Uplink User Capacity in a CDMA System with Hotspot Microcells: Effects of Finite Transmit Power and Dispersion
研究了在有限色散无线信道下，当用户终端功率受限时，具有热点微小区的两层码分多址（CDMA）系统的上行链路用户容量.有限色散信道在RAKE接收机的输出端引起信号功率的可变衰落。首先，一个两个小区系统组成的一个宏小区和一个嵌入式微小区的研究和分析方法来估计用户容量作为一个无量纲的参数，取决于发射功率约束和小区半径的函数。接下来，开发新的分析方法来研究可变衰落的影响，无论有没有发射功率约束。最后，分析方法扩展到估计多小区CDMA系统的上行链路用户容量，由多个宏小区和多个嵌入式微小区。在所有情况下，分析为基础的估计进行比较，并通过模拟结果确认。
2005-03-19 cs.IT math.IT
Orthogonal Basis Spreading Sequence for Optimal CDMA
最近，已经提出了新的扩频序列来增加用户的容量。特别地，Weyl扩频序列比Gold码具有更大的用户容量。本文证明了Weyl扩频序列出现在比特恢复模型中，它们是正交基向量。这一结果说明了它们具有大容量的原因，以及任何扩频序列都可以表示为Weyl扩频序列之和。
2016-12-07 cs.IT math.IT
The Influence of Adaptive Multicoding on Mutual Information and Channel Capacity for Uncertain Wideband CDMA Rayleigh Fading Channels
研究了宽带DS-CDMA瑞利衰落信道中信道状态信息不完全的自适应调制问题。我们假设一个多维的信号子空间跨越的随机扩频码（multicoding）的集合，并研究了子空间的尺寸和概率分布的传输符号的信道输入和输出之间的互信息的不确定性的存在下，关于信道的真实状态的影响。我们开发近似的互信息，以及上界和下界的互信息，明确规定的尺寸的信号星座，可解决的衰落路径的信道上，当前估计的信道状态，和信道估计的均方误差。我们分析这些近似和界限，以量化信号的尺寸和符号分布对系统性能的影响。
2006-04-07 cs.IT math.IT
Bounds on the Sum Capacity of Synchronous Binary CDMA Channels
在本文中，我们得到了一个家庭的下界的码分多址（CDMA）信道的总容量假设二进制输入和二进制签名码的存在下，具有任意分布的加性噪声。这个家庭的包络给出了一个相对紧密的下限方面的用户数，扩展增益和噪声分布。无噪声和有噪声信道的推导方法不同，但当噪声方差趋于零时，有噪声信道界接近无噪声情况。下界的行为表明，对于小的噪声功率，用户的数量可以比扩频增益多得多，而没有任何显着的信息丢失（过载CDMA）。在通常的假设下，用户发送同样可能的二进制比特的存在下，具有任意分布的加性噪声的一个固定的上限也来自。随着噪声水平的增加，和/或，用户数和扩频增益的比率增加，所确定的上限接近下限。我们还推导出了我们的边界的渐近极限，可以与田中使用统计物理技术获得的公式进行比较;他的边界接近于我们对大尺度系统的约束上限。
2009-05-07 cs.IT math.IT
The Enigma of CDMA Revisited
在本文中，我们探讨了神秘的同步CDMA应用于无线和光通信系统下的用户符号和签名矩阵条目非常一般的设置。信道用任意分布的实/复加性噪声建模。解决了两个问题。第一个问题是在这些一般设置下，在没有加性噪声的情况下是否存在过载的无错码，如果存在，是否存在任何实用的最佳解码算法。第二个问题是当用户数据和签名码采用任意实数或复数字母（有限或无限）时，信道容量和的界。针对第一个问题，我们已经开发出实用的最大似然（ML）解码算法过载CDMA系统的一大类字母。针对第二个问题，提出了一个一般定理，其中对于给定的CDMA系统，作为特殊情况，可以导出关于用户数、扩频增益和信噪比（SNR）的和容量下限。为了显示的权力和效用的主要定理，一些特殊情况下的和容量界进行了模拟。本文的一个重要结论是，中小规模CDMA系统的总容量的上、下界同时依赖于输入和特征符号，这与文献中关于大规模CDMA系统的渐近结果相反（本文也证实了这一点），在大规模CDMA系统中，特征符号和统计量在渐近总容量中消失.此外，这些问题是调查的情况下，不是所有的用户都是活跃的。此外，上界和渐近界的推导和数值计算，并与其他推导。
2010-05-05 cs.IT math.IT
Blind Adaptive MIMO Receivers for Space-Time Block-Coded DS-CDMA Systems in Multipath Channels Using the Constant Modulus Criterion
本文提出了一种适用于DS-CDMA系统的盲自适应多输入多输出（MIMO）线性接收机。基于约束优化技术，提出了空时码约束恒模（CCM）设计准则，并给出了递推最小二乘（RLS）自适应算法，用于线性接收机参数的估计。本文还提出了一种基于子空间方法的MIMO DS-CDMA系统空时信道盲估计方法和一种有效的RLS算法。针对一个下行链路场景的仿真评估了所提出的算法在几种情况下对现有的方法。
2012-12-29 cs.IT math.IT
On the Achievable Information Rates of CDMA Downlink with Trivial Receivers
介绍了一种在严格的接收复杂度约束下工作的有噪CDMA下行信道。根据这一约束，通过直接对信道的匹配滤波器输出执行硬判决而获得的检测比特必须与传输的二进制输入相同。这种允许使用最简单的接收机方案的信道设置似乎毫无价值，无论如何都不可能进行可靠的通信。然而，最近这种通信模式被证明在无噪声信道的情况下产生有价值的信息速率。这一发现要求调查这个有吸引力的复杂性约束的传输方案，更实际的噪声信道的情况下。通过采用著名的Hopfield模型的亚稳态的统计力学的概念，它证明了在有界噪声假设下，这种复杂度约束的CDMA信道产生了一个非平凡的香农理论容量，严格的分析和证实使用有限大小的信道模拟。对于无界噪声的信道的中断容量的解决和具体描述流行的加性高斯白噪声。
2005-09-16 cs.IT math.IT
On Finding Sub-optimum Signature Matrices for Overloaded CDMA Systems
本文的目的是设计最佳的签名矩阵的二进制输入。为了确定这样的最佳码，我们需要一定的措施作为目标函数。和信道容量和比特出错率（BER）测量是用于评估特征矩阵的典型方法。在本文中，除了这些措施，我们使用距离准则来评估签名矩阵的最优性。采用遗传算法和粒子群优化算法（PSO）分别搜索基于总信道容量、误码率和距离这三个指标的最优特征矩阵。由于GA和PSO算法变得计算昂贵的大型签名矩阵，我们提出了次优的大型签名矩阵，可以来自小的次优矩阵。
2012-02-19 cs.IT math.IT
Performance of Single User vs. Multiuser Modulation in Wireless Multicarrier (MC) Communications
本文的主要目的是比较块传输系统的性能分析的码分多址（CDMA）调制在广义多载波环境与线性调制技术的单用户和多用户。对不同的直接序列码分多址（DS-CDMA），如MC-CDMA、MC-DS-CDMA、MC-SS-CDMA，也将对GMC-CDMA多用户的有效性进行判断。分析比较将在计算的比特错误概率的频率选择性和缓慢平坦衰落信道的不同调制技术。比特出错率应该是性能的良好指标。分析了DS-CDMA在频率选择性信道和MC-CDMA在平坦衰落信道下的容限特性，并推导了块扩频多用户多载波系统通过块符号扩频和快速傅立叶变换（FFT）运算改善的容量和出错率性能。GMC-CDMA应该给出保证的符号恢复，而不管信道限制。
2013-05-31 cs.IT math.IT
On the Capacity of Discrete-Time Laguerre Channel
本文提出了离散时间Laguerre信道容量的新的上界和下界。Laguerre行为被用来模拟各种类型的光学系统和网络，如光放大器，具有直接检测的短距离可见光通信系统和相干码分多址（CDMA）网络。推导了短距离可见光通信系统和相干CDMA网络的边界。这些界限分为三种主要情况：当平均和峰值功率约束，峰值功率约束是不活动的，只有峰值功率约束是活跃的。
2016-12-30 cs.IT math.IT
An Analysis of the DS-CDMA Cellular Uplink for Arbitrary and Constrained Topologies
本文对直接序列码分多址（DS-CDMA）蜂窝上行链路进行了新的分析。对于一个给定的网络拓扑结构，封闭形式的表达式被发现的中断概率和速率的每个上行链路中存在的路径相关的Nakagami衰落和阴影。拓扑可以是任意的，或者通过具有放置在有限区域上的固定数量的基站和移动台的随机空间分布来建模。该分析比现有的分析更详细和准确，有利于解决网络设计问题，包括最小基站间隔的影响，扩频因子的作用，以及各种功率控制和速率控制策略的影响。它示出，一旦功率控制建立，速率可以根据固定速率或可变速率的政策进行分配，其目标是满足中断约束或最大化吞吐量。可变速率功率控制的一个优点是，它允许在每个上行链路上强制执行中断约束，而当整个网络使用固定速率时，这是不可能的。
2013-10-20 cs.IT math.IT
Blind Adaptive MIMO Receivers for CDMA Systems with Space-Time Block-Codes and Low-Cost Algorithms
针对多径信道下采用多发射天线和空时分组码（STBC）的直接序列码分多址（DS-CDMA）系统，提出了一种低复杂度的盲多输入多输出（MIMO）自适应线性多用户接收机。基于约束优化技术和低复杂度的随机梯度（SG）自适应算法，提出了一种空时码约束恒模（CCM）设计准则，用于空时线性接收机的参数估计。接收机的设计是利用扩频码和空时分组码的独特结构。提出了一种基于子空间方法的空时信道盲估计算法和一种高效的SG算法。针对下行链路的仿真结果表明，所提出的接收机结构和算法具有良好的性能，优于现有方法。
2014-10-21 cs.IT math.IT
Joint Iterative Power Adjustment and Interference Suppression Algorithms for Cooperative DS-CDMA Networks
本文针对采用多中继和放大前向协作策略的DS-CDMA网络，提出了联合迭代功率分配和干扰抑制算法。我们提出了一个联合约束优化框架，该框架考虑了中继器之间的功率水平分配受到个人和全球功率约束和干扰抑制的线性接收机的设计。我们推导出约束的最小均方误差（MMSE）的参数向量，确定最佳的功率电平跨越中继和线性接收机的参数表达式。为了有效地解决所提出的优化问题，我们开发了递归最小二乘（RLS）算法的自适应联合迭代功率分配，接收机和信道参数估计。仿真结果表明，所提出的算法获得了显着的增益，在现有的方案的性能和容量。
2013-04-08 cs.IT math.IT
Blind Adaptive Subcarrier Combining Technique for MC-CDMA Receiver in Mobile Rayleigh Channel
针对移动瑞利衰落信道下的MC -CDMA接收机，提出了一种新的子载波合并技术.该算法利用用户在不同子载波上重复扩频序列形成的结构，在不知道信道幅度和训练序列的情况下，同时抑制多址干扰（MAI）和提供隐式信道跟踪。这是通过采用简单的梯度下降算法自适应地对每个符号周期中的每个子载波进行加权来实现的，以满足具有明智的步长选择的恒模（CM）标准。与传统的最大比合并和等增益合并技术相比，即使在高信道多普勒速率下，也以O（N）的数量级具有相似的复杂度来显示改进的BER和用户容量性能。
2011-02-26 cs.IT math.IT
Blind Adaptive Algorithms for Decision Feedback DS-CDMA Receivers in Multipath Channels
在这项工作中，我们研究了盲自适应和迭代判决反馈（DF）接收机的直接序列码分多址（DS-CDMA）系统中的频率选择性信道。研究了多径环境下基于约束优化技术的码约束最小方差（CMV）和恒模（CCM）测向接收机设计准则。计算高效的盲自适应随机梯度（SG）和递归最小二乘（RLS）算法的DF检测器的参数估计以及连续，并行和迭代DF结构。提出了一种新的连续并行仲裁DF方案，并与迭代技术相结合，用于级联DF级，以减轻错误传播的有害影响。上行链路的情况下的仿真结果评估的算法，盲自适应DF检测器对线性接收机和评估的影响，对以前报道的方法的新的消除技术的错误传播。
2013-01-21 cs.IT math.IT
Asymptotic Analysis of General Multiuser Detectors in MIMO DS-CDMA Channels
我们分析了MIMO DS-CDMA信道与一般的多用户检测器，包括一个非线性多用户检测器，使用副本的方法。在多用户情况下，如果采用空间扩频方案，则多用户检测器将MIMO DS-CDMA信道解耦为一组单用户SIMO高斯信道。另一方面，如果不采用空间扩展方案，则它被解耦成一组单用户MIMO高斯信道。具有空间扩展方案的MIMO DS-CDMA信道的频谱效率与不具有空间扩展方案的使用最优空时分组码的MIMO DS-CDMA信道的频谱效率相当。在QPSK数据调制方案的情况下，具有MMSE检测器的MIMO DS-CDMA信道的频谱效率示出{ \it瀑布}行为，并且当系统负载刚好低于{ \it瀑布}行为的转变点时非常接近于对应的总容量。我们的结果意味着，考虑到数据调制方案的多用户检测器的性能可以远远优于线性多用户检测器。
2007-06-21 cs.IT math.IT
Low Complexity Joint Iterative Equalization and Multiuser Detection in Dispersive DS-CDMA Channels
色散直接序列码分多址（DS-CDMA）信道中的通信会受到码间干扰和多址干扰的影响，从而严重影响系统的性能。联合最大\textit{a posteriori}概率（MAP）均衡和具有差错控制解码的多用户检测可以用于减轻这种干扰并实现最佳比特出错率。不幸的是，这种最佳检测通常需要过高的计算复杂性。这个问题是解决在本文中，通过减少状态格搜索检测算法的发展，从信道解码器的判决反馈的基础上。在大系统极限下分析了该算法的性能。分析和仿真结果表明，该算法复杂度低，在中等信噪比下性能接近最优，比并行干扰消除算法具有更大的系统负载容量。
2005-01-21 cs.IT math.IT
Blind Interference Suppression and Power Adjustment with Alternating Optimization for Cooperative DS-CDMA Networks
本文针对具有多中继和译码转发协议的DS-CDMA网络，提出了盲联合干扰抑制和功率分配算法。提出了一种基于组功率约束的中继间联合功率分配方案和干扰抑制线性接收机设计方案。一个代码约束的常数模（CCM）设计的接收滤波器和功率分配向量的盲信道估计器。为了有效地解决所提出的优化，交替优化策略与递归最小二乘（RLS）型算法估计的接收机，功率分配和信道的参数。仿真结果表明，所提出的算法获得显着的增益在现有的计划的容量和性能。
2013-04-08 cs.IT math.IT
Interference Suppression and Group-Based Power Adjustment via Alternating Optimization for DS-CDMA Networks with Multihop Relaying
本文提出了一种适用于多跳DS-CDMA网络和解码转发（DF）协议的联合干扰抑制和功率分配算法。提出了一种基于组功率约束的中继间联合功率分配方案和干扰抑制线性接收机设计方案。一个有约束的最小均方误差（MMSE）设计的接收滤波器和功率分配向量的MMSE信道估计器一起设计。为了有效地解决所提出的优化问题，提出了一种有效用户组的形成方法和一种交替优化策略，采用递归交替最小二乘（RALS）算法对接收机参数、功率分配和信道进行估计。仿真结果表明，所提出的算法获得显着的增益在现有的计划的容量和性能。
2013-04-06 cs.IT math.IT
Uplink Capacity and Interference Avoidance for Two-Tier Femtocell Networks
双层毫微微蜂窝网络--包括传统的宏蜂窝网络加上嵌入的毫微微蜂窝热点--提供了一种经济上可行的解决方案，以实现高蜂窝用户容量和改进的覆盖范围。然而，随着通用频率复用和DS-CDMA传输，随之而来的跨层同信道干扰（CCI）导致不可接受的中断概率。本文提出了一种上行链路容量分析和干扰避免策略，在这样一个双层CDMA网络。我们评估了一个网络广域频谱效率度量称为\emph{operating contour (OC)}定义为可行的组合的平均数量的活动宏小区用户和毫微微小区基站（BS）每个小区站点，满足目标中断约束。容量分析提供了一个准确的表征的上行链路中断概率，占功率控制，路径损耗和阴影效应。考虑在角落的毫微微小区的最坏情况下的CCI，结果表明，通过时间跳变的CDMA物理层和扇区化的天线的干扰避免允许约7倍更高的毫微微小区密度，相对于一个分裂的频谱两层网络与全向毫微微小区天线。毫微微小区排除区域和基于层选择的切换策略在OC中提供适度的改进。这些结果为设计健壮的共享频谱双层网络提供了指导。
2009-02-05 cs.IT cs.NI math.IT
Joint Iterative Power Allocation and Linear Interference Suppression Algorithms in Cooperative DS-CDMA Networks
本文提出了一种联合迭代功率分配和干扰抑制算法，用于扩频网络，该网络采用多跳和放大转发协作策略，用于上行链路和下行链路。我们提出了一个联合约束优化框架，该框架考虑了中继器之间的功率水平分配受到个人和全球功率约束和干扰抑制的线性接收机的设计。我们推导出约束的线性最小均方误差（MMSE）的参数向量，确定跨中继和线性接收机的最佳功率电平的表达式。为了解决所提出的优化问题，我们开发了具有成本效益的自适应联合功率分配算法，并估计接收机和信道的参数。的优化问题进行了分析，并表明，该问题可以有其凸性，通过适当选择的功率约束参数，这使得算法，以避免局部极小值的问题。研究的复杂性和所提出的算法的反馈通道的要求也包括完整性。仿真结果表明，所提出的算法获得了显着的增益，在现有的非合作和合作计划的性能和容量。
2013-01-01 cs.IT math.IT
Adaptive Interference Suppression for CDMA Systems using Interpolated FIR Filters with Adaptive Interpolators in Multipath Channels
在这项工作中，我们提出了一种自适应线性接收机结构的基础上，内插有限脉冲响应（FIR）滤波器与自适应插值直接序列码分多址（DS-CDMA）系统在多径信道。内插的最小均方误差（MMSE）和内插的约束最小方差（CMV）的解决方案描述了一种新的计划，在该计划中，为了减轻多址干扰（MAI）和多径传播的影响，呈现随时间变化的SNR。基于插值MMSE和CMV解决方案，我们提出了计算效率高的随机梯度（SG）和指数加权递归最小二乘型（RLS）算法的接收机和滤波器的监督和盲操作模式。算法的收敛性分析和讨论的收敛性的方法进行了两种模式的操作。下行链路的仿真实验表明，所提出的结构实现了优越的BER收敛和稳态性能，以前报告的降秩接收机在较低的复杂度。
2013-01-21 cs.IT math.IT
Spectral Efficiency of Multiple Access Fading Channels with Adaptive Interference Cancellation
在快速时变衰落环境中可靠地估计用户的信道和数据是多用户检测（MUD）技术的一个非常具有挑战性的任务，该MUD技术承诺对于诸如非正交CDMA和基于空间复用MIMO的LTE的干扰受限系统的令人印象深刻的容量增益。本文分析了DS-CDMA上行链路中传统单用户和多用户接收机的相对信道估计误差性能，并给出了它们对输出信干噪比（SINR）性能的影响。信道估计的均方误差（MSE）和可实现的频谱效率，这些接收机从输出SINR计算得到的，然后与新的自适应干扰消除接收机实现比较。结果表明，自适应接收机使用连续（SIC）和并行干扰消除（PIC）的方法提供了更好的信道估计和SINR性能，从而显着增加可实现的和数据速率。
2012-05-13 cs.IT math.IT
Blind Adaptive Interference Suppression Based on Set-Membership Constrained Constant-Modulus Algorithms with Time-Varying Bounds
本文提出了一种基于集员滤波概念的盲约束恒模自适应算法，并结合了干扰抑制的动态界。我们开发的随机梯度和递归最小二乘型算法的CCM设计标准的基础上，按照规格的SMF的概念。我们还提出了一个盲框架，其中包括信道和幅度估计，考虑到参数估计依赖性，多址干扰（MAI）和符号间干扰（ISI），以解决在多用户通信中的约束规范的重要问题。所提出的算法的收敛性和跟踪分析进行了发展的解析表达式，以预测其性能。对DS-CDMA系统的一些感兴趣的场景的仿真表明，所提出的算法优于以前报道的技术，具有较少的参数更新和降低的风险上界或下界。
2012-12-29 cs.IT math.IT
The Capacity of Count-Constrained ICI-Free Systems
应用马尔可夫链的方法来确定一般类的q元ICI自由约束系统，满足任意计数约束的能力。
2019-01-17 cs.IT math.IT
An Upper Bound for the Capacity of Amplitude-Constrained Scalar AWGN Channel
本文对Thangaraj等人关于幅度受限标量AWGN信道容量的上界进行了改进。这种改进使得容量的上限在$\frac{E_b}{N_0}\leq 2.5$ dB的0.002比特内。
2016-05-04 cs.IT math.IT
The Capacity of the Amplitude-Constrained Vector Gaussian Channel
研究了在输入向量范数具有峰值幅度约束条件下，多输入多输出加性高斯白噪声信道的容量问题。提出了关于实现能力的投入分配的新见解。此外，它提供了一个迭代算法，以数值计算的信息容量和最佳输入分配这样的信道。
2021-05-05 cs.IT math.IT
Dual Capacity Upper Bounds for Noisy Runlength Constrained Channels
二进制输入的游程长度约束输入的无记忆通道被认为是。这种嘈杂的游程长度受限的信道的容量的上限推导出使用双容量方法与马尔可夫测试分布满足Karush-Kuhn-Tucker（KKT）的能力实现输出分布的条件。给出了二进制擦除信道（BEC）和二进制对称信道（BSC）的界的简化代数刻画。这些上界非常接近可实现的速率，并改善了以前已知的基于反馈的边界的大范围的信道参数。对于二进制输入的加性高斯白噪声（AWGN）信道，上界被简化为一个小规模的数值优化问题。这些结果提供了一些最简单的上界的开放容量的问题，具有理论和实际意义。
2016-09-30 cs.IT math.IT
The Secrecy Capacity of Cost-Constrained Wiretap Channels
在许多信息论信道编码问题中，向操作设置添加输入成本约束相当于限制容量公式中的优化域。本文表明，在一般的信念相反，这样一个简单的修改不适用于成本约束（CC）窃听信道（WTC）。无成本约束的离散无记忆WTC的安全容量由一个辅助随机变量描述。然而，对于CC DM-WTC，我们表明，两个辅助设备是必要的，以实现容量。具体地说，我们首先推导出的安全容量公式，证明直接部分通过叠加编码。然后，我们提供了一个例子的CC DM-WTC的secondary容量不能使用一个单一的辅助实现。这确立了叠加编码在CC WTC上的基本作用。
2020-12-26 cs.IT math.IT
Asymptotics of Input-Constrained Erasure Channel Capacity
在本文中，我们研究了一个输入受限的擦除信道，当擦除率较低时，我们描述了其容量的渐近性。更具体地说，对于输入端支持不可约有限型约束的一般无记忆擦除信道，我们利用其互信息率的级数展开式公式，导出了其容量的部分渐近性;并且对于具有在$(1, \infty)$ -RLL约束上支持的一阶马尔可夫输入的二进制擦除信道，基于它的互信息率关于输入的某种参数化，我们数值地评估了它的一阶马尔可夫容量，并进一步导出了它的完全渐近性。本文中得到的渐近性，当与最近推导的反馈容量的二进制擦除信道具有相同的输入约束相比，使我们能够得出这样的结论，即反馈可能会增加容量的输入约束的信道，即使该信道是无记忆的。
2016-05-07 cs.IT math.IT
The Feedback Capacity of the $(1,\infty)$-RLL Input-Constrained Erasure Channel
考虑了带反馈的输入受限擦除信道，其中二进制输入序列不包含连续序列，即，它满足$(1,\infty)$ -RLL约束。我们推导出这种设置的容量，它可以表示为$C_ε=\max_{0 \leq p \leq \frac{1}{2}}\frac{H_{b}(p)}{p+\frac{1}{1-ε}}$，其中$ε$是擦除概率，$ H_{b}(\cdot)$是二进制熵函数。此外，我们证明了在编码器的擦除的先验知识不增加反馈容量。反馈能力的计算使用等效的动态规划（DP）制定的最佳平均奖励等于容量。此外，我们从DP的解决方案中获得了最佳编码过程，从而为我们的设置提供了实现容量的零错误编码方案。DP因此被证明是一种工具，不仅用于解决优化问题，如容量计算，但也用于构建最佳的编码方案。导出的容量表达式也作为唯一的非平凡的上限已知的输入约束擦除信道的容量没有反馈，一个问题，仍然是开放的。
2015-03-11 cs.IT math.IT
Capacity Bounds for Discrete-Time, Amplitude-Constrained, Additive White Gaussian Noise Channels
实现容量的离散时间，加性高斯白噪声（AWGN）信道的输入分布与幅度约束是离散的，似乎很难明确地表征。一个双容量表达式被用来推导标量和矢量AWGN信道的解析容量上界。标量界改进了McKellips的界，并且对于所有信噪比（SNR）在0.1比特的容量内。二维界限是在0.15比特的容量可证明高达4.5 dB，和数值证据表明所有SNR的类似差距。
2015-11-27 cs.IT math.IT
Upper and Lower Bounds on the Capacity of Amplitude-Constrained MIMO Channels
在这项工作中，新的上限和下限的通道的容量与任意约束的通道输入符号的支持推导出来。作为一个直接的实际应用，考虑的情况下，多输入多输出通道的幅度约束。的界限被证明是在一个恒定的间隙内，如果信道矩阵是可逆的，并且是紧的，在高幅度制度的任意信道矩阵。此外，在高幅度制度，它示出的容量与发射和接收天线的数量之间的最小值线性缩放，类似于平均功率约束输入的情况。
2017-08-31 cs.IT math.IT
Variance-Constrained Capacity of the Molecular Timing Channel with Synchronization Error
分子通讯在复杂的生物和化学系统的设计中起着重要的作用。一类重要的分子通讯系统是基于时间通道的，其中信息被编码在传输分子的延迟中-一种同步方法。目前，广泛使用的建模假设是发射机和接收机之间的完美同步。不幸的是，这种假设在大多数实际的分子系统中不太可能成立。为了弥补这一点，我们引入了一个时钟到模型-导致同步误差的分子定时通道。为了量化这个新系统的行为，我们推导出方差约束容量的上界和下界，我们认为这是平均延迟和峰值延迟约束容量之间的一步。通过数值评估我们的界限，我们得到了一个关键的实际见解：时钟链路的漂移速度不需要显着大于信息链路的漂移速度，以实现方差约束的容量与完美的同步。
2014-10-21 cs.IT math.IT
A Feedback Capacity-Achieving Coding Scheme for the $(d,\infty)$-RLL Input-Constrained Binary Erasure Channel
本文研究了无记忆输入受限二进制擦除信道（BEC）。信道输入约束是$(d,\infty)$ -游程长度受限（RLL）约束，其要求输入序列中的任何一对连续的$1$至少被$d$ $0$分开。我们考虑的情况下，有因果关系，从解码器的无噪声反馈。我们证明了一个简单的，基于标签的，零错误的反馈编码方案，我们证明是反馈能力的实现，并作为一个副产品，获得明确的表征的反馈能力。我们的证明是基于显示我们的反馈编码方案的速率等于使用Sabag等人的单字母边界技术导出的反馈容量的上限。此外，我们使用Thangaraj（2017）的工具注意到，至少对于$d=1,2$，$(d,\infty)$ -RLL输入约束BEC的反馈和非反馈能力之间存在差距。
2022-04-14 cs.IT math.IT
On the Capacity Achieving Input of Amplitude Constrained Vector Gaussian Wiretap Channel
研究了峰值功率约束下$n$维高斯窃听信道的保密容量。这项工作确定了最大的峰值功率约束$\bar{\mathsf{R}}_n$，这样均匀分布在一个单一的球体上的输入分布是最佳的，这种制度被称为小幅度制度。当$n$趋于无穷大时，$\bar{\mathsf{R}}_n$的渐近完全表征为两个接收器处的噪声方差的函数。此外，安全容量也以适合于计算的形式表征。此外，提供了几个数值例子，如second-capacity实现小幅度制度以外的分布的例子。
2022-02-01 cs.IT math.IT
On the Capacity of Constrained Systems
在香农的《通信的数学理论》的第一章中，证明了约束系统的输入过程的最大熵率受到系统的组合能力的限制。香农考虑了约束定义正则语言的系统，并在他的推导中使用矩阵理论的结果。在这项工作中，正则性约束被丢弃。利用生成函数证明了输入过程的最大熵率一般受组合能力的限制。所提出的结果还允许一种新的方法，系统与定期约束。作为一个例子，结果被应用到满足（j，k）游程长度约束的二进制序列，并通过使用所提出的框架，给出了一个简单的公式的组合容量和一个最大熵输入过程的定义。
2009-11-20 cs.IT math.IT
Capacity Bounds for Peak-Constrained Multiantenna Wideband Channels
我们推导出一个非常一般的类的多输入多输出信道，允许在时间和频率的选择性，以及空间相关性的非相干能力的界限。边界适用于峰值约束的输入;它们在信道的散射函数中是明确的，对于大范围的带宽是有用的，并且允许粗略地识别带宽和发射天线数量的容量最佳组合。在无限带宽的极限下，得到了容量的一阶泰勒级数展开式的封闭表达式。从该表达式中，我们得出结论，在宽带机制中：（i）当信道空间不相关时，仅使用一个发射天线是最佳的;（ii）如果信道空间相关，则秩一统计波束成形是最佳的;以及（iii）空间相关，无论是在发射机、接收机还是两者处，都是有益的。
2008-01-29 cs.IT math.IT
Feedback Capacity and Coding for the $(0,k)$-RLL Input-Constrained BEC
研究了输入受限的严格因果反馈二进制擦除信道。信道输入序列必须满足$(0,k)$ -游程长度受限（RLL）约束，即，不允许超过$k$个连续的“$0$”。该信道的反馈容量是针对所有$k\geq 1$导出的，并且由$$C^\mathrm{fb}_{(0,k)}(\varepsilon) = \max\frac{\overline{\varepsilon}H_2(δ_0)+\sum_{i=1}^{k-1}\left(\overline{\varepsilon}^{i+1}H_2(δ_i)\prod_{m=0}^{i-1}δ_m\right)}{1+\sum_{i=0}^{k-1}\left(\overline{\varepsilon}^{i+1} \prod_{m=0}^{i}δ_m\right)},$$给出，其中$\varepsilon$是擦除概率，$\overline{\varepsilon}=1-\varepsilon$和$H_2(\cdot)$是二进制熵函数。最大化仅在$δ_{k-1}$上进行，而用于$i\leq k-2$的参数$δ_i$是$δ_{k-1}$的直接函数。下界是通过构造一个简单的编码所有$k\geq1$。它示出的反馈能力，可以实现使用零错误，可变长度编码。对于相反的，上界的非因果设置，其中擦除可用于编码器之前的传输，推导出。这个上限与下限相吻合，并结束了对反馈能力和非…
2017-12-07 cs.IT math.IT
Properties of the Support of the Capacity-Achieving Distribution of the Amplitude-Constrained Poisson Noise Channel
这项工作考虑了一个泊松噪声信道的幅度约束。众所周知，该通道的实现容量的输入分布是离散的，具有200多个点。我们锐化这一结果，通过引入上界和下界的质量点的数量。具体地，建立了阶数$\mathsf{A} \log^2(\mathsf{A})$的上界和阶数$\sqrt{\mathsf{A}}$的下界，其中$\mathsf{A}$是对输入幅度的约束。此外，在此过程中，我们还展示了容量和容量实现分布的其他几个性质。例如，它示出的容量等于$ - \log P_{Y^\star}(0)$，其中$P_{Y^\star}$是最优输出分布。此外，建立了容量实现分布的概率质量值的上界和最大质量点的概率的下界。此外，在每个符号的基础上，一个非零的下限检测的能力实现分布的错误概率下建立的最大后验规则。
2021-07-29 cs.IT math.IT
A Delay-Constrained General Achievable Rate and Certain Capacity Results for UWB Relay Channel
在本文中，我们推导出UWB版本的（i）一般最佳可达速率的中继信道与解码和转发策略和（ii）最大流最小切割上界，这样的UWB中继信道可以研究考虑得到的下限和上限。然后，我们表明，通过适当地选择噪声相关系数，我们的新的上限与下界相吻合的退化和超宽带中继信道的特殊情况下。最后给出了一些数值结果。
2011-09-14 cs.IT math.IT
Super-Linear Growth of the Capacity-Achieving Input Support for the Amplitude-Constrained AWGN Channel
本文研究了幅度受限AWGN信道容量实现输入支撑大小的增长，证明支撑点数$K_A$随幅度限制A的增加而呈现超线性增长。
2025-12-02 cs.IT math.IT
On the Sum-Capacity with Successive Decoding in Interference Channels
本文研究了两用户高斯干扰信道中高斯叠加编码和连续译码的和容量。我们首先研究了一个近似的确定性制定的问题，并引入互补条件，捕获使用高斯编码和连续解码。在确定性信道问题中，首先在对称信道中，然后在一般非对称信道中，我们找到了具有最小消息数的约束和容量及其可实现方案。我们表明，受约束的总容量振荡作为交叉链路增益参数之间的信息理论的总容量和总容量与干扰作为噪声处理的函数。此外，我们表明，如果两个用户中的任何一个的消息的数量小于所需的最小数量，以实现约束的总容量，最大可实现的总速率下降到与干扰作为噪声处理。我们提供了两个算法（一个简单的一个和一个更精细的一个）的最佳方案在确定性信道模型的高斯信道模型。我们还推导出两个上限的高斯汉-小林计划，自动上限的和容量使用连续的高斯码字的解码。数值计算结果表明，与确定性信道的结果相似，高斯信道中的约束和容量在Han-Kobayashi方案和单消息方案的和容量之间振荡.
2011-03-29 cs.IT math.IT
On the Feedback Capacity of Power Constrained Gaussian Noise Channels with Memory
对于具有有限阶$L$的有理噪声功率谱的平稳加性高斯噪声信道，在平均信道输入功率约束下，我们得到了反馈容量的两个新结果。首先，我们证明了一个非常简单的反馈相关的高斯-马尔可夫源实现的反馈能力，卡尔曼-布西滤波是最佳的反馈处理。基于这些结果，我们开发了一种新的方法，用于优化信道输入，通过使用动态规划方法，分解成$n$顺序相同的优化问题，其中每个阶段涉及优化$O(L^2)$变量的计算，以实现覆盖庞布拉块长度$n$反馈容量。其次，我们推导出固定反馈相关源的显式最大信息率。一般来说，估计平稳源的最大信息率只需要通过简单的非线性规划求解几个方程。对于一阶自回归和/或移动平均（ARMA）噪声信道，这种优化承认一个封闭形式的最大信息速率公式。固定源的最大信息速率是反馈容量的下限，并且如果长期存在的猜想，即固定源实现反馈容量成立，则它等于反馈容量。
2007-01-16 cs.IT math.IT
Capacity bounds for bandlimited Gaussian channels with peak-to-average-power-ratio constraint
本文重新讨论了香农提出的峰值功率约束下带限高斯信道容量的边界问题，并将其推广到峰值平均功率比（PAPR）约束的情形。通过在PAPR约束下对输入独立同分布的脉冲幅度调制的可达信息速率进行下界分析，得到了成形脉冲的一般容量下界。然后，我们评估和优化的下限，采用一些参数脉冲，从而提高现有的最佳结果。根据Shannon的方法，得到了PAPR约束下BLGC的容量上界。通过结合我们的上限和下限，PAPR约束BLGC的容量被限制在一个有限的间隙内，该间隙随着PAPR约束趋于无穷大而趋于零。使用相同的方法，我们还改进了高信噪比下带限光强信道的现有容量下限。
2018-08-30 cs.IT math.IT
Constrained Coding for Composite DNA: Channel Capacity and Efficient Constructions
针对复合DNA存储测序易出错的问题，提出高效约束编码技术施加生物学约束，计算信道容量、构建编解码器并优化复合字母选择，部分参数下仅需一个冗余符号。
2025-01-18 cs.IT math.IT
High signal-to-noise ratio asymptotics of entropy-constrained Gaussian channel capacity
School of Computer and Communication Sciences, EPFL（洛桑联邦理工学院计算机与通信科学学院）；Faculty of Electrical and Computer Engineering, Technion（以色列理工学院电气与计算机工程学院）
本文研究了高信噪比下熵约束高斯信道容量的行为，证明了容量达到分布为离散高斯分布，并刻画了熵与容量差距的指数衰减特性。
2026-01-14 cs.IT math.IT math.PR
Blind Adaptive Constrained Constant-Modulus Reduced-Rank Interference Suppression Algorithms Based on Interpolation, Switched Decimation and Filtering
本文提出了一种盲自适应降秩算法和约束恒模自适应算法，用于无线通信系统中的干扰抑制。所提出的方案和算法是基于一个两阶段的处理框架，该框架由一个变换矩阵进行降维，然后由降秩估计。现有方法的变换矩阵的复杂结构促使盲自适应降秩约束（BARC）方案的发展以及低复杂度的降秩分解。建议的BARC计划和降秩分解的基础上的概念，联合插值，切换抽取和降秩估计的约束条件下的一组详细。所提出的一组约束条件确保了在降维之前组合信道的多径分量。为了经济有效地设计BARC方案，我们开发了低复杂度的抽取技术，随机梯度和递归最小二乘降秩估计算法。设计了一种模型阶数选择算法，用于调整估计器的长度，以及用于确定所需的开关支路数量以达到预定义的性能的技术。对所提出的优化算法的收敛性和问题进行了分析，并讨论了优化问题的关键特征。我们考虑所提出的算法在DS-CDMA系统中的干扰抑制的应用。结果表明，所提出的算法优于最好的已知的降秩方案，而需要较低的复杂度。
2013-01-08 cs.IT math.IT
Semi-constrained Systems
当在有噪声的信道上传输信息时，有两种方法，可以追溯到香农的工作，是常见的：假设信道错误与传输的内容无关，并设计一个纠错码，或者假设错误是数据相关的，并设计一个约束编码方案，消除所有的违规数据模式。在本文中，我们分析了一个中间道路，我们称之为一个应变系统。在这样的系统中，这是一个扩展的信道与成本约束模型，我们不完全消除的错误引起的序列，而是限制它们出现的频率。我们在这项研究中解决几个关键问题。第一个是证明封闭形式的能力，使我们能够绑定的能力的渐近界。特别地，我们限制了当$k$增长时，应变的$(0,k)$ -RLL的容量趋向于$1$的速率。第二个关键问题是设计有效的编码和解码过程，渐近实现容量与消失的错误。最后，我们考虑微妙的问题，涉及的连续性的能力和放松的定义的超应变系统。
2015-01-21 cs.IT math.IT
Bounds on the Feedback Capacity of the $(d,\infty)$-RLL Input-Constrained Binary Erasure Channel
本文考虑输入受限的二进制擦除信道（BEC）与因果，无噪声反馈。信道输入序列遵守$(d,\infty)$ -游程长度受限（RLL）约束，即，任何一对连续的$1$必须至少被PDMATHABMOPDMATHABMP分隔开。我们推导出该信道的反馈容量的上界和下界，对于所有$d\geq 1$，由下式给出：$\max\limits_{δ\in [0,\frac{1}{d+1}]}R(δ) \leq C^{\text{fb}}_{(d\infty)}(ε) \leq \max\limits_{δ\in [0,\frac{1}{1+dε}]}R(δ)$，其中函数$R(δ) = \frac{h_b(δ)}{dδ+ \frac{1}{1-ε}}$，其中$ε\in [0,1]$表示信道擦除概率，并且$h_b(\cdot)$是二进制熵函数。我们注意到，对于$d=1$的情况，我们的边界是紧的（参见Sabag等人。（2016）），此外，我们证明了对于$d=2$的情况，反馈容量等于$ε\in [0,1-\frac{1}{2\log(3/2)}]$具有擦除的非因果知识的容量。对于$d>1$，我们的界限与Peled et al.（2019）中导出的非因果能力（作为反馈能力的上限）不同，只是在最大化的领域。本文中的方法遵循Sabag等人（2017），通过基于有限$Q$ -图上支持的输出分布导出反馈容量的单字母界限，$…
2021-02-18 cs.IT math.IT
Precoding for a Class of Peak-Constrained Dirty Paper Channels with a Discrete State
在峰值幅度约束下的脏纸信道（DPC）出现在光无线广播信道（BC）中，其中一个接收器处的状态是旨在用于其它接收器的发送信号。本文研究了一类适用于光无线BC的峰值约束DPC，其中信道状态（即“dirt”）从一些均匀间隔的网格中取值。对于本文所研究的离散状态DPC，从其无状态对应的DPC得到了一个容量上限。为了降低其容量，经典的脏纸编码方案，包括Costa的DPC和Tomlinson-Harashima（TH）预编码，这是作为基准计划。为了提高基准性能，提出了两种新的预编码方案的离散状态DPC。虽然所提出的计划没有实现无状态容量相反，是什么已知的Costa的DPC，可实现的速率在一个小的差距内的无状态容量的离散状态DPC的证明。在两用户峰值约束高斯BC中使用所提出的预编码方案，获得新的容量内界（IB），并且示出优于基于截断高斯（TG）的IB，并且与最知名的IB相当。
2023-01-05 cs.IT math.IT
On the Capacity of the Peak Power Constrained Vector Gaussian Channel: An Estimation Theoretic Perspective
本文研究了$n$维矢量高斯噪声信道在输入信号必须位于以原点为中心的半径为$R$的球内的情况下的容量。已知在该设置中，优化输入分布被支持在有限数量的同心球体上。然而，球的数量、位置和概率通常是未知的。本文刻画了约束$R$使得单球上支持的输入分布为最优的充要条件。最大的$\bar{R}_n$，这样，只使用一个单一的领域是最佳的，被证明是一个积分方程的解决方案。此外，它表明，$\bar{R}_n$作为$\sqrt{n}$和$\frac{\bar{R}_n}{\sqrt{n}}$的精确极限的尺度被发现。
2018-09-22 cs.IT math.IT
Bounds on the Capacity Region of the Optical Intensity Multiple Access Channel
本文给出了光强多址接入信道（OIMAC）在单用户平均或峰值功率约束下容量域的新的内界和外界。对于平均功率约束的OIMAC，我们的边界在高功率渐近紧，从而表征的渐近容量区域。在不损失渐近最优性的前提下，将该界推广到具有平均功率约束的K用户OIMAC。对于峰值功率受限的OIMAC，在高功率下，我们将渐近容量区域限制在0.09比特以内，并确定了对称情况下的渐近容量区域。在中等功率下，对于这两种类型的约束，容量区域被限制在相当小的间隙内。
2019-08-28 cs.IT math.IT
On entropy-constrained Gaussian channel capacity via the moment problem
本文研究输入端带有熵约束的功率受限加性高斯信道容量，通过证明矩匹配问题的一般结果，刻画了低信噪比与小熵条件下的容量，并指出具有正小熵的离散变量最多能匹配连续变量的三个初始矩。
2025-04-29 cs.IT math.IT math.PR
