Secret Communication with Feedback
研究了带反馈的保密通信。提出了一种利用反向信道产生共享秘密密钥的可验证性方案。被认为是二进制对称的前向和后向信道的情况下，所提出的方案和毛雷尔的编码方案的组合，以实现提高保密率。高斯信道的情况下，完美的输出反馈进行了分析和Schalkwijk-Kailath编码方案，以实现该信道的保密容量。
2008-12-09 cs.IT math.IT
Power Adaptive Feedback Communication over an Additive Individual Noise Sequence Channel
我们考虑一个实值加性信道与一个单独的未知噪声序列。我们提出了一个简单的顺序通信方案的基础上著名的Schalkwijk-Kailath计划，它改变发送功率根据序列的功率，使渐近的SNR和速率之间的关系匹配高斯信道容量1/2 log（1+SNR）的几乎每个噪声序列。
2009-08-20 cs.IT math.IT
Joint Identification and Sensing with Noisy Feedback: A Task-Oriented Communication Framework for 6G
Technical University of Braunschweig（布伦瑞克工业大学）；Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）
本文研究了在具有噪声严格因果反馈的态依赖离散无记忆信道中联合识别与感知（JIDAS）的问题，推导了容量-失真函数的上下界，揭示了噪声反馈下JIDAS的基本限制。
2026-03-31 cs.IT math.IT
The Wiretap Channel with Generalized Feedback: Secure Communication and Key Generation
众所周知，反馈并不能增加点对点无记忆信道的容量，然而，它在保密通信中的作用还没有完全了解。在这项工作中，一个可实现的计划窃听信道与广义反馈。该方案利用反馈信号生成合法用户之间的共享秘密密钥，在比特级加密待发送的消息。一类信道的容量的新结果，以及一些新的见解的秘密密钥协议问题。此外，该方案恢复了以前报道的速率区域从文献中，因此它可以被看作是一个概括，统一了该领域的几个结果。
2018-10-15 cs.IT math.IT
Optimal Feedback Communication via Posterior Matching
在本文中，我们介绍了一个基本原则，在一般的无记忆信道中存在的无噪声反馈，称为后匹配的最佳通信。利用这一原则，我们设计了一个（简单的，顺序的）通用反馈传输方案，适用于一大类无记忆信道和输入分布，实现任何速率低于相应的互信息。这为最优反馈通信提供了一个统一的框架，其中Horstein方案（BSC）和Schalkwijk-Kailath方案（AWGN信道）是特例。因此，作为一个推论，我们证明了Horstein计划确实达到BSC的能力，解决了一个长期存在的猜想。我们还提供了封闭形式的表达式的错误概率的计划在一个范围内的速率，并得出可实现的速率在失配设置的计划是根据错误的信道模型设计的。给出了几个具体通道的后验匹配方案的示例，并对相应的误差概率表达式进行了评估。所采用的证明技术利用迭代函数系统的信息速率和收缩特性之间的新关系。
2010-08-10 cs.IT math.IT
Efficient Feedback Design for Unsourced Random Access with Integrated Sensing and Communication
Technische Universität Dresden（德累斯顿工业大学）；Imperial College London（伦敦帝国学院）
针对无源随机接入系统，提出兼顾通信与感知的新型反馈设计，引入改进投影梯度下降算法优化误差加权组合，仿真显示其性能优于现有方案，还揭示了通信与感知的权衡关系。
2026-08-05 cs.IT eess.SP math.IT
Autocorrelation and Spectrum Analysis for Variable Symbol Length Communications with Feedback
可变长度反馈码可以提供优于固定长度反馈码或非反馈码的优点。本文主要研究非编码变码元反馈通信，分析了信号的自相关性和频谱特性。我们提供了一个数学表达式的自相关，可以进行数值计算。然后，我们数值评估的自相关和频谱的可变符号长度的信号在基于反馈的通信系统，达到一个目标的可靠性为每个符号，通过适应的符号长度的噪声实现。分析和数值结果表明，当平均符号长度固定时，频谱随信噪比变化，在高信噪比时接近定长方案。
2022-11-21 cs.IT eess.SP math.IT
Feedback Bits Allocation for Interference Minimization in Cognitive Radio Communications
本文研究了有限反馈认知无线电系统中，主用户（PU）由于波束形成不理想而受到次发射机（ST）的干扰。我们建议在多个PU之间分配反馈比特，以最大限度地减少ST所造成的最大干扰，通过利用异构的平均信道增益。此外，我们研究了在预定义的干扰阈值下，在PU的总反馈比特最小化的问题。针对所研究的问题提出了低复杂度的解决方案，并对比特分配的性能进行了分析。仿真结果验证了我们的分析，并表明，所提出的解决方案工作得很好，在最小化的ST所造成的最大干扰和最小化的总反馈比特在预定义的干扰阈值在PU的有限反馈CR系统。
2016-04-06 cs.IT math.IT
Gaussian Channels with Feedback: Optimality, Fundamental Limitations, and Connections of Communication, Estimation, and Control
具有记忆和无噪声反馈的高斯信道在信息论文献中得到了广泛的研究。然而，实现反馈容量的编码方案是不可用的。本文提出了一种编码方案，以实现高斯信道的反馈容量。该编码方案实质上实现了著名的卡尔曼滤波器算法，并且等效于相同信道上的无反馈估计系统。它揭示了反馈通信系统的可达信息速率可以由相关估计系统的Cramer-Rao界的衰减率来替代。因此，结合反馈通信的控制理论特征（由Elia提出），这意味着反馈通信，估计和控制的基本限制是一致的。这导致了一个统一的观点，集成了信息，估计和控制。本文还建立了信息传递意义下的卡尔曼滤波最优性，这是对Mitter和Newton提出的信息处理意义下的卡尔曼滤波最优性的补充。此外，该编码方案推广了Schalkwijk-Kailath码，降低了编码复杂度和编码延迟。编码方案的构造相当于解决有限维优化问题。杨，Kavcic，和Tatikonda开发的最优平稳输入分布的简化也得到了。数值算例验证了结果。
2005-12-26 cs.IT math.IT
Random Beamforming with Heterogeneous Users and Selective Feedback: Individual Sum Rate and Individual Scaling Laws
本文研究了基于随机波束形成的通信系统中的三个公开问题：异构用户的调度策略，封闭形式的和速率，以及选择反馈的多用户分集的随机性。通过采用基于累积分布函数的调度策略，在保证用户间公平性的同时，获得异构环境下的多用户分集增益。在这个调度框架下，人们对个人和速率（即给定用户的平均速率乘以用户数量）感兴趣，并在不同的反馈方案下进行分析。首先，在全反馈方案下，我们通过采用所选用户的信号与干扰加噪声比的概率密度函数的分解，推导出封闭形式的个体和速率。这种技术被用来进一步获得一个封闭的形式速率近似与选择性反馈的空间维度。该分析还扩展到宽带OFDMA系统中的随机波束成形，其中在频谱维度中具有附加的选择性反馈，其中仅反馈用于最佳L个资源块的最佳波束。利用极值理论研究了选择反馈引起的多用户分集的随机性。最后，通过利用尾部等价方法，观察选择性反馈和随机观测的乘法效应，以建立个体速率标度。
2013-03-04 cs.IT math.IT
Optimization of Energy Harvesting MISO Communication System with Feedback
当发射机（TX）和接收机（RX）都具有能量收集（EH）能力时，考虑点对点（P2P）多输入单输出（MISO）通信系统的优化问题. RX感兴趣的是将信道状态信息（CSI）反馈回TX以帮助提高传输速率。目标是在最后期限之前最大化吞吐量，这受到TX和RX处的EH约束。考虑的吞吐量度量是具有波束成形和有限反馈的MISO信道的遍历速率的上界。反馈比特分配和传输策略，最大限度地提高遍历速率的上限。从优化理论的工具被用来简化制定的优化问题。修改后的问题得到的最优策略优于天真的计划，其中没有智能管理的能量进行。
2015-01-08 cs.IT math.IT
On the Necessity of Structured Codes for Communications over MAC with Feedback
研究了具有无噪声反馈的三用户多址接入信道（MAC）问题。提出了一种新的编码策略。编码方案建立在Cover-Leung（CL）方案的自然扩展基础上，并使用准线性码。一个新的单字母的可达速率区的推导。新的可实现区域严格包含CL区域。这是通过一个例子来说明的。在该示例中，编码方案在传输速率方面实现最优。它表明，任何最优实现方案，这个例子必须有一个特定的代数结构。特别地，码本必须在二进制加法下闭合。
2017-02-17 cs.IT math.IT
Fundamental Limits of Communication Over State-Dependent Channels With Feedback
在允许通信双方使用变长编码方案的假设下，研究了具有无噪声反馈的状态相关离散无记忆信道通信的基本极限。各种情况下进行了分析，与所采用的编码方案具有有界或无界的码字长度，并与状态信息透露给编码器和/或解码器在一个严格的因果关系，因果关系，或非因果关系的方式。在这些设置中的每一个，获得的零误差容量的积极性的必要和充分条件，它示出，只要零误差容量是积极的，它等于传统的消失误差容量。此外，它示出的状态相关的信道的消失错误容量不增加通过使用反馈和可变长度编码。这两种能力的状态依赖的信道反馈，从而充分的特点。
2019-01-15 cs.IT math.IT
Limited Feedback Designs for Machine-type Communications Exploiting User Cooperation
多用户多输入多输出（MIMO）系统是用于机器类型通信（MTC）网络中的大连接密度的主要候选者。MTC网络的关键挑战之一是在接入点（AP）处获得准确的信道状态信息（CSI），使得可以通过启用增强的MIMO技术来提高频谱效率。然而，目前的通信机制依赖于频分双工（FDD）可能无法完全支持大量的设备，由于速率约束的有限反馈和耗时的调度架构。在本文中，我们提出了一种基于用户协作的有限反馈策略，以支持大规模MTC网络中的高连接密度。在该算法中，两个相邻用户共享信道信息的量化版本，以提高信道反馈的准确性。在没有任何发射机干预的情况下执行协作过程（即，以免授权方式）来满足对于MTC服务至关重要的低延迟要求。此外，基于和速率吞吐量分析，我们开发了一种自适应的合作算法，以期激活/停用用户合作模式，根据信道和网络条件。
2019-04-23 cs.IT math.IT
The Role of Feedback in Two-way Secure Communications
大多数实际的通信链路是双向的。在这些模型中，由于源节点也接收信号，因此其编码器可以根据过去接收的信号计算其输出。另一方面，从实际的角度来看，还期望识别这样的编码器设计可能不提高通信速率的情况。这个问题对于传输的消息和反馈信号遭受窃听的情况特别有趣。在这项工作中，我们调查的问题有多大的影响反馈的保密能力，通过研究两个基本模型。首先，我们考虑高斯双向窃听信道，并推导出其保密容量区域的外边界。我们发现，除了我们确定的特殊情况下，不利用反馈信号时，保密率损失可以是无界的，从而得出结论，利用反馈可以是非常有益的一般。其次，我们考虑一个半双工高斯双向中继信道中的中继节点也是一个窃听者，并发现反馈的影响是不太明显相比，以前的情况。具体地说，在保密率的损失，当忽略反馈，量化为小于0.5位每信道使用时，中继功率趋于无穷大。该可实现的速率区域是通过简单的分时以及协作干扰来获得的，协作干扰由于其简单性和接近最佳的性能，是利用反馈信号的编码器的可行替代方案。
2009-11-23 cs.IT math.IT
Learning Physical-Layer Communication with Quantized Feedback
数据驱动的发射机和接收机优化可以揭示新的调制和检测方案，并实现未知信道上的物理层通信。先前的工作已经表明，这种方法的实际实现需要从接收器到发射器的反馈信号。在本文中，我们研究了量化反馈对物理层通信的数据驱动学习的影响。提出了一种新的量化方法，该方法利用了反馈信号的特殊性质，适用于非平稳信号分布。线性和非线性通道的方法进行评估。仿真结果表明，反馈量化不会明显影响学习过程，可以导致良好的性能，即使与$1$比特量化。此外，它表明，学习是令人惊讶的鲁棒性噪声反馈随机位翻转应用于量化位。
2019-11-04 cs.IT eess.SP math.IT
Reliability-based Error Detection for Feedback Communication with Low Latency
本文提出了一种基于可靠性的反馈变长编码译码方案，并通过仿真证明，它可以实现比Polyanskiy等人更高的速率。的随机编码下界的可变长度反馈（VLF）编码的BSC和AWGN信道。该方案使用的可靠性输出维特比算法（ROVA）计算的字错误概率后，每次解码尝试，这是比较对目标错误阈值，并作为一个停止标准，以终止传输。所需的唯一反馈是每次解码尝试的单个比特，通知发射机ROVA计算的字错误概率是否足够低。此外，ROVA确定是否可以在不需要降低速率的CRC的情况下终止传输/解码。
2013-05-24 cs.IT math.IT
Efficient Feedback Mechanisms for FDD Massive MIMO under User-level Cooperation
在频分复用（FDD）大规模MIMO系统中，信道状态信息（CSI）反馈是一个具有挑战性的问题.研究了一种协作反馈机制，即用户通过设备到设备（D2D）通信交换信道状态信息，然后自行计算预编码器，并将预编码器反馈给基站（BS）。分析结果表明，合作预编码器反馈是更有效的比CSI反馈的干扰缓解。在D2D通信容量有限的约束下，提出了一种基于信号子空间投影和最优比特划分的自适应CSI交换策略。数值结果表明，所提出的具有自适应CSI交换的协作预编码器反馈方案显著优于CSI反馈方案，即使当经由速率受限的D2D通信来交换CSI时也是如此。
2016-11-22 cs.IT math.IT
Limited Feedback Scheme for Device to Device Communications in 5G Cellular Networks with Reliability and Cellular Secrecy Outage Constraints
在本文中，我们提出了一个设备到设备（D2D）通信场景下的蜂窝网络，其中D2D和蜂窝用户（CU）是离散的功率速率系统与有限的反馈从接收机。假设存在想要窃听从基站（BS）到CU的信息传输的对手。由于D2D通信与蜂窝网络共享相同的频谱，因此必须考虑交叉干扰。然而，当考虑保密容量时，由D2D通信引起的干扰可以通过混淆窃听者来帮助改进保密通信。由于两个系统共享相同的频谱，因此必须考虑交叉干扰。我们将所提出的资源分配公式化为优化问题，其目标是在平均传输功率约束下，在存在蜂窝通信的情况下最大化D2D对的平均传输速率。对于蜂窝网络，我们要求在没有D2 D通信的情况下有最小平均可实现保密率，以及在有D2 D通信的情况下有最大保密中断概率，这是应该满足的。由于高复杂度的凸优化方法，以解决所提出的优化问题，我们采用粒子群优化（PSO），这是一种进化的方法。此外，我们的模型和研究的反馈信道的误差和信道分布信息（CDI）的不确定性，使用参数和非参数的方法。最后，通过仿真研究了不同系统参数对该方案性能的影响。所提出的计划的性能进行评估，使用不同的情况下的数值结果。
2017-08-26 cs.IT math.IT
Capacity-achieving Feedback Scheme for Gaussian Finite-State Markov Channels with Channel State Information
在本文中，我们提出了能力实现通信计划的高斯有限状态马尔可夫信道（FSMCs）的平均信道输入功率约束下，假设发射机可以访问延迟无噪声输出反馈以及瞬时或延迟信道状态信息（CSI）。我们表明，所提出的计划揭示了反馈通信和反馈控制之间的联系。
2010-10-07 cs.IT math.IT
Optimal Communication of States of Dynamical Systems over Gaussian Channels with Noisy Feedback: The Scalar Case
我们考虑的问题，通过香农高斯信道的动力系统的状态进行通信。接收机，作为一个解码器和估计器，观察噪声测量的信道输出，并在最小均方意义上的动态系统的状态的最佳估计。存在从接收器到发射器的噪声反馈。发送器观察来自接收器的噪声破坏的反馈消息以及动态系统的状态的可能的噪声测量。然后，这些测量值被用于对要在噪声高斯信道上发送的消息进行编码，其中对发送的消息施加每符号功率约束。这样，我们得到一个混合的香农的源信道编码问题和一种卡尔曼滤波问题。特别是，我们考虑两个反馈的情况下，一个是接收机测量的反馈，第二个是接收机的状态估计。我们表明，最佳的编码器和解码器是线性滤波器与有限的记忆，我们明确给出的状态空间实现的最佳过滤器。对于发射机有机会获得嘈杂的测量状态的情况下，我们得出的最佳通信方案的分离原则。此外，我们调查存在的无噪声反馈或没有反馈从接收器到发射器。对于所考虑的反馈情形，给出了稳定解存在的充分必要条件。
2015-06-01 cs.IT math.IT
AttentionCode: Ultra-Reliable Feedback Codes for Short-Packet Communications
Imperial College London（帝国理工学院）；Huawei Technologies Sweden AB（华为技术瑞典有限公司）
超可靠的短分组通信是未来无线网络中具有关键应用的主要挑战。为了实现超过99.999%的超可靠通信，本文设想了一种新的基于交互的通信范式，该范式利用了来自接收器的反馈。我们提出了AttentionCode，这是一类利用深度学习（DL）技术的新反馈代码。AttentionCode的基础是三个架构创新：AttentionNet，输入重组和适应衰落信道，以及几种训练方法，包括大批量训练，分布式学习，前瞻优化器，训练测试信噪比（SNR）失配和课程学习。训练方法可以潜在地推广到具有机器学习的其他无线通信应用。数值实验表明，AttentionCode在加性高斯白噪声（AWGN）信道和衰落信道中建立了一个新的基于DL的反馈码的艺术状态。例如，在具有无噪声反馈的AWGN信道中，对于50比特的块大小，当前向信道SNR为0 dB时，AttentionCode实现了$10^{-7}$的出错率（BLER），证明了AttentionCode提供超可靠短分组通信的潜力。
2022-12-24 cs.IT cs.LG math.IT
Feedback Lunch: Learned Feedback Codes for Secure Communications
University of Illinois Chicago（伊利诺伊大学香槟分校）；Linköping University（_linköping大学）
本文研究反向退化安全通信信道，提出结合通用哈希函数和学得反馈码的模块化编码设计，探讨通信可靠性与信息泄露的权衡，展示反馈能帮助合法方协商秘密密钥，克服窃听方的优势。
2026-05-12 cs.AI cs.CR cs.IT
Secret Communication over Broadcast Erasure Channels with State-feedback
我们考虑一个1到$K$通信的情况下，源发送私人消息到$K$接收器通过广播擦除信道，和接收器反馈严格因果关系和公开的信道状态后，每次传输。我们探索可实现的速率区域时，我们需要的消息，每个接收器保持秘密-在信息理论意义上-从所有其他接收器。我们的特点的能力，安全通信的能力，在所有的情况下，1到$K$通信的情况下，没有安全的要求是已知的。作为一个特殊的情况下，我们描述了一个单一的接收机点对点删除信道与公共状态反馈的秘密消息的容量在存在一个被动窃听。我们发现，在所有情况下，我们有一个确切的表征，我们可以实现的能力，通过使用线性复杂度两阶段计划：在第一阶段，我们创建适当的密钥，并在第二阶段，我们使用它们来加密每个消息。我们发现我们所需要的密钥量小于消息的大小，并且等于潜在窃听者共同收集的加密消息的量。此外，我们证明了提供欺骗性反馈的不诚实接收者不会降低诚实接收者所经历的速率。我们还开发了一个逆证明，它反映了我们的可扩展性计划的两个阶段的结构。作为一个侧面的结果，我们的技术导致了一个新的外部边界证明的非安全通信问题。
2014-08-08 cs.IT math.IT
Secure MIMO Communications under Quantized Channel Feedback in the presence of Jamming
我们考虑的问题，在MIMO设置中的对抗干扰机配备$n_j$发射天线和窃听器配备$n_e$接收天线的存在下，安全通信。配备有$n_t$天线的多天线发射机希望向配备有$n_r$天线的多天线接收机秘密地传送消息。我们提出了一种基于人工噪声和线性预编码的传输方法和一种采用波束成形的两阶段接收方法。在此策略下，我们首先刻画了通信的可达保密率，并证明了在理想信道状态信息（CSI）情况下，可达安全自由度（SDoF）由$d_s = n_r - n_j$给出.其次，我们考虑量化CSI反馈使用直接信道矩阵的函数的格拉斯曼量化，并导出作为发射功率的函数的量化比特率缩放的充分条件，用于保持具有完美CSI的可实现SDOF $d_s$，并且用于由于量化而具有渐近零保密率损失。数值模拟也提供了支持的理论。
2014-11-05 cs.IT math.IT
Limited Feedback for Multi-Antenna Multi-user Communications with Generalized Multi-Unitary Decomposition
在本文中，我们提出了一种分解方法称为广义多酉分解（GMUD），这是有用的多用户MIMO预编码。该分解将复矩阵H变换为PRQ，其中R是其第一行仅在最左边位置包含非零用户定义值的特殊矩阵，P和Q是一对酉矩阵。我们提出的GMUD的主要吸引力是我们可以获得多个解决方案的P和Q >。与GMUD，我们提出了一种预编码方法的MIMO多用户系统，不需要完整的信道状态信息（CSI）在发送端。所提出的预编码方法使用多个酉矩阵的属性来补偿不准确的反馈信息，因为发射机可以引导各个用户的传输波束，使得用户间干扰保持最小。
2008-06-20 cs.IT math.IT
On Real-Time Communication Systems with Noisy Feedback
我们考虑一个实时的【形】通信系统的噪声反馈组成的马尔可夫源，前向和后向离散无记忆信道，和一个接收机与有限的记忆。我们的目标是设计一个最佳的通信策略（即，编码，解码和内存更新策略），以尽量减少总的预期失真在有限的地平线。我们提出了一个顺序分解的问题，这导致在一组嵌套的最优性方程，以确定最佳的通信策略。这提供了一个系统的方法来确定全局最优的联合信源信道编码和解码策略的实时的【形】通信系统与噪声反馈。
2007-09-23 cs.IT cs.MA math.IT
All you need is feedback: Communication with block attention feedback codes
Imperial College London（伦敦帝国理工学院）；Huawei Technologies Sweden AB（华为技术瑞典有限公司）
基于深度学习的信道码设计作为传统编码算法的替代方案最近获得了关注，特别是对于现有码不能提供有效解决方案的信道。反馈通道上的通信就是这样一个问题，最近通过采用各种深度学习架构已经获得了有希望的结果。在本文中，我们介绍了一种新的学习辅助代码设计的反馈通道，称为广义块注意反馈（GBAF）码，其中i）采用了模块化的架构，可以使用不同的神经网络架构实现; ii）提供了数量级的改进相比，现有的设计的错误概率;和iii）可以在所需的码率传输。
2022-10-05 cs.AI cs.IT cs.LG
Low-Resolution Limited-Feedback NOMA for mmWave Communications
频谱高效的毫米波（mmWave）通信作为解决频谱紧张问题的一种可行方案，近年来引起了人们的广泛关注。在这项工作中，我们提出了一种新的非正交多址接入（NOMA）框架，它利用毫米波通信的定向传播特性，从而提高频谱效率，通过非正交信令。特别地，我们认为一比特量化的角度信息是描述毫米波频带中的用户设备（UE）的信道质量的有限但有效的反馈方案。然后，不仅使用作为经典方法的1比特距离反馈，而且使用1比特角度反馈来建立用于NOMA传输的UE对。因此，所提出的策略被称为两位NOMA。我们还提出了一种新型的混合策略，称为组合NOMA，用于通过两比特NOMA没有UE对的情况。每当通过任何NOMA策略没有UE对可用时，我们采用具有适当UE选择方案的单用户传输（SUT）。混合和速率性能进行了深入分析，与各自的中断和速率表达式。数值结果验证了所提出的策略优于一位NOMA计划，无论是角度或距离只有反馈。
2019-10-01 cs.IT eess.SP math.IT
Limited Feedback in RIS-Assisted Wireless Communications: Use Cases, Challenges, and Future Directions
本文针对RIS辅助无线通信中CSI反馈开销大的问题，提炼RIS信道的位置相关波动、超高维和结构化稀疏等特征，探讨利用信道定制、自动编码器等技术设计低开销反馈方案，并展望未来研究方向。
2025-06-28 cs.IT eess.SP math.IT
Variable-Length Feedback Codes via Deep Learning
本文提出DeepVLF编码，通过消息分组与阈值解码机制实现变长反馈，解决了现有DL反馈编码在高码率下性能下降的问题，确立了反馈信道编码新基准。
2024-11-13 cs.IT math.IT
Multiple Access Channels with Generalized Feedback and Confidential Messages
本文研究了带广义反馈的多址信道上的保密通信问题。两个受信任的用户发送独立的机密消息给一个预期的接收者，在一个被动的窃听者的存在。在这种设置中，两个可信用户之间的主动合作，通过使用信道反馈，以提高通信效率。基于速率分裂和解码转发策略，推导出离散无记忆信道和高斯信道下的可达保密速率域。结果表明，信道反馈提高了可实现的保密率。
2007-06-26 cs.IT math.IT
Universal Quantile Estimation with Feedback in the Communication-Constrained Setting
我们考虑以下分散统计推断问题：给定独立同分布。从未知分布的样本，估计一个任意的分位数受到限制的位交换。我们分析了一个标准的融合为基础的架构，其中每个$m$传感器发送一个单一的位到融合中心，这反过来又被允许发送一些$k$位的反馈。假设每个$\nodenum$传感器接收$n$观测值，最优集中式协议产生均方误差衰减为$\order(1/[n m])$。我们开发并分析了各种分散式协议的性能，并与这种集中式黄金标准进行了比较。首先，我们描述了一个分散的协议的基础上$k = \log(\nodenum)$位的反馈是强一致的，并实现了相同的渐近MSE的集中式最优。其次，我们描述和分析了一个分散的协议的基础上，只有一个单一的位（$k=1$）的反馈。对于与$m$无关的步长，它实现了$\order[1/(n \sqrt{m})]$阶的渐近MSE，而对于衰减为$1/\sqrt{m}$的步长，它实现了与集中式最优值相同的MSE中的$\order(1/[n m])$衰减。我们的理论结果是补充模拟，说明这些不同的协议之间的权衡。
2007-06-05 cs.IT math.IT
Application Driven Joint Uplink-Downlink Optimization in Wireless Communications
本文介绍了一种新的数学框架，这是用来推导联合上行链路/下行链路可达速率区域之间的一个基站和多个终端的多用户空间复用。该框架包括两个模型：第一个是一个简单的传输模型的上行链路和下行链路，这是能够给出一个下界的情况下，传输是不完美的CSI的容量。具体的信道估计和反馈方案的详细模型提供参数输入到前一个模型，并涵盖最重要的方面，如导频设计优化，线性信道估计，反馈延迟，和反馈量化。我们应用这个框架来确定最佳的导频密度和CSI反馈量，给定的上行链路和下行链路的吞吐量的加权和是最大化为一定的用户速度。我们表明，对于低速，如果下行链路吞吐量是特别重要的，一个显着的一部分，上行链路应投资到CSI反馈。然而，在较高速率下，下行链路性能变得主要受CSI反馈延迟影响，并且因此考虑到上行链路容量的固有牺牲，CSI反馈带来的增益很小。我们进一步表明，对于高速度，它变得有益的是根本不使用CSI反馈，而是在下行链路中应用随机波束成形并在时分双工中操作。
2010-02-02 cs.IT math.IT
Vector Broadcast Channels: Optimality of Threshold Feedback Policies
仅利用部分信道状态信息（CSI）的波束成形技术由于其较低的反馈要求而比需要完美CSI的其他通信策略更受欢迎。基于波束成形的通信系统中的反馈量可以通过选择性反馈技术进一步减少，在选择性反馈技术中，仅允许具有足够好的信道的用户通过分散反馈策略进行反馈。在本文中，我们证明了阈值在接收机是速率最优分散反馈策略的反馈有限系统与指定的反馈约束。这一结果是高度适应性的，由于其分布独立的性质，提供了一个分析的理由阈值反馈政策在实际系统中使用，并加强了以前的工作分析阈值反馈政策作为一个选择性的反馈技术，而不证明其最优性。它对自私的单边偏差是鲁棒的。最后，它减少了搜索率明智的最优反馈策略的反馈约束从函数空间到有限维欧氏空间。
2011-03-24 cs.IT math.IT
Burst-Error Propagation Suppression for Decision-Feedback Equalizer in Field-Trial Submarine Fiber-Optic Communications
本文介绍了一个在南海18.8km无色散补偿海底光缆上进行的C波段72 Gbit/s光开关键控（OOK）系统的现场试验。18.8km海底光缆的色散（CD）导致72 Gbit/s OOK信号在36 GHz带宽上出现4个频谱零点，这是影响其误码率（BER）性能的主要障碍。判决反馈均衡器（DFE）是一种有效的频谱零点补偿方法。但是，当潜艇环境不稳定，出现突发错误时，DFE存在严重的突发错误传播缺陷。加权DFE（WDFE）可以用来减轻突发错误的传播，但它不能完全补偿频谱零点，因为只有一部分反馈符号是直接决定的。幸运的是，最大似然序列估计（MLSE）可以添加后的WDFE，同时消除抵抗频谱失真，实现最佳检测。与DFE和MLSE联合算法相比，WDFE和MLSE联合算法能有效地抑制突发错误传播，最大可使$\boldsymbol{Q}$因子提高2.9dB，并消除了BER floor现象。最大似然估计算法和WDFE算法的联合应用可以有效地解决光纤通信系统中突发错误的传播问题。
2021-02-27 cs.IT math.IT
Control-theoretic Approach to Communication with Feedback: Fundamental Limits and Code Design
反馈通信研究从控制理论的角度来看，映射的通信问题的控制问题，其中的控制信号是通过相同的噪声信道中的通信问题，和（非线性和随时间变化）的动态系统确定的子类编码器在发射机。MMSE容量被定义为均方译码误差的上确界指数衰减率。这是上界的信息理论的反馈能力，这是可实现的速率的上确界。一个充分的条件下，上界成立的平等。对于一类特殊的平稳高斯信道，一个简单的应用波德积分公式表明，反馈能力，最近由金，等于最大的不稳定性，可以容忍的控制器在给定的功率约束下。最后，将控制映射推广到N发送端AWGN多址信道。结果表明，Kramer的代码，这是已知的总和速率最佳的广义线性反馈码类，可以通过求解线性二次高斯控制问题，该信道。
2010-06-28 cs.IT math.DS math.IT
Distributed Neural Precoding for Hybrid mmWave MIMO Communications with Limited Feedback
混合预编码是用于毫米波（mmWave）大规模多输入多输出（MIMO）通信的成本有效的技术。本文提出了一种深度学习方法，通过使用分布式神经网络的混合模拟和数字预编码设计有限的反馈。所提出的分布式神经预编码网络，称为DNet，致力于实现两个目标。首先，DNet实现信道状态信息（CSI）压缩与分布式架构的神经网络，这使得实际部署在多个用户。具体地说，这种神经网络由多个具有相同结构和参数的独立子网络组成，既减少了训练参数的数量，又降低了网络的复杂度。其次，DNet从有限反馈的重构CSI学习混合预编码的计算。与现有的黑盒神经网络设计不同，DNet是根据混合预编码矩阵计算的数据形式进行专门设计的。仿真结果表明，与传统的有限反馈预编码方法相比，在不同CSI压缩比的测试下，DNet的性能提高了近50%。
2022-04-18 cs.IT eess.SP math.IT
Deep Reinforcement Learning Autoencoder with Noisy Feedback
通信系统的端到端学习使发射机和接收机能够在任何类型的信道上针对任意性能度量进行联合优化，实现为基于深度神经网络的自动编码器。最近，提出了一种交替训练过程，其消除了对显式信道模型的需要。然而，这种方法需要在训练期间从接收器向发射器反馈实值损失。在本文中，我们首先表明，交替训练工程，即使有噪声的反馈通道。然后，我们设计了一个系统，学习传输实数在一个未知的信道没有预先存在的反馈链路。一旦经过训练，该反馈系统可用于在自动编码器的交替训练期间传达损失。加性高斯白噪声和瑞利块衰落信道的评估表明，使用建议的反馈系统训练的端到端通信系统达到相同的性能时，训练一个完美的反馈链路。
2019-06-24 cs.IT math.IT
Coding for Sensing: An Improved Scheme for Integrated Sensing and Communication over MACs
被认为是一个无记忆的状态相关的多址接入信道（MAC），其中两个发射机希望传达他们的消息到一个单一的接收机，同时通过广义反馈感测（估计）各自的状态。对于这个信道，提供了一个改进的内界上的基本速率失真的权衡，其特征的通信速率的发射机可以实现，同时确保他们的状态估计满足所需的失真标准。新的内界是基于一个计划，其中每个发射机编码的广义反馈，以改善在其他发射机的状态估计。这是在对比的点对点和广播信道的编码仅用于传输的消息和最佳的估计器上操作的一个符号一个符号的基础上的序列的信道输入和反馈输出的方案。
2022-03-31 cs.IT math.IT
Control approach to computing the feedback capacity for stationary finite dimensional Gaussian channels
本文首先将有限维高斯信道上反馈通信的解释扩展为反馈控制系统，证明了在Youla参数上寻找具有最大可靠传输率的稳定反馈控制器的问题与[1]中最近导出的寻找严格因果滤波器以实现反馈容量的问题是一致的。上述解释提供了一种构造确定性反馈编码方案（具有双指数衰减错误概率）的方法。接下来，我们提出了一个渐近容量实现上界，这可以通过求解有限维对偶优化数值评估。从实现上界的过滤器，我们推导出可行的过滤器，导致一系列的下界。因此，从下界滤波器，我们得到的通信系统，实现了下界速率。大量的例子表明，该序列的下限是渐近容量实现以及。
2015-11-30 cs.IT math.IT
Feedback Communication Systems with Limitations on Incremental Redundancy
本文探讨了使用增量冗余（IR）与无噪声发射机确认（NTC）的反馈系统。针对基于{ \em有限长}码（块长度为$N$）且译码尝试仅在{ \em某些指定译码次数}的IR-NTC系统，本文给出了随机编码实现的渐近扩展，给出了速率兼容球形填充（RCSP）性能近似，并给出了咬尾卷积码的仿真结果。信息理论分析表明，$N$的值相对接近预期的延迟产生相同的随机编码可扩展性扩展与$N = \infty$。然而，通过限制解码时间在扩展中引入的惩罚在解码时间之间的间隔中是线性的。对于二进制对称信道，RCSP近似提供了一个有效的计算近似的性能，表现出良好的协议与一个家庭的速率兼容，咬尾卷积码在短延迟制度。对于加性高斯白噪声信道，有界距离解码简化了边缘RCSP近似的计算，并产生与基于最大似然解码的分析类似的结果，用于大于200的时延。当增量传输的数量被约束为小或者增量传输的长度被约束为在第一次传输之后是均匀的时，边际RCSP近似的效率促进增量传输的长度的优化。最后，介绍了一种基于RCSP的解码错误轨迹，该轨迹为反馈通信系统中使用的速率兼容码族的设计提供了目标出错率。
2013-09-03 cs.IT math.IT
Quantization Bounds on Grassmann Manifolds of Arbitrary Dimensions and MIMO Communications with Feedback
本文研究了维数为n和p的Grassmann流形上的量子化问题，其独特贡献是导出了半径足够小时Grassmann流形上度量球体积的封闭公式。这个体积公式适用于任意维数n和p的格拉斯曼流形，而以前的结果只适用于p=1或n渐近大的固定p。基于体积公式，得到了球填充的Gilbert-Varshamov界和Hamming界.假设均匀分布的源和基于平方弦距离的失真度量，为失真率折衷建立了严格的下限和上限。仿真结果与推导结果相吻合。作为所导出的量化界的一个应用，对于任意有限个天线，精确地量化了有限速率信道状态反馈的多输入多输出（MIMO）系统的信息速率，而以前的结果只适用于多输入单输出（MISO）系统或发射天线数目渐近大但接收天线数目固定的系统.
2007-05-16 cs.IT math.IT
On the Sensing Capacity of Gaussian "Beam-Pointing" Channels with Block Memory and Feedback
本文针对5G/6G高频通信中的高斯波束指向信道，研究其感知容量，提出通信与感知联合方案，利用动态规划推导感知容量上界和可达内界，并在Q=1时达到最优感知速率，揭示感知与通信的折衷。
2025-08-28 cs.IT math.IT
On Channel State Feedback Model and Overhead in Theoretical and Practical Views
信道状态反馈在当前无线通信系统中对链路性能的改善起着重要的作用，在下一代无线通信系统中更是如此。然而，反馈信息消耗上行链路带宽，从而产生开销。在本文中，我们研究了信道状态反馈的影响，并提出了一种改进的方案，以减少实际通信系统中的开销。与现有的方案相比，我们引入了一个更准确的信道模型来描述实际的无线信道，并获得了理论上的周期和非周期反馈方案的开销的下限。所得到的理论结果为我们提供了指导，以优化反馈系统的设计，如用于量化信道状态的比特数。因此，我们提出了一个实用的反馈方案，实现了低开销和提高性能，目前广泛使用的方案，如零保持。仿真实验证实了它的优点，并建议其潜在的广泛应用在下一代无线系统。
2017-05-15 cs.IT math.IT
Robust Rate-Adaptive Wireless Communication Using ACK/NAK-Feedback
为了对抗无线信道中的可变性的不利影响，我们考虑基于有限反馈的跨层速率自适应。特别是，基于有限的反馈形式的链路层应答（ACK）和否定应答（NAK），我们最大限度地提高物理层传输速率的上限上的预期数据包出错率。\textr{We take a robust approach in that we do not assume}信道状态上的任何特定先验分布。我们首先分析了这种系统的基本限制，并推导出一个上限的基础上未编码的QAM和随机高斯系综的信令方案的可实现的速率。我们表明，对于基于二进制ACK/NAK反馈的信道估计，最好是在高出错率下使用单独的训练序列，而不是利用低差错率数据包本身。我们还开发了一个自适应递归估计，这是证明渐近最优和渐近有效的。
2011-11-17 cs.IT cs.NI math.IT
On the Rate-Exponent Region of Integrated Sensing and Communications With Variable-Length Coding
本文研究带反馈的变长编码下集成感知与通信系统的可达速率-指数区域，针对高斯信道推导三个可达区域，并揭示感知与通信间的权衡。
2025-01-24 cs.IT eess.SP math.IT
Communication over Individual Channels
我们考虑的问题，在没有指定的数学模型的信道上进行通信。我们提出了可实现的速率作为离散和连续信道的信道输入和输出已知的后验概率的函数，以及采用反馈的速率自适应方案，该方案在没有信道行为的先验知识的情况下渐近地实现这些速率。
2009-08-20 cs.IT math.IT
On Achievable Covert Communication Performance under CSI Estimation Error and Feedback Delay
本文研究了在CSI估计误差和反馈延迟下的隐通信性能，提出了一种双跳隐传输方案，并通过理论模型和实验验证了信道倒置功率控制与数据符号长度的联合优化对隐速率的提升作用。
2026-03-02 cs.IT math.IT
An Information Identity for State-dependent Channels with Feedback
在这篇技术笔记中，我们研究了从接收器反馈的信息被破坏的状态依赖的通信信道的信息量。我们得到一个信息身份，可以解释为信息流守恒定律。
2014-02-05 cs.IT math.IT
Integrated Sensing and Communication with Distributed Rate-Limited Helpers
本文研究含两个速率受限辅助节点的ISAC系统，提出基于状态信息压缩时机的编码方案以获得容量-压缩-失真权衡区域内界，该内界在特殊情况下为紧界。
2025-02-13 cs.IT math.IT
Bidirectional User Throughput Maximization Based on Feedback Reduction in LiFi Networks
基于反馈的信道自适应信令可以导致几乎任何性能度量增强。与射频（RF）信道不同，光无线通信（OWC）信道是相当静态的。该特征通过减少反馈量来实现双向用户吞吐量的潜在改进。光保真（LiFi）是OWC的一个子集，它是一种双向、高速和全网络化的无线通信技术，其中可见光和红外分别用于下行链路和上行链路。本文提出了两种用于减少LiFi蜂窝网络中的反馈量的技术，i）基于减少反馈信息的内容的有限内容反馈（LCF）方案和ii）基于更新间隔方案的有限频率反馈（LFF），该更新间隔方案让接收器在一些数据帧传输之后发送反馈信息。此外，基于随机航路点（RWP）移动性模型，最佳更新间隔，提供最大的双向用户设备（UE）的吞吐量，已被导出。结果表明，所提出的方案可以实现更好的平均总吞吐量相比，基准的一位反馈和全反馈机制。
2017-08-10 cs.IT math.IT
Directed Information, Causal Estimation, and Communication in Continuous Time
提出了两个连续时间过程间有向信息的概念。定义中的一个关键组成部分是在时间间隔的所有可能分区上取下确界，其作用不亚于互信息定义中固有的“空间”分区上确界。属性和业务的解释，估计和通信，然后建立所提出的概念，有向信息。对于连续时间加性高斯白噪声信道，它表明，邓肯的因果估计和信息之间的经典关系继续保持在反馈的存在下，取代互信息的有向信息。一个并行的结果是建立泊松通道。这种关系的效用，然后证明在计算有向信息率之间的输入和输出过程的连续时间泊松信道的反馈，其中信道输入过程被约束为恒定的事件之间的信道输出。最后，通过有向信息建立了一类具有反馈的连续时间信道的容量，表征了可靠通信的基本限制。
2012-10-31 cs.IT math.IT
Feedback Channel Communication with Low Precision Arithmetic
研究了在加性高斯白噪声信道中，采用低精度算法进行反馈通信的问题。对于低于信道容量的任何速率，已知Schalkwijk-Kailath（SK）方案实现了在交互循环数中双指数衰减的错误概率。然而，SK也被称为遭受数字问题。接近信道容量的传输需要中等数量的交互轮。这可能导致巨大的星座尺寸。此外，该方案的内部变量以指数速度衰减到零。因此，SK方案在用低精度变量实现时失败，低精度变量广泛用于硬件实现。在这项工作中，我们提出了一个新的，修改后的计划，称为放大SK（ZEAK），打破了SK协议分为几个阶段。每个阶段包括几个SK迭代，然后是同步缩放步骤。放大允许接收器和发射器保持方案的参数相对较大，使得即使对于大速率或大量交互循环也可以使用低精度算术。我们证明了新方案实现了与SK近似相同的错误概率，同时不存在数值问题。我们进一步验证了我们的结果在模拟和比较，原始SK方案的WARK。
2020-05-15 cs.IT math.IT
