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
Wiretap Channel With Side Information
提交人撤回了这一意见。
2006-08-25 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
The Secure Two-Receiver Broadcast Channel With One-Sided Receiver Side Information
本文研究了在接收方侧信息为单边信息且存在被动窃听者的两接收方离散无记忆广播信道上的安全通信问题。我们提出了一种基于叠加-马顿框架的编码方案。采用一次性密码本、Carleial-Hellman保密编码和Wyner保密编码等保密技术来保证个人信息的保密性。该方案被证明是容量实现的某些情况下，退化的广播信道。我们还注意到，单侧接收器侧信息提供了速率区域改进的优点，特别是当它在较弱的合法接收器处可用时。
2018-10-26 cs.IT math.IT
Capacity of Block-Memoryless Channels with Causal Channel Side Information
获得了时变块无记忆信道的容量，其中发射机和接收机可以访问（可能不同的）有噪声的因果信道边信息（CSI）。它示出，在此对应关系中获得的容量公式减少到容量公式中报告的\cite{Gold07}的特殊情况下，发射机CSI是接收机CSI的确定性函数。
2008-06-05 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
Distributed Joint Source-Channel Coding on a Multiple Access Channel with Side Information
我们考虑多个分布式信源在多址接入信道（MAC）上的传输问题，在信源和解码器处具有边信息。源-通道分离不适用于此通道。给出了具有给定畸变的信源传输的充分条件。源和/或信道可以具有连续的字母表（因此高斯源和高斯MAC是特殊情况）。作为特例得到了以前的各种结果。我们还提供了几个很好的联合信源-信道编码方案，用于离散/连续信源和离散/连续字母信道。信道反馈和衰落也被认为是。关键词：多址信道，边信息，有损联合信源-信道编码，反馈信道，衰落信道.
2008-03-10 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
mmWave Channel Estimation via Approximate Message Passing with Side Information
在这种设置中，当在块$k+1$处估计信道时，在时间块$k$处的信道估计可以用作边信息（SI）。为了估计信道参数，我们采用SI辅助（复杂）近似消息传递算法，并将其性能与基于正交匹配追踪的基准进行比较。
2020-05-05 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
Interference Channels with Correlated Receiver Side Information
研究了在接收端信息相关的干扰信道上传输独立信源的联合信源-信道编码问题。当每个接收机的边信息与自己的期望源，它表明，源信道码分离是最佳的。当每个接收机具有与干扰源相关的边信息时，基于使用Han和Kobayashi的叠加编码和部分解码思想的联合信源-信道编码方案，提供了可靠传输的充分条件。当接收器侧信息是干扰源的确定性函数时，源信道码分离再次被证明是最优的。作为特殊情况，对于一类Z干扰信道，当接收机面对干扰的边信息是干扰源的确定性函数时，以单字母表达式的形式提供了可靠传输的充分必要条件。作为这些联合信源-信道编码结果的副产品，还提供了具有退化消息集的一类Z信道的容量区域。
2008-10-14 cs.IT math.IT
Joint Source-Channel Coding on a Multiple Access Channel with Side Information
我们考虑多个分布式相关源在多址接入信道（MAC）的源和解码器的边信息的传输问题。源-通道分离不适用于此通道。给出了具有给定畸变的信源传输的充分条件。源和/或信道可以具有连续的字母表（因此高斯源和高斯MAC是特殊情况）。作为特例得到了以前的各种结果。本文还提出了几种适用于离散信源和离散/连续字母信道的信源-信道编码联合方案。
2009-04-26 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
Achievable Rate Regions for the Dirty Multiple Access Channel with Partial Side Information at the Transmitters
在本文中，我们建立可实现的速率区域的多址接入信道（MAC）的边信息部分已知（估计或感知版本）在发射机。实际上，我们扩展了Philosof-Zamir的MAC与完整的边信息在发射机的部分已知的情况下使用的晶格策略。我们发现，感测或估计的边信息减少率区域，发生科斯塔高斯信道相同。
2012-05-27 cs.IT math.IT
Construction of a Channel Code from an Arbitrary Source Code with Decoder Side Information
介绍了一种利用带译码器边信息的信源码构造信道码的方法。对于构造，任何一对编码器和解码器可用于具有解码器侧信息的源代码。约束随机数发生器用于生成满足由函数及其值指定的条件的随机数，以构造随机信道编码器。结果表明，信道编码问题可以分解为信道编码问题和带边信息的信源解码问题。
2017-04-17 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
Joint Source-Channel Coding with Time-Varying Channel and Side-Information
研究了在接收端存在时变相关边信息的情况下，高斯信源在时变高斯信道中的传输。一个块衰落模型被认为是信道和边信息，其状态被假定为仅在接收机是已知的。当信道是静态的，而边信息状态遵循离散或连续和准凹分布时，分离的信源和信道编码在平均端到端失真方面的最优性被示出。当信道和边信息状态都是时变的时，分离的信源和信道编码通常是次优的。通过向编码器提供信道状态信息来研究部分通知的编码器下界。提出了几种基于非编码传输、信源和信道编码分离、联合解码以及数模混合传输的传输方案。未编码传输被证明是最佳的一类连续和准凹边信息状态分布，而信道增益可以有一个任意的分布。据我们所知，这是第一个未编码传输由于状态的时变性质而实现最佳性能的例子，而在同一问题的静态版本中，它是次优的。然后，最佳的\emph{distortion exponent}，量化的指数衰减率的预期失真在高信噪比制度，其特征在于Nakagami分布式信道和边信息状态，它被证明是通过混合数字模拟和联合解码方案在某些情况下，说明了次优的纯数字或模拟传输一般。
2015-05-26 cs.IT math.IT
Joint source-channel with side information coding error exponents
本文研究了带译码器边信息的信源-信道编码联合差错指数的上界和下界。本文的结果是Csiszar经典文献[5]的非平凡推广。与[5]中的联合信源-信道编码结果不同，即使信道编码误差指数已知，下界和上界是否等价也不明显。对于一类信道，包括对称信道，我们应用博弈论的结果，建立一个鞍点的存在，从而证明了下界和上界是相同的，如果信道编码误差指数是已知的。更有趣的是，我们表明，在这种情况下，编码器边信息不增加的错误指数。
2009-01-23 cs.IT math.IT
Capacity Analysis for Continuous Alphabet Channels with Side Information, Part I: A General Framework
在接收机处具有边信息的信道的容量分析一直是感兴趣的活跃领域。这个问题是有限字母通道的情况下，调查。然而，由于连续字母表固有的分析困难，结果不容易推广到连续字母表通道的情况。在这两部分的论文的第一部分中，我们解决了一个分析框架的容量分析连续字母表信道的边信息在接收机。为此，我们建立了新的弱 * 连续和严格的互信息的充分必要条件。这些条件用于调查能力建设措施的存在性和独特性。此外，我们推导出的必要和充分条件，其特征的容量值和容量实现措施连续字母表信道在接收端的边信息。
2004-11-06 cs.IT math.IT
Linear Precoding for Broadcast Channels with Confidential Messages under Transmit-Side Channel Correlation
在本文中，我们分析了正则化信道反转（RCI）预编码的性能在多输入单输出（MISO）广播信道下的传输侧信道相关性的机密消息。我们推导出一个确定性等价的可实现的每用户的保密率几乎肯定是准确的发射天线的数量和用户的数量增长到无穷大，在一个固定的比例，我们确定的最佳正则化参数，最大化的保密率。此外，我们获得了确定性的等价物的保密率可实现的：（i）迫零预编码和（ii）单用户波束成形。我们的分析的准确性进行了验证，通过模拟有限大小的系统。
2013-04-23 cs.IT math.IT
Secure Lossy Source-Channel Wiretapping with Side Information at the Receiving Terminals
研究了在任意相关边信息条件下的信源信道安全窃听问题。这个场景包括一个编码器（称为Alice），它希望压缩一个源，并通过一个有噪声的信道将其发送到一个合法的接收器（称为Bob）。在这种情况下，爱丽丝必须同时满足所需的要求失真水平在鲍勃，和含糊率在窃听者（称为夏娃）。该设置可以被看作是在解码器处具有辅助信息的安全信源编码和窃听信道的传统问题的一般化。推导了任意信道和边信息情况下的率失真模糊区域的内界和外界。在一些特殊的情况下，它表明，分离举行。通过适当的编码，边信息、信道噪声和Bob处的失真之间的任何统计差异的存在都可以在保密性方面被充分利用。
2011-05-23 cs.IT math.IT
The Multiplexing Gain of MIMO X-Channels with Partial Transmit Side-Information
在本文中，我们得到的缩放定律的总和速率容量的MIMO X-信道，一个2个独立的发送器，2个独立的接收器信道的消息从每个发送器到每个接收器，在高信噪比（SNR）。X信道最近在协作网络的背景下引起了人们的兴趣，并且它包括作为特殊情况的干扰、多址和广播信道。在这里，我们考虑的情况下，部分合作的发射机，其中只有部分和不对称的边信息是可用的发射机之一。证明了当所有四个节点上有M个天线时，和速率的尺度类似于2 Mlog（SNR），这与非协作X信道\cite{maddah-ali,jafar_degrees}的[ \lfloor 4 M/3 \rfloor，4 M/3]log（SNR）形成鲜明对比。这进一步证明，就高SNR下的总速率缩放而言，在MIMO X信道中，发射机之一处的部分边信息和两个发射机处的全部边信息是等效的。
2007-01-15 cs.IT math.IT
The Capacity of Three-Receiver AWGN Broadcast Channels with Receiver Message Side Information
本文研究了三接收机AWGN广播信道的容量区域，其中接收机（i）具有私有消息请求，（ii）知道其他接收机请求的消息作为边信息。我们将这些信道根据它们的边信息分为八组，并为各组构造不同的传输方案。对于六组，我们的能力区域的特点，并表明，它提高了最知名的内部和外部边界。对于剩下的两组，我们在接收机的信道解码期间通过使用边信息来改进最已知的内界。
2014-01-06 cs.IT math.IT
Binary Rate Distortion With Side Information: The Asymmetric Correlation Channel Case
先进的最新信息理论的结果，假设对称的相关模型，在这项工作中，我们考虑的问题，有损耗的二进制信源编码的边信息，其中的相关性是由一个通用的二进制非对称信道表示。具体来说，我们提出了一个深入的分析率失真与边信息提供给编码器和解码器（传统的预测），以及Wyner-Ziv问题，为这个特定的设置。通过我们最近的Z通道相关情况下的结果，我们评估的Wyner-Ziv和传统的预测编码之间的速率损失，作为二进制非对称相关信道的参数的函数。
2015-10-26 cs.IT math.IT
Information Theoretic Security for Side-Channel Attacks to the Shannon Cipher System
研究了Shannon密码系统的侧信道攻击。为了对Shannon密码系统进行侧信道攻击，我们将其看作是通过来自两个分布式传感器的编码数据进行的信号估计。这可以用公式表示为Ahlswede、Körner（1975）和Wyner（1975）提出并研究的一个辅助信源编码问题。我们进一步研究所提出的问题，得到新的保密界。我们的结果是由Watanabe和Oohama（2012）在有界存储evasdropper上获得的结果与Oohama（2015）为一个助手信源编码问题建立的指数强逆定理的耦合导出的。
2019-01-18 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
Capacity of Fading Channels without Channel Side Information
衰落信道的容量理论有多种，包括快衰落信道的遍历容量和慢衰落信道的中断容量。然而，分析表明，停电能力是一个误解。本文采用具有相干系数的一阶高斯-马尔可夫过程$α$作为慢衰落信道和快衰落信道的统一模型，研究了在不考虑信道边信息的情况下信道的容量。我们证明了衰落信道的信息速率具有一个结构，即用户消息速率总是伴随着信道信息速率。推导了信道信息速率的计算公式，并证明其为$α$的非增函数。证明了在高信噪比条件下，当输入信号为独立同分布高斯分布时，用户信息速率关于$α$具有渐近单调性.进一步证明了用户信息速率关于$α$的单调行为是普遍的。
2019-03-29 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
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
An Achievable Rate Region for the Broadcast Wiretap Channel with Asymmetric Side Information
在本文中考虑的通信场景对应于一个多用户信道边信息，并由两个合法的接收器和窃听器的广播信道。主要得到以下结果。首先，一个可实现的速率区域提供了（一般）情况下的离散输入离散输出通道，推广现有的结果。其次，所得到的定理是用来获得可实现的传输速率为两个实际情况下的高斯信道。结果表明，已知扰动可以扩大带边信息的广播窃听信道的速率域，在解码端加入边信息也可以提高带边信息的广播窃听信道的保密率。第三，我们首次建立了动态游戏中多用户通道和观察结构之间的明确联系。在这方面，我们将展示如何利用证明的可扩展性定理（离散情况下），得出一个通信兼容的上限上的最小最大水平的球员。
2012-10-23 cs.GT cs.IT math.IT
A Case for Maximal Leakage as a Side Channel Leakage Metric
侧通道代表了广泛的一类安全漏洞，已被证明存在于许多应用程序中。因为完全消除侧信道通常导致过高的开销，所以需要在成本和泄漏之间进行原则性的权衡。在本文中，我们使用最大泄漏的情况下，分析这种权衡。最大泄漏是为侧通道设计的操作上可解释的泄漏度量。我们提出了最有用的理论特性，最大泄漏从以前的工作和经验表明，传统的指标，如互信息和信道容量低估了边信道所构成的威胁，而最大泄漏不。我们还研究了使用最大泄漏的优化问题的成本泄漏权衡。我们证明，这个问题不仅可以表示为一个线性规划，但也可以实现最佳保护，使用最多两个确定性计划的组合。
2020-04-17 cs.CR cs.IT math.IT
