Interference Alignment: From Degrees-of-Freedom to Constant-Gap Capacity Approximations
干扰对齐是多干扰链路通信中的关键技术。在几个这样的场景中，干扰对齐被用来表征信道的自由度。然而，这些自由度容量近似值通常太弱，无法准确预测有限信噪比（SNR）下的信道容量行为。本文的目的是显着加强这些结果表明，干扰对齐可以用来表征能力在一个恒定的差距。我们专注于真实的，时不变的，频率平坦的X通道。实现该信道的自由度的唯一已知解决方案是基于真实干扰对准或基于层选择方案。这些解决方案似乎都不足以为一个恒定的差距容量近似。在本文中，我们提出了一种新的通信方案，并表明它实现了高斯X信道的容量在一个恒定的间隙。为了帮助在这个过程中，我们开发了一种新的确定性信道模型。该确定性模型依赖于信道系数的0.5log（SNR）最高有效位，而不是仅依赖于传统确定性模型中使用的单个最高有效位。建议的确定性模型承认更广泛的可实现的计划，可以被翻译到高斯信道。对于这个确定性模型，我们找到了一个近似最优的通信方案。然后，我们将此方案的确定性信道的原始高斯X-通道，并表明，它实现了一个恒定的间隙内的容量。这是需要干扰对齐的一般全连接网络的第一个恒定间隙结果。
2013-04-17 cs.IT math.IT
Asymptotic Sum-Capacity of Random Gaussian Interference Networks Using Interference Alignment
我们考虑一个密集的n用户高斯干扰网络形成的成对的发射机和接收机放置在随机的欧几里德空间。在节点位置分布和信号衰减的自然条件下，证明了平均每用户容量C_Sigma/n依概率收敛于1/2 Elog（1 + 2SNR）。可扩展性的结果直接从结果的基础上提出的干扰对齐计划在最近的工作Nazer等人。我们的主要贡献来自通过相反的结果，动机的想法'瓶颈链接'在最近的工作Jafar开发。信息论的参数给出了这样的瓶颈链路的容量限制，概率计数参数显示有足够多的这样的链路，以紧密约束整个网络的总容量。
2010-06-02 cs.IT math.IT
Approximate Capacity of a Class of Partially Connected Interference Channels
我们推导出一类三用户部分连通干扰信道容量区域的内界和外界。我们专注于拓扑结构的影响，干扰对齐，干扰和噪声之间的相互作用。我们考虑的代表性信道是具有明显干扰对准增益的信道。对于这些通道，Z通道类型的外部边界紧密到与容量的恒定间隙内。我们提出了近最佳的可实现的方案的基础上率分裂和晶格对齐。
2017-02-13 cs.IT math.IT
Cross Subspace Alignment and the Asymptotic Capacity of $X$-Secure $T$-Private Information Retrieval
$X$ -安全和$T$ -私有信息检索（XSTPIR）是私有信息检索的一种形式，其中数据安全性被保证防止多达$X$服务器之间的共谋，并且用户的隐私被保证防止多达$T$服务器之间的共谋。XSTPIR的能力的特点是任意数量的服务器$N$，和任意的安全和隐私阈值$X$和$T$，在限制的消息数$K\rightarrow\infty$。如果是$N=3, X=T=1$或$N\leq X+T$，则容量还表征为任意数量的消息。从这些结果中得出的见解，对齐与解码噪声，依赖PIR率字段大小，和对称的安全约束的鲁棒性。特别地，交叉子空间对准的思想，即，在Reed-Solomon码参数之间引入子空间依赖性，成为对准不期望项同时保持期望项可解析的最佳方式。
2019-03-03 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
Time Interference Alignment via Delay Offset for Long Delay Networks
时间干扰对齐是干扰对齐的一种，它通过适当地错开网络的传输延迟来增加网络容量。在这项工作中，现有文献的分析是广义的，重点是在n维欧氏空间中的随机放置的用户的网络的自由度的计算。在发射机之间没有协调的基本情况下，可以导出和dof的解析表达式。如果传输延迟被协调，则在20%的情况下，时间干扰对准相对于正交接入方案产生额外的dof。还研究了卫星网络的潜在容量改进。
2011-11-14 cs.IT math.IT
Conditional Disclosure of Secrets: A Noise and Signal Alignment Approach
在有条件的秘密公开（CDS）问题中，Alice和Bob（各自持有一个输入和一个公共秘密）希望尽可能有效地向Carol公开秘密，当且仅当他们的输入满足某个函数。CDS的容量是总通信中每个比特可以安全公开的秘密的最大比特数。我们刻画的必要和充分条件的极端情况下，CDS的容量是最高的，等于1/2。对于容量小于1/2的最简单的例子，我们证明线性容量是2/5。
2020-02-13 cs.CR cs.IT math.IT
Towards a Constant-Gap Sum-Capacity Result for the Gaussian Wiretap Channel with a Helper
最近的研究表明，与一个助手的高斯窃听信道的总安全自由度是$\tfrac{1}{2}$。该结果的可实现方案基于真实干扰对准方法。虽然提供了一种显示自由度结果的好方法，但该技术具有依赖于Khintchine-Groshev定理的缺点，因此仅限于{ \it几乎所有通道增益}。这意味着存在无限多的信道增益，其中该方案失败。此外，真实干涉对准方法不能用于产生更强的恒定间隙结果。我们从信号尺度对准的角度来处理这个问题，并使用线性确定性模型作为第一近似。这里，我们可以示出对于某些信道增益参数的恒定间隙和容量。我们将这些结果转移到高斯模型中，并对结果进行了讨论。
2016-09-16 cs.IT math.IT
The Approximate Sum Capacity of the Symmetric Gaussian K-User Interference Channel
干扰对齐已成为分析多用户网络的一个有力工具。尽管最近取得了相当大的进展，但高斯K用户干扰信道的容量区域通常仍然是未知的，部分原因是与使用格码的信号尺度上的对准相关联的挑战。本文提出了一种新的框架格干涉对齐，计算和转发的方法的基础上。在该框架内，每个接收器通过首先恢复具有整数值系数的发送码字的两个或更多个线性组合并且然后求解这些方程以得到其期望的码字来进行解码。对于对称信道增益的特殊情况下，这个框架是用来推导高斯干扰信道的近似和容量，直到一个明确定义的中断集的信道增益。关键的贡献是从弱到强干扰机制的容量下限，其中每个接收机应该联合解码其自己的码字以及部分干扰码字。作为分析的一部分，它表明，解码的码字的K个线性组合可以接近的K用户高斯多址信道的总容量高达不超过Klog（K）/2比特的间隙。
2014-03-19 cs.IT math.IT
Wireless-Powered Two-Way Relaying with Power Splitting-based Energy Accumulation
本文研究了一种无线供电的双向中继网络（WP-TWRN），其中两个源在一个放大转发（AF）中继的帮助下交换信息。与传统的双向继电器网络相反，我们考虑AF继电器没有嵌入式能源供应的情况，它配备了能量收集单元和可充电电池。因此，它可以在帮助转发信息之前积累从两个来源的信号中收集的能量。在本文中，我们开发了一个基于功率分裂的能量积累（PS-EA）计划所考虑的WP-TWRN。为了确定中继是否已经积累了足够的能量，我们为中继设置预定义的能量阈值。当累积的能量达到阈值时，中继将接收到的信号功率分成两部分，一部分用于能量收集，另一部分用于信息转发。如果在中继器处存储的能量低于阈值，则所有接收到的信号功率将在中继器的电池处累积。通过将中继的有限容量电池建模为有限状态马尔可夫链（MC），我们推导出了Nakagami-m衰落信道上所提出的PS-EA方案的系统吞吐量的封闭形式的表达式。数值结果验证了我们的理论分析，并表明所提出的PS-EA方案优于传统的基于时间切换的能量累积（TS-EA）方案和现有的无能量累积的功率分配方案。
2016-08-05 cs.IT math.IT
Signal Space Alignment for the Gaussian Y-Channel
考虑一个由三个节点和一个中继器组成的多路通信网络。这个所谓的Y信道中的三个节点经由中继以双向方式彼此通信。研究这种设置很重要，因为它是表征大型网络容量的重要里程碑。提出了一种用于高斯Y信道的传输策略，该策略模仿了先前考虑的用于Y信道的确定性近似的方案。即，使用使用嵌套格码和格对齐的方案来执行网络编码。引入了一种新的操作模式，命名为“循环通信”，有趣的是，这是一个重要的组成部分，用于实现高斯Y信道的容量区域内的一个恒定的间隙。
2012-07-02 cs.IT math.IT
Hybrid Channel Pre-Inversion and Interference Alignment Strategies
在本文中，我们考虑的MIMO干扰信道的干扰对齐和信道预反转的概念相结合的策略。用户协作形成数据共享组，使他们能够清除组内的干扰，而干扰对齐用于清除组间的干扰。为了提高我们的计划在有限的SNR的能力，我们建议的用户组反转他们的子信道使用正则化Tikhonov逆。我们提供了一个新的光滑的最佳Tikhonov参数的推导，并使用随机矩阵理论提供了一个显式的公式的信干噪比的大小的系统的增加，我们相信这是一个新的结果。对于每一个可能的分组K = 4个用户与N = 5个天线，我们完全分类的自由度时，每个用户使用这种混合方案，并构建显式的干扰对齐策略，最大化的总和自由度。最后，我们提供了模拟结果，计算遍历能力的方案。
2015-01-31 cs.IT math.IT
Ergodic Interference Alignment
针对时变衰落的K用户干扰信道，提出了一种新的通信策略--遍历干扰对齐。在任何特定的时间，每个接收器将看到发射信号加上噪声的叠加。这种情况的标准方法导致每个发射机-接收机对实现与其无干扰遍历容量的1/K成比例的速率。然而，给定两个精心选择的时间索引，来自干扰用户的信道系数可以被精确地抵消。通过将这两个观测值相加，每个接收机可以在没有任何干扰的情况下获得其所需的信号。如果信道增益具有独立的、均匀的相位，则该技术允许每个用户在任何信噪比下实现至少1/2的无干扰遍历容量。现有的干扰对准技术只能在信噪比趋于无穷大时才能达到这种性能。扩展的情况下，每个接收器希望从一个以上的发射机的消息，以及“X通道”的情况下（有两个接收器），每个发射机有一个独立的消息，每个接收器。最后，它是如何推广这种策略超越高斯信道模型。对于一类有限域干扰信道，该方法得到了遍历容量域。
2012-06-16 cs.IT math.IT
A Discrete Time-Switching Protocol for Wireless-Powered Communications with Energy Accumulation
本文研究了一个无线供电的通信网络（WPCN）设置与一个多天线接入点（AP）和一个单天线源。假设AP连接到外部电源，而源没有嵌入式能源供应。但是，该源可以从AP发送的射频（RF）信号中获取能量，并将其存储起来以供未来的信息传输。我们开发了一个离散的时间交换（WPCN）协议所考虑的WPCN。在所提出的协议中，在每个传输块期间执行能量收集（EH）或信息传输（IT）操作。具体地，基于源和AP之间的信道状态信息（CSI），源可以确定无中断IT操作所需的最小能量。如果源的剩余能量足够，则源将开始IT阶段。否则，EH阶段被调用，并且源累积所收集的能量。为了表征所提出的协议的性能，我们采用了离散马尔可夫链（MC）的能量积累过程在源电池建模。推导出了该协议的平均吞吐量的封闭形式的表达式。数值结果验证了我们的理论分析，并表明，建议的GPRS协议大大优于现有的收获，然后发送协议时，在源的电池容量是大的。
2015-12-10 cs.IT math.IT
Exploiting Energy Accumulation Against Co-channel Interference in Wireless Energy Harvesting MIMO Relaying
研究了三节点多输入多输出中继系统中多天线中继处存在同信道干扰的情况。与传统的中继网络相反，我们考虑的情况下，中继是一个能量收集（EH）节点，并没有嵌入式能源供应。但它配备了可充电电池，以便它可以从源和共信道发射器发送的RF信号中收集和积累所收集的能量，以支持其操作。利用所考虑的系统的固有特性，我们开发了一种新的累积然后转发（ATF）协议，以消除CCI的有害影响。在所提出的ATF方案中，在每个传输块的开始处，中继可以选择EH操作以从源和CCI获取能量，或者信息解码（ID）操作以在遭受CCI的同时解码和转发源的信息。具体地，仅当中继站处的累积能量可以支持第二跳中的无中断传输时才激活ID操作。否则，在继电器处调用EH操作以收集和积累能量。通过建模的中继有限容量电池作为一个有限状态马尔可夫链（MC），我们推导出一个封闭的形式表示的系统吞吐量的建议ATF计划在混合Nakagami-m和瑞利衰落信道。数值结果验证了我们的理论分析，并表明所提出的ATF格式的能量积累显着优于现有的一个没有能量积累。
2016-09-29 cs.IT math.IT
The Alignment Bottleneck
Independent Researcher（独立研究者）
本文将语言模型反馈对齐建模为容量受限的信息信道级联，提出容量耦合的对齐性能区间，证明仅增加标签无法突破容量瓶颈，并指出复杂目标需要随 log M 增长的容量，从而将对齐重新定义为接口工程问题。
2025-09-19 cs.AI cs.IT cs.LG
Demo: Non-classic Interference Alignment for Downlink Cellular Networks
我们的演示旨在证明最近提出的干扰管理方案的概念，该方案在没有复杂协调的情况下减少下行链路中的小区间干扰，称为非经典干扰对齐（IA）方案。我们假设一个主基站（BS）需要服务三个用户设备（UE）而另一个BS正在引起干扰的情况。主要目标是构建对准方案;即，每个UE估计主信道系数和受干扰信道系数，计算由干扰BS丢弃的最佳无干扰方向，并将它们反馈给主BS，主BS进而应用调度以选择最佳的无小区间干扰方向。一旦该方案被建立，我们就能够测量下行干扰信道的总容量。我们运行该计划在CorteXlab;位于法国里昂的一个控制硬件设施，具有远程可编程无线电和多节点处理能力，我们说明了不同的信道实现可实现的容量增益。
2015-11-04 cs.IT math.IT
Interference-Alignment and Soft-Space-Reuse Based Cooperative Transmission for Multi-cell Massive MIMO Networks
干扰对齐（IA）作为一种革命性的无线传输策略，可以提高小区边缘用户的容量。然而，在大规模MIMO系统中，用于IA的全局信道状态信息（CSI）的获取导致不可接受的开销。为了解决这个问题，在本文中，我们提出了一个IA和软空间复用（IA-SSR）的两阶段预编码框架下的合作传输方案。具体地，小区中心和小区边缘用户被分开处理以充分利用空间自由度（DoF）。然后，最优的功率分配策略，以最大化网络的总容量。接下来，一个低成本的信道估计器的建议IA-SSR框架的设计。最后讨论了IA-SSR实施中的一些实际问题。最后，大量的数值结果表明所提出的算法的有效性。
2017-06-16 cs.IT math.IT
The Ergodic Capacity of Phase-Fading Interference Networks
我们确定了等强度干扰链路作为$K$用户相位衰落干扰网络的遍历和容量的瓶颈的作用，即，一种干扰网络，其中衰落过程主要限于独立和均匀的相位变化，而信道幅度在时间上保持固定。它示出，即使有$K(K-1)$交叉链路，只有约$K/2$不相交和相等强度的干扰链路足以确定网络的容量，而不管其余的交叉信道的强度。此方案称为\emph{minimal bottleneck state}。结果表明，遍历干扰对齐是容量最优的网络在一个最小的瓶颈状态。结果适用于大型网络。结果表明，大型网络接近瓶颈状态的概率很高，所以遍历干扰对齐是接近最优的大型网络。瓶颈状态的概念的局限性也突出了通道的相位和幅度随时间变化。通过一个例子表明，对于这些信道，跨不同瓶颈状态的联合编码使得规避容量瓶颈成为可能。
2012-03-10 cs.IT math.IT
On the Feedback Capacity of the Fully Connected $K$-User Interference Channel
考虑具有全连接拓扑的对称K用户干扰信道，其中（a）每个接收机受到来自所有其他（K-1）个发射机的干扰，并且（b）每个发射机具有来自其相应接收机的因果和无噪声反馈。广义自由度（GDoF）的数量用α表示，其中干扰噪声比（INR）由INR=SNR^α给出。结果表明，该网络的每个用户的GDoF与带反馈的2用户干扰信道的GDoF相同，除了α=1，反馈的存在对GDoF没有帮助。该网络提出的编码方案，称为合作干扰对齐，是基于两个关键成分，即，干扰对齐和干扰解码。此外，当SNR和INR彼此相距较远时，对网络的对称反馈能力提供了近似的表征。
2012-12-21 cs.IT math.IT
On Multiuser Gain and the Constant-Gap Sum Capacity of the Gaussian Interfering Multiple Access Channel
最近的研究已经示出了对于几种信道模型（例如，两用户高斯干扰信道（G-IC）、k用户G-IC或高斯X信道）在恒定比特间隙内的总容量结果。这激发了对干扰受限的多用户信道（例如，高斯干扰多址接入信道（G-IMAC））的研究。具有干扰的网络通常需要使用干扰对齐（IA）作为实现网络的上界的技术。鉴于恒定间隙容量结果，一种有前途的方法是一种特殊形式的IA，称为信号尺度对准，它适用于时不变，频率平坦，单天线网络。然而，到目前为止，结果仅限于多对一干扰信道和高斯X信道。为了在这方面取得进展，我们调查的信号规模IA计划的G-IMAC和目的是显示一个恒定的间隙容量的G-IMAC的结果。我们推导出下三角确定性（LTD）-IMAC的常数间隙和容量近似，并看到LTD模型可以克服线性确定性模型的困难。我们表明，该计划可以被翻译为高斯IMAC，他们实现容量在一个恒定的差距。我们表明，多用户增益是可能的，在整个制度，并提供了一个新的看看蜂窝干扰信道。
2017-05-12 cs.IT math.IT
Nonlinear Interference Alignment in a One-dimensional Space
实干涉对齐在将时不变信道上的一维空间分解成分数维方面是有效的。因此，可以以分数自由度（DoF）同时发送多个符号。特别感兴趣的是当一维空间被划分为两个分数维时。在这种情况下，干扰信号被限制到一个子空间，而预期信号被限制到另一个子空间。现有的真实干扰对齐方案在高信噪比时不变信道下实现了接近容量的性能。然而，这样的技术在有限SNR下产生差的可实现速率，这从实际的角度来看是令人感兴趣的。在本文中，我们提出了一个全新的非线性干扰对齐技术，我们称之为干扰溶解（ID）。ID允许将一维空间分解为两个分数维，同时在整个SNR范围内实现接近容量的性能。这是通过逐信号对齐信号来实现的，而不是通过通道对齐信号。我们通过考虑时不变MISO信道来引入ID。该通道具有一维空间并提供一个自由度。我们表明，通过分解成两个子空间的一维空间，ID实现了每通道使用两个符号的速率，同时为每个符号提供$\frac{1}{2}$自由度。我们分析了所提出的ID方案的性能方面的可达速率和符号出错率。在表征ID的可实现的速率为整个SNR范围内，我们证明，假设高斯信号，总和可实现的速率是最多一个比特远离容量。我们提出了数值例子来验证理论分析。我们还比较了ID的性能方面的可实现的速率性能，现有的计划，并证明ID的优越性。
2016-08-05 cs.IT math.IT
On the Benefits of Edge Caching for MIMO Interference Alignment
在这方面的贡献，我们联合调查的好处缓存和干扰对齐（IA）在多输入多输出（MIMO）干扰信道有限的回程容量。特别地，总平均传输速率被导出为各种系统参数的函数，诸如回程链路容量、高速缓存大小、活动发射机-接收机对的数量以及用于信道状态信息（CSI）的量化比特。考虑到基站都配备了缓存和IA功能，并有知识的内容流行度配置文件的事实，然后，我们的特点的缓存是有益的操作制度。随后，我们找到最佳数量的发射机-接收机对，最大限度地提高总的平均传输速率。当所请求的内容的流行度简档落入操作机制时，事实证明，高速缓存大大提高了吞吐量，因为它减轻了回程使用，并允许IA方法利用这种有限的回程。
2015-06-16 cs.IT math.IT
Semantic Rate-Distortion for Bounded Multi-Agent Communication: Capacity-Derived Semantic Spaces and the Communication Cost of Alignment
本文研究多智能体在受限通信下的语义率-失真问题，提出基于容量导出的语义空间，并探讨通信对齐的成本与结构相变。
2026-04-10 cs.AI cs.IT math.IT
Interference Alignment and a Noisy Interference Regime for Many-to-One Interference Channels
我们研究离散无记忆多对一干扰信道的容量，即，K个用户干扰信道，其中只有一个接收机面临干扰。对于一类多对一干扰信道，我们识别噪声干扰状态，即，其中随机编码和将干扰作为噪声来处理实现总容量的方案。专门我们的结果高斯MIMO多对一干扰信道，这是一类信道的特殊情况下考虑，我们得到新的容量结果。首先，我们扩展了嘈杂的干扰制度，以前研究的（多对一）干扰信道的平均功率约束的输入，更一般的一类输入。这个更一般的类别包括输入被限制为固定有限大小星座（如PSK或QAM）的实际情况。其次，我们扩展噪声干扰的结果，以前研究在SISO干扰信道与全信道状态信息（CSI）在所有节点，MIMO和并行高斯多对一干扰信道，衰落高斯多对一干扰信道没有CSI在发射机。虽然多对一的干扰信道需要干扰对齐，这反过来又需要结构化的代码一般，我们认为，在嘈杂的干扰制度，干扰是隐含地对齐随机编码，而不管输入分布。作为我们研究的副产品，我们确定了第二类多对一干扰信道（尽管是确定性的），其中随机编码是最佳的（尽管干扰不被视为噪声）。在这第二类信道中随机编码的最优性是由于干扰可分辨性条件，该干扰可分辨性条件排除干扰对准，因此消除了对结构化码的需要。
2009-12-15 cs.IT math.IT
On the Deterministic Sum-Capacity of the Multiple Access Wiretap Channel
我们研究了两个用户多址窃听信道的确定性近似。这种近似使得结果超出了最近显示的$\tfrac{2}{3}$安全自由度（s.d.o.f.）高斯多址接入信道当s.d.o.f.通过真实干涉对准获得，我们的方法使用信号尺度对准。我们展示了一个可实现的方案，这是独立的信道增益的合理性。此外，我们的结果可以区分信道强度，特别是两个用户之间，并建立一个保密率依赖于这种差异。我们可以证明，由此产生的可实现的保密率趋于s.d.o.f.用于使信道增益差消失。此外，我们扩展了s.d.o.f.约束到一个一般的约束不同的信道强度，并表明我们的可实现的方案达到一定的信道增益参数的约束。我们相信，我们的分析是高斯多址窃听信道的恒定间隙分析的第一步。
2017-01-25 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
Generic Correlation Increases Noncoherent MIMO Capacity
本文研究了MIMO瑞利块衰落信道在非相干环境下的高信噪比容量，在这种环境下，发送端和接收端都没有先验的信道状态信息。我们表明，当接收天线的数量足够大，每个块内的时间相关性是“通用的”（在干扰对齐文献中使用的意义），容量pre-log由T（1-1/N）T<N，其中T表示发射天线的数量和N表示块的长度。与广泛使用的恒定块衰落信道（其中每个块内的衰落是恒定的）的比较表明，对于大的块长度，通用相关性将容量预对数增加约四倍。
2013-06-05 cs.IT math.IT
Eigen-Direction Alignment Based Physical-Layer Network Coding for MIMO Two-Way Relay Channels
在本文中，我们提出了一种新的通信策略，将物理层网络编码（PNC）到多输入多输出（MIMO）的双向中继信道（TWRC）。该方案的核心是一种新的关键技术，称为特征方向对齐（EDA）预编码。EDA预编码有效地将两个用户的本征模式对齐到相同的方向。在此基础上，我们对对齐的本征模进行了多流PNC。我们推导出一个可实现的速率的建议EDA-PNC计划，嵌套格码的基础上，在MIMO TWRC。渐近分析表明，所提出的EDA-PNC方案的容量上限的用户天线的数量增加到无穷大。对于有限数量的用户天线，我们制定的最佳EDA预编码器的设计准则和目前的解决方案。数值结果表明，在中到大信噪比区域，所提出的EDA-PNC方案的可实现速率和MIMO TWRC的容量上限之间只有一个边际差距。我们还表明，拟议的EDA-PNC方案显着优于现有的放大和转发和解码和转发的MIMO TWRC为基础的计划。
2012-05-29 cs.IT math.IT
The Practical Challenges of Interference Alignment
干扰对齐（IA）是一种革命性的无线传输策略，可以减少干扰的影响。干扰对齐的思想是协调多个发射机，使得它们的相互干扰在接收机处对齐，从而促进简单的干扰消除技术。自IA的成立以来，研究人员已经调查了它的性能，并提出了改进，验证IA的能力，以实现最大的自由度自由度（和容量的近似值）在各种设置，开发算法确定对齐解决方案，并推广传输策略，放松需要完美的对齐，但产生更好的性能。本文概述了干扰对齐的概念，并对实际问题进行了评估，包括在实际传播环境中的性能、信道状态信息在发射机中的作用以及干扰对齐在大型网络中的实用性。
2012-06-21 cs.IT math.IT
Interference Alignment in Dense Wireless Networks
我们考虑任意密集的无线网络，其中$n$节点被放置在一个任意（确定性）的方式在一个正方形区域的单位面积和高斯衰落信道相互通信。我们提供的$n\times n$维单播和$n\times 2^n$维多播容量区域这样的无线网络的内部和外部边界。这些内部和外部边界仅相差一个因子$O(\log(n))$，从而产生整个区域的相当紧密的缩放特性。实现内边界的通信方案使用干扰对齐作为核心技术，并且至少在概念上是令人惊讶的简单。
2011-01-19 cs.IT math.IT
Improved Torn Paper Coding via Local Alignment
Washington University in St Louis（华盛顿大学）
针对碎纸信道中全局对齐丢弃短片段导致速率低的问题，提出基于局部对齐的编码方案，通过仅利用局部信息确定片段位置，显著提升速率，并推广到带丢失碎片的碎纸编码模型。
2026-06-08 cs.IT math.IT
The Approximate Capacity of the Many-to-One and One-to-Many Gaussian Interference Channels
最近，Etkin，Tse和Wang发现两用户高斯干扰信道的容量区域在1比特/秒/赫兹之内。一个自然的目标是将这种方法应用到具有任意数量的用户的高斯干扰信道。我们朝着这个目标取得进展，找到的能力区域的多对一和一对多高斯干扰信道内的一个恒定的比特数。结果利用确定性模型来提供对高斯信道的洞察。确定性模型明确了信号尺度的维数。出现了一个中心主题：使用格码在信号尺度上对齐干扰信号。
2008-09-21 cs.IT math.IT
The Deterministic Sum Capacity of a Multiple Access Channel Interfering with a Point to Point Link
本文利用线性确定性近似模型研究了两用户多址信道与点对点链路之间的相互干扰，这代表了蜂窝系统的基本结构。我们推导出可实现的和速率的外界，并构造实现外界的编码方案。对于大的参数范围，和容量等于通过使多址信道中的较弱用户静默而获得的干扰信道的和容量。对于其他干扰配置，可以使用干扰对准来增加总速率，干扰对准利用了多址信道中用户的信道增益差。从这些结果中，推导出高斯对应的广义自由度的下界。
2011-05-11 cs.IT math.IT
Optical Intelligent Reflecting Surface Assisted MIMO VLC: Channel Modeling and Capacity Characterization
虽然多天线或所谓的多输入多输出（MIMO）传输已经成为过去几代基于射频（RF）的无线通信系统的使能技术，但是其在可见光通信（VLC）中的应用仍然面临着严峻的挑战，因为在VLC信道中由于其强空间相关性而难以获得MIMO空间复用增益。在本文中，我们解决这个问题，部署在环境中的光学智能反射表面（OIRS），以提高MIMO VLC的能力。首先，基于VLC中的极近场信道条件，我们提出了一种新的OIRS辅助MIMO VLC的信道模型，并揭示了其特有的“无串扰”特性，其中OIRS反射元件可以分别配置为与一对发射天线和接收天线对准，而不会相互产生串扰。接下来，我们在不同的实际功率约束下表征OIRS辅助的MIMO VLC容量，然后通过联合优化OIRS元件对准和发射机发射功率来最大化它们。特别是，对于优化OIRS元件对齐，我们提出了两种算法，即位置辅助的邻近点算法和基于log-det的交替优化算法，以平衡性能与复杂度的权衡，而最佳发射机发射功率以封闭形式导出。数值结果表明，OIRS辅助的MIMO VLC比无OIRS的VLC容量有明显的提高，并且与基线方案相比，该算法具有更好的性能.
2023-02-08 cs.IT math.IT
Improving the Secrecy of Distributed Storage Systems using Interference Alignment
针对无线干扰信道，采用干扰对齐的方法生成再生码，实现了分布式存储系统的割集界。这些代码提供了数据的可靠性，并执行有效的精确的节点修复时，一些节点失败。干扰对齐作为一个概念，对于提高最小存储再生（MSR）码中失效节点的修复效率尤为重要。此外，它可以提高存储的数据在被动入侵者存在的安全性。在本文中，我们构建了一个新的代码弹性的威胁模型，一个被动的窃听者可以访问存储在一个子集的节点和下载的数据在修复过程中的一个子集的故障节点的数据。我们实现了一个最佳的保密容量的新显式构造的MSR干扰对齐码。因此，我们表明，窃听者获得零信息从存储在分布式存储的原始消息，我们实现了完美的保密。
2018-01-05 cs.IT math.IT
Delay-rate tradeoff for ergodic interference alignment in the Gaussian case
在干扰对准中，共享无线信道的用户各自能够实现高达非干扰信道容量的一半的数据率，而不管用户的数量。在遍历设置中，这通过配对互补信道实现来实现，以便放大信号并消除干扰。然而，该方案在解码消息符号时可能有大的延迟。我们表明，延迟可以通过使用潜在的两个以上的通道实现的输出，虽然数据率可能会降低。我们进一步展示了通过分时策略的速率和延迟之间的权衡。我们的分析考虑高斯信道;扩展到有限场信道也是可能的。
2010-10-01 cs.IT math.IT
Operator-Based Information Theory for Imaging: Entropy, Capacity, and Irreversibility in Physical Measurement Systems
Future Technology Centre, School of Electrical and Mechanical Engineering, University of Portsmouth（朴茨茅斯大学电气与机械工程学院未来技术中心）
本文提出基于算子的信息理论框架，用于分析成像系统中的熵、容量和不可逆性，为理解物理限制和后续算法发展提供基础。
2025-12-16 cs.IT eess.IV math.IT
MIMO Interference Alignment in Random Access Networks
在本文中，我们分析了一个多输入多输出（MIMO）干扰信道中的节点是随机分布在一个平面上的空间泊松簇点过程。每个簇使用干扰对齐（IA）来抑制簇内干扰，但与大多数IA工作不同的是，我们不会忽略簇间干扰。我们还将信道状态信息的准确性与节点之间的距离联系起来，即CSI的质量随着距离的增加而降低。考虑到训练和反馈开销，我们推导出这种MIMO IA ad hoc网络的传输容量，然后将其与开环（干扰盲）空间复用进行比较。最后，我们提出了示例性的系统设置，其中空间复用优于IA由于不完美的信道状态信息或非对齐的簇间干扰。
2012-07-19 cs.IT math.IT
Capacity Achieving Torn Paper Codes
Washington University in St Louis（华盛顿大学圣路易斯分校）
针对撕纸信道现有译码方案的局限，提出多级导频回收的撕纸码构造，以随机线性码实现该信道容量，降低译码复杂度并支持更短片段对齐
2026-09-09 cs.IT math.IT
Interference Alignment for Secrecy
研究了保密约束下的频率/时间选择性$K$ -用户高斯干扰信道。两个不同的模型，即干扰信道与机密消息和一个外部窃听者，进行了分析。这两种模型之间的关键区别是缺乏关于外部窃听者的信道状态信息（CSI）。使用干扰对齐与保密预编码，它表明，每个用户可以实现非零安全的自由度（DoF）的两种情况下，自由度。更确切地说，所提出的编码方案在机密消息模型中实现了每个用户的$\frac{K-2}{2K-2}$安全DoF { \em具有概率1}。对于外部窃听者的情况下，另一方面，它表明，每个用户可以实现$\frac{K-2}{2K}$安全的自由度{ \em在遍历设置}。值得注意的是，这些结果建立了干扰对无线网络的保密容量区域的{ \em积极影响}。
2008-10-07 cs.IT math.IT
Capacity Results for Intermittent X-Channels with Delayed Channel State Feedback
本文刻画了具有间歇连接和延迟信道状态反馈的无噪声X信道容量区域，提出新外界与机会性传输策略，并通过交织干扰信道和多播信道的容量可达方案实现外界。
2025-02-04 cs.IT math.IT
Computation in Multicast Networks: Function Alignment and Converse Theorems
网络编码理论中的经典问题考虑多播网络上的通信。多个发射机向多个接收机发送独立的消息，接收机解码同一组消息。在这项工作中，计算多播网络被认为是：每个接收器解码相同的功能的原始消息。对于可数无限类两发送两接收单跳线性确定性网络，给出了其计算容量为Bernoulli源的线性函数（模2和）的特征.受网络中干扰对齐的几何概念的启发，提出了一种新的可实现的编码方案，称为函数对齐。建立了一个新的逆定理，它比割集上的界和基因辅助上的界更严密。多播网络上的计算（与通信）需要额外的分析，以考虑多个接收器共享网络的计算资源。我们还开发了一个网络分解定理，确定基本的并行子网络，可以构成一个原始的网络，而不会失去最优性。分解定理提供了一个概念上更简单的代数证明的可扩展性，推广到$L$ -发射机$L$ -接收机网络。
2016-02-17 cs.IT math.IT
Generalized Interference Alignment --- Part I: Theoretical Framework
干扰对齐（IA）由于能够在干扰网络上实现最优的信噪比容量缩放，引起了人们极大的研究兴趣。IA最近也成为一个有效的工具，在工程干扰的保密保护无线窃听网络。然而，尽管有许多致力于IA的作品，但其两个基本问题，即，可行性条件和收发器设计在文献中没有完全解决。在这两部分的文件中，提出了一种广义干扰对齐（GIA）技术，以提高IA的保密保护能力。第一部分首先建立了一个理论框架来分析GIA的两个基本问题，然后在第二部分中描述了GIA在大规模随机网络中的性能，以说明GIA如何有利于保密保护。GIA的理论框架采用代数几何中的方法论，确定了GIA可行的充要条件，并给出了一组求解GIA问题的算法。该框架为全球影响评估的制定和实施奠定了基础。
2015-03-21 cs.IT math.IT
Multiple Unicast Capacity of 2-Source 2-Sink Networks
我们研究了有线和无线多跳网络中多个单播的总容量。对于2个源节点和2个汇聚节点，总共有4个独立的单播会话（消息），每个源节点到每个汇聚节点（此设置也称为X网络）。对于具有任意连通性的有线网络，总容量仅通过路由来实现。对于无线网络，我们探索的自由度（DoF）的多跳X网络的分层结构，允许任意数量的跳，和任意连接内的每一跳。对于在每层中存在不超过两个中继节点的情况，基于网络的连通性，对于几乎所有的信道系数值，DoF只能取值1、4/3、3/2或2。当在每层中存在任意数量的中继器时，DoF也可以取值5/3。可扩展性方案包括线性转发、干扰对齐和对齐干扰中和原理。基于线性维数计算的直观性，构造了网络连通性的信息论逆命题。
2011-04-05 cs.IT math.IT
Mobile Lattice-Coded Physical-Layer Network Coding With Practical Channel Alignment
物理层网络编码（PNC）是一种利用重叠传输来提高无线中继网络吞吐量的通信模式。PNC研究的一个高潮是从理论上证明了利用格码的PNC可以接近双向中继网络（TWRN）的信息论容量，其中两个端节点通过中继节点进行通信。容量不能通过时分或直接网络编码的常规方法来实现。然而，许多实际的挑战，仍然有待解决之前，格编码PNC的全部潜力可以实现。两大挑战是：为了在格型编码PNC中获得良好的性能，同时发送节点的信道必须对齐;为了使格型编码PNC实用，必须降低发送器处的格型编码和接收器处的格型解码的复杂性。我们解决这些挑战，并实现了第一格编码的PNC系统的软件定义的无线电平台。具体来说，我们设计并实现了一个低开销的信道预编码系统，准确地对齐分布式节点的信道。在我们的实现中，节点只使用低成本的温度补偿振荡器-随之而来的挑战是，与使用昂贵的振荡器相比，必须更频繁、更准确地进行信道对齐。低开销和精确的信道对准通过以下方式实现：（1）在FPGA上实现的信道预编码系统，以实现信道状态信息的快速反馈;（2）高精度的载波频率偏移估计方法;以及（3）部分反馈信道估计方法，其显著减少从接收机到发射机的反馈信息，用于在发射机处进行信道预编码。为了降低格编码和解码的复杂性，我们采用低密度格码用于PNC系统。
2017-08-22 cs.IT cs.NI math.IT
GCSA Codes with Noise Alignment for Secure Coded Multi-Party Batch Matrix Multiplication
考虑了一个安全的多方批量矩阵乘法问题（SMBMM），其目标是通过将计算分布在S个服务器上，使Master能够高效地计算两批大规模矩阵的两两乘积.任何X共谋服务器都不会获得关于输入的任何信息，主服务器也不会获得关于产品之外的输入的任何额外信息。基于交叉子空间对齐码，提出了一种带噪声对齐的广义交叉子空间对齐码（GCSA-NA）。SMBMM的现有技术解决方案是由Nodehi和Maddah-Ali提出的称为多项式共享（PS）的编码方案。GCSA-NA在几个关键方面优于PS代码-更高效和安全的服务器间通信，更低的延迟，灵活的服务器间网络拓扑，高效的批处理，以及对落伍者的容忍度。噪声对齐的思想也可以与N源交叉子空间对齐（N-CSA）码和快速矩阵乘法算法（如Strassen构造）相结合。此外，噪声对齐可以应用于对称安全私有信息检索，以实现渐近容量。
2020-09-06 cs.CR cs.DC cs.IT
Quantum capacity amplification via privacy
Institute for Quantum Computing, University of Waterloo（滑铁卢大学量子计算研究所）；Department of Applied Mathematics, University of Waterloo（滑铁卢大学应用数学系）；Perimeter Institute for Theoretical Physics（理论物理前沿研究所）
本文通过私有信道研究量子容量放大，提出基于Holevo信息的充分条件，给出具体阈值，并构造量子容量消失但私有容量无界的信道，证明容量放大与反降解信道集合的度量分离。
2025-10-28 cs.IT math-ph math.IT
