Information theoretic limits of state-dependent networks
本文研究了两类状态依赖模型的信息论极限。这些模型捕捉了广泛的无线通信场景，其中发射机之间存在干扰认知。因此，这些模型的信息理论研究提供了有用的指导原则，设计新的干扰消除方案在实际的无线网络。特别是，我们首先研究了两个用户的状态相关的高斯多址接入信道（MAC）的助手。首先推导出容量域的内界和外界，改进了文献中给出的最新界。这些界限的进一步比较，通过考虑信道参数的各种制度，产生在容量区域边界上的区段或全容量区域。然后，我们研究了两用户高斯状态相关的Z-IC和状态相关的IC。三种干扰制度进行了研究，并在各种信道参数下的容量区域或总容量边界的全部或部分的特点。通过数值分析，论证了状态相关性对状态和干扰消除的影响以及容量的可扩展性。数值研究表明，对于规则IC，状态间的相关性对信道容量可扩展性的影响与Z-IC不同。
2018-07-25 cs.IT math.IT
Using Loaded N-port Structures to Achieve the Continuous-Space Electromagnetic Channel Capacity Bound
描述了一种利用有载N端口结构实现连续空间电磁信道容量约束的方法。它与紧凑型多输入多输出（MIMO）天线的设计相关，该天线在受到尺寸约束时可以实现信道容量界限。该方法不限于特定的天线配置，并且为信道容量限制提供了具有各种约束的封闭形式的表达式。此外，使用加载的N端口结构来表示任意的天线几何形状，提出了一种有效的优化方法，以找到最佳的MIMO天线设计，实现信道容量的界限。使用我们的MIMO天线设计与一个平方波长大小的信道容量界限的仿真结果提供。结果表明，在一个平方波长内至少可以支持18个端口，并达到了连续空间电磁信道容量的限制。结果表明，我们的方法可以链接连续空间电磁信道容量的限制MIMO天线的设计。
2022-05-25 cs.IT eess.SP math.IT
Storage Capacity as an Information-Theoretic Vertex Cover and the Index Coding Rate
受分布式存储应用的启发，最近将图的存储容量定义为跨图的顶点可以存储的最大信息量，使得任何顶点处的信息可以从存储在相邻顶点处的信息中恢复。计算存储容量是网络编码中的一个基本问题，与一些研究得很好的问题，如带边信息的索引编码和广义猜测游戏相关或等价。在本文中，我们认为存储容量作为一个自然的信息理论模拟的最小顶点覆盖的图。事实上，虽然它是已知的，存储容量的上限由最小顶点覆盖，我们表明，通过这样对待它，我们可以得到一个3/2的近似平面图，和一个4/3的近似无三角平面图。由于存储容量与索引编码率密切相关，我们得到了平面图的索引编码率的2近似值和无三角形平面图的3/2近似值。当字母表大小恒定时，我们还给出了索引编码速率的多项式时间逼近方案。然后，我们开发了一个通用的方法“小工具覆盖”的上限的存储容量的平均值的一组顶点覆盖。这种方法是直观的，并导致各种家庭的图的存储容量的准确表征。作为一个说明性的例子，我们使用这种方法来获得确切的存储容量的圈与弦，一个家庭的图形相关的外平面图。最后，我们概括的存储容量的概念，包括从部分节点故障的分布式存储恢复。我们展示了紧的上限和下限上的部分恢复能力，很好地扩展在一个顶点的故障的分数。
2018-12-18 cs.IT math.IT
Capacity of Continuous-Space Electromagnetic Channels with Lossy Transceiver
本文分析了收发机被限制在给定损耗区域内的连续空间电磁信道的容量。首先，限制收发器的区域被假设为填充有电介质，其是有损耗的或无损耗的。然后，对于容量分析，我们使用考虑到场与源之间的电磁相互作用的精确功耗。此外，在接收端采用了严格的噪声模型，该模型是根据热力学中的涨落耗散定理建立的。我们工作的贡献总结如下。首先，我们表征的信道容量作为一个功能的大小和物理性质的区域限制收发器和分析显示如何辐射效率影响的能力。我们还表明，在发送侧的传出信道和接收侧的传入信道是信息理论上等效的，因此，这两个信道的容量是相同的。此外，还从理论上推导了与带宽成反比的品质因数，并分析了信道空间自由度与品质因数的关系。此外，我们考虑了功率消耗是如何受到后向散射波的影响，并通过解决品质因数约束的增益优化问题，将最近的实验演示与我们的工作进行了比较。
2016-06-18 cs.IT math.IT
On Secure Capacity of Multiple Unicast Traffic over Separable Networks
本文研究了当源有私有消息要发送到$m$目的地时，在存在一个窃听未知$k$边集的被动敌手的情况下的信息论安全通信问题.在单位边容量可分网络上，当$k=1$和$m$是任意的，或$m=3$和$k$是任意的情况下，导出了信息论安全容量.这是通过首先表明，存在一个安全的多项式时间代码的建设，匹配外边界在两层网络，其次是确定性的映射之间的两层和任意可分离的网络。
2019-04-10 cs.IT math.IT
Information-Theoretic Limits of Integrated Sensing and Communication with Finite Learning Capacity
University College London（伦敦大学学院）；Yonsei University（延世大学）
本文提出了一种信息论框架，研究有限学习能力对集成感知与通信性能的影响，并建立了学习-信息权衡定律，为下一代 ISAC 系统设计提供理论指导。
2025-12-15 cs.IT math.IT
A Note on the Equivalence of Gibbs Free Energy and Information Theoretic Capacity
吉布斯自由能的最小化是基于在物理或化学系统中发生的功和自由能的变化。基于与通信系统相关联的边际概率和条件熵来确定噪声信道的互信息（容量）的最大化。尽管程序最初看起来可能不同，但通过探索简单的“双重用途”伊辛模型，可以看出这两个概念实际上是相同的。特别地，详细计算了二进制对称信道的情况。
2008-09-22 cond-mat.stat-mech cs.IT math.IT
The theoretical capacity of the Parity Source Coder
奇偶校验源编码器是一种用于数据压缩的协议，其基于在稀疏随机网络中组织的一组奇偶校验。我们认为在这里的情况下，无记忆无偏二进制源。我们证明了理论容量在大K时饱和香农极限。我们还发现，第一次修正的领先的行为是指数小，使有限K的行为是非常接近的最佳之一。
2005-09-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech cs.IT
Information-Energy Capacity Region for SLIPT Systems over Lognormal Fading Channels: A Theoretical and Learning-Based Analysis
University of Cyprus（塞浦路斯大学）；University of Luxembourg（卢森堡大学）
本文研究了无线光同时信息与功率传输系统在对数正态衰落通道中的信息-能量容量区域，提出了一种基于生成对抗网络的合作信息-能量容量学习框架，通过理论分析和数值结果验证了通道衰落对系统性能的显著影响。
2026-04-24 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
A Simple Capacity-Achieving Scheme for Channels with Polarization-Dependent Loss
我们证明，对于一个广泛使用的模型与极化相关的损失（PDL）的信道，信道容量是通过一个简单的干扰消除方案结合一个通用的预编码器。最重要的是，所提出的方案不仅是信息理论上最优的，但它也是非常简单和具体的。它将PDL信道转换为单独的标量加性高斯白噪声信道，允许现成的编码和调制方案设计用于这样的信道接近容量。在6 dB PDL下产生的信噪比（SNR）损失被降低到仅1 dB的信息理论最小值，而不是在天真的过度配置下产生的4 dB SNR损失。
2022-11-06 cs.IT math.IT
On Capacity Formulation with Stationary Inputs and Application to a Bit-Patterned Media Recording Channel Model
在这封信中，我们说明了除其他事项外，使用的一组容量实现输入容量计算的平稳性属性。特别是，作为一个案例研究，我们认为比特模式的媒体记录通道模型，并制定新的下限和上限的能力，产生改进现有的结果。新的界限是紧在低噪声水平的观察的启发，我们还描述了该模型的能力作为一个系列的扩展在低噪声制度。这些结果的关键是在容量公式的极大化输入集上实现平稳性。虽然该属性是普遍的遍历理论文献中的容量配方，我们表明，这种实现是可能的香农理论框架中，一个信道被定义为一个序列的有限维条件概率，通过定义一类新的一致的平稳和遍历信道。
2015-09-08 cs.IT math.IT
The Capacity Region of Information Theoretic Secure Aggregation with Uncoded Groupwise Keys
本文针对联邦学习中的信息论安全聚合问题，在未编码分组密钥约束下，通过提出新的逆界和可达方案，完整刻画了两轮通信速率的容量域。
2023-11-12 cs.IT math.IT
Capacity Analysis and Joint Gaussian Beam Pattern Optimization for Positioning-Assisted Communications
National Mobile Communications Research Laboratory, Frontiers Science Center for Mobile Information Communication and Security, Southeast University（东南大学）；Purple Mountain Laboratories（紫金山实验室）
本文针对定位辅助通信系统，推导了二维和三维场景下含定位误差的瞬时与遍历容量闭式近似，并给出最大化渐近遍历容量的最优联合高斯波束模式，为波束设计提供理论依据。
2026-09-24 cs.IT math.IT
On Capacity Scaling of Underwater Networks: An Information-Theoretic Perspective
分析了$n$节点规则分布在正方形上的水声网络的容量缩放定律。假设窄带模型，其中允许载波频率作为$n$的函数缩放。在网络中，我们表征的衰减参数，取决于频率缩放以及传输距离。在扩展网络中的吞吐量缩放的割集上界，然后推导出。我们的结果表明，上界是成反比的衰减参数，从而导致在一个高度功率限制的网络。有趣的是，可以看出，与无线电网络的情况不同，我们的上限本质上与衰减参数有关，但不是扩频因子。此外，我们描述了一个可实现的方案的基础上简单的最近邻多跳（MH）传输。它示出在扩展网络的MH计划是阶最优的衰减参数的规模与$\sqrt{n}$（或更快）呈指数。最后，这些缩放结果扩展到一个随机网络实现。
2010-05-07 cs.IT math.IT
An Information-Theoretic Efficient Capacity Region for Multi-User Interference Channel
本研究通过统一链式法则与熵幂不等式，提出部分多址接入公式，以低复杂度构造多用户干扰信道的容量区域，证明单用户高斯码本最优，为无小区网络设计提供高效框架。
2025-01-25 cs.IT math.IT
Information Theoretic Cut-set Bounds on the Capacity of Poisson Wireless Networks
本文提出了一种随机几何模型的基本信息理论在无线网络中的局限性的调查。我们得到了一个新的统一的多参数割集上的容量的任意泊松节点密度，大小，功率和带宽的网络，在快速衰落下，在丰富的散射环境。换句话说，我们上限的最佳性能方面的总通信速率，在任何方案下，可以实现网络节点的子集（由切割定义）与所有剩余的节点之间。此外，我们确定了四种不同的操作制度，这取决于远程和短程信噪比的大小。因此，我们确认了先前已知的缩放定律（例如，在带宽和/或功率受限的无线网络中），并且我们用特定的界限来扩展它们。最后，我们使用我们的结果提供具体的数值例子。
2013-04-30 cs.IT cs.NI math.IT
Capacity Bounds for Optical WDM Channels with Peak Power Constraints
我们从信息论干涉信道的角度研究了WDM光传输。提出了优于将干扰视为噪声的可调速率，并使用分步傅立叶方法模拟进行了验证。
2022-05-24 cs.IT math.IT
Reliable Communications with Asymmetric Codebooks: An Information Theoretic Analysis of Robust Signal Hashing
本文对传统的点对点通信体制进行了推广，称之为“非对称码本可靠通信”。在独立同分布（i.i.d）编码器码字的假设下，证明了系统的运算容量等于系统的信息容量，由$\max_{p(x)} I(U;Y)$给出，其中$X, U$和$Y$分别表示编码器码字、译码器码字和译码器输入的各个随机元素.容量结果是在“二进制对称”的情况下（这是传统的“二进制对称信道”为我们的情况下的一个类似的配方），作为系统参数的函数。通过将二进制对称信道的经典Shannon型容量的差异归因于由于码本不对称而引起的{ \em间隙}，做出了概念上有见地的推断。
2008-09-11 cs.IT math.IT
Cognitive Radio Networks: An Information Theoretic Perspective
十多年来，人们一直在探索{ \it认知无线电}网络的信息理论极限。虽然这种限制对于许多网络是未知的，包括具有两对发射机-接收机的最简单的情况，但是存在精确地获得容量限制或直到恒定间隙的几种情况。本章的目标是提供洞察传输技术的性质与最佳通信时，认知无线电技术的使用。%，重点是5G网络。概述了最先进的信息理论分析不同的认知系统，我们突出的能力实现或能力接近的策略，应该考虑在无线网络设计范例的基础上，这种技术的显着特点/点。特别是，我们强调认知无线电与5G网络新兴技术的互动。
2020-01-25 cs.IT math.IT
Information Capacity of EEG: Theoretical and Computational Limits of Recoverable Neural Information
该研究结合信息论与合成正向建模量化头皮EEG的互信息，揭示电极数、SNR与解码器性能的根本限制。
2025-10-09 cs.IT math.IT q-bio.NC
An Information-Theoretic Approach to Joint Sensing and Communication
考虑了一种通信设置，其中发射机希望向接收机传送消息，并同时通过公共波形估计该接收机的状态。在发射机处通过广义反馈来估计状态，即，严格因果通道输出和已知波形。目前的场景是由联合雷达和通信驱动的，其目的是在共享的频谱和硬件上共同设计雷达感知和通信。对于具有i.i.d.时变状态序列，我们充分表征的容量失真的折衷，定义为最大的可实现的速率，低于该速率的消息可以可靠地传送，同时满足一些失真约束的状态感测。我们提出了一种数值方法来计算最佳的输入，实现了容量失真的折衷。然后，我们解决无记忆状态依赖广播信道（BC）。对于i.i.d.时变状态序列，我们表征的容量失真权衡区域作为一个相当简单的扩展单接收机信道。对于一般的BC，我们提供的容量失真区域的内部和外部边界，以及一个充分条件时，这个容量失真区域等于产品的容量区域和一组可实现的失真。一些说明性的例子表明，最佳的协同设计方案优于传统的方案，传感和通信之间的分裂的资源。
2022-06-02 cs.IT math.IT
Ideal-theoretic Explanation of Capacity-achieving Decoding
本研究提出代数纠错码的理想论抽象框架，从线性算子视角分析列表译码性能，衍生出仿射折叠里德-所罗门码，统一解释了多类码的可达容量译码结果并推广了已有码类。
2023-12-20 cs.IT math.IT
On the Capacity of Correlated Phase-Noise Channels: An Electro-Optic Frequency Comb Example
本文研究了具有相关相位噪声的离散时间信道容量，以电光频率梳系统为例推导了高信噪比下的容量上下界，证明复用增益为M-1，并分析了渐近上下界间的常数间隙。
2025-07-14 cs.IT eess.SP math.IT
Hybrid Mechanical and Electronic Beam Steering for Maximizing OAM Channel Capacity
射频-轨道角动量调制（RF-OAM）是一种在同一频率信道上复用一组正交模式以实现高频谱效率的新方法。由于OAM要求发射天线和接收天线精确对准，因此针对基于均匀圆阵（Uniform Circular Array，UCA）的OAM通信系统，提出了电子波束控制方法，以避免实际环境中天线对准误差引起的系统性能下降。然而，在大角度失准的情况下，OAM信道容量不能仅通过电子波束转向来有效补偿。针对这一问题，提出了一种机械和电子相结合的波束控制方案，利用脉宽调制（PWM）信号控制的机械旋转装置作为执行单元，消除大的失准角，而电子波束控制则负责剩余的微小扰动引起的失准角。此外，由于干涉测量，接收信噪比（SNR）在接收UCA的元件处是不均匀的。为此，提出了一种可旋转UCA结构的OAM接收机，首先采用模拟退火算法获得最优旋转角度，然后伺服系统进行机械旋转，最后调整电子束转向，以最大化信道容量。数学分析和仿真结果均表明，所提出的机械电子混合波束控制方案能够有效地消除实际OAM信道中各种失调误差的影响，最大化OAM信道容量。
2022-08-05 cs.IT eess.SP math.IT
Reconfigurable MIMO towards Electro-magnetic Information Theory: Capacity Maximization Pattern Design
针对面向EIT的PR-MIMO容量最大化问题，提出相关修正与闭式功率分配两阶段方向图设计方法，显著优于传统MIMO。
2022-03-12 cs.IT math.IT
Information-Theoretic Analysis of an Energy Harvesting Communication System
在能量收集通信系统中，外源再充电过程为数据传输提供能量，并且到达的能量可以在消耗之前缓冲在电池中。如果没有足够的能量，传输就会中断。我们在信息论的背景下处理这种随机能量到达的通信。基于经典的加性高斯白噪声（AWGN）信道模型，研究了发射端能量到达随机时的编码问题。我们表明，随机能量到达的AWGN信道的容量等于平均功率约束等于平均充电率的容量。我们提供了两种不同的容量实现方案：{ \it save-and-transmit}和{ \it best-effort-transmit}。接下来，我们考虑的情况下，能量到达具有随时间变化的平均在一个较大的时间尺度。我们推导出最大平均吞吐量的最佳离线功率分配，并提供了一个算法，找到最佳的功率分配。
2010-09-29 cs.IT math.IT
The Capacity of the Single Source Multiple Relay Single Destination Mesh Network
在本文中，我们推导出了一类特殊的网状网络的容量。网状网络被定义为异构无线网络，其中功率受限的节点之间的传输由使用相同无线介质的强大中继辅助。我们发现网状网络的容量时，有一个源，一个目的地，和多个中继。我们称这种信道为单源多中继单目的（SSMRSD）网状网络。我们的做法如下。我们首先看看在高斯设置这些网络的信息理论容量的上限。然后，我们表明，使用压缩转发策略的多中继信道的界限是渐近可实现的。从理论上讲，研究结果表明，在无线ad-hoc和传感器网络的合作和仔细部署的中继效用的价值。容量表征量化了中继如何用于节省节点能量或增加传输速率。
2006-05-22 cs.IT math.IT
On the Capacity of Multilevel NAND Flash Memory Channels
在本文中，我们发起了第一个信息理论研究的多级NAND闪存通道与单元间的干扰。更具体地说，对于多级NAND闪存通道，在较弱的假设下，首先证明了这种通道是不可分解的，具有渐近均分性，然后进一步证明了平稳过程达到其信息容量，因此，当其阶趋于无穷大时，其马尔可夫容量收敛于其信息容量;最后，我们确定其行动能力等于其信息能力。我们的研究结果表明，这是非常合理的应用的想法和技术，在有限状态通道的容量的计算，这是相对较好的探索，多级NAND闪存通道的容量。
2016-05-07 cs.IT math.IT
Capacity Bounds and a Certain Capacity Region for Special Three-Receiver Broadcast Channels with Side Information
2接收机广播信道（BC）的结果没有推广到3接收机的事实是信息理论的重要性。在本文中，我们研究了两类离散无记忆BC与非因果边信息（SI），即多级BC（MBC）和3-接收机少噪声BC。首先，我们得到一个可实现的速率区域和容量的MBC的外界。其次，我们证明了一个特殊的容量区域的3接收机少噪声BC。第三，所得到的特殊容量区域的3接收机少噪声BC扩展到连续字母衰落高斯版本。值得一提的是，之前的作品都是我们作品的特例。
2014-08-17 cs.IT math.IT
Capacity-Maximizing Dynamic User Association in Double RIS-Aided Broadcast Networks
本文提出一种基于信息论框架的动态RIS-用户关联方法，通过机会协议显著提升双RIS辅助广播网络的容量，并给出了新的容量外部界及最优关联策略。
2024-05-28 cs.IT math.IT
Information Geometric Superactivation of Asymptotic Quantum Capacity and Classical Zero-Error Capacity of Zero-Capacity Quantum Channels
零容量量子信道的超激活使得在输出端使用具有正联合容量的两个零容量量子信道成为可能。目前，我们没有理论背景来描述超活跃零容量信道的所有可能组合;因此，可能存在许多其他可能的组合。在这篇博士论文中，我提供了一个超激活问题的算法解决方案，并证明了超激活效应的根源是信息几何问题。
2013-03-05 cs.IT math.IT quant-ph
Comments and Corrections to "Capacity of Multiple-Antenna Systems With Both Receiver and Transmitter Channel State Information"
文[1]给出了独立同分布（IID）瑞利衰落下相干多输入多输出（MIMO）信道的各态历经容量。虽然理论结果是正确的，但论文中的几个图表是不正确的。在这封信中，我们纠正了情节。更重要的是，校正后的曲线图呈现了在发射机处具有和不具有信道状态信息的相干MIMO系统的性能之间的有趣且引人注目的对比;而由于容量曲线中的缺陷，这种观点在[1]中受到了一定的限制。
2020-12-28 cs.IT math.IT
Capacity-Maximizing Input Symbol Selection for Discrete Memoryless Channels
针对离散无记忆信道的输入符号选择问题，本文推导了基于转移矩阵的容量损失上界，并提出一种以该界为替代目标的聚类选择算法，通过数值实验验证其有效性。
2024-07-01 cs.IT math.IT
A New and More General Capacity Theorem for the Gaussian Channel with Two-sided Input-Noise Dependent State Information
本文研究了一种新的、一般的高斯信道，它具有与信道输入和噪声相关的双边状态信息。确定信道的一般可实现速率并在非限制性情况下获得容量，我们尝试分析和解决高斯版本的Cover-Chiang定理-作为数学和信息理论上的开放问题。我们的容量定理，同时包括所有以前的定理作为其特殊情况下，解释的情况下，不能分析他们，例如，影响的相关性之间的边信息和信道输入的容量的信道，不能分析与科斯塔的“写在脏纸上”定理。同时，我们尝试介绍我们的新理念，即，用与该变量相关并为对象所知的"边信息"的信息论概念来描述通信对象（发射机、接收机、中继器等）对某个变量（信道噪声、干扰等）的"认知"概念。根据我们的定理，信道容量是边信息和信道噪声的互信息的增函数。因此，我们的信道及其容量定理在新的描述的基础上，消除了发射机和接收机对信道噪声的“认知”。我们的容量定理有有趣的解释起源于这个新的想法。
2015-07-17 cs.IT math.IT
An Information-Theoretic Characterization of MIMO-FAS: Optimization, Diversity-Multiplexing Tradeoff and $q$-Outage Capacity
本文采用信息论方法研究MIMO-FAS的性能极限，提出QR MIMO-FAS次优方案最大化高SNR下速率，推导了最优分集复用折衷，并引入q-中断容量指标，证明MIMO-FAS显著优于传统MIMO。
2023-10-25 cs.IT math.IT
No-Signalling Assisted Zero-Error Capacity of Quantum Channels and an Information Theoretic Interpretation of the Lovasz Number
研究了无信号关联辅助下的量子信道的单次零差错经典容量，以及用无噪声经典信道精确模拟指定信道的逆问题.量子无信号相关性被视为两个输入和两个输出完全正的和保迹映射，具有强制设备不能发出信号的线性约束。这两个问题导致简单的半定方案（SDP），只依赖于克劳斯运营商空间的通道。特别是，我们证明了零误差经典模拟成本正是给定信道的Choi-Jamiolkowski矩阵的条件最小熵。零误差经典容量由一个看起来相似但不同的SDP给出;渐近零误差经典容量是这个SDP的正则化，一般来说我们不知道任何简单的形式。然而有趣的是，对于经典量子信道的类，我们表明，渐近容量是由一个更简单的SDP，这与阿拉姆哈罗提出的分数包装数的半定推广相一致。这最终导致著名的洛瓦兹$\vartheta$函数的操作解释的图形作为零错误的经典容量的图辅助量子无信号相关性，洛瓦兹数的第一个信息论解释。
2015-12-09 cs.IT math.CO math.IT
An Information Theoretic Approach to Secret Sharing
提出了一种新的信息论方法来解决秘密共享问题，其中一个分发者在一组参与者中分发一个或多个秘密，对于每个秘密，只有合格的用户集可以通过将他们的份额集中在一起来恢复它，而不合格的用户集即使将他们的份额集中在一起也无法获得关于秘密的信息。虽然现有的秘密共享系统（隐式）假设经销商和参与者之间的通信是无噪声的，本文采取了一个更实际的假设，经销商通过嘈杂的广播信道提供股份给参与者。提出了一种基于信息论的方法，利用信道作为额外的资源来实现秘密共享。这样，秘密共享问题可以转化为等价的窃听信道安全通信问题，并可以采用强大的信息论安全技术来解决。这种方法首先是为经典的秘密共享问题，其中只有一个秘密是要共享。这个经典的问题被证明是相当于一个复合窃听通道的通信问题。复合信道的保密容量的上下界提供了秘密共享率的相应界。该方法的力量进一步证明了一个更一般的分层多秘密共享问题，这是相当于降级的广播多输入多输出（MIMO）信道分层解码和保密约束。对MIMO广播信道的保密容量域进行了刻画，给出了秘密共享容量域。此外，这些安全的编码方案，实现了保密容量区域提供了一个信息论方案的秘密共享。
2014-04-25 cs.IT math.IT
Cryptographic and Information-theoretic Security Capacities for General Arbitrarily Varying Wiretap Channels
Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）；ShanghaiTech University（上海科技大学）；T-Labs, Deutsche Telekom AG（德意志电信股份公司 T-Labs）
本文比较了任意变化窃密信道与一般任意变化窃密信道在语义安全约束下的安全容量，证明了在特定条件下强安全容量与语义安全容量相等。
2026-05-11 cs.CR 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
Closed-Form Expressions for Secrecy Capacity over Correlated Rayleigh Fading Channels
在信道状态信息完全可用的前提下，研究了相关瑞利衰落信道上的窃听保密通信。基于信息论公式，我们推导出封闭形式的平均保密容量和中断概率的表达式。仿真结果证实了我们的解析表达式。
2010-03-23 cs.CR cs.IT math.IT
Constrained Colluding Eavesdroppers: An Information-Theoretic Model
研究了合谋窃听者附近的保密容量。相反，在以前的作品完美的共谋假设，我们的新的信息理论模型认为，在共谋的约束。我们推导出可实现的安全率（完美的保密能力的下限），无论是离散无记忆和高斯信道。我们还比较了建议率的非串通和完美的串通情况。
2013-12-11 cs.CR cs.IT math.IT
An Overview of Capacity Results for Synchronization Channels
同步通道，例如众所周知的删除通道，比无记忆通道更难分析，并且它们是信息论和理论计算机科学中许多基本问题的根源。关于同步信道的最基本的公开问题之一是推导出它们的容量的精确表达式。不幸的是，大多数经典的信息理论的技术在我们的处置失败时，应用于同步信道。因此，必须考虑新的办法来解决这一问题。这项调查给出了一个帐户的巨大努力，在过去的几十年中，以更好地了解（广义）容量的同步通道，包括主要的结果和新技术的基础。除了通常的信道容量的概念，我们还讨论了同步信道的零差错容量。
2019-11-08 cs.IT math.CO math.IT
MIMO Capacity Analysis and Channel Estimation for Electromagnetic Information Theory
本文针对电磁信息论中离散-连续鸿沟问题，提出基于PSWF的离散-连续对应引理与遍历容量分析框架，揭示MIMO容量饱和现象，并设计PSWF-CE信道估计器以提升估计性能。
2024-06-07 cs.IT eess.SP math.IT
On the Capacity of Rate-Adaptive Packetized Wireless Communication Links under Jamming
我们制定的通信节点和对手之间的互动在博弈论的背景下。我们发现，早期的信息理论容量的结果对应于一个纯粹的纳什均衡（NE）的干扰信道。然而，当两个玩家都被允许随机化他们的动作时（即，编码率和干扰功率）的新的混合纳什均衡出现了令人惊讶的性能。我们示出了阈值（$J_{TH}$）的存在，使得如果干扰机平均功率超过$J_{TH}$，则NE处的信道容量与干扰机一直使用其最大允许功率$J_{Max}$的情况相同。这表明随机化显著有利于强大的干扰机。我们还展示了NE策略是如何推导出来的，我们提供了非常简单的（例如，半均匀）逼近最佳通信和干扰策略。这种策略在当前的硬件和软件中实现起来非常简单。
2012-04-10 cs.GT cs.IT math.IT
The channel capacity of the ribosome
该研究将核糖体建模为信息信道，计算其理论香农容量的界并数值近似该容量，发现核糖体运作速度低于容量，可实现高精度信息处理，为核糖体的高翻译精度提供了信息论层面的解释。
2023-07-27 cs.IT math.IT q-bio.QM
Electromagnetic Channel Modeling and Capacity Analysis for HMIMO Communications
本文提出一种面向HMIMO通信的综合电磁信道模型，融合极化、空间相关性及互耦和能耗约束，仿真表明其优于传统衰落模型和自由空间Green函数，并揭示了极化干扰消除的必要性及容量随通信区域扩大而下降的规律。
2025-02-06 cs.IT eess.SP math.IT
Algorithmic Superactivation of Asymptotic Quantum Capacity of Zero-Capacity Quantum Channels
零容量量子信道的超激活使得可以使用两个具有正联合容量的零容量量子信道用于它们的输出。目前，我们没有理论背景来描述超活跃零容量信道的所有可能组合;因此，可能存在许多其他可能的组合。在实践中，为了发现这种超活性零容量信道对，我们必须分析一组非常大的可能的量子态、信道模型和信道概率。目前还没有非常有效的算法工具来实现这一目的。本文提出了一种有效的算法方法，找到这样的组合。我们的方法可以是一个非常有价值的工具，提高容错量子计算的结果和可能的通信技术在非常嘈杂的量子信道。
2012-08-27 cs.IT math.IT quant-ph
The Capacity of Information-Theoretic Secure Aggregation in Federated Learning
Information Coding and Transmission (ICT) Key Laboratory of Sichuan Province, Southwest Jiaotong University（四川省信息编码与传输（ICT）重点实验室，西南交通大学）；School of Electronic Information and Communications, Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学电子信息与通信学院）
针对联邦学习中的安全聚合问题，提出一种无需可信第三方或预设结构的通用密钥分发模型，并完整刻画了安全性、密钥分发通信和聚合通信三者间的容量区域。
2026-06-05 cs.CR cs.IT cs.LG
An Information-Theoretic Perspective on Overfitting and Underfitting
Harvey Mudd College（哈维穆德学院）
我们提出了一个信息理论的框架来理解机器学习中的过拟合和欠拟合，并证明了确定任意分类算法是否会过拟合数据集的形式不可判定性。通过从数据集传输到模型的信息来测量算法能力，我们考虑算法能力和数据集之间的不匹配，以提供模型何时过拟合或欠拟合数据集的签名。我们目前的结果上限算法的能力，建立其关系的数量在机器学习的算法搜索框架，并与我们的工作，最近的信息理论方法的推广。
2020-11-06 cs.AI cs.IT cs.LG
