网络中的信源信道分离

有线网络中有损信源-网络编码与信道编码的分离

On the Separation of Lossy Source-Network Coding and Channel Coding in Wireline Networks

本文证明了在有噪声、离散、无记忆信道的网络中信源-网络编码与信道编码的分离。我们表明，在提供一个家庭的依赖源在这样一个网络中的可实现的失真矩阵的集合等于一组可实现的失真矩阵提供相同的源在一个不同的网络，这是通过替换每个通道由一个无噪声的，点对点的比特管道相应的容量。因此，通过在每个链路上应用独立的信道编码而使链路几乎无损地跨链路应用源网络编码的代码在整个网络上渐进地实现最佳性能。

失真感知编码的源-信道分离定理

Source-Channel Separation Theorems for Distortion Perception Coding

本文在失真-感知考量下重新审视了源-信道分离，发现在强感知意义下分离最优性依赖公共随机性，而在弱感知意义下无论是否有公共随机性分离均最优。

有限域上网络码的分离性、随机性和线性性

On Separation, Randomness and Linearity for Network Codes over Finite Fields

我们研究的问题，分离和代码设计的网络，在有限域上运行。我们证明了源-信道（或源-网络）分离适用于几个典型的网络例子，如嘈杂的多址接入信道和擦除降级的广播信道，当整个网络在一个共同的有限域上运行。这种鲁棒性的分离是基于这样一个事实，即噪声和输入是独立的，我们研究的失败分离时，噪声是依赖于在多个接入信道的输入。我们的方法是基于线性码的充分性。使用一个简单和统一的框架，我们不仅重新建立经济的线性码的最优性为单发射机，单接收机信道和Slepian-Wolf信源编码，但也建立了线性码的最优性为多址和擦除退化广播信道。的线性度使我们能够获得简单的最佳代码的建设和研究能力区域的嘈杂的多址接入和退化的广播信道。信源和网络编码的线性模糊了信源和网络编码之间的界限。虽然我们的研究结果指出，分离的信源编码和信道编码是最佳的一些规范的网络，我们表明，分解成规范的子网络网络的网络可能是无效的。因此，我们认为，它可能是缺乏可分解的网络到规范的网络模块，而不是缺乏源和信道编码之间的分离，提出了主要的挑战编码网络。

A Signal Separation Method for Exceeding the Channel Capacity of BPSK Input

The field of the coded modulations witnessed its golden era as the simulated achievable bit rates (ABRs) were getting close to the channel capacities of the finite alphabet inputs. However, when working at a single channel, the previous researches are mostly restricted in scope of single input and single output. In contrast, for achieving higher spectral efficiency, the present authors propose a method that builds upon the parallel transmission of two signals that are separated at the receiver. The signal separation is enabled by, so called, the double mapping modulation working through Hammin…

信源信道分离定理的信息谱方法

Information Spectrum Approach to the Source Channel Separation Theorem

Aggrawal等人最近给出了一般信道的源-信道分离定理。该定理指出，如果存在在一般信道W上实现最大失真水平d_{max}的编码方案，则可以在该信道上以小于R（d_{max}）的速率完成可靠的通信，其中R（.）是信源的率失真函数。然而，源本质上被限制为离散和无记忆（DMS）的。在这项工作中，我们证明了一个更强的要求，源是一般的，只满足一个“球包装最优”的功能，和通道是完全一般的。此外，我们表明，如果信道满足强逆属性定义的汉和verdu，那么同样的声明可以与d_{avg}，平均失真水平，取代d_{max}。与那里的证明不同，我们使用信息谱方法来证明陈述，并且结果可以很容易地扩展到其他情况。

相位非相干多用户信道的分离定理

Separation Theorems for Phase-Incoherent Multiple-User Channels

研究了两个相关无记忆信源$(U,V)$在多用户相位异步信道上的传输。也就是说，我们考虑一类相位非相干多址中继信道（MARC）编码器之间的非因果和因果单向合作，称为相位非相干单向非因果合作MARC（PI-UNCC-MARC），和相位非相干单向因果合作MARC（PI-UCC-MARC）分别。我们还考虑相位非相干干扰信道（PI-IC），和干扰中继信道（PI-IRC）模型在同一上下文中。在所有情况下，假设输入信号由于信道而经历非遍历相移。作为一个现实的假设，假设这些偏移对于发射机是未知的，而对于接收机是已知的。为了可靠地发送相关的源到目的地所考虑的信道的必要条件和充分条件。特别地，对于所有信道模型，我们首先导出关于源熵内容定义的可靠通信的外边界（即，三重$(H(U|V),H(V|U),H(U,V))$）。然后，使用{ \em separate}信源和信道编码，在特定的增益条件下，我们建立了与内界相同的区域，因此获得了所研究的特定信道的可靠通信的严格条件。因此，我们建立了一个源通道分离定理，每个通道，并得出结论，没有知识的相移在发射机侧，分离是最佳的。它进一步阐明，分离一般是最佳的所有信道系数。

Source-channel separation for two-way interactive communication with fidelity criteria

Consider the channel coding problem where two users are interacting in order to communicate an i.i.d. source X1 from User 1 to User 2 with distortion D1 and an i.i.d. source X2 from User 2 to User 1 with distortion D2. X1 and X2 may be dependent. Communication occurs from User 1 to User 2 via a DMC C1 and from User 2 to User 1 over a DMC C2, where C1 and C2 act independently of each other. Communication occurs during each time slot between both users and each user can make a coding and decoding based on all past available knowledge. This interactive communication problem is formulated and it i…

基于73 GHz统计信道模型的多用户信道空间分离

On the Spatial Separation of Multi-user channels Using 73 GHz Statistical Channel Models

本文主要研究在人口密集的室内和室外场景下多用户信道的正交度。为此，统计毫米波（mmwave）MIMO信道模拟器精心设计，使用最先进的信道模型。在毫米波频率处，移动用户周围的人/车辆移动性可能部分或完全阻塞通信链路。这引起了对新信道建模参数的考虑，即用户处于LOS动态中的概率。较高的视线（LOS）概率可以增加多用户信道之间的空间相关性。因此，量化的空间分离的用户在不同的场景具有不同的LOS概率是至关重要的，这是本文的调查主题。此外，还研究了通过改变基站（BS）天线的数量和天线单元间距离（IED）来实现信道的相互正交性。分析表明，在特定场景下，LOS阻塞对用户间正交性的影响要大于基站天线数和天线阵元间距。

多路中继网络：正交上行链路、信源信道分离和编码设计

Multi-Way Relay Networks: Orthogonal Uplink, Source-Channel Separation and Code Design

我们考虑一个多路中继网络的正交上行链路和相关的来源，我们将可靠的通信（在通常的香农意义上）与一个单字母的表达式。的特性是使用一个联合信源信道随机编码参数，这是基于Wyner等人的组合。的“级联Slepian-Wolf信源编码“和Tuncel的“广播信道上的Slepian-Wolf编码”。我们证明了两个节点的特殊情况下的分离定理，也就是说，我们表明，具有单独的源和信道编码功能的模块化代码架构是（渐近）最优的。最后，我们提出了一种实用的基于低密度校验码的编码方案，并利用多边密度演化分析了其性能。

Lossy Coding of Correlated Sources over a Multiple Access Channel: Necessary Conditions and Separation Results

Lossy coding of correlated sources over a multiple access channel (MAC) is studied. First, a joint source-channel coding scheme is presented when the decoder has correlated side information. Next, the optimality of separate source and channel coding, that emerges from the availability of a common observation at the encoders, or side information at the encoders and the decoder, is investigated. It is shown that separation is optimal when the encoders have access to a common observation whose lossless recovery is required at the decoder, and the two sources are independent conditioned on this co…

多用户信道上相关信源的信源和信道编码

Source and Channel Coding for Correlated Sources Over Multiuser Channels

考虑了多用户信道上的信源和信道编码，其中接收机可以访问相关的信源侧信息。对于几种多用户信道模型，得到了信源和信道码最佳分离的充分必要条件。特别是，多址接入信道，复合多址接入信道，干扰信道和相关的源和相关的接收机侧信息的双向信道被认为是，和分离的最优性被证明为某些源和侧信息结构。有趣的是，为这些模型识别的最佳分离信源和信道码不一定是用于基本信源编码或信道编码问题的最佳码。换句话说，虽然信源和信道码的分离是最优的，但是这些最优码的性质受到联合设计准则的影响。

强协调噪声信道：分离是否足够？

Strong Coordination over Noisy Channels: Is Separation Sufficient?

我们研究了两个代理$X$和$Y$，在一个嘈杂的通信信道，使行动遵循一个给定的联合概率分布的行动的强协调的问题。我们提出了两个新的计划，这个嘈杂的强协调问题，并推导出内部边界的基础强协调能力区域。第一种方案是联合协调信道编码方案，其利用通信信道提供的随机性来减少在代理$Y$处生成动作序列所需的局部随机性。第二种方案利用单独的协调和信道编码，其中在解码后从信道中提取局部随机性。最后，我们提出了一个例子，其中的联合计划是能够优于单独的计划在协调率。

大规模 MIMO 系统的联合信道估计与波束成形分离原理

A joint channel estimation and beamforming separation principle for massive MIMO systems

本文证明在多用户 MIMO 系统中，将波束成形与信道估计分离在一般条件下不损失最优性，最优处理可分解为 MMSE 信道估计与 MMSE 波束成形，适用于集中式和分布式架构。

多址中继信道的信源-信道编码定理

Source-Channel Coding Theorems for the Multiple-Access Relay Channel

本文研究了任意相关信源在多址接入中继信道（MARC）和多址接入广播中继信道（MABRC）上的可靠传输。在MARC中，只有目的地对重构源感兴趣，而在MABRC中，中继和目的地都希望重构源。除了用户处的源信号之间的任意相关性之外，中继站和目的地都具有与源信号相关的边信息。我们的目标是确定一个给定的源对是否可以被有损传输到目的地为每个源样本，定义为源-信道速率的给定数量的信道符号。基于操作分离的可靠通信的充分条件，以及可实现的源信道速率的必要条件的特点。由于操作分离通常不是最佳的MARC和MABRC，可靠的通信使用联合源信道编码方案的基础上的相关保持映射技术与Slepian-Wolf信源编码的组合的充分条件也得到了。对于在衰落高斯MARC和MABRC上传输的相关源，我们提出了分离（即，分离的和独立的信源和信道码）是最佳的。这是第一次证明MARC和MABRC的分离的最优性。

一种适用于干扰信道的分层缓存结构

A Layered Caching Architecture for the Interference Channel

最近的工作已经研究了在干扰信道中高速缓存的益处，特别是通过在发射机处放置高速缓存。在本文中，我们研究了两个用户的高斯干扰信道中，缓存放置在发送器和接收器。我们提出了一个分离的策略，划分物理层和网络层。虽然自然分离的方法可能是在网络层将物理层抽象为几个独立的位管道，但我们认为这是低效的。相反，我们提出的分离方法在网络层暴露了相互作用的比特管道，这样接收器就可以观察到相关（但不相同）的量。我们在这个分层架构中找到最佳策略，并计算它所实现的自由度。最后，我们表明，分离是最佳的接收器缓存是大的制度。

Blind Channel Separation in Massive MIMO System under Pilot Spoofing and Jamming Attack

We consider a channel separation approach to counter the pilot attack in a massive MIMO system, where malicious users (MUs) perform pilot spoofing and jamming attack (PSJA) in uplink by sending symbols to the basestation (BS) during the channel estimation (CE) phase of the legitimate users (LUs). More specifically, the PSJA strategies employed by the MUs may include (i) sending the random symbols according to arbitrary stationary or non-stationary distributions that are unknown to the BS; (ii) sending the jamming symbols that are correlative to those of the LUs. We analyze the empirical distri…

互易衰落信道中秘密密钥协议容量的分离方法

Secret-Key Agreement Capacity over Reciprocal Fading Channels: A Separation Approach

研究了无线信道上秘密密钥协商的基本限制。我们考虑一个双向块衰落信道的信道增益在合法终端之间的前向和反向链路相关。合法终端之间的信道增益不被透露给任何终端，而窃听者的信道增益被透露给窃听者。我们提出了一个两阶段的传输方案，保留一定的部分，每个相干块的信道估计，和相关的源生成的相干块的其余部分。所得的秘密密钥涉及信道序列和源序列两者的贡献，随着相干周期的增加，后者的贡献变得占主导地位。我们还建立了一个上界的秘密密钥容量，它具有一个形式结构上类似的下界。我们的上限和下限在高信噪比（SNR）和大的相干周期的限制相吻合，从而建立在这个渐近制度的秘密密钥协议的能力。数值结果表明，即使在中等信噪比和小相干周期下，该方案也比仅训练方案获得了显著的增益，从而表明在实际的秘密密钥生成系统中随机性共享的必要性。

多址中继信道的信源信道编码

Source-Channel Coding for the Multiple-Access Relay Channel

本文研究了一般相关信源在多址接入中继信道（MARC）和多址接入广播中继信道（MABRC）上的可靠传输。在MARC中，只有目的地对源的重建感兴趣，而在MABRC中，中继和目的地都希望重建源。我们假设中继和目的地都有相关的边信息。我们找到了基于操作分离的可靠通信的充分条件，以及可实现的源信道速率的必要条件。对于相关的源发送衰落高斯MARC和MABRC，我们发现的条件下，信息分离是最佳的。

线性预编码毫米波信道的多用户分离及性能分析

Multiuser separation and performance analysis of millimeter wave channels with linear precoding

在传统的多用户MIMO系统中，用户选择和调度已经被用作提高系统的和速率性能的有效方法。然而，大规模MIMO系统（在厘米波长频率处）的最新概念已经表明，利用天线阵列的更高空间分辨率，密集场景中的不同用户可以在空间上分离。这反过来又大大减少了多用户选择算法所需的信号处理工作。另一方面，最近在毫米波频率下的测量表明，多径分量仅从几个角方向到达，导致路径和共址用户之间的高空间相关性。本文主要研究了毫米波频段下基于全数字线性迫零发射预编码的用户空间分离问题。我们的分析结果令人信服地证明了多用户选择算法仍然是毫米波通信系统的重要。结果还表明，天线元件的数量的增加并没有给一个主要的好处，总速率的改善相比，选择正确的用户数量进行选择/调度。

混合编码：信源-信道编码与网络通信的接口

Hybrid Coding: An Interface for Joint Source-Channel Coding and Network Communication

在多址信道上传输相关信源的背景下，提出了一种信源-信道编码联合编码的新方法。类似于分离架构，在该方法中的联合信源-信道编码系统架构是模块化的，由此信源编码和信道解码操作被解耦。然而，与分离架构不同，相同的码字用于信源编码和信道编码两者，这允许所得到的混合编码方案实现最佳已知的联合信源-信道编码方案的性能。文中还讨论了该结构在中继通信中的应用。

量子率失真、反向香农定理和信源信道分离

Quantum rate distortion, reverse Shannon theorems, and source-channel separation

我们推导了经典信息论中两个关键定理的量子对应定理，即率失真定理和信源信道分离定理。率失真定理给出了有损数据压缩的最终限制，并且源-信道分离定理意味着由压缩和信道编码组成的两阶段协议对于在无记忆信道上传输无记忆源是最佳的。尽管它们在经典领域很重要，但在这些领域的量子信息理论研究却少得令人惊讶。本文证明了量子率失真函数是由净化的正则化纠缠给出的。我们还确定了一个单字母表示的纠缠辅助量子率失真函数，我们证明了它作为一个下界的无辅助量子率失真函数。这意味着无辅助的量子速率失真函数是非负的，并且通常不等于源和失真输出之间的相干信息（尽管巴纳姆猜想相干信息在这里是相关的）。此外，我们证明了几个量子源-通道分离定理。其中最强的是在纠缠辅助的设置，其中我们建立了一个必要和充分的条件，通过无记忆量子信道传输无记忆源到给定的失真。

因果擦除通道

Causal Erasure Channels

我们考虑了二元因果对抗擦除信道的通信问题。这种信道将$n$输入比特映射到$\{0,1,\wedge\}$中的$n$输出符号，其中$\wedge$表示擦除。对于每个$i$，如果通道在观察位$i+1$至$n$之前，根据输入$1,...,i$反向决定是否擦除其输入的第$i$位，则通道是因果的。如果在整个传输持续时间内最多可以擦除输入位的$p$部分，则这样的通道是$p$受限的。因果通道为遵循基本物理限制但不可预测或高度可变的通道提供了一个自然模型。对于一个给定的擦除率$p$，我们的目标是要了解的最佳速率（容量），随机（随机）编码器/解码器可以可靠地传输所有因果$p$有界擦除信道。在本文中，我们引入了因果擦除模型，并提供了新的上限和下限的可达速率。我们的边界分离的因果擦除设置可实现的速率从两个相关的模型：随机擦除通道（严格较弱）和完全对抗擦除通道（严格较强）。具体而言，我们表明：-随机和因果擦除之间的严格分离，所有恒定的擦除率$p\in(0,1)$。- $p\in(0,ϕ)$的因果擦除和完全对抗擦除之间的严格分离，其中$ϕ\approx 0.348$。- 对于$p\in[ϕ,1/2)$，我们展示了因果擦除的代码，其速率高于完全对抗信道的最佳构造。我们的结果与纠正因果位翻转错误（与擦除相反）的现有结果形成鲜明对比[Dey et.等人2008，2009]，[Haviv-Langberg 2011…

The Interference Channel Revisited: Aligning Interference by Adjusting Receive Antenna Separation

It is shown that a receiver equipped with two antennas may null an arbitrary large number of spatial directions to any desired accuracy, while maintaining the interference-free signal-to-noise ratio, by judiciously adjusting the distance between the antenna elements. The main theoretical result builds on ergodic theory. The practicality of the scheme in moderate signal-to-noise systems is demonstrated for a scenario where each transmitter is equipped with a single antenna and each receiver has two receive chains and where the desired spacing between antenna elements is achieved by selecting th…