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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 thanks to 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 to 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 \blue{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 $\mathrm{SNR}_i^{*}$, with $i \in \lbrace 1,2 \rbrace$. The approximate value of $\mathrm{SNR}_i^{*}$ 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 thèse, le canal Gaussien interférent à deux utilisateurs avec voie de retour dégradée par un bruit additif (CGI-RDBA) est étudié sous deux perspectives: les réseaux centralisés et décentralisés. Du point de vue des réseaux centralisés, les limites fondamentales du CGI-RDBA sont caractérisées par la région de capacité. L’une des principales contributions de cette thèse est une approximation à un nombre constant de bits de la région de capacité du CGI-RDBA. Ce résultat est obtenu grâce à l’analyse d’un modèle de canal plus simple, le canal linéaire déterministe interférent à deux utilisateurs avec voie de retour dégradée par un bruit additif (CLDI-RDBA). L’analyse pour obtenir la région de capacité du CLDI-RDBA fournit les idées principales pour l'analyse du CGI-RDBA. Du point de vue des réseaux décentralisés, les limites fondamentales du CGI-RDBA sont caractérisées par la région d’$\eta$-équilibre de Nash ($\eta$-EN). Une autre contribution de cette thèse est une approximation de la région $\eta$-EN du CGI-RDBA, avec $\eta > 1$. Comme dans le cas centralisé, le cas décentralisé CLDI-RDBA (D-CLDI-RDBA) est étudié en premier et les observations sont appliquées dans le cas décentralisé CGI-RDBA (D-CGI-RDBA). La contribution finale de cette thèse consiste à répondre à la question suivante: “A quelles conditions la voie de retour permet d'augmenter la région de capacitè, la région $\eta$-EN du CGI-RDBA ou du D-CGI-RDBA?”. La réponse obtenue est la suivante: L’implementation de la voie de retour de la sortie du canal dans l’émetteur-récepteur i augmente la région de capacité ou la région $\eta$-EN si le rapport signal sur bruit de la voie du retour est supérieure du $\mathrm{SNR}_{i}^{*}$, avec $i \in \lbrace 1,2 \rbrace$. La valeur approximative de $\mathrm{SNR}_{i}^{*}$ est une fonction de tous les autres paramètres du CGI-RDBA ou du D-CGI-RDBA.
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Dates et versions

tel-01667063 , version 1 (19-12-2017)
tel-01667063 , version 2 (12-03-2018)
tel-01667063 , version 3 (03-04-2018)
tel-01667063 , version 4 (08-03-2019)

Identifiants

  • HAL Id : tel-01667063 , version 1

Citer

Victor Quintero. Noisy Channel-Output Feedback in the Interference Channel. Information Theory [math.IT]. Université de Lyon, 2017. English. ⟨NNT : 2017LYSEI128⟩. ⟨tel-01667063v1⟩
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