MRT-based Joint Unicast and Multigroup Multicast Transmission in Massive MIMO Systems
我们研究了单小区大规模多输入多输出（MIMO）系统中最大比传输下的联合单播和多组多播传输。对于单播传输，目标是最大化单播用户终端（UT）的加权和频谱效率（SE），而对于多播传输，目标是最大化多播UT的最小SE。这两个问题由于共享功率资源和干扰而以冲突的方式相互耦合。为了解决这个问题，我们制定了一个多目标优化问题（MOOP）。我们推导出的MOOP解析的帕累托边界，并确定系统参数的值，以实现任何期望的帕累托最优点。此外，我们证明了Pareto区域是凸的，因此系统应该在相同的时频资源上服务单播和多播UT。
2021-12-31 cs.IT eess.SP math.IT
Dirty Paper Coded Rate-Splitting for Non-Orthogonal Unicast and Multicast Transmission with Partial CSIT
非正交单播和多播（NOUM）传输系统允许在相同的时间-频率资源块中与单播流联合地发送旨在给所有接收机的多播流。虽然具有发射机处的完美信道状态信息（CSIT）的两用户多天线NOUM的容量是已知的并且通过具有叠加编码（SC）的脏纸编码（DPC）辅助的NOUM来实现，但是具有部分CSIT的多天线NOUM的容量和容量实现策略仍然未知。在这项工作中，我们专注于部分CSIT设置，并作出两个主要贡献。首先，我们表明，线性预编码的速率分割（RS），依赖于单播消息分成公共和私有部分，共同的部分与多播消息和线性预编码在发射机上一起编码，可以实现更大的速率区域比DPC辅助NOUM与部分CSIT。其次，我们研究了脏纸编码速率分裂（DPCRS），它结合了RS和DPC。我们发现，DPCRS辅助NOUM的速率区域扩大超过传统的DPC辅助NOUM和线性预编码的RS辅助NOUM与部分CSIT。
2020-12-14 cs.IT math.IT
Joint Unicast and Multi-group Multicast Transmission in Massive MIMO Systems
研究了大规模多输入多输出（MIMO）系统中单播和多组组播联合传输问题。我们考虑一个系统模型，占信道估计和导频污染，并获得可实现的频谱效率（SE）的单播和多播用户终端（UT），最大比传输和迫零预编码。对于单播传输，我们的目标是最大化单播UT的加权和SE，并且对于多播传输，我们的目标是最大化多播UT的最小SE。这两个目标是耦合在一个冲突的方式，由于其共享的权力资源。因此，我们制定了一个多目标优化问题（MOOP）的两个相互冲突的目标。我们推导出的MOOP解析的帕累托边界。由于每个帕累托最优点描述了系统的两个目标之间的特定有效折衷，因此我们确定系统参数（上行链路训练功率、下行链路传输功率等）的值。以达到任何期望的帕累托最优点。此外，我们证明了Pareto区域是凸的，因此系统应该在相同的时频资源上服务单播和多播UT。最后，我们使用数值模拟验证我们的结果。
2019-11-19 cs.IT eess.SP math.IT
Multicast and Unicast Superposition Transmission in MIMO OFDMA Systems with Statistical CSIT
针对仅具备统计CSIT的MIMO OFDMA下行系统，本文提出多播与单播叠加传输及资源分配算法，证明其DoF优势并通过5G农村宏小区仿真验证网络吞吐量增益。
2023-09-29 cs.IT math.IT
Age of Information in Downlink Systems: Broadcast or Unicast Transmission?
本文通过推导平均信息年龄闭式表达式，比较下行链路中广播与单播传输在三种数据包管理策略下的AoI性能，揭示用户数量等系统参数对方案选择的影响。
2023-07-07 cs.IT eess.SP math.IT
Energy-Efficient Non-Orthogonal Multicast and Unicast Transmission of Cell-Free Massive MIMO Systems with SWIPT
研究了无小区大规模多输入多输出（MIMO）系统中基于分层复用（LDM）的非正交多播和单播传输的能量有效资源分配，其中每个用户设备（UE）同时执行无线信息和功率传输。首先，以封闭形式导出多播和单播服务的可实现数据率以及每个UE处的接收射频（RF）功率。基于分析结果，非光滑和非凸优化问题的能源效率（EE）最大化，这是一个具有挑战性的分数规划问题的复杂约束。为了适应大规模访问的设置，一阶算法的发展，以寻找初始可行点和近最优解。此外，设计了一种加速算法，以提高收敛速度。数值结果表明，所提出的一阶算法可以获得与二阶算法几乎相同的EE，但具有更低的计算复杂性，这为无小区大规模MIMO系统中的大规模接入提供了新的算法优势。
2020-07-20 cs.IT math.IT
Robust Layered Transmission in Secure MISO Multiuser Unicast Cognitive Radio Systems
研究了认知无线电下行链路多用户多输入单输出（MISO）通信网络中的鲁棒资源分配算法设计。我们专注于一个二级系统，它提供单播安全的无线分层视频信息，多个单天线二级接收器。资源分配算法设计被公式化为用于最小化次级发射机处的总发射功率的非凸优化问题。所提出的框架考虑了服务质量（QoS）的要求，在二级系统中的视频通信保密性，在二级发射机的潜在窃听者（主接收机）的信道状态信息（CSI）的不完善，以及在主接收机的最大可容忍接收干扰功率的限制。因此，所提出的问题制定利用分层传输和人工噪声生成的自保护架构，以确保通信保密。半定规划（SDP）松弛推导出一个资源分配算法，找到全局最优解的制定的问题。仿真结果表明，与传统的单层传输方案相比，所提出的分层传输资源分配算法具有显著的传输功率节省和对CSI不完善的鲁棒性。
2015-11-26 cs.IT math.IT
Practical Methods for Wireless Network Coding with Multiple Unicast Transmissions
我们提出了一个简单而有效的无线网络编码和解码技术的多单播网络。它通过节点之间的合作来利用空间分集，节点执行由线性分组码的生成矩阵决定的分布式编码操作。为了验证该技术，我们利用贪婪码的二进制字段，并表明，任意多样性的订单可以灵活地分配给节点。此外，我们提出了最佳的检测规则为给定的模型，占中间结点错误，并建议一个低复杂度的网络解码器使用和积（SP）算法。建议SP检测器具有接近最佳的性能。我们还显示了渐进的网络编码的方法，利用无线信道在重复的方式没有网络编码（NC）的优越性，并给出相关的速率分集权衡曲线。最后，我们通过选择性编码来扩展给定的编码方法，以获得额外的编码增益。
2012-09-05 cs.IT math.IT
Sequential Parametric Optimization for Rate-Splitting Precoding in Non-Orthogonal Unicast and Multicast Transmissions
本文研究了使用全数字和混合预编码器的非正交单播和多播（NOUM）传输的速率分裂（RS）预编码。我们研究非凸加权和率（WSR）最大化问题的组播要求。为了解决上述问题，我们提出了一种基于序贯参数优化的方法-CON。我们表明，ESTCON收敛到局部最优，而不需要明智地选择一个初始可行点。此外，我们通过模拟表明，通过利用RS，混合预编码器可以达到几乎相同的性能，在某些特定的设置下，他们的全数字同行。
2022-01-25 cs.IT cs.NI eess.SP
Fairness-Aware Hybrid Precoding for mmWave NOMA Unicast/Multicast Transmissions in Industrial IoT
本文研究了工业物联网（IoT）毫米波通信的双层非正交叠加传输。本质上，覆盖层是被设计为用公共消息服务覆盖范围内的所有设备的普遍存在的多播信号，即，关键控制包。底层是由私有单播消息组成的复合信号。由于安全问题，所有设备都能解码多播信息是至关重要的。为了确保这一要求，我们联合优化混合预编码器，模拟组合器，功率分配和公平性。具体来说，我们将两个重叠的信号之间的功率分配约束，并强制执行补充每设备的约束，以保证组播公平性。从频谱效率、组播公平性和误比特率三个方面对该方案的性能进行了评估，从而证实了该方案的可行性。
2020-02-27 cs.IT eess.SP math.IT
Rate-Splitting for Joint Unicast and Multicast Transmission in LEO Satellite Networks with Non-Uniform Traffic Demand
针对LEO卫星网络非均匀业务需求与资源受限问题，提出基于RSMA的NOUM速率匹配框架及GPI-RS-NOUM算法，以缩小供需速率差并优于多种基准。
2024-08-06 cs.IT cs.NI math.IT
On the Energy Benefit of Network Coding for Wireless Multiple Unicast
我们认为，可以通过采用网络编码，而不是普通的路由在无线多个单播问题的能源节约。我们建立了网络编码的好处，定义为路由和网络编码解决方案所需的最小能量的比率的最大值，其中最大值是在所有配置的下限。它表明，如果编码和路由解决方案使用相同的传输范围，在$d$维网络的好处是至少$2d/\lfloor\sqrt{d}\rfloor$。此外，它示出，如果传输范围可以单独优化路由和编码，在2维网络的好处是至少3。我们的研究结果意味着代码遵循\emph{decode-and-recombine}策略并不总是最佳的能源效率。
2011-08-18 cs.IT math.IT
Single-Shot Secure Quantum Network Coding for General Multiple Unicast Network with Free One-Way Public Communication
在量子网络系统中，多个用户希望将他们的量子消息发送到他们各自的接收器是很自然的，这被称为多单播量子网络。本文提出了一种从安全的经典网络码导出多单播量子网络上的安全量子网络码的规范方法。我们的代码在没有攻击的情况下正确地传输了量子态。当攻击满足一定的自然条件时，即使存在攻击，它也能保证传输的量子态的保密性。在我们的安全性证明中，窃听者被允许修改窃听信息依赖于以前的窃听消息。虽然量子信息传输的验证需要双向的经典通信，但我们的协议利用单向的经典信息传输（公共通信）来保证保密性。我们的安全网络代码可以应用于包括蝴蝶网络在内的多种网络。
2020-03-30 cs.IT math.IT quant-ph
On (Secure) Information flow for Multiple-Unicast Sessions: Analysis with Butterfly Network
本文考虑了一类有线网络，来自著名的蝴蝶网络，两个独立的单播会话同时发生。主要目标是了解网络编码类型的操作是有益的，没有安全考虑，并得出最终的收益，源和汇之间的合作可以带来。为了实现这些目标，我们首先推导了具有任意边容量的蝶形网络的容量域。然后表明，没有率可以保证在这个网络的安全考虑下，当窃听者窃听任何的链接。分析了蝶形网络的三种变体，如共址源的情况，以及它们的安全和非安全容量区域的特征。通过使用蝴蝶网络及其变体作为构建块，这些结果可以用于设计高吞吐量实现传输方案，一般多单播网络。
2016-06-24 cs.IT math.IT
Two-Unicast Wireless Networks: Characterizing the Degrees-of-Freedom
我们考虑两个源两个目的地（即，双单播）多跳无线网络，其具有任意连接性的分层结构。我们表明，如果信道增益是根据连续分布独立选择的，那么在概率为1的情况下，两个单播分层高斯网络只能有1，3/2或2个和自由度（除非两个源-目的地对都是断开的，在这种情况下，没有自由度可以实现）。我们提供了充分和必要的条件，为每种情况下的网络连接和一个新的概念的源-目的地路径与可管理的干扰。我们的可扩展性方案是基于转发接收到的信号在所有节点，除了他们中的一小部分在最多两个关键层。因此，我们有效地创建了一个最多有四层（包括源层和目的地层）的“浓缩网络”。我们设计的传输策略的基础上，这个凝聚网络的结构。相反的结果是通过发展信息理论的不等式，捕捉网络连接的结构。最后，我们扩展了这一结果，并描述了两个单播分层无线网络的全自由度区域。
2012-08-08 cs.IT math.IT
Centralized and Cooperative Transmission of Secure Multiple Unicasts using Network Coding
我们介绍了一种方法，用于安全地提供一组消息到一组客户端的广播擦除通道，其中每个客户端感兴趣的一个不同的消息。每个客户端都可以获得自己的消息，但不能获得其他客户端的消息。在所提出的方法中，使用随机线性网络编码的特殊变体将消息组合在一起。每个客户端被提供有解码系数的私有集合以解码其自己的消息。我们的方法提供了安全的传输会话对计算蛮干攻击，也弱安全信息理论意义上。由于广播信道被假定为错误的，因此应当以某种方式恢复丢失的编码分组。我们考虑两种不同的情况。在第一种情况下，丢失的数据包由基站重传（集中式）。在第二种情况下，客户端通过交换数据包（分散式）相互合作。在这两种情况下，利用网络编码技术来增加总吞吐量。对于集中式重传的情况下，我们提供了一个分析近似的吞吐量性能的即时解码网络编码（IDNC）重传以及数值实验。对于分散的情况下，我们提出了一个新的IDNC为基础的重传方法，其性能通过模拟和解析近似进行评估。这种方法的应用不仅限于我们的特殊问题，并可以推广到一类新的问题，本文介绍的合作索引编码问题。
2013-05-07 cs.CR cs.IT math.IT
Asymmetric Degrees of Freedom of the Full-Duplex MIMO 3-Way Channel with Unicast and Broadcast Messages
在本文中，我们描述了非对称的总自由度（DoF）的多输入多输出（MIMO）3路信道。每个节点都有一个单独的天线全双工MIMO收发器，具有不同数量的天线，其中每个天线可以被配置用于信号发送或接收。我们研究这个系统下的两个消息配置;第一个配置是当每个节点有两个单播消息传递到其他两个节点，而第二个配置是当每个节点有两个单播消息以及一个广播消息传递到其他两个节点。对于每种配置，我们首先推导出系统总自由度的上限。割集界结合基因辅助界推导出可实现的总自由度的特征。之后，我们分析得出的最佳数量的发射和接收天线在每个节点，以最大限度地提高系统的总自由度，在每个节点的天线总数。最后，每个配置的可实现的方案构造。所提出的方案主要是基于迫零和零空间发射波束成形。
2016-07-31 cs.IT math.IT
Dynamic Joint Scheduling of Anycast Transmission and Modulation in Hybrid Unicast-Multicast SWIPT-Based IoT Sensor Networks
针对基于SWIPT的物联网传感器网络中分离式接收机能耗高的问题，结合集成接收机架构，提出UMSM联合调度算法，在满足吞吐量与采能约束下实现更优的采能与吞吐量性能。
2023-07-17 cs.IT cs.NI cs.SY
On the Capacity of Wireless Networks with Random Transmission Delay
在本文中，我们介绍了新的编码方案的无线网络与随机传输延迟。这些编码方案的同步性的需要，减少了传输的数量，并实现了最佳的速率区域在相应的有线模型的多个单播和多播的情况下，最多三个用户下的等速率约束。编码方案分为两个阶段，第一，编码方案线，星型和线星型拓扑结构的随机传输延迟。第二，任何一般的拓扑结构与多个双向单播和组播会话被证明是分解成这些规范的拓扑结构，以减少传输的数量，而没有速率冗余。因此，为线、星和线-星拓扑结构开发的编码方案可作为构建所有网络的更通用编码方案的构建块。所提出的方案被证明是实时的（RT）的无线网络的意义上，他们实现了最小的解码延迟。利用可忽略的大小报头，这些编码方案被示出为适用于非同步网络，即，随机传输延迟的网络。最后，我们通过大量的模拟证明了这些方案的适用性。在具有随机传输延迟的无线网络上实现这样的编码方案可以提高性能和功率效率。
2015-03-03 cs.IT math.IT
Encoded packet-Assisted Rescue Approach to Reliable Unicast in Wireless Networks
近年来，网络编码技术已经成为一种很有前途的方法，支持可靠的无线传输丢失信道。在现有的协议中，用户没有兴趣考虑他们在编码或解码操作中的编码分组，该规则是昂贵的和低效的。本文通过理论分析，研究了可靠单播网络编码中编码数据包的影响。使用我们的方法，接收器不仅存储他们无意中听到的编码数据包，而且还将这些信息报告给他们的邻居，这样用户就可以在编码决策和解码操作中考虑编码数据包。此外，我们提出了一种重新分配算法，以最大限度地提高编码的机会，从而达到更好的重传效率。最后，理论分析和车轮网络的仿真结果表明，由于编码数据包的重传效率的提高。
2010-09-20 cs.IT cs.NI math.IT
An Efficient Retransmission Based on Network Coding with Unicast Flows
近年来，网络编码技术已经成为一种很有前途的方法，支持可靠的无线传输丢失信道。在现有的协议中，用户没有兴趣考虑他们在编码或解码操作中的编码分组，该规则是昂贵的和低效的。本文通过理论分析，研究了可靠单播网络编码中编码数据包的影响。使用我们的方法，接收器不仅存储他们无意中听到的编码数据包，而且还将这些信息报告给他们的邻居，这样用户就可以在编码决策和解码操作中考虑编码数据包。此外，我们提出了一种重新分配算法，以最大限度地提高编码的机会，从而达到更好的重传效率。最后，理论分析和车轮网络的仿真结果表明，编码后的数据包提高了重传效率.
2010-09-15 cs.IT cs.NI math.IT
Unicast Barrage Relay Networks: Outage Analysis and Optimization
阻塞中继网络（BRN）是建立在快速合作洪泛原语上的自组织网络，而不是传统的点对点链路抽象。受控阻塞区域（CBR）可用于包含用于单播和多播的此洪泛原语，从而实现空间重用。在本文中，个人CBR的行为被描述为一个马尔可夫过程，模型潜在的合作中继传输。对于给定的拓扑结构，CBR的中断概率以封闭形式存在，并且该概率考虑了相邻CBR之间的衰落和共信道干扰（CCI）。通过这种准确的分析框架，本文着手优化BRN通过找到最佳的大小，每个CBR中包含的中继的数量，最佳的中继位置时，他们被约束为躺在一条直线上，和码率，最大限度地提高运输能力。
2015-10-23 cs.IT cs.NI math.IT
On the Multiple-Unicast Conjecture: Beyond Cut Metrics
Tsinghua University（清华大学）；Quan Cheng Laboratory（全成实验室）；University of Toronto（多伦多大学）
本文构建统一图度量框架研究多单播猜想，证明三类新无向网络的猜想成立，给出编码节点≤6的网络的猜想成立的新证明，还推导了Γ₃,₃与多会话终端位置的关联结论。
2026-08-07 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$O(L^8\cdot M^{12}\cdot h_0^3+L\cdot M^6\c…
2009-09-30 cs.IT math.IT
Coordinating Interfering Transmissions in Cooperative Wireless LANs
在本文中，我们提出了一个合作的媒体访问控制（MAC）协议，该协议是专为物理层，可以解码干扰传输在分布式无线网络。所提出的协议主动强制两个独立的数据包传输干扰的控制和合作的方式。该协议确保当节点期望发送单播分组时，无论目的地如何，它都以最小的开销与中继节点协调，以便通过无线信道与第三节点并发地发送。中继负责允许来自两个选定节点的数据包干扰，只有当所需的数据包可以在适当的目的地解码，并增加了合作传输的总速率。如果这不可行，则采用经典的协作或直接传输。为了使分布式的，不协调的，和自适应操作的协议，中继选择机制的介绍，以便最佳的中继是动态选择，并根据信道条件。该协议最重要的优点是，干扰传输可以起源于两个MBMS的完全独立的单播传输。我们提出的仿真结果验证了我们所提出的方案的吞吐量和延迟方面的功效。
2011-08-30 cs.IT cs.NI math.IT
On Secure Network Coding for Multiple Unicast Traffic
本文研究了在有线无噪声的情况下，源希望在一个被动的外部对手的存在下，通信到一些目的地的安全通信的问题。与所有目的地都对接收相同消息感兴趣的多播场景不同，在这种设置中，不同的目的地对不同的消息感兴趣。本文的主要重点是特征的安全能力区域，当对手具有无限的计算能力，但有限的网络存在。首先，导出了任意网络拓扑和一般目的地数目下的安全容量区域的外界。然后，安全传输方案的设计和分析方面取得的速率性能。特别是，对于两个目的地的情况下，它示出了所设计的方案匹配的外部边界，从而表征的安全容量区域。数值结果表明，对于一类具有一般目的地数的特殊网络（组合网络），所设计的方案与外边界相匹配。最后，针对任意网络拓扑结构，设计了一个两阶段多项式时间的网络规模方案，并与两个目的地网络的容量实现方案进行了速率性能比较。
2019-01-09 cs.IT math.IT
Optimal Power Control for Concurrent Transmissions of Location-aware Mobile Cognitive Radio Ad Hoc Networks
在认知无线电（CR）网络中，CR用户打算在授权给传统网络的相同频谱带上操作。在保护传统网络中的通信和最大化CR传输的吞吐量之间存在折衷，特别是当CR链路由于CR用户的移动性而不稳定时。由于频谱感知的非零误检概率和实现复杂性，本文研究了一种无需感知的移动CR自组网频谱共享方案，通过在CR网络中引入位置感知能力来提高频率复用率。我们提出了一种最优的功率控制算法的CR发射机，以最大限度地提高CR用户的并发传输区域，特别是在移动场景。在所提出的功率控制算法下，移动CR网络在不对传统网络中的主用户造成有害干扰的情况下实现了最大吞吐量。仿真结果表明，所提出的最优功率控制算法在提高网络中的分组投递率方面优于采用固定功率策略的算法。
2011-05-03 cs.IT math.IT
On the multiple unicast capacity of 3-source, 3-terminal directed acyclic networks
研究了具有单位容量边的有向无环网络上三个源端对的多点单播问题。三个$s_i-t_i$对希望通过网络编码以单位速率通信。借助于连接性水平向量$[k_1 k_2 k_3]$来量化$s_i - t_i$对之间的连接性，使得在$s_i$和$t_i$之间存在$k_i$边缘不相交路径。在这项工作中，我们试图根据网络的连通性水平进行分类。可以观察到，对于所有$i = 1, \dots, 3$，如果$k_i \geq 3$，则可以通过路由来支持单位速率传输。在这项工作中，我们认为，连接水平矢量，使$\min_{i = 1, \dots, 3} k_i < 3$。我们提出了一个建设性的线性网络编码方案或一个网络的实例，不能支持所需的单位速率的要求，所有这样的连接水平矢量，除了矢量$[1~2~4]$（及其排列）。我们的计划的好处扩展到网络具有更高的和潜在的不同的边缘容量。具体来说，我们的实验结果表明，对于网络中的不同的源-终端路径有一个显着的重叠，我们的建设性单位速率方案可以打包路由，以提供更高的吞吐量相比，一个纯粹的路由方法。
2013-02-18 cs.IT cs.NI math.IT
Multicast Transmissions in Directional mmWave Communications
在传统网络中，多播传输作为当多个用户对相同数据感兴趣时提高频谱效率的一种方式已经被广泛分析。然而，到目前为止，它们在毫米波通信中的应用仅被少量研究。本文的目标是部分填补这一空白，通过调查最佳和次优的多播方案的毫米波通信定向波束。特别是，我们提出了一个马尔可夫设置为模型的重传状态的未成功传输的数据包，由于计算复杂性的最优解，我们引入了一个次优的分层优化过程，这是更容易得到。最后，我们数值计算表明，限制链路单播波束是强烈的次优，特别是当许多数据包被发送。
2017-03-03 cs.IT math.IT
Developing Concurrent Coding: An unconventional encoding scheme applied to visible light communications
一种称为并发编码的非常规编码方案最近已经被证明并显示出与常规技术相比提供了有趣的特征和益处，例如，对突发错误的鲁棒性和提高的发射功率效率。这一概念首次在光通信中得到了证明，在光通信中，标准发光二极管（LED）被用于传输用并发编码编码的信息。该技术成功地传输和解码数据，尽管不可预测的传输中断会导致检测到的信号出现明显的丢失。该技术还展示了如何能够在发送器和接收器之间不需要预同步的情况下隔离地发送单个数据块，并且没有特定的同步序列附加到传输中。这项工作还首次展示了多线程（覆盖）并发代码的成功使用
2020-04-23 cs.IT math.IT
Secure Transmission in Amplify-and-Forward Diamond Networks with a Single Eavesdropper
考虑在存在窃听者的情况下通过$M$并行中继网络进行的单播通信。在单独的功率约束下操作的中继节点放大并转发在其输入处接收的信号。研究了AF中继系统的最大保密率问题。以前的工作在这个问题上提供了基于半定松弛的迭代算法。然而，这些算法导致次优性能，没有任何性能和收敛保证。我们解决这个问题的三个特定的网络模型，与实值信道增益。我们提出了一种新颖的变换，可导致凸优化问题。我们的分析导致（i）多项式时间算法来计算两个模型的最佳安全AF率，以及（ii）另一个模型的最佳安全率的封闭式表达式。
2015-04-19 cs.IT math.IT
Utility Optimal Coding for Packet Transmission over Wireless Networks - Part II: Networks of Packet Erasure Channels
我们定义了一类多跳擦除网络，它近似于无线多跳网络。网络承载多个用户的单播流，并且流中的每个信息分组需要在指定的延迟截止期限内在流目的地被解码。编码速率在流/用户之间的分配受到网络容量的约束。我们提出了一个比例公平传输方案，最大化的流量吞吐量和效用。这是通过{ \em联合优化分组编码速率和编码分组的比特在传输时隙上的分配}来实现的。
2011-07-10 cs.IT cs.NI math.IT
Latency and Resource Utilization Analysis for V2X Communication over LTE MBSFN Transmission
在本文中，我们研究了LTE多播广播单频网络（MBSFN）的性能。LTE-MBSFN被认为是用于车辆通信的最有前途的候选者之一，其可以增强车辆应用业务的可靠性。这是由于通过采用多媒体广播/多播服务（MBMS）将信息并行地多播（点对多点传输）到若干车辆来有效地支持车辆之间的消息交换的可能性而实现的。我们研究了两个度量来衡量MBMS/MBSFN传输与用于车辆通信的标准单播传输相比的性能：分组递送的延迟和由车辆流量引起的开销，即，网络利用率此外，我们提出了技术的预测系统的行为和探讨的影响，传输带宽和传输速率上提到的指标。
2015-10-22 cs.IT cs.NI math.IT
Multi-Modal Concurrent Transmission
本文提出多模态并发传输（MMCT）物理层方法，通过在同一传输块内联合选择调制编码方案并映射到高信噪比空间频率资源，提升触觉互联网中多数据流传输的可靠性和频谱效率。
2024-02-09 cs.IT eess.SP math.IT
Deep Reinforcement Learning based Resource Allocation for V2V Communications
本文提出了一种基于深度强化学习的车对车（V2V）通信的去中心化资源分配机制，可应用于单播和广播场景。根据分散式资源分配机制，“自主智能体”、V2V链路或车辆做出其决定以找到用于传输的最佳子带和功率电平，而不需要或不必等待全局信息。由于所提出的方法是分散的，它只会引起有限的传输开销。从仿真结果来看，每个智能体都可以有效地学习满足V2V链路上严格的延迟约束，同时最大限度地减少对车辆到基础设施（V2I）通信的干扰。
2018-05-16 cs.IT math.IT
Combinatiorial Algorithms for Wireless Information Flow
描述无线中继网络的单播容量是信息论中一个长期存在的问题。由于无线信道固有地广播信号并且在传输之间存在干扰，所以由于在网络中引起的复杂信号交互而出现困难。最近，Avestimehr，Diggavi和Tse提出了一种线性确定性模型，该模型考虑了无线信道的共享特性，重点关注信号相互作用而不是背景噪声。他们将图的最小割最大流定理推广到确定性信道的网络，并证明了容量可以使用信息理论工具来实现。他们表明，在这种情况下，最小割的值是描述源-目的地割的所有邻接矩阵的最小秩。在本文中，我们开发了一个多项式时间算法，发现中继编码策略，以实现线性确定性（无线）网络中的最小割值，单播连接的情况下。我们的算法关键使用信道之间的线性独立的概念来计算容量在多项式时间。此外，我们可以通过在中间结点使用非常简单的单符号处理来实现容量，从而建设性地产生有限长度策略，其实现线性确定性（无线）中继网络的单播容量。
2009-09-25 cs.DS cs.IT math.IT
Coded Multicast Fronthauling and Edge Caching for Multi-Connectivity Transmission in Fog Radio Access Networks
本文研究了在雾天无线接入网（F-RAN）系统中采用编码多播技术的优点。在该系统中，基带处理单元（BBU）池中的控制单元（CU）通过有限容量的多播前传链路连接到分布式边缘节点（EN），并且EN具有基带处理和缓存能力。每个用户设备（UE）请求在CU处可用的内容库中的文件，并且所请求的文件由最近的EN基于缓存的内容和在多播前传链路上接收的信息来服务。编码多播前传的性能进行了研究的前提下，管道传输的前传和边缘链路和单用户的编码和解码策略的基础上的硬传输文件的前传链路上的假设下，所请求的内容的传递延迟。大量的数值结果提供了验证的编码多播方案相比，未编码的单播和多播策略的优势。
2017-05-11 cs.IT math.IT
Utility Optimal Coding for Packet Transmission over Wireless Networks - Part I: Networks of Binary Symmetric Channels
我们考虑多跳网络，包括二进制对称信道（$\mathsf{BSC}$）。网络承载用于多个用户的单播流。网络的效用是流的效用之和，其中每个流的效用是其吞吐量的凹函数。假设网络容量由流共享，则存在对网络资源的竞争，如编码速率（在物理层）、调度时间（在MAC层）等，在流动中。我们提出了一个比例公平传输方案，最大化的流量吞吐量的速率和调度约束的总和效用。这通过{ \em联合优化通过网络的所有流的分组编码速率}来实现。
2011-07-10 cs.IT cs.NI math.IT
Network Coded Handover in IEEE 802.11
我们提出了一个网络编码切换的两个IEEE 802.11接入点（AP）之间移动的站。为了解决这种新提出的框架上的小小区WiFi到WiFi AP切换，我们提出了一种新的模型的分布式协调功能（DCF）的WiFi IEEE 802.11与固定的平均竞争窗口。我们提供了一个单一的数据包传输模型，已扩展到N-数据包传输模型，并没有碎片。我们还为未编码/编码的数据包广播的N-数据包传输建模，以比较IEEE 802.11不可靠的可靠的编码广播与ACK。我们分析了所有的延迟，单播和广播传输，考虑的情况下，与一个WiFi AP的拓扑切换前。利用一组模型及其相应的平均完成时间（延迟），我们分析了不同机制的性能。最后，我们提供了一种新的配方的边缘切换时，站是移动的，允许导出的最佳传输策略，可以定义一个最佳的时间，当切换到其他AP的网络编码。
2018-09-10 cs.IT math.IT
Routing and Network Coding over a Cyclic Network for Online Video Gaming
在线视频游戏越来越受欢迎，吸引了越来越多的玩家。该应用在网络级上的主要性能指标是分组排序、通信吞吐量和传输延迟。由于循环逻辑网络易于保持数据包在循环中的顺序，因此现在对在线游戏的循环逻辑网络拓扑很感兴趣，但这种方法增加了端到端的传输延迟。因此，在我们的论文中，提出了两个主要贡献。首先，它表明，一个可以改善延迟的游戏协议在一个单循环的拓扑结构的网络编码（NC）的方法。设计并分析了相应的基于NC的路由协议，其性能优于无NC的最佳路由协议。其次，从NC的角度来看，在线游戏的例子并不是一个简单的例子，因为相应的通信协议不是多播的。因此，它表明，存在NC增益（即，高达14%的传输延迟），即使在混合的通信协议与广播和单播传输流的情况下。
2018-03-29 cs.IT math.IT
Wireless Erasure Networks with Feedback
考虑通过无线介质进行通信的队列的有损分组网络。本文提出了一种在单播网络中有反馈时的吞吐量最优传输策略，它具有以下优点：它需要非常有限的确认反馈形式。它是完全分布式的，与网络拓扑无关。最后，在信息理论割集速率的通信不需要网络编码，也不需要对分组进行无速率编码。这个简单的策略由每个节点随机选择一个数据包从它的缓冲区在每个机会发送。然而，只有当数据包被最终目的地成功接收时，它才会从节点的缓冲区中删除
2008-04-27 cs.IT math.IT
BEAMWAVE: Cross-Layer Beamforming and Scheduling for Superimposed Transmissions in Industrial IoT mmWave Networks
物联网设备在工业4.0中的无处不在预计将促进更高的可靠性，安全性和效率。然而，互连大量的无线设备而不危及系统性能证明是具有挑战性的。为了满足未来工业的需求，我们研究了毫米波段分层复用（LDM）系统中波束形成和调度的跨层设计。调度是至关重要的，因为工业环境中的设备预计将迅速激增。此外，高性能波束成形是必要的，以确保可扩展性。通过采用LDM，可以非正交地叠加多个传输。具体来说，我们认为一个优越的重要性控制组播消息需要无处不在的所有设备和重要性的私人单播消息的目标是一个子集的预定设备。由于NP困难，我们提出了BEAMWAVE，它将问题分解为波束形成和调度。通过仿真，我们表明，BEAMWAVE达到近最优，优于其他竞争计划。
2021-08-09 cs.IT eess.SP math.IT
Joint Optimization of Relay Selection and Transmission Scheduling for UAV-Aided mmWave Vehicular Networks
为了应对移动业务的爆炸性增长，具有丰富带宽资源的毫米波（mmWave）通信已经被应用于车辆网络。由于毫米波信号对阻塞敏感，我们引入了无人机（UAV）辅助的双向中继系统，以增强车辆连接和扩大覆盖范围。如何在这种动态场景中提高传输效率并减少延迟时间是一个具有挑战性的问题。在本文中，我们制定的中继选择和传输调度的联合优化问题，旨在减少传输时间，同时满足吞吐量的要求。为了解决这个问题，提出了两种方案。第一个是随机中继选择与并发调度（RCS），一个低复杂度的算法，在两个步骤中实现。第二个是联合中继选择与动态调度（JRDS），充分避免中继竞争，并利用潜在的并发能力，以获得进一步的性能提高RCS。通过在不同流量和车速的不同环境下进行广泛的模拟，我们证明了RCS和JRDS方案在传输时间和网络吞吐量方面显着优于现有方案。我们还分析了阈值选择对可实现性能的影响。
2023-03-06 cs.IT math.IT
Multicast Capacity Scaling of Wireless Networks with Multicast Outage
多播传输有几个独特的特点，而不是更普遍研究的单播网络。特别是，这些包括（i）相同的数据包必须成功地传递到几个节点，（ii）中断可能同时发生在不同的接收器，和（iii）组播速率是由接收器与最弱的链路，以尽量减少中断和重传。为了捕捉这些关键特征，我们利用一个泊松集群过程组成的一个独特的泊松点过程（PPP）的发射机和接收机，然后定义的多播传输容量（MTC）的最大可实现的多播速率乘以每单位体积的多播集群的数量，占中断和重传。我们的主要结果表明，如果$τ$传输尝试是允许在一个多播集群，MTC是$Θ\left(ρk^{x}\log(k)\right)$，其中$ρ$和$x$是$τ$的功能，这取决于网络的大小和密度，和$k$是预期的接收器在一个集群中的平均数量。我们还表明，适当的重传次数可以显着提高MTC。
2010-06-03 cs.IT math.IT
Concurrent Transmission and Multiuser Detection of LoRa Signals
本文研究了一种新的模型，通过允许多个终端设备（ED）在相同的频段上同时与多个多天线网关通信并使用相同的扩频因子来提高低功率远程（LoRa）网络的可扩展性。最大似然（ML）的决策规则首先推导出由多个设备发送的信息比特的非相干检测。为了克服ML检测的高复杂度，我们提出了一种次优的两阶段检测算法，以平衡计算复杂度和错误性能。在第一阶段，我们识别发射啁啾（不知道哪些ED发射它们）。在第二阶段中，我们确定传输从第一阶段识别的特定啁啾的ED。为了提高在第二阶段的检测性能，我们还优化ED的发射功率，以尽量减少相似性，测量的Jaccard系数，任何对ED的接收功率之间。由于功率控制优化问题是非凸的，我们使用逐次凸逼近的概念，将其转化为一个近似的凸优化问题，可以迭代求解，并保证达到一个次优解。仿真结果证明并证明了所提出的LoRa网络模型的发射功率惩罚和网络可扩展性之间的权衡。特别是，通过允许2个或3个ED的并发传输，所提出的网络的上行链路容量可以是传统LoRa网络的两倍或三倍，尽管代价是额外的3.0或4.7 dB发射功率。
2021-11-19 cs.IT eess.SP math.IT
Cooperative Packet Routing using Mutual Information Accumulation
研究了协作无线网络中节点之间进行互信息积累的资源分配问题。我们考虑一个单播设置和任意到达源节点的过程。源到达可以被分解成许多数据包，以更好地利用网络中可用路由的空间和时间多样性。我们设计了一个基于线性规划的算法，分配网络资源，以满足一定的传输目标。给定一个网络，一个有多个到达数据包的源和一个目的地，我们的算法生成一个策略，该策略规定哪些节点应该参与传输哪些数据包，何时以及使用什么资源。通过路由不同的数据包通过不同的节点的政策利用空间路由多样性，并通过排序数据包传输沿同一路线，它利用时间路由多样性。
2011-08-15 cs.IT cs.NI math.IT
An Analytical Model of Packet Collisions in IEEE 802.15.4 Wireless Networks
许多研究表明，并发传输可以提高无线网络的性能，尽管冲突。虽然这些工作提供了经验证据，并发传输可以可靠地接收，现有的信号捕获模型只能部分解释这种现象的根本原因。我们提出了一个全面的数学模型，揭示了原因，并提供了有关影响MSK调制传输性能的关键参数的见解。一个主要的贡献是一个封闭的形式推导的接收机比特决策变量为任意数量的冲突信号和星座的功率比，定时偏移，和载波相位偏移。我们系统地探索成功的数据包交付的根本原因，在整个参数空间的模型并发传输。我们确认了在以前的研究中观察到的捕获阈值行为，但也揭示了与最佳协议设计相关的新见解：我们不仅根据信号功率比，而且还根据时间和相位偏移来识别捕获区。
2014-08-18 cs.IT cs.NI math.IT
Multicast Outage Probability and Transmission Capacity of Multihop Wireless Networks
多播传输，其中相同的数据包必须被传递到多个接收器，是传感器和战术网络的一个重要方面，并有几个独特的特点，而不是更普遍研究的单播网络。特别地，这些包括（i）相同的分组必须被成功地递送到几个节点，（ii）在任何接收器处的中断要求分组至少被重传到该接收器，以及（iii）多播速率由具有最弱链路的接收器支配，以便最小化中断和重传。本文的第一个贡献是开发一个易于处理的多播模型和吞吐量度量，捕捉这些关键特征在多播无线网络。我们利用一个泊松簇过程（PCP）组成的一个不同的泊松点过程（PPP）的发送器和接收器，然后定义的组播传输容量（MTC）的最大可实现的组播速率每次传输尝试的最大强度的组播集群解码延迟和组播中断的约束下。多播集群是分组在其上被多播的连续区域，并且为了减少中断，可以将其细分为$v$更小的多播区域。本文的第二个贡献是分析了这个模型的几个关键方面，我们开发了以下主要结果。假设$τ/v$传输尝试允许每个细分区域中的多播集群，我们表明，MTC是$Θ(ρk^{x}\log(k)v^{y})$，其中$ρ$，$x$和$y$是$τ$和$v$的功能，这取决于网络的大小和强度，和$k$是预期的接收器在集群中的平均数量。我们推导出$\{ρ, x, y\}$的一些制度的利益，也表明，适当的重传次数可以显着提高MTC。
2010-10-24 cs.IT math.IT
A Combinatorial Study of Linear Deterministic Relay Networks
在过去的几年里，中继信道的所谓的“线性确定性”模型作为研究无线通信网络上的信息流的一种手段已经得到普及，并且这种方法推广了有线网络的模型，有线网络是网络优化中的标准。最近的工作扩展著名的最大流/最小割定理的能力，单播会话的线性确定性中继网络，这是由分层有向图建模。这一结果首先证明了一个随机编码方案在大块的传输信号。我们证明了同样的结果与一个简单的，确定性的，多项式时间算法，作为输入的一个单一的传输信号，而不是一个长的信号块。我们的容量实现传输方案的两层网络需要扩展的一维Rado-Hall横截定理的行划分矩阵的行的独立子集到一个二维的变化的块矩阵。为了将我们的方法推广到更大的网络，我们使用子模块的能力，我们的模型，并表明我们完整的传输方案可以通过求解两个多拟阵的交集的线性规划。我们证明了我们的传输方案可以实现最大流/最小割能力，通过应用埃德蒙兹定理，这样的线性规划。我们使用标准的次模函数最小化技术的一部分，我们的多项式时间算法来构建我们的能力实现传输方案。
2009-04-15 cs.IT math.IT
Analysis on 60 GHz Wireless Communications with Beamwidth-Dependent Misalignment
60 GHz频段的高速无线接入依赖于高增益定向天线来克服严重的信号衰减。然而，发射和接收天线波束之间的完美对准在实践中是罕见的，并且来自并发传输的偷听信号可能导致显著的干扰。在本文中，我们分析了天线波束失准对60 GHz无线接入系统性能的影响。我们量化的信号功率损失所造成的波束失准和从相邻的并发传输的信号泄漏，无论是通过主波束指向相同的方向或通过旁瓣发射的干扰功率积累，并推导出的信号与干扰加噪声功率比（SINR）的概率分布。对于干扰发射机随机均匀分布的情况，我们推导出累积分布函数（缩写为CDF或c.d.f.）的上界和下界。的信干噪比，它可以很容易地用于评估系统的性能。我们验证我们的分析结果通过模拟随机节点均匀分布在一个圆形大厅内，并评估平均吞吐量和中断概率对两个参数的敏感性：半功率（3 dB）波束宽度主瓣波束宽度比和波束失准偏差主瓣波束宽度比。结果表明，当半功率波束与主瓣波束宽度之比或并发传输链路数较小时，推导出的下界具有较好的性能。当活动链路的数量高时，在天线设计中期望平衡由波束未对准（较宽波束较好）引起的降级和来自并发传输的干扰（较窄波束较好）。
2016-11-23 cs.IT cs.PF math.IT
Semantic-Aware Command and Control Transmission for Multi-UAVs
针对无人机指挥控制传输中比特导向网络无法满足URLLC需求的问题，提出一种语义感知传输框架，利用语义相似度实现多播传输，并通过PPO算法联合优化传输模式和资源分配，显著提升传输效率。
2026-06-12 cs.IT eess.SP math.IT
Batched Sparse Codes
与路由相比，网络编码可以显著提高存在丢包的通信网络的传输速率。然而，使用网络编码通常在网络设备和终端中引起高的计算和存储成本。例如，一些网络编码方案要求中间网络节点的计算和/或存储容量随着用于传输的分组的数量线性地增加，使得这样的方案难以在仅具有恒定计算和存储容量的类似路由器的设备中实现。在本文中，我们介绍批稀疏码（BATS码），它使数字喷泉的方法来解决上述问题。BATS码是一种由外码和内码组成的编码方案。外码是喷泉码的矩阵生成。它与在中间网络节点处包括随机线性编码的内码一起工作。BATS码保留了喷泉码的无码率和低编解码复杂度等理想特性。应用BATS码所需的中间网络节点的计算和存储容量与用于传输的分组的数量无关。针对单播网络、双向中继网络、树型网络、一类三层网络和蝶型网络，设计了几乎达到容量的BATS码方案。对于一般的网络，在不同的优化准则下，接收节点的保证解码速率可以得到。
2014-02-06 cs.IT math.IT
Stochastic Analysis of Mean Interference for RTS/CTS Mechanism
利用随机几何方法研究了无线局域网中RTS/CTS握手机制。RTS/CTS的效果被视为一个空间分布的点的过程，模型在WLAN中的潜在的收发器的细化过程，并得到并发传输过程进行了描述。建立了并发传输过程的强度和典型接收机所经历的平均干扰的精确公式。分析结果有助于理解RTS/CTS的设计参数对网络干扰的影响。
2012-04-24 cs.IT cs.NI cs.PF
Interference Cancellation at the Relay for Multi-User Wireless Cooperative Networks
本文研究了节点均为线性约束的多接入中继网络（MARN）的多用户传输和检测策略。在$(J, J_a, R_a, M)$ MARN中，每个都配备有$J_a$天线的$J$源通过一个$R_a$天线中继与一个$M$天线目的地通信.本文提出了一种新的分两个阶段的协议，称为IC-中继-TDMA。在第一阶段期间，不同源的符号被并发地发送到中继。在中继站，干扰消除（IC）技术，以前提出的系统直接传输，应用解耦的信息不同源解码。在第二阶段期间，不同源的符号以时分多址（TDMA）方式被转发到目的地。在目的地，最大似然（ML）解码执行源接源。IC-Relay-TDMA协议要求中继天线的数量不少于源的数量，即，$R_a\ge J$。通过中断分析，所提出的方案可实现的分集增益是$\min\{J_a(R_a-J+1),R_aM\}$。当{\small $M\le J_a\left(1-\frac{J-1}{R_a}\right)$}时，所提出的方案实现了最大的无干扰（无整数）分集增益$R_aM$。由于在第一阶段允许并发传输，与全TDMA传输相比，所提出的方案实现了相同的分集，但具有更高的符号率。
2010-11-09 cs.IT math.IT
