Asymptotic Outage Analysis of HARQ-IR over Time-Correlated Nakagami-$m$ Fading Channels
本文分析了具有增量冗余的混合自动重传请求（HARQ-IR）的中断性能。不同于以往的分析，时间相关Nakagami- $m$衰落信道被认为是。因此，中断分析涉及多个相关移位Gamma随机变量的产品的概率分布分析，并且比先前的分析更具挑战性。在发现接收信噪比条件独立性的基础上，利用条件梅林变换精确地推导了中断概率。具体地，在时间相关的Nakagami- $m$衰落信道下的HARQ-IR的中断概率可以被写为独立Nakagami衰落信道上的HARQ-IR的中断概率的加权和，其中权重由负多项式分布确定。这一结果不仅使一个有效的截断近似的中断概率一致收敛，但也渐近中断分析，以进一步提取清晰的见解，从来没有发现的HARQ-IR，即使在快衰落信道。渐近中断概率，然后推导出一个简单的形式，清楚地量化的发射功率，信道时间相关性和信息传输速率的影响。证明了渐进中断概率是HARQ各轮发射功率乘积的反幂函数，是信道时间相关系数的增函数，是信息传输速率的单调增凸函数.渐近结果的简单表达使得HARQ-IR的最优功率分配和最优速率选择具有低复杂度。最后，数值结果验证了我们的分析结果和证明的渐近结果的最优系统设计的应用。
2017-06-01 cs.IT math.IT
Outage Analysis on Type I HARQ over Time-Correlated Rayleigh Fading Channels
本文分析了时间相关瑞利衰落信道下的I类混合自动重传请求（HARQ）。由于信道时间相关性的存在，该分析比文献中的先前分析更具挑战性。首先推导出停电概率作为一个加权和的联合CDF的多个独立的伽玛随机变量的基础上的无穷级数表示。提出了一种有效计算中断概率的截断方法，并证明了截断误差随截断阶数的增加呈指数下降。该方法将数据包传输速率、发射功率和信道时间相关性对系统性能的影响解耦，并对系统性能进行了分析。基于渐近中断概率，分析了HARQ的分集阶数。研究发现，即使在时间相关的衰落信道下，也可以实现全分集，并且在高信噪比下，信道的时间相关性对中断概率有负面影响。最后，我们的分析结果进行了验证蒙特卡罗模拟。
2022-09-23 cs.IT math.IT
Rate Selection for Cooperative HARQ-CC Systems over Time-Correlated Nakagami-m Fading Channels
针对时间相关Nakagami-m衰落信道，研究了协作混合自动重传请求与追赶组合（HARQ-CC）系统的速率选择问题。针对这一问题，首先推导了最大比合并（MRC）信噪比的闭合累积分布函数（CDF），并将其表示为广义Fox $\bar H$函数。通过使用这个结果，中断概率和延迟限制的吞吐量（DLT）推导出封闭的形式，然后使速率选择最大的DLT。这些分析结果是通过蒙特卡罗模拟验证。深入研究了时间相关性和信道衰落序参量$m$对中断概率、DLT和最优速率的影响。研究发现，协作HARQ-CC系统可以在相关性较低的信道上获得更大的分集增益;协作HARQ-CC系统的中断概率随着$m$等参数的增加而减小;最优速率随着重传次数的增加而增加，随着信道时间相关性的增加而减小。
2015-03-10 cs.IT math.IT
On the Performance of Variable-Rate HARQ-IR over Beckmann Fading Channels
本文深入研究了贝克曼衰落信道下的可变速率混合自动重传请求（HARQ）系统的性能，其中贝克曼信道模型用于描述视距（LOS）路径、衰落信道之间的时间相关性以及同相和正交分量之间的不相等均值和方差的影响。复杂的信道模型和可变速率的传输策略显着复杂的性能分析。信道系数联合分布的复杂形式使得精确分析相当困难。因此，HARQ-IR的渐近分析进行，以获得易于处理的结果。中断概率和长期平均吞吐量（LTAT），然后推导出封闭的形式与清晰的见解。此外，所获得的表达式的简单性，使最大化的LTAT给定中断约束，通过选择适当的传输速率。特别地，中断概率关于传输速率的单调递增性和凸性使我们能够通过交替迭代优化和凹分式规划相结合来次优求解该问题，并且所提出的次优算法具有比穷举搜索算法更低的计算复杂性.
2022-09-23 cs.IT math.IT
Proactive Eavesdropping via Jamming over HARQ-Based Communications
研究了瑞利衰落信道下基于混合自动重传请求（HARQ）的可疑通信链路的无线监测问题。我们提出了一个积极的窃听方法，半双工监视器可以伺机干扰可疑的链接，以利用其潜在的重传更有效地偷听。特别是，我们认为可疑的链路使用最多两个HARQ轮传输相同的数据包，我们专注于两种情况下，没有和与HARQ合并在监视器接收机。在这两种情况下，我们的目标是最大限度地提高成功的窃听概率在监视器，自适应分配的干扰功率在第一个HARQ轮根据衰落信道条件，平均干扰功率约束。对于这两种情况下，我们表明，最佳干扰功率分配遵循基于阈值的政策，和监视器干扰恒定功率时，窃听信道增益小于阈值。仿真结果表明，与传统的被动窃听方案相比，该方案具有更高的成功窃听概率，HARQ合并可以进一步提高窃听性能。
2017-08-31 cs.IT math.IT
On the Throughput of Secure Hybrid-ARQ Protocols for Gaussian Block-Fading Channels
本文的重点是一个信息理论研究的可靠的数据包通信的重传协议下的保密性约束。重新访问的混合自动重传请求（HARQ）协议的块衰落窃听信道，其中两个合法的用户在块衰落信道中的存在下，一个被动的窃听者拦截的传输通过一个独立的块衰落信道进行通信。在该模型中，发射机经由无差错公共信道从合法接收机获得1比特ACK/NACK反馈。通过联合考虑信道编码、保密编码和重传协议，研究了安全HARQ协议的可靠性和保密性。特别是，基于良好的Wyner码序列的重复时间分集（RTD）和增量冗余（INR）协议的错误和保密性能进行了研究，这确保了机密消息被成功解码的合法接收机，并保持在一个给定的信道实现集的窃听者完全无知。本文首先说明了存在一个良好的速率兼容的Wyner码族，确保安全的INR协议。接下来，两种类型的中断概率，连接中断和保密中断概率的定义，以表征合法通信链路的可靠性和相对于窃听者的链路的机密性之间的权衡。对于一个给定的连接/保密中断概率对，安全HARQ协议的可实现的吞吐量块衰落信道。最后，渐近分析和数值计算表明HARQ协议的吞吐量和保密性的好处。
2007-12-26 cs.IT math.IT
AMC and HARQ: How to Increase the Throughput
在这项工作中，我们考虑在块衰落信道传输，并假设自适应调制和编码（AMC）和混合自动重传请求（HARQ）的实施。知道在高信噪比下，HARQ与AMC的常规组合从吞吐量的角度来看是适得其反的，我们采用所谓的层编码HARQ（L-HARQ）。L-HARQ允许连续的分组共享信道，并在AMC和HARQ之间保持很大程度的分离;这使得编码和解码非常简单，并允许我们使用可用/优化的代码。数值例子表明，L-HARQ可以提供显着的吞吐量增益相比，传统的HARQ。L-HARQ还使用turbo码来实现，这表明吞吐量增益在实践中也是实现的。
2018-02-20 cs.IT math.IT
Opportunistic Relaying without CSI: Optimizing Variable-Rate HARQ
我们分析了在块衰落信道上的机会中继HARQ传输的基础上，在发射机节点的信道状态信息（CSI）的情况下。我们假设源和中继都被允许在HARQ传输轮之间改变它们的传输速率。我们使用双递归动态规划来解决关于传输速率的吞吐量最大化问题。还提出了简化，以减少优化的复杂性。数值结果表明，可变速率HARQ可以显着增加吞吐量相比，它的固定速率对应。
2017-02-24 cs.IT math.IT
Hybrid ARQ in Multiple-Antenna Slow Fading Channels: Performance Limits and Optimal Linear Dispersion Code Design
本文主要研究MIMO-ARQ慢衰落信道的基本性能限制和线性色散码的设计。分析了现有HARQ协议的最优平均速率。讨论了MIMO-ARQ信道中空时编码的优化设计问题。信息论的措施被用来优化的速率分配，并推导出最佳的设计准则，然后使用现有的空时码的最优性进行评估。通过对空时编码MIMO-HARQ的误码率分析，提出了一种不同的设计准则。最后通过仿真研究了空时编码MIMO系统中ARQ反馈的增益。
2009-05-25 cs.IT math.IT
Polar Coded HARQ Scheme with Chase Combining
提出了一种极化码的混合自动重传请求方案（HARQ-CC）。将加性高斯白噪声（AWGN）信道下速率兼容删余极坐标（RCPP）码的现有分析工具推广到瑞利衰落信道。然后，推导出极化编码HARQ-CC方案的吞吐量效率的近似界。利用这个界，所提出的方案的参数配置可以优化。仿真结果表明，在低复杂度SC解码下，所提出的HARQ-CC方案与现有的增量冗余方案（\mbox{HARQ-IR}）相比，仅相差约$1.0$ dB。与极化编码的\mbox{HARQ-IR}方案相比，所提出的HARQ-CC方案需要更少的重传，并且具有与其他通信技术良好兼容的优点。
2014-01-10 cs.IT math.IT
Analysis of Cooperative Hybrid ARQ with Adaptive Modulation and Coding on a Correlated Fading Channel
在这项研究中，一个跨层的设计，结合自适应调制和编码（AMC）和混合自动重传请求（HARQ）技术的合作无线网络分析。文献中对这种系统的先前分析仅限于衰落信道在每次重传时是独立的情况，这可能是不现实的，除非信道变化非常快。另一方面，时间信道相关性可以对HARQ系统的性能具有显著影响。在这项研究中，利用马尔可夫信道模型，占时间相关性，非合作和合作网络的性能进行了研究的丢包率和吞吐量指标的Chase结合HARQ策略。
2019-11-12 cs.IT eess.SP math.IT
Adaptive Cross-Packet HARQ
在这项工作中，我们研究了一种编码策略，旨在提高吞吐量的混合ARQ（HARQ）传输块衰落信道。在我们的方法中，发射机联合编码可变数量的比特用于每轮HARQ。该联合编码的参数（速率）可以变化，并且可以基于由接收机提供的否定确认（NACK）或者基于关于信道状态的过去（过时）信息。这些新的自由度允许我们改进码本与接收机所经历的信道状态之间的匹配。结果表明，显着的增益，可以获得使用所提出的编码策略，特别是显着时，传统的HARQ无法提供吞吐量的改善，即使传输轮数增加。新的跨包HARQ也使用Turbo码，我们表明，理论上预测的吞吐量增益实现在实践中，我们讨论了实施的挑战。
2016-06-16 cs.IT math.IT
Fast HARQ over Finite Blocklength Codes: A Technique for Low-Latency Reliable Communication
研究了时延受限的混合自动重传请求HARQ协议的性能。特别地，我们提出了一种快速HARQ协议，其中，为了增加端到端的吞吐量，一些HARQ反馈信号和连续的消息解码被省略。考虑准静态信道和突发通信模型，我们推导出封闭形式的表达式的消息解码概率以及吞吐量，预期延迟和错误概率的HARQ设置。分析是基于最近的结果上的有限长度的代码的可实现的速率，并显示码字长度对系统性能的影响。此外，我们评估了各种参数，如不完善的信道估计和硬件对系统性能的影响。如所展示的，与现有技术的HARQ方案相比，所提出的快速HARQ协议大大减少了分组传输延迟。例如，对于典型的消息解码延迟分布和最大2，.，5个传输轮，所提出的快速HARQ协议可以改善预期的延迟，相比于标准HARQ，分别由27，42，52和60%，独立于码率/衰落模型。
2018-11-13 cs.IT math.IT
How to Boost the Throughput of HARQ with Off-the-Shelf Codes
在这项工作中，我们提出了一种编码策略，旨在提高吞吐量的混合ARQ（HARQ）传输i.i.d.块衰落信道与信道状态信息（CSI）未知的发射机。我们使用联合分组编码，其中相同的信道块在许多分组之间逻辑地共享。为了降低复杂度，我们使用两层编码，其中，首先，数据包首先由二进制压缩编码器编码，然后将结果传递到传统的信道编码器。我们展示了如何优化压缩率的基础上的经验误差率曲线。我们还讨论了如何修改实际的涡轮码的参数，以利用所提出的HARQ方案。最后，简单实用的速率自适应策略。在数值例子中，我们的计划相比，传统的增量冗余HARQ（IR-HARQ），它产生了显着的增益1-2 dB的高吞吐量的区域，HARQ未能提供任何改善。
2016-07-23 cs.IT math.IT
Statistical Analysis of a Posteriori Channel and Noise Distribution Based on HARQ Feedback
为了回应对我们的一篇论文的评论，本文研究了HARQ系统中所有先前传输的NACK和ACK的后验信道和噪声分布。我们的主要结果是，除非相干间隔（时间或频率）是在块衰落假设大，信道和噪声的后验分布要么保持几乎相同的先验分布，或者它主要遵循相同的类的分布作为前一个。在后一种情况下，后验分布和先验分布之间的差异可以建模为一些参数失配，这对某些类型的应用程序几乎没有影响。
2016-01-16 cs.IT math.IT
Low-Latency Short-Packet Transmissions: Fixed Length or HARQ?
研究了在有限频率分集和无时间分集的前提下，在时延和可靠性约束下的短分组通信。解决的问题是，是否，以及何时，混合自动重传请求（HARQ）优于固定块长度的计划，没有反馈（FBL-NF）在这样的设置。我们推导出HARQ的可扩展性界，在有限数量的传输的假设下。该边界依赖于导频辅助传输来估计衰落信道和接收机处的缩放最近邻解码。我们比较我们的HARQ的可扩展性界限的最先进的FBL-NF通信的可扩展性界限，并表明，对于一个给定的延迟，可靠性，信息位数，和分集分支的数量，HARQ可能会显着优于FBL-NF。例如，对于1 ms的平均延迟、10^-3的目标错误概率、30个信息比特和3个分集分支，每个比特的能量增益约为4 dB。
2018-09-18 cs.IT math.IT
Universal Polar Coding for Parallel Gaussian Channels with Non-Binary Inputs and Its Applications to HARQ and MIMO
在本文中，我们首先提出了一个通用的极化编码方案的并行高斯信道与非二进制输入。假设编码器只知道M个并行信道的总容量，而不知道任何单个信道的容量。通过将每个并行信道分解为T = [log2r]个子信道，我们因此获得MT二进制子信道。然后提出了一种跨所有子信道的超极化编码方案。当块长度足够大时，该方案可以实现总容量。我们还讨论了并行极化编码设计在HARQ和MIMO系统中的应用。它示出了一个容量实现HARQ方案可以获得块衰落信道和容量实现MIMO设计，只需要反馈的总和速率的所有MIMO层也可以获得。
2022-06-02 cs.IT math.IT
Optimized Asymmetric Feedback Detection for Rate-adaptive HARQ with Unreliable Feedback
本文针对不可靠反馈信道下的IR-HARQ，提出非对称反馈检测方案保护NACK，并将其建模为MDP以自适应调整传输速率，从而在中断概率约束下提升吞吐量。
2024-01-11 cs.IT math.IT
Rate Adaptation for Secure HARQ Protocols
研究了独立块衰落信道上存在窃听者的增量冗余混合自动重传请求（IR-HARQ）传输，通过引入伪消息来保证传输的保密性。由于编码器只知道信道状态的统计信息，因此在概率框架中定义了保密性和可靠性。与以前的作品在这个问题上，我们设计了一个编码策略，适合IR-HARQ通过分裂的哑消息速率在几个速率参数。这些附加的自由度改善了伪消息速率与窃听者信道的实现之间的匹配。我们评估的保密中断概率，连接中断概率和吞吐量方面的性能，我们比较它与Tang等人的基准文件。数值例子表明，相比现有的替代品，分裂的哑消息速率提供更高的吞吐量和更低的预期持续时间/平均延迟。
2018-04-14 cs.IT math.IT
Multi-packet Hybrid ARQ: Closing gap to the ergodic capacity
在这项工作中，我们考虑增量冗余（IR）混合自动重传请求（HARQ），其中传输回合进行独立的块衰落信道。我们提出了所谓的多分组HARQ，其中发射机允许不同的分组共享相同的信道块。以这种方式，资源（块）在整个传输循环中被最优地分配。这与常规HARQ形成对比，在常规HARQ中，每个传输回合占用整个块。我们分析了叠加编码和分时传输策略，并优化了参数，以最大限度地提高吞吐量。除了传统的一比特反馈（ACK/NACK）之外，我们还考虑了丰富的多比特反馈。为了解决优化问题，我们制定了一个马尔可夫决策过程（MDP）的问题，其中的决定是使用累积的互信息（AMI）从接收器通过延迟反馈。当仅使用1比特反馈来通知发送器关于解码成功/失败（ACK/NACK）时，使用部分状态信息马尔可夫决策过程（PSI-MDP）框架来获得最优策略。在瑞利衰落信道下的数值算例表明，提出的多分组HARQ比传统的HARQ性能提高了5 dB以上，具有较高的频谱效率。
2014-12-30 cs.IT math.IT
Semantic HARQ for Intelligent Transportation Systems: Joint Source-Channel Coding-Powered Reliable Retransmissions
针对智能交通系统中无线传输可靠性问题，提出将HARQ与JSCC结合的三种语义HARQ方案，通过生成式重构与合并策略提升语义通信可靠性。
2025-04-20 cs.IT math.IT
Performance of Gaussian Signalling in Non Coherent Rayleigh Fading Channels
研究了离散时间无记忆瑞利衰落信道的互信息，其中发送端和接收端都不知道除衰落统计信息外的信道状态信息。当输入分布为复高斯分布时，我们给出了该信道的封闭形式的互信息，并推导了相应的非衰落信道容量和接收端已知理想信道状态信息时的容量的下界.
2005-04-18 cs.IT math.IT
On the Benefits of Partial Channel State Information for Repetition Protocols in Block Fading Channels
研究了分组衰落高斯信道下混合自动重传请求（HARQ）协议的吞吐量性能。它提出了新的协议，使用可用的反馈位（S）不仅请求重传，而且通知发送器的瞬时信道质量。一个明确的协议结构给出了任何数量的重传和任何数量的反馈比特。新的协议示出，同时实现HARQ的增益和功率控制与部分CSI（信道状态信息）。显着的吞吐量的改善，特别是在低和中等信噪比（信噪比），相对于协议，使用的反馈位仅用于重传请求。特别地，对于单个重传和单个反馈比特的情况，示出了在低$\snr$下不需要重复，其中吞吐量改善仅是由于功率控制。另一方面，在高SNR下，重复是有用的，并且性能增益来自功率控制和弥补深度衰落的能力的组合。
2011-02-20 cs.IT math.IT
Robust Estimation in Rayleigh Fading Channels Under Bounded Channel Uncertainties
本文研究了瑞利衰落信道在有界信道不确定性下的信道均衡问题。我们分析了三种鲁棒的方法来估计通过瑞利衰落信道传输的未知信号，在那里我们避免直接调整均衡器参数，以提供不准确的信道信息。这些方法是基于最小化一定的均方误差的标准，将信道的不确定性的问题配方。我们提出了封闭形式的解决方案，为每种方法和零均值和非零均值信号的信道均衡问题。我们通过仿真说明了均衡方法的性能。
2012-09-28 cs.IT math.IT
Deep Reinforcement Learning Empowered Rate Selection of XP-HARQ
本文针对相关衰落信道下XP-HARQ的速率选择问题，提出基于DDPG和优先经验回放的深度强化学习方法，以最大化长期平均吞吐量，并通过仿真验证其优于HARQ-IR和仅依赖统计CSI的XP-HARQ方案。
2023-08-04 cs.IT eess.SP math.IT
How Good is Phase-Shift Keying for Peak-Limited Rayleigh Fading Channels in the Low-SNR Regime?
研究了在无信道状态信息（CSI）的频率非选择性瑞利衰落信道中，相移键控（PSK）的可达信息速率。衰落过程具有一般的时间相关性，其特征在于其谱密度函数。我们考虑离散时间和连续时间的信道，并找到它们的渐近在低信号噪声比（SNR）。与已知的峰值约束下的容量上限相比，这些渐近性通常导致在低SNR制度的慢时变衰落信道的速率损失可以忽略不计。我们进一步专注于高斯-马尔可夫和克拉克衰落模型的案例研究。
2005-08-27 cs.IT math.IT
Lattice Code Design for the Rayleigh Fading Wiretap Channel
最近已经表明，可以利用嵌套网格来完成高斯窃听信道的编码。一个精细的晶格打算合法用户必须被设计为一个常见的格码的高斯信道，而一个粗糙的晶格被添加到引入混乱的窃听者，其θ系列必须最小化。我们提出了一个设计准则的罚款和粗格获得窃听格码的瑞利衰落窃听信道。
2010-12-19 cs.IT math.IT
Stochastic Geometry-Based Performance Bounds for Non-Fading and Rayleigh Fading Ad Hoc Networks
在本文中，我们研究了非衰落和瑞利衰落的Ad Hoc网络的性能。首先，我们通过拉普拉斯变换的非衰落信道的倒信干噪比（SINR）的分布特征。由于大多数通信系统是干扰有限的，我们也考虑的情况下，可以忽略不计的噪声功率，并推导出上界和下界的信号干扰比（SIR）分布下的非衰落和衰落的情况下。这些界具有封闭形式，便于理论分析。基于这些推导，我们得到了封闭形式的平均香农和中断率的界限。我们也利用上述结果来研究部分衰落ad-hoc系统。这些结果是有用的调查和比较第五代通信系统，例如大规模的多天线和小小区网络在我们的说明性的例子。
2015-09-14 cs.IT math.IT
Generalized HARQ Protocols with Delayed Channel State Information and Average Latency Constraints
在许多无线系统中，适用于特定传输的信号干扰噪声比（称为信道状态信息（CSI））只能在传输已经发生之后才能被获知，从而被延迟（过时）。在这样的系统中，混合自动重传请求（HARQ）协议通常用于实现具有低延迟的高吞吐量。本文提出了扩展消息空间（EMS）协议族，该协议族推广了HARQ协议，并允许基于发送端延迟CSI（CSIT）的速率自适应。假设一个块衰落信道，所提出的EMS协议进行了分析，使用动态规划。当完全延迟CSIT是可用的，有一个约束的平均解码时间，它示出了最佳的零中断EMS协议具有一个特别简单的操作解释和吞吐量是相同的回溯重传请求（BRQ）协议。我们还设计了EMS协议的情况下，CSIT只能通过有限数量的反馈消息。数值结果表明，BRQ的吞吐量接近遍历容量快速HARQ相比，而EMS协议只有三个和四个反馈消息实现的吞吐量，只是略差于BRQ。
2018-01-22 cs.IT math.IT
Queueing Analysis for Block Fading Rayleigh Channels in the Low SNR Regime
无线衰落信道同时受到信道衰落和加性高斯白噪声（AWGN）的影响.结果，衰落信道不可能在不使用缓冲器的情况下支持恒定速率的数据流。在本文中，我们考虑在低信噪比（SNR）制度的信息传输在一个无限缓冲区辅助块瑞利衰落信道。我们的特点的信道的传输能力的固定队列长度分布，分组延迟，以及数据率。基于每个块中信道所提供服务的无记忆特性，我们将传输过程表示为离散时间离散状态$D/G/1$调度问题。所得到的结果提供了一个完整的块瑞利衰落信道的特性，并可以扩展到有限缓冲区辅助传输。
2017-12-14 cs.IT math.IT
Covert Capacity of Non-Coherent Rayleigh-Fading Channels
隐蔽容量的特征在于非相干快速Rayleigh衰落无线信道，其中合法用户希望与合法接收器可靠地通信，同时逃避管理员的检测。它示出的隐蔽容量是实现与振幅约束的输入分布，由有限数量的质量点，包括一个在零和数值上听话的界限提供。同时也证明了在固定位置有两个质点的分布是最优的。
2019-11-08 cs.IT math.IT
On the Approximate Analysis of Energy Detection over n*Rayleigh Fading Channels through Cooperative Spectrum Sensing
在这封信中，我们考虑的问题，未知信号的能量检测在车辆间通信（IVC）系统在n* 瑞利衰落信道（也称为级联瑞利）。新的紧密近似的检测概率推导出无分集和最大比合并（MRC））分集计划。此外，我们调查的系统性能时，合作频谱感知（CSS）被认为是不完美的报告信道。分析结果表明，随着衰落严重性参数n的增加，检测可靠性下降，但可靠性显着提高时，CSS采用MRC方案。
2016-11-07 cs.IT math.IT
A Rigorous Proof of the Capacity of MIMO Gauss-Markov Rayleigh Fading Channels
研究了在时变单用户多输入多输出（MIMO）瑞利衰落信道中，在接收端具有完整的信道状态信息（CSIR）和平均功率约束条件下的消息传输问题。为了描述信道随时间的变化，我们考虑一阶高斯马尔可夫模型。我们完全解决了这个问题，给出了一个封闭形式的信道容量的单字母表征，并提供了一个严格的证明。
2022-04-13 cs.IT math.IT
Variable-rate Retransmissions for Incremental Redundancy Hybrid ARQ
分析了采用增量冗余的截断混合自动重传请求（HARQ）协议在发送端状态未知的块衰落信道上传输时的吞吐量。我们允许传输长度变化，通过动态规划有效地优化它们，并表明，这样的可变速率HARQ-IR提供增益相对于固定速率传输的吞吐量增加和平均传输次数减少，同时减少中断概率。
2012-07-01 cs.IT math.IT
Non-coherent Rayleigh fading MIMO channels: Capacity Supremum
研究了在快瑞利衰落MIMO信道中，除了衰落统计信息外，发送端和接收端都不知道信道状态信息（CSI）的情况下，信息传输的极限。我们开发了一个标量信道模型，由于在非相干瑞利衰落的相位信息的情况下，并推导出容量上确界与接收天线的数量在任何信号噪声比（SNR）使用拉格朗日优化。此外，我们概念化的最佳输入分布的离散性质，提出的优化$N$离散输入的信道互信息。此外，我们推导出的渐近容量的表达式时，输入功率是大的，并与现有的容量结果时，接收机配备了大量的天线。
2005-11-07 cs.IT math.IT
Node Deployment in Heterogeneous Rayleigh Fading Sensor Networks
研究了一种分层异构瑞利衰落无线传感器网络（WSN），传感器节点在感兴趣区域（RoI）进行监视，并利用接入点（AP）作为中继将其感知信息传输到基站（BS）。通过考虑大规模的路径损耗信号衰减和小规模的信号变化，由于瑞利衰落，我们制定的节点部署问题作为一个优化问题，旨在最大限度地减少网络的无线通信功耗。由于遍历所有无线链路的容量限制，我们研究了最佳AP和BS部署的必要条件。这些必要条件，然后组装在一个迭代算法的形式来部署节点。最后，我们建立了我们提出的节点部署算法对文献中类似的方法的有效性和优越性。
2022-11-14 cs.IT math.IT
Level Crossing Rate and Average Fade Duration of the Multihop Rayleigh Fading Channel
我们提出了一种新的分析框架的重要的二阶统计参数的评估，作为水平交叉率（LCR）和平均衰落持续时间（AFD）的放大和转发多跳瑞利衰落信道。更具体地说，激励的事实，这个信道是一个级联的，它可以被建模为N个衰落幅度的产品，我们推导出新的平均LCR和AFD的N个瑞利衰落包络的产品，或最近所谓的N* 瑞利信道的解析表达式。此外，我们推导出简单而有效的封闭形式的近似上述参数，使用多元拉普拉斯近似定理。结果表明，我们的一般结果减少到特定的双跳的情况下，以前公布的。数值和计算机模拟算例验证了所提出的数学分析的准确性，并显示了所提出的近似的严密性。
2009-08-25 cs.IT math.IT
A New Generalized Closed Form Expression for Average Bit Error Probability Over Rayleigh Fading Channel
除少数简单的数字调制技术外，衰落信道下平均误比特率的推导是一个复杂的过程。本文采用曲线拟合技术，将任意数字调制方案在加性高斯噪声（AWGN）上的误码率表示为一个简单的高斯函数。利用该高斯函数，导出了计算瑞利衰落信道下平均误码率的广义封闭形式表达式。我们的方法计算的误差概率和严格计算的误差概率的几个数字调制方案之间已经发现了很好的协议。
2012-09-30 cs.IT math.IT
On the Boundedness of the Support of Optimal Input Measures for Rayleigh Fading Channels
我们考虑在瑞利平坦衰落环境中工作的无线多天线通信系统中的传输，在接收机和发射机处没有信道状态信息，相干时间T=1。我们证明了，在平均功率约束下，实现输入分布的容量的支持是有界的。此外，我们通过一个简单的例子，证明了在多元复分析中的恒等定理（或唯一性定理），在该领域的一些现有的结果是不严格的。
2008-01-14 cs.IT math.IT
Differential Dual-Hop Relaying over Time-Varying Rayleigh-Fading Channels
本文研究了时变瑞利衰落信道下采用差分M-PSK调制和非相干检测的双跳放大转发中继。对于“双符号”检测的情况，一阶时间序列模型被用来表征级联信道的时变性质。基于该模型，推导出了精确的出错率表达式，并通过仿真验证了该表达式的正确性。该表达式表明，误码率与级联信道的自相关性有关，并且在高发射功率下存在不可约的误码平层。为了克服快速衰落所带来的错误平层，还提出了一种近似最优的多符号差分球检测（MSDSD）。仿真结果表明，MSDSD的错误性能在不同的衰落情况下。
2014-03-21 cs.IT math.IT
On the Second Order Statistics of the Multihop Rayleigh Fading Channel
二阶统计量提供了衰落信道的动态表示，在无线通信系统的评估和设计中起着重要的作用。在本文中，我们提出了一种新的分析框架的重要的二阶统计参数的评估，电平交叉率（LCR）和平均衰落持续时间（AFD）的放大和转发多跳瑞利衰落信道。更具体地说，激励的事实，这个信道是一个级联的，可以建模为N个衰落幅度的产品，我们推导出新的平均LCR和AFD的N个瑞利衰落包络的产品（或最近所谓的N* 瑞利信道）的解析表达式。此外，我们推导出简单而有效的封闭形式的近似上述参数，使用多元拉普拉斯近似定理。结果表明，我们的一般结果减少到相应的特定的双跳的情况下，以前公布的。数值和计算机模拟算例验证了所提出的数学分析的准确性，并显示了所提出的近似的严密性。
2009-08-25 cs.IT math.IT
Low-Complexity Adaptive Channel Estimation over Multipath Rayleigh Fading Non-Stationary Channels Under CFO
本文针对存在瑞利衰落、载波频偏和随机信道变化的移动无线信道，提出了一种新的低复杂度自适应信道估计技术。我们发现，估计的信道抽头权重向量的选择性部分更新提供了一个更好的性能和计算复杂性之间的权衡，相比，估计的信道抽头权重向量的完全更新。我们评估了所提出的方法的均方加权误差，并通过仿真研究证明了其有效性。
2011-06-04 cs.IT math.IT
Proactive Eavesdropping via Jamming for Rate Maximization over Rayleigh Fading Channels
这封信不是反对窃听，而是通过研究合法的监视器（例如，政府机构）有效地窃听可疑的无线通信链路。可疑发射机控制其在瑞利衰落信道上的通信速率，以保持在接收机处的目标中断概率，并且合法监视器只有当其可达速率不小于可疑通信速率时才能成功窃听。我们提出了一个积极的窃听通过干扰的方法，以最大限度地提高平均窃听率，其中合法的监视器发送干扰信号与优化的功率控制，以缓和可疑的通信速率。
2015-11-04 cs.IT math.IT
On the Performance of Multihop-Intervehicular Communications Systems over n*Rayleigh Fading Channels
研究了具有再生中继和非再生中继的多跳车间通信系统的性能。我们认为所谓的“n* 瑞利分布”作为一个足够的多径衰落信道模型的车辆到车辆的通信场景。我们推导出一种新的近似中断概率的最大比合并（MRC）分集接收。此外，我们分析了衰落的数量和优化的功率分配的调查情况。数值结果表明，再生系统是更有效的比非再生系统时，级联阶数（n）是小的，然而，对于大的n，我们的研究结果表明，这两种中继技术的性能是相当相似的。
2016-09-01 cs.IT math.IT
Selection Combining for Differential Amplify-and-Forward Relaying Over Rayleigh-Fading Channel
本文提出并分析了慢瑞利衰落信道下差分放大前向（D-AF）中继的目的端选择合并（SC）算法。选择组合器选择具有判决变量的最大幅度的链路，用于发送符号的非相干检测。因此，与最大比合并（MRC）相反，在目的地不需要信道信息。精确的平均比特错误率（BER）的建议SC推导和验证与仿真结果。它还表明，SC方法的性能是非常接近的MRC方法，虽然具有较低的复杂度
2014-03-31 cs.IT math.IT
Effects of Non-Identical Rayleigh Fading on Differential Unitary Space-Time Modulation
这篇论文已被作者撤回。
2007-10-20 cs.IT cs.PF math.IT
Optimal Training for Non-Feedback Adaptive PSAM over Time-Varying Rayleigh Fading Channels
时变快衰落信道是无线通信系统设计中的一个主要挑战。已经引入了导频符号辅助调制（PSAM）以减轻衰落的影响并允许相干解调。本文研究了时变瑞利衰落信道下\emph{non-feedback}自适应PSAM方案的性能。一个模块化的方法被引入用于以一种有效的方式计算速率。此外，四个传输策略进行了分析，我们展示了如何优化培训的持续时间和功率分配的信道条件和从一个传输策略到另一个不同。这些计划的性能是衡量使用二进制信令的可实现的速率。我们正式表明，因果估计，将所有的功率放在最后一个导频符号预计是最佳的。此外，衰落过程的自相关是基于该过程的平稳一阶高斯-马尔可夫模型，或者当分析高阶相关时基于Jakes模型。
2015-10-14 cs.IT math.IT
Performance of Optimum Combining in a Poisson Field of Interferers and Rayleigh Fading Channels
本文研究了无功率控制的分布式多址网络中天线阵列处理的性能。干扰被表示为泊松点过程。期望信号和干扰信号都受到路径损耗衰落（具有大于2的指数）和独立的瑞利衰落的影响。使用这些假设，我们推导出精确的封闭形式的输出信号与干扰加噪声比的累积分布函数的表达式时，应用最佳组合。这导致在中断概率方面的网络性能的相关测量，这又提供了对可以通过天线阵列处理实现的网络容量增益的了解。我们提出和讨论的应用程序的例子，以及一些数值结果。
2010-01-20 cs.IT math.IT
The Second-Order Coding Rate of the MIMO Rayleigh Block-Fading Channel
研究了多输入多输出（MIMO）准静态瑞利衰落信道下的二阶编码速率。我们解决这个问题，通过信息谱的方法和统计界的基础上，最近的随机矩阵理论技术。我们推导出一个中心极限定理（CLT）来分析的信息密度在该政权的块长度n和发送和接收天线的数量K和N，分别同时增长大。当编码速率在渐近容量的O（（nK）^-1/2）范围内时，这个结果导致了最优平均错误概率的封闭形式的上界和下界的特征。
2015-10-09 cs.IT math.IT
Artificial Noisy MIMO Systems under Correlated Scattering Rayleigh Fading -- A Physical Layer Security Approach
现有的人工噪声（AN）安全系统的研究假设只有零空间被用来发送AN信号，所有的特征子信道应该被用来传输消息。我们先前的工作提出了一个AN方案，分配一些特征子信道来传输AN信号，以提高保密率。然而，我们以前的工作只考虑不相关的MIMO瑞利衰落信道。实际上，在实际的散射信道环境中，天线之间的相关性是存在的。在本文中，我们扩展我们以前的AN计划，空间相关的瑞利衰落信道在合法的接收器和窃听器侧，并推导出一个确切的理论表达式的遍历保密率的AN计划，以及近似分析。数值和仿真结果都表明，所提出的AN方案提供了一个更高的遍历保密率比现有的计划，揭示了一个事实，窃听者的天线之间的相关性可以潜在地提高MIMO系统的保密率。
2019-06-10 cs.IT math.IT
Power-Optimal HARQ Protocol for Reliable Free Space Optical Communication
本文研究了使用混合自动重传请求（HARQ）协议在自由空间光（FSO）链路上进行节能和可靠的通信。通过利用FSO信道的大相干时间，所提出的传输方案通过在相同的相干时间间隔内重传失败的数据包来对抗相干性引起的衰落。为了评估所提出的HARQ技术的性能，我们提取的中断性能的理论框架。更详细地说，一个封闭形式的表达中断概率（OP）的报告和近似的高信噪比（SNR）区域提取。在理论框架的基础上，我们制定了整个重传轮的传输功率分配问题。通过使用迭代算法数值地解决该优化问题。此外，在考虑中的HARQ方案的平均吞吐量进行检查。仿真结果验证了不同湍流条件下的理论分析，并表明与固定发射功率的HARQ基准测试相比，所提出的HARQ方案在OP和吞吐量方面都有性能改善。
2023-03-30 cs.IT eess.SP math.IT
On the Second-Order Statistics of the Instantaneous Mutual Information in Rayleigh Fading Channels
本文研究了时变瑞利衰落信道中，在一般非各向同性散射环境下，瞬时互信息的二阶统计量。具体而言，首先在单输入单输出（SISO）系统中的自相关函数，相关系数，电平交叉率，和瞬时互信息的平均中断持续时间进行了研究。封闭形式的精确表达式推导，以及准确的近似在低和高信噪比制度。然后，将所得结果推广到多输入单输出和单输入多输出系统，以及采用正交空时分组码传输的多输入多输出系统。蒙特卡罗模拟提供了验证分析结果的准确性。结果进一步揭示了瞬时互信息在移动衰落信道中的动态行为。
2006-03-08 cs.IT math.IT
Device Activity Detection for Massive Grant-Free Access Under Frequency-Selective Rayleigh Fading
在频率选择性衰落环境下，大规模免授权接入的设备活动检测和信道估计一直是一个突出的问题。本文旨在应对这一挑战。具体而言，我们提出了一种基于正交频分复用（OFDM）的大规模免授权接入方案，用于具有一个M天线基站（BS），N个单天线物联网（IoT）设备和P个信道抽头的宽带系统。我们得到两个不同的，但等效的频率选择性瑞利衰落下的接收导频信号的模型。基于每个模型，我们制定设备活动检测作为一个非凸的最大似然估计（MLE）问题，并提出了一个迭代算法，以获得一个稳定点，使用最佳技术。所提出的两种基于MLE的方法具有相同的计算复杂性阶O（NPL ^2），而与M无关，并且当P=1时退化为现有的基于MLE的设备活动检测方法。传统的信道估计方法可以容易地应用于基于所接收的导频信号的导出模型之一来在频率选择性瑞利衰落下对检测到的有源设备进行信道估计。仿真结果表明，这两种方法具有不同的系统参数优势，可以相互补充，为频率选择性瑞利衰落下的免授权大规模接入提供有前途的设备活动检测设计。
2021-12-31 cs.IT math.IT
Efficient Relay Selection Scheme for Delay-Limited Non-Orthogonal Hybrid-ARQ Relay Channels
我们考虑一个半双工无线中继网络与混合自动重传请求（HARQ）和瑞利衰落信道。本文分析了解码转发模式下，选择\emph{best}中继站传输源端再生信号的多中继时延受限HARQ系统的中断概率。针对多中继HARQ信道，提出了一种简单的分布式中继选择策略。然后，我们利用非正交协作传输之间的源和选定的中继重传的源数据向目的地，如果需要的话，使用空时编码或波束成形技术。我们分析了系统的性能。我们首先推导出所选择的中继HARQ信道的累积密度函数（CDF）和概率密度函数（PDF）。然后，CDF和PDF用于确定HARQ的第$l$轮中的中断概率。中断概率需要计算这种半双工机会中继协议的吞吐量延迟性能。分组延迟约束由最大HARQ轮数$L$表示。如果分组在$L$ HARQ轮之后不成功，则声明中断。此外，封闭形式的中断概率上界推导出，随后被用来调查系统的分集阶数。基于推导出的上限表达式，它表明，所提出的方案实现了完整的空间分集阶$N+1$，其中$N$是潜在的中继的数量。我们的分析结果证实了模拟结果。
2012-02-13 cs.IT math.IT
