Capacity Bounds for Vertically-Drifted First Arrival Position Channels under a Covariance Constraint
本文研究协方差约束下加性垂直漂移首次到达位置噪声信道容量问题，通过分析特征函数与稳定性，给出了三维空间下容量的解析上下界，助力理解分子通信基本极限。
2023-05-22 cs.IT math.IT math.ST
On The Impact of Time-Varying Interference-Channel on the Spatial Approach of Spectrum Sharing between S-band Radar and Communication System
频谱共享是解决射频频谱拥塞问题的一种新方法。提出了一种在雷达和通信系统之间实现频谱共享的空间方法，该方法通过将雷达波形投影到雷达和通信系统之间的干扰信道的零空间上来减轻雷达对通信的干扰[1]。在这项工作中，我们将这种方法扩展到海上MIMO雷达，该雷达由于船舶的振荡运动而经历时变干扰信道，因为海/海浪的破碎。我们用矩阵微扰理论和破碎波的统计分布来模拟这种变化。然后，该模型被用来研究扰动干扰信道的频谱共享的空间方法的影响。我们使用最大似然（ML）估计的目标的到达角来研究雷达的性能时，其波形被投射到零空间的扰动干扰信道。通过我们的分析和仿真结果，我们研究了雷达的性能损失，由于其波形的零空间投影（NSP）上的扰动干扰信道。
2014-08-27 cs.IT math.IT
Optimizing Age of Information in Random-Access Poisson Networks
实时性是许多物联网（IoT）应用的新兴需求。在大量节点分布的IoT网络中，在传输阶段期间可能招致严重干扰，这导致信息年龄（AoI）降级。因此，研究AoI的性能极限以及如何达到这样的极限是很重要的。在本文中，我们的目标是优化的AoI随机访问泊松网络。通过考虑发射机之间的时空交互，基于最优峰值AoI的显式表达式导出峰值AoI的表达式，并且进一步导出包括分组到达速率和信道接入概率的相应的最优系统参数。它表明，与一个给定的数据包到达率（分别。给定的信道接入概率），最优信道接入概率（分别为最优分组到达率）在小节点部署密度下等于1，并且由于发射机之间的时空耦合引起的严重干扰而随着空间部署密度的增加而单调减小。当执行分组到达速率和信道接入概率的联合调谐时，最优信道接入概率总是被设置为1。此外，与信道接入概率的单独调谐相比，发现仅当节点部署密度高时，最优峰值AoI性能才能以较小的分组到达速率得到改善，这与分组到达速率的单独调谐的情况相反，其中较高的信道接入概率总是导致更好的最优峰值AoI，而不管节点部署密度如何。在系统参数的最优调整的所有情况下，最优峰值AoI随着节点部署密度线性增长，而不是随着固定系统参数的指数增长。
2021-02-23 cs.IT cs.NI math.IT
On the Capacity and Degrees of Freedom Regions of MIMO Interference Channels with Limited Receiver Cooperation
本文给出了有限接收机协作下两用户MIMO干扰信道的近似容量域，其中内界和外界之间的间隙是两个接收机的接收天线总数，与实际信道值无关。然后使用近似容量区域来找到自由度区域。对于对称干扰信道的特殊情况，我们还发现了根据回程容量的接收机合作量，超过该容量，自由度不会提高。此外，广义自由度的MIMO干扰信道的天线数量相等的所有节点。结果表明，广义自由度从“W”曲线逐渐提高到“V”曲线的回程容量方面的合作的增加。
2013-08-15 cs.IT math.IT
Interference Networks with Random User Activity and Heterogeneous Delay Constraints
针对物联网系统中随机用户活动与异构时延业务的理论框架需求，提出干扰网络下的编码方案与信息论逆结果，推导两类网络的复用增益区域界，表明收发协作可降低时延敏感业务的增益损失甚至提升总增益。
2023-10-07 cs.IT math.IT
Remote Interference Mitigation through Null Precoding and Fractional Programming
针对5G大气波导引起的远程干扰问题，提出基于到达角估计、零预编码与分数规划的干扰消除方案，显著改善信道估计精度并在低发射功率下恢复上行通信。
2025-10-11 cs.IT math.IT
Spatial Throughput of Mobile Ad Hoc Networks Powered by Energy Harvesting
设计手机来收集周围的能量，如动能活动或电磁辐射，将使无线网络能够自我维持，除了缓解全球变暖。本文采用随机几何模型分析了由能量收集驱动的移动自组网的空间吞吐量。在该模型中，发射机分布为泊松点过程，能量以均匀的平均速率随机到达每个发射机，称为能量到达速率;在收获足够的能量后，每个发射机在目标信号与干扰和噪声比的中断概率约束下以固定功率发送到预期接收机。假设发射器将能量存储在具有无限容量的电池中。应用随机游走理论，证明了当能量到达率大于发射功率或等于发射功率与能量到达率之比时，发射机发射的概率等于1，称为发射概率。这一结果和工具，从随机几何适用于最大化网络吞吐量为一个给定的能量到达率，通过优化传输功率。示出的最大网络吞吐量是成比例的最佳传输概率，这是等于一个，如果发射机密度是低于能量到达率的导出函数，否则小于一个，并解决了一个给定的多项式方程。最后，在高能量到达率和密集网络的极端情况下，得到了最大网络吞吐量的极限。
2013-06-27 cs.IT math.IT
Robust Pilot Decontamination Based on Joint Angle and Power Domain Discrimination
本文研究了大规模MIMO系统中噪声和干扰干扰对信道估计的影响。源自导频复用（或污染）的干扰原则上可以基于路径角度和幅度的分布来区分。在本文中，我们提出了新的鲁棒信道估计算法，利用路径分集的角度和功率域，依赖于一个合适的组合的空间滤波和幅度为基础的投影。所提出的方法是能够应付各种各样的系统和拓扑结构的情况下，包括那些地方，不像在以前的作品，干扰信道可能与所需的信道重叠的多径到达角或超过他们的接收功率。特别是，我们建立分析条件下，建议的信道估计是完全净化。仿真结果证实了使用新方法时的整体系统增益。
2016-06-05 cs.IT math.IT
On the Symmetric $K$-user Interference Channels with Limited Feedback
在本文中，我们开发了对称的$K$ -用户干扰信道的速率受限的反馈，从每个接收机到相应的发射机的可扩展性计划。我们在两种不同的信道模型下研究这个问题：线性确定性模型和高斯模型。对于确定性模型，该方案实现了一个对称的速率，即无限反馈的对称容量的最小值，没有反馈的对称容量和对称的反馈量的总和。对于高斯干扰信道，我们使用格码提出了一种传输策略，该策略结合了Han-Kobayashi消息分裂，干扰解码和解码转发技术。该策略实现了一个对称的速率，这是在一个恒定的比特数的最小值的对称容量与无限反馈，对称容量无反馈和对称反馈量的总和。该常数是作为用户数$K$的函数获得的。对称可达速率被用来表征可达广义自由度，它表现出逐渐增加，从没有反馈到完美的反馈存在的反馈链路与有限的容量。
2016-07-26 cs.IT math.IT
Sum-MSE performance gain of DFT-based channel estimator over frequency-domain LS one in full-duplex OFDM systems with colored interference
研究了在有色干扰和噪声环境下，全双工OFDM系统中基于DFT的最小二乘（LS）信道估计器相对于频域LS信道估计器的均方误差和（sum-MSE）性能增益。给出了系统性能增益和均方误差的闭合表达式。利用矩阵特征值不等式，导出了其简单的上、下界。通过仿真和分析，随着子载波数N与循环前缀长度L之比的增大和有色干扰相关因子的增大，MSE增益的上下界接近于MSE增益的精确值。更重要的是，我们还发现，随着有色干扰之间的相关性逐渐降低，MSE增益从1变化到N/L。根据理论分析，我们还发现，在两种极端情况下，MSE增益有非常简单的形式。在所有子信道上的有色干扰完全相关的第一极端情况下，即，它们的协方差矩阵是全1的矩阵，则和MSE增益减小到1。换句话说，没有性能增益。在第二种极端情况下，即有色干扰协方差矩阵是单位矩阵，即它们是相互独立的，可实现的和MSE性能增益是N/L。大的N/L比率将实现显著的和MSE增益。
2017-05-02 cs.IT math.IT
Grant-Free Massive NOMA: Outage Probability and Throughput
在本文中，我们考虑了一个大规模的非协调非正交多址接入（NOMA）方案，设备有严格的延迟要求，没有重传的机会。每个设备从预定集合中选择导频序列作为其签名，并且同时发送其选择的导频和数据。当两个或多个设备选择相同的导频序列时，就会发生冲突。碰撞被视为对剩余接收信号的干扰。我们考虑连续联合解码（SJD）和连续干扰消除（SIC）下的瑞利衰落和路径损耗信道模型。我们首先推导出的中断概率的情况下，设备以相同的固定速率传输的表达式。然后，我们推导出的最大可实现的吞吐量的情况下，设备传输无速率码的表达式。因此，它们的码率适应于系统条件，即，负载、接收功率和干扰。数值结果验证了解析表达式的正确性。对于低数据率传输，结果表明，SIC执行接近的SJD的中断概率的数据包到达率高达10个数据包每时隙。然而，SJD可以实现几乎是SIC的两倍的吞吐量，因此更加优越。
2017-07-24 cs.IT math.IT
Queue-Aware Joint Dynamic Interference Coordination and Heterogeneous QoS Provisioning in OFDMA Networks
我们提出了云无线接入网络，不仅提供异构的服务质量（QoS）的速率，重要的是，延迟敏感的应用程序，但也共同优化的频率复用模式的算法。重要的是，与相关的作品，我们占随机到达，通过队列意识，不像大多数作品只集中在一个单一的帧，我们认为QoS措施平均在多个帧涉及一组闭环控制。我们将此问题建模为多小区优化，以最大化受QoS约束的总效用，表示为最小平均速率或最大平均延迟。由于我们考虑动态干扰协调与动态用户关联，即使在整数松弛后，问题也不是凸的。我们将问题转化为帧速率的优化，服从于交织的原始和对偶问题的分解。这个优化问题的解决方案提供了联合决策调度，动态干扰协调，重要的是，不像大多数作品在这一领域，动态用户关联。此外，我们提出了一种新的方法来管理不可行的负载。大量的仿真证实，该设计响应瞬时负载，异构用户和AP的位置，信道条件和QoS约束，同时，如果需要的话，保持低中断时，处理不可行的负载。与基线比例公平计划的比较说明了所取得的成果。
2018-01-25 cs.IT cs.NI math.IT
Impact of Radar and Communication Coexistence on Radar's Detectable Target Parameters
在本文中，我们提出了我们的多输入多输出（MIMO）雷达和长期演进（LTE）蜂窝系统与多个基站（BS）之间的频谱共享算法。通过将正交波形投影到干扰信道矩阵的零空间上，分析了MIMO雷达对到达角、传播延迟和多普勒角频率的检测性能。比较分析了原始雷达波形和零投影雷达波形情况下雷达的可探测目标参数。我们提出的频谱共享算法通过选择不会由于雷达信号而对第i个LTE基站造成干扰的最佳干扰信道来使雷达性能损失最小。我们通过我们的分析和仿真结果表明，当我们提出的频谱共享算法被用来选择最好的通道上的雷达信号被投影在雷达性能检测的目标参数的损失是最小的。
2014-08-28 cs.IT cs.NI math.IT
Fast DOA estimation using wavelet denoising on MIMO fading channel
本文提出了一个工具的分析，并在衰落信道下的无线移动通信系统的波达方向（DOA）估计的仿真。介绍了波达方向（DOA）估计的两种算法。基于子空间的方法可以得到标准的多信号分类（MUSIC）。在改进的MUSIC算法Cyclic MUSIC中，它可以根据已知的谱相关特性自动地将信号分为期望信号和非期望信号，并只估计期望信号的DOA。提出了一种基于时频变换分析的去噪预处理DOA估计算法，并对其性能进行了分析。研究了在低信噪比和干扰环境下DOA估计的改进问题。本文提供了一个相当完整的图像的性能和统计效率的上述两种方法与QPSK信号。
2011-12-09 cs.IT cs.NI math.IT
Capacity Region of Two-users Weak Gaussian Interference Channel
高斯干扰信道（GIC）的计算容量是复杂的，因为需要输入分布的知识来找到封闭形式的互信息项，这应该在输入分布和相关联的资源分配上被优化。最佳解决方案可能需要在几个GIC（下文中，每个称为"组成区域"）之间划分可用资源，并在它们之间应用分时。当前的文章重点讨论了一个2用户弱GIC的单个组成区域（意味着资源约束都满足等式）。它示出，通过依赖于一个不同的，直观地简单，解释的基本优化问题，可以确定的编码/解码策略的过程中计算的最佳解决方案。这是基于以无限小的步骤沿着容量区域的边界逐渐移动，其中每个步骤中的终点的解依赖于步骤的起点处的解而被优化。这种方法能够证明高斯分布在整个边界上是最优的，并且还允许找到描述容量区域的不同部分的简单封闭形式的解决方案。每个组成2用户GIC的解与Han Kobayashi（HK）约束系统的最优解一致，i.i.d.（标量）高斯输入。虽然本文的研究重点是2用户弱GIC，但高斯分布最优性的证明与交叉增益的大小无关，因此对强干扰信道、混合干扰信道、Z干扰信道以及两个以上用户的GIC都是普遍适用的。此外，通过重新推导假设交叉增益小于1而建立的各种条件，用于构造边界的过程适用于任意交叉增益值。
2020-12-08 cs.IT math.IT
The Impact of Physical Channel on Performance of Subspace-Based Channel Estimation in Massive MIMO Systems
最近提出了一种用于信道估计的子空间方法[1]，用于解决导频污染效应，这被一些研究人员视为大规模MIMO系统中的瓶颈。文献[1]指出，如果期望信号与干扰之间的功率比保持在一定值以上，则接收信号频谱分裂为信号和干扰特征值，即可以完全消除“导频污染”效应。然而，[1]假设一个独立分布（i.d.）渠道，这实际上是不多的情况下，在实践中。考虑到这一点，更合理的有限维物理信道模型（即，本文采用了有限散射环境，其中信号从有限数量的到达角（AoA）撞击基站（BS）。通过渐近谱分析，它表明，与同分布相比，在物理信道中，物理信道以有用信号与干扰之间的增加的功率比的形式施加惩罚。此外，我们证明了一个有趣的“天线饱和”效应，即，当BS天线的数目接近无穷大时，在具有P个AoA的物理信道下的性能受到i. d.通道与P接收天线。
2015-04-21 cs.IT math.IT
Interference Queueing Networks on Grids
考虑一个可数无限集合的相互作用的队列，与队列位于每一个点的$d$维整数网格，具有独立的泊松到达，但相关的服务率。服务规则是处理器共享型的，当相邻队列具有较大的工作负载时，每个队列中的服务速率减慢。相互作用在空间中是平移不变的，既不是Jackson网络类型，也不是平均场类型。耦合和渗流技术首先被用来表明，这种动态有明确的轨迹。耦合从过去的技术，然后提出建立其最小的平稳制度。Palm演算的速率守恒原理，然后用于确定该系统的稳定性条件，其中的稳定性的概念是适当的定义为一个无限维的过程。我们发现，所确定的条件也是必要的，在某些特殊情况下，猜想它是真实的在所有情况下。值得注意的是，速率守恒原理还提供了平均队列量的封闭形式的表达式。当稳定性条件成立时，该最小解是唯一的平移不变定态区域。此外，存在一系列的小的初始条件的动态被吸引到最小政权。然而，存在另一个范围较大，但有限的初始条件的动力学发散，即使稳定性判据成立。
2019-03-09 cs.IT cs.PF math.IT
