Strong Converse and Second-Order Asymptotics of Channel Resolvability
我们研究了固定i.i.d.的信道可分辨性问题。输入分布和离散无记忆信道（DMC），并推导出任何DMC不一定是满秩的强逆定理。在一定条件下，我们还得到了最优二阶速率。此外，在DMC具有唯一的能力实现输入分布的条件下，我们得到了最坏的输入分布的最佳二阶信道可分解率。
2014-04-22 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
General non-asymptotic and asymptotic formulas in channel resolvability and identification capacity and their application to wire-tap channel
建立了信道可分辨性和识别容量的非渐近公式，并将其应用于窃听信道。通过使用这些公式，上述三个问题的$ε$容量被认为是在最一般的设置，其中没有结构的假设，如固定的无记忆性能的信道。因此，我们解决了Han & Verdu和Han提出的一个公开问题.此外，我们还得到了窃听信道中窃听者信息量和错误概率指数的下界。
2005-12-22 cs.IT 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
MAC Resolvability: First And Second Order Results
基于以前的工作之间的关系的保密性和通道可解析性，我们重新审视的多址接入通道的可解析性的角度来看，保密证明。然后，我们改进的方法，以获得一些新的结果的二阶可实现的速率。
2017-09-28 cs.IT math.IT
The MAC Resolvability Region, Semantic Security and Its Operational Implications
基于以前的工作之间的关系的保密性和信道可解析性，我们重新审视的多址接入信道（MAC）的可解析性的角度来看，保密证明。特别是，我们改进和扩展的证明，以获得新的结果的二阶可实现的速率。然后，我们通过建立一个概念上简单的逆证明依赖于香农熵的一致连续性的变分距离的可分解性，描述了无记忆MAC的可分解区域。我们讨论的操作意义的语义安全的信息理论概念的观点Ahlswede的一般理论的信息传输和显示有趣的影响对一大类攻击的弹性，即使没有假设可以作出有关的分布所传输的消息。最后，我们提供的细节，如何解决的结果可以用来构建一个窃听代码，实现语义安全。
2018-01-22 cs.IT math.IT
Resolvability in Eγ with Applications to Lossy Compression and Wiretap Channels
我们研究了输入过程所需的随机性，以近似$E_γ$距离中通道的给定输出分布。一个一般的单次可扩展性界这样的近似的精度。在i.i.d.~设置其中$γ=\exp(nE)$，高于$\inf_{Q_{\sf U}: D(Q_{\sf X}||π_{\sf X})\le E} \{D(Q_{\sf X}||π_{\sf X})+I(Q_{\sf U},Q_{\sf X|U})-E\}$的（非负）随机率是必要的并且足以使用通道$Q_{\sf X|U}^{\otimes n}$渐近地近似输出分布$π_{\sf X}^{\otimes n}$，其中$Q_{\sf U}\to Q_{\sf X|U}\to Q_{\sf X}$。然后，新的resolvability的结果是用来推导出一个一杆上界的错误概率在率失真问题，和窃听者列表的大小上的下限，包括在窃听信道问题的实际消息。这两个界在i.i.d.~中是渐近紧的设置.
2015-05-30 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
Variable-Length Intrinsic Randomness Allowing Positive Value of the Average Variational Distance
本文考虑变长内在随机性问题。我们提出的平均变距离作为性能标准的角度来看，一个对偶关系的问题制定可变长度的可解性。以前的研究已经导出了$ε$ -变长可分辨性的一般公式。推导了变长内禀随机性$ε$的一般公式。即在平均变分距离小于或等于一个常数$ε$的约束下，刻画了平均长度的上确界.我们的结果阐明了$ε$ -变长可分辨性和$ε$ -变长内禀随机性的一般公式之间的对偶关系。我们还推导出表征我们的一般公式的量的下界。
2018-05-03 cs.IT math.IT
Resolvability of classical-quantum channels
本文研究经典-量子信道可分辨性，分别针对最差输入和固定独立同分布输入两种设定，利用序贯假设检验、识别码及量子Sanov定理等方法，给出了直接部分与强逆命题的完整刻画。
2024-10-22 cs.ET cs.IT math.IT
Second-Order Resolvability, Intrinsic Randomness, and Fixed-Length Source Coding for Mixed Sources: Information Spectrum Approach
考虑了典型随机数生成问题（例如可分解性、固有随机性、固定长度信源编码）中的二阶可实现渐进性。在这些问题中，已有学者利用信息谱方法推导出了一般信源的一阶和二阶可分辨率。这些公式虽然具有一般性，但计算难度很大.因此，试图解决可实现速率的显式计算问题是有意义的。特别地，对于i.i.d.来源，二阶可实现的速率已确定较早简单地使用渐近正态性。在本文中，我们考虑两个独立同分布的混合源。源混合源是非遍历源的一种典型情况，其自信息不具有渐近正态性。尽管如此，我们可以明确地计算二阶可实现率为这些来源的双峰渐近正态性的基础上。此外，扩展我们的结果更一般的混合源，如混合的可数无限i.i.d.源或马尔可夫源，以及i.i.d.来源，考虑。
2012-04-05 cs.IT math.IT
Rényi Resolvability and Its Applications to the Wiretap Channel
传统的信道可分解性问题是指确定输入过程所需的最小速率，使得输出分布在总变化距离或相对熵方面近似于目标分布。与以前的工作相比，在本文中，我们使用（归一化或非归一化）Rényi散度（$[0,2]\cup\{\infty\}$中的Rényi参数）来衡量近似程度。当Rényi参数大于或等于$1$时，我们也给出了归一化Rényi发散的渐近表达式，当相同参数小于$1$时，我们也给出了归一化Rényi发散的上、下界.我们刻画了Rényi可解性，它被定义为确保Rényi发散渐近消失所需的最小速率。对于正规化和非正规化发散情形，Rényi可解性是相同的。此外，当Rényi参数小于~ $1$时，与Rényi参数等于~ $1$的传统情况一致，Rényi可分解性等于诱导目标输出分布的所有输入分布上的最小互信息。当Rényi参数大于$1$时，Rényi可分解性通常大于互信息。证明了最优Rényi发散在这两种情况下至少以指数速度消失，只要码率大于Rényi可解性。i.i.d.的最佳指数衰减率随机码也被精确地表征。我们将这些结果应用于窃听信道，并完全刻画了泄漏测量由（非归一化）Rényi散度给出时秘密和非秘密消息的速率之间的最佳权衡。
2018-12-03 cs.CR 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
$E_γ$-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
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
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
Effective Secrecy: Reliability, Confusion and Stealth
定义了一种称为有效安全的安全措施，包括强保密性和隐形通信。有效的保密确保信息无法被破译，并且隐藏有意义的通信。为了测量隐形，我们使用可分辨性并将其与二元假设检验相关联。结果开发窃听渠道和广播渠道的机密信息。
2014-01-24 cs.CR 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
Diversity versus Channel Knowledge at Finite Block-Length
本文研究了在非相干和有限块长瑞利块衰落信道中，给定块长n和块差错概率ε的最大可达速率R*（n，ε）。我们的研究结果表明，对于一个给定的块长度和错误概率，R*（n，ε）是不是单调的信道的相干时间，但存在一个速率最大化的相干时间，最佳的多样性和估计信道的成本之间的权衡。
2012-08-20 cs.IT math.IT
Finite-Length Bounds for Joint Source-Channel Coding with Markovian Source and Additive Channel Noise to Achieve Large and Moderate Deviation Bounds
当信源服从遍历马尔可夫过程，信道是马尔可夫加性信道或马尔可夫条件加性信道时，我们得到了信源-信道编码联合编码中差错概率的新的有限长上界和下界.这些界限是紧的大和中等偏差制度。
2017-05-02 cs.IT math.IT
On the error exponent of variable-length block-coding schemes over finite-state Markov channels with feedback
研究了变长分组编码下反馈马尔可夫信道的差错指数。推广了Burnashev的经典结果，在信道状态在发送端和接收端都是因果观测的假设下，给出了有限状态Markov信道可靠性函数的单字母刻画.从随机控制理论的工具，以处理信道的符号间干扰。特别是马尔可夫决策过程的凸分析方法，通过处理问题的停止时间范围所产生的可变长度的编码方案。
2007-07-13 cs.IT math.IT
Smoothing of binary codes, uniform distributions, and applications
该研究采用Rényi散度刻画编码经噪声作用后接近均匀分布的情形，推导渐近完美平滑的最小编码速率，明确可实现强保密的嵌套Reed-Muller码族，并建立平滑与纠错的关联。
2023-09-26 cs.IT math.IT
On the Reliability Function of the Common-Message Broadcast Channel with Variable-Length Feedback
我们推导出上界和下界的共同消息离散无记忆广播信道的可变长度反馈的可靠性函数。我们表明，当广播信道是随机退化的界限是紧的。对于可扩展性部分，我们通过控制一组停止时间的最大值的期望来适应Yamamoto和Itoh的编码方案。对于相反的一部分，我们适应Burnashev的证明技术建立的可靠性功能（点对点）离散无记忆通道与可变长度的反馈和顺序假设检验。
2017-01-12 cs.IT math.IT
Simple Finite-Length Achievability and Converse Bounds for the Deletion Channel and the Insertion Channel
Bilkent University（比尔肯特大学）
本文提出了一种简单的方法，用于计算删除和插入信道在有限长度下的实现和反向界限，通过参考分布改进了传统方法，并展示了其在有限长度设置中的有效性。
2026-04-11 cs.IT math.IT
The Reliability Function of Lossy Source-Channel Coding of Variable-Length Codes with Feedback
我们考虑传输的离散无记忆源（DMS）跨越离散无记忆信道（DMC）使用可变长度的有损源信道反馈码。示出的可靠性函数（最佳误差指数）是等于$\max\{0, B(1-R(D)/C)\},$其中$R(D)$是源的率失真函数，$B$是DMC的输出分布之间的最大相对熵，和$C$是信道的香农容量。我们表明，在这种情况下，在这种渐近制度，单独的源信道编码，事实上，最佳的。
2019-04-07 cs.IT math.IT
Variable-length codes for channels with memory and feedback: error-exponent upper bounds
在Burnashev的经典工作中，已经发现具有无噪声反馈和变长编码的无记忆信道的可靠性函数是平均速率的线性函数。在这项工作中，我们考虑单线信道与无噪声反馈和研究的信道可靠性函数的上界与可变长度的代码。在单线信道中，信道状态对于发射机是已知的，但是对于接收机是未知的。我们推广Burnashev的分析，并推导出一个类似的表达式，这是线性的平均速率，并取决于信道容量，以及一个额外的参数，涉及到一个顺序的二元假设检验问题在这个通道。通过建立适当的马尔可夫决策过程（MDP）来评估该参数。此外，这个参数的上限推导出使用一个简化的MDP。几个二进制输入/状态/输出单线通道的参数的数值计算暗示了最佳的传输策略。这样的策略研究在一个配套文件，以提供较低的（可实现的）界限上的信道可靠性函数。
2017-07-09 cs.IT math.IT
Bounds on the Effective-length of Optimal Codes for Interference Channel with Feedback
本文研究了在有反馈信道上独立消息集的分布式传输中有限块长码的必要性。以前，它表明，有限有效长度的代码是必要的分布式传输和压缩的来源。我们提供了两个例子，三个用户的干扰信道与反馈的渐近大的有效长度的代码是次优的。因此，我们得出结论，使用有限有效长度代码的编码传输是必要的，以实现最优性。我们认为，大有效长度码的次优性能是由于它们在保持通信系统中的分布式终端的输入之间的相关性的效率低下。这种相关性通过在终端处存在反馈而变得可用，并且在使用有限有效长度编码策略时用作终端之间的协调的手段。
2018-01-16 cs.IT math.IT
Variable Length Coding over the Two-User Multiple-Access Channel
对于离散无记忆多址接入信道，我们提出了一个通用的定义，在接收端的传输速率的措施，变长码。这给出了一个接收机的角度来看，多址信道编码的问题，并允许我们来表征区域的可实现的速率时，接收机能够解码每个发送的消息在不同的时刻的time.We示出了一个外边界在这个区域上，并得出一个简单的编码方案，可以实现，在特定的设置，所有的外边界所界定的区域内的速率。此外，我们提出了一个随机可变长度编码方案，实现直接的一个多址信道的块码容量区域的一部分，而不需要任何协议之间的发射机。
2011-02-25 cs.IT math.IT
Pilot Length Optimization for Spatially Correlated Multi-User MIMO Channel Estimation
本文研究了多用户大规模MIMO系统中用于信道估计的导频序列的设计;考虑到信道相关性的存在，并且假设统计量是已知的，我们寻求利用信道的空间相关性来最小化导频序列的长度，并且具体地，可以通过用户的空间签名来分离用户的事实。（低秩信道协方差矩阵），或者通过使用不同的训练序列。我们介绍了一种算法来设计一组给定的用户协方差矩阵的短训练序列。所获得的导频序列通常是非正交的，然而它们确保信道估计误差方差在所有信道维度上由所选择的常数一致地上界。我们通过模拟使用一个现实的情况下，基于一个环的信道模型，所提出的技术可以产生导频序列的长度显着小于系统中的用户数。
2016-02-17 cs.IT math.IT
Optimizing Pilot Length for a Go/No-Go Decision in Two-State Block Fading Channels with Feedback
我们提出了一种方法，每个用户独立地寻求最小化的时间，他们占用的通道。从本质上讲，我们寻求最小化的传输符号的数量所需的数据包进行通信，假设可变长度编码与反馈。用户发送导频序列来估计信道质量，并决定是继续传输还是等待下一个机会。因此，即使用户已经获得接入，用户也可以选择离开信道，以便增加网络吞吐量并且还节省其自身的能量资源。本文通过对导频数目和信道识别门限的优化，使得传输数据包所需的符号总数（包括导频）最小。我们证明了一个充分条件的最佳导频长度和信道识别阈值。这个最佳的参数对数值求解和减少信道占用显示为各种信道设置。
2014-10-10 cs.IT math.IT
Finite-Length Analysis of Polar Secrecy Codes for Wiretap Channels
本文研究窃听信道下极化保密码的有限长度性能，给出归一化互信息安全泄漏的界，并用于刻画其有限长度缩放行为及实际块长度下的保密保证。
2024-07-01 cs.IT math.IT
On packet lengths and overhead for random linear coding over the erasure channel
我们评估的实用性，随机网络编码照亮的开销问题，并考虑它与越来越长的数据包发送的擦除通道。我们表明，越来越长的数据包的传输，包括每包的符号数量增加或增加的符号字母表的大小，结果在一个数据率接近零的擦除信道。这一结果是由于擦除概率随分组长度而增加。特定调制方案的数值结果表明，对于大但有限长度的分组，数据率近似为零。我们的研究结果表明，随机网络编码提供的性能增益减少。
2007-04-06 cs.IT math.IT
Timing Channel: Achievable Rate in the Finite Block-Length Regime
指数服务器定时信道是已知的最简单的，并且在某种意义上是规范的排队定时信道。这个无限内存通道的容量是已知的。在这里，我们讨论实际的有限长度的码字的限制，并试图了解的最大速率，可以达到一个目标的错误概率。通过使用马尔可夫链分析，我们证明了在块长度$n$和错误概率$ε$的最大信道编码率的下限。该界近似为$C- n^{-1/2} σQ^{-1}(ε)$，其中$Q$表示Q函数，$σ^2$是底层马尔可夫链的渐近方差。给出了$σ^2$的封闭形式表达式。
2016-05-25 cs.IT math.IT
Very Low-Rate Variable-Length Channel Quantization for Minimum Outage Probability
我们确定了一个实际的矢量量化器的设计问题，任何固定长度的量化器（FLQ）在任何有限的速率产生非零失真，而有一个可变长度的量化器（VLQ），可以实现零失真与任意低的速率。这个问题出现在一个$t \times 1$多天线衰落信道中，我们希望通过在发射机（CSIT）处量化信道状态信息来采用波束成形来最小化信道中断概率。众所周知，在这种情况下，有限速率FLQ不能实现全CSIT（零失真）中断性能。我们构建VLQ，可以实现有限速率的全CSIT性能。特别是，与$P$表示发射机的功率约束，我们表明，必要和充分的VLQ率，保证全CSIT性能是$Θ(1/P)$。我们还讨论了这一结果的几个扩展（例如预编码）。
2012-10-31 cs.IT math.IT
Finite-Length Analyses for Source and Channel Coding on Markov Chains
我们研究了有限长度的边界的信源编码与边信息的马尔可夫信源和信道编码的信道条件马尔可夫加性噪声。为此，我们提出了两个标准的有限长度的界限。一个是渐近最优性，另一个是有效的可计算性的界限。然后，我们推导出有限长度的上限和下限的编码长度在这两种设置，使其计算复杂性是有效的。为了讨论第一个标准，我们推导出这两个主题的大偏差界，中等偏差界和二阶界，并表明这些有限长度的界限在这些意义上实现了渐近最优性。为此，我们介绍了几种转移矩阵的信息测度。
2017-01-09 cs.IT math.IT
Diversity Order in ISI Channels with Single-Carrier Frequency-Domain Equalizers
分析了频率选择性信道下单载波频域均衡器（SC-FDE）的分集增益，揭示了分集增益$d$、信道记忆长度$ν$、传输块长度$L$和频谱效率$R$之间的相互影响。我们特别表明，对于类的最小均方误差（MMSE）的SC-FDE接收器，率$R\leq\log\frac{L}ν$的$d=ν+1$全分集是可以实现的，而对于更高的速率的多样性是由$d=\lfloor2^{-R}L\rfloor+1$。换句话说，可实现的分集增益不仅取决于信道存储器长度，而且取决于期望的频谱效率和传输块长度。类似的分析表明，对于迫零SC-FDE，分集阶数总是1，与信道存储长度和频谱效率无关。这些结果得到了模拟的支持。
2009-11-25 cs.IT math.IT
Performance Comparison of Short-Length Error-Correcting Codes
我们比较了短长度线性二进制码在二进制擦除信道和二进制输入高斯信道上的性能。我们使用一个通用的解码器，可以解码任何线性二进制分组码：高斯消除基于最大似然解码器的擦除信道和高斯信道上的概率有序统计解码器。因此，我们比较代码而不是解码器。对于长度为256比特的LDPC、Reed-Muller、Polar和BCH码，找到字出错率与信道参数的关系。在没有循环冗余校验的情况下，BCH码优于其他码。在联合译码下，循环冗余校验的级联使得所有码的性能非常接近最优下界。
2016-11-07 cs.IT math.IT
Nonasymptotic Oblivious Relaying and Variable-Length Noisy Lossy Source Coding
The Chinese University of Hong Kong（香港中文大学）；Imperial College London（帝国理工学院）
研究了信息瓶颈信道的有限块长可实现性，探讨了固定长度和可变长度编码对信息瓶颈第二阶版本的影响，并引入了新的非渐近性可变长度噪声失真信源编码结果。
2026-04-24 cs.IT math.IT
Variable-Length Channel Quantizers for Maximum Diversity and Array Gains
我们考虑一个$t \times 1$多天线衰落信道与量化的信道状态信息在发送端（CSIT）。我们的目标是最大限度地提高分集和阵列增益与符号出错率（SER）的系统性能。众所周知，对于波束成形和预编码策略，有限速率固定长度量化器（FLQ）不能实现全CSIT分集和阵列增益。在这项工作中，对于任何功能$f(P)\inω(1)$，我们构建可变长度量化器（VLQ），可以实现这些全CSIT增益率$1+(f(P) \log P)/P$和$1+f(P)/P^t$分别为波束成形和预编码策略，其中$P$是发射机的功率约束。我们还表明，这些利率是最好的可能高达$o(1)$乘数在其$P$依赖的条款。特别地，尽管全CSIT SER在任何（甚至无限）反馈速率下都是不可实现的，但是全CSIT分集和阵列增益可以利用每信道状态1比特的反馈速率渐进地实现。
2013-01-27 cs.IT math.IT
Variable-to-Fixed Length Homophonic Coding Suitable for Asymmetric Channel Coding
在通过非对称渠道的通信中，实现能力的输入分布通常是不均匀的。谐音编码是一个框架，以可逆地转换一个（通常是均匀的）消息到一个序列与一些目标分布，是一个有前途的候选人，以产生码字的非均匀目标分布的非对称信道。特别地，可变到固定长度（VF）的谐音码可以用作信道码的合适分量以避免解码错误传播。然而，现有的VF谐音码需要预先知道两个相邻序列之间的最大相对概率间隙，这对于长分组码是不现实的假设。在本文中，我们提出了一个新的VF谐音码没有这样的要求，允许一个符号的解码延迟。我们从理论和实验两方面验证了该编码的渐近最优性。
2017-06-29 cs.IT math.IT
Variable-Length Coding for Zero-Error Channel Capacity
零差错信道容量是在差错概率恰好为零而不是差错概率为零的情况下可以达到的最大渐近速率。这个问题的本质，本质上是组合的，而不是概率的，导致了各种研究都在信息论和组合。然而，零错误容量仍然是一个悬而未决的问题，例如，具有7个字母的噪声打字机信道的容量是未知的。在这篇文章中，我们提出了一种新的方法来构造最佳的零错误码，基于级联的字的可变长度，从一个发电机集。三种零错误变长编码方案，称为“变长编码”，“混合编码”和“基于自动机的编码”，正在研究中。我们通过线性差分方程描述了它们的渐近性能，根据生成集的简单性质，例如特征多项式的根，邻接矩阵的谱半径，生成级数的收敛半径的倒数。对于一个具体的例子，我们构建了一个“混合”的编码方案，实现渐近的零错误容量。
2020-01-10 cs.IT math.IT
Communicating over the Torn-Paper Channel
我们考虑的问题，通过一个通道，随机“撕裂”的消息块成不同大小的小块和洗牌。对于块长度为$n$、块长度为${\rm Geometric}(p_n)$的二进制撕纸信道，我们将其容量表征为$C = e^{-α}$，其中$α= \lim_{n\to\infty} p_n \log n$。我们的研究结果表明，${\rm Geometric}(p_n)$长度的片段的情况下，和确定性长度的$(1/p_n)$片段的情况下是定性不同的，令人惊讶的是，前者的容量更大。直观地说，这是因为在随机碎片的情况下，有时会观察到大碎片，这会提高容量。
2020-05-26 cs.IT math.IT
An Achievability Bound for Variable-Length Stop-Feedback Coding over the Gaussian Channel
本文提出高斯信道上停止反馈下可变长度编码的非渐近可达性界，采用随机编码集成与最小距离译码，数值评估证实反馈相比固定块长无反馈传输具有显著价值。
2024-03-21 cs.IT math.IT
Study of Design of Rate-Compatible Polar Codes Based on Non-Uniform Channel Polarization
提出了一种适用于加性高斯白噪声信道的速率兼容任意长度极化码构造方案。该方案是基于非均匀信道极化的概念。原始的极化码只能被设计为具有2的幂的码长度。打孔、缩短和扩展是获得任意极化码码长和码率的三种策略。存在设计具有任意长度但具有更高复杂度的编码和解码的代码的其他方式，诸如多核、级联码和用于置信传播（BP）或连续消除（SC）解码的特定构造。通常，通过这些任意长度技术投影的比特信道的质量不同于原始比特信道的质量，这可以极大地影响构造的极化码的性能。所提出的基于高斯近似的非均匀极化（NUPGA）是用于速率兼容的任意长度极化码的有效构造技术，其选择最佳信道（即，选择信息比特的位置）。针对极化和再极化过程设计了高斯近似的推广。我们还提出了设计极化码的缩短和扩展技术。仿真结果验证了所提出的NUPGA设计对现有的速率兼容技术的有效性。
2021-03-21 cs.IT math.IT
An Improved Sphere-Packing Bound for Finite-Length Codes on Symmetric Memoryless Channels
本文推导了有限长码在对称无记忆信道上传输时的改进的球填充（ISP）界。我们首先回顾经典的结果，即，1959年的球形包装（SP59）界的香农高斯信道，和1967年的球形包装（SP67）界的香农等。离散无记忆信道。最近的改进SP67绑定，建议由Valvis和Fossorier，也进行了讨论。这些概念被用于推导一个新的下界的解码错误概率（称为ISP界），这是一致的紧比SP67界及其最近的改进版本。ISP界适用于对称无记忆信道，并举例说明了它的一些应用。通过与ML译码错误概率的界和迭代译码Turbo码的计算机模拟的比较，研究了它的严密性。本文还提出了一种技术，它执行整个计算的SP59界的对数域，从而方便准确计算这个界的中等到大的块长度，而不需要提供的渐近近似香农。
2007-03-17 cs.IT math.IT
Finite-Length Analysis of Spatially-Coupled Regular LDPC Ensembles on Burst-Erasure Channels
规则空间耦合LDPC（SC-LDPC）集成已经获得了显着的兴趣，因为它们被证明普遍实现低复杂度的置信传播解码下的二进制无记忆信道的容量。在这项工作中，我们主要集中在这些合奏的二进制通道的性能受突发的擦除。我们首先开发一个分析的有限长度的性能为一个单一的突发每个码字，否则没有错误。我们首先假设，突发擦除一个完整的空间位置，建模实例节点故障在分布式存储。我们提供了新的紧的块擦除概率（$P_{\mathrm{B}}$）在有限的块长度和边界上的耦合参数渐近能够恢复突发的下限。我们进一步表明，净化合奏可以提高块擦除概率的几个数量级。稍后，我们将我们的方法扩展到更一般的渠道模型。在第一扩展中，我们考虑可以在码字中的随机位置处开始并且跨越多个空间位置的突发。除了有限长度分析外，我们还用密度演化的方法确定了最大可校正的脉冲串长度。在第二个扩展中，我们考虑的情况下，除了一个单一的突发，随机位擦除可能发生。最后，我们考虑一个块擦除信道模型，擦除每个空间位置独立的一些概率$p$，可能同时引入多个突发。所有的结果进行了验证，使用Monte-Carlo模拟。
2018-01-22 cs.IT math.IT
Physical Layer Security for RF Satellite Channels in the Finite-length Regime
安全通信在空间技术发展中正变得日益重要。完善的加密技术已经到位，预计将继续如此。另一方面，信息理论安全作为后量子时代的通用候选者出现，以补充整体安全实力。为了证明这种潜力，性能分析方法需要考虑现实的合法和窃听系统的假设和非渐近编码长度。在本文中，我们提出了安全的射频（RF）卫星链路的设计与现实的系统假设。我们的贡献是三方面的。首先，我们提出了一个窃听信道模型的有限长度制度。该模型包括一个随机窃听编码方法，使用现有的实际线性纠错码和哈希码。该方案具有隐私放大功能，给出了有限长度的保密度量，其上界为语义保密。其次，我们推导出一种新的RF（广播）卫星窃听信道模型，参数化的随机退化信道周围的合法信道，一个必要条件，使安全通信。最后给出了安全卫星物理层的设计和有限长性能评估。在这样做时，我们定义为牺牲率的固定比例的整体编码率预算的可靠性，需要分配给保密。我们的方法不利用窃听者的信道侧信息，只假设最坏情况下的系统假设。我们说明了我们提出的设计方法与数值结果使用实际的纠错码在当前的卫星通信标准。
2018-05-18 cs.IT math.IT
Design of Finite-Length Irregular Protograph Codes with Low Error Floors over the Binary-Input AWGN Channel Using Cyclic Liftings
提出了一种在二进制输入加性高斯白噪声（AWGN）信道下设计有限长度非规则低密度奇偶校验（LDPC）码的方法，该方法在瀑布域和错误平层域均具有良好的性能.设计过程从一个体现理想度分布的原型图开始。然后将该原型图循环提升到感兴趣的特定块长度。该升力被精心设计以满足一定的近似周期外部信息度（ACE）谱。目标ACE谱具有极值特性，这意味着所设计的码具有良好的错误平层性能。建议的建设结果在准循环码，这是有吸引力的，在实践中，由于简单的编码器和解码器的实现。仿真结果表明，与现有的类似结构相比，所提出的结构的有效性。
2011-02-02 cs.IT math.IT
Variable-length codes for channels with memory and feedback: error-exponent lower bounds
在Burnashev的经典工作中，已经发现具有无噪声反馈和变长编码的无记忆信道的可靠性函数是平均速率的线性函数。在这项工作中，我们考虑单线信道与无噪声反馈和研究特定的传输方案，其性能提供了信道可靠性函数的下限。在单线信道中，信道状态基于先前的状态、输入和输出以确定性方式演变，并且对于发射机是已知的，但对于接收机是未知的。我们考虑一个两阶段的传输方案。在第一阶段中，发射机和接收机都将它们的公共信息总结在M维向量中，该M维向量具有单线信道的状态空间中的元素和M维概率质量函数，其中M是消息的数量。第二阶段，当其中一个消息足够可靠时进入，解决二元假设检验问题。该分析假设发射机和接收机共享的一些共同的随机性的存在下，是基于对发送的消息后验信念的对数似然比的研究，特别是对它的多步漂移的研究。仿真结果证实，边界是紧的上界相比，在同伴纸。
2017-07-12 cs.IT math.IT
On Non-coherent MIMO Channels in the Wideband Regime: Capacity and Reliability
我们考虑一个多输入多输出（MIMO）的宽带瑞利块衰落信道的信道状态是未知的发射机和接收机，只有一个平均功率约束的输入。我们计算的容量，并分析其依赖于相干长度，天线的数量和接收信号噪声比（SNR）每自由度。我们建立的条件上的相干长度和数量的天线的非相干信道有一个“近相干”的性能在宽带制度。我们还提出了一个信令方案，是近容量实现在这个制度。我们计算了这种宽带非相干MIMO信道的错误概率，并研究了它对信噪比，发射和接收天线的数量和相干长度的依赖性。我们发现，错误概率衰减成反比的相干长度和指数的产品的发射和接收天线的数量。此外，信道中断主导的错误概率在宽带制度。我们还表明，临界以及截止率是远远小于信道容量在这个制度。
2006-03-03 cs.IT math.IT
Effective Capacity of URLLC over Parallel Fading Channels with Imperfect Channel State Information
研究了有限块长度（FBL）下多个并行子信道上的点对点超可靠低延迟通信（URLLC）传输的有效容量.基于合理的假设和近似，我们推导出有效容量作为导频长度，解码错误概率，发射功率和子信道数的函数。然后，我们揭示了上述参数的有效容量的显着影响。推导了有效容量的封闭下界，并提出了一种基于交替优化的算法来寻找最佳导频长度和解码错误概率。仿真结果验证了我们的理论分析，并表明封闭形式的下限是非常紧密的。此外，通过对优化后的有效容量的仿真，对导频长度和译码错误概率的优化提供了启示，以评估实际系统中的最佳参数。
2022-10-19 cs.IT math.IT
Information-Energy Regions in the Finite Block-Length Regime with Finite Channel Inputs
本文研究有限块长和有限输入下加性高斯白噪声信道的信息-能量权衡，提出基于不可能性与可达性界限及码族构造方法，在信息速率、能量速率和EOP上匹配界限，但DEP因解码集选择而偏高。
2023-05-24 cs.IT math.IT
Optimality and Rate-Compatibility for Erasure-Coded Packet Transmissions when Fading Channel Diversity Increases with Packet Length
在衰落信道上使用擦除和信道编码发送由分组组成的消息，而没有反馈。对于这种情况下，本文探讨了分配给分组级纠删码和信道码的冗余之间的权衡，以及一个目标的低概率故障恢复消息。为此，我们考虑一个衰落模型，我们长期的比例分集块衰落（PD块衰落）。对于一个固定的整体码率和发射功率，我们制定了一个优化问题，以数字方式找到最佳的信道编码率（从而最佳的擦除编码率），最大限度地减少失败的概率为各种近似的问题。此外，从增量冗余的角度来看，结果的解释表明，速率兼容性如何影响作为整体码率的函数的故障概率的可能轨迹。我们的数值结果表明，一个最佳的，无比率，混合编码方案的单用户无线系统在PD块衰落信道应该有率的纠删码方法1。
2016-02-02 cs.IT math.IT
The Asymptotic Bit Error Probability of LDPC Codes for the Binary Erasure Channel with Finite Iteration Number
我们考虑使用低密度奇偶校验（LDPC）码和置信传播（BP）解码的二进制擦除信道（BEC）上的通信。对于无限块长度的比特错误概率通过密度演化已知，并且众所周知，对于有限块长度$n$和对于无限块长度在有限迭代次数下的比特错误概率之间的差是渐进的$α/n$，其中$α$是取决于度分布、迭代次数和擦除概率的特定常数。我们的主要结果是导出一个计算正则系综的$α$的有效算法。使用$α$的近似对于$(2,r)$ -正则系综是精确的，即使在小块长度下也是如此。
2008-01-23 cs.IT math.IT
