Wireless Network Coding with Imperfect Overhearing
网络编码不仅是实现单会话多播网络的容量所必需的，它还可以帮助提高具有多个单播会话的无线网络的吞吐量时，偷听到的信息是可用的。以往的研究大多是通过使用完美的偷听信息来实现这种改进，而在实际中，特别是在无线网络中，偷听信息往往是不完美的。到目前为止，还不清楚网络编码是否仍然应该在这种情况下使用不完美的偷听。在本文中，一个简单的，但无处不在的无线网络模型，两个单播会话被用来调查这个问题。从分集和复用折衷的角度，证明了即使在偷听信息不完善的情况下，网络编码仍然有助于提高系统的整体性能。这一结果意味着，网络编码应积极使用，而不管接收质量的偷听信息。
2010-03-22 cs.IT math.IT
Distributed Rate Allocation in Inter-Session Network Coding
在这项工作中，我们提出了一个分布式的速率分配算法，最大限度地减少平均解码延迟的多媒体客户端在会话间网络编码系统。我们考虑的情况下，用户被组织在一个网状网络，每个用户请求的内容的一个可用的源。我们提出了一种新的分布式算法，其中网络用户确定的编码操作和分组速率被要求从父结点，使解码延迟最小化的所有客户端。速率分配问题由每个用户解决，每个用户寻求使其子女和其自身的平均解码延迟最小化的速率。由于优化问题是一个先验的非凸的，我们引入了等价的数据包流的概念，它允许估计每个用户需要收集解码的数据包的预期数量。然后，我们将原来的速率分配问题分解成一组凸子问题，这些凸子问题最终结合起来，得到一个有效的近似解的延迟最小化问题。结果表明，该方案消除了瓶颈，并减少了解码延迟所经历的有限的带宽资源的用户。我们使用NS-3网络模拟器验证了我们的分布式速率分配算法在不同的视频流场景中的性能。我们表明，我们的系统是能够利用会话间网络编码的同时交付的视频会话在网络中的路径多样性。
2013-09-20 cs.IT cs.NI math.IT
A Deterministic Polynomial--Time Algorithm for Constructing a Multicast Coding Scheme for Linear Deterministic Relay Networks
提出了一种新的方法来构造线性确定性中继网络的组播编码方案。我们的构造可以被视为Jaggi等人的著名的多播网络编码方案的推广。线性确定性中继网络，并且基于作者在早期工作中引入的单播会话流的概念。我们提出了随机和确定性的多项式时间版本的算法，并表明，对于一个网络与$g$的目的地，我们的确定性算法可以实现容量在$\left\lceil \log(g+1)\right\rceil $使用的网络。
2011-01-15 cs.IT math.IT
Extreme Flow Decomposition for Multi-Source Multicast with Intra-Session Network Coding
网络编码（NC），当结合多径路由，使线性规划（LP）制定的多源组播会话内网络编码（MISNC）问题。然而，由于变量或约束的巨大规模，使用常规方法仍然很难求解。在本文中，我们试图解决这个问题的吞吐量最大化从算法的角度来看。我们提出了一种新的配方的基础上的外部流分解技术，这有利于近似和在线算法的设计和分析。对于离线的情况下，我们开发了一个完整的多项式时间近似方案（FPTAS），可以找到一个$(1+ω)$的近似解决方案，任何指定的$ω>0$。对于在线的情况下，我们开发了一个在线的原始-对偶算法，证明$O(1)$ -竞争和违反链路容量的一个因素的$O(\log m)$，其中$m$是链接数。所提出的算法共享一个优雅的原始-对偶形式，从而具有简单，高效和可扩展性的固有优势。为了更好地理解外部流分解方法的优点，我们在扩展的蝴蝶网络上设计了精细的数值例子。我们验证了算法参数的影响，并提出的FPTAS和在线算法之间的一个有趣的比较。结果表明，在线算法具有令人满意的性能，同时保持可接受的整体链路利用率相比，FPTAS。
2020-12-25 cs.IT cs.NI 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
Reciprocity in Linear Deterministic Networks under Linear Coding
线性确定性模型最近已被用于获得许多无线通信网络问题的一阶理解。在许多这样的情况下，人们已经指出，网络的容量区域和它的对等区域（其中通信链路是反向的，源和目的地的角色是交换的）是相同的。在本文中，我们考虑一个线性确定性通信网络与多个单播信息流。对于这个模型，在线性编码类的限制下，我们证明了网络的速率区域和它的倒数是相同的。这可以被看作是有线网络的线性可逆性的推广，在网络编码文献中已经知道。
2009-07-09 cs.IT math.IT
Optimization of zero-delay mappings for distributed coding by deterministic annealing
本文研究了在网络环境中，涉及分布式编码的零延迟模拟映射的优化。成本表面是已知的非凸的，并且已知的贪婪方法倾向于陷入在很大程度上依赖于初始化的差的局部最优解。我们得出一个优化算法的基础上的原则，“确定性退火”，一个强大的全局优化框架，已成功地应用于多个学科，包括在我们最近的工作，一个简单的零延迟模拟通信问题。我们证明了严格的优越性下降为基础的方法，以及目前的例子映射的属性提供见解的解决方案和数字分布式编码的关系的工作。
2013-12-03 cs.IT math.IT
On the Multiple-Unicast Conjecture: Beyond Cut Metrics
Tsinghua University（清华大学）；Quan Cheng Laboratory（全成实验室）；University of Toronto（多伦多大学）
本文构建统一图度量框架研究多单播猜想，证明三类新无向网络的猜想成立，给出编码节点≤6的网络的猜想成立的新证明，还推导了Γ₃,₃与多会话终端位置的关联结论。
2026-08-07 cs.IT math.IT
A Deterministic Algorithm for Pliable Index Coding
柔性索引编码考虑具有m个消息的服务器和n个客户端，其中每个客户端具有消息的子集作为边信息。我们寻求最小化服务器应该进行的传输次数，以便每个客户端接收到她还没有的（任何）一条消息。以前的工作已经表明，服务器可以使用O（\log^2（n））传输来实现这一点，并且在最坏的情况下至少需要Ω（log（n））传输，但是找到最佳长度的代码是NP难的。在本文中，我们提出了一个确定性的算法，我们证明达到这个上限，也就是说，在一个顺序几乎作为最坏情况下的最佳代码长度。我们还建立了一个柔韧的索引编码问题和minrank问题之间的连接在一个家庭的混合矩阵。
2016-01-21 cs.IT math.IT
Beyond the Min-Cut Bound: Deterministic Network Coding for Asynchronous Multirate Broadcast
在一个单跳广播数据包擦除网络中，我们证明，它是可能的，以提供多速率的数据包传输以外的网络最小割。这是通过使用确定性的非基于块的网络编码方案来实现的，该方案允许我们避开用于确定网络容量的块编码模型所设置的一些限制。在我们概述的网络编码方案下，发送方能够以高于某些接收方的信道速率传输网络编码数据包，同时确保它们仍然经历非零的传输速率。有趣的是，在异步网络编码广播的这种一般形式中，接收器不需要获得到目前为止传输的所有数据包的知识。相反，来自接收器的关于分组擦除的因果反馈被发送器用于确定网络编码传输，该网络编码传输将允许至少一个但通常是多个接收器递送其下一个所需的分组。虽然确定性编码方案的分析通常是一个困难的问题，通过进行一些近似，我们能够获得易于处理的估计接收机的传输速率，这是相当匹配的模拟。使用这些估计，我们设计了一个公平的算法，分配发送方的资源，使所有接收器将经历公平的传输速率性能。
2014-01-02 cs.IT 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
Using Network Coding to Achieve the Capacity of Deterministic Relay Networks with Relay Messages
本文推导了具有中继消息的确定性中继网络的容量。我们考虑一个由五个节点组成的网络，其中四个节点只能通过第五个节点进行通信。然而，第五节点不仅仅是中继，因为它可以与其他网络节点交换私有消息。首先，我们开发了一个上界的容量区域的概念的基础上，一个单侧精灵。在可验证性证明的过程中，我们还推导出了一个4用户中继网络的确定性容量（没有私人消息在中继）。容量实现方案使用两种网络编码技术的组合：简单排序方案（SOS）和迂回方案（DS）。在SOS中，我们在每个用户处对传输的比特进行排序，使得双向消息将在中继器处以相同的信道级别被接收，而DS背后的基本思想是消息的某些部分遵循到其各自目的地的间接路径。因此，本文旨在表明，用户合作和网络编码可以提高吞吐量，即使当用户不直接连接到对方。
2014-04-26 cs.IT math.IT
Optimal Zero Delay Coding of Markov Sources: Stationary and Finite Memory Codes
研究了有限状态马尔可夫信源的最优零延迟编码问题。最优码的存在性和结构研究使用随机控制制定。文献中已有的结果证明了确定性Markov（Walrand-Varaiya型）编码策略对有限时间问题的最优性，以及确定性非平稳和随机平稳编码策略对无限时间问题的最优性.我们的主要结果表明，对于任何不可约的和非周期的马尔可夫源与有限的字母，\emph{deterministic and stationary}马尔可夫编码策略是最优的无限地平线问题。此外，有限块长度（时间范围）的最佳（平稳和马尔可夫）编码策略的性能接近无限的时间范围最佳的速率$O(1/T)$。结果扩展到零延迟通信发生在一个嘈杂的信道与无噪声反馈的系统。
2017-04-05 cs.IT math.IT
Duality of a Source Coding Problem and the Semi-Deterministic Broadcast Channel with Rate-Limited Cooperation
Wyner-Ahlswede-Körner（WAK）算法的协调问题被认为是编码器通过一个有限容量的单边链路进行合作。通过结合几种信源编码技术，如Wyner-Ziv（WZ）编码、合并和叠加编码，推导出了协调容量区域。此外，半确定性（SD）广播信道（BC）与单侧解码器的合作被认为是。对偶原则有关的两个问题，并推导出SD-BC设置的容量区域。直接部分来自一般BC的可实现区域，其对于SD场景是紧的。利用伸缩恒等式建立了一个逆命题。SD-BC被证明是操作上相当于一类继电器-BC（RBC）和它们的容量区域之间的对应关系的建立。SD-BC的容量区域被转换成一个等价的区域，该区域被证明是对偶的WAK问题的容许区域的意义上，定义两个区域的角点的信息措施相一致。给出了等价区域的可拓性和逆证明。对于相反的，我们使用的辅助随机变量的概率结构，这取决于由码本引起的分布。几个例子说明了结果。
2016-08-17 cs.IT math.IT
On the Capacity Improvement of Multicast Traffic with Network Coding
在本文中，我们研究的贡献，网络编码（NC）在提高随机无线ad hoc网络的多播容量时，节点被赋予多包传输（MPT）和多包接收（MPR）的能力。我们表明，每个会话的吞吐量容量为$Θ(nT^{3}(n))$，其中$n$是节点的总数和T（n）是通信范围，可以实现作为一个紧密的约束时，每个会话包含一个恒定数量的汇。令人惊讶的是，当节点仅具有MPR和MPT能力时，可以实现相同的订单容量。这一结果证明，在网络中使用MPR和MPT时，NC不会对无线ad hoc网络的组播业务的有序容量做出贡献。这一结果与一般认为NC提高了组播的有序容量形成了鲜明的对比。此外，如果选择通信范围以保证网络中的连通性，即，$T(n)\ge Θ(\sqrt{\log n/n})$，则MPR和MPT的组合实现了$Θ(\frac{\log^{3/2} n}{\sqrt{n}})$的吞吐量容量，与具有相同数量目的地的点对点多播容量相比，其提供了$Θ(\log^2 n)$的订单容量增益。
2008-09-21 cs.IT math.IT
An asymptotically optimal push-pull method for multicasting over a random network
我们考虑全播和多播流的问题，无论是所有的节点或只有一个子集的节点可以在会话中。来自会话中每个节点的流量必须发送到会话中的每个其他节点。如果会话不包含所有节点，则剩余节点充当中继。节点之间由无向链路连接，链路容量为独立同分布的随机变量。我们研究了容量区域（网络编码）在大量节点的限制下的渐近性，并证明了归一化和速率几乎必然收敛到一个常数。然后，我们提供了一个分散的推挽式算法，渐近实现这个归一化的总和速率，而无需网络编码。
2013-02-08 cs.IT cs.NI math.IT
Deterministic Broadcasting and Random Linear Network Coding in Mobile Ad Hoc Networks
网络编码在过去已经成功地用于无线多跳网络中的高效广播。两种编码方法适用于移动网络;随机线性网络编码（RLNC）和基于XOR的编码。在这项工作中，我们观察到RLNC提供了更高的弹性数据包丢失相比，基于XOR的编码。我们开发了一个分析模型来证明我们的直觉。然而，该模型还表明，结合RLNC与概率转发，这是在文献中采取的方法，可能会显着影响RLNC的性能。因此，我们采取新的方法来结合RLNC与确定性广播算法，以修剪传输。更具体地说，我们提出了一个连接的支配集（CDS）为基础的算法，协同工作与RLNC的“数据包生成级别”。由于管理分组生成是RLNC中的一个关键问题，我们提出了一个分布式的方案，这也是适合于移动环境，不妥协的编码效率。我们表明，该算法优于XOR为基础的，以及RLNC为基础的计划，即使全球知识用于管理数据包代。
2014-11-17 cs.IT cs.NI math.IT
A Session Interaction Framework for The Multiple-Unicast Conjecture
Quan Cheng Laboratory（全成实验室）；University of Science and Technology Beijing（北京科技大学）；China Unicom（中国联通）；Institute for Network Sciences and Cyberspace, Tsinghua University（清华大学网络科学与网络空间研究院）
该研究针对多单播猜想提出会话交互框架，将其简化为核心等价关系，通过会话优势条件与 decoupling 定理，结合拓扑性质，为一般网络拓扑下验证该猜想提供系统方法。
2026-08-07 cs.IT math.IT
Performance Analysis of Random Linear Network Coding in Two-Source Single-Relay Networks
本文考虑多址接入中继信道中的设置，其中两个源节点发送数据包到目的地节点，直接和通过中继节点，在数据包擦除信道。在源节点处使用会话内网络编码，并且在中继节点处采用会话间网络编码来组合两个源节点的恢复的源分组。在这项工作中，我们调查的网络编码系统的性能方面的概率，目的地节点将成功地恢复两个源节点的源数据包。我们建立我们的分析在有限域上的随机矩阵的基本概率表达式，我们推导出系统和非系统网络编码的情况下的系统性能的上界。仿真结果表明，该上界是非常严格的，准确地预测在目的节点的解码概率。我们的分析还揭示了系统的网络编码在源节点相比，非系统传输的明显好处。
2015-03-19 cs.IT cs.NI cs.PF
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
Deterministic coding theorems for blind sensing: optimal measurement rate and fractal dimension
完全盲感知是从测量中恢复带限信号的问题，除了频域中整个支持集的测量上界之外，没有任何频谱信息。确定重建所需和足够的测量数量一直是一个开放的问题，并且通常执行部分盲感测，假设具有一些部分光谱信息先验可用。在本文中，最小数量的测量，保证完美的恢复在没有测量误差的情况下，并在测量误差的存在下，鲁棒的恢复，确定在一个完全盲设置。结果表明，在测量率的两个因素是盲目付出的代价，重建与全光谱知识。测量的最小数量也与离散近似集的分形（Minkowski Bouligand）维数有关，定义在Kolmogorov $ε$ -熵方面。这些结果是类似于一个确定性的编码定理，在最小测量速率方面定义的操作量被证明是等于一个信息理论的。与压缩感知中的并行结果的比较示出，在随机设置中的相关维数的概念是信息（雷尼）维，定义在香农熵。
2017-08-18 cs.IT math.IT
On Deterministic Linear Network Coded Broadcast and Its Relation to Matroid Theory
确定性线性网络编码（DLNC）是一种重要的无线分组广播网络编码技术。在本文中，我们表明，DLNC是密切相关的，可以有效地研究使用拟阵理论，而无需桥接索引编码。证明了DLNC解与矩阵拟阵的等价性。我们使用这种等价性来研究DLNC在传输次数及其对有限域大小的依赖性方面的性能限制。具体地说，我们得到了完美DLNC解存在的充分必要条件，并证明了这样的解决方案可能不存在某些有限域上。然后，我们表明，在任何有限域上确定完美的解决方案仍然是一个开放的问题。为了填补这一空白，我们开发了一个启发式算法，采用图形拟阵找到完美的DLNC解决方案在任何有限域。数值结果表明，其性能的最小传输次数接近下界，并优于随机线性网络编码时，字段大小不是很大。
2015-06-03 cs.IT math.IT
Deterministic Network Model Revisited: An Algebraic Network Coding Approach
多用户网络的容量问题一直是信息论研究的热点。最近，Avestimehr等人提出了一种确定性网络模型来近似多用户无线网络。该模型被称为ADT网络模型，考虑了无线介质的广播性质和干扰。我们发现，ADT网络模型可以描述的代数网络编码框架内介绍的Koetter和Medard。我们证明了ADT网络问题可以由一个矩阵捕获，并表明ADT网络的最小割是这个矩阵的秩;因此，无需优化两个节点之间的指数数量的切割来计算ADT网络的最小割。我们扩展ADT网络的容量表征到一个更一般的连接，包括单单播/多播连接和非多播连接，如多个多播，不相交的多播，和两级多播。我们还提供了ADT网络的任意一般连接集的可并行性的充分条件。此外，我们表明，随机线性网络编码，一个随机的分布式算法的网络代码建设，实现了上述连接的能力。此外，我们将ADT网络扩展到具有随机擦除和循环的网络（因此，允许双向链接）。此外，我们提出了一个有效的线性码构造的确定性无线组播中继网络模型。Avestimehr等人提出的代码构造不能保证是有效的，并且可能潜在地涉及无限的块长度。不像以前的几个编码方案，我们不试图找到网络中的流。相反，对于分层网络，我们保持一个不变量，要求在代码构造的每个阶段，某些码字集是线性独立的。
2011-05-06 cs.IT math.IT
Polar Coding Strategies for the Interference Channel with Partially-Joint Decoding
现有的用于双用户干扰信道的极化编码方案遵循Han和Kobayashi的原始思想，其中分量消息被独立地编码，然后由一些确定性函数（即，均匀叠加编码）。本文在Chong，Motani和Garg的异构叠加编码方法的基础上，提出了一种新的干扰信道极化编码方案。证明了Han-Kobayashi策略中的全联合译码（接收方同时对发送方的公共消息和发送方的私有消息进行译码）可以简化为两种部分联合译码，这两种译码对极化码是友好的，具有实用的译码算法.所提出的编码方案需要较少的辅助随机变量，没有确定性函数，可以有效地构造。此外，我们将这一结果扩展到干扰网络，并表明所提出的部分联合解码方案是在干扰网络中设计异构叠加极化编码方案的一般方法。
2018-07-02 cs.IT math.IT
Resilient Flow Decomposition of Unicast Connections with Network Coding
在本文中，我们关闭之间的差距端到端的多样性编码和会话内网络编码单播连接弹性对单链路故障。特别是，我们表明，编码操作是足够的，以执行在源和接收器，如果用户数据可以被分成最多两个部分，在字段GF（2）。我们的证明是纯粹的组合和基于标准的图形和网络流技术。它是一个线性时间结构，定义了源节点和目的节点之间的子流A、B和A+B的路由。本文提出的弹性流分解方法在保持1+1保护和端到端分集编码方法优点的基础上，推广了这两种方法。它提供了一种简单但资源有效的保护方法，在2连接的骨干拓扑结构中是可行的。由于核心交换机不需要修改，这一结果可以为当前的传输网络带来好处。
2014-01-26 cs.IT math.IT
Coding Delay Analysis of Chunked Codes over Line Networks
本文分析了具有Bernoulli损失和确定性规则传输或Poisson传输的线性网络上的组块网络码（CC）的编码延迟和平均编码延迟。块码由于其较低的复杂度而成为随机线性网络码的一种有吸引力的替代方案。我们的研究结果，其中包括上界的延迟和平均延迟，是第一个这样的概率流量的网络CC。这些结果表明，与任意确定性业务相比，独立CC或预编码CC在概率业务上提供了计算复杂性与网络容量的收敛速度之间的更好折衷。CC在后者的流量的性能已经在文献中进行了研究。
2012-03-07 cs.IT math.IT
Zero-Delay Lossy Coding of Linear Vector Markov Sources: Optimality of Stationary Codes and Near Optimality of Finite Memory Codes
研究了二次失真下$\mathbb{R}^d$值线性生成马尔可夫信源的最优零延迟编码（量化）问题。建立了无限时域平均成本（失真）问题的最优确定性和稳态编码策略的结构和存在性。先前的研究结果的马尔可夫源的零延迟代码的最优性无限的视野被认为是有限的字母源或，对于$\mathbb{R}^d$值的情况下，只显示存在确定性和非平稳马尔可夫编码策略或那些随机的。除了存在的结果，有限块长度（地平线）$T$的最佳编码策略的性能示出接近无限的时间范围最佳的速率$O(\frac{1}{T})$。这给出了一个明确的收敛速度，量化的近最优的有限窗口（有限记忆）代码之间的所有最佳零延迟代码。
2022-01-14 cs.IT math.IT
Deterministic Annealing Based Optimization for Zero-Delay Source-Channel Coding in Networks
本文研究了在给定发射功率约束和均方误差失真下，信源空间和信道空间映射的零延迟信源信道编码的全局优化问题。特别是，我们专注于两个众所周知的网络设置：Wyner-Ziv设置，其中只有一个解码器可以访问侧信息和分布式设置，其中独立的编码器通过独立的信道传输到中央解码器。先前的工作导出了编码器和解码器映射的最优性的必要条件，以及迭代地施加这些条件的贪婪优化算法，结合启发式噪声信道松弛方法来减轻不良的局部最小值。虽然噪声信道松弛在简单设置中可以说是有效的，但在本文考虑的更复杂的设置中，它无法提供准确的全局优化。我们提出了一个强大的非凸优化方法的基础上的概念，确定性退火-这是来自信息理论的原则，并成功地应用于几个问题，包括矢量量化，分类和回归。我们提出了比较的数值结果表明，该方法比贪婪的优化方法，以及在文献中的方法严格的优越性。
2015-11-06 cs.IT math.IT
Compressive imaging using fast transform coding
我们提出了基于Delsarte-Goethals框架的压缩成像的确定性采样策略。我们表明，这些采样策略的结果，在多尺度测量，可以与二维Haar小波变换。我们通过数值实验证明了我们提出的策略的有效性。
2016-09-21 cs.IT math.IT
Information Leakage in Index Coding With Sensitive and Non-Sensitive Messages
研究了索引编码中部分消息敏感而部分消息不敏感的情况下，对猜测对手的信息泄漏问题。非敏感消息可以由服务器像密钥一样使用，以减轻敏感消息向对手的泄漏。我们构建了一个确定性线性编码方案，该方案是从基于拟合矩阵的秩最小化方法（Bar-Yossef et al. 2011）发展而来的。线性方案导致了一个新的上界的最佳信息泄漏率，这是证明了紧的所有确定性标量线性码。我们还得到了一个相反的结果，从图论的角度来看，这在一般情况下，所有的确定性和随机编码方案。
2022-05-22 cs.CR 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
On the Feasibility of Precoding-Based Network Alignment for Three Unicast Sessions
我们考虑了在有向无环图上的三个单播会话的网络编码问题，当每个会话都有最小割时。Das等人先前的工作采用了基于预编码的干扰对齐技术，该技术最初是针对无线干扰信道开发的，特别是针对该问题。我们将这种方法称为基于预编码的网络对齐（PBNA）。与无线设置类似，PBNA渐近地达到最小割的一半;与无线设置不同，其可行性取决于图结构。Das等人提供了关于特定预编码矩阵的PBNA的一组可行性条件。然而，该集合由无限数量的条件组成，这在实践中是不可能检查的。此外，这些条件是纯代数的，没有关于图结构的解释。本文首先证明了Das.等人对于PBNA关于任何预编码矩阵的可行性也是必要的。然后，使用两个图相关的属性和度计数技术，我们减少了设置只有四个条件。这种减少使一个有效的算法，用于检查PBNA的可行性在一个给定的图。
2012-05-19 cs.IT math.IT
Classical-Quantum Channel Resolvability Using Matrix Multiplicative Weight Update Algorithm
Tokyo University of Agriculture and Technology（东京农工大学）
本文提出使用矩阵乘法权重更新算法通过确定性编码证明经典-量子信道的可分辨性，首次实现了该领域的突破性进展。
2026-01-18 cs.IT math.IT quant-ph
The Capacity of a Class of Linear Deterministic Networks
本文研究了一类线性确定性中继网络的最优编码策略。所研究的网络是一个中继网络，有一个源，一个目的地，和两个中继节点。另外，存在对中继节点接收的信息信号造成干扰的信号干扰源。我们的模型捕捉的影响，消息信号和干扰信号的干扰，对一个单一的中继网络，或干扰的信号从多个中继网络与对方的线性确定性框架。对于几个范围的网络参数，我们发现上界的最大可实现的源-目的地速率在presense的干扰节点，并在每种情况下，我们找到一个最佳的编码方案，实现了上界。
2010-01-13 cs.IT math.IT
Benefits of Coding on Age of Information in Broadcast Networks
研究了两用户反馈广播网络中的信息年龄问题，给出了用户期望加权和信息年龄的上下界。特别是，一类简单的编码动作被认为是在这一类，随机和确定性的政策。明确的条件下，发现对称依赖信道编码的随机化政策严格优于相应的未编码的政策。对于确定性策略，数值上显示了类似的行为。
2019-04-22 cs.IT cs.NI math.IT
Nash Region of the Linear Deterministic Interference Channel with Noisy Output Feedback
本文对所有的$η> 0$，刻画了带噪声信道输出反馈的两用户线性确定性干扰信道（IC）的纳什均衡（$η$）区域。作为容量区域的子集的$η$ -NE区域包含在$η$ -NE的意义上稳定的所有可达到的信息速率对的集合。更具体地说，给定$η$ -NE编码方案，不存在用于任一发射机-接收机对的替代编码方案，该替代编码方案将每个信道使用的单独速率增加多于$η$比特。作为本文结果的特例，得到了线性确定性集成电路在无反馈和有理想输出反馈情况下的$η$ -NE域等已有结果.
2017-05-11 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
Multilevel Coding for Channels with Non-uniform Inputs and Rateless Transmission over the BSC
我们考虑编码方案的渠道与非均匀输入（NUI），标准的线性分组码不能直接应用。我们表明，多级编码（MLC）与一组线性码和一个确定性映射器可以实现的信息速率的信道与NUI。然而，映射器不必是一对一的。作为所提出的MLC方案的应用，我们提出了一个无速率传输方案在二进制对称信道（BSC）。
2006-01-18 cs.IT math.IT
Multicoding Schemes for Interference Channels
2用户离散无记忆干扰信道的最著名的内界是Han-Kobayashi速率区域。实现该区域的编码方案基于速率分裂和叠加编码。在本文中，我们开发了一种多编码方案，以实现相同的速率区域。所提出的编码方案的多编码性质的一个关键优点是，它可以自然地扩展到更一般的设置，例如当编码器有状态信息或可以偷听对方。特别是，我们扩展我们的编码方案，以表征的能力区域的状态相关的确定性Z-干扰信道的非因果状态信息时，在干扰发射机。我们专门研究我们的结果的情况下，线性确定性模型与开/关干扰的无线系统中，认知发射机是noncausally知道它干扰的主要传输的时间模型。对于这种特殊的情况下，我们提供了一个明确的表达能力的区域，并讨论了一些有趣的最优策略的性质。我们还扩展了我们的多编码方案，以找到确定性Z-干扰信道的容量区域时，干扰发射机的信号可以在其他发射机（a.k.a.单向局部垛式）。
2015-02-15 cs.IT math.IT
Coding Delay Analysis of Dense and Chunked Network Codes over Line Networks
本文分析了随机线性网络码的编码时延和平均编码时延。密集码）和分块码（CC），由于其较低的复杂性，它们是密集码的有吸引力的替代方案，在具有伯努利损失和确定性规则或泊松传输的线路网络上。我们的研究结果，其中包括上界的延迟和平均延迟，是（i）密集码，在某些情况下更一般，在其他一些情况下更严格，比现有的界限，并提供了一个更清晰的图片密集码的收敛速度（最小切）的线路网络的能力;和（ii）第一个他们的CC网络与这种概率流量。特别是，这些结果表明，一个独立的CC或预编码的CC提供了一个更好的权衡之间的计算复杂性和收敛速度的网络容量的概率业务相比，任意确定性的流量，以前已经在文献中研究。
2012-07-25 cs.IT math.IT
Pipelined Encoding for Deterministic and Noisy Relay Networks
最近的编码策略，确定性和噪声中继网络有关的块马尔可夫编码的流水线。对于确定性网络，它表明，流水线编码提高编码延迟，而不是端到端的延迟。对于有噪声的网络，当信噪比（SNR）增加时，可以观察到解码转发具有良好的速率缩放。
2009-11-18 cs.IT math.IT
Achievable Regions for Interference Channels with Generalized and Intermittent Feedback
本文首先研究了具有广义反馈的两用户干扰信道。我们建立了其容量域的内界。我们采用的内部边界的编码方案是基于一个适当的组合的Han-Kobayash率分裂和压缩和转发在p2p。每个发送器使用压缩方案压缩观察到的信道输出，该压缩方案是à-la Lim等人的噪声网络编码和Avestimeher等人的量化映射和转发。接下来，我们研究了一个内射确定性模型，其中的控制器只能间歇地获得输出反馈。专门的编码方案的模型与广义反馈到这种情况下，我们获得有用的见解噪声网络编码与干扰对齐技术相结合的有效方法。我们也将我们的结果应用到线性确定性干扰信道与间歇反馈。
2014-09-03 cs.IT math.IT
Analyzing Random Network Coding with Differential Equations and Differential Inclusions
我们开发了一个框架的基础上微分方程（DE）和微分包含（DI）的分析随机网络编码（RNC），以及一个非线性的变种称为随机优惠券（RC），在无线网络中。DEDI框架作为一个强大的数值和分析工具来研究RNC。我们证明了它的多功能性，证明理论结果在无线网络中使用RNC或RC的组播信息流。我们还证明了该框架通过说明性的例子，多个多播会话，用户合作和任意拓扑结构的网络的性能分析的准确性和灵活性。
2012-01-07 cs.IT cs.NI math.DS
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
Analog Multiple Descriptions: A Zero-Delay Source-Channel Coding Approach
本文扩展了众所周知的信源编码问题的多描述，在其一般和基本的设置，模拟源信道编码的情况。编码解码功能，最佳映射（可能连续值）源和信道空间之间的数值推导。主要的技术工具是一种非凸优化方法，即确定性退火，最近已成功地用于其他映射优化问题。所得到的功能表现出几个有趣的结构特性，多个源间隔映射到信道空间中的同一个间隔，并始终优于已知的竞争映射技术。
2015-10-01 cs.IT math.IT
Transmission and Scheduling Aspects of Distributed Storage and Their Connections with Index Coding
索引编码通常在假设单个信源具有接收者请求的所有消息的情况下进行研究。我们将其称为\emph{centralized}索引编码。相反，本文侧重于\emph{distributed}索引编码和解决以下问题：如何在分布式源（存储节点）的消息的可用性影响的解决方案和可实现的索引编码率？Arbabjolfaei等人在ISIT 2013中的工作的扩展，当分布式源通过半确定性多址信道（MAC）与同时接收器通信时。一些例子进行了讨论，显示整个网络的消息分布和冗余的影响，可实现的索引编码率和激励未来的研究设计实用的网络存储代码，提供高索引编码率。
2015-12-18 cs.IT math.IT
The Deterministic Broadcast Channel Revisited: A Bipartite Graph Approach
Tsinghua University（清华大学）；Princeton University（普林斯顿大学）
本文用二分图唯一刻画确定性广播信道，给出显式闭式容量区域及确定性容量可达编码方案，并支持通过二元线性规划构造最优有限块长编码。
2026-09-22 cs.IT math.IT
Layered Subspace Codes for Network Coding
子空间码是由Kötter和Kschischang引入的，用于随机线性网络编码中的错误控制。本文研究了一种分层型的子空间码，它可以看作是多个分量子空间码的叠加。利用分层结构，我们开发了两个解码算法，这些代码。第一种算法通过单独解码每个分量码来操作。第二种算法类似于用于常规叠加编码的连续干扰消除（SIC）算法，并且还允许迭代版本。我们表明，这两种算法解码不仅确定性，但也超出了整个代码的纠错能力的概率。最后，我们提出了分层子空间码在几种网络编码方案中的可能应用。
2012-09-13 cs.IT math.IT
Finite Blocklength Analysis of Gaussian Random Coding in AWGN Channels under Covert Constraint
本文研究了在AWGN信道上，在给定块长和差错概率的情况下，最大信道编码速率的可扩展性和逆界。问题源于高斯码字的隐蔽通信。通过重新访问[18]，我们首先在最大或平均错误概率要求下给出了随机编码方案的新的和更一般的可扩展性界。然后将这种一般界限应用于AWGN信道中的隐蔽通信，其中码字从高斯分布生成，同时满足最大功率约束。进一步的比较之间的新的可扩展性界限和现有的确定性码本。
2020-10-13 cs.IT math.IT
Algebraic Network Coding Approach to Deterministic Wireless Relay Networks
Avestimehr等人提出的确定性无线中继网络模型，已经提出了近似高斯中继网络。该模型被称为ADT网络模型，考虑了无线介质的广播性质和干扰。Avestimehr等人证明了最小割最大流定理在ADT网络中成立。在本文中，我们表明，ADT网络模型可以描述的代数网络编码框架内介绍的Koetter和Medard。我们证明了ADT网络问题可以用一个矩阵来描述，称为“系统矩阵”。我们证明了ADT网络的最小割是系统矩阵的秩，从而消除了在计算ADT网络的最小割时对两个节点之间的指数割数进行优化的需要。我们扩展的ADT网络的容量表征更一般的连接。我们的代数方法不仅提供了一个单一的单播/组播连接的最小割最大流定理，但也扩展到非组播连接，如多个组播，不相交的组播，和两级组播。我们还提供了ADT网络的任意一般连接集的可并行性的充分条件。此外，我们表明，随机线性网络编码，一个随机分布的网络代码的建设算法，实现上述连接的能力。最后，我们将ADT网络扩展到具有随机擦除和循环的网络（因此，允许双向链接）。注意，ADT网络是为了近似无线网络而提出的;然而，ADT网络是非循环的。此外，ADT网络没有对无线链路的随机性进行建模。在我们的代数框架下，我们将循环以及随机故障纳入ADT网络模型。
2010-06-14 cs.IT cs.NI math.IT
On Coding for an Abstracted Nanopore Channel for DNA Storage
在新兴的DNA存储领域，数据被编码为DNA序列并存储。通过对存储的DNA进行测序再次读出数据。纳米孔测序是一种新的测序技术，与其他方法相比具有许多优势;特别是，它便宜，便携，并且可以支持更长的读取。虽然已经开发了几种实用的编码方案用于纳米孔测序的DNA存储，但理论还没有得到很好的理解。为此，我们研究了纳米孔测序仪的高度抽象（确定性）版本，该版本突出了使其分析困难的关键特征。我们开发的方法和理论来理解我们的抽象模型的能力，我们提出了有效的编码方案和算法。
2021-02-03 cs.IT math.IT
The Arbitrarily Varying Multiple-Access Channel with Conferencing Encoders
我们推导出容量区域的任意变化的多址信道与会议编码器确定性和随机编码。对于完整的描述，一个会议容量为正就足够了。我们得到一个二分法：要么信道的确定性容量区域为零，或者它等于二维随机编码区域。我们就能准确地判断这两种情况。我们还讨论了会议的好处。我们给出了一个AV-MAC的例子，它不实现任何非零速率对编码器的合作，但二维随机编码容量区域，如果会议是可能的。与复合多址信道不同，当至少一个方向上的会议被启用时，任意变化的多址信道可能表现出容量区域的不连续增加。
2012-11-13 cs.IT math.IT
Capacity of a Class of Deterministic Relay Channels
具有发射机输入X、接收机输出Y、中继输出Y_1 = f（X，Y）和从中继到接收机的具有容量R_0的单独通信链路的一类确定性中继信道的容量被示为C（R_0）= \max_{p(x)} \min \{I（X;Y）+R_0，I（X;Y，Y_1）\}。因此，从中继器来的每一比特对接收器来说正好是一比特。两种替代的编码方案，实现这一能力。第一个方案，"散列和转发“，是基于一个简单而新颖的使用随机装箱的空间继电器输出，而第二个方案使用通常的”压缩和转发“。事实上，这两种方案可以结合在一起，给出一类最优编码方案。作为一个推论，这个中继容量的结果证实了Ahlswede和韩的猜想，在特殊情况下，当信道状态可从信道输入和输出恢复时，在解码器上具有速率受限状态信息的信道的容量。
2006-11-13 cs.IT math.IT
On Interference Alignment and the Deterministic Capacity for Cellular Channels with Weak Symmetric Cross Links
在本文中，我们研究了使用线性确定性近似模型的蜂窝系统的上行链路，其中有两个用户发送到一个接收器，相互干扰的第三个发射机与第二个接收器通信。我们给出了一个可实现的编码方案，并证明了其最优性，即表征的容量区域。该方案是一种干扰对齐的形式，其利用两个用户小区的信道增益差。
2011-04-01 cs.IT math.IT
