On the Capacity Region of Broadcast Packet Erasure Relay Networks With Feedback
我们推导出一个新的外边界上的容量区域的广播业务在多个输入广播包擦除信道的反馈，并将此外边界的包擦除中继网络的反馈。我们展示了各类网络的外部边界的紧密性。这项工作的一个重要的工程意义是，对于并行广播信道的网络编码方案，“异或”分组应发送相关的广播子信道。
2019-05-16 cs.IT math.IT
Communication over LQG Control Systems: A Convex Optimization Approach to Capacity
本文研究 LQG 控制系统中的隐式通信容量问题，提出一种凸优化上界，并在标量情形下证明其精确等于系统容量，同时为向量情形给出基于 Riccati 方程的紧性充分条件。
2025-09-21 cs.IT cs.SY eess.SY
Common-Message Broadcast Channels with Feedback in the Nonasymptotic Regime: Full Feedback
我们调查的情况下，一个共同的消息是使用固定块长度的代码或可变长度的代码的反馈，在两个用户的广播信道上可实现的最大编码速率。对于固定块长度的代码设置，我们建立非渐近逆和可扩展性的界限。这些界限的渐近分析表明，反馈改善了二阶项相比，无反馈的情况下。特别是，对于某一类反对称广播信道，我们表明，分散减半。对于变长码设置，我们证明了信道色散为零。
2018-08-30 cs.IT math.IT
On the scaling of feedback bits to achieve the full multiplexing gain over the Gaussian broadcast channel using DPC
这篇论文已被作者撤回修改。
2010-02-10 cs.IT math.IT
Strong Converse Theorems for Degraded Broadcast Channels with Feedback
我们考虑离散无记忆退化广播信道的反馈。我们证明了解码的错误概率趋于一个指数的容量区域以外的速率，并推导出这个指数函数的一个明确的下界。我们将证明，信息谱的方法是非常有用的调查这个问题。
2015-04-22 cs.IT math.IT
On the Reliability Function of the Common-Message Broadcast Channel with Variable-Length Feedback
我们推导出上界和下界的共同消息离散无记忆广播信道的可变长度反馈的可靠性函数。我们表明，当广播信道是随机退化的界限是紧的。对于可扩展性部分，我们通过控制一组停止时间的最大值的期望来适应Yamamoto和Itoh的编码方案。对于相反的一部分，我们适应Burnashev的证明技术建立的可靠性功能（点对点）离散无记忆通道与可变长度的反馈和顺序假设检验。
2017-01-12 cs.IT math.IT
On the Noisy Feedback Capacity of Gaussian Broadcast Channels
众所周知，一般来说，反馈可以扩大高斯广播信道的容量区域。这已经被证明，即使反馈是嘈杂的（或部分但完美的），只有从一个接收器。已知的反馈不扩大容量区域的唯一情况是当信道物理退化时（El Gamal 1978，1981）。在本文中，我们表明，对于一类两个用户的高斯广播信道（不一定是物理退化），被动反馈较强的用户的信号在高斯噪声损坏的链路不扩大容量区域，如果反馈噪声的方差是高于一定的阈值。
2015-02-17 cs.IT math.IT
Content Delivery in Erasure Broadcast Channels with Cache and Feedback
我们研究的内容交付问题，在一个K用户擦除广播信道，内容提供服务器希望提供所请求的文件给用户，每个配备有一个有限的内存缓存。假设发射机具有状态反馈，并且用户缓存可以在非高峰时段通过分散式内容放置可靠地填充，我们将可实现的速率区域表征为存储器大小和擦除概率的函数。基于Wang和Gatzianas等人的广播方案，利用在放置阶段期间建立的接收器侧信息。我们的研究结果可以扩展到集中式内容放置以及多天线广播信道与状态反馈。
2016-02-15 cs.IT math.IT
On the Capacity of the Discrete Memoryless Broadcast Channel with Feedback
本文提出了一种离散无记忆广播信道的{无噪声，有噪声，广义}反馈编码方案，并导出了相应的可达域。该方案是基于一个块马尔可夫策略相结合的马顿计划和一个有损版本的格雷-怀纳计划与边信息。在每个块中，发射机发送新的数据和更新信息，允许接收机改善在前一个块中观察到的信道输出。对于Dueck广播信道的推广，我们的方案实现了无噪声反馈容量，这是严格大于无反馈容量。对于Blackwell信道的推广，当反馈是无噪声的，我们的新方案实现的速率点是在无反馈容量区域之外。它遵循一个简单的连续性参数，对于这两个信道，当反馈噪声足够低时，我们的方案提高了无反馈容量，即使当反馈是嘈杂的。
2012-11-25 cs.IT math.IT
Integrated Control and Communication in LQG Systems
Amirkabir University of Technology（阿米尔卡比尔理工大学）
本文研究了在LQG系统中通过控制信号传输信息的方法，提出了一种可计算的容量表达式，并证明在保持最优控制成本的同时可以实现非零速率的数据传输。
2025-12-20 cs.IT math.IT
We study the effects of introducing a feedback channel in the two-receiver erasure source-broadcast problem in which a binary equiprobable source is to be sent over an erasure broadcast channel to two receivers subject to erasure distortion constraints. The receivers each require a certain fraction of a source sequence, and we are interested in the minimum latency, or transmission time, required to serve them all. We first show that for a two-user broadcast channel, a point-to-point outer bound can always be achieved. We further show that the point-to-point outer bound can also be achieved if …
2021-05-01 cs.IT math.IT
On the Secrecy Capacity of the Broadcast Wiretap Channel with Limited CSI Feedback
在本文中，我们研究的问题，安全广播块衰落信道有限的信道知识在发射机。更具体地说，我们分析了具有不完美的信道状态信息（CSI）通过有限速率反馈的广播信道的吞吐量的影响，其中传输是为了多个合法的接收器在存在窃听者。首先，我们部分地描述了当源向所有接收器广播相同信息时系统的遍历保密能力，即，普通信息传输。然后，我们看看独立消息的情况，其中发送器向合法接收器广播多个独立消息。对于这种情况下，我们提出了遍历保密和容量的上下界。在这两种情况下，我们表明，所提出的下限和上限渐近一致的反馈链路的容量变得很大，因此，充分表征在这种情况下的保密能力。
2016-03-23 cs.IT math.IT
Coding Schemes and Asymptotic Capacity of the Gaussian Broadcast and Interference Channels with Feedback
针对具有相关噪声和反馈的无记忆高斯广播信道，提出了一种编码方案。对于除-1以外的所有噪声相关性，当信噪比趋于无穷大时，该方案实现的和速率与完全合作界限之间的差距消失。当相关系数为-1时，反馈提供的增益是无界的，并且前对数加倍。当相关系数为+1时，我们证明了二分法：如果噪声方差相等，则反馈是无用的，否则，反馈提供无限的速率增益并使前对数加倍。然而，无限反馈增益需要完美的（无噪声）反馈。当反馈链路有噪声时，反馈增益是有界的，除非反馈噪声随着信噪比足够快地衰减到零。扩展到更多的接收机也讨论了无记忆高斯干扰信道的反馈。
2013-10-20 cs.IT math.IT
The pre-log of Gaussian broadcast with feedback can be two
一般直觉认为，预对数或复用增益不能大于发送和接收维度的数量的最小值。这表明对于标量广播信道，前日志不能超过1。相反，在这篇文章中，我们证明了当噪声是反相关的并且存在反馈时，则可以获得为2的预对数。换句话说，在这种特殊情况下，在高信噪比的限制下，标量高斯广播信道变成了两个并行的AWGN信道。由于Schalkwijk，Kailath和Ozarow的编码策略，可扩展性是通过编码策略建立的。
2008-05-07 cs.IT math.IT
Degraded Broadcast Channel with Side Information, Confidential Messages and Noiseless Feedback
在本文中，我们首先研究了带有边信息和机密信息的退化广播信道模型。这项工作是从Steinberg的工作退化的广播信道的因果和非因果边信息，和Csisz $\acute{a}$ r-Körner的工作广播信道的机密消息。提供了非因果和因果的情况下的能力模糊区域的内部和外部边界。在相应的可验证性证明中采用了叠加编码和双合并技术。然后，我们研究了带有边信息、秘密信息和无噪声反馈的退化广播信道。无噪声反馈是非劣化接收器到信道编码器。能力模糊区域的内部和外部边界提供了非因果的情况下，和能力模糊区域的因果情况下确定。与无反馈的模型相比，我们发现无噪声反馈有助于扩大因果和非因果情况下的内界。在反馈模型的可验证性证明中，无噪声反馈被用作由非降级接收器和发射器共享的秘密密钥，因此，反馈模型的码构造是反馈系统上的叠加编码、Gel'fand-Pinsker's binning、块Markov编码和Ahlswede-Cai's秘密密钥的组合。
2012-10-31 cs.IT math.IT
Secure Capacity Region for Erasure Broadcast Channels with Feedback
我们制定和研究相关的无线加密问题：发送者，爱丽丝，要传输私人信息的两个接收器，鲍勃和卡尔文，使用不可靠的无线广播传输和短的公共反馈鲍勃和卡尔文。我们问，如果我们也提供（信息论）无条件的安全保证，鲍勃和卡尔文不学习对方的消息，我们可以以什么速度广播私人消息？我们的特点是最大的传输速率的两个接收器，任何协议，提供无条件的安全保证。我们设计了一个协议，在上述区域内的任何速率对，使用非常简单的交互和操作，是强大的行为不端的用户。
2011-10-26 cs.IT math.IT
Capacity Region of Erasure Broadcast Channels with Common Message and Feedback
Jolfaei等人使用反馈来创建对广播信道中的多个用户同时有用的发射信号。后来，Georgiadis和Tassiulas研究了具有反馈的擦除广播信道，并在一定的假设下提出了容量区域。这些结果提供了基本的思想，用于通信协议的网络延迟信道状态信息。然而，据我们所知，擦除广播信道的容量区域与反馈和共同的消息，为两个接收器从来没有提出。后一个问题作为子问题出现在许多多终端通信网络中，例如X信道和双单播问题。在这项工作中，我们提出的容量区域的两个用户擦除广播信道延迟反馈，私人信息，和一个共同的消息。我们考虑任意的和可能相关的擦除分布。我们开发了新的外部边界，捕获反馈和量化的影响，提供一个共同的信息的能力区域。我们还提出了一种传输策略，实现了外边界。我们的传输策略不同于以前的结果，以实现的能力，它创建边信息在较弱的用户，这样的可解码性是确保即使我们组播的共同消息的速率高于其链路容量。
2020-05-16 cs.IT math.IT
The Benefit of Limited Feedback to Generation-Based Random Linear Network Coding in Wireless Broadcast
随机线性网络编码（RLNC）在发送端到接收端的分组无线广播中具有渐近吞吐量最优的性能，但存在计算量大和分组解码延迟等问题。为了缓解这个问题，同时保持良好的吞吐量，我们划分成不相交的几代后，广播未编码的数据包一次，并收集一轮的反馈接收器的数据包接收状态的数据包块。利用超图着色方法证明了最优划分问题的NP-困难性，并给出了求解该问题的一个有效的启发式算法。仿真结果表明，我们的算法优于现有的解决方案。
2015-06-03 cs.IT math.IT
Common-Message Broadcast Channels with Feedback in the Nonasymptotic Regime: Stop Feedback
我们调查的最大编码速率为一个给定的平均块长度和错误概率在K-用户离散无记忆广播信道的情况下，一个共同的消息是使用可变长度的停止反馈码传输。对于点对点的情况，Polyanskiy等人（2011）证明了可变长度编码与停止反馈相结合显著提高了最大编码速率到容量的收敛速度。这种加速表现在对于大块长度的最大编码速率的渐近展开中不存在平方根惩罚，即，零色散在本文中，我们提出了公共消息K用户离散无记忆广播信道的最大编码速率的非渐近可扩展性和逆界，这加强和推广了Trillingsgaard等人（2015）在两用户情况下的报告。这些界限的渐近分析揭示了对于某些公共消息广播信道（例如，二进制对称广播信道）。此外，我们确定的条件下，我们的逆和可扩展性的界限是紧到二阶。通过数值计算，我们表明，我们的二阶扩展近似准确的最大编码速率和收敛到容量的速度确实比点对点的情况下慢。
2018-08-30 cs.IT math.IT
Capacity of 1-to-K Broadcast Packet Erasure Channels with Channel Output Feedback
本文主要研究1-to-K广播包擦除信道（PEC），它是广播二进制擦除信道从二进制符号到任意有限域GF（q）（q足够大）的推广。我们考虑的设置，其中源节点具有即时反馈的信道输出的K个接收器在每次传输后。这样的设置直接对具有集成反馈机制（诸如自动重传请求（ARQ））的下行链路方向上的网络编码分组传输进行建模。本文的主要结果是：（i）一般1到3广播PEC的容量区域，和（ii）容量区域的两类1到K广播PEC：对称PEC，和空间独立的PEC与单侧公平性约束。本文还开发了（iii）一对外部和内部边界的容量区域为任意1到K广播PEC，可以评估任何线性规划求解器。对于大多数实际情况，外部和内部边界满足，从而共同表征容量。
2010-10-12 cs.IT math.IT
An Achievable Rate Region for the Broadcast Channel with Feedback
针对两接收机离散无记忆广义反馈广播信道，提出了一个单字母可达速率域。编码策略涉及块马尔可夫叠加编码，使用马顿的无反馈广播信道编码方案作为起点。如果马顿方案中的消息速率太高而不能在块的末尾解码，则每个接收器都留下一个与其输出兼容的消息列表。解析信息在下面的块中发送，以使每个接收方能够解析其列表。关键的观察结果是，第一个接收器的分辨率信息与第二个接收器的分辨率信息相关。使用类似于Han-Costa编码方案的思想，通过联合信源-信道编码有效地发送该相关信息。利用该结果，我们得到了一个可实现的速率区域的随机退化的AWGN广播信道的噪声反馈，只有一个接收机。结果表明，该区域严格大于无反馈容量区域。
2013-07-19 cs.IT math.IT
On Capacity Regions of Two-Receiver Broadcast Packet Erasure Channels with Feedback and Memory
研究了具有反馈和记忆的双接收机广播包删除信道。内存建模使用有限状态马尔可夫链表示信道状态。当信道状态在发射机处严格因果已知时，推导出容量区域的外界和内界。的界限都制定的可行性问题，他们在所有的约束，但匹配之一。结果被推广到具有较大延迟的反馈。数值结果表明，在许多例子中的界限是接近的，通过反馈提供的增益可以相当大。给出的外边界满足最近在\cite{Kuo_Wang2014}中导出的内边界，因此描述了容量区域。
2014-11-08 cs.IT math.IT
A Feedback Reduction Technique for MIMO Broadcast Channels
考虑了在接收端具有理想信道状态信息的多天线广播信道。如果每个接收机将其信道知识量化为有限数量的比特，这些比特被反馈到发射机，则可以实现下行链路信道的大容量益处。然而，每个移动站所需的反馈比特数必须与发射天线数和系统SNR成比例，因此即使在中等大小的系统中也可能相当大。它示出，可以使用少量的天线在每个接收机，以提高提供给发射机的信道估计的质量。结果，每个移动站所需的反馈速率可以显著降低。
2006-03-16 cs.IT math.IT
In this work we consider discrete-time multiple-input multiple-output (MIMO) linear-quadratic-Gaussian (LQG) control where the feedback consists of variable length binary codewords. To simplify the decoder architecture, we enforce a strict prefix constraint on the codewords. We develop a data compression architecture that provably achieves a near minimum time-average expected bitrate for a fixed constraint on the LQG performance. The architecture conforms to the strict prefix constraint and does not require time-varying lossless source coding, in contrast to the prior art.
2022-07-26 cs.IT cs.SY eess.SP
Broadcasting a Common Message with Variable-Length Stop-Feedback Codes
我们调查的最大编码率可实现的两个用户的广播信道的情况下，一个共同的消息是使用可变长度的停止反馈码传输。具体地，在解码公共消息时，每个解码器向编码器发送停止信号，编码器连续地发送直到它接收到两个停止信号。对于点对点的情况，Polyanskiy，Poor和Verdú（2011）最近证明，可变长度编码与停止反馈相结合，显着提高了最大编码速率收敛到容量的速度。这种加速表现在大块长度的最大编码速率的渐近展开中不存在平方根惩罚，结果a.k.a.零色散在本文中，我们表明，这种加速不一定会发生的广播信道与共同的消息。具体而言，存在可变长度停止反馈码产生正色散的情况。
2015-04-22 cs.IT math.IT
Achievable data rates in wireless systems rely heavily on the available channel state information (CSI) throughout the network. However, feedback links, which provide this information, are scarce, unreliable, and subject to security threats. In this work, we study the impact of having intermittent feedback links on the capacity region of the canonical two-user erasure broadcast channels. In our model, at any time instant, each receiver broadcasts its CSI, and at any other node, this information either becomes available with unit delay or gets erased. For this setting, we develop a new set of o…
2021-02-05 cs.IT math.IT
On the Ozarow-Leung Scheme for the Gaussian Broadcast Channel with Feedback
在这项工作中，我们考虑线性反馈方案的两个用户高斯广播信道与无噪声反馈。我们扩展了[Ozarow和梁，1984]的传输方案，通过应用具有记忆的估计量来代替Ozarow和梁（OL）在其原始工作中使用的无记忆估计量。所提出的估计实现的均方误差的递归公式，以及一个不动点的存在性的证明。这使得能够表征扩展方案的可实现速率。最后，通过数值模拟，它表明，扩展的计划可以改善后，原来的OL计划在可实现的速率，以及实现有限数量的信道使用后的错误概率低。
2014-12-21 cs.IT math.IT
Capacity Regions of Two-User Broadcast Erasure Channels with Feedback and Hidden Memory
研究了具有反馈和记忆的双接收机广播包删除信道。内存建模使用有限状态马尔可夫链表示信道状态。信道状态在发射机处是未知的，但是该隐马尔可夫链的观测在发射机处通过反馈是可用的。匹配的外部和内部边界推导和容量区域的确定。容量区域没有单字母特征，从这个意义上说，是不可计算的。提供了容量区域的近似，并概述了两种最佳编码算法。第一个算法是一个概率编码方案，其决策基于过去的L个反馈序列。它的可达速率区域在L中指数快速地接近容量区域。第二种算法是一种类似反压的算法，从长远来看性能最佳。
2015-06-23 cs.IT math.IT
Compressive Sensing for Feedback Reduction in MIMO Broadcast Channels
我们提出了一个广义的反馈模型和压缩感知的机会反馈机制，在MIMO广播信道的反馈资源减少的假设下，上行链路和下行链路信道都经历块瑞利衰落。反馈资源被共享，并且由强用户（即，其信道质量信息高于某个固定阈值的用户）机会性地访问。强用户在所有共享渠道上发送相同的反馈信息。它们由基站经由压缩感测来识别。模拟和数字反馈被认为是。建议的模拟和数字机会反馈方案示出，以实现相同的和速率吞吐量所实现的专用反馈方案，但与反馈信道增长的用户数仅为几何。此外，还存在反馈负载的减少。在模拟反馈的情况下，我们表明，该方案减少了反馈噪声，最终导致更好的吞吐量，而在数字反馈的情况下，该方案在嘈杂的情况下，几乎实现了在一个无噪声的专用反馈的情况下获得的吞吐量。我们还表明，对于一个固定的给定预算的反馈比特，存在一个折衷之间的共享信道的数量和阈值的反馈SINR的准确性。
2009-07-10 cs.IT math.IT
Insufficiency of Linear-Feedback Schemes In Gaussian Broadcast Channels with Common Message
我们考虑了$K\geq 2$ -用户无记忆高斯广播信道（BC）的反馈和公共消息。我们表明，线性反馈计划的消息点，在Schalkwijk和Kailath的计划的精神，点对点的渠道或Ozarow和梁的计划与私人信息的BC，严格次优的设置。即使有完美的反馈，由这些方案实现的最大速率也严格小于容量$C$（其在有反馈和没有反馈的情况下是相同的）。在接收器的数量为$K\to \infty$的极端情况下，通过具有消息点的线性反馈方案实现的最大速率趋于0。为了对比这个负面结果，我们描述了一种用于\emph{rate-limited}反馈的方案，其以间歇的方式使用反馈，即，接收机仅在很少的信道使用中发送反馈信号。如果反馈速率$R_{\textnormal{fb}}$对于某个正整数$L$至少为$(L-1)R$，则该方案实现了具有错误概率的$L$ -阶指数衰减的所有速率$R$直到容量$C$。
2013-07-21 cs.IT math.IT
Limited Feedback-based Block Diagonalization for the MIMO Broadcast Channel
块对角化是用于多天线广播（下行链路）信道的线性预编码技术，其涉及到向每个接收器传输多个数据流，使得在任何接收器处都不经历多用户干扰。这种低复杂度的方案仅与容量相差几dB，但在发射机处需要非常准确的信道知识。我们考虑一个有限的反馈系统，其中每个接收机知道它的信道完美，但发射机只提供了有限数量的信道反馈比特从每个接收机。使用随机量化参数，我们量化的吞吐量损失由于不完善的信道知识作为反馈水平的函数。信道知识的质量必须提高成比例的SNR，以防止干扰的限制，我们表明，缩放反馈位的数量与系统SNR的线性是足够的，以保持有界的速率损失。最后，我们比较我们的量化策略的模拟反馈方案，并显示量化反馈的优越性。
2007-11-21 cs.IT math.IT
Multi-User Diversity vs. Accurate Channel Feedback for MIMO Broadcast Channels
考虑了具有有限信道反馈的多发射天线、单接收天线（每个接收机）下行链路信道。给定对整个系统范围的信道反馈的约束，考虑以下问题：从大量接收器获得低速率反馈或从较少数量的（随机选择的）接收器接收高速率/高质量反馈是优选的？从许多用户获取反馈允许利用多用户分集，而高速率反馈允许非常精确地选择波束成形方向。结果表明，系统中，有限数量的用户反馈高速率信道信息显着优于低速率/许多用户系统。虽然容量仅随用户数量的增加而成倍增加，但信道反馈的边际效益在CSI基本上完美的情况下是非常显著的。
2007-10-06 cs.IT math.IT
Concatenated Coding Using Linear Schemes for Gaussian Broadcast Channels with Noisy Channel Output Feedback
线性编码方案已成为加性高斯白噪声广播信道（AWGN-BC）无噪声反馈编码的主要选择。这些方案的可实现速率区域远远超出了没有反馈的AWGN-BC的容量区域。在本文中，级联编码设计的$K$ -用户AWGN-BC噪声反馈的建议，依赖于线性反馈方案，以实现无反馈容量区域以外的速率元组。具体地，具有噪声反馈的AWGN-BC的线性反馈码被用作内码，该内码创建从发射机到每个接收机的有效单用户信道，然后开环编码被用于在这些单用户信道上编码。无噪声反馈的线性反馈方案的可实现的速率区域示出为足够小的反馈噪声水平的级联编码方案是可实现的。然后，提出了一种用于具有噪声反馈的$K$ -用户对称AWGN-BC的线性反馈编码方案，并针对级联编码方案进行了优化。最后，我们将级联编码设计应用于两用户AWGN-BC，其中一个接收器具有单个噪声反馈链路。
2013-07-11 cs.IT math.IT
Compressed Sensing for Feedback Reduction in MIMO Broadcast Channels
我们提出了一个广义的反馈模型和压缩感知的机会反馈机制，在MIMO广播信道的反馈资源减少的假设下，上行链路和下行链路信道都经历块瑞利衰落。反馈资源被共享，并且由强用户（即，其信道质量信息高于某个固定阈值的用户）机会性地访问。强用户在所有共享渠道上发送相同的反馈信息。它们由基站经由压缩感测来识别。模拟和数字反馈被认为是。建议的模拟和数字机会反馈方案示出，以实现相同的和速率吞吐量所实现的专用反馈方案，但与反馈信道增长的用户数仅为几何。此外，还存在反馈负载的减少。在模拟反馈的情况下，我们表明，所提出的方案减少了反馈噪声，最终导致更好的吞吐量，而在数字反馈的情况下，在嘈杂的情况下，所提出的方案几乎实现了在无噪声的专用反馈情况下获得的吞吐量。我们还表明，对于一个给定的固定预算的反馈比特，存在一个折衷之间的共享信道的数量和阈值的反馈SNR的准确性。
2015-02-13 cs.IT math.IT
Feedback Coding Schemes for the Broadcast Channel with Mutual Secrecy Requirement
最近，通信系统的物理层安全性（PLS）已经被证明是通过使用合法接收机的反馈来增强的。现有的基于秘密密钥的反馈方案主要集中在从反馈中产生密钥并使用该密钥来保护部分传输消息。然而，这种反馈方案已被证明是最佳的几个退化的情况下。具有相互保密要求的广播信道（BC-MSR）是无线通信系统下行链路中物理层安全（PLS）的核心。本文研究了反馈对BC-MSR的影响，给出了无噪声反馈BC-MSR的保密容量区域的两个内界和一个外界。一个内界是根据已经存在的秘密密钥为基础的反馈编码方案的窃听信道，和其他构造的混合编码方案，使用反馈，以产生不仅保护发送的消息，但也合作的消息，帮助接收机，以提高其解码性能。通过两个例子进一步解释了所提出的反馈方案的性能和内外界之间的差距。
2018-04-10 cs.IT math.IT
Space-Time Interference Alignment and Degrees of Freedom Regions for the MISO Broadcast Channel with Periodic CSI Feedback
该文研究了周期性反馈信道状态信息（CSI）的多用户矢量广播信道的自由度（DoF）区域。作为表征的一部分，提出了一种称为空时干扰对齐的新传输方法，该方法联合利用当前和过去的CSI。使用所提出的对准技术，总和DoF区域的内界被表征为归一化CSI反馈频率的函数，其测量与用户的信道变化的速度相比的CSI反馈速度。该结果的一个结果是，与用户仅发回当前CSI的情况相比，当用户发回当前CSI和过时CSI两者时，可实现的和DoF增益显著提高。然后，CSI反馈延迟和总和DoF增益之间的权衡的特征在于多用户矢量广播信道的归一化CSI反馈延迟，测量CSI陈旧相比，信道相干时间。一个重要的见解是，如果反馈延迟小于信道相干时间的导出分数，则可以实现最佳DoF增益。这正好体现了一种直觉，即小的延迟应该是可以忽略的。
2013-08-14 cs.IT math.IT
Capacity of 1-to-K Broadcast Packet Erasure Channels with Channel Output Feedback (Full Version)
本文主要研究1-to-K广播包擦除信道（PEC），它是广播二进制擦除信道从二进制符号到任意有限域GF（q）（q足够大）的推广。我们考虑的设置，其中源节点具有即时反馈的信道输出的K个接收器在每次传输后。容量区域的1至K PEC与COF以前只知道的情况下K=2。这样的设置直接对具有集成反馈机制（诸如自动重传请求（ARQ））的下行链路方向上的网络编码分组传输进行建模。本文的主要结果是：（i）一般的1到3广播PEC的容量区域，和（ii）容量区域的两种类型的1到$K$广播PEC：对称的PEC，和空间独立的PEC与单侧公平性约束。本文还开发了（iii）一对外部和内部边界的容量区域为任意1到K广播PEC，可以很容易地评估任何线性规划求解器。提出的内界证明了一类新的会话间网络编码方案，称为分组演进方案，这是基于GF（q）的代码对齐的概念，这是在并行的干扰对齐技术的欧几里德空间。大量的数值实验表明，外边界和内边界满足几乎所有的广播PEC中遇到的实际情况，从而有效地括号的能力一般1到K广播PEC与COF。
2010-10-12 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
Optimal Feedback Rate Sharing Strategy in Zero-Forcing MIMO Broadcast Channels
在本文中，我们考虑一个多输入多输出广播信道有限反馈，所有用户共享反馈速率。首先，我们找到了最佳的反馈速率共享策略，使用迫零传输方案在发送端和随机矢量量化在每个用户。我们从数学上证明了在低信噪比（SNR）区域，所有用户平均共享反馈大小是最优策略，而在高信噪比区域，将整个反馈大小分配给单个用户是最优策略。对于中信噪比区域，我们提出了一个简单的数值方法来找到最佳的反馈速率共享策略的基础上，我们的分析，并表明，平均分配的总和反馈速率的一部分用户数是最佳的策略。研究还表明，所提出的简单的数值方法可以适用于寻找最佳的反馈速率共享策略时，考虑不同的路径损耗的用户。我们表明，我们提出的反馈速率共享方案可以扩展到流控制系统，仍然是有用的系统与其他技术，如正则化迫零和球冠码本。
2013-04-03 cs.IT math.IT
Feedback Reduction for MIMO Broadcast Channel with Heterogeneous Fading
研究了多用户多输入多输出（MIMO）广播信道中用户信道分布不均匀时的反馈负载降低问题。提出了一种基于簇的反馈方案，根据用户信噪比的顺序统计量将用户可能信噪比的范围划分为若干簇。每个簇具有对应的阈值，并且用户将他们测量的瞬时SNR与阈值进行比较，以确定他们是否应该使用以及应该使用多少比特来反馈他们的瞬时SNR。如果用户的瞬时SNR低于某个阈值，则用户不进行反馈。因此，实现了反馈负载的减少。对于一个给定数目的集群，使用基于集群的反馈方案的总速率损失进行了研究。然后，最小数量的集群给定最大容忍和速率损失的推导。仿真结果表明，当用户数较大时，该反馈方案可以实现完全的多用户分集，比传统的多用户分集方案更有效。
2011-03-16 cs.IT math.IT
Multiuser Broadcast Erasure Channel with Feedback and Side Information, and Related Index Coding Results
我们考虑N用户广播删除信道与公共反馈和边信息。在传输开始之前，每个接收器知道一些其他接收器的消息的函数。这种情况自然出现在无线网络中，特别是认知网络中，其中节点可能在通过给定广播信道的传输开始之前偷听到去往其他节点的传输消息。我们提供了一个上限，这个系统的容量区域。此外，当边信息是线性的，我们表明，该界是紧的情况下，两个用户的广播信道。每个用户知道每个其他节点的消息的全部或什么都不知道的特殊情况，构成了索引编码问题的一般化。对于这种情况下，当没有通道错误，我们表明，界减少到已知的最大加权无环诱导子图界。我们还展示了如何将容量上限转换为传输完成率（广播速率）下限，并提供了某些信息图的代码的例子，这些信息图的界限是接近的
2014-06-13 cs.IT math.IT
Securing Multi-User Broadcast Wiretap Channels with Finite CSI Feedback
在这项工作中，我们调查的问题，安全广播块衰落窃听信道有限的信道知识在发射机。更具体地说，我们分析了具有有限速率反馈的多用户广播窃听信道的吞吐量的影响。我们认为，发射机只提供了一个$b$比特反馈的主信道状态信息（CSI）发送的每个合法的接收机，在每个衰落块的开始，在无差错的公共链路有限的容量。此外，我们假设发射机知道窃听者的CSI的统计数据，但不知道其信道的实现。在这些假设的CSI的不确定性，我们的特点是遍历保密容量的系统时，一个共同的消息被广播到所有合法的接收器，遍历保密和容量时，多个独立的消息被发送，和遍历保密容量区域的广播信道与机密消息（BCCM）。在所有这三种情况下，我们表明，只要发射机有一些知识的主要CSI，即使通过1位CSI反馈，仍然可以实现非零保密率。的反馈发送的二进制擦除信道（BEC）的影响也调查BCCM的情况下。这里再次，并且即使有擦除反馈位的可能性，只要擦除事件不是概率1事件，就仍然可以实现正保密率。在高信噪比条件下，给出了所得到结果的渐近分析，并给出了当合法接收机数目较大时系统的缩放定律。
2020-04-18 cs.IT math.IT
It is well known that the capacity region of an average transmit power constrained Gaussian Broadcast Channel (GBC) with independent noise realizations at the receivers is enlarged by the presence of causal noiseless feedback. Capacity region enlargement is also known to be possible by using only passive noisy feedback, when the GBC has identical noise variances at the receivers. The last fact remains true even when the feedback noise variance is very high, and available only from one of the receivers. While such capacity enlargements are feasible for several other feedback models in the Gauss…
2020-09-18 cs.IT math.IT
Cache-Enabled Broadcast Packet Erasure Channels with State Feedback
我们考虑启用缓存的K用户广播擦除分组信道，其中具有N个文件的库的服务器希望向配备有有限存储器M的缓存的每个用户递送所请求的文件。假设发射机有状态反馈和用户缓存可以填充在非高峰时段可靠地分散的缓存放置，我们的特征在于最佳速率区域作为一个函数的内存大小，擦除概率。基于Gatzianas等人提出的方案，利用在放置阶段期间建立的接收器侧信息。我们的研究结果使我们能够量化存在擦除的分散编码缓存的净效益。状态反馈的作用被发现是有用的，特别是当擦除概率是大的和/或归一化的内存大小是小的。
2015-09-07 cs.IT math.IT
Feedback and Partial Message Side-Information on the Semideterministic Broadcast Channel
建立了接收端具有部分消息边信息（P-MSI）的半确定性离散无记忆广播信道（SD-BC）的容量。在设置没有一个共同的消息，它表明，P-MSI的随机接收器单独可以增加容量，而P-MSI的确定性接收器只能增加容量，如果随机接收器也有P-MSI。后者仅适用于没有公共消息的设置：如果编码器也传达公共消息，则仅向确定性接收器的P-MSI可以增加容量。这些容量结果被用来表明，来自随机接收机的反馈可以增加没有P-MSI的SD-BC的容量以及在确定性接收机处具有P-MSI的SD-BC的总速率容量。P-MSI和反馈之间的联系是一个反馈码，它-粗略地说-在随机接收机处将反馈转变为P-MSI，从而帮助随机接收机减轻所经历的干扰。对于随机接收器具有全MSI（F-MSI）并且因此可以在没有反馈的情况下完全减轻所经历的干扰的情况，示出了反馈不能增加容量。
2017-05-28 cs.IT math.IT
MIMO Broadcast Channels with Block Diagonalization and Finite Rate Feedback
块对角化是用于多天线广播（下行链路）信道的线性预编码技术，其涉及到向每个接收器传输多个数据流，使得在任何接收器处都不经历多用户干扰。这种低复杂度的方案仅与容量相差几dB，但确实需要在发射机处非常准确的信道知识，这在衰落场景中可能非常难以获得。我们考虑一个有限的反馈系统，其中每个接收机知道它的信道完美，但发射机只提供了有限数量的信道反馈比特从每个接收机。使用随机矢量量化参数，我们量化的吞吐量损失由于不完善的信道知识作为反馈水平的函数。信道知识的质量必须提高成比例的SNR，以防止干扰的限制，我们表明，缩放反馈位的数量与系统SNR的线性是足够的，以保持有界的速率损失。最后，我们研究了一个简单的标量量化方案，可以实现与矢量量化相同的缩放行为。
2006-10-12 cs.IT math.IT
MIMO Broadcast Channels with Finite Rate Feedback
下行链路信道中的多个发射天线可以提供巨大的容量（即，复用）增益，即使当接收机仅具有单个天线时。然而，通常需要接收器和发射器信道状态信息。在本文中，系统中的每个接收机有完善的信道知识，但发射机只接收量化信息的信道实例进行了分析。众所周知的迫零传输技术被认为是，和简单的表达式，由于有限速率反馈的吞吐量下降。一个关键的发现是，每个移动设备的反馈速率必须随着SNR（以dB为单位）线性地增加，以便实现全复用增益，这与点对点MIMO系统形成鲜明对比，在点对点MIMO系统中，不必根据SNR来增加反馈速率。
2006-03-16 cs.IT math.IT
Energy-Distortion Tradeoff for the Gaussian Broadcast Channel with Feedback
这项工作的重点是在两个用户的高斯广播信道与无噪声和因果信道输出反馈（GBCF）的通信一对相关的高斯源所需的最小传输能量。我们研究广播一对源样本所需的传输能量上的基本限制，使得每个源可以在其各自的接收器处重建到目标失真内，当源信道带宽比不受限制时。我们推导出一个下界和三个不同的最小所需能量的上界。对于上界，我们分析了三种传输方案：两种方案是基于单独的源-信道编码，并对源对的多个样本进行编码。第三种方案是基于联合信源-信道编码，该联合信源-信道编码是通过扩展Ozarow-Leung（OL）传输方案获得的，其应用未编码的线性传输。数值仿真结果表明，尽管OL方案简单，但其能量失真折衷接近于更好的基于分离的方案，这表明OL方案对于GBCF上的能量有效源传输是有吸引力的。
2016-05-01 cs.IT math.IT
Stable XOR-based Policies for the Broadcast Erasure Channel with Feedback
在本文中，我们描述了一种网络编码方案的广播擦除信道与多个单播随机流，在一个单一的源发送数据包的情况下，$N$用户，每时隙反馈的ACK/NACK消息的形式反馈到发送器。该方案仅执行二进制（XOR）操作，并涉及队列网络，以及用于在队列之间编码和移动数据包的特殊规则，以确保瞬时可解码性。所考虑的系统属于一类的网络，其稳定性已在早期的工作中进行了分析，这是用来提供一个稳定的政策，采用目前提出的编码方案。最后，我们证明了所提出的政策的最优性$N=4$和i.i.d.擦除事件，在这个意义上，即使当使用一组受限的编码规则时，策略的稳定性区域与导出的外边界（其与系统的信息理论容量区域一致）相匹配。
2014-08-30 cs.IT math.IT
Generation of Innovative and Sparse Encoding Vectors for Broadcast Systems with Feedback
在线性网络编码的无线广播与反馈的应用中，我们证明了问题的存在性的一个创新的编码向量是NP-完全时，有限域大小为2。当有限域的大小大于或等于用户数时，它表明，我们总是可以找到一个编码向量，这是创新的和稀疏的。稀疏性可以用于加速解码过程。提出了一种新的稀疏编码矢量生成算法。仿真结果表明，我们的计划与二进制有限域的延迟性能优于现有的一些计划的平均和最坏情况下的延迟。
2011-05-24 cs.CC cs.IT math.IT
Rate Analysis of Two-Receiver MISO Broadcast Channel with Finite Rate Feedback: A Rate-Splitting Approach
为了提高发射端信道状态信息不完全的双接收端多输入单输出广播信道（CSIT）的复用增益，近年来提出了一类速率分裂（RS）方法，该方法将接收端的消息分为公共消息和私有消息，并将公共消息叠加在迫零预编码的私有消息上。本文利用量化CSIT研究了公共消息分别通过空间和空时设计传输的两种方案RS-S和RS-ST的遍历和速率。首先，我们上限的总和速率损失所造成的每一个方案相对于零强迫波束形成（ZFBF）与完美CSIT。其次，我们表明，为了保持一个恒定的总和速率损失，RS-S方案使ZFBF与量化CSIT的反馈开销减少。这样的减少与高信噪比（SNR）下的恒定速率损失在数学上成比例。我们还发现，相比RS-S方案，RS-ST方案提供了一个进一步的反馈开销减少，规模与两个接收器所采用的反馈开销之间的差异时，有交替接收器特定的反馈质量。最后，仿真结果表明，这两种方案提供了一个显着的SNR增益比传统的单用户/多用户模式切换时，反馈开销是固定的。
2015-06-30 cs.IT math.IT
We study the effects of introducing a feedback channel in the erasure source-broadcast problem for the case of three receivers. In our problem formulation, we wish to transmit a binary source to three users over the erasure broadcast channel when causal feedback is universally available to the transmitter and all three receivers. Each receiver requires a certain fraction of the source sequence, and we are interested in the minimum latency, or transmission time, required to serve them all. We propose a queue-based hybrid digital-analog coding scheme that achieves optimal performance for the dur…
2021-05-01 cs.IT math.IT
In this work, we study an LQG control system where one of two feedback channels is discrete and incurs a communication cost. We assume that a decoder (co-located with the controller) can make noiseless measurements of a subset of the state vector (referred to as side information) meanwhile a remote encoder (co-located with a sensor) can make arbitrary measurements of the entire state vector, but must convey its measurements to the decoder over a noiseless binary channel. Use of the channel incurs a communication cost, quantified as the time-averaged expected length of prefix-free binary codewo…
2021-03-17 cs.IT cs.SY eess.SP
Vector Broadcast Channels: Optimal Threshold Selection Problem
阈值反馈策略是公知的，并且可证明是用于需要部分信道状态信息（CSI）的通信系统的速率最优选择性反馈技术。然而，在移动用户处的阈值的最佳选择以最大化受到反馈约束的信息理论数据率是一个开放的问题。本文主要研究了有限反馈系统的最优阈值选择问题，并给出了该问题的一种解法。而令人惊讶的是，我们表明，在所有移动用户使用相同的阈值并不总是一个速率明智的最佳反馈策略，即使是一个系统，具有相同的用户经历统计相同的信道条件。利用优化理论，我们发现了速率函数中的Schur凹结构，并得到了齐次阈值反馈策略为最优的充分条件.我们的研究结果适用于大多数衰落信道模型，我们说明了我们的研究结果的应用程序熟悉的瑞利衰落信道。
2011-03-24 cs.IT math.IT
