On the Binary Symmetric Channel with a Transition Probability Determined by a Poisson Distribution
本文研究转移概率随 Poisson 分布变化的二元对称信道，推导其错误率与容量界，并由 Middleton Class-A 脉冲噪声模型说明动机，进而扩展到噪声方差服从 Poisson 分布的 AWGN 模型。
2023-07-12 cs.IT math.IT
Explicit and Efficient Constructions of Coding Schemes for the Binary Deletion Channel and the Poisson Repeat Channel
本文给出了二进制删除信道和泊松重复信道的纠错码族的显式构造。在具有参数$p$（BDC $_p$）的二进制删除信道中，以概率$p$独立地删除每个比特。关于BDC $_p$ \cite{mitzenmacher2006simple}的容量，$(1-p)/9$的下限是已知的，然而没有已知的明确构造来实现该速率。对于每个$p$，我们给出了一类速率为$(1-p)/16$的显式码族.这改进了Guruswami和Li \cite{guruswami2017efficiently}给出速率$(1-p)/120$构造的工作。在我们的家庭的代码有多项式时间的编码和解码算法。在这项工作中考虑的另一个信道是泊松重复信道与参数$λ$（PRC $_λ$），其中每个位被替换为该位的离散泊松拷贝数，其中拷贝数具有平均值$λ$。我们表明，我们的建设工程，以及为这一渠道。据我们所知，这是PRC $_λ$的纠错码的第一个显式构造。
2019-10-15 cs.IT math.IT
Low-Signal-Energy Asymptotics of Capacity and Mutual Information for the Discrete-Time Poisson Channel
推导出离散时间泊松信道中互信息的低信号能量渐近的第一项，并与容量的渐近表达式进行比较。在存在非零加性噪声（泊松噪声或几何噪声）的情况下，互信息在零信号能量处是凹的，并且在零容量处不能获得每比特的最小能量。与信号能量成比例的固定信号星座不能达到每比特的最小能量。当存在加性泊松噪声时，每比特的最小能量为零，并且当存在平均值$\ew$的加性几何噪声时，每比特的最小能量为$\ew\log 2$。
2008-08-20 cs.IT math.IT
Capacity Bounds for the Poisson-Repeat Channel
本文针对泊松重复信道推导容量上下界，通过引入输出长度边信息的辅助信道获得更紧的上界，并利用信息速率与熵率给出下界构造方法。
2024-10-03 cs.IT math.IT
Superposition Coding is Almost Always Optimal for the Poisson Broadcast Channel
本文证明了连续时间泊松广播信道的容量区域是通过对大多数信道参数值进行叠加编码来实现的。有趣的是，这些参数值的某个子集中的信道不属于叠加编码最佳的广播信道的任何现有类别（例如，降级、更少噪声、更有能力）。特别是，我们引入的概念，有效地减少嘈杂的广播信道，并表明，它意味着更少的噪音，但一般不意味着更有能力。对于其余的通道参数值，我们表明，有一个缺口之间的马顿的内界和UV的外界。
2015-08-26 cs.IT math.IT
Polar-Coded Pulse Position Modulation for the Poisson Channel
提出了一种用于深空光通信的偏振编码调制方案。研究了具有脉冲位置调制（PPM）的光子计数泊松信道.我们使用的事实，PPM是特别适合于与多级代码来设计一个极化编码调制方案的系统中考虑。证明了基于高斯近似的泊松信道极化码的构造是准确的。该方案使用了循环冗余校验外码和一个连续的取消解码器与列表解码，它被证明是优于竞争计划。
2018-12-07 cs.IT math.IT
A Unified Framework for One-shot Achievability via the Poisson Matching Lemma
我们引入了一个基本引理称为泊松匹配引理，并应用它来证明单次可扩展性的结果为各种设置，即信道的状态信息在编码器，有损信源编码与边信息在解码器，联合源信道编码，广播信道，分布式有损信源编码，多址接入信道，信道可分辨性和窃听信道。我们的一杆界限改善后，最知名的一杆界限在大多数上述设置（除了多路访问通道，通道可分辨性和窃听通道，在那里我们恢复界限可比的最知名的界限），在某些设置中，即使与传统的渐近方法相比，使用典型性较短的证明。泊松匹配引理取代了填充引理和覆盖引理，大大简化了误差分析。本文扩展了Li和El Gamal关于Poisson函数表示的工作，该工作主要考虑可变长度信源编码设置，而本文研究固定长度设置，并且不限于信源编码，表明Poisson函数表示是网络信息论中大多数问题典型性的可行替代方案。
2019-02-22 cs.IT math.IT
On the Sum-Rate Capacity of Poisson Multiple Access Channel with Non-Perfect Photon-Counting Receiver
本文首先研究了在一定条件下非理想光子计数接收机的两用户非对称和速率泊松容量，并给出了三种可能的传输策略，包括只有一个活跃用户和两个活跃用户，与高斯多址信道（Gaussian Multiple Access Channel，MAC）形成鲜明对比。与连续泊松信道相比，由于光子计数损失，两个用户的容量减少的特点。然后我们研究了基于两种不同方法的对称情况，证明了两个用户的最佳占空比必须相同且唯一，并且最后一种方法可以扩展到多个用户。此外，我们分析了泊松多输入单输出（MISO）MAC的和速率容量。通过将多变量非凸优化问题转化为双变量非凸优化问题，证明了Poisson MISO MAC在一定条件下与SISO MAC的和速率容量是等价的.
2019-04-22 cs.IT math.IT
Transmission of a Bit over a Discrete Poisson Channel with Memory
用于比特传输的编码方案将给定比特映射到信道输入序列（称为与传输比特相关联的码字）。在本文中，我们研究的问题设计的最佳码的离散泊松信道的记忆（峰值功率和总功率约束下）。具有记忆的离散泊松信道的输出是泊松分布的随机变量，其平均值包括固定的加性噪声和过去输入符号的线性组合。假设一个最大似然（ML）解码器，我们搜索一个码本，具有最小的可能的错误概率。这个问题是具有挑战性的，因为代码的错误概率不具有封闭形式的解析表达式。对于只有一个总功率约束的情况下，最佳的代码结构，得到的条件是块长度大于存储长度的信道。对于只有一个峰值功率约束的情况下，最佳的代码推导出任意的内存和块长度在高功率政权。对于同时具有峰值功率和总功率约束的情况，当总功率和峰值功率界都很大时，推导出了无记忆泊松信道的最优编码。
2021-04-14 cs.IT math.IT
A refined analysis of the Poisson channel in the high-photon-efficiency regime
我们研究了离散时间泊松信道的约束下，其平均输入功率（光子每通道使用）必须不超过某个常数E。我们考虑宽带，高光子效率的极端E接近零，通道的“暗电流”与E成比例地接近零。改进了先前获得的一阶容量近似，我们推导出一个精确的近似，其中包括二阶项的精确表征，以及相对于暗电流的三阶项的渐近表征。我们还表明，脉冲位置调制在这个制度是接近最佳的。
2014-04-23 cs.IT math.IT
Comparing Poisson and Gaussian channels (extended)
本文比较了泊松信道与高斯信道对输入分布平滑效果的相似性，量化了两者输出分布的接近程度，并据此改进了泊松混合分布估计的误差上界。
2023-06-29 cs.IT math.IT
The Degraded Poisson Wiretap Channel
为无线通信提供安全保证对于当今的应用至关重要。虽然该领域的先前工作集中在射频（RF）信道上，但是为RF信道提供安全保证本质上是困难的，因为它们易于由于小尺度衰落而快速变化。另一方面，无线光通信由于光和近光频率范围内的信号传播的固有方面而固有地比RF通信更安全。本文通过研究直接检测系统的保密能力来研究无线光链路上的保密通信。对于退化泊松窃听信道，给出了保密容量的封闭表达式。一个完整的表征一般率模糊区域。对于可扩展性，通过使用Wyner为Poisson信道设计的结构化码来显式地构造最优码。逆证明了两种不同的方式：第一种方法只依赖于简单的属性的条件期望和基本的信息理论不等式，而第二种方法的铰链之间的最小均方估计和互信息泊松信道中最近建立的联系。
2010-04-02 cs.IT math.IT
Non-Asymptotic Capacity Upper Bounds for the Discrete-Time Poisson Channel with Positive Dark Current
在平均功率约束和任意恒定暗电流项下，我们推导出离散时间泊松信道容量的改进且易于计算的上界。这是通过将一般凸对偶框架与作者先前工作中考虑的双伽玛分布的修改版本相结合来实现的（Cheraghchi，J. ACM 2019; Cheraghchi，Ribeiro，IEEE Trans. Inf. Theory 2019）。对于大多数参数的选择，我们的上界改善以前的结果，即使在输入端施加一个额外的峰值功率约束。
2020-10-31 cs.IT math.IT
It takes half the energy of a photon to send one bit reliably on the Poisson channel with feedback
我们考虑传输的一个单一的比特在连续时间泊松信道与无噪声反馈。我们表明，可靠地发送比特平均需要光子能量的一半。在没有峰值功率约束的情况下，这与暗电流的强度无关。我们还解决了发送$log_{2} M$位所需的能量。
2010-10-26 cs.IT math.IT
Second- and Third-Order Asymptotics of the Continuous-Time Poisson Channel
本文推导了连续时间泊松信道下的最佳二阶编码速率。我们还得到了三阶编码率的界限。这是连续时间通道的第一个二阶结果实例。相反的证明铰链上的一个新的结构的输出分布引起的Wyner的离散通道和建设一个适当的$ε$ -网络的输入概率单纯形。虽然可扩展性证明遵循Polyanskiy提出的非奇异离散无记忆信道的三阶项的一般程序，但采用了几种非标准技术-例如使用对数Sobolev不等式对典型集合的概率进行新的定义和界限-来处理信道的连续性。
2020-04-02 cs.IT math.IT
Likelihood ratios and Bayesian inference for Poisson channels
近年来，无限维方法已被引入高斯信道估计。本文的目的是研究类似方法在泊松信道中的应用。特别是，我们使用似然比和离散Malliavin梯度计算泊松信道的贝叶斯估计。该算法适合于通过Monte-Carlo方法进行数值实现。作为应用，我们给出了Guo，Shamai和Verduú最近得到的关于时间连续Poisson信道的输入-输出互信息的一些导数与输入的条件均值估计的公式的一个新的证明.这些结果，然后扩展到混合高斯泊松信道。
2009-02-11 cs.IT math.IT math.ST
Generalized Bregman Divergence and Gradient of Mutual Information for Vector Poisson Channels
我们调查之间的连接信息理论和估计理论的矢量泊松信道模型的数量。特别是，我们概括的梯度互信息相对于关键系统参数从标量到矢量泊松信道模型。我们还提出，作为另一个贡献，一个泛化的经典Bregman发散，提供了一种手段，封装在一个统一的框架下的梯度的互信息结果的标量和矢量泊松和高斯信道模型。所谓的广义Bregman发散也表现出各种性质类似的经典版本的属性。鉴于其在各个领域中的应用，矢量泊松信道模型引起了相当大的关注：例如，互信息的梯度的可用性可以与梯度下降方法结合使用，以在新兴的X射线和文档分类应用中实现压缩感测投影设计。
2013-05-09 cs.IT math.IT stat.ML
Identification for Molecular Communication Based on Diffusion Channel with Poisson Reception Process
本文将分子通信与识别通信结合，提出带泊松接收过程的一维扩散分子通信识别模型，推导信道容量下界，经仿真验证理论结果，为实用分子通信系统设计及测试平台开发提供支撑。
2025-06-17 cs.IT math.IT
Poisson Noise Channel with Dark Current: Numerical Computation of the Optimal Input Distribution
本文考虑了离散时间泊松噪声信道，用于模拟直接检测接收的脉冲幅度调制光通信。本文的目标是获得洞察的容量和结构的容量实现下的信道分布的振幅约束$\mathsf{A}$和在暗电流$λ$的存在下。利用最近的理论进展的能力实现分布的结构，本文开发了一个数值算法，基于梯度上升和Blahut-Arimoto算法，计算的能力和能力实现分布。该算法用于执行广泛的数值模拟的各种制度的$\mathsf{A}$和$λ$。
2021-11-22 cs.IT math.IT
Structural Results and Improved Upper Bounds on the Capacity of the Discrete-Time Poisson Channel
新的容量上限提出了离散时间泊松信道，没有暗电流和平均功率约束。这些界限是一个简单的后果，技术开发的二进制删除和重复通道的能力上限看似无关的问题。以前，在平均功率约束不接近零的情况下，最著名的容量上限是由Martinez（JOSA B，2007年）提出的，这是作为本文中开发的框架的特殊情况重新推导的。此外，这个框架被仔细地实例化，以获得一个封闭形式的界限，显着提高马丁内斯的结果无处不在。最后，在平均功率约束和/或峰值功率约束和任意暗电流下，研究了离散时间泊松信道的容量实现分布。特别是，它表明，在平均功率约束下的能力实现分布的支持必须是可数无限的。这肯定地解决了Shamai的一个猜想（IEE Proceedings I，1990）。以前，只知道支撑必须是无界的。
2018-07-20 cs.IT math.IT
Identification over Poisson ISI Channels: Feedback and Molecular Applications
本文研究了具有码间干扰的离散时间Poisson信道上的确定性识别（DI）问题，改进了功率约束下DI容量的上界，并首次给出了确定性反馈识别（DIF）的构造性下界，推动了分子通信在生物医学系统中的应用。
2025-04-29 cs.IT math.IT
Deterministic Identification for Molecular Communications over the Poisson Channel
分子通信（MC）的各种应用是事件触发的，因此，流行的香农容量可能不是性能评估的正确措施。因此，在本文中，我们激励和建立识别能力作为一种替代度量。特别是，我们研究确定性识别（DI）的离散时间泊松信道（DTPC），受到平均和峰值功率约束，这作为一个模型的MC系统采用分子计数接收器。确定了该信道的码本大小按$2^{(n\log n)R}$缩放，其中$n$和$R$分别是码字长度和编码率。DTPC的DI容量的下限和上限的开发。获得的DI通道的大容量揭示了自然DI系统的性能，如自然嗅觉，这是已知的生物学中的极大的化学辨别力。此外，对有限长码的经验误识率和误识率出错率进行了数值模拟。这使我们能够量化的码字长度方面的误差减少的规模。
2022-03-05 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
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
Physical Layer Security Protocol for Poisson Channels for Passive Man-in-the-middle Attack
在这项工作中，我们专注于经典的光信道具有泊松统计行为，并提出了一种新的基于保密编码的物理层协议。我们的协议是不同的，但补充（计算安全）量子免疫密码协议和（信息理论安全）量子密码协议。具体而言，我们的（信息理论）保密编码协议确保经典的数字信息位在光子级利用泊松信道的随机性。众所周知，基于经典单向窃听信道（Wyner于1975年提出）的泊松信道的保密编码技术仅在窃听者的互信息小于合法接收者的相互信息时才能确保保密通信。为了克服这样一个强大的限制，我们引入了一个双向协议，始终确保独立的合法和窃听信道的条件下的秘密通信。我们证明了这一点，显示严格的比较推导和分析的信息理论的保密能力的经典单向和建议的双向协议。我们还展示了数值计算，证明了我们提出的双向协议，以确保光信道上的信息传输的巨大收益和强大的实用潜力。
2019-12-31 cs.CR 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}$是最优输出分布。此外，建立了容量实现分布的概率质量值的上界和最大质量点的概率的下界。此外，在每个符号的基础上，一个非零的下限检测的能力实现分布的错误概率下建立的最大后验规则。
2021-07-29 cs.IT math.IT
Deterministic Identification For MC ISI-Poisson Channel
分子通信（MC）的几个应用程序的特点是一个报警提示行为，其中普遍的香农容量可能不是适当的性能指标。识别能力作为一种替代措施，这种系统已在文献中的动机和建立。在本文中，我们研究了具有符号间干扰（ISI）的离散时间\emph{Poisson}信道（DTPC）的确定性识别（DI），其中发射机被限制为平均和峰值分子释放率约束。这样的通道作为扩散MC系统的模型，具有长通道脉冲响应，并采用分子计数接收器。当ISI信道抽头$K$的数量可以随着码字长度$n$而增长时，我们推导出具有ISI的DTPC的DI容量的下限和上限（例如，由于增加的符号率）。作为一个关键发现，我们确定，对于确定性编码，码本大小缩放为$2^{(n\log n)R}$，假设ISI信道抽头的数量缩放为$K = 2^{κ\log n}$，其中$R$是编码速率，$κ$是ISI速率。此外，我们表明，优化$κ$导致一个有效的识别率[位/秒]，与$n$，这是在对比的典型的传输速率[位/秒]，是独立的$n$的线性比例。
2022-12-06 cs.IT math.IT
Identification Capacity of the Discrete-Time Poisson Channel
针对事件驱动的分子通信场景传统香农容量不适用的问题，提出识别容量作为替代指标，推导了离散时间泊松信道在功率约束下的随机识别容量公式，并分析了状态依赖型信道的情况。
2024-01-29 cs.IT math.IT
One-Cold Poisson Channel: A Simple Continuous-Time Channel with Zero Dispersion
The Chinese University of Hong Kong（香港中文大学）
单冷泊松信道是一种简单连续时间信道，具有零色散和闭式最优非渐近误差概率公式，可作为信息基本货币替代比特。
2026-01-14 cs.IT eess.SP math.IT
Uplink Performance of Large Optimum-Combining Antenna Arrays in Poisson-Cell Networks
分析了基站按泊松点过程（PPP）分布的无线网络上行链路。假设基站具有大量天线，并且使用线性最小均方误差（MMSE）空间处理用于多址接入。每个小区的活动移动台的数量被限制，以允许使用在每个小区中正交的导频序列进行信道估计。当精确的信道估计是可用的时，在这样的系统的典型小区中的随机定位的链路的累积分布函数（CDF）被导出。当信道估计遭受导频污染时，为频谱效率提供了一个简单的界限。结果提供了深入了解所谓的大规模多输入多输出（MIMO）系统在空间分布的蜂窝网络的性能。
2013-11-19 cs.IT math.IT
Improved Bounds on the Number of Support Points of the Capacity-Achieving Input for Amplitude Constrained Poisson Channels
本文研究了幅度受限泊松噪声信道，通过更简单的技术改进了容量可达输入分布支撑集基数的上下界，使其适用于非零暗电流，并将 $λ=0$ 时的上界从 $\mathsf{A} \log^2(\mathsf{A})$ 锐化至 $\mathsf{A}$。
2024-01-10 cs.IT math.IT
Coverage Analysis In Downlink Poisson Cellular Network With $κ$-$μ$ Shadowed Fading
当基站位置由泊松点过程（PPP）建模时，蜂窝网络的下行链路覆盖概率在期望信道是具有整数形状参数的Nakagami分布时是已知的。然而，对于许多感兴趣的衰落分布，例如Rician、Rician阴影、$κ$ - $μ$、$η$ - $μ$等，覆盖概率未知。$κ$ - $μ$阴影衰落是一般的衰落分布，其特殊情况是迄今为止已知的这些流行分布中的许多。在这封信中，我们推导出当所需信道经历$κ$ - $μ$阴影衰落时的覆盖概率。使用数值模拟，我们验证我们的解析表达式。
2016-10-24 cs.IT math.IT
Heuristic Sensing Schemes for Four-Target Detection in Time-Constrained Vector Poisson and Gaussian Channels
针对时间受限的向量 Poisson 与 Gaussian 四目标检测，本文比较多种和组合感知的时间分配，分析互信息、检测概率及 Bayes 风险的一致性与凹性，但不寻求最优方案。
2022-02-21 cs.IT eess.SP math.IT
Covert Communications on Poisson Packet Channels
考虑一个信道，其中授权的发送器Jack根据泊松过程以每秒$λ$分组的速率在一个时间段$T$内向授权的接收器Steve发送分组。假设秘密发送者Alice希望在同一信道上向秘密接收者Bob传递信息，而不被警惕的对手Willie发现。我们考虑两种情况。在第一种情况下，我们假设管理员威利不能查看数据包内容，只能观察数据包的时间，而爱丽丝必须通过将自己的数据包插入通道来发送信息。我们表明，数据包的数量，爱丽丝可以偷偷地发送给鲍勃的顺序是数据包的数量，杰克发送给史蒂夫的平方根;相反，如果爱丽丝发送超过，她将被威利检测到的概率很高。在第二个场景中，我们假设Willie可以查看数据包的内容，但Alice可以通过改变从Jack到Steve的数据包的时间，通过$M/M/1$队列与Bob进行通信。首先，Alice构建码本，每个码字由用于传送与该码字相关联的信息的分组定时序列组成。然而，为了成功地使用该码本，Alice必须总是在适当的时间发送分组。因此，利用我们的结果从第一种情况下，我们提出了一个建设，其中爱丽丝隐蔽地减慢数据包流，以便缓冲数据包使用在随后的码字传输阶段。使用该方法，Alice可以在具有服务速率$μ> λ$的$M/M/1$队列上在时间段$T$中隐蔽且可靠地向Bob发送$\mathcal{O}(λT)$隐蔽比特。
2017-11-28 cs.IT math.IT
Finite-Support Structure in i.i.d.-Constrained Capacity of Finite-Memory Poisson Channels
State Key Laboratory of Networking and Switching Technology, Beijing University of Posts and Telecommunications（北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室）；Beijing Key Laboratory of Convergent Communications and Networking Technologies in LEO Satellite Systems（低轨卫星系统融合通信与网络技术北京市重点实验室）
研究有限记忆泊松信道在峰值和平均光强度约束下的i.i.d.约束容量问题，通过对连续状态隐马尔可夫输出过程熵率的研究，证明最大化平稳互信息率的输入分布有有限支撑，采用滤波 - 遗忘估计等方法得出结论。
2026-07-27 cs.IT eess.SP math.IT
Identification over Affine Poisson Channels: Application to Molecular Mixture Communication Systems
针对面向目标/任务的应用，研究离散仿射泊松信道（可建模分子混合通信系统）的确定性编码器识别容量，确立其基于亲和矩阵特征的上下界，发现消息数量可随亲和矩阵秩超指数增长，且定理包含若干已知结果。
2025-08-26 cs.IT math.IT
Mutual Information, Relative Entropy, and Estimation in the Poisson Channel
令$X$是非负随机变量，并令给定$X$的随机变量$Y$的条件分布对于参数$γ\geq 0$为${Poisson}(γ\cdot X)$。我们确定了一个自然损失函数，使得：1）$X$和$Y$之间的互信息关于$γ$的导数等于基于$Y$估计$X$时的\emph{minimum}平均损失，而不管$X$的分布如何。2)当$X \sim P$是基于$Y$由失配估计器估计的，该失配估计器将使具有$X \sim Q$的预期损失最小化时，超额平均损失的$γ$的所有值上的积分等于$P$和$Q$之间的相对熵。对于连续时间设置，其中$X^T = \{X_t, 0 \leq t \leq T \}$是非负随机过程，并且给定$X^T$，$Y^T=\{Y_t, 0\le t\le T\}$的条件定律是具有强度函数$γ\cdot X^T$的非齐次泊松过程的条件定律，在相同的损失函数下：1）当PDMATHBNB等于\emph{non-causal}滤波中的最小平均损失的期望值时，PDMATHBNA滤波中的最小平均损失这是利用参数$γ$在0和$γ_0$之间均匀分布的信道实现的平滑。连接这两个量的是$X^T$和$Y^T$之间的互信息。2)因果过滤和非因果过滤中的平均损失之间的这种关系在所采用的过滤器不匹配的情况下也成立，即，假设$X^T$上的一个定律是优化的，而这个定律不是真的。在这种情况下，桥接两个量的是$Y^T$的…
2010-12-31 cs.IT math.IT
On the Low-SNR Asymptotic Capacity of Two Types of Optical Wireless Channels under Average-Intensity Constraints
本文研究了平均强度约束下高斯与泊松光强度信道在低信噪比下的渐近容量，分别推导出其容量扩展公式，填补了现有容量差距。
2025-04-01 cs.IT math.IT
Non-Coherent Joint Transmission in Poisson Cellular Networks Under Pilot Contamination
本文研究了下行链路蜂窝网络的性能与非相干联合（多点）传输和实际的信道估计。在随机几何框架下，空间平均信噪比（SNR）的特点，考虑到由于导频污染的信道估计误差的影响。在导频序列随机生成、信道和接入点位置先验信息最小的假设下，得到了一个简单、易于计算的信噪比表达式。该SNR表达式允许关键系统设计参数（诸如协作AP的数量和训练开销）的有效联合优化。除其他外，它示出，多点传输是优选的，在某些操作条件下，传统的（非合作）蜂窝操作。此外，分析见解获得有关（a）所需的最小训练开销，以实现一个给定的SNR降级相比，完美的信道估计的情况下，和（b）的最佳数量的合作AP时，可以提供任意大的训练开销。对于后者，特别是，相变现象被识别，其中协作AP的最佳数量是有限的或无限的，这分别取决于路径损耗因子是小于还是等于某个值。
2019-07-01 cs.IT math.IT
Communication in a Poisson Field of Interferers -- Part II: Channel Capacity and Interference Spectrum
在本文的第一部分中，我们提出了一个数学模型的通信受到网络干扰和噪声，其中的干扰是分散的，根据空间泊松过程，并在无线环境中的路径损耗，阴影，和多径衰落异步操作。我们确定了聚合干扰的分布和链路的错误性能。在这第二部分中，我们描述的能力的链路受到网络干扰和噪声。然后，我们提出了频谱中断概率（SOP）的概念，在无线网络中的通信节点产生的聚合射频发射的一个新的表征。我们提出了一些应用的SOP，即频谱法规的建立和隐蔽的军事网络的设计。所提出的框架捕捉所有重要的物理参数，影响总网络排放，但足够简单，提供的见解，可能是有价值的无线网络的设计和部署。
2010-01-26 cs.IT cs.NI math.IT
The Degraded Discrete-Time Poisson Wiretap Channel
研究了基于强度调制和直接检测的无线光通信系统中的离散泊松窃听信道（DT-PWC）的退化问题。受非负性，峰值和平均强度以及带宽的限制，我们研究的secondary容量实现输入分布的窃听通道，并证明它是唯一的和离散的有限数量的质量点，其中之一位于原点。此外，我们建立，该窃听信道的速率模糊区域的边界上的每一点也是由一个独特的和离散的输入分布与许多质量点。一般情况下，最优分布的质点个数大于2。这与降级的连续时间PWC相比，当信令带宽不受限制并且其中保密容量和速率模糊区域的整个边界由二进制分布实现时。此外，我们扩展我们的分析的情况下，只有平均强度约束是活跃的。对于这种情况下，我们发现，保密能力和整个边界的率模糊区域是由离散分布与可数\textit{infinite}的质量点，但与许多质量点在任何有界的间隔。
2021-01-26 cs.IT cs.SY eess.SY
The Vector Poisson Channel: On the Linearity of the Conditional Mean Estimator
本文研究了向量泊松噪声中条件均值估计的性质。重点研究了导致条件均值估计线性化的先验分布条件。本文包括两个主要结果。第一个结果表明，唯一的分布，导致线性的条件均值估计是一个产品伽玛分布。此外，它表明，条件均值估计不能是线性的泊松噪声的暗电流参数为非零时。第二结果产生第一结果的定量细化。具体来说，它表明，如果条件均值估计是接近线性的均方误差意义上，那么先验分布必须接近产品伽玛分布的特征函数。最后，将其结果与高斯对应的结果进行比较。
2020-03-19 cs.IT eess.SP math.IT
Sensing Method for Two-Target Detection in Time-Constrained Vector Poisson Channel
针对时间受限的双 Poisson 源检测问题，研究单独与联合感知的最优时间分配，并比较互信息与检测概率两种优化指标。
2022-01-19 cs.IT eess.SP math.IT
Greedy Poisson Rejection Sampling
本文提出贪心泊松拒绝采样（GPRS），通过将拒绝采样等价于对泊松过程点的贪心搜索，在一维单峰密度比问题中实现最优运行时间的单次信道模拟，并实验证明其显著优于 A* coding。
2024-03-29 cs.IT math.IT
Efficient Near-Optimal Codes for General Repeat Channels
给定非负整数上的概率分布$\mathcal{D}$，$\mathcal{D}$重复信道通过将输入符号重复按$\mathcal{D}$分布的次数来作用于输入符号。例如，二进制删除通道（$\mathcal{D}=Bernoulli$）和泊松重复通道（$\mathcal{D}=Poisson$）是特殊情况。如果$\mathcal{D}$具有有限的一阶矩和二阶矩，我们说$\mathcal{D}$重复信道是平方可积的。在本文中，我们构造了所有平方可积的$\mathcal{D}$ -重复信道的显式码，其速率任意接近容量，分别在线性和准线性时间内可编码和可解码。我们还考虑可能的扩展重复通道模型，并说明我们的建设可以扩展到更广泛的一类捕获插入，删除和替换的通道。我们的工作提供了一个替代的，简化的，和更一般的建设，最近的工作Rubinstein（arXiv：2111.00261），谁获得类似的结果，我们的情况下，删除通道和泊松重复通道。它还略微改善了Tal等人（ISIT 2019）以及Pfister和Tal（arXiv：2102.02155）的删除信道和某些插入/删除/替换信道的极化码构造的运行时间和解码失败概率。我们的技术密切遵循Guruswami和Li（IEEEToIT 2019）以及Con和Shpilka（IEEEToIT 2020）的方法;我们的工作与众不同的是，我们可以假设实现容量的代码在…
2022-02-04 cs.IT math.IT
On the Input-Degradedness and Input-Equivalence Between Channels
如果$W$可以通过在输入处的随机化从$W'$模拟，则信道$W$被称为从另一信道$W'$输入降级。我们提供了一个必要和充分的条件，从另一个通道输入退化。我们表明，任何解码器是好的$W'$也是好的$W$。我们提供了两个特征的输入退化，其中之一是类似于Blackwell-Sherman-Stein定理。我们说两个通道是输入等效的，如果他们是输入降级从对方。我们研究的拓扑结构，可以构建的输入等效通道的空间，我们调查他们的属性。此外，我们研究了几个信道参数和操作的连续性，在这些拓扑结构。
2017-02-02 cs.IT math.IT
On the Capacity of Noisy Frequency-based Channels
Technion（以色列理工学院）；UIUC（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）
本文研究了噪声频率基通道的容量，通过分析识别噪声的影响，提出了信道容量的反向界限和可实现界限，并应用于DNA存储中的位数损失量化。
2026-01-15 cs.IT math.IT
Capacity Upper Bounds for Deletion-Type Channels
我们开发了一个系统的方法，基于凸规划和真正的分析，获得上界的二进制删除通道的容量，更一般地说，通道与i.i.d.插入和删除。除了经典的删除信道，我们特别注意的泊松重复信道介绍Mitzenmacher和Drugs（IEEE Transactions on信息论，2006）。我们的框架可以应用于获得容量上限为任何重复分布（删除和泊松重复信道对应的特殊情况下的伯努利和泊松分布）。我们的技术基本上减少了证明能力上限的任务，以最大限度地提高一个单变量，实值，并经常凹函数在一个有界区间。我们显示以下内容：1.具有删除概率$d$的二进制删除信道的容量对于$d\geq 1/2$至多为$(1-d)\logφ$，并且假设容量函数是凸的，对于$d<1/2$至多为$1-d\log(4/φ)$，其中$φ=(1+\sqrt{5})/2$是黄金比例。这是第一个非平凡的容量上限的任何值的$d$以外的限制情况$d\to 0$是完全明确的，并证明没有计算机辅助。2.我们推导出第一组的泊松重复信道的容量上限。3.我们推导出几个新的上界删除信道的容量。所有的上界都是有界域上有效可计算的凹单变量实函数的最大值。反过来，我们上界这些功能的明确的基本和标准的特殊功能，其最大值可以找到更有效地（有时，分析，例如$d=1/2$）。在此过程中，我们开发了几种在信息论、概率论和数学分析方面具有潜在独立兴趣的新技术。
2018-06-11 cs.IT math.IT math.PR
Mutual Information of a class of Poisson-type Channels using Markov Renewal Theory
本文利用马尔可夫更新过程在状态空间滤波下保持更新性的特点，提出可精确计算一类泊松型信道有限时长互信息及渐近互信息率的理论框架。
2024-06-15 cs.IT math.IT
Optimizing Age of Information in Random-Access Poisson Networks
实时性是许多物联网（IoT）应用的新兴需求。在大量节点分布的IoT网络中，在传输阶段期间可能招致严重干扰，这导致信息年龄（AoI）降级。因此，研究AoI的性能极限以及如何达到这样的极限是很重要的。在本文中，我们的目标是优化的AoI随机访问泊松网络。通过考虑发射机之间的时空交互，基于最优峰值AoI的显式表达式导出峰值AoI的表达式，并且进一步导出包括分组到达速率和信道接入概率的相应的最优系统参数。它表明，与一个给定的数据包到达率（分别。给定的信道接入概率），最优信道接入概率（分别为最优分组到达率）在小节点部署密度下等于1，并且由于发射机之间的时空耦合引起的严重干扰而随着空间部署密度的增加而单调减小。当执行分组到达速率和信道接入概率的联合调谐时，最优信道接入概率总是被设置为1。此外，与信道接入概率的单独调谐相比，发现仅当节点部署密度高时，最优峰值AoI性能才能以较小的分组到达速率得到改善，这与分组到达速率的单独调谐的情况相反，其中较高的信道接入概率总是导致更好的最优峰值AoI，而不管节点部署密度如何。在系统参数的最优调整的所有情况下，最优峰值AoI随着节点部署密度线性增长，而不是随着固定系统参数的指数增长。
2021-02-23 cs.IT cs.NI math.IT
Joint Modelling of Quantum and Classical Noise over Unity Quantum Channel
对于携带经典信息的连续输入连续输出任意分布量子信道，可以根据信道包络的分布、量子传播场上的接收信号强度和噪声谱密度来计算信道容量。如果信道包络被认为与单位接收信号强度一致，则控制容量的因素是噪声。在传输经典信息的量子信道中，经典噪声和量子噪声的共同作用将对信道产生影响.假设经典噪声为加性高斯分布，量子噪声为泊松分布，本文通过推导联合高斯-泊松分布，建立了一个混合噪声模型。对于发送信号，我们考虑信号样本空间的平均值，而不是考虑一个特定的分布，并研究如何最大的互信息在这样的平均值的变化。通过最大化单位信道包络上的互信息来估计容量。
2022-06-08 cs.IT eess.SP math.IT
On zero-rate error exponents of finite-state channels with input-dependent states
我们推导出一个单字母公式的零速率可靠性（误差指数）的有限状态信道的状态变量依赖于确定性（和递归）在过去的信道输入，其中代码符合给定的信道输入约束。特别注意的是，然后致力于与符号间干扰（ISI）的高斯信道的重要特殊情况下，在那里得到更明确的结果。
2014-06-27 cs.IT math.IT
On the Construction of Polar Codes for Channels with Moderate Input Alphabet Sizes
当前用于构造极化码的确定性算法只能被认为对于具有小输入字母大小的信道是实用的。在本文中，我们表明，任何建设算法的渠道与中等的输入字母大小，遵循的范式“每个极化步骤后降解”将本质上是不切实际的，相对于一定的“硬”的底层信道。这一结果也揭示了为什么使用密度演进的LDPC码的构造对于具有中等大小的输入字母的信道是不切实际的。
2015-06-28 cs.IT math.IT
Generalized Bounds on the Capacity of the Binary-Input Channels
对于类的无记忆的二进制输入通道，不一定是对称的，我们推导出严格的界限的能力方面的Bhattacharyya参数。事实证明，在[1]中的对称信道假设下导出的界对于一般情况也是有效的。
2017-10-30 cs.IT math.IT
