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
Cache-enabled Uplink Transmission in Wireless Small Cell Networks
在社交网络时代，人们通过无线网络制作用户生成的内容并将其上传到互联网，这开始成为一个大趋势，这给无线上行链路网络带来了巨大的负担。在本文中，我们有助于设计和理论理解的无线缓存启用上传传输在一个延迟容忍的小小区网络，以减轻负担，然后提出相应的调度策略的小基站（SBS）下的无限和有限的缓存大小。具体来说，SBS引入的缓存能力使SBS能够消除用户上传内容之间的冗余。该策略不仅缓解了SBS到宏基站的无线回传业务拥塞，而且提高了SBS的传输效率。然后，我们研究调度方案的SBS卸载更多的数据流量下缓存大小的限制。此外，两个操作区域的无线缓存使能上传网络，即，延迟有限的区域和缓存有限的区域，建立揭示的延迟容忍和缓存能力之间的基本权衡。最后，数值结果证明了所提出的无线缓存使能上传网络的显着的性能增益。
2016-12-12 cs.IT math.IT
Transmission Capacities for Overlaid Wireless Ad Hoc Networks with Outage Constraints
我们研究了两个共存的无线网络（一个主网络与二级网络），在同一地理区域内运行，并共享相同的频谱的传输能力。我们将传输容量定义为传输密度、传输速率和成功传输概率（1减去中断概率）之间的乘积。主（PR）网络具有更高的优先级来接入频谱，而无需特别考虑辅（SR）网络，其中SR网络通过仔细控制其发射机的密度来限制其对PR网络的干扰。假设节点按泊松点过程分布，两个网络使用不同的传输范围，我们量化了这两个网络的传输容量，并基于渐近分析讨论了它们之间的折衷.我们的研究结果表明，如果PR网络允许其中断概率略有增加，两个网络的总传输容量（即，每单位面积的总频谱效率）将比单个网络的频谱效率显著提高。
2009-01-05 cs.IT math.IT
Contrastive Self-Supervised Learning for Wireless Power Control
HRL Laboratories, LLC（HRL实验室有限责任公司）
我们提出了一种新的方法，在无线网络中使用自监督学习的功率控制。我们将一个以信道矩阵为输入并将功率控制决策输出到骨干和头中的多层感知器分区，并且我们展示了如何使用对比学习来预训练骨干，以便它在其输出处为类似的信道矩阵产生类似的嵌入，反之亦然，其中通过识别可以最佳地作为噪声处理的干扰链路来在信息理论意义上定义相似性。然后使用有限数量的标记样本对主干和头部进行微调。仿真结果表明，所提出的方法的有效性，表现出显着的收益比纯监督学习方法在总吞吐量和样本效率。
2021-02-11 cs.IT cs.LG eess.SP
The Magic of Superposition: A Survey on Simultaneous Transmission Based Wireless Systems
在传统的通信系统中，两个通信点之间的任何干扰都被认为是不需要的噪声，因为它使接收到的信号失真。另一方面，允许同时传输并有意地接受信号的干扰，甚至从中受益，已经被考虑用于一系列无线应用。作为突出的例子，非正交多址（NOMA），联合信源-信道编码，和计算代码被设计成利用这种情况。他们还启发了许多其他的基础工作，从网络编码到共识算法。特别是，联邦学习是一种新兴技术，可以通过允许同时传输来应用于分布式机器学习网络。虽然各种同时传输的应用存在独立的文献中，他们的主要贡献都是基于相同的原则，叠加属性。在这次调查中，我们的目的是强调这些研究之间的联系，并为读者提供一个指南，从信号的叠加受益的无线通信技术。我们根据现有文献的目的和应用领域对其进行分类，并介绍其贡献。调查显示，同时传输可以为某些分布式无线场景带来可扩展性，安全性，低延迟，低复杂性和能源效率，这是新兴物联网（IoT）应用所不可避免的。
2022-05-13 cs.IT math.IT
Wireless Transmission of Big Data: Data-oriented Performance Limits and Their Applications
大数据和物联网（IoT）应用的日益普及为无线通信社区带来了新的挑战。无线传输系统应该更有效地支持来自不同类型信息源的大量数据业务。在这篇文章中，我们介绍了一种新的面向数据的方法的设计和优化的无线传输策略。具体来说，我们定义了新的性能指标为个人数据传输会话，并将它们应用到比较两个流行的信道自适应传输策略。我们开发了几个有趣的和有些违反直觉的意见，这些传输策略，这将是不可能的，与传统的方法。我们还提出了几个有趣的未来的研究方向，值得追求的面向数据的方法。
2019-04-16 cs.IT eess.SP math.IT
Characterizing Energy Efficiency of Wireless Transmission for Green Internet of Things: A Data-Oriented Approach
物联网（IoT）应用的日益普及给无线通信社区带来了新的挑战。物联网中的许多智能设备和传感器将生成大量的短数据包。未来的无线传输系统需要以极高的能量效率来支持这种小数据的可靠传输。在本文中，我们介绍了一种新的面向数据的方法，用于表征物联网应用的无线传输策略的能效。具体来说，我们提出了针对个人数据传输会话的新的能源效率性能限制。通过对两种信道自适应传输策略的初步分析，提出了小数据量绿色传输的几个重要设计准则。我们还提出了几个有前途的未来应用所提出的面向数据的能源效率表征。
2019-04-16 cs.IT eess.SP math.IT
Secure Transmission of Delay-Sensitive Data over Wireless Fading Channels
本文研究了随机源产生的延迟敏感数据的安全无线传输的吞吐量和能量效率。考虑了一个衰落广播模型，在该模型中，发射机向两个接收机发送机密和公共消息。假设从马尔科夫源生成的公共和机密数据在传输之前存储在缓冲区中，并且发射机在缓冲区/延迟违规概率的约束下操作。在这样的统计服务质量（QoS）约束下，时变无线传输的有效容量和马尔可夫源的有效带宽被用来确定吞吐量。特别地，保密容量用于描述包含机密消息的缓冲器的服务速率。此外，每比特能量被用作能量效率度量，并且在低信噪比（SNR）状态下研究能量效率。具体地，确定公共和机密消息的可靠通信所需的每比特的最小能量，并且识别宽带斜率表达式。缓冲器/延迟约束，信道之间的相关性，源特性/突发性，在发射机的信道知识，功率分配和保密要求的吞吐量和能源效率的共同和机密的消息传输的影响被确定。
2017-04-06 cs.IT math.IT
On the Transmission-Computation-Energy Tradeoff in Wireless and Fixed Networks
在本文中，一个框架的无线和固定网络中的传输计算能量权衡的分析。该折衷的分析考虑了传输能量以及在接收器处处理接收到的信号所消耗的能量。虽然以前的工作考虑线性解码器的复杂性，这是唯一实现的未编码的传输，本文声称，每个符号的平均处理（或计算）能量指数依赖于源消息的信息速率。所介绍的框架参数化的方式，它反映了固定和无线网络的属性一样。本文的分析表明，指数复杂度和因此更强的代码是优选的在低数据率，而线性复杂度和因此未编码的传输变得优选在高数据率。越强调计算能量（例如在固定网络中），越少的跳是最佳的，并且多跳的益处越低。另一方面，单跳网络的信息速率越高，多跳的好处就越高。分析结果强调了这两个结论。
2010-08-26 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
Text-Guided Token Communication for Wireless Image Transmission
本文提出一种利用预训练基础模型的文本引导令牌通信系统，通过离散令牌和5G NR极化编码实现低带宽无线图像传输，在ImageNet上优于ADJSCC，无需场景重训且泛化性强。
2025-07-08 cs.IT math.IT
Enhancing Secrecy with Multi-Antenna Transmission in Wireless Ad Hoc Networks
我们研究了无线自组织网络中的物理层安全性，并研究了两种类型的多天线传输方案，以提供保密增强。为了建立安全的传输对恶意窃听者，我们考虑生成的人工噪声与扇区或波束成形。对于这两种方法，我们提供了一个统计特性和权衡分析的中断性能的合法通信和窃听链路。然后，我们研究了这两种方案的保密传输容量方面的全网保密吞吐量性能，并研究了信息信号和人工噪声之间的最佳功率分配。我们的分析表明，在发射功率优化下，波束成形方案优于扇区化方案，除了发射天线的数量足够大的情况下。我们的研究还揭示了扇区化和波束成形方案的最优功率分配之间的一些有趣的差异。
2013-08-24 cs.IT math.IT
Energy-efficient transmission for wireless energy harvesting nodes
能量收集作为对诸如传感器节点的电池供电设备充电的手段越来越重要。高效的传输策略必须开发无线能量收集节点（WEHN），同时考虑到节点中的能量和数据的可用性。我们考虑一个场景，其中数据和能量分组到达节点，其中分组的时刻和量是已知的（离线方法）。在本文中，最佳的数据传输策略，找到了一个有限的电池容量WEHN，必须满足一些服务质量（QoS）的约束，以及能源和数据的因果关系的约束。作为我们分析的结果，我们可以说，由于电池溢出而损失能量是低效的，除非没有更多的数据要传输，并且该问题可能没有可行的解决方案。最后，一个算法，计算的数据传输曲线最小化的总传输时间，满足上述约束已经开发。
2012-12-05 cs.IT math.IT
Ergodic Transmission Capacity of Wireless Ad Hoc Networks with Interference Management
大多数关于无线网络吞吐量的工作忽略了无线信道固有的时间相关性，因为它降低了可处理性。为了更好地建模和量化无线网络吞吐量的时间变化，本文介绍了一种称为遍历传输容量（ETC），它包括空间和时间遍历性的度量。网络中的所有发射机形成一个齐次泊松点过程，所有信道由有限状态马尔可夫链建模。刻画了中断概率和ETC的界，并讨论了它们在稀疏网络和稠密网络中的标度行为。从这些结果中，我们表明，ETC的特点是信道状态相关向量和不变的马尔可夫链的概率向量的内积。这表明，信道感知的机会传输并不总是增加ETC。最后，我们看看中断概率与干扰管理从随机几何的角度来看。由于干扰管理中断概率和ETC的改进界限的特点，他们提供了一些有用的见解，如何有效地管理稀疏和密集网络中的干扰。
2011-03-31 cs.IT math.IT
Toward a Quiet Wireless World: Multi-Cell Pinching-Antenna Transmission
School of Electrical and Electronic Engineering, Nanyang Technological University（南洋理工大学电气与电子工程学院）
本文提出利用捏合天线技术实现多小区干扰管理，通过低功耗传输实现宁静无线环境，提升用户服务质量。
2026-02-23 cs.IT math.IT
Quality-Driven Resource Allocation for Full-Duplex Delay-Constrained Wireless Video Transmissions
本文研究了在全双工信道上，在总带宽和最小质量要求约束下的无线视频传输问题。为了在实时视频传输中向终端用户提供期望的性能水平，还考虑了诸如统计延迟约束的服务质量（QoS）要求。有效容量（EC）被用来作为吞吐量的度量，在存在这样的统计延迟约束，因为确定性的延迟界限是很难保证由于无线衰落信道的时变性质。一个通信场景中的多对用户，其中不同的用户有不同的延迟要求的解决。根据率失真（R-D）理论的特征，质量-速率关系的对数模型用于在接收器侧根据峰值信噪比（PSNR）来预测重构视频的质量。由于优化问题不是凹的或凸的，最优的带宽和功率分配策略，最大化的加权和视频质量的总带宽，最大发射功率水平和最小要求的质量约束下，推导出使用单调优化（MO）理论。
2017-07-25 cs.IT math.IT
A Graph Theoretical Approach for Network Coding in Wireless Body Area Networks
现代医疗无线系统，如无线体域网（WBAN），是无线网络的应用，可用作患者和医生之间的数据传输工具。数据传输的准确性是这种系统的重要要求。在本文中，我们将提出一个WBAN，这是强大的对擦除和描述其性质，使用图论技术。
2011-03-06 cs.IT math.IT
Spatial Throughput Maximization of Wireless Powered Communication Networks
无线充电是为无线节点的传输供电的有前途的方式。本文考虑了新的双功能接入点（AP），能够支持能量/信息传输到/从无线节点。本文以大规模无线供电通信网络为研究对象，利用随机几何方法分析了无线节点在能量收集和信息传输之间的性能权衡。我们研究了两种情况下，无电池和电池部署的无线节点。对于这两种情况下，我们考虑一个收获，然后发送协议，每个时间帧划分成一个下行链路（DL）阶段的能量传输，和一个上行链路（UL）阶段的信息传输。通过联合优化两个阶段之间的帧划分和无线节点的发射功率，我们最大化的无线节点的空间吞吐量受到成功的信息传输概率约束。对于无电池的情况下，我们表明，无线节点更喜欢选择小的发射功率，以获得大的传输机会。对于电池部署的情况下，我们首先研究了一个理想的无限容量的电池无线节点的情况下，并表明，最佳的充电设计是不是唯一的，由于足够的能量存储在电池中。然后，我们扩展到实际的有限容量电池的情况。虽然准确的性能是很难得到的分析，它被证明是上限和下限的无限容量电池的情况下和无电池的情况下，分别。最后，我们提供了数值结果来证实我们的研究。
2015-01-08 cs.IT math.IT
Optimizing Relay Precoding for Wireless Coordinated Relaying
在无线系统中处理多个通信流已经引起了许多新颖的传输技术，特别是基于无线网络编码的双向中继。最近，出现了一组相关的技术，称为协调直接和中继（CDR）传输，其中的星座的业务流是更一般的比双向。无论实际的业务流如何，在CDR方案中，中继在管理干扰和提高整体系统性能方面具有核心作用。在本文中，我们研究了新的传输模式，放大转发的基础上，出现时，中继配备了多个天线，可以使用波束成形。
2014-03-17 cs.IT math.IT
Optimal Online Transmission Policy for Energy-Constrained Wireless-Powered Communication Networks
本文研究了在给定能量预算的无线供电通信系统中，在线传输策略的设计。系统设计目标是利用无线供电节点的能量存储能力最大化系统的长期吞吐量。我们制定的设计问题作为一个约束马尔可夫决策过程（CMDP）的问题，并通过拉格朗日方法获得在每个衰落块的发射功率和时间分配的最优策略。为了研究不同场景下的系统性能，采用不同的系统参数进行了数值仿真。我们的仿真结果表明，最优策略显着优于短视的政策，只最大化吞吐量在当前衰落块。此外，发射功率和时间的最优分配被证明是不敏感的调制和编码方案的变化，这有利于其实际实现。
2019-02-25 cs.IT math.IT
Communications and Signals Design for Wireless Power Transmission
辐射无线功率传输（WPT）是一种很有前途的技术，可以为无线设备提供具有成本效益的实时功率供应。虽然辐射WPT与广泛研究的无线信息传输或通信有许多相似的特性，但它们在设计目标、发射器/接收器架构和硬件约束等方面也有很大不同。在这篇文章中，我们首先概述了各种WPT技术、辐射WPT技术的历史发展以及设计当代辐射WPT系统的主要挑战。然后，我们将重点讨论可用于应对这些挑战的新通信和信号处理技术。讨论的主题包括能量采集器建模、WPT的能量波束成形、信道捕获、多用户WPT中的功率区域表征、线性和非线性能量接收器模型的波形设计、WPT的安全和健康问题、大规模MIMO（多输入多输出）和毫米波（mmWave）使能的WPT、无线充电控制以及无线功率和通信系统协同设计。我们还指出了未来研究的方向是有希望的。
2016-11-21 cs.IT math.IT
An Adaptive Transmission Protocol for Wireless-Powered Cooperative Communications
在本文中，我们考虑了一个无线供电的协作通信网络，其中包括一个混合接入点（AP），一个源和一个中继，以协助信息传输。与传统的合作网络，源和中继被假定为没有嵌入式能源供应所考虑的系统。因此，在上行链路（UL）中的信息传输之前，它们需要首先从AP在下行链路（DL）中辐射的射频（RF）信号中收获能量。受最近提出的先收获后传输（HTT）和先收获后合作（HTC）协议的启发，我们提出了一种新的自适应传输（AT）协议。在所提出的协议中，在每个传输块的开始，AP向源收费。AP和源然后执行信道估计以获取它们之间的信道状态信息（CSI）。基于CSI估计，AP自适应地选择源以直接或与中继协作地执行UL信息传输。我们推导出一个近似的封闭形式的平均吞吐量的建议在Nakagami-m衰落信道的AT协议的表达式。然后通过Monte Carlo模拟验证了分析。实验结果表明，该协议的性能明显优于HTT和HTC协议。
2015-08-08 cs.IT math.IT
Practical Wireless Network Coding and Decoding Methods for Multiple Unicast Transmissions
我们提出了一种简单而有效的无线网络编码和解码技术。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。为此，我们利用贪婪码的二进制字段，并表明，所需的多样性订单可以灵活地分配给节点在多个单播网络，在文献中的发现相反。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，并建议使用和积算法的网络解码器。所提出的和-积检测器具有接近最佳的性能。
2011-10-04 cs.IT math.IT
Generalized Area Spectral Efficiency: An Effective Performance Metric for Green Wireless Communications
面积频谱效率（ASE）被引入作为量化蜂窝系统频谱利用效率的度量。与其他性能指标不同，ASE考虑了蜂窝系统的空间特性。在本文中，我们推广ASE的概念来研究任意的无线传输。具体来说，我们引入了受影响区域的概念来表征任意无线传输的空间属性。在定义受影响区域的基础上，定义了广义区域频谱效率（GASE）这一性能指标，用以量化空间频谱利用效率和无线传输的绿色性。在给出点对点传输的GASE性能评估后，分析了GASE在双跳中继传输、三节点协作中继传输和认知无线电传输等不同传输场景下的性能。我们推导出封闭形式的表达式，在瑞利衰落环境下的每个传输场景的GASE度量。通过数学分析和数值例子，我们表明，GASE度量提供了一个新的角度设计和优化的无线传输，特别是在发射功率的选择。我们还表明，引入中继节点可以大大提高无线系统的空间利用效率。我们说明，GASE度量可以帮助优化部署的认知无线电系统。
2014-02-13 cs.IT cs.NI math.IT
Robust Transmissions in Wireless Powered Multi-Relay Networks with Chance Interference Constraints
在本文中，我们考虑一个无线供电的多中继网络中，一个多天线的混合接入点下的蜂窝系统传输信息到遥远的接收器。在网络中部署多个具有能量收集能力的中继来辅助信息传输。混合接入点可以无线地向中继器提供能量，从信号和能量合作中实现多用户增益。我们提出了一个联合优化的信号波束形成的混合接入点，以及无线能量收集和协作波束形成策略的中继。目标是最大化受到蜂窝用户设备处的概率干扰约束的网络吞吐量。我们制定的吞吐量最大化的时间切换和功率分配方案，这对无线功率和信息传输的操作参数之间施加非常不同的耦合。虽然优化问题本质上是非凸的，但它们具有相似的结构属性，可以利用这些属性进行有效的算法设计。特别是，通过利用吞吐量的单调性，我们通过定制的polyblock近似迭代地最大化它，降低了复杂性。数值结果表明，所提出的算法可以实现接近最优的性能，在能源效率和吞吐量。
2018-10-18 cs.IT math.IT
Robust Beamforming for Wireless Information and Power Transmission
在这封信中，我们研究了多天线无线广播系统的鲁棒波束形成问题，同时发送信息和功率传输，假设不完善的信道状态信息（CSI）在发射机。遵循最坏情况的确定性模型，我们的目标是最大化能量接收器的最坏情况的收获能量，同时保证信息接收器的速率高于所有可能的信道实现的阈值。这样的问题是非凸的无限数量的约束。使用一定的转换技术，我们将这个问题转化为一个宽松的半定规划问题（SDP），可以有效地解决。我们进一步证明了松弛SDP问题的解总是秩一的。这表明松弛是紧的，我们可以得到原问题的最优解。仿真结果验证了该算法的有效性。
2012-10-22 cs.IT math.IT
An Overview of Transmission Theory and Techniques of Large-scale Antenna Systems for 5G Wireless Communications
为了满足未来对无线数据服务的巨大业务量的需求，近年来已经进行了对第五代（5G）移动通信系统的研究。预计5G移动通信系统中的频谱和能量效率应该比第四代（4G）移动通信系统中的频谱和能量效率高十倍。因此，重要的是进一步开发多个天线的空间复用的潜力。在过去的二十年中，多输入多输出（MIMO）天线技术被认为是提高无线通信系统容量的关键技术。当在基站中配备大规模天线阵列（也称为大规模MIMO）或部署大量分布式天线（也称为大规模分布式MIMO）时，可以通过使用空间域多址来进一步提高频谱和能量效率。本文综述了大规模MIMO和大规模分布式MIMO系统，包括频谱效率分析、信道状态信息（CSI）获取、无线传输技术和资源分配。
2016-05-11 cs.IT math.IT
Distributed Coalition Formation Games for Secure Wireless Transmission
无线节点之间的协作最近已经被提出用于在存在多个窃听者的情况下提高无线传输的物理层（PHY）安全性。虽然现有的PHY安全文献回答了这样一个问题：“从合作中获得的链路级保密率是多少？”“，本文试图回答的问题"如何实现这些收益在一个实际的分散的无线网络，并在存在成本的信息交换？''.为此，我们将物理层安全合作问题建模为具有不可转移效用的联盟博弈，并提出了一种分布式联盟形成算法。通过该算法，无线用户可以合作和自组织成不相交的独立联盟，同时最大限度地提高他们的保密率，同时考虑到信息交换过程中的安全成本。我们分析了解码和转发和放大和转发合作的联盟结构，并研究了用户如何适应网络拓扑结构的环境变化，如移动性。通过仿真，我们评估所提出的算法的性能，并表明，通过联盟形成使用解码和转发，每个用户的平均保密率提高到25.3%和24.4%（45个用户的网络）相对于非合作和放大和转发的情况下，分别。
2009-11-13 cs.IT math.IT
Transmission Delay Minimization in Wireless Powered Communication Systems
我们研究了在点对点的情况下，一个混合接入点（HAP）和一个WPC节点的无线供电通信（WPC）系统的传输延迟最小化。在这种类型的通信中，HAP在给定的持续时间内在下行链路（DL）处向节点发送能量，并且WPC节点收集足够的射频（RF）功率。然后，在上行链路（UL）信道处，WPC节点在给定的持续时间内将其收集的数据发送到HAP。最小化这种往返延迟是我们关注的问题。因此，我们已经定义了四个优化问题，以通过应用最佳DL和UL持续时间以及HAP处的最佳功率来最小化该延迟。这些优化问题进行了研究，在这里得到的结果进行了彻底的比较。在此之后，我们将我们的研究扩展到多用户的情况下，一个HAP和$K$节点和两个不同的优化问题，在这些情况下再次研究。
2018-06-26 cs.IT math.IT
Capacity of Wireless Distributed Storage Systems with Broadcast Repair
在无线分布式存储系统中，存储节点之间通过无线信道连接，这些无线信道本质上是广播信道。本文利用这一独特的功能，设计了一个有效的修复机制，称为广播修复，无线分布式存储系统中存在的多个节点的故障。由于无线传输的广播性质，我们提倡一种新的措施修复性能称为修复传输带宽。修复带宽测量的是新节点替换故障节点时下载的平均数据包数量，而修复传输带宽测量的是每个故障节点上辅助节点传输的平均数据包数量。通过将存储系统建模为多播网络，并分析相应信息流图的最小割，对具有广播修复的无线分布式存储系统的存储容量进行了基础性研究。存储效率和修复传输带宽之间的基本权衡也得到功能修复。广播修复的性能进行了比较分析和数值与合作修复，有线分布式存储系统的多节点故障的基本修复方法。虽然合作修复是基于允许新来者交换数据包的想法，但广播修复是基于允许帮助者同时向所有新来者广播数据包的想法。我们发现，广播修复优于合作修复，提供了更好的存储效率和修复传输带宽之间的权衡。
2017-07-06 cs.IT math.IT
Maximal Ratio Transmission in Wireless Poisson Networks under Spatially Correlated Fading Channels
这里考虑无线网络的下行链路，其中多天线基站（BS）使用最大比传输（MRT）与单天线移动站（MS）通信。BS的位置由齐次泊松点过程（PPP）建模，并且每个BS的多个天线和每个MS的单个天线之间的信道增益被建模为空间任意相关的瑞利随机变量。我们首先提出了新的封闭形式的表达式的干扰的功率分布所造成的一个预期的和一个非预期的MRT在所考虑的相关衰落信道的共存。推导出的表达式，然后使用获得封闭形式的表达式的成功概率和区域频谱效率的无线通信网络的调查。仿真结果证实了所提出的表达式的有效性。这项工作的一个关键结果是，空间相关性对网络吞吐量的影响可能是对比取决于BS的密度，信号干扰噪声比（SINR）的水平，和背景噪声功率。
2015-08-27 cs.IT math.IT
Optimal Multi-View Video Transmission in Multiuser Wireless Networks by Exploiting Natural and View Synthesis-Enabled Multicast Opportunities
多视角视频（MVV）提供沉浸式观看体验，但以增加无线网络的流量负载为代价。在本文中，我们想优化MVV传输在多用户无线网络中，利用自然组播的机会，并查看合成启用组播的机会。具体来说，我们首先建立了一个数学模型，以指定在服务器和每个用户的视图合成，并表征其对组播机会的影响。这个模型是非常重要的，从根本上使视图合成为基础的组播机会的优化。对于给定的视频质量要求的所有用户，我们考虑的视图选择，传输时间和功率分配的优化，以最小化的平均加权和能量消耗的视图传输和合成。此外，在服务器端和每个用户端分别满足能耗约束的情况下，考虑了视点选择、传输时间和功率分配以及视频质量选择的优化，以使总效用最大化。这两个优化问题是具有挑战性的混合离散-连续优化问题。对于第一个问题，我们提出了一个算法，以获得一个最佳的解决方案，降低了计算复杂性，利用最优性。对于每个问题，为了降低计算复杂性，我们还提出了一个低复杂度的算法来获得一个次优的解决方案，使用凸差分（DC）规划。最后，数值结果表明，所提出的解决方案比现有的优势，并证明了MVV传输中的视图合成使能的组播机会的优化的重要性。
2019-12-28 cs.IT math.IT
Secrecy Transmission in Large-Scale UAV-Enabled Wireless Networks
本文研究了大规模无人机无线网络中的保密传输问题，在该网络中，空中的一组无人机向地面上的合法接收机发送机密信息，而地面上的窃听者则是随机分布的。我们假设合法接收器和窃听器的水平位置分布为两个独立的齐次泊松点过程（PPP），并且每个无人机正好位于其相应的合法接收器上方，以实现高效的保密通信。此外，我们考虑了一个仰角相关的视线（LoS）/非LoS（NLoS）的空-地（A2 G）无线信道的路径损耗模型，并采用窃听码的秘密传输。在这样的设置下，我们首先以数学上易于处理的形式表征保密通信性能（在连接概率、保密中断概率和保密传输容量方面），并相应地优化系统配置（即，窃听码率和UAV定位高度），以最大化保密传输容量，服从最大保密中断概率约束。其次，我们提出使用保密保护区技术来进一步保密，并分析了相应实现的保密通信性能。最后，我们给出了数值结果来验证理论分析。研究表明，保密保护区的引入显著提高了网络的保密传输容量，且保密保护区半径一般随无人机和窃听者密度的增加而单调减小。
2019-08-10 cs.IT math.IT
Optimal Detection of UAV's Transmission with Beam Sweeping in Wireless Networks
在这项工作中，基于多天线波束扫描的检测策略，以检测无人机在无线网络中的潜在传输。具体地，将UAV可能存在的可疑角度范围划分为不同的扇区，以通过使用波束成形增益来潜在地提高检测准确性。然后，我们开发的最佳检测器，并推导出其检测错误概率的封闭形式的表达式。我们还利用Pinsker不等式和Kullback-Leibler散度来产生检测错误概率的低复杂度近似，基于此，我们获得了一些重要的检测性能的见解。我们的研究表明，存在一个最佳数量的扇区，可以最大限度地减少检测错误概率在某些情况下（例如，当测量次数有限时）。直觉上，这可以解释为这样一个事实，即存在一个用于在有限的时间内找到天空中物体的望远镜的最佳精度。
2019-03-31 cs.IT math.IT
Cooperative Transmission in a Wireless Relay Network based on Flow Management
提出了一种通用多节点半双工无线中继网络的协作传输设计。假设节点以半双工模式操作，并且信道信息在节点处可用。所提出的设计涉及到解决一个凸流优化问题的图形模型的中继网络。在此基础上提出了一种更简单的广义链路选择协议。建议的流量优化协议和广义链路选择协议，以实现最佳的分集复用折衷（DMT）的中继网络。此外，仿真结果量化的差距所提出的协议的性能和最大流量最小切割类型的界限，中断概率。
2009-11-16 cs.IT math.IT
The Impact of QoS Constraints on the Energy Efficiency of Fixed-Rate Wireless Transmissions
研究了在服务质量（QoS）约束下，当接收端只有信道边信息时，无线衰落信道上的传输问题。由于不知道信道条件，假设发射机以固定速率发送信息。在这些假设下，采用两状态（ON-OFF）传输模型，其中在ON状态下以固定速率可靠地传输信息，而在OFF状态下不发生可靠的传输。QoS限制施加缓冲区违规概率的约束，和有效的容量配方是用来确定最大吞吐量的无线信道可以维持，同时满足统计QoS约束。能量效率的调查，通过获得零频谱效率和宽带斜率在宽带和低功率制度假设接收机具有完美的信道侧信息（CSI）所需的比特能量。在宽带和低功耗制度，由于QoS约束的存在而增加的能量需求进行量化。与可变速率/固定功率和可变速率/可变功率的情况下的比较。在信道不确定性的存在下，进一步分析了能量效率。在QoS约束下确定分配给训练的功率的最佳比例。它被证明，在低功率政权的最小比特能量是在一定的非零功率水平下，比特能量增加，而没有约束的消失功率。
2008-12-09 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
Wireless MapReduce Distributed Computing
受移动边缘计算和无线数据中心的启发，本文研究了一种无线分布式计算框架，其中分布式节点通过无线干扰网络进行信息交换。我们的框架遵循MapReduce的结构。该框架由Map、Shuffle和Reduce阶段组成，其中Map和Reduce是计算阶段，Shuffle是数据传输阶段。在我们的设置中，我们假设传输是在无线干扰网络上操作的。我们证明，通过复制的计算工作在一个集群的分布式节点在地图阶段，可以减少所需的洗牌阶段的传输负载量。在这项工作中，我们描述了计算负载和通信负载之间的基本权衡，在一次线性计划的假设下。该方案是基于边信息消除和迫零，我们证明了它是最佳的计算通信权衡。所提出的方案优于天真的TDMA方案与单节点传输的时间，以及编码的TDMA方案，允许跨数据编码，在计算通信权衡。
2018-10-17 cs.IT math.IT
Wireless Information and Power Transfer with Full Duplex Relaying
考虑了一个能量受限的全双工双跳中继系统，其中中继节点由来自源端的射频信号供电，采用时间交换结构，研究了放大转发和解码转发两种中继协议。具体而言，我们提供了三种不同的通信模式，即瞬时传输，延迟约束传输和延迟容忍传输的可实现的吞吐量的分析表征。此外，还研究了不同传输模式下的最佳时间分配。我们的研究结果表明，当时间分割优化，全双工中继可以大大提高系统吞吐量相比，传统的半双工中继架构的所有三种传输模式。此外，它表明，瞬时传输模式达到最高的吞吐量。然而，与延迟约束传输模式相比，吞吐量差距相当小。与需要瞬时信道状态信息的瞬时时间分割优化不同，延迟约束传输模式中的最优时间分割仅取决于信道的统计信息，因此适合于实际实现。
2014-09-13 cs.IT math.IT
Reliable Uplink Communication through Double Association in Wireless Heterogeneous Networks
我们调查的网络关联，提高在密集的无线异构网络的上行链路传输的可靠性的方法。随机几何分析表明，其中上行链路传输被发送到宏基站（BS）和小BS的双关联显著提高了成功传输的概率。
2016-04-03 cs.IT cs.NI math.IT
Coordinated Transmissions to Direct and Relayed Users in Wireless Cellular Systems
在物理层的无线网络编码的思想承诺在具有中继和多路业务流的无线系统中的高吞吐量增益。该增益可以归因于两个原理：（1）多个通信流的联合传输和（2）使用\emph{a priori}信息来消除干扰。在本文中，我们使用这些原则来设计新的传输方案，在无线蜂窝系统中，功能用户直接由基站（直接用户）和用户通过中继（中继用户）。我们提出了四种不同的方案，\emph{coordinated transmission}的上行链路和下行链路业务，其中一个直接和一个中继用户服务。这些计划，然后在多用户的情况下，我们提出了几个计划调度对协调传输的用户作为积木。最佳方案涉及在总体速率方面的最佳用户对的穷举搜索。我们提出了几个次优的调度方案，执行接近最优方案。数值结果表明，系统级速率与非协调传输的系统相比有了很大的提高。
2010-11-29 cs.IT cs.NI math.IT
Spectrum Sharing between Wireless Networks
我们考虑的问题，两个无线网络在同一个频段（大概是未经许可的）。给定网络内的配对合作以调度传输，但是网络之间存在对频谱的竞争。为了使问题易于处理，我们假设传输调度根据随机接入协议，每个网络选择一个访问概率为它的用户。定义了两个网络之间的博弈。我们刻画了系统的纳什均衡行为。确定了三种制度;一种是两个网络同时调度所有传输;一种是密集网络调度所有传输而稀疏网络仅调度一部分;以及一种是两个网络仅调度它们传输的一部分。操作状态取决于路径损耗指数$α$，后一状态是期望的，但是仅对于$α>4$是可获得的。这表明，在某些环境中，竞争对手的无线网络最终可能会自然合作。为了证实我们的分析结果，我们模拟了一个系统，其中网络以贪婪的方式迭代优化其访问概率。我们还讨论了一个分布式调度协议，采用载波侦听，并通过仿真证明，再次近合作的平衡存在足够大的$α$。
2008-09-17 cs.IT math.IT
Random Caching Based Cooperative Transmission in Heterogeneous Wireless Networks
异构无线网络（HetNets）中的基站协作是提高网络性能的有效途径，但同时也给回程带来了巨大挑战。另一方面，在小型基站（SBS）处的高速缓存被认为是减少HetNet中的回程负载的有效方式。在本文中，我们共同考虑SBS缓存和合作在下行链路大规模的HetNet。我们提出了两个SBS合作传输方案下的随机缓存在SBS的缓存分布作为一个设计参数。使用随机几何的工具，并采用适当的积分变换，我们首先推导出一个易于处理的表达式，成功的传输概率下的每一个计划。然后，在每种方案下，我们考虑成功的传输概率最大化通过优化缓存分布，这是一个具有挑战性的非凸目标函数的优化问题。通过探索最优性的性质，并利用优化技术，在每一个方案下，我们得到了一个局部最优解的一般情况下，在一些特殊情况下的全局最优解。与文献中的一些现有缓存设计相比，最流行的缓存，i.i.d.缓存和均匀缓存的性能比较，每种方案下的最优随机缓存都能获得更好的成功传输概率性能。分析和优化结果为实际HetNet的设计提供了有价值的见解。
2017-01-20 cs.IT math.IT
Feedback Enhances Simultaneous Wireless Information and Energy Transmission in Multiple Access Channels
在这份报告中，同时在两个用户高斯多址接入信道（G-MAC）的信息和能量传输的基本限制，并没有反馈的充分特点。更具体地，识别所有可实现的信息和能量传输速率（分别以每信道使用的比特和每信道使用的能量单位为单位）。此外，还表征了在能量采集器处确保的最小能量速率下对个体速率和总和速率的基本限制。在没有反馈的情况下，基于功率分割和连续干扰消除的可重构性方案被证明是最优的。或者，在反馈的情况下（G-MAC-F），一个简单的但最佳的可扩展性方案的基础上的功率分配和Ozarow的容量实现方案。最后，通过使用反馈引起的能量传输增强被量化。当信息传输和速率保持在G-MAC的和容量时，反馈最多可以在高SNR下使能量传输速率加倍，但在很低的SNR下没有效果。
2017-03-13 cs.IT math.IT
Asymptotic Critical Transmission Radii in Wireless Networks over a Convex Region
无线自组织网络和传感器网络中的关键传输范围（或半径）已被广泛研究的各种性能指标，如连接，覆盖，功率分配和能耗。然而，在现有的工作中，网络分布的区域通常是正方形或圆盘，这严重限制了在现实生活中的应用。在这篇文章中，我们考虑一个凸区域（即，正方形和圆盘的概括），无线节点均匀地分布在其上。我们研究了两种类型的临界传输半径，定义的k-连通性和最小顶点度，分别，也建立了精确的渐近分布。这使得以前在正方形或圆盘情况下得到的结果成为本文工作的特例。更重要的是，我们的研究结果揭示了区域形状对临界传输范围的影响：（固定区域）区域的边界长度完全决定了传输范围。此外，通过等径不等式，当区域仅为圆盘时，临界透射范围最小。
2022-01-21 cs.IT cs.PF math.IT
Performance Characterization and Transmission Schemes for Instantly Decodable Network Coding in Wireless Broadcast
我们考虑广播一个数据包块的多个无线接收机下的随机数据包擦除使用即时解码网络编码（IDNC）。发送方首先对每个未编码的数据包广播一次，然后根据接收方对丢失数据包的反馈生成编码数据包。我们专注于严格的IDNC（S-IDNC），其中每个编码的数据包包括最多一个丢失的数据包的每个接收器。但我们也将它与一般IDNC（G-IDNC）进行比较，其中该条件被放宽。我们描述了S-IDNC的两个基本性能限制：1）完成广播的传输次数，以及2）接收器解码数据包的平均延迟。我们推导出一个封闭形式的表达预期的最小传输次数的数据包和接收器的数量和擦除概率。我们证明了最小化S-IDNC的解码延迟是NP-难的。我们还得到了上述两个性能限制的可实现的上限。我们表明，G-IDNC可以优于S-IDNC %的传输次数没有数据包擦除，但不一定与数据包擦除。接下来，我们设计了最佳和启发式的S-IDNC传输方案和编码算法与完整/间歇接收机反馈。我们提出的模拟结果，以证实发达国家的理论和现有的计划进行比较。
2015-06-03 cs.IT math.IT
Energy Harvesting Wireless Sensor Networks: Delay Analysis Considering Energy Costs of Sensing and Transmission
能量收集（EH）提供了一种大大提高无线传感器节点寿命的方法。然而，EH过程中固有的随机性可能导致执行感测操作和将感测到的信息发送到信宿的显著延迟。与大多数现有的EH传感器网络的延迟性能的研究，其中只考虑传输的能量消耗，我们考虑的感知和传输的能量成本。具体来说，我们考虑一个EH传感器，监测一些状态的环境属性，并采用了一个收获，然后使用协议来执行感测和传输。为了全面地研究延迟性能，我们考虑两个互补的度量并解析地导出它们的统计：（i）更新年龄-测量从传感器获得信息到感测到的信息被成功发送到接收器所花费的时间，即，在接收器处更新的信息有多及时，以及（i i）更新周期-测量两个连续成功传输之间的持续时间，即，接收器处的信息更新的频率。我们的研究结果表明，传感能量成本的考虑导致了两个指标之间的一个重要的权衡：更频繁的更新导致在接收端提供的信息不及时。
2016-03-15 cs.IT math.IT
Transmission Design for Active RIS-Aided Simultaneous Wireless Information and Power Transfer
可重构智能表面（RIS）是一种革命性的技术，可以提高无线通信系统的频谱效率和能量效率。然而，现有的研究成果主要集中在被动型RIS的研究上，它具有“双重衰落”效应。另一方面，配备放大器的有源RIS可以有效地解决这个问题。在本文中，我们提出了一个积极的RIS辅助同步无线信息和电力传输（SWIPT）系统。具体地说，我们最大化的信息接收器的加权和速率，在所有的能量接收器，在活跃的RIS的放大功率约束，并在基站（BS）的最大发射功率约束的最小功率接收。采用交替优化框架，得到次优解。仿真结果表明，在相同的功率预算下，有源RIS辅助的SWIPT系统具有更高的性能增益。
2023-01-10 cs.IT math.IT
Energy-Aware Wireless Relay Selection in Load-Coupled OFDMA Cellular Networks
研究正交频分多址接入（OFDMA）网络中通过优化无线中继选择来实现传输能量最小化的问题。我们考虑到电池的负载对传输能量的影响。证明了能量感知的无线中继选择问题的NP-困难性。为了解决计算复杂性，部分最优性条件的推导，提供设计一个有效的和高效的算法方面的见解。数值结果表明，该算法具有较高的能量性能.
2017-06-21 cs.IT math.IT
Achieving Covertness and Secrecy: A New Paradigm for Secure Wireless Communication
本文探讨了一种新的安全的无线通信模式，其中的物理层安全技术被应用到抵制检测和窃听攻击，这样的关键隐蔽性和保密性的通信是共同保证。我们首先提供了理论模型的隐蔽中断概率（COP），保密中断概率（SOP）和传输概率（TP）来描述的隐蔽性，保密性和传输性能的范式。为了理解新范式下的基本安全性能，我们定义了一个新的度量-隐蔽保密率（CSR），它表征了受COP，SOP和TP约束的最大传输速率。我们进一步进行详细的理论分析，以确定在各种情况下的检测器窃听的关系和安全传输方案所采用的发射机的CSR。最后，数值结果来说明新的安全通信模式下可实现的性能。
2021-03-10 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
Secure Precise Wireless Transmission with Random-Subcarrier-Selection-based Directional Modulation Transmit Antenna Array
本文提出了一种基于正交频分复用（OFDM）和定向调制（DM）的无线传输方案，即RSCS-OFDM-DM，该方案综合利用人工噪声（AN）投影、相位对准（PA）/波束形成、随机子载波选择（RSCS）等多种技术，将保密信息安全、准确地传输到期望用户。该RSCS-OFDM-DM方案为发射机和期望的接收机提供了极其低的复杂度结构，并且使得安全和精确的无线传输在实践中是可实现的。对于非法窃听者来说，机密消息的接收能力非常弱，一旦被AN破坏，他们的接收机就无法成功地拦截这些机密消息。在这种方案中，相位对准/波束形成向量和AN投影矩阵的设计密切依赖于期望的方向角和距离。特别要注意的是，RSCS的使用导致重要的结果，即机密消息的接收功率主要集中在期望接收器周围的小的相邻区域上，并且其功率的仅小部分泄漏到剩余的大的宽区域。这个概念被称为安全精确传输。推导了实时接收信干噪比（SINR）的概率密度函数。同时，得到了平均信干噪比及其紧上界。通过分析信干噪比的第一个零值位置，明确窃听区域，推导出平均保密率的近似封闭表达式。
2017-05-27 cs.IT math.IT
Echo-Liquid State Deep Learning for $360^\circ$ Content Transmission and Caching in Wireless VR Networks with Cellular-Connected UAVs
在本文中，内容缓存和传输的问题进行了研究的无线虚拟现实（VR）网络中，无人机（UAV）捕捉视频现场比赛或风景，并将它们发送到小型基站（SBS），服务的VR用户。然而，由于其有限的容量，无线网络可能无法满足这种360度内容传输的延迟要求。为了满足VR延迟要求，UAV可以提取特定的可见内容（例如，用户视场），并将该可视内容发送给用户，以便减少回程和无线接入链路上的业务负载。为了进一步减轻UAV-SBS回程流量，SBS还可以缓存用户请求的流行内容。该联合内容缓存和传输问题被公式化为优化问题，其目标是最大化用户的可靠性，该可靠性被定义为每个用户的内容传输延迟满足瞬时VR延迟目标的概率。为了解决这个问题，提出了一种分布式深度学习算法，该算法汇集了来自液态机（LSM）和回声状态网络（ESN）的新神经网络思想。该算法使每个SBS预测用户的可靠性，从而找到最佳的内容缓存和内容传输格式为每个无人机。分析结果得出暴露的各种网络因素，影响内容缓存和内容传输格式的选择。仿真结果表明，与Q学习算法相比，该算法的可靠性提高了25.4%。实验结果还表明，与随机缓存算法相比，该算法可以实现14.7%的可靠性增益，由于减少了回程上的流量负载。
2018-04-10 cs.IT math.IT
WITT: A Wireless Image Transmission Transformer for Semantic Communications
Beijing University of Posts and Telecommunications（北京邮电大学）；Peng Cheng Laboratory（鹏城实验室）
在本文中，我们的目的是重新设计的视觉Transformer（ViT）作为一个新的骨干，实现语义图像传输，称为无线图像传输Transformer（WITT）。以前的工作建立在卷积神经网络（CNN）的基础上，它在捕获全局依赖性方面效率低下，导致端到端传输性能下降，特别是对于高分辨率图像。为了解决这一问题，拟议的WITT采用Swin Transformers作为更有能力的主干来提取远程信息。与图像分类任务中的ViT不同，WITT在考虑无线信道影响的同时，对图像传输进行了高度优化。具体来说，我们提出了一个空间调制模块，根据信道状态信息来缩放潜在表示，这增强了单个模型处理各种信道条件的能力。因此，大量的实验验证，我们的WITT达到更好的性能，不同的图像分辨率，失真指标，和信道条件。该代码可在https://github.com/KeYang8/WITT上获得。
2022-11-02 cs.CV cs.IT math.IT
