On the Unicast Capacity of Stationary Multi-channel Multi-radio Wireless Networks: Separability and Multi-channel Routing
第一个结果是关于固定多信道多无线电无线网络的单播容量的可分离性，即，这种网络的容量是否等于相应的单信道单无线电无线网络的容量之和。对于任意网络模型和随机网络模型，给定信道分配，可分性属性并不总是成立。然而，如果每个节点处的无线电接口的数量等于信道的数量，则分离性属性成立。第二个结果是关于多信道路由的影响（即，通过多个信道而不是通过单个信道路由比特）。对于两种网络模型，在两种路由方案下以信道分配为条件的网络容量并不总是相等的，但是如果每个节点处的无线电接口的数量再次等于信道的数量，则两种路由方案产生相等的网络容量。
2009-12-26 cs.IT math.IT
On secure network coding with uniform wiretap sets
本文表明，确定一个单播网络的保密能力与均匀窃听集至少是困难的k-单播问题。特别是，我们表明，一般的k-单播问题可以减少到找到一个相应的单一的单播网络的保密能力与统一的链路容量和一个任意的窃听链路的问题。
2012-08-21 cs.IT math.IT
On Routing-Optimal Network for Multiple Unicasts
在本文中，我们考虑多个单播会话的网络。一般情况下，需要采用非线性网络编码来实现网络编码的全速率域。然而，存在路由足以实现整个速率区域的网络，我们称之为路由最优网络。我们确定了一类路由最优网络，我们称之为信息分配网络，由三个拓扑特征定义。由于这些特征，对于通过网络编码实现的每个速率向量，总是存在路由方案，使得其实现相同的速率向量，并且通过网络传输的业务恰好是在对应的网络编码方案中在源和宿之间的割集上传输的信息。我们提出了更多的信息分发网络的例子，包括一些例子，从索引编码和单单播硬截止日期约束。
2014-04-30 cs.IT math.IT
Fast Algorithm for Finding Unicast Capacity of Linear Deterministic Wireless Relay Networks
由Avestimehr、Diggavi和Tse '07提出的无线中继网络的确定性信道模型已经捕获了无线通信的广播和推理性质，并且已经广泛用于近似无线中继网络的容量。将最大流最小割定理推广到线性确定性无线中继网络中，并将线性确定性无线中继网络的单播容量刻画为描述源-目的割的所有二进制邻接矩阵的最小秩，这些邻接矩阵的个数随网络规模呈指数增长.在本文中，我们开发了一个快速算法，找到线性确定性无线中继网络的单播容量的最大数量的线性无关路径使用路径增强的思想。我们开发了一种改进的深度优先搜索算法，为线性确定性中继网络找到线性独立的路径，其总数被证明等于底层网络的单播容量。我们的算法的结果提出了一个容量实现的传输策略与一位长度的线性编码的中继节点在有关的线性确定性无线中继网络。文中给出了算法在一般情况下的正确性证明。此外，我们的算法具有由$O(|{\cal{V}}_x|\cdot C^4+d\cdot |{\cal{V}}_x|\cdot C^3)$界定的计算复杂性，这表明了对Amaudruz和Fragouli（其复杂度由$O(M\cdot |{\cal{E}}|\cdot C^5)$与$M\geq d$和$|{\cal{E}}|\geq|{\cal{V}}_x|$界定）以及Yazdi和Savari（其复杂度由$O(L^8\cdot M^{12}\cdot h_0^3+L\cdot M^6\c…
2009-09-30 cs.IT math.IT
On (Secure) Information flow for Multiple-Unicast Sessions: Analysis with Butterfly Network
本文考虑了一类有线网络，来自著名的蝴蝶网络，两个独立的单播会话同时发生。主要目标是了解网络编码类型的操作是有益的，没有安全考虑，并得出最终的收益，源和汇之间的合作可以带来。为了实现这些目标，我们首先推导了具有任意边容量的蝶形网络的容量域。然后表明，没有率可以保证在这个网络的安全考虑下，当窃听者窃听任何的链接。分析了蝶形网络的三种变体，如共址源的情况，以及它们的安全和非安全容量区域的特征。通过使用蝴蝶网络及其变体作为构建块，这些结果可以用于设计高吞吐量实现传输方案，一般多单播网络。
2016-06-24 cs.IT math.IT
On Secure Network Coding for Two Unicast Sessions
本文描述了三个网络的秘密消息容量，其中两个单播会话共享一些通信资源。每个网络由具有状态反馈的擦除通道组成。假设被动窃听者窃听任何一个链接。容量实现计划以及外边界制定为线性规划。所提出的策略，然后进行数值评估，并示出实现更高的速率性能（高达双单或总和速率）相对于替代策略，其中网络资源是两个会话之间的时间共享。这些结果代表了一个步骤，一般网络的安全容量表征。他们还表明，即使在网络编码在缺乏安全性的情况下不能提供好处的配置中，它也可以在安全约束下变得有益。
2016-05-15 cs.IT math.IT
On the Partition Bound for Undirected Unicast Network Information Capacity
信息论中一个重要的未解决的问题是推测在无向单播网络中，网络编码与路由相比没有速率优势。无向单播信息网络中对称速率的三个已知界是稀疏割界、LP界和划分界。在本文中，我们提出了三个结果的划分界限。我们证明了计算划分界的决策版本问题是NP-完全的。我们给出了两类网络的最优路由方案，达到分区界限的完整证明。最近，该猜想被证明了一类新的网络，它表明，所有的网络实例，该猜想被证明以前是这一类的元素。我们展示了一个网络的存在，该网络的分区界限是紧密的，可通过路由实现，并且不是这类新网络的元素。
2020-05-21 cs.IT math.IT
Optimal Scalar Linear Index Codes for Some Symmetric Multiple Unicast Problems
Maleki、Cadambe和Jafar给出了具有相邻解毒剂（边信息）且消息数量等于接收器数量的多个单播索引编码问题的对称实例的容量。在本文中，我们考虑了10个对称的多个单播问题的解毒剂比他们认为，并明确构造标量线性码这些问题。这些代码示出，以实现容量或等效地，这些代码示出为最佳长度。此外，构造的代码使接收机使用少量的传输来解码他们想要的消息，这是重要的，具有在嘈杂的广播信道中的消息错误的概率降低。被认为是关键的索引编码问题，这些代码有助于确定一些被认为是不关键的索引编码问题的其他子类的情况下。
2015-10-19 cs.IT math.IT
Connecting Multiple-unicast and Network Error Correction: Reduction and Unachievability
我们表明，解决多个单播网络编码问题可以减少到解决一个单一的单播网络纠错问题，对手可能会堵塞在最多的一个单一的边缘在网络中。具体来说，我们提出了一个有效的减少，映射一个多单播网络编码实例的网络纠错实例，同时保持可行性。该约简对误差模型的零概率和误差模型的消失概率都成立。以前的减少仅限于零误差的情况下。作为一个应用程序的减少，我们提出了一个建设性的例子表明，单单播网络的纠错能力可能无法实现，单独的兴趣的结果。
2015-04-20 cs.IT math.IT
Three-Way Channels with Multiple Unicast Sessions: Capacity Approximation via Network Transformation
研究了一个由3个节点组成的网络，这些节点之间相互通信.该多路网络是用于3用户设备到设备通信的合适模型。本文的主要目标是描述在一个恒定的间隙内的基本高斯3路信道（3WC）的容量区域。为此，一个容量的外边界推导出使用割集界和基因辅助的界限。对于可互换性，3WC首先转换为等效的星形通道。然后将后者分解成一组“连续的”子信道，导致子信道分配问题。使用后向解码，干扰中和，和已知的结果上的星型信道的容量依赖于物理层网络编码，可实现的速率区域的3WC获得。然后示出，可实现的速率区域是在一个恒定的间隙内的开发的外边界，导致所需的容量近似。有趣的是，与高斯双向信道（TWC）相反，在3WC中自适应是必要的。此外，消息分割是TWC中不需要的用于3WC的已开发方案的另一成分。然而，这两种设置在其总容量前日志方面是相似的，其等于2。最后，一些有趣的网络和他们的近似容量恢复的特殊情况下的3WC，如合作BC和MAC。
2016-09-19 cs.IT math.IT
Capacity of Sum-networks for Different Message Alphabets
和网络是一个有向无环网络，其中所有终端节点都要求在源节点处观察到的独立信息的“和”。许多特性的研究多单播网络通信问题也持有和网络，由于这两个问题的实例之间的一个已知的减少。我们的主要结果是，不同于多个单播网络，和网络的编码能力是依赖于消息字母表。我们证明了这一点，使用的建设过程中，并表明，选择的消息字母表可以减少编码能力的总和网络从$1$接近$0$。
2015-04-21 cs.IT math.IT
Two Unicast Information Flows over Linear Deterministic Networks
研究了具有任意节点数的分层线性确定性网络上的双单播流问题。当每个源-目的地对之间的最小割值被约束为1时，显然可以实现三角速率区域{（R_1，R_2）：R_1，R_2> 0，R_1+R_2< 1}，并且不能实现超出平方速率区域{（R_1，R_2）：R_1，R_2> 0，R_1<1，R_2 < 1}。类似于Wang和Shroff对有线网络的工作，我们给出了容量区域为三角形区域的充分必要条件和容量区域为正方形区域的充分必要条件.此外，我们完全描述的容量区域，并得出结论，这类网络的容量区域正好有三个可能的，在有线网络的结果，只有三角形和平方率区域是可能的。我们的可扩展性方案是基于线性编码的扩展域，最多有四个节点执行特殊的线性编码操作，即干扰中和和迫零，而所有其他节点执行随机线性编码。
2011-05-31 cs.IT math.IT
On Secure Network Coding for Multiple Unicast Traffic
本文研究了在有线无噪声的情况下，源希望在一个被动的外部对手的存在下，通信到一些目的地的安全通信的问题。与所有目的地都对接收相同消息感兴趣的多播场景不同，在这种设置中，不同的目的地对不同的消息感兴趣。本文的主要重点是特征的安全能力区域，当对手具有无限的计算能力，但有限的网络存在。首先，导出了任意网络拓扑和一般目的地数目下的安全容量区域的外界。然后，安全传输方案的设计和分析方面取得的速率性能。特别是，对于两个目的地的情况下，它示出了所设计的方案匹配的外部边界，从而表征的安全容量区域。数值结果表明，对于一类具有一般目的地数的特殊网络（组合网络），所设计的方案与外边界相匹配。最后，针对任意网络拓扑结构，设计了一个两阶段多项式时间的网络规模方案，并与两个目的地网络的容量实现方案进行了速率性能比较。
2019-01-09 cs.IT math.IT
Sum-networks from incidence structures: construction and capacity analysis
和网络是有向非循环网络上的网络编码问题的一个实例，其中每个终端节点都希望计算在所有源节点处观察到的信息的有限域上的和。许多特性的研究多个单播网络通信问题也持有和网络，由于这两个问题的实例之间的一个已知的减少。在这项工作中，我们描述了一个算法来构建家庭的总和网络实例使用关联结构。这些总和网络家庭的计算能力的特点。我们证明，与多个单播问题，和网络的计算能力取决于其总和计算的有限域的特性。这种依赖性非常强;我们展示了在一个特征上具有速率为1的解决方案，但在另一个特征上具有接近于零的速率的和网络的例子。此外，和网络可以针对不同的字母表具有任意不同数量的计算能力。这与多单播问题形成对比，在多单播问题中，已知容量独立于网络编码字母表。
2018-01-29 cs.IT math.IT
Index Coding Capacity: How far can one go with only Shannon Inequalities?
干扰对齐的角度是用来确定最简单的情况下（对齐图中的边缘的最小可能数量，不超过2个干扰消息在任何目的地）的索引编码问题，其中非香农信息不等式是必要的容量表征。特别是，这包括第一个已知的多个单播（每个消息一个目的地）索引编码问题的例子，其中非香农信息不等式是必要的。最简单的多单播示例在对齐图中具有7条边和11条消息。最简单的多组播（每个消息多个目的地）示例在对齐图中有6条边，6条消息和10个接收者。对于最简单的多点单播和多点组播情况，仅基于Shannon不等式的最佳外界为$\frac{2}{5}$，利用Zhang-Yeung非Shannon型信息不等式将其收紧为$\frac{11}{28}$，利用Ingleton不等式证明了线性容量为$\frac{5}{13}$.相反，识别索引编码问题的最小挑战性方面允许将已解决的索引编码问题的类别扩展到（但不包括）这些实例。
2013-03-27 cs.IT math.IT
Capacity of Multiple Unicast in Wireless Networks: A Polymatroidal Approach
无向有线网络中的一个经典结果是多单播流量（多个源向多个目的地传递独立消息）的路由（流）的近最优性：最小割上限在最大流的源数量的对数因子内。在本文中，我们“扩展”的有线结果的无线上下文。我们的主要结果是一个简单的分层原则的近似最优性：{ \em本地物理层计划结合全局路由}。在这个结果中，我们关键地使用了无线信道的{ \em互易性}。我们的正式结果是在信道模型的背景下，“好”的本地计划，实现割集界，存在（如高斯MAC和广播信道，广播擦除网络，快衰落高斯网络）。分层架构，在无线网络的工程设计中很常见，如果物理层方案应该在其上运行的{ \em位置}被仔细设计，则可以具有接近最优的性能。反馈所示，以发挥关键作用，使物理层和网络层之间的分离。其关键技术思想是将无线网络建模为一个无向的“多拟阵”网络，并建立了最大流最小割逼近定理。
2011-11-21 cs.IT cs.NI math.IT
On the multiple unicast capacity of 3-source, 3-terminal directed acyclic networks
研究了具有单位容量边的有向无环网络上三个源端对的多点单播问题。三个$s_i-t_i$对希望通过网络编码以单位速率通信。借助于连接性水平向量$[k_1 k_2 k_3]$来量化$s_i - t_i$对之间的连接性，使得在$s_i$和$t_i$之间存在$k_i$边缘不相交路径。在这项工作中，我们试图根据网络的连通性水平进行分类。可以观察到，对于所有$i = 1, \dots, 3$，如果$k_i \geq 3$，则可以通过路由来支持单位速率传输。在这项工作中，我们认为，连接水平矢量，使$\min_{i = 1, \dots, 3} k_i < 3$。我们提出了一个建设性的线性网络编码方案或一个网络的实例，不能支持所需的单位速率的要求，所有这样的连接水平矢量，除了矢量$[1~2~4]$（及其排列）。我们的计划的好处扩展到网络具有更高的和潜在的不同的边缘容量。具体来说，我们的实验结果表明，对于网络中的不同的源-终端路径有一个显着的重叠，我们的建设性单位速率方案可以打包路由，以提供更高的吞吐量相比，一个纯粹的路由方法。
2013-02-18 cs.IT cs.NI math.IT
A Simple Necessary and Sufficient Condition for the Double Unicast Problem
我们考虑一个有向无环网络，其中有两个源-终端对，终端需要接收在各自的源产生的符号。每个源独立地生成i.i.d.在同一字母表上的随机过程。网络中的每条边都是无错误、无延迟的，每次使用时可以携带字母表中的一个符号。我们给出了一个简单的必要条件和充分条件，能够同时满足单播的两个源-终端对的速率对$(1,1)$使用矢量网络编码的要求。该条件也足以做到这一点，只使用“异或”网络编码，是简单得多的必要条件和充分条件相比，从以前的工作。我们的条件也产生了一个简单的表征的双单播网络的容量区域，不支持的速率对$(1,1)$。
2010-02-04 cs.IT math.IT
An achievable region for the double unicast problem based on a minimum cut analysis
本文研究了有向无环网络中存在两个源端对$s_1-t_1$和$s_2-t_2$时网络编码下的多单播问题。在此设置中的多个单播容量区域的当前表征具有大量的不等式，这使得它们难以明确地评估。在这项工作中，我们考虑一个稍微不同的问题。我们假设我们只知道网络的某些最小割值，例如，Mincut $(S_i, T_j)$，其中$S_i \subseteq \{s_1, s_2\}$和$T_j \subseteq \{t_1, t_2\}$用于不同的子集$S_i$和$T_j$。基于这些值，我们提出了一个可实现的速率区域，这个问题的基础上线性码。为此，我们首先定义一个基本区域，其中两个源都被多播到两个终端。在此之后，我们通过适当地编码源节点处的信息来扩大区域，使得终端$t_i$仅保证解码来自预期源$s_i$的信息，同时解码其它源的线性函数。根据网络中不同切割值的关系，速率区域采取不同的形式。
2011-11-02 cs.IT math.IT
Capacity of Some Index Coding Problems with Symmetric Neighboring Interference
具有对称相邻干扰（SNI）的单个单播索引编码问题（SUICP）具有相等数量的$K$消息和$K$接收机，第$k$接收机$R_{k}$想要第$k$消息$x_{k}$并且具有边信息$\mathcal{K}_{k}=(\mathcal{I}_{k} \cup x_{k})^c,$，其中${I}_k= \{x_{k-U},\dots,x_{k-2},x_{k-1}\}\cup\{x_{k+1}, x_{k+2},\dots,x_{k+D}\}$是与在其期望消息之后的$D$消息和在其期望消息之前的$U$消息的干扰。Maleki、Cadambe和Jafar得到了$(K)$趋于无穷大的对称相邻干扰单单播索引编码问题（SNI-SUICP）的容量，Blasiak、Kleinberg和Lubetzky得到了$(D=U=1)$的特殊情况，其中$K$是有限的。在这项工作中，对于任何有限的$K$和任意的$D$，我们获得了情况$U=gcd(K,D+1)-1.$的容量。我们的证明是建设性的，即，我们给出了实现该容量的线性索引码的显式构造。
2017-05-18 cs.IT math.IT
Combinatiorial Algorithms for Wireless Information Flow
描述无线中继网络的单播容量是信息论中一个长期存在的问题。由于无线信道固有地广播信号并且在传输之间存在干扰，所以由于在网络中引起的复杂信号交互而出现困难。最近，Avestimehr，Diggavi和Tse提出了一种线性确定性模型，该模型考虑了无线信道的共享特性，重点关注信号相互作用而不是背景噪声。他们将图的最小割最大流定理推广到确定性信道的网络，并证明了容量可以使用信息理论工具来实现。他们表明，在这种情况下，最小割的值是描述源-目的地割的所有邻接矩阵的最小秩。在本文中，我们开发了一个多项式时间算法，发现中继编码策略，以实现线性确定性（无线）网络中的最小割值，单播连接的情况下。我们的算法关键使用信道之间的线性独立的概念来计算容量在多项式时间。此外，我们可以通过在中间结点使用非常简单的单符号处理来实现容量，从而建设性地产生有限长度策略，其实现线性确定性（无线）中继网络的单播容量。
2009-09-25 cs.DS cs.IT math.IT
Improved Combinatorial Algorithms for Wireless Information Flow
Avestimehr等人的'07的工作最近提出了用于无线网络的确定性模型，并且将这种网络的单播容量C表征为描述所有可能的源-目的地切割的邻接矩阵的最小秩。Amaudruz和Fragouli在2009年的论文中首次提出了一种多项式时间算法，用于寻找线性确定性无线网络的单播容量。在这项工作中，我们改进Amaudruz和Fragouli的工作，并进一步降低了计算复杂性的算法，充分探索有用的组合功能内在的问题。我们的改进一般适用于与信道模型相关的任何大小的有限域。与其他算法相比，我们的改进算法在复杂度方面具有很强的竞争力。
2010-10-07 cs.IT math.IT
Fundamental Limits and Scaling Behavior of Cooperative Multicasting in Wireless Networks
提出了一个分析慢衰落无线网络中节点数（网络规模）较大时用户协作的容量增益的框架。该框架说明了一个简单的多径丰富的瑞利衰落信道模型的情况下。单播（一个源和一个目的地）和多播（一个源和几个目的地）的情况下考虑。我们引入了一个有意义的概念，香农容量这样的系统，评估这种能力作为一个函数的信号-噪声比（SNR），并开发了一个简单的两阶段合作网络协议，实现it. We观察到，所得到的容量是相同的单播和组播，但表明，实现任何目标的错误概率所需的网络规模是小于单播比组播。最后，我们引入了网络“标度指数”的概念，以量化网络大小作为目标容量分数的函数的错误概率的衰减率。这个指数提供了额外的见解，系统设计师，使候选合作传输协议，即使在中等规模的网络更细粒度的比较。
2006-05-06 cs.IT cs.NI math.IT
Precoding-Based Network Alignment For Three Unicast Sessions
我们考虑的问题，网络编码跨越三个单播会话的有向无环图，其中每个发送器和接收器连接到网络通过一个单一的边缘的单位容量。我们考虑一个网络模型，其中网络的中间部分只执行随机线性网络编码，并将我们的方法限制为基于预编码的线性方案，其中预编码器使用预编码矩阵对源符号进行编码。我们适应基于预编码的干扰对齐技术，最初开发的无线干扰信道，构建一个基于预编码的线性方案，我们称为{ \em基于预编码的网络对齐方案（PBNA）}。此设置与无线干扰信道之间的主要区别在于，网络拓扑可能会在传输矩阵的元素之间引入相关性，我们将其称为耦合关系，并且可能会影响PBNA的可实现速率。我们确定所有可能的这种耦合关系，并解释这些耦合关系的网络拓扑结构和多项式时间算法来检查这些耦合关系的存在。最后，我们表明，根据网络中存在的耦合关系，基于预编码的线性方案实现的最佳对称速率可以只取三个可能的值，所有这些都可以通过PBNA实现。
2014-05-21 cs.IT math.IT
Unicast Barrage Relay Networks: Outage Analysis and Optimization
阻塞中继网络（BRN）是建立在快速合作洪泛原语上的自组织网络，而不是传统的点对点链路抽象。受控阻塞区域（CBR）可用于包含用于单播和多播的此洪泛原语，从而实现空间重用。在本文中，个人CBR的行为被描述为一个马尔可夫过程，模型潜在的合作中继传输。对于给定的拓扑结构，CBR的中断概率以封闭形式存在，并且该概率考虑了相邻CBR之间的衰落和共信道干扰（CCI）。通过这种准确的分析框架，本文着手优化BRN通过找到最佳的大小，每个CBR中包含的中继的数量，最佳的中继位置时，他们被约束为躺在一条直线上，和码率，最大限度地提高运输能力。
2015-10-23 cs.IT cs.NI math.IT
Secure Network Coding in the Setting in Which a Non-Source Node May Generate Random Keys
在存在可以访问$z$网络链路的窃听者的安全多播网络编码的研究中，通常假设源节点是生成随机密钥的唯一节点。在这种情况下，安全多播速率是很好理解的。在所有网络节点都可以生成（独立的）随机密钥的更一般的设置中，计算安全多播速率或者甚至安全单播速率已知与计算多个单播网络编码实例的（非安全）容量一样困难-这是一个众所周知的公开问题。这项工作对待中间模型的安全单播，其中只有一个节点可以生成随机密钥，但该节点不需要是源节点。该设置的安全通信速率再次以能够访问$z$网络链路的窃听者为特征。
2019-07-08 cs.IT math.IT
Compress-and-Forward Scheme for Relay Networks: Backword Decoding and Connection to Bisubmodular Flows
针对单播无线中继网络，提出了一种压缩转发后向解码方案。在源和中继处的编码是噪声网络编码方案（NNC）的推广。虽然它实现了与噪声网络编码方案相同的可靠数据率，但是与NNC方案的联合解码相比，后向解码允许更好的解码复杂度。表征分层解码方案被示出为等同于表征无线网络的信息流。给出了具有双子模容量约束的图的点流，并证明了它的最大流最小割定理，推广了计算机科学文献中关于容量约束图的流的许多著名结果.单播中继网络的结果被推广到具有多个源的网络，其中多个源具有针对单个目的地的独立消息。
2012-06-15 cs.IT math.IT
On the Capacity of Wireless Networks with Random Transmission Delay
在本文中，我们介绍了新的编码方案的无线网络与随机传输延迟。这些编码方案的同步性的需要，减少了传输的数量，并实现了最佳的速率区域在相应的有线模型的多个单播和多播的情况下，最多三个用户下的等速率约束。编码方案分为两个阶段，第一，编码方案线，星型和线星型拓扑结构的随机传输延迟。第二，任何一般的拓扑结构与多个双向单播和组播会话被证明是分解成这些规范的拓扑结构，以减少传输的数量，而没有速率冗余。因此，为线、星和线-星拓扑结构开发的编码方案可作为构建所有网络的更通用编码方案的构建块。所提出的方案被证明是实时的（RT）的无线网络的意义上，他们实现了最小的解码延迟。利用可忽略的大小报头，这些编码方案被示出为适用于非同步网络，即，随机传输延迟的网络。最后，我们通过大量的模拟证明了这些方案的适用性。在具有随机传输延迟的无线网络上实现这样的编码方案可以提高性能和功率效率。
2015-03-03 cs.IT math.IT
Distributed Decode-Forward for Relay Networks
提出了一种适用于一般N节点中继网络的单播、组播和广播编码方案。提出的分布式解码转发方案结合并推广了单跳广播信道的Marton编码和3节点中继信道的Cover-El Gamal部分解码转发编码方案。该方案的核心思想是在源端对整个网络的所有码字进行预编码，通过多个块进行多编码。该编码步骤允许这些码字隐含地携带消息的部分信息，而无需复杂的速率分割和路由。然后，在中继节点处恢复该部分信息并进一步转发。对于N节点高斯单播、多播和广播中继网络，该方案实现了从割集界到容量（区域）的0.5N比特内，而不管网络拓扑、信道增益或功率约束。粗略地说，分布式解码转发是有噪网络编码的对偶，它将压缩转发推广到单播、多播和多址中继网络。
2017-01-11 cs.IT math.IT
On Models of Multi-user Gaussian Channels with Fading
本文研究了高斯多用户衰落信道的一个解析模型，发现该模型的容量域是高斯网络容量域的一个很好的近似。这项工作扩展了现有的工作机构确定性模型的高斯多用户信道，包括衰落的物理现象。特别是，它将这些结果推广到单播，多节点网络设置与衰落。
2009-05-16 cs.IT math.IT
A Transform Approach to Linear Network Coding for Acyclic Networks with Delay
具有整数时延链路的无环网络中的线性网络编码的代数公式是众所周知的。基于该公式，对于任意非循环网络上的给定连接集合，其中对于链路假设整数延迟，在任何给定时刻，汇聚节点处的输出符号是\mathbb{F}_{q}（$-linear combination of the input symbols across different generations, where $ \mathbb{F}_{q} $-linear combination of the input symbols generated during the same generation. We call this as transforming the acyclic network with delay into {\em $ n $-instantaneous networks} ($ n$足够大）。我们表明，在一定的条件下，存在一个网络代码满足汇需求在通常的（非变换）的方法，当且仅当存在一个网络代码满足汇需求的变换方法。此外，我们表明，变换方法（连同使用对齐策略）可以用来实现一半的速率对应于个别源-目的地最小切割（假设等于1）的某些类的三源三目的地单播网络的延迟，当零干扰条件不满足。
2012-05-10 cs.IT math.IT
On feedback in Gaussian multi-hop networks
反馈的研究主要局限于单跳通信环境。在本文中，我们考虑高斯网络的源和目的地可以通信的帮助下，中间中继多跳。我们假设网络中的链接可以是双向的，提供反馈的机会。我们提出以下问题：在链路的两个方向上的信息传输对于最大化网络中的端到端通信速率是否至关重要？同样地，每个双向链路中的一个方向（更一般地，至少有一个链路形成一个循环）是否可以关闭，而网络的容量仍然大致保持不变？我们发现，在任何任意高斯网络的双向边和周期和单播流量，我们总是可以确定一个有向的非循环子网，大约保持原来的网络的容量。对于具有多址接入和广播业务的高斯网络，非循环子网络足以实现原始网络的容量区域中的每个速率点，然而，可能不存在维持整个容量区域的单个非循环子网络。另一方面，对于具有多播和多个单播流量的网络，可能迫切需要跨某些链路的双向信息流以最大化端到端容量区域。这些结果可以被视为概括的结论反馈的有用性，在各种单跳高斯设置，可以提供机会，简化操作高斯多跳网络。
2014-07-15 cs.IT math.IT
Sum-Capacity of Ergodic Fading Interference and Compound Multiaccess Channels
研究了两发送两接收衰落高斯干扰信道（IFC）和复合多址信道（C-MAC）下的资源分配问题。IFC中的中继器与它们自己的接收器通信（单播），而C-MAC中的中继器与两个接收器通信（多播）。假设该网络中每个发射-接收对之间的瞬时衰落状态在所有发射机和接收机处都是已知的。在每个源的平均功率约束下，C-MAC的总容量和实现该容量的功率策略。强遍历IFC和非常强遍历IFC类的定义条件和组播和容量是紧的两个类。
2008-04-30 cs.IT math.IT
Diversity and Degrees of Freedom of Cooperative Wireless Networks
具有多个天线的无线衰落网络通常从两个不同的角度-中断特性和遍历容量特性-进行信息理论研究。网络中断特性的一个关键参数是多样性，而遍历容量的一阶指标是自由度（DOF），它是容量表达式中的前对数系数。在本文中，我们提出了最大流最小割型定理计算任意单源单汇多天线网络的多样性和自由度。我们还表明，放大和转发协议是足以实现这一点。自由度的特点是使用一个确定性的无线网络的容量最近发现，我们发现，多样性的结果很容易扩展到多源多汇网络和评估的自由度多播在单源多汇网络。
2008-02-13 cs.IT math.IT
Intercept Behavior Analysis of Industrial Wireless Sensor Networks in the Presence of Eavesdropping Attack
研究了由一个汇聚节点和多个传感器组成的工业无线传感器网络（WSN）在存在窃听攻击者的情况下的侦听行为，传感器通过无线链路将感知信息传输给汇聚节点。由于无线电波传播的广播性质，从传感器到接收器的无线传输可以容易地被窃听者偷听以用于拦截目的。在信息理论意义上，无线传输的保密容量是主链路（从传感器到接收器）的信道容量与窃听链路（从传感器到窃听者）的信道容量之间的差。如果由于无线衰落的影响，秘密容量变为非正，传感器的数据传输可能会被窃听者成功拦截，在这种情况下，发生拦截事件。然而，在工业环境中，机械障碍物、金属摩擦和发动机振动的存在使得无线衰落剧烈波动，导致保密能力下降。因此，本文提出了一种最优的传感器调度方案，以保护合法的无线传输免受窃听攻击，其中具有最高的保密能力的传感器被调度发送其感测信息到信宿。对于传统的循环调度和提出的最优调度方案，推导出拦截事件发生概率（称为拦截概率）的封闭表达式。此外，渐近拦截概率进行分析，以提供一个洞察传感器调度对无线安全的影响。数值结果表明，所提出的传感器调度方案优于传统的轮询调度的拦截概率。
2015-01-31 cs.IT math.IT
On the Capacity Region of Two-User Linear Deterministic Interference Channel and Its Application to Multi-Session Network Coding
在本文中，我们研究了两个用户的多输入多输出（MIMO）线性确定性干扰信道（IC）的容量，与可能的相关性内/之间的信道矩阵。容量区域的特征在于信道矩阵的秩。结果表明，具有Han-Kobayashi型速率分裂的\emph{linear precoding}，将每个用户的信息承载符号分割成公共和专用部分足以在导出的容量区域中获得所有速率对。容量的结果被应用到获得一个可实现的速率区域的双单播网络与随机网络编码在中间结点，它可以被建模的两个用户MIMO线性确定性IC研究。结果表明，新提出的可实现的区域是严格大于文献中现有的区域。
2012-07-09 cs.IT math.IT
Sum capacity of multi-source linear finite-field relay networks with fading
研究了具有多个源-目的节点对的衰落线性有限域中继网络。由于不同的单播会话所产生的干扰，找到其容量区域的问题通常是困难的。我们观察到，由于信道是时变的，中继可以通过等待适当的信道实现，使目的地可以解码他们的消息没有干扰，以提供他们收到的信号。我们提出了一个块马尔可夫编码和中继方案，利用这样的信道变化。通过推导出一般割集上界和可达到的速率区域，我们表征了一些类的信道分布和网络拓扑结构的总容量。例如，当信道均匀分布时，总容量由分离整个源和目的地的所有切割所构造的信道矩阵的最小平均秩给出。我们还描述了其他情况下的能力的特点。
2009-05-11 cs.IT math.IT
An Analysis on Minimum s-t Cut Capacity of Random Graphs with Specified Degree Distribution
根据最大流最小割定理，单播网络的容量（或最大流）等于最小s-t割容量。如果网络的拓扑结构（或链路容量）是动态变化的或未知的，预测网络最大流的统计特性就不是那么简单了。本文给出了随机图上最小s-t截容量的累积分布的概率分析。本文所处理的图系综由具有任意指定度分布的加权图组成。本文的主要贡献是给出了最小s-t截集容量累积分布的一个下界。计算机实验表明，本文所导出的下界反映了给定度随机图的最小s-t割容量的实际统计行为。
2013-01-31 cs.IT math.IT
Multicast Capacity of Optical WDM Packet Ring for Hotspot Traffic
具有热点的分组交换WDM环网传输单播、组播和广播业务，是高速城域网的重要组成部分。对于一个任意的多播扇出流量模型与统一的，热点的目的地，和热点源的数据包流量，我们分析了最大可实现的长期平均数据包吞吐量，我们称之为\textit{multicast capacity}，双向最短路径路由WDM环。我们确定了三个段，可以体验到最大的利用率，从而限制组播容量。我们通过边界和近似，我们通过模拟验证的段利用概率的特征。我们发现，最短路径路由可以导致一半以上的利用率为中等到大部分的热点源多和广播流量，因此组播容量小于两个同时进行的数据包传输。我们概述了一个副本的路由策略，保证至少有两个同时传输的任意热点源流量的数据包的多播容量。
2008-04-20 cs.IT math.IT
Precoding Based Network Alignment using Transform Approach for Acyclic Networks with Delay
具有整数时延链路的无环网络中的线性网络编码的代数公式是众所周知的。基于该公式，对于任意非循环网络上的给定连接集合，其中对于链路假设整数延迟，在任何给定时刻，汇聚节点处的输出符号是跨不同代的输入符号的$\mathbb{F}_{p^m}$线性组合，其中，$\mathbb{F}_{p^m}$表示网络在其上操作的域（$p$是素数，并且$m$是正整数）。我们使用有限域离散傅立叶变换（DFT）转换的输出符号在汇聚节点，在任何给定的时刻，到一个$\mathbb{F}_{p^m}$ -线性组合的输入符号在同一代期间产生的，而不使用存储器在中间结点。我们称之为将具有延迟的非循环网络变换为{ \em $n$ -瞬时网络}（$n$足够大）。我们表明，在一定的条件下，存在一个网络代码满足汇需求在通常的（非变换）的方法，当且仅当存在一个网络代码满足汇需求的变换方法。在不满足零干扰条件的情况下，针对具有时延的三源三目的多单播网络（3-S 3-D MUN-D），提出了三种基于预编码的网络对齐（PBNA）方案：基于变换方法和时不变局部编码系数（LEC）的PBNA、基于时变LEC的PBNA和基于变换方法和块时变LEC的PBNA.然后分析了它们的可行性条件。
2013-10-10 cs.IT math.IT
On Describing the Routing Capacity Regions of Networks
利用Farkas引理可以将多个单播会话网络的路由容量区域刻画为一无限集的线性不等式。本文利用容量区域边界上的速率元组所满足的解的性质，对这一结果进行了改进，并给出了依赖于网络参数的路由容量区域的有限描述。对于特殊情况下的无向环网络的描述的复杂性提供了额外的结果。
2012-02-10 cs.IT cs.NI math.IT
Network Coding Can Beat Routing in Undirected Multiple-Unicast Networks
University of Toronto（多伦多大学）；Tsinghua University（清华大学）
本文构造了一个无向多播网络反例，证明网络编码可超越分数路由，并推广至无限网络族，且已在Lean中形式化验证。
2026-10-08 cs.IT math.IT
Network error correction with unequal link capacities
本文研究了单源单汇无噪声网络在不超过z条边的对抗性或任意性错误下的容量。与以前的文件，假设所有链路上的容量相等，任意链路容量被认为是。结果包括新的上界，网络纠错编码策略，和网络家庭的例子，我们的边界是紧的。提供了一个网络的例子，其中的容量是50%以上的最佳速率，可以实现与线性编码。虽然编码在源和汇足够的网络中具有相等的链路容量，在网络中具有不等的链路容量，它表明，中间结点可能不得不做编码，非线性错误检测，或错误校正，以实现网络的纠错能力。
2010-11-17 cs.IT math.IT
Approximate Sum-Capacity of the Y-channel
一个网络中，三个用户希望通过一个中继建立多个单播。这种网络被称为Y通道，类似于未来无线网络的基本组成部分。研究了该网络的和容量。获得了对于信道增益和发射功率的所有值，在2比特的加性间隙和4的乘性间隙内的和容量的表征。与割集边界可以在恒定间隙内实现的类似设置相反，在我们的情况下，它们不能实现，它们由我们新的基因辅助边界主导。此外，它示出的分时策略，其中在每一个时间两个用户使用双向中继信道的编码策略交换信息，实现了上界内的一个恒定的间隙。这个结果进一步扩展到K用户的情况下，它示出了相同的方案实现的总和容量在2log（K-1）比特。
2013-05-23 cs.IT math.IT
Multicast Capacity Scaling of Wireless Networks with Multicast Outage
多播传输有几个独特的特点，而不是更普遍研究的单播网络。特别是，这些包括（i）相同的数据包必须成功地传递到几个节点，（ii）中断可能同时发生在不同的接收器，和（iii）组播速率是由接收器与最弱的链路，以尽量减少中断和重传。为了捕捉这些关键特征，我们利用一个泊松集群过程组成的一个独特的泊松点过程（PPP）的发射机和接收机，然后定义的多播传输容量（MTC）的最大可实现的多播速率乘以每单位体积的多播集群的数量，占中断和重传。我们的主要结果表明，如果$τ$传输尝试是允许在一个多播集群，MTC是$Θ\left(ρk^{x}\log(k)\right)$，其中$ρ$和$x$是$τ$的功能，这取决于网络的大小和密度，和$k$是预期的接收器在一个集群中的平均数量。我们还表明，适当的重传次数可以显着提高MTC。
2010-06-03 cs.IT math.IT
Arbitrarily Varying Networks: Capacity-achieving Computationally Efficient Codes
我们考虑的问题，在一个包含一个隐藏的和恶意的对手，可以控制一个子集的网络资源，并旨在破坏通信的网络通信。我们专注于全知的基于节点的对手，即，对手可以控制节点的子集，并且知道所有链路上的消息、网络代码和分组。表征信息理论上的最优通信速率作为网络参数和边界的函数的adversarially控制的网络是在一般的开放，即使是单播（单源，单目的地）的问题。在这项工作中，我们描述了信息理论上的最优随机容量的问题，即，假设源节点与每个网络节点先验地（例如，作为网络设计的一部分）共享（渐近可忽略量的）独立公共随机性。我们提出了一种新的计算效率的通信方案，其速率匹配的自然信息理论上的“擦除外界”的最佳速率。我们的计划不需要网络拓扑结构的先验知识，并可以实现在一个分布式的方式作为一个经典的分布式线性网络编码的顶部覆盖。
2016-05-06 cs.IT math.IT
A Generalized Cut-Set Bound for Deterministic Multi-Flow Networks and its Applications
我们提出了一般多单播确定性网络的总容量的一个新的外界。直观地说，这个界限可以理解为将割集界限应用于原始网络的级联副本，并对允许的发送信号分布进行特殊限制。我们首先研究有限域网络的应用，在那里我们得到一个一般的外界表达的秩的转移矩阵。然后，我们表明，即使我们的外边界是确定性的网络，最近的结果有关的AWGN KxKxK网络的容量和确定性的对应的容量允许我们建立一个外边界的自由度的KxKxK无线网络一般的连接。这个界限是紧的情况下，“相邻小区干扰”的拓扑结构，并产生图论的必要和充分条件K自由度是可实现的一般拓扑结构。
2014-04-19 cs.IT math.IT
Joint Network-Source Coding: An Achievable Region with Diversity Routing
我们感兴趣的是如何最好地沟通一个（通常是实值）源的目的地（汇）在网络上的容量限制在一个集体的保真度度量在所有的汇，一个问题，我们称之为联合网络信源编码。与无损网络编码问题不同，允许在接收器处对源进行有损重构。我们第一次尝试的特点，在一个给定的网络中的一组汇可实现的所有失真的集合。虽然所有可实现的失真的整个区域在很大程度上仍然是一个开放的问题，我们发现一个大的，非平凡的子集，它使用多描述编码的想法。该方法在所有平衡多描述码和所有网络流上推导出可达区域，同时允许网络节点转发和复制数据包。
2005-11-12 cs.IT math.IT
Capacity for Half-Duplex Line Networks with Two Sources
重点是具有两个源的无噪声半双工线路网络，其中级联中的第一个节点和第二个节点或倒数第二个节点充当源。在这两种情况下，我们建立的容量区域的速率，两个源可以传输独立的信息到一个共同的水槽。第一种情况下提出的并行性方案是建设性的，而第二种情况下的并行性方案是基于一个随机编码参数。
2010-06-04 cs.IT math.IT
On the Impact of a Single Edge on the Network Coding Capacity
在本文中，我们研究的影响，一个单一的链路上的网络的无差错位管道的容量。更准确地说，我们研究的变化，在网络容量的结果，当我们删除一个单一的链路容量$δ$。在最近的结果中，我们证明了，如果所有的源是直接提供给一个超级源节点，然后删除一个链路的能力$δ$不能改变网络的容量区域超过$δ$在每个维度。在本文中，我们将这一结果推广到多源，多汇网络的情况下，一些特殊的网络拓扑结构。
2016-07-22 cs.IT math.IT
On the Degree of Freedom for Multi-Source Multi-Destination Wireless Network with Multi-layer Relays
自由度（DoF）区域提供了高信噪比（SNR）区域中容量区域的近似，而总和DoF给出了缩放因子。在这封信中，我们分析的自由度区域和总和自由度单播分层多跳中继无线网络与任意数量的源/目的/中继节点，任意数量的跳数和任意数量的天线在每个节点。这个结果对于很多消息拓扑都是有效的。我们揭示了由于级联结构的多跳网络的容量的限制，并显示与电容网络的相似性。通过对边界间隙和最优性条件的分析，证明了多跳网络的极限容量严格劣于单跳网络。当跳数固定时，可以建立线性缩放定律。在成本的信道状态信息在发射机（CSIT）为每个组件的单跳网络，我们可以实现的计划，避免路由和简化调度。
2011-01-12 cs.IT math.IT
General Capacity for Deterministic Dissemination in Wireless Ad Hoc Networks
在广义物理模型（GphyM）下，研究了随机无线网络中确定性传播（DD）的容量缩放定律.这确实不是一个新话题。我们重新处理这个问题的动机是双重的：首先，我们的目标是提出一个更一般的结果，通过研究系统的不同参数对网络容量的影响，统一一般齐次随机模型的网络容量。其次，我们的目标是关闭在文献中的网络容量的上限和下限之间的差距。（1）研究一般节点密度$λ\in [1,n]$的齐次随机网络，而不是文献中的随机稠密网络（RDN，$λ=n$）或随机扩展网络（REN，$λ=1$）。(2)我们解决了一般的确定性传播会话，\ie，一般的组播会话，它统一的单播和广播会话的能力，通过设置为一个通用值$n_d\in[1,n]$为每个会话的目的地的数量。(3)我们允许会话的数量在$n_s\in(1,n]$的范围内变化，而不是像文献中那样假设$n_s=Θ(n)$。通过引入Poisson布尔连续渗流模型，得到了任意情形下$(λ, n_d, n_s)$的容量的一般上界，并根据文献中已有的一般下界证明了它们是紧的.
2015-04-17 cs.IT math.IT
Bits Through Deterministic Relay Cascades with Half-Duplex Constraint
考虑中继级联，即其中源节点、汇聚节点和一定数量的中间源/中继节点布置在线路上并且其中相邻节点对通过无差错（q+1）元管道连接的网络。假设源和中继的子集希望在级联中的每个中继是半双工约束的条件下向宿传送独立的信息。开发了一种编码方案，该编码方案通过中继器的发送和接收时隙的信息相关分配来传输信息。编码方案需要通过共享时钟在符号级上进行同步。编码策略实现了单个源的容量。提供了各种长度的级联的容量的数值，并且容量明显高于用预定的分时方法可实现的速率。如果级联包括一个源和一定数量的中继与自己的信息，该策略达到割集界时，中继源的速率低于一定的阈值。对于由无限多个半双工约束中继和单个源组成的级联，我们推导出了一个显式的容量表达式。值得注意的是，q=1时的容量（以比特/使用为单位）等于黄金比例的对数，q=2时的容量为1比特/使用。
2011-08-22 cs.IT math.IT
Mission impossible: Computing the network coding capacity region
网络编码这一新兴领域的主要理论动机之一是单源多播的最大流/最小割速率的可验证性。这可以超过单独使用路由可实现的速率，并且可以使用线性网络码实现。多源问题更加复杂。其容量域的计算等价于确定所有熵函数的集合$Γ^*$，它是非多面体的。本文的目的是证明，这种困难可能会出现，即使在单源问题。特别是，对于单源网络与层次的汇的要求，并为单源网络的保密约束。在这两种情况下，我们展示的网络，其容量区域涉及$Γ^*$。在多源的情况下，线性码是不够的。
2008-01-31 cs.IT math.IT
