Strong Secrecy from Channel Resolvability
我们分析物理层安全的前提下，编码机制的保密噪声信道是绑定到信道可解析性的概念。而不是考虑基于容量的建设，其中关联到每个消息的子码，操作略低于窃听者的信道的容量，我们考虑基于信道可分辨性的建设，其中关联到每个消息的子码，操作略高于窃听者的信道的可分辨性。建立在Csiszar和Hayashi的工作，我们提供了进一步的证据，通道可解析性是一个强大的和通用的编码机制的秘密，通过开发的结果，持有强保密指标和任意通道。具体来说，我们表明，至少对于对称窃听信道，随机容量为基础的建设未能实现强保密能力，而基于信道可分解性的建设实现it.Then，我们利用信道可分解性建立的保密容量区域的任意广播信道的机密消息和成本约束的强保密度量。最后，我们专门研究了无线信道的保密容量与完善的信道状态信息，混合信道和复合信道的接收机信道状态信息（CSI），以及秘密密钥协商的源模型的秘密密钥容量。通过将保密性与信道可解析性联系起来，我们用简单的证明获得了强保密度量的可实现速率。
2013-09-06 cs.IT math.IT
$E_γ$-Resolvability
传统的通道可分辨性是指输入过程在总变化距离上近似通道输出分布所需的最小速率。在本文中，我们研究$E_γ$ -可分解性，其中总变差被更一般的$E_γ$距离所取代。一个一般的单次可扩展性界这样的近似的精度。令$Q_{\sf X|U}$是随机变换，$n$是整数，并且$E\in(0,+\infty)$。我们表明，在渐近设置$γ=\exp(nE)$，（非负）随机率以上$\inf_{Q_{\sf U}: D(Q_{\sf X}\|{π}_{\sf X})\le E} \{D(Q_{\sf X}\|{π}_{\sf X})+I(Q_{\sf U},Q_{\sf X|U})-E\}$是足够的近似输出分布${π}_{\sf X}^{\otimes n}$使用通道$Q_{\sf X|U}^{\otimes n}$，其中$Q_{\sf U}\to Q_{\sf X|U}\to Q_{\sf X}$，也是必要的情况下，有限的$\mathcal{U}$和$\mathcal{X}$。特别地，$\inf_{Q_{\sf U}}I(Q_{\sf U},Q_{\sf X|U})-E$的随机率总是足够的。我们还研究了随机码本情况下的高概率准则下的逼近误差的收敛性。此外，通过开发与$E_γ$和其他距离测度相关的简单界限，我们能够确定相对熵中测量的近似误差的精确线性增长率，并对固定输入随机率平滑Rényi发散。新的可分辨…
2017-07-21 cs.IT math.IT
Universal classical-quantum channel resolvability and private channel coding
本研究针对经典-量子信道完全通用私有编码的构造难题，利用关联Schreier图的谱扩展性质构建了首个确定性信道无关可解性码本，结合基于Schur-Weyl对偶的通用编码实现了已知最优速率，为安全通信中的图扩展器性质研究提供了新视角。
2025-10-03 cs.IT math-ph math.IT
On Channel Resolvability in Presence of Feedback
我们研究的问题，产生一个近似的独立同分布。在存在因果无噪声反馈的情况下，在离散无记忆通道的输入处使用有限量的随机性，在其输出处使用串。反馈不会降低通道分辨率，即实现i.i.d.的精确近似所需的最小熵率。输出字符串。然而，我们表明，至少在一个二进制对称通道，一个显着更大的可分辨指数（指数衰减率的输出分布和产品测量之间的分歧），相比，在没有反馈的系统中最好的已知可实现的可分辨指数，是可能的。我们表明，通过采用可变长度的可分辨性方案，并使用每个通道使用的硬币翻转的平均数量，输出序列的分布和产品测量之间的平均发散指数衰减的平均长度的输出序列的指数等于$[R-I(U;V)]^+$其中$I(U;V)$是跨通道开发的互信息。
2016-09-28 cs.IT math.IT
Quantum soft-covering lemma with applications to rate-distortion coding, resolvability and identification via quantum channels
本文提出量子软覆盖问题并基于平滑最小熵证明单次量子覆盖引理，该引理等价于后验信道失真准则下的率失真编码定理，并进一步应用于量子信道可解性及识别容量的上下界证明。
2024-04-26 cs.IT math.IT quant-ph
The Likelihood Encoder for Source Coding
随机码本的似然编码器被证明是一种有效的信源编码工具。结合软覆盖引理（与信道可分辨性相关），似然编码器为已知结果（如率失真理论）提供简单的可分辨性证明。他们还产生了一个易于处理的安全率失真理论和强协调的分析。
2013-07-31 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
Second order asymptotics in fixed-length source coding and intrinsic randomness
在恒定误差约束下，讨论了定长信源编码和内随机性的二阶渐近性。定长信源编码和内随机编码的最优码率之间存在差异，但这种差异在一阶渐近性中从未出现。此外，基于这一事实，讨论了均匀分布与压缩数据的关系。这些结果对一般信息源以及独立同分布都是有效的。并构造了一个达到二阶最优速率的通用码。
2006-08-20 cs.IT math.IT
Randomness and dependencies extraction via polarization, with applications to Slepian-Wolf coding and secrecy
将单个源的极化现象推广到多个相关源的情况。除了提取源的随机性之外，极坐标变换还将原始的任意依赖关系变为极值依赖关系。基于这一现象，提出了解决Slepian-Wolf问题和秘密密钥生成的极化编码方案.特别地，实现保密容量的秘密密钥的构造和实现Slepian-Wolf容量区域的压缩方案以$O(n \log (n))$的复杂度获得。
2014-11-12 cs.IT math.IT
Covert Communication over Noisy Channels: A Resolvability Perspective
我们考虑的情况下，一个发射机试图可靠地通过一个离散的无记忆通道进行通信，同时确保隐蔽性（低检测概率）相对于一个看守，谁观察到的信号通过另一个离散的无记忆通道。我们开发了一个编码方案的基础上的原则，信道可分辨性，概括和扩展以前的工作在几个方向。首先，它表明，不管信道的质量，它是可能的$\sqrt{n}$可靠的和隐蔽的位在$n$信道使用的顺序上进行通信，如果发送器和接收器共享的顺序上的$\sqrt{n}$关键位，这改善了较早的结果需要的顺序上的$\sqrt{n}\log n$关键位。其次，它证明了，如果接收器的通道是“更好”比看守的通道在某种意义上说，我们使精确，它是可能的顺序上进行通信的$\sqrt{n}$可靠和隐蔽位的$n$通道使用没有秘密密钥，这概括了早期的结果建立二进制对称信道。我们还确定的基本限制的隐蔽和秘密通信的最佳渐近缩放的消息大小和密钥大小，我们扩展到高斯信道的分析。我们解决的主要技术问题是如何开发浓度不等式的“低权重”序列，我们的方法的关键是定义适当修改的典型集，是服从浓度不等式。
2016-01-28 cs.IT math.IT
Strong Coordination over Multi-hop Line Networks
我们分析了多跳线路网络的强协调问题，其中发起协调的节点是终端网络节点。我们假设每个节点都可以访问节点本地的一定量的随机性，并且节点共享一些共同的随机性，这些随机性与显式逐跳通信一起使用以实现强协调。我们得出的权衡所需的网络链路上的通信速率，网络节点的本地随机性的速率，和共同的随机性，以实现强协调的速率之间。我们提出了一个可实现的编码方案，建立使用多层信道可分辨性代码，并建立几个设置中，该方案被证明是提供最好的可能的权衡。
2016-04-08 cs.IT math.IT
Output Constrained Lossy Source Coding with Limited Common Randomness
本文研究了广义分布保持量化问题的香农理论版本，其中一个固定的和无记忆的源被编码的失真约束和额外的要求，再现也是固定的和无记忆的给定的分布。编码器和解码器是随机的，并且被假设可以访问独立的公共随机性。最近的工作的特点是在给定的失真水平时，无限的共同随机性是可用的最小可实现的编码率。在这里，我们考虑的一般情况下，可用的共同随机性可能是速率受限的。我们的主要结果完全特征的可实现的编码和常见的随机率对在任何失真水平，从而提供了这两个率量之间的最佳权衡。我们还考虑这个问题的两个变化，我们调查放松严格的输出分布约束的效果和“私人随机性”的解码器上使用的速率区域的作用。我们的研究结果有很强的连接与袖口的分布式信道合成的最近的工作。特别是，我们的可扩展性证明结合了耦合参数与Cuff开发的方法，其中不是显式构建编码器-解码器对，而是构建联合分布，从该分布中建立所需的编码器-解码器对。然而，我们表明，对于我们的问题，分离的解决方案，首先找到一个最佳的信道，然后合成此信道的结果在一个次优速率区域。
2015-07-08 cs.IT math.IT
Secure multiplex coding to attain the channel capacity in wiretap channels
众所周知，如果编码率小于所谓的保密容量$C_S$，则可以在没有秘密密钥的情况下经由噪声信道安全地传输消息以对抗任何窃听器，所述保密容量$C_S$通常小于信道容量$C$。为了消除丢失的$C - C_S$，我们提出了一种多路复用编码方案与多个独立的消息。在本文中，它表明，建议的多路复用编码方案可以获得的信道容量的总速率的多个消息和完美的保密每个消息。通过推广Hayashi的证明，证明了编码定理，其中信道可分辨性的编码被应用于窃听信道。
2005-09-16 cs.CR cs.IT math.IT
Joint Coordination-Channel Coding for Strong Coordination over Noisy Channels Based on Polar Codes
我们构建了一个联合协调信道极化编码方案，用于两个代理$\mathsf X$和$\mathsf Y$之间的强协调动作，它们通过离散无记忆信道（DMC）进行通信，使得动作的联合分布遵循规定的概率分布。我们表明，极化码能够实现我们先前建立的强噪声协调能力区域的内界，从而为随机编码证明提供了一个建设性的替代方案。我们的极化编码方案还提供了一个建设性的解决方案，其中的DMC和共享的随机性一起模拟另一个DMC的信道仿真问题。特别是，我们提出的解决方案是能够利用DMC的随机性，以减少在代理$\mathsf Y$生成的动作序列所需的本地随机性的量。通过利用我们早期的随机编码结果这个问题，我们得出结论，建议的联合协调信道编码方案严格优于一个单独的计划，在可实现的通信速率为相同数量的注入到两个系统的随机性。
2017-10-09 cs.IT math.IT
Source Coding for Synthesizing Correlated Randomness
我们考虑这样一种场景，其中向两方Alice和Bob提供$X_{1}^{n}$和$X_{2}^{n}$--来自PMF $P_{X_1 X_2}$的IID样本。Alice和Bob可以分别通过速率为$R_1$和$R_2$的（无噪声）通信链路与Charles通信。他们的目标是使Charles能够生成样本$Y^{n}$，以便三重$(X_{1}^{n},X_{2}^{n},Y^{n})$的PMF在总体变化上接近于$\prod P_{X_1 X_2 Y}$。此外，三方可以以速率$C_1$和$C_2$逐对共享公共随机性。我们解决的问题，表征率的四倍$(R_1,R_2,C_1,C_2)$的上述目标可以完成的一组。我们提供了一组充分条件，即可实现的速率区域的内界，和必要条件，即该三方设置的速率区域的外界。我们提供了一个联合的典型性为基础的随机编码参数，涉及编码和解码操作，以执行软覆盖和相关的放松PMF的要求的编码器。
2021-04-29 cs.IT math.IT
Strong Secrecy for Multiple Access Channels
我们展示了两种不同的窃听多址信道编码问题的强保密可达速率区域。在第一个问题中，每个编码器都有一个私有消息，两者都有一个公共消息要传输。编码器具有对公共随机性的熵受限访问。如果没有共同的随机性是可用的，那么这里导出的可实现区域不允许秘密传输共同的消息。第二个编码问题假设编码器没有共同的信息，也没有访问共同的随机性。然而，它们可以具有会议链路，通过该会议链路它们可以迭代地交换速率受限的信息。这可以用于形成公共消息和公共随机性，以将第二编码问题减少到第一编码问题。我们给出了一个通道的例子，其中可实现的区域等于零，没有会议或共同的随机性和会议建立的秘密消息传输的可能性。这两个编码问题描述了实际相关的网络，需要防止窃听攻击。
2012-09-20 cs.IT math.IT
Strong Coordination over Noisy Channels
我们研究了两个节点$X$和$Y$的行动，通过离散无记忆信道（DMC）进行通信，使行动遵循规定的联合概率分布的强协调问题。我们提出了两种新的随机编码方案和极性编码方案，这个嘈杂的强协调问题，并推导出各自的强协调能力区域的内界。第一种方案是联合协调信道编码方案，其利用DMC提供的随机性来减少在节点$Y$处生成动作序列所需的局部随机性的量。基于这种随机编码方案，我们提供了一个表征的能力区域的两个特殊情况下的嘈杂的强协调设置，即，当在节点$Y$的行动是由节点$X$，当DMC是一个确定性的信道。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。第三种方案是用于强协调的联合协调-信道极化编码方案。我们表明，极化码能够实现噪声强协调能力区域的内界，从而为随机编码证明提供了一个建设性的替代方案。我们的极化编码方案还提供了一个建设性的解决方案，其中的DMC和共享的随机性一起模拟另一个DMC的信道仿真问题。最后，通过利用这个问题的随机编码结果，我们提出了一个例子，其中所提出的联合方案是能够严格优于单独的方案，在可实现的通信速率为相同数量的注入到两个系统的随机性。因此，我们建立了次优分离的强协调和信道编码相对于DMC的通信速率。
2018-08-15 cs.IT math.IT
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。
2025-07-01 cs.IT math.IT
Faithful Simulation of Distributed Quantum Measurement with Coding for Computing
本文研究分布式量子测量模拟问题，提出在经典信道和共享随机性下忠实模拟联合测量所需的最小通信量，并推导了可达速率区域。
2025-06-21 cs.IT math.IT
Distributed Channel Synthesis
两个熟悉的概念的相关性被重新发现的离散无记忆信道，其中随机信道输出的基础上产生的压缩描述的信道输入的分布式合成的极端工作点。Wyner的公共信息是所需的最小描述率。然而，当独立于输入的公共随机性是可用的，必要的描述率减少到香农的互信息。这项工作的特点之间的最佳权衡的数量共同使用的随机性和所需的描述率。我们还包括一些相关的推导，包括有限的本地随机性的影响，保密率的要求，博弈论的应用，和新的见解共同的信息对偶。我们的证明利用了软覆盖引理，在文献中已知的作用，在量化的通道的可分解性。直接证明（可验证性）使用软覆盖在系统的所有部分上构造可行的联合分布，从该软覆盖推断编码器和解码器的行为，而没有明确提及联合典型性或分箱。辅助利益，这项工作也推广和加强这种软覆盖工具。
2013-08-20 cs.IT math.IT
Non-Asymptotic and Second-Order Achievability Bounds for Coding With Side-Information
本文对网络信息论中的三个边信息问题给出了新的非渐近或有限块长可扩展性界。这些问题包括（i）具有速率受限边信息的几乎无损信源编码的Wyner-Ahlswede-Korner（WAK）问题，（ii）在解码器处具有边信息的有损信源编码的Wyner-Ziv（WZ）问题，以及（iii）在编码器处具有可用的非因果状态信息的信道编码的Gel'fand-Pinsker（GP）问题。利用信道仿真和信道可分解性的思想证明了该界。我们的边界为所有这三个问题改善所有以前的非渐近界的错误概率的WAK，WZ和GP的问题-特别是那些来自Verdu。使用我们的新的非渐近界，我们恢复这些边信息问题的最佳速率的一般公式。最后，我们还提出了可实现的二阶编码率应用多维Berry-Esseen定理，我们的新的非渐近界。数值结果表明，使用我们的非渐近可扩展性界获得的二阶编码率优于使用现有的有限块长度界。
2014-12-25 cs.IT math.IT
The Thermodynamics of Network Coding, and an Algorithmic Refinement of the Principle of Maximum Entropy
最大熵原理（Maxent）通常用于获得先验概率分布，作为在某些限制下获得吉布斯测度的方法，给出系统与分布中其余元素相比处于某种状态的概率。由于经典的基于熵的Maxent崩溃的情况下混淆所有不同程度的随机性和伪随机性，在这里，我们考虑到系统的生成机制，在合奏中考虑到分离的对象，可能符合一些限制下的原则，其熵是最大的，但可以从那些实际上是算法随机递归生成提供一个细化经典Maxent。我们利用因果算法演算，根据重新编程计算机代码的难度，推导出类似于数学的结果。利用可计算随机性和算法随机性之间的区别，我们量化了与重编程相关的信息损失成本。为了说明这一点，我们应用算法的改进Maxent图，并介绍了一个最大随机优先附件（MARPA）算法，概括了以前的方法。我们讨论了网络随机性评估的实际意义。我们的分析提供了洞察力，可重编程性的不对称性似乎起源于一个非单调的关系，算法的概率。我们的分析激发了对上述不对称性、可重编程性和计算的起源和后果的进一步分析。
2019-06-06 cs.IT math.IT
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。
2006-03-06 cs.IT math.IT
Polar Coding for the Broadcast Channel with Confidential Messages: A Random Binning Analogy
在强保密性和随机性约束下，针对含有机密信息的离散无记忆广播信道，提出了一种低复杂度的极化编码方案。我们的计划扩展了以前的工作，通过使用一个最佳速率的均匀随机性的随机编码器，并避免假设的对称性或退化的性质的信道。这些扩展的代价是编码器和解码器需要共享一个大小可以忽略不计的秘密种子，并通过链接来增加块长度。我们还强调了所提出的极化编码方案和保密容量区域的随机分仓证明之间的密切概念联系。
2016-03-05 cs.IT math.IT
Problems of robustness for universal coding schemes
Lempel-Ziv通用编码方案对于所有平稳遍历信源是渐近最优的。研究了该性质在小的遍历性破坏下的鲁棒性问题。算法随机性不足的概念被用来作为数据序列和概率测度之间不一致的度量。我们证明了，从一个大类的通用压缩计划是非鲁棒性在以下意义上：如果随机性不足增长任意缓慢的初始片段的无限序列，然后可以违反任何通用压缩算法的渐近最优性的属性。Lempel-Ziv压缩算法对遍历马尔可夫链产生的无穷序列具有鲁棒性，当其初始片段长度$n$的随机性亏损按$o(n)$增长时.
2008-06-27 cs.IT cs.OH math.IT
Broadcast Channels with Confidential Messages by Randomness Constrained Stochastic Encoder
在窃听信道和广播信道的编码方案中，为了避免传输的秘密信息泄露给窃听者，发送方需要采用随机编码。本文研究了实现随机编码的随机数的速率与公共、私有和机密消息的速率之间的权衡。对于正定理，采用了Chia和El Gamal最近提出的窃听信道的叠加编码方案，并证明了其强安全性。建立了匹配逆定理。我们的结果澄清了普通的随机编码和信道前缀的信道模拟的组合是次优的。
2012-05-31 cs.IT math.IT
Synthesizing Correlated Randomness using Algebraic Structured Codes
在这个问题中，Alice和Bob被提供了IID为$p_{X_1 X_2}$的$X_{1}^{n}$和$X_{2}^{n}$。Alice和Bob可以分别通过速率为$R_1$和$R_2$的（无噪声）链路与Charles通信。他们的目标是使Charles能够生成样本$Y^{n}$，以便三重$(X_{1}^{n},X_{2}^{n},Y^{n})$的PMF在总体变化上接近于$\prod p_{X_1 X_2 Y}$。此外，三方可以以速率$C$来分配共享的公共随机性。我们解决的问题，表征率三元组$(R_1,R_2,C)$，其中上述目标可以完成。我们建立在我们最近的研究结果，并提出了一个新的编码方案的基础上陪集代码。我们分析了它的信息理论性能，并推导出一个新的内界。我们确定的例子，推导出的内界被证明包含率三倍，是无法实现的，通过任何已知的非结构化代码为基础的编码技术。我们的研究结果建立在软覆盖的一个变种，它概括了其适用性的代数结构化的代码合奏。这为网络信息论中结构码的应用提供了新的思路。
2021-03-12 cs.IT math.IT
Optimum Achievable Rates in Two Random Number Generation Problems with $f$-Divergences Using Smooth Rényi Entropy
本文研究一般信源下信源可分辨性与内蕴随机性问题，利用平滑 Rényi 熵推导并推广关于 $f$-散度的一阶最优可达速率公式，揭示两类问题的对偶性。
2024-05-13 cs.IT math.IT
Universal Covertness for Discrete Memoryless Sources
考虑由具有未知分布$p_X$的离散无记忆源（DMS）发射的长度为$n$的序列$X^n$。我们的目标是构建一个无损的源代码，将$X^n$映射到一个序列$\widehat{Y}^m$的长度$m$是不可区分的，在Kullback-Leibler分歧，从另一个DMS发出的序列与已知的分布$p_Y$。主要结果是存在一种编码方案，该编码方案以等于$H(X)/H(Y)$的最佳比率$m/n$执行该任务，所述最佳比率是两个分布的香农熵的比率，因为$n$趋于无穷大。该编码方案通过基于类型的通用无损信源编码方案克服了由于缺乏关于$p_X$的知识而产生的挑战，该方案产生几乎均匀分布的序列作为输出，随后是另一种基于类型的编码方案，该编码方案联合执行信源可分辨性和通用无损信源编码。该结果恢复并扩展了以前的结果，假设$p_X$或$p_Y$均匀，或$p_X$已知。这些推广的代价是使用了具有消失率的普通随机性，其长度是$n$的对数。通过允许公共随机性大于$n$的对数但与$n$相比仍然可以忽略，还借助于极化码为二进制源提供了与主要结果对应的构造性低复杂度编码和解码。
2021-06-17 cs.IT math.IT
Performance of Lattice Coset Codes on Universal Software Radio Peripherals
我们考虑一个实验设置的三个USRP实现窃听通道，两个USRP是合法的球员爱丽丝和鲍勃，而第三个USRP是窃听者，其位置不同，我们评估信息泄漏。实验的信道接近慢衰落信道，并且使用晶格星座的陪集编码进行传输，允许在发射机处引入受控的随机性。模拟和测量结果表明陪集编码可以提供何种程度的机密性，作为夏娃的位置的函数，和随机使用的量。
2017-01-13 cs.IT math.IT
Efficient One-Way Secret-Key Agreement and Private Channel Coding via Polarization
我们介绍了显式方案的基础上的极化现象的任务的单向秘密密钥协商的公共随机性和私人信道编码。对于前一个任务，我们展示了如何使用公共随机性和不安全的单向通信来获得强安全密钥，使得密钥构造的复杂度在块长度上基本上是线性的，并且密钥产生的速率是最佳的，即，等于单向秘密密钥速率。对于后者的任务，我们提出了一个私人的信道编码计划，实现的保密能力，使用的条件下，强保密性和其编码和解码的复杂性再次基本上是线性的块长度。
2013-04-12 cs.CR cs.IT math.IT
Using Information Theory Approach to Randomness Testing
研究了二进制序列偏离随机性的检测问题，这对随机数（RNG）和伪随机数发生器（PRNG）是非常重要的。也就是说，我们考虑一个零假设$H_0$，一个给定的比特序列产生的伯努利源具有相等的概率为0和1和替代假设$H_1$，该序列是由一个平稳和遍历的源，它不同于$H_0$下的源。我们表明，数据压缩方法可以作为这样的测试的基础，并描述了两个新的随机性测试，这是基于通用编码的思想。已知的统计检验和建议的应用于测试PRNG。这些实验表明，新测试的能力比许多已知的算法更大。
2005-04-03 cs.IT math.IT
A Lower-bound for Variable-length Source Coding in Linear-Quadratic-Gaussian Control with Shared Randomness
在这封信中，我们考虑一个线性二次高斯（LQG）控制系统，反馈发生在一个无噪声的二进制信道，并获得最低限度的通信成本（通过信道比特率量化），以达到一个给定的控制性能所需的下限。我们假设，在每个时间步长，编码器可以通过信道将包含可变比特数的分组传送到控制器处的解码器。我们的系统模型提供了编码器和解码器共享随机性的可能性，就像使用抖动量化器的系统中的情况一样。我们定义了两个极端的无前缀的要求，可能会施加在消息包，这样的约束是有用的，因为它们允许解码器，并可能其他代理唯一地识别在一个在线的方式传输的结束。然后，我们推导出一个下界的无前缀编码的有向信息的速率，特别是我们表明，以前已知的绑定仍然保持在共享的随机性的情况下。我们概括了前缀约束放松时的界限，并得出结论与率失真制定。
2022-06-02 cs.IT cs.SY eess.SP
Staggered Quantizers for Perfect Perceptual Quality: A Connection between Quantizers with Common Randomness and Without
本文从量化器设计角度研究率-失真-感知框架，通过分析理想化设置解释抖动量化的优势，建立随机化与无公共随机性量化器的概念联系，提出基于交错量化器的RDP编码新程序。
2024-06-27 cs.IT math.IT
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。
2017-04-27 cs.IT math.IT
Embedding Information in Policy Randomness: Distribution-Preserving Implicit Communication in MDPs
Imperial College London（帝国理工学院）
本文提出PRAM编码方案，在不改变规定动作分布的前提下，通过调节随机策略的动作实现隐式通信，可渐近可靠解码消息，在多比特策略水印等应用中有效。
2026-10-14 cs.AI cs.IT math.IT
A Power Efficient Sensing/Communication Scheme: Joint Source-Channel-Network Coding by Using Compressive Sensing
我们提出了一个联合源信道网络编码方案，基于压缩感知原理，与AWGN信道（可能包括多址接入和广播）的无线网络，源表现出时间和空间的依赖性。我们的目标是在每个接收器的允许失真水平内提供源的重建。我们通过将源值随机投影到较低维空间来在每个源处执行联合源-信道编码。我们考虑满足限制特征值（RE）条件的源，以及更一般的源，网络的随机性允许映射到低维空间。我们的方法依赖于使用模拟随机线性网络编码。接收器使用压缩感知解码器来重建源。我们的关键见解是，压缩感知和模拟网络编码都保留了压缩感知解码所需的源特性。
2011-10-03 cs.IT math.IT
Private Index Coding
我们研究的基本问题，索引编码下的一个额外的隐私约束，要求每个接收器学习没有更多的信息收集超出其所需的消息从服务器和什么是可用的，它作为边信息。为了实现这种私人通信，我们允许使用一组独立的密钥，每个密钥都在一个用户子集中共享，并且服务器知道。我们的目标是研究的关键访问结构，使问题可行的属性，然后设计有效的编码和解码方案的大小的服务器传输以及大小的秘密密钥。我们称之为私有索引编码问题。我们首先描述使私有索引编码可行的关键访问结构。我们也给出了条件，以检查是否一个给定的线性计划是一个有效的私人索引码。对于多达三个用户，我们的特点是可行的服务器传输和关键速率的速率区域，并表明，所有可行的速率可以实现使用标量线性编码和分时，我们还表明，标量线性码是次优的四个接收器。在三个用户的情况下使用的外边界扩展到任意数量的用户，并被视为一个广义版本的著名的polymatroidal界的标准非私有索引编码。我们还表明，共同的随机性和私人随机性的存在并不改变率区域。此外，我们研究的情况下，没有密钥之间的用户共享，并提供了一些必要和充分条件的可行性，在这种设置下的一个较弱的隐私概念。如果服务器有能力多播到任何子集的用户，我们演示了如何使用这种灵活性，以提供隐私和表征所需的服务器多播的最小数量。
2020-05-30 cs.IT math.IT
Secure Distributed Storage: Rate-Privacy Trade-Off and XOR-Based Coding Scheme
我们考虑的问题，以分布式的方式存储数据在$T$服务器。我们要求数据（i）可从$T$服务器恢复，以及（ii）对任何$T-1$串通服务器保持私密性，其中隐私根据数据与$T-1$串通服务器上可用的所有信息之间的互信息进行量化。对于这个模型，我们确定（i）存储大小和所需隐私级别之间的基本权衡，（ii）编码器处所需的局部随机性的最佳量，以及（iii）仅依赖于XOR运算并且渐进地（与数据大小）匹配所发现的基本限制的显式低复杂度编码方案。
2020-05-28 cs.IT math.IT
Achieving the Capacity of any DMC using only Polar Codes
我们构造了一个信道编码方案，以实现任何离散的无记忆信道的容量仅基于极化编码的技术。特别是，我们展示了如何通过偏振源偏振和随机性提取可以采用“形状”均匀分布的i.i.d.随机变量转化为近似的独立同分布随机变量根据容量实现分布分布。然后，我们将该整形器与通过与信源编码的对偶构造的极化信道编码的变体相结合，以实现信道容量。我们的方案继承了极化编码的低复杂度的编码器和解码器。它在概念上不同于Gallager的方法实现能力，我们讨论了这两种方案的优点和缺点。AWGN信道的应用进行了讨论。
2012-08-27 cs.IT math.IT
Rateless codes for AVC models
任意变化信道（AVC）是一种信道模型，其状态由攻击者恶意选择。固定块长度编码假设对手能力的最坏情况，这导致悲观的结果。本文定义了一个可变长度的角度来看这个问题，可实现的速率取决于对手的实现行动。具体地，构造无比率码，其需要有限量的公共随机性。这些代码被构造为两种AVC模型。在第一种情况下，信道状态不能依赖于信道输入，而在第二种情况下，信道状态可以依赖于信道输入。作为一个副产品，随机化的编码能力的AVC的状态取决于所发送的码字被发现，并示出是可实现的少量的共同的随机性。使用基于列表解码的随机化策略证明了该模型的结果。
2009-10-05 cs.IT math.IT
The Rate-Distortion-Perception Tradeoff: The Role of Common Randomness
School of Electrical and Computer Engineering Cornell University（康奈尔大学电气与计算机工程学院）；Cornell University（康奈尔大学）
最近Blau和Michaeli以及Matsumoto提出了一种率失真感知（RDP）权衡。集中在与Li等人研究的分布保持有损压缩问题相一致的完美现实主义的情况下，提供了允许编码器和解码器之间的特定量的公共随机性的RDP折衷的编码定理。现有的RDP折衷是通过允许公共随机性的数量是无限的来恢复的。二次高斯的情况下，详细检查。
2022-02-08 cs.IT cs.LG eess.IV
Output-Constrained Lossy Source Coding With Application to Rate-Distortion-Perception Theory
本文分析了有限公共随机性下输出受限有损信源编码的失真率函数，在平方误差测度及高斯分布下求得显式表达式，并据此部分刻画了二次高斯率-失真-感知编码的信息论极限。
2024-03-21 cs.IT cs.LG math.IT
Equivalence perspectives in communication, source-channel connections and universal source-channel separation
从操作的角度来理解信源和信道编码之间的关系。这是基于一个问题直接减少到另一个使用随机编码（因此共同的随机性），但与所有以前的工作，不涉及任何功能计算，特别是，没有互信息计算。然后，这个结果被用来证明一个通用的信源信道分离定理的速率失真的背景下，普遍性是在一个复合的“一般通道的意义。''
2009-11-19 cs.IT math.IT
Optimal Neural Compressors for the Rate-Distortion-Perception Tradeoff
Department of Electrical and Systems Engineering, University of Pennsylvania（电气与系统工程系，宾夕法尼亚大学）
针对现有RDP最优压缩器缺乏低复杂度构造方案的问题，提出结合格型编码与共享抖动的低复杂度神经压缩器，证明其在两种共享随机性场景下的最优性，并通过实验验证了组件的性能增益。
2025-05-20 cs.IT cs.LG math.IT
Sparse IDMA: A Joint Graph-Based Coding Scheme for Unsourced Random Access
本文介绍了一种新的通信模式的无源，不协调的高斯多址接入问题。设想框架的主要组成部分如下。每个消息的编码位被分成两组。使用压缩感测方案来发送第一部分，而使用多用户编码方案来传送第二比特集合。压缩感测部分是回避问题的无源方面所带来的一些挑战的关键。压缩感知提供的信息被用来创建有助于联合解码的稀疏随机多址图。这种构造利用了从传统IDMA中吸取的经验教训，为无源设置及其固有的随机性创建低复杂度方案。在联合消息传递解码，该方案提供了现有的低复杂度的替代品相当的性能。数值模拟结果的支持。
2020-11-20 cs.IT math.IT
Universal Hashing for Information Theoretic Security
信息理论的安全方法需要利用自然界中存在的相关随机性来建立安全性。它使用信息论和编码工具，即使面对具有无限计算能力的对手，也能产生可证明的安全性。然而，这一方法在实践中的可行性取决于制定有效实施的计划。在这篇文章中，我们回顾了一类特殊的实用计划的信息理论安全，是基于2-泛散列族。秘密密钥协议和窃听编码的具体情况下被认为是，并确定一般的主题。窃听编码的方案是模块化的，可以很容易地实现，包括一个额外的预处理层在现有的传输代码。
2016-03-22 cs.IT math.IT
Coding Schemes for Achieving Strong Secrecy at Negligible Cost
我们研究的问题，实现强保密窃听信道在可以忽略不计的成本，在这个意义上保持相同的信道的整体通信速率没有保密约束。具体来说，我们提出并分析了两个源信道编码架构，其中保密性是通过复用公共和机密消息。在这两种情况下，我们的主要贡献是表明，可以实现保密而不损害通信速率，只需要随机性的渐近消失率。我们的第一个源信道编码架构依赖于修改后的窃听信道代码，其中使用源代码的输出执行随机化。相比之下，我们的第二个架构依赖于一个标准的窃听代码与修改后的源代码相结合，称为统一压缩代码，其中一个小的共享秘密种子被用来提高源代码输出的均匀性。我们对均匀压缩码进行了详细的分析，并描述了共享种子的最佳大小。
2016-12-05 cs.IT math.IT
On Secure Communication with Constrained Randomization
在本文中，我们调查如何限制在编码过程中的随机化影响的保密率可实现窃听信道。特别是，我们的特点的保密能力与一个有限的本地源的随机性和一个能力较低的窃听者的信道，这表明，有限的速率招致的保密率惩罚，但不排除保密。我们还讨论了一个更实际的方面，速率限制随机化的背景下，合作干扰。最后，我们表明，安全的通信是可能的随机性的非均匀源，这表明设计强大的编码方案的可能性。
2012-02-24 cs.IT math.IT
Covert Multi-bit LLM Watermarking: An Information Theory and Coding Approach
Georgia Institute of Technology（佐治亚理工学院）
本文提出基于信息论和编码的多比特大语言模型隐写方法，通过块自回归模型和极码算法实现高效隐写，实验显示在短词长下误码率低于10%。
2026-09-03 cs.IT math.IT
On Achievable Schemes of Interference Alignment in Constant Channels via Finite Amplify-and-Forward Relays
本文阐述了在恒定信道中通过有限放大转发（AF）中继实现干扰对齐的方案。考虑$K$源与$K$目的地通信，除了中继连接之外没有直接链路。继电器的总数是有限的。目标是实现所有用户对的干扰对齐，以获得其无干扰自由度的一半。一般来说，采用两种策略：在边缘编码和在中间编码，其中继电器表现出不同的角色。的贡献是，两个基本的和关键的元素被捕获，使在这个网络中的干扰对齐：信道随机性或相关性;子空间维度抑制。
2012-11-18 cs.IT math.IT
How Many Queries Will Resolve Common Randomness?
一组m个终端，观察相关的信号，交互式通信，以产生共同的随机性为一个给定的子集。只知道通信，有多少直接查询的价值共同的随机性将解决它？一个一般的上限，有效的任意信号字母表，开发了这样的查询的数量，通过使用查询策略，适用于所有常见的随机性和相关的通信。当底层信号是m个相关随机变量的独立且同分布的重复时，查询的数量可以是信号长度的指数。对于这种情况下，所提到的上限是紧的，并导致一个单字母的公式的最大查询指数，这与相应的多终端源模型的秘密密钥容量相一致。事实上，该上界构成了最优查询指数的强逆，并且还隐含了秘密密钥容量的新的强逆。一个关键的工具，估计一个大的概率集的Renyi熵的大小，单独解释，也作为一个无损块编码的结果，一般的来源。作为特例，它给出了离散无记忆源的经典结果。
2013-05-07 cs.CR cs.IT math.IT
Network Coding Multicast Key-Capacity
对于多源多终端无噪声网络，密钥分发问题涉及从网络源向其终端多播秘密密钥K的任务。如在安全多播网络编码中，在密钥传播问题中，源节点可以访问独立的随机性，并且由于网络是无噪声的，因此所得到的密钥K是源信息的函数。然而，与传统形式的多播不同，在密钥分发中，密钥K不需要由源消息组成，而是可以是在源处生成的信息的任何函数，只要它被所有终端共享。允许共享密钥K是源信息的混合物授予通信过程的灵活性，与传统的安全多播相比，这产生了增加密钥速率的潜力。多播密钥容量是可实现的密钥速率的上确界，服从共享密钥不泄露给具有预定义窃听能力的窃听者的安全要求。在过去的几十年里，在无记忆网络结构中，密钥分发问题（也称为秘密密钥-协议）已经得到了重要的研究。在这项工作中，我们开始在无噪声网络的背景下，即密钥传播的研究，网络编码在这种情况下，我们研究传统的安全组播和更宽松的密钥分发任务之间的异同。
2022-05-19 cs.IT math.IT
Constructive Approaches to Perception-Aware Lossy Source Coding: Information-Theoretic Guidelines
McMaster University（麦克马斯特大学）；Texas A&M University（德克萨斯农工大学）；University of Michigan（密歇根大学）
本文探讨了基于信息论原理的构造性方法，用于开发感知-aware的有损源编码，通过率-失真-感知理论指导设计可实现的编码方案，并通过实例说明关键概念和权衡。
2026-04-21 cs.IT math.IT
