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Thèse Année : 2017

Noisy Channel-Output Feedback in the Interference Channel

Le Canal Interférent à Deux Utilisateurs avec Voie de Retour Dégradée par un Bruit Additif

Résumé

In this thesis, the two-user Gaussian interference channel with noisy channel-output feedback (GIC-NOF) is studied from two perspectives: centralized and decentralized networks. From the perspective of centralized networks, the fundamental limits of the two-user GIC-NOF are characterized by the capacity region. One of the main contributions of this thesis is an approximation to within a constant number of bits of the capacity region of the two-user GIC-NOF. This result is obtained through the analysis of a simpler channel model, \ie a two-user linear deterministic interference channel with noisy channel-output feedback (LDIC-NOF). The analysis to obtain the capacity region of the two-user LDIC-NOF provides the main insights required to analyze the two-user GIC-NOF. % From the perspective of decentralized networks, the fundamental limits of the two-user decentralized GIC-NOF (D-GIC-NOF) are characterized by the $\eta$-Nash equilibrium ($\eta$-NE) region. Another contribution of this thesis is an approximation of the $\eta$-NE region of the two-user GIC-NOF, with $\eta > 1$. As in the centralized case, the two-user decentralized LDIC-NOF (D-LDIC-NOF) is studied first and the lessons learnt are applied in the two-user D-GIC-NOF. The final contribution of this thesis consists in a closed-form answer to the question: ``When does channel-output feedback enlarge the capacity or $\eta$-NE regions of the two-user GIC-NOF or two-user D-GIC-NOF?''. This answer is of the form: \emph{Implementing channel-output feedback in transmitter-receiver $i$ enlarges the capacity or $\eta$-NE regions if the feedback SNR is beyond $\textrm{SNR}_i^{*}$, with $i \in \lbrace 1,2 \rbrace$. The approximate value of $\textrm{SNR}_i^{*}$ is shown to be a function of all the other parameters of the two-user GIC-NOF or two-user D-GIC-NOF.
Dans cette th\`{e}se, le canal Gaussien \`{a} interf\'{e}rence \`{a} deux utilisateurs avec voie de retour d\'{e}grad\'{e}e par un bruit additif (GIC-NOF) est \'{e}tudi\'{e} sous deux perspectives : les r\'{e}seaux centralis\'{e}s et d\'{e}centralis\'{e}s. Du point de vue des r\'{e}seaux centralis\'{e}s, les limites fondamentales du GIC-NOF sont caract\'{e}ris\'{e}es par la r\'{e}gion de capacit\'{e}. L’une des principales contributions de cette th\`{e}se est une approximation \`{a} un nombre constant de bits près de la r\'{e}gion de capacit\'{e} du GIC-NOF. Ce r\'{e}sultat est obtenu gr\^{a}ce \`{a} l’analyse d’un mod\`{e}le de canal plus simple, le canal lin\'{e}aire d\'{e}terministe \`{a} interf\'{e}rence \`{a} deux utilisateurs avec voie de retour d\'{e}grad\'{e}e par un bruit additif (LDIC-NOF). L’analyse pour obtenir la r\'{e}gion de capacit\'{e} du LDIC-NOF fournit les id\'{e}es principales pour l'analyse du GIC-NOF. Du point de vue des r\'{e}seaux d\'{e}centralis\'{e}s, les limites fondamentales du GIC-NOF sont caract\'{e}ris\'{e}es par la r\'{e}gion d’$\eta$-\'{e}quilibre de Nash ($\eta$-EN). Une autre contribution de cette th\`{e}se est une approximation de la r\'{e}gion $\eta$-EN du GIC-NOF, avec $\eta > 1$. Comme dans le cas centralis\'{e}, le cas d\'{e}centralis\'{e} LDIC-NOF (D-LDIC-NOF) est \'{e}tudi\'{e} en premier et les observations sont appliqu\'{e}es dans le cas d\'{e}centralis\'{e} GIC-NOF (D-GIC-NOF). La contribution finale de cette th\`{e}se r\'{e}pond \`{a} la question suivante : “\`{A} quelles conditions la voie de retour permet d'agrandir la r\'{e}gion de capacit\'{e}, la r\'{e}gion $\eta$-EN du GIC-NOF ou du D-GIC-NOF ? ”. La r\'{e}ponse obtenue est de la forme : L’impl\'{e}mentation de la voie de retour de la sortie du canal dans l’\'{e}metteur-r\'{e}cepteur $i$ agrandit la r\'{e}gion de capacit\'{e} ou la r\'{e}gion $\eta$-EN si le rapport signal sur bruit de la voie de retour est sup\'{e}rieure \`{a} $\textrm{SNR}_{i}^{*}$, avec $i \in \lbrace 1,2 \rbrace$. La valeur approximative de $\textrm{SNR}_{i}^{*}$ est une fonction de tous les autres param\`{e}tres du GIC-NOF ou du D-GIC-NOF.
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tel-01667063 , version 3 (03-04-2018)
tel-01667063 , version 4 (08-03-2019)

Identifiants

  • HAL Id : tel-01667063 , version 3

Citer

Victor Manuel Quintero Florez. Noisy Channel-Output Feedback in the Interference Channel. Information Theory [math.IT]. Université de Lyon, 2017. English. ⟨NNT : 2017LYSEI128⟩. ⟨tel-01667063v3⟩

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