Anytime coding on the infinite bandwidth AWGN channel: A sequential semi-orthogonal optimal code
众所周知，在没有带宽约束的情况下，正交编码可以用来逼近功率受限的AWGN信道的香农容量。这种对应关系描述了脉冲位置调制的半正交变化，其本质上是顺序的--比特可以被"流传输“，而不必在发射机处缓冲比特块。ML解码导致作为容许的接收器延迟的函数的指数小的错误概率，并且因此最终导致每个发送比特上的零错误概率。在高速率的制度，匹配上界给出的延迟误差指数。最后，我们对反馈案例以及与单位成本容量问题的联系进行了一些评论。
2006-10-26 cs.IT math.IT
Achieving AWGN Channel Capacity with Sparse Graph Modulation and "In the Air" Coupling
被认为是在一个多址信道的通信。每个用户将其信号调制为冗余数据流的叠加，其中数据位的互连可以通过稀疏图来表示。接收器观察由稀疏调制图的耦合产生的信号。对迭代干扰抵消译码进行了分析。证明了空间图形耦合允许在等功率传输的情况下实现AWGN信道容量。
2011-11-24 cs.IT math.IT
AWGN Channel Capacity of Energy Harvesting Transmitters with a Finite Energy Buffer
我们考虑一个AWGN信道与能量收集源供电的发射机。节点配备有有限能量缓冲器。这样的系统可以被建模为具有在发射机处因果已知的边信息（关于能量缓冲器中的能量）的信道。接收机可以具有或可以不具有边信息。我们证明了马尔可夫能量管理策略足以实现系统的容量，并提供了一个单一的字母表征的能力。容量的计算是昂贵的。因此，我们讨论了一个可实现的方案，是很容易计算。随着缓冲器长度的增加，该可实现速率收敛到无限缓冲器容量。
2013-07-17 cs.IT math.IT
Secure Joint Source-Channel Coding for the AWGN Channel with Feedback: A Finite Blocklength Analysis
Southwest Jiaotong University（西南交通大学）；Xihua University（西华大学）
本文研究了在有限块长条件下，改进的SK方案在有反馈的AWGN窃听信道中的性能，并建立了相应的反向结论。
2026-01-14 cs.IT math.IT
On the Evaluation of the Polyanskiy-Poor-Verdu Converse Bound for Finite Blocklength Coding in AWGN
Polyanskiy、Poor和Verdu（PPV）最近提出了有限块长度机制和AWGN条件下信道编码速率的严格逆界。该界是其他一些经典结果的推广，并且它也被声称等价于香农1959年的锥填充界。不幸的是，它的数值计算是麻烦的，即使不是太大的值的块长度n。在本文中，我们解决了数值计算的PPV逆界的非中心卡方分布，并通过评估，通过一个积分表达式和相应的级数展开，利用Temme提出的方法。因此，一个强大的评估方法和新的见解上界的渐近性，以及新的近似表达式，给出。
2016-06-15 cs.IT math.IT
Capacity of the AWGN Channel with Random Battery Recharges
我们考虑在AWGN信道与发射机的电池充电与RF能量转移在随机时间已知的接收器的通信。我们假设充电过程是独立同分布的。伯努利我们的特点是该信道的容量作为一个$n$ -字母的最大互信息率的限制下的因果关系和非因果关系的发射机知识的电池充电。与非因果知识，它是可以明确地确定最大化的输入分布，我们用它来证明，电池充电的非因果知识的容量是严格大于因果知识。然后，我们继续推导出明确的上限和下限的能力，这是在1.05位/秒/赫兹的所有参数值。
2015-06-09 cs.IT math.IT
Second-Order Identification Capacity of AWGN Channels
本文建立了AWGNC的二阶随机识别容量，通过改进Hayashi定理证明可达性，并利用更精细的量化方法证明逆部分，发现其与二阶传输容量形式相同，仅最大消息数随块长呈双指数增长。
2024-06-27 cs.IT math.IT
Concatenated Coding for the AWGN Channel with Noisy Feedback
如果信道可以获得反馈，则开环编码的使用可以容易地扩展到闭环级联码。这可以通过引入反馈传输方案作为内码来完成。在本文中，这个过程中的情况下，当一个线性反馈方案被实现为一个内码，特别是在加性高斯白噪声（AWGN）信道与噪声反馈。首先，我们希望通过优化接收到的信噪比来获得最佳的线性反馈方案。从这个优化，一个渐近最优的线性反馈方案，并与其他知名的计划。然后，线性反馈方案被实现为在具有噪声反馈的AWGN信道上的级联码的内码。该编码不仅在误码指数界上有改进，而且在误码率和误帧率上也有改进。如果级联码的总块长为L，而内码的块长为N，则内码的块长应按N = O（C/R）的比例缩放，其中C为信道容量，R为级联码的码率。仿真与低密度奇偶检验（LDPC）和Turbo码提供显示的实际应用和出错率的好处。
2011-02-21 cs.IT math.IT
Covert Capacity of AWGN Channels under Average Error Probability
本研究推导了平均错误概率下AWGN信道隐蔽容量的上下界，证实该场景在可靠性和隐蔽性参数上均无强逆定理，核心方法是分析含全零码字的BPSK调制码本。
2025-06-17 cs.IT math.IT
Concatenated Coding for the AWGN Channel with Noisy Feedback
如果信道可以获得反馈，则开环编码的使用可以容易地扩展到闭环级联码。这可以通过引入反馈传输方案作为内码来完成。在本文中，这个过程中的情况下，当一个线性反馈方案被实现为一个内码，特别是在加性高斯白噪声（AWGN）信道与噪声反馈。首先，我们希望通过优化接收到的信噪比来获得最佳的线性反馈方案。从这个优化，一个渐近最优的线性反馈方案，并与其他知名的计划。然后，线性反馈方案被实现为在具有噪声反馈的AWGN信道上的级联码的内码。该编码不仅在误码指数界上有改进，而且在误码率和误帧率上也有改进。如果级联码的总块长为L，内码的总块长为N，则内码的块长应按N = O（C/R）的比例缩放，其中C为信道容量，R为外码速率。低密度奇偶检验（LDPC）和Turbo码的仿真显示这些优点。
2011-02-21 cs.IT math.IT
Bounds on the Capacity of the Blockwise Noncoherent APSK-AWGN Channels
研究了在加性高斯白噪声（AWGN）信道中引入未知载波相位旋转的M进制幅度相移键控（M-APSK）的容量。相位在L个符号的块上保持恒定，并且它与块无关。为了设计具有等概率符号的码，假设均匀分布的信道输入。基于Peleg和Shamai关于M进制相移键控（M-PSK）调制的结果，推导出了易于计算的M-APSK有效容量的上下界。对于中等的M和L以及宽范围的信噪比（SNR），界限接近在一起。如在M-PSK调制的情况下，对于大L，接近相干容量。
2005-08-04 cs.IT math.IT
The Capacity of Three-Receiver AWGN Broadcast Channels with Receiver Message Side Information
本文研究了三接收机AWGN广播信道的容量区域，其中接收机（i）具有私有消息请求，（ii）知道其他接收机请求的消息作为边信息。我们将这些信道根据它们的边信息分为八组，并为各组构造不同的传输方案。对于六组，我们的能力区域的特点，并表明，它提高了最知名的内部和外部边界。对于剩下的两组，我们在接收机的信道解码期间通过使用边信息来改进最已知的内界。
2014-01-06 cs.IT math.IT
Coding Schemes for a Class of Receiver Message Side Information in AWGN Broadcast Channels
本文考虑了三个接收机的AWGN广播信道，其中接收机（i）具有私有消息请求，并且（ii）知道其他接收机请求的一些消息作为边信息。对于这种设置，最近已经将所有可能的边信息配置分类为八个组，并且已经为六个组建立了信道的容量（Asadi等人，ISIT 2014）。我们提出了两个剩余的组，组4和7的内部和外部边界。这两个组的区别特征是最弱的接收器知道最强的接收器的请求消息作为边信息，而中间的接收器不知道。对于组4，内边界和外边界在某些区域重合。对于第7组，内外边界重合，从而为该组所有8个成员中的4个成员建立容量;对于其余4个成员，建议的边界减少了最知名的内外边界之间的差距。
2014-08-26 cs.IT math.IT
Finite Blocklength Analysis of Gaussian Random coding in AWGN Channels under Covert constraints II: Viewpoints of Total Variation Distance
本文在AWGN信道有限码长条件下研究隐蔽通信，推导了全变差距离的解析解与展开式，并证明其优于渐近常用的K-L距离，同时分析了不同信噪比下的收敛速率。
2023-05-26 cs.IT math.IT
On Capacity-Achieving Distributions for Complex AWGN Channels Under Nonlinear Power Constraints and their Applications to SWIPT
研究了在输入平均功率、输入幅度和输出传递功率三个约束条件下，复数离散无记忆加性高斯白噪声（AWGN）信道的容量。输出传递功率约束被建模为大于阈值的信道输入的偶矩的线性组合的平均值。它示出了发送平均功率和接收机发送功率约束下的AWGN信道的容量是相同的平均功率约束下的AWGN信道的容量。然而，取决于这两个约束，容量可以通过高斯分布来实现，或者通过使用高斯分布和开关键控之间的分时来任意接近。作为一个应用，同时无线信息和功率传输（SWIPT）的问题进行了研究，其中使用的收获器的实验验证的非线性模型。它示出的传输功率取决于信道输入的高阶矩。两个内界，一个基于复高斯输入，另一个基于进一步限制所传递的功率的速率功率（RP）区域。对于高斯输入，最佳的输入是零均值和传输的信息和传输功率之间的权衡被认为是通过考虑同相和正交子信道之间的非对称功率分配。通过数值算法观察到，与高斯输入分布相比，输入分布（通过限制传输功率获得）获得更大的RP区域。
2020-04-24 cs.IT math.IT
Super-Linear Growth of the Capacity-Achieving Input Support for the Amplitude-Constrained AWGN Channel
本文研究了幅度受限AWGN信道容量实现输入支撑大小的增长，证明支撑点数$K_A$随幅度限制A的增加而呈现超线性增长。
2025-12-02 cs.IT math.IT
Optimal Coding Schemes for the Three-Receiver AWGN Broadcast Channel with Receiver Message Side Information
本文研究了三接收机AWGN广播信道的容量区域，其中接收机（i）具有私有消息请求，并且（ii）可能知道其他接收机请求的一些消息作为边信息。我们首先将所有64种可能的边信息配置分为8组，每组由8个成员组成。接下来，我们构造传输方案，并推导出新的内界和外界的群体。这为64个可能的边信息配置中的52个建立了容量区域。对于六组（即，组1，2，3，5，6，和8在我们的术语），我们建立了所有成员的容量区域，并表明，它收紧了最知名的内部和外部边界。对于群4，我们的内界和外界收紧了所有群成员的最佳已知内界和/或外界。此外，我们的边界在某些区域重合，这可以用两个阈值来表征。对于第7组，我们的内边界和外边界对于四个成员重合，从而建立容量区域。对于剩下的四个成员，我们的界限收紧了最著名的内部和外部界限。
2015-07-29 cs.IT math.IT
Coding in the Finite-Blocklength Regime: Bounds based on Laplace Integrals and their Asymptotic Approximations
在本文中，我们提供了新的紧凑的积分表达式和相关的简单的渐近近似的逆和可扩展性的限制在有限块长度制度。所选择的逆和随机编码联合边界取自Polyanski-Poor-Verdu的最近工作，并且在并行AWGN信道、AWGN信道、BI-AWGN信道和BSC下进行研究。我们使用的技术，这是一个推广的一些最近的结果，从文献中，是到拉普拉斯积分的概率感兴趣的映射，然后解决（或近似）的积分使用最速下降技术。所提出的结果是特别有用的短的数据包长度，正常的近似可能会提供不可靠的结果。
2016-06-15 cs.IT math.IT
Achieving Positive Covert Capacity over MIMO AWGN Channels
我们认为隐蔽通信，即，针对多输入多输出（MIMO）加性高斯白噪声（AWGN）信道向对手隐藏通信的存在。我们的特点是在各种设置下的最大隐蔽编码率，包括不同的制度，无论是发射天线的数量或块长度按比例增加。我们表明，一个非零的隐蔽容量可以实现在大规模多输入多输出制度，其中发射天线的数量按比例增加，但在特定的条件下。在此条件下，我们证明了MIMO AWGN信道的隐蔽容量收敛于MIMO AWGN信道的容量。此外，我们推导出了隐藏容量为零的情况下隐藏位数的阶最优缩放。我们提供了一个有见地的比较分析，在不同的情况下，秘密和能源不可探测性的限制，分别或共同施加。
2021-01-21 cs.IT eess.SP math.IT
AWGN-Goodness is Enough: Capacity-Achieving Lattice Codes based on Dithered Probabilistic Shaping
在本文中，我们表明，任何序列的无限格星座，这是良好的无约束高斯信道可以塑造成一个容量实现序列的代码的功率约束高斯信道下格解码和非均匀信令。与文献中以前的结果不同，我们的计划没有额外的条件格（例如，量化善良或消失的平坦因子），从而建立一个直接的含义之间的AWGN善良，在Poltyrev的意义上，和能力实现代码。我们的分析使用的离散高斯分布的属性，以获得精确的边界上的错误概率和可实现的速率。特别是，我们得到一个简单的表征的有限块长度的行为的计划，表明它接近最佳的色散系数\textit{high}的信号-噪声比。我们进一步表明，对于\textit{low}的信号-噪声比的离散高斯在中心晶格星座不能实现容量，因此移位（或“抖动”）是必要的。
2018-06-23 cs.IT math.IT
On the Capacity of the AWGN Channel with Additive Radar Interference
本文研究了通信信道的容量，除了加性高斯白噪声，也遭受干扰所造成的共存的雷达传输。雷达干扰（短占空比和更宽的带宽比预期的通信信号）被建模为一个附加项，其幅度是已知的和恒定的，但其相位是独立的，在每个信道使用相同的均匀分布。在标准平均功率约束下，实现输入分配的容量具有独立的模和相位。相位在$[0,2π]$中均匀分布。模是离散的，有可数无穷多个质点，但在任何有界区间内只有200个质点。从数值计算，适当的复杂的高斯输入被认为是执行相当不错的弱雷达干扰。我们还表明，对于非常大的雷达干扰，容量等于$1/2\log (1 + S)$和一个适当的复杂的高斯输入实现it.It的结论是，雷达干扰的存在下的自由度损失的一半相比，没有雷达干扰的AWGN信道。
2017-01-30 cs.IT math.IT
On the Equal-Rate Capacity of the AWGN Multiway Relay Channel
研究了L个用户加性高斯白噪声多路中继信道，其中L个用户通过单个中继以相同的速率交换信息。基于函数解码前向编码策略，推导出一个新的可达码率域。对于存在三个或更多个用户并且所有节点以相同功率发送的情况，获得容量。对于中继功率与用户数量成比例的情况下，它示出了压缩转发和功能解码转发实现速率在所有SNR水平的容量的恒定比特数内;此外，功能解码转发优于压缩转发和完全解码转发在高SNR水平。
2012-07-16 cs.IT math.IT
Scaling Exponent and Moderate Deviations Asymptotics of Polar Codes for the AWGN Channel
本文研究了加性高斯白噪声（AWGN）信道下的极化码。对于固定的$\varepsilon \in (0, 1)$，容量$q_{Y|X}$与由具有平均错误概率$\varepsilon$的长度- $n$极化码实现的最大非渐近速率$R_n^*$之间的间隙缩放为$n^{-1/μ}$，即，$I(q_{Y|X})-R_n^* = Θ(n^{-1/μ})$。众所周知，具有$I(q_{Y|X})\in(0,1)$的任何二进制输入无记忆信道（BMC）的标度指数$μ$由$4.714$上界，这由极化码的显式构造示出。我们的主要结果表明，$4.714$仍然是一个有效的上界的AWGN信道的标度指数。我们的证明技术包括以下两个思想：（i）通过使用由$n$星座组成的输入字母表并限制输入分布均匀，AWGN信道的容量可以在$O(n^{-1/μ}\sqrt{\log n})$的间隙内实现;（ii）多址接入信道的容量通过使用$\log n$二进制输入极化码的叠加，可以在$O(n^{-1/μ}\log n)$的间隙内实现由$n$星座组成的输入字母表。此外，我们研究了极化码的性能在中等偏差制度的差距，容量和错误概率消失的$n$增长。提出了一种明确的极化码构造，以服从AWGN信道的容量间隙和错误概率衰减率之间的某种折衷。
2017-06-08 cs.IT math.IT
Golden Angle Modulation: Approaching the AWGN Capacity
在这项工作中，例如，未来一代蜂窝，微波链路，或光纤系统，我们提出了一种新的几何形状设计的黄金角度调制（GAM）的基础上（双）截断高斯输入分布。相对于[1]、[2]中介绍的两个关键GAM方案，该设计在全信噪比（SNR）范围内提高了互信息（MI）和峰均功率比。受所提出的几何形状的启发，还建议了一种更简单的SNR相关的设计。性能数值评估相对于MI和比较与经典的调制方案。利用所提出的设计，即使对于相对适度的目标频谱效率，SNR也可以相对于经典正交幅度调制而降低。由于GAM设计可以接近高斯信道容量，因此期望提高功率/能量效率。
2018-02-27 cs.IT math.IT
Capacity Theorems for the AWGN Multi-Way Relay Channel
研究了L用户加性高斯白噪声多路中继信道，多个用户通过一个中继站以相同的速率进行信息交换。现有的编码策略，即，完全解码前向和压缩前向被示出为在高信噪比（SNR）处远离割集上界。已知的是，在高SNR处，压缩转发速率与容量上限之间的间隙是恒定的，并且在高SNR处，完全解码转发速率与上限之间的间隙随着SNR而增加。本文提出了一种函数-解码-前向编码策略。结果表明，当L >= 3时，完全解码转发在SNR <= 0 dB时达到最大容量，而功能解码转发在SNR >= 0 dB时达到最大容量。对于L=$，函数解码前向实现的容量渐近SNR的增加。
2010-04-14 cs.IT math.IT
Capacity of the Discrete-Time AWGN Channel Under Output Quantization
我们研究了在离散时间加性高斯白噪声（AWGN）信道上，当信道输出使用少量比特进行量化时，通信的限制。我们首先提供了一个证明我们最近的猜想在这种情况下的离散输入分布的最优性。具体地，我们表明，对于任何给定的输出量化器选择与K量化箱（即，log 2K比特的精度），在平均功率约束下，输入分布不需要具有任何多于K + 1个质量点来实现信道容量。切割平面算法被用来计算这个能力，并产生最佳的输入分布。数值优化的量化器的选择，然后进行（2位和3位对称量化），我们得到的结果表明，由于低精度输出量化，这是小的，在低信噪比（SNR）的损失，可以是相当可以接受的，即使是中等到高的SNR值。例如，在高达20 dB的SNR下，2-3比特量化实现了使用无限精度量化可实现的容量的80-90%。
2008-05-15 cs.IT math.IT
Linear Coding for AWGN channels with Noisy Output Feedback via Dynamic Programming
用于在具有加性高斯白噪声（AWGN）输出反馈的AWGN信道上传送高斯消息的最佳编码方案是未知的，其中传输次数有限。即使我们将编码方案的范围限制为线性方案，推导最优编码方案仍然是一项具有挑战性的任务。用于具有噪声反馈的信道的最先进的线性方案由Chance和Love提出，其中线性方案的系数基于唯一的观测值进行数值优化[1]。在本文中，我们引入了一类新的顺序线性计划，这种信道通过引入一种新的线性状态过程在发射机和推导出最佳的顺序计划在这类计划的封闭形式，制定了一种新的动态规划（DP）。我们的经验表明，我们的计划优于国家的最先进的线性计划在[1]的噪声反馈和符合无噪声反馈的SK计划。我们还表明，在通信的消息位，而不是一个高斯消息，基于学习的方法进一步提高了可靠性的顺序线性计划。这个问题是一个分散控制的情况下，没有任何共同的信息，并尽我们所知的第一个这样的情况下，我们可以使用DP的解析解。
2022-05-23 cs.IT cs.SY eess.SY
SWIPT Signalling over Complex AWGN Channels with Two Nonlinear Energy Harvester Models
同步无线信息和功率传输（SWIPT）在能量收集器处受到非线性的影响，这导致与传统无线通信相比发射信号设计的显著变化。本文研究了接收端存在非线性能量采集器时，离散时间、无记忆、复加性高斯白噪声（AWGN）信道的容量。考虑到文献中介绍的两种常见的非线性能量采集器模型，考虑了两组约束。首先，在平均功率（AP），峰值幅度（PA）和接收机发送功率（RDP）的约束下的容量进行了研究。RDP约束被建模为大于阈值的信道输入的偶矩统计的线性组合。它示出的AP和RDP约束下的AWGN信道的容量是相同的AP约束下的AWGN信道的容量，然而，取决于这两个约束，它可以实现或任意接近。它也表明，AP，PA和RDP约束下，最优输入的振幅是离散的有限数量的质点。其次，在AP、PA和输出中断概率（OOP）约束下研究了系统容量。OOP被建模为满足接收信号的幅度在给定间隔之外的某个概率不等式。同样，它示出的最佳输入的振幅是离散的有限数量的质量点。
2018-05-09 cs.IT math.IT
Geometric Relationships Between Gaussian and Modulo-Lattice Error Exponents
格型编码和解码已被证明可以实现加性高斯白噪声（AWGN）信道的容量。这是通过使用最小均方误差缩放和随机化来将AWGN信道变换为具有相同容量的模格加性噪声信道来实现的。已经进一步示出，当以低于容量但高于信道的临界速率的速率操作时，存在速率相关缩放，使得相关联的模格信道达到AWGN信道的误差指数。一个几何解释这一结果的发展。特别是，它示出了模格通道的典型错误事件的几何形状如何与AWGN通道的球形码相一致。
2013-08-07 cs.IT math.IT
A Geometric Analysis of the AWGN channel with a $(σ, ρ)$-Power Constraint
在本文中，我们认为AWGN信道的功率约束称为$(σ, ρ)$功率约束，这是出于能量收集通信系统。给定码字，该约束对任何$k\geq 1$连续发送符号的总功率施加$σ+ k ρ$的限制。这样的通道具有无限的内存，并且评估其确切容量是一项困难的任务。因此，我们建立了一个$n$字母的能力表达，并寻求相同的界限。通过考虑${\cal S}_n(σ, ρ) \subseteq \mathbb{R}^n$的容量，我们得到了一个容量的下界，${\cal S}_n(σ, ρ) \subseteq \mathbb{R}^n$是满足$(σ, ρ)$ -功率约束的所有长度的$n$序列的集合.对于$ν$的噪声功率，我们通过考虑${\cal S}_n(σ, ρ) \oplus B_n(\sqrt{nν})$的体积得到容量的上界，该体积是${\cal S}_n(σ, ρ)$和$n$ -维半径为$\sqrt{nν}$的欧几里得球的Minkowski和。我们分析这个界限使用凸几何的结果被称为施泰纳公式，它给出了这个闵可夫斯基和的内在体积的${\cal S}_n(σ, ρ)$方面的体积。我们发现，随着$n$维数的增加，$\{{\cal S}_n(σ, ρ)\}$的内禀体积序列的对数收敛到一个极限函数下适当的缩放。容量的上限，然后表示在这个限制功能。我们推导出在低和高噪声制度的$(σ, ρ)$功率约束的AWGN信道的…
2015-04-20 cs.IT math.IT
Maximum Likelihood Decoding of Convolutionally Coded Noncoherent ASK Signals in AWGN Channels
在这项工作中，我们开发了最大似然检测（MLD）算法的非相干幅度移位键控（NCASK）系统在加性高斯白噪声（AWGN）信道。所开发的算法被用来调查与卷积编码和软判决维特比译码的NCASK系统的性能。紧和简单的上界已被推导出描述系统的性能，仿真结果表明，推导出的上界是在0.1 dB的模拟点。
2019-11-08 cs.IT math.IT
Precoding for the AWGN Channel with Discrete Interference
在具有附加$Q$元干扰的AWGN信道上的$M$元信号传输，其中i.i.d.干扰符号在发射机处是因果已知的。在发射机处具有边信息的信道的香农定理被用来制定信道的容量。它表明，通过使用最多$MQ-Q+1$出的$M^Q$输入符号的\emph{associated}信道，容量是可实现的。对于高斯噪声功率为零的特殊情况，给出了容量为每信道使用$\log_2 M$比特的充分条件，该条件与干扰无关。研究了在给定任意干扰符号的信道输入均匀分布于信道输入字母表的约束下，最大化传输速率的问题。对于这种设置，提出了具有最佳预编码的通信系统的一般结构。扩展所提出的预编码方案的连续信道输入字母表也进行了研究。
2007-03-10 cs.IT math.IT
Coding with Scrambling, Concatenation, and HARQ for the AWGN Wire-Tap Channel: A Security Gap Analysis
本研究探讨使用非系统性通道码，以获得安全的传输加性高斯白噪声（AWGN）窃听通道。与以往的方法不同，我们提出通过对信息比特进行加扰来实现非系统编码传输，并通过理论论证和数值模拟来表征加扰传输的比特出错率。我们已经集中在Bose-Chaudhuri-Hocquenghem（BCH）和低密度奇偶校验（LDPC）码的一些例子来估计的安全间隙，我们已经使用作为物理层安全性的措施，除了比特出错率。基于一些数值例子，我们发现，这样的传输技术可以优于替代的解决方案。事实上，当窃听者（Eve）的信道比授权用户（Bob）的信道差时，达到给定安全级别所需的安全间隙非常小。通过在帧块上而不是在单个帧上实现加扰和解扰操作，可以进一步减少实现足够安全性所需的Eve信道相对于Bob信道的降级量。虽然夏娃的信道具有等于或优于鲍勃的信道的质量，我们已经表明，使用混合自动重传请求（HARQ）协议与认证仍然允许实现足够的安全级别。最后，用窃听者对消息的含糊率来衡量一些实际方案的保密性能，并与理想码的保密性能进行比较。
2013-08-29 cs.IT math.IT
On Achievable Rate Regions of the Asymmetric AWGN Two-Way Relay Channel
本文研究了加性高斯白噪声双向中继信道，其中两个用户通过中继交换消息。非对称信道被认为是用户可以以不同的速率和不同的功率电平发送数据。我们修改和改进现有的编码方案，以获得三个新的可实现的速率区域。比较了四种下行链路最优编码方案，结果表明：当两个用户都在低信噪比（SNR）下传输时，和速率性能最好的方案是完全译码前向编码方案，当两个用户都在高信噪比下传输时，和速率性能最好的方案是嵌套格码的函数译码前向编码方案，当两个用户都在低信噪比下传输时，和速率性能最好的方案是完全译码前向编码方案。（iii）当一个用户以低SNR发送而另一个用户以中高SNR发送时，具有速率分割和时分复用的功能解码转发。
2011-06-15 cs.IT math.IT
Thresholds of Braided Convolutional Codes on the AWGN Channel
在本文中，我们执行的编织卷积码（BCC）在加性高斯白噪声（AWGN）信道的阈值分析。解码阈值估计的蒙特卡罗密度演化（MC-DE）技术，并与近似阈值从擦除信道预测。结果表明，在空间耦合的情况下，预测的阈值非常准确，并且如果耦合记忆增加，预测的阈值很快接近容量。对于具有随机删余的非耦合系综，可以借助于未删余系综的AWGN阈值来改进预测。
2018-02-28 cs.IT math.IT
Nonlinear Posterior-Mean Feedback Codes for AWGN Channels
University of Illinois Chicago（伊利诺伊大学芝加哥分校）；HUN-REN-SZTE Research Group on AI, University of Szeged（塞格德大学 HUN-REN-SZTE 人工智能研究组）
本文提出一种可解释的后验均值反馈编码框架，用于AWGN信道，通过非线性细化在无噪声和噪声反馈下构造码，结合MAP解码，以少量参数实现优于现有基线的有限块长度性能。
2026-10-07 cs.IT math.IT
AWGN Channel Analysis of Terminated LDPC Convolutional Codes
先前已经表明，基于终止原模图的低密度奇偶校验（LDPC）卷积码的集合具有随块长度线性增长的典型最小距离，并且它们能够在二进制擦除信道（BEC）上实现接近迭代解码阈值的容量。在本文中，我们回顾了最近的结果，通过终止LDPC卷积码得到的显着的阈值改善扩展到加性高斯白噪声（AWGN）信道。此外，使用（3，6）-正则基于原模图的LDPC卷积码集成作为一个例子，我们执行的渐近捕获集分析终止LDPC卷积码集成。除了容量接近迭代解码阈值和线性增长的最小距离外，我们发现终止系综的最小非空捕获集随块长度线性增长。
2011-02-18 cs.IT math.IT
Capacity of the Aperture-Constrained AWGN Free-Space Communication Channel
在本文中，我们推导出上限和下限，以及一个简单的封闭形式的近似能力的连续时间，带限，加性高斯白噪声信道在三维自由空间电磁传播环境的约束下的总有效天线孔径面积的链路和总发射机功率约束。我们假设，通信范围是远远大于半径的球包含在两端的链路的天线，我们表明，在一般情况下，只能通过传输多个空间复用的数据流同时在信道上实现的容量。此外，通过在链路的任一端的一对物理上可实现的分布式天线阵列之间传输数据流，可以渐近地接近容量的下限。该结果的结果是，通常，当且仅当通信系统利用分布式MIMO天线阵列上的空间复用时，在实践中可以实现在深空通信链路上接近最大可实现数据率的通信。目前，任何国际空间机构或任何商业空间公司似乎都没有设想过这种深空通信方法。第二个结果是，远程自由空间通信链路的容量如果被适当地利用，则作为接收到的SNR的平方根的函数而渐进地增长，而不是仅在接收到的SNR中以几何方式增长。
2017-02-24 cs.IT math.IT
Diversity Order Vs Rate in an AWGN Channel
本文研究了加性高斯白噪声（AWGN）信道在整个容量范围内的分集阶数与速率的关系。我们发现，对于离散输入以及连续输入，Gallager的错误概率的上界有指数的多样性在低和高速率区域，但只有次指数在中等速率区域。对于最好的可用的下界和实际的代码观察指数多样性的整个容量区域。然而，我们也表明，实际的代码的性能接近Gallager的上界和中等速率的亚指数多样性有关系的实际代码的性能。最后，我们表明，即使对于有限星座，高斯输入的上界也能在整个容量区域提供良好的近似。
2011-10-08 cs.IT cs.NI math.IT
Interactive Schemes for the AWGN Channel with Noisy Feedback
本文研究了加性高斯白噪声（AWGN）信道中的通信问题。当反馈信道无噪声时，经典的Schalkwijk-Kailath（S-K）方案已知以简单的顺序方式实现容量，同时获得优于非反馈方案的可靠性。在这项工作中，我们展示了如何简单和可靠性，即使当反馈是嘈杂的，只要反馈通道是足够好的前馈通道。具体来说，我们引入了一个低复杂度低延迟的互动计划，接近容量的一个固定的比特错误概率（例如$10^{-6}$）。然后，我们建立在这个计划提供两个渐进的建设，一个基于高维格，和其他级联编码的基础上，承认一个错误指数显着超过最好的可能的非反馈指数。我们的方法是基于解释反馈传输作为一个边信息的问题，并采用了交互式模格的解决方案。
2017-01-03 cs.IT math.IT
Capacity Bounds for Discrete-Time, Amplitude-Constrained, Additive White Gaussian Noise Channels
实现容量的离散时间，加性高斯白噪声（AWGN）信道的输入分布与幅度约束是离散的，似乎很难明确地表征。一个双容量表达式被用来推导标量和矢量AWGN信道的解析容量上界。标量界改进了McKellips的界，并且对于所有信噪比（SNR）在0.1比特的容量内。二维界限是在0.15比特的容量可证明高达4.5 dB，和数值证据表明所有SNR的类似差距。
2015-11-27 cs.IT math.IT
KKTCode: Asymptotically Optimal Linear Codes for Noisy Feedback AWGN Channels
Elmore Family School of Electrical and Computer Engineering, Purdue University（普渡大学埃尔莫电气与计算机工程学院）；Chungnam National University（忠南国立大学）
本文针对带噪反馈AWGN信道，提出主动编码的KKT最优线性反馈设计，渐近达到Elias-Butman逆界，并恢复被动解作为特例，解决了60年未决的最优性问题。
2026-09-29 cs.IT math.IT
Optimum Power Control at Finite Blocklength
本文研究了在给定块长度$n$和错误概率$ε$的情况下，当码字受到长期（即，对所有码字平均）功率约束。最大信道编码速率的大$n$展开中的二阶项的特征在于加性高斯白噪声（AWGN）信道和具有在发射机和接收机处都可用的完美信道状态信息的准静态衰落信道。它表明，在这两种情况下，二阶项是成比例的$\sqrt{n^{-1}\ln n}$。对于准静态衰落的情况下，这个二阶项是通过截断的信道反转，即，通过级联的色散最优码的AWGN信道服从短期功率约束，与功率控制器，反转的信道时，衰落增益高于一定的阈值。最大信道编码率的估计是很容易的，对于AWGN和准静态衰落的情况下。
2015-07-14 cs.IT math.IT
Support Size of $\varepsilon$-Capacity-Achieving Inputs for the Amplitude-Constrained AWGN Channel
Politecnico di Milano（米兰理工大学）；Qualcomm Flarion Technology, Inc.（高通弗拉里昂科技有限公司）
研究幅度受限的AWGN信道在近最优输入分布下的支持大小，提出K_ε(A)定义并证明其在不同ε规模下的渐进行为。
2026-09-01 cs.IT math.IT
Fundamental Limits of Covert Communication over MIMO AWGN Channel
在文献中已经研究了不同模型的标量信道的隐蔽通信的基本限制。结果表明，在$n$独立的信道使用，$\mathcal{O}(\sqrt{n})$比特可以可靠地发送在公共信道上，同时实现任意低的检测概率（LPD）的其他站。这个结果被称为平方根定律，甚至为了实现这种隐蔽通信的递减率，发送器和接收器之间需要某种形式的共享秘密。在本文中，我们建立了限制的LPD通信在MIMO AWGN信道。我们定义了$ε$ -检测概率（$ε$ -PD）的概念，并提供了一个公式来评估下的$ε$ -PD约束的最大可实现的速率。我们首先表明，实现能力的输入分布是零均值高斯分布。然后，假设信道状态信息（CSI）在发射机的主信道上，我们推导出最佳的输入协方差矩阵，因此，建立$ε$ -PD容量。我们评估$ε$ -PD率的限制制度的信道使用的数量（渐近块长度）和天线的数量（大规模MIMO）。我们表明，在渐进块长度机制中，虽然SRL仍然适用于MIMO AWGN，但可以秘密传输的比特数与发射天线的数量呈指数级关系。进一步推导出$ε$容量\textit{with no shared secret} .对于该场景，在大规模MIMO限制下，仍然可以实现高达非LPD约束容量的更高的隐蔽率，然而，与具有共享秘密的场景相比，具有慢得多的缩放。我们的研究结果的实际意义是，MIMO有可能提供一个文件大小的大幅增加，可以隐蔽地进行通信的一个合理的低…
2018-03-13 cs.IT math.IT
On the Evolution of the Capacity-Achieving Input Support for the Amplitude-Constrained AWGN Channel
Politecnico di Milano（米兰理工大学）；Qualcomm Flarion Technology, Inc.（高通Flarion科技有限公司）
本文研究幅度受限AWGN信道中容量可达输入分布支撑集随幅度约束的演化，证明原点为唯一退化点且支撑基数局部变化仅发生在原点，机制为原点出现/消失或分裂/合并。
2026-09-10 cs.IT math.IT
Multi-Rate Control over AWGN Channels via Analog Joint Source-Channel Coding
California Institute of Technology（加州理工学院）；KTH Royal Institute of Technology（瑞典皇家理工学院）
本文研究在AWGN信道中通过模拟联合源-信道编码实现多速率控制的问题，提出联合源-信道编码优于分离编码，并展示在通信速率是采样率两倍的情况下，使用阿基米德双螺旋基于Shannon-Kotel'nikov模拟映射显著提升系统稳定性。
2016-10-28 cs.IT cs.SY eess.SY
Polar Lattices for Strong Secrecy Over the Mod-$Λ$ Gaussian Wiretap Channel
由极化码构造的极化格对于加性高斯白噪声（AWGN）信道是可证明良好的。在这项工作中，我们提出了一种新的极晶格结构，该结构在mod- $Λ$高斯窃听信道上实现了强保密准则下的保密能力。这种构造同时导致AWGN-良好的晶格和secondary-良好的晶格。该设计方法主要基于格型编码中的$Λ/Λ'$信道与多级编码中的互信息链规则推导出的等效信道在极化方面的等效性。
2014-01-24 cs.IT math.IT
Secrecy Capacity of Colored Gaussian Noise Channels with Feedback
本文研究了具有无噪声因果反馈的k阶自回归滑动平均（ARMA（k））高斯窃听信道，其中窃听者在前向信道和反馈信道中都接收到信号的噪声观测值。它示出的广义Schalkwijk-Kailath计划，一个容量实现编码方案的反馈高斯信道的一个变体，实现了相同的最大速率为同一信道的窃听者的存在。因此，保密容量等于反馈信道不存在窃听者时的反馈容量。此外，结果被推广到加性高斯白噪声（AWGN）信道与量化反馈。结果表明，所提出的编码方案实现了积极的保密率。当量化噪声的幅度降至零时，保密率收敛于AWGN信道的容量。
2018-01-20 cs.IT math.IT
Uncoded Binary Signaling through Modulo AWGN Channel
模封装接收机在包括预编码和格型编码的数字通信的若干领域中引起了兴趣。模加性高斯白噪声信道的渐近容量和差错性能已经得到很好的证明。然而，由于渐近分析的基本假设，这些发现在物理世界的应用中可能并不总是现实的，这通常是维度或延迟有限的。在这项工作中，最佳的方式来实现最小的错误概率为二进制信令通过标量模AWGN信道下不同的情况下，接收机可以访问全部或部分信息进行检查。在接收端部分信息的情况下，提出了一种迭代估计规则，以降低出错率，并通过仿真实验验证了不同估计器的性能。
2021-05-20 cs.IT eess.SP math.IT
PAC Codes for Source and Joint Source-Channel Coding
本文将 PAC 码从信道编码扩展到信源编码与联合信源信道编码，并证明其在短码长下同样能逼近相应的有限长度界。
2023-08-10 cs.IT math.IT
Construction of Capacity-Achieving Lattice Codes: Polar Lattices
在本文中，我们提出了一类新的格构造的极化码，即极化格，以实现的加性白高斯噪声（AWGN）信道的容量$\frac{1}{2}\log(1+\SNR)$。我们的构造遵循Forney \textit{et al.}的多级方法，其中我们在每个级别上构造实现容量的极化码。分量极化码被示出为自然嵌套，从而满足多级格构造的要求。我们证明了极格是\emph{AWGN-good}。此外，利用源极化技术，我们提出了离散高斯成形的极性晶格，以满足功率约束。构造和成形都是显式的，并且对于任何固定的目标错误概率，编码和解码的总体复杂度为$O(N\log N)$。
2018-10-13 cs.IT math.IT
On the Capacity of the Wiener Phase-Noise Channel: Bounds and Capacity Achieving Distributions
研究了加性高斯白噪声（AWGN）信道在时变维纳相位噪声影响下的信道容量。严格的上限和下限的能力，这条通道的发展。上界是通过使用对偶方法，并考虑一个特定的分布在输出的通道。为了降低容量，首先通过求解信道互信息的函数优化来找到实现容量的输入分布族。然后，通过Monte-Carlo模拟从建议的分布中抽取样本，得到容量的下限。所提出的实现容量的输入分布是循环对称的、非高斯的，并且输入幅度随着时间的推移而相关。所评估的容量界限对于宽范围的信噪比（SNR）值是紧的，并且因此它们可以用于量化容量。具体而言，在低SNR下的界限遵循众所周知的AWGN容量曲线，而在高SNR下，它们与相位噪声信道的文献中可用的高SNR容量结果一致。
2015-09-21 cs.IT math.IT
On The Construction of Capacity-Achieving Lattice Gaussian Codes
在本文中，我们提出了一种新的方法来证明结果的信道编码计划的基础上建设-A格的加性高斯白噪声（AWGN）信道，产生新的表征的代码结构参数，即，素数和尺寸的代码，作为功能的块长度。我们采取的方法引入了一个平均参数，明确涉及所考虑的参数。这个平均参数适用于广义Loeliger系综提供了一个更实际的AWGN-良好的晶格的存在证明，并描述合适的参数Ling和Belfiore提出的格高斯编码方案。
2016-02-03 cs.IT math.IT
