分布下无人机的可达MC率。通过联合设计FSO和RF链路以及无人机高度，我们最大限度地提高了系统级能量效率（EE），这可以等效地表示为无人机的MC速率与光学基站（OBS）发射功率的比值，受无人机的可持续运行和可靠回程约束。由于这个问题的非凸性，我们提出了次优的解决方案，具有较低的复杂性。数值结果表明，接近最佳的EE性能，通过适当平衡的FSO功率和MC数据传输之间的功率-速率权衡。
2021-04-07 cs.IT math.IT
Robust Max-Min Fair Beamforming Design for Rate Splitting Multiple Access-aided Visible Light Communications
针对发射端CSIT不完善的RSMA辅助VLC网络，推导其信道容量下界，提出基于CCCP、结合SDR与惩罚方法的鲁棒波束成形算法，解决MMF问题，性能优于SDMA和NOMA现有算法。
2024-11-27 cs.IT eess.SP math.IT
IRS-Aided SWIPT: Joint Waveform, Active and Passive Beamforming Design Under Nonlinear Harvester Model
同时无线信息和功率传输（SWIPT）的性能主要受到接收的射频（RF）信号强度的约束。为了解决这个问题，我们引入了智能反射表面（IRS）来补偿传播损耗，提高传输效率。本文提出了一种新的IRS辅助SWIPT系统中，多载波多天线接入点（AP）发送信息和功率同时，与IRS的协助下，一个单天线用户设备（UE）采用实际的接收方案。考虑到采集器的非线性，我们通过联合优化的波形，有源和无源波束形成的基础上的信道状态信息在发送端（CSIT）的可实现的速率-能量（R-E）区域的特征。这个问题是解决了块坐标下降（BCD）的方法，其中我们得到的主动预编码器在封闭的形式，被动波束形成的连续凸逼近（SCA）的方法，和波形幅度的几何规划（GP）技术。为了便于实际实现，我们还提出了一个低复杂度的设计基于封闭形式的自适应波形计划。仿真结果表明，所提算法能带来可观的R-E增益，且对CSIT误差和有限IRS状态具有鲁棒性，同时强调了在IRS辅助SWIPT设计中对采集器非线性建模的重要性。
2021-12-03 cs.IT eess.SP math.IT
The Capacity Region of the Wireless Ergodic Fading Interference Channel with Partial CSIT to Within One Bit
基本容量限制的两个用户的无线遍历衰落IC与部分信道状态信息在发射机（CSIT），其中每个发射机配备了一个任意的确定性函数的信道状态（这个模型产生一个完全控制有多少状态信息是可用的）。在衰落网络的分析中，特别是包括衰落IC的多接收器网络，主要挑战之一是获得有效的容量外边界。本文针对两用户遍历衰落信道建立了一个新的容量外界。为此目的，通过广播信道技术（即，利用Csiszar-Korner恒等式对向量随机变量组成的互信息函数进行操作）和基因辅助技术，首先导出了由包含辅助随机变量的互信息函数表征的单字母外界。然后，通过新的论点，导出的界限优化其辅助工具，仅使用熵功率不等式。除了被很好地描述，我们的外边界是有效的，从几个方面。具体地说，它是最佳的衰落IC均匀强干扰。此外，它是均匀混合干扰的信道的速率和最优的。更重要的是，它被证明，当每个发射机有机会获得任何数量的CSIT，其中包括其非对应的接收机的干扰噪声比，外部边界的差异不超过一个比特从可实现的速率区域由Han-Kobayashi计划。这个结果被视为一个自然的概括的ETW内的一个比特的容量结果的静态信道的无线遍历衰落的情况。
2013-02-14 cs.IT math.IT
Velocity-aware Antenna Selection in Predictor Antenna Systems
移动中继（MR），这是一个候选的解决方案，支持车载用户，已在不同的研究。由于MR的移动性质，由于车辆周围快速变化的环境，在发射机侧（CSIT）获取信道状态信息是具有挑战性的。在MR之上，可以使用预测器天线（PA），即，在接收天线（RA）前面的附加天线以获得CSIT，并且最近的工作已经研究了这种设置的益处。PA辅助的CSIT采集通常在MR的位置和速度等不同内容信息的帮助下工作。在本文中，我们研究了速度感知对PA系统的影响，并开发了PA辅助的MR中的自适应天线选择方案。结果表明，与无CSIT方案相比，基于速度感知天线选择的PA系统可以将端到端吞吐量提高一个数量级。
2021-09-30 cs.IT eess.SP math.IT
Fundamental Limits of Wireless Caching under Uneven-Capacity Channels
这项工作确定了高速缓存辅助编码组播的存在下，众所周知的“最差用户”的瓶颈的基本限制。这是由于存在具有不均匀信道容量的接收用户，这常常迫使每个多播消息的传输速率降低到最慢用户的速率。在一般无线广播设置中可能是有害的这个瓶颈激发了对具有K个高速缓存辅助接收器的标准单输入单输出（SISO）广播信道（BC）上的编码高速缓存的分析，每个高速缓存辅助接收器具有通常不同的信道容量。对于这种设置，我们设计了一种通信算法，该算法是基于叠加编码，利用的实现，最差的信道的用户可能不是真正的通信瓶颈。然后，我们继续提供一个逆，显示算法接近最优，确定在乘法因子4内的基本限制。有趣的是，结果表明，即使有几个用户正在经历容量减少的信道，系统也可以实现与所有用户都享有最大容量时相同的最佳传输时间。
2020-01-06 cs.IT math.IT
Fairness Optimization for Intelligent Reflecting Surface Aided Uplink Rate-Splitting Multiple Access
本文针对IRS辅助RSMA上行系统，构建最大最小公平速率优化问题，采用AO算法及GPI、SGD方法，并考虑不完美CSIT的鲁棒设计，显著提升公平性并保证可靠性。
2024-03-15 cs.IT eess.SP math.IT
Performance Analysis of Fog-Aided D2D Networks with Multicast-Based Opportunistic Content Delivery
在本文中，我们开发了一个全面的和易于处理的分析框架的基础上随机几何评估大规模雾辅助设备到设备（F-D2 D）网络的性能与机会内容组播。作为分析的一部分，为了解决来自不能高速缓存的常规用户设备（C-UE）的文件请求的竞争，考虑了用于高速缓存使能的雾用户设备（F-UE）的两种简单而典型的候选文件选择方案，即随机文件选择（RFS）方案和最多请求文件选择（MRFS）方案。此外，为了抑制F-UE的并发传输之间的有害干扰，通过探索机会性频谱接入（OSA）的思想，提出了一种基于组播的机会性内容分发策略。假设分散的概率缓存，我们首先推导出F-UE的激活概率。然后，通过采用适当的近似，评估F-D2 D网络的高速缓存命中概率、覆盖概率，从而评估F-D2 D网络的成功内容递送概率（SCDP）。我们还开发了一个迭代算法的基础上的梯度投影方法，以获得一个次优的缓存策略的SCDP最大化。大量的仿真和数值结果验证了我们的分析，并证明了所提出的基于组播的机会主义内容分发策略的优越性能。
2022-07-17 cs.IT math.IT
Speeding up Future Video Distribution via Channel-Aware Caching-Aided Coded Multicast
未来的互联网使用将由消费的丰富多样的在线多媒体服务，从指数增长的多媒体能力的移动设备访问为主。因此，未来的互联网设计将面临挑战，以提供解决方案，可以提供带宽密集型，延迟敏感，点播视频为基础的服务，在日益拥挤，带宽有限的无线接入网络。无线网络运营商面临带宽压力的主要原因之一是，当无线用户或接入点很少经历相同的信道条件或同时访问相同的内容时，难以利用无线介质的多播性质。在本文中，我们提出并分析了一种新的无线视频传输模式的基础上结合使用的信道感知缓存和编码组播，允许同时服务多个缓存启用接收器，可能会要求不同的内容，并经历不同的信道条件。为此，我们重新制定的高速缓存辅助编码多播问题作为一个联合源信道编码问题，并设计一个可实现的方案，保留了高速缓存启用乘法吞吐量增益的无差错的情况下，通过保证每接收机的速率不受影响的接收器的存在与更差的信道条件。
2016-05-17 cs.IT math.IT
Wireless Coded Caching Can Overcome the Worst-User Bottleneck by Exploiting Finite File Sizes
我们解决了无线编码缓存的最差用户瓶颈，这是已知的严重减少缓存辅助多播增益，由于基本的最差信道限制的多播传输。我们考虑准静态瑞利衰落广播信道，我们首先表明，有效的编码缓存增益的XOR为基础的标准编码缓存方案完全消失在低信噪比制度。然后，我们发现，这种崩溃是不是固有的编码缓存。我们这样做，提出了一种新的方案，可以完全恢复编码缓存收益的资本化的一个方面，迄今为止仍然未被利用：共享的边信息所带来的有效的不可避免的文件大小约束。因此，最差用户效应被显著改善，因为它被更微妙的最差用户组效应所取代，其中建议的分组是固定的，并且在信道或需求已知之前就决定了。在某些情况下，理论增益完全恢复，并且这是在没有任何用户选择技术的情况下完成的。我们分析了所提出的方案的可实现的速率性能，并得出有见地的性能近似证明是非常精确的。
2021-03-04 cs.IT math.IT
Taming the latency in multi-user VR 360$^\circ$: A QoE-aware deep learning-aided multicast framework
沉浸式虚拟现实（VR）应用需要超高数据率和低延迟以实现平稳操作。因此，在本文中，旨在改善多用户VR无线视频流中的VR体验，提出了一种深度学习辅助方案，用于最大限度地提高低延迟交付视频块的质量。其中，预测的视场（FoV）和观看360 $^\circ$ HD VR视频的观看者的位置的相关性被利用来实现主动的以FoV为中心的毫米波（mmWave）物理层多播传输。该问题被视为一个帧质量最大化问题，受到严格的延迟约束和网络稳定性。然后，该问题被解耦成一个HD帧请求准入和调度子问题和匹配理论游戏制定解决的调度子问题相关联的请求从集群的用户毫米波小小区基站（SBS）的单播/组播传输。此外，为了逼真的建模和仿真目的，利用了真实的VR头部跟踪数据集和基于门控递归单元（GRU）的深度递归神经网络（DRNN）。大量的仿真结果表明，内容重用的用户群高度重叠的FoV带来的组播减少VR帧延迟在12%。主动性进一步推动了这种减少，主动性将反应式单播和多播基线的平均延迟减少了一半，同时将HD传输率保持在98%以上。最后，强制执行严格的延迟界限缩短了延迟尾部，如第99百分位数中13%的低延迟所示。
2020-01-10 cs.IT math.IT
D2D Assisted Beamforming for Coded Caching
用于编码缓存的设备到设备（D2D）辅助波束成形被认为是在有限信噪比状态中。提出了一种新的波束形成方案，其中利用附近用户之间的本地缓存内容交换。传输分为两个阶段：本地D2D内容交换和下行链路传输。在D2D阶段，用户可以自主地与相邻用户共享内容。下行链路阶段利用多播波束成形来同时服务所有用户以满足剩余的内容请求。我们首先通过两个简单的例子解释主要过程，然后给出一般公式。此外，识别了对于最小化总递送时间有用的D2D传输场景和条件。我们还研究了使用D2D传输来降低多播波束成形的收发器复杂度的益处。通过利用文件片段的直接D2D交换，用于在下行链路阶段中递送剩余文件片段的公共多播速率增加，从而提供大大增强的整体内容递送性能。
2019-05-14 cs.IT math.IT
Intelligent Reflecting Surface Aided Multigroup Multicast MISO Communication Systems
智能反射表面（IRS）最近被设想通过部署大规模和低成本的无源反射元件来提供前所未有的大规模多输入多输出（MIMO）样增益。通过调整反射系数，IRS可以改变入射电磁波上的相移，使得它可以智能地重新配置信号传播环境，并增强所需接收信号的功率或抑制干扰信号。在本文中，我们考虑下行链路多组多播通信系统的IRS辅助。我们的目标是最大化的总和速率的所有多播组的联合优化的预编码矩阵在基站（BS）和反射系数在IRS下的功率和单位模约束。为了解决这个非凸问题，我们提出了两个有效的算法下的优化-最小化（MM）算法框架。具体地说，每个用户的速率的凹下界代理目标函数已被推导出，在此基础上，两组变量可以通过解决两个相应的二阶锥规划（SOCP）问题交替更新。然后，为了降低计算复杂度，我们推导出每次迭代时各组变量对各组变量的速率的另一个凹下界函数，并获得这些松散替代目标函数下的封闭形式解。最后，仿真结果表明，在频谱和能量效率的引入IRS和我们提出的算法的收敛性和复杂性的有效性方面的好处。
2020-05-13 cs.IT eess.SP math.IT
Fundamental Limits of Wireless Caching Under Mixed Cacheable and Uncacheable Traffic
我们认为，高速缓存辅助无线通信的情况下，每个用户都请求一个文件从先验生成的可缓存库（称为“内容”），和一个不可缓存的“非内容”的消息在无线传输会话的开始。这种情况很容易在现实世界的无线网络中找到，其中两种类型的流量共存并共享有限的无线电资源。我们专注于单发射机，单天线的无线网络与缓存辅助接收器，其中的无线信道建模的退化高斯广播信道（GBC）。对于这种设置，我们研究的延迟率的权衡，其特征在于可以同时实现的内容交付时间和非内容通信速率。我们提出了一个基于分离原则的方案，它将编码缓存和组播问题与物理层传输问题隔离开来。我们表明，这种分离为基础的计划是足以实现信息理论上的顺序最优性能，高达2.01的乘法因子的内容传输时间，当工作在广义自由度（GDoF）的限制。我们进一步表明，可实现的性能是接近最佳后放松的GDoF限制，高达额外的附加因子的2位每维的非内容率。从我们的计划中出现的一个关键的见解是，在某些情况下，相当数量的非内容流量可以进行通信，同时保持最小的内容传输时间，在没有非内容消息的情况下实现;恭维的“拓扑洞”所产生的不对称的无线信道增益。
2021-04-02 cs.IT math.IT
Resolving the Feedback Bottleneck of Multi-Antenna Coded Caching
多天线高速缓存辅助无线网络已经被称为遭受严重的反馈瓶颈，其中实现最大自由度（DoF）性能需要来自所有服务用户的反馈。这些成本与缓存收益相匹配，因此随着用户数量的增加而增加。在$L$ -天线MISO广播信道与具有归一化高速缓存大小$γ$的$K$接收器的上下文中，我们将一个根本上新颖的算法与一个新的信息理论逆配对在一起，并通过显示仅来自$C<L$服务用户的CSIT意味着$C+Kγ$的最佳一次性线性DoF来确定反馈成本和DoF性能之间的最佳权衡。作为其附带结果，我们现在还了解到众所周知的DoF性能$L+Kγ$实际上是最佳的。在实践中，上述内容意味着我们现在能够将缓存增益与反馈成本分开，从而仅以多路复用增益的反馈成本实现无限的缓存增益。这进一步巩固了缓存在提升多天线系统中的作用;缓存现在可以在多天线下行链路系统上提供无限的DoF增益，而无需额外的反馈成本。上述结果被扩展为还包括在两端具有高速缓存的对应的多发射机场景。
2020-04-30 cs.IT math.IT
