Superposition Coding is Almost Always Optimal for the Poisson Broadcast Channel
本文证明了连续时间泊松广播信道的容量区域是通过对大多数信道参数值进行叠加编码来实现的。有趣的是，这些参数值的某个子集中的信道不属于叠加编码最佳的广播信道的任何现有类别（例如，降级、更少噪声、更有能力）。特别是，我们引入的概念，有效地减少嘈杂的广播信道，并表明，它意味着更少的噪音，但一般不意味着更有能力。对于其余的通道参数值，我们表明，有一个缺口之间的马顿的内界和UV的外界。
2015-08-26 cs.IT math.IT
A Simplified Coding Scheme for the Broadcast Channel With Complementary Receiver Side Information Under Individual Secrecy Constraints
本文简化了一个现有的编码方案的两个接收机的离散无记忆广播信道与互补的接收机侧信息，有一个被动窃听和个人保密的要求。通过用Carleial-Hellman保密编码代替Wyner保密编码，将现有的编码方案简化为两步。由此产生的简化方案是免费的冗余消息分裂和随机组件。最重要的是，简化方案保留了现有的可实现的个人保密率区域。最后，它的建设简单性，帮助我们获得额外的洞察力的保密技术集成到纠错编码方案。
2018-05-30 cs.IT math.IT
Broadcast Rate Requires Nonlinear Coding in a Unicast Index Coding Instance of Size 36
首先通过提供仅可通过非线性网络编码解决的实例来证明网络编码问题的线性编码的不足（Doughnesset al.，2005).基于Effros等人的工作，2015中，该特定网络编码实例可以被建模为具有74个消息和80个用户的组播索引编码（GIC）实例（其中消息可以由多个用户请求）。这证明了线性编码对于GIC问题的不足。使用Maleki等人提出的系统方法，2014年，上述GIC实例可以被投射到具有200多个用户的单播索引编码（UIC）实例中，每个用户都想要唯一的消息。这证实了UIC问题的非线性编码的必要性，但仅用于实现整个容量区域。然而，是否需要非线性编码来实现UIC问题的对称容量（广播速率）的问题仍然是开放的。本文通过直接构造一个只有36个用户的UIC实例，证明了线性编码的不足，并给出了一个非线性索引码优于最优线性编码的广播速率。
2023-02-05 cs.IT math.IT
Dynamic Index Coding for Wireless Broadcast Networks
我们考虑一个无线广播站，传输数据包到多个用户。每个用户的数据包请求可能重叠，并且某些用户可能已经具有某些数据包。这提出了在存在边信息的情况下的广播问题，并且是信息论的公知（和未解决的）索引编码问题的推广。而不是实现全容量区域，我们开发了一个代码约束的容量区域，它限制了对一组预先指定的编码动作的注意。我们开发了一个动态的最大权重算法，允许随机数据包到达，并支持代码约束的容量区域内的任何流量。此外，我们还提供了一组基于底层需求图中的循环的简单代码。我们证明这些代码是最佳的一类广播中继问题。
2011-08-09 cs.IT math.IT
Time-Shifted Alternating Gelfand-Pinsker Coding for Broadcast Channels
本文针对两接收端广播信道提出时移交替Gelfand-Pinsker编码方案，无需时间共享或速率分割即可实现Marton区域全部速率元组，仿真显示其比时间共享更接近容量。
2024-07-24 cs.IT math.IT
Distributed Successive Approximation Coding using Broadcast Advantage: The Two-Encoder Case
传统的分布式信源编码很少考虑独立编码器之间可能存在的链路。然而，在传感器网络中的无线通信的广播性质提供了一个免费的八卦机制，可以用来简化编码/解码和降低传输功率。利用这种广播的优势，我们提出了一个新的两个编码器的方案，模仿乒乓球比赛，并具有逐次逼近结构。对于二次高斯情形，我们证明了该方案在{和率，失真对}曲面上是连续可加细的，该曲面的特征在于分布式双编码器信源编码的率失真区域.一个潜在的能量节省传统的分布式编码也示出。该乒乓分布式编码思想可以推广到多编码器的情况，为无线场景下一类新的分布式图像编码方法提供了理论基础。
2010-10-18 cs.IT math.IT
Joint Cache-Channel Coding over Erasure Broadcast Channels
我们考虑一个高速缓存辅助通信系统中，一个发射机与许多接收机通过擦除广播信道进行通信。该系统作为一个基本模型，用于在高网络拥塞期间传送点播内容，其中一些内容可以预先放置在接收器附近的本地缓存中。我们制定的高速缓存辅助通信的问题作为一个联合高速缓存-信道编码的问题，并提出了一些信息理论的可靠的通信速率和高速缓存大小之间的权衡。我们表明，如果接收机经历不同的信道质量，然后使用不等的缓存大小和联合缓存信道编码提高系统效率。
2015-05-05 cs.IT math.IT
Throughput-Delay Analysis of Random Linear Network Coding for Wireless Broadcasting
在一个不可靠的单跳广播网络设置中，我们研究了随机线性网络编码的吞吐量和解码延迟性能作为编码窗口大小和网络大小的函数。我们的模型由一个源发送数据包的一个单一的流到一组$n$用户在独立的擦除通道。信源对$k$（编码窗口大小）分组执行随机线性网络编码（RLNC），并将其广播给用户。我们注意到，对于任何固定的$k.$，RLNC的广播吞吐量必须随着$n$的增加而消失。因此，与文献中的其他作品相比，我们研究了编码窗口大小$k$必须如何缩放以增加$n$。我们的分析表明，编码窗口大小的$Θ(\ln(n))$表示一个相变率，低于该吞吐量收敛到零，并在其之上收敛到广播容量。此外，我们描述了解码延迟的渐近分布，并提供近似表达式的平均值和方差的解码延迟的缩放制度的$k=ω(\ln(n)).$这些渐近表达式揭示了信道相关性的影响的吞吐量和延迟性能的RLNC。我们还展示了如何我们的分析可以扩展到其他无比率块编码方案，如LT码。最后，我们评论我们的结果的情况下，依赖的跨用户和非对称渠道模型的扩展。
2011-01-20 cs.IT math.IT
Separate Source-Channel Coding for Broadcasting Correlated Gaussians
研究了利用最佳分离信源信道编码广播一对相关高斯信源的问题。相当大的性能增益比以前已知的单独的源通道计划进行了观察。虽然源-信道分离产生次优的性能一般，它表明，该方案是非常有竞争力的任何带宽压缩/扩展的情况下。特别地，对于高信道SNR场景，可以示出实现最佳功率失真折衷。
2011-05-09 cs.IT math.IT
A Note on Broadcast Channels with Stale State Information at the Transmitter
本文证明了Maddah-Ali-Tse（MAT）方案是广义反馈广播信道的Shayevitz-Wigger方案的一个简单特例，它建立了两个在发送端具有严格因果状态信息的示例广播信道的对称容量。广义反馈广播信道涉及块Markov编码、压缩、叠加编码、Marton编码和编码分时。针对一类对称广播信道的状态，我们推导出一个表达式的最大可实现的对称速率使用Shayevitz-Wigger计划。我们表明，MAT结果可以恢复通过评估此表达式的特殊情况下，其中叠加编码和马顿编码不使用。然后，我们介绍了一个新的广播频道的例子，共享许多功能的MAT的例子。我们表明，我们的最大对称速率表达式，其中也使用叠加编码的另一种特殊情况下，达到更高的对称率比MAT计划。然而，该示例的对称容量是未知的。
2014-06-16 cs.IT math.IT
Correlated Sources over Broadcast Channels
可靠传输的相关源的广播信道，最初由韩和科斯塔研究的问题，是重新审视。给出了可靠传输的充分条件的另一种表征，其中包括Marton对广播信道上的信道编码和Gray和Wyner对分布式信源编码的结果。提出了一种基于联合典型性编解码的“最小化”编码方案，该方案不需要使用Cover的叠加编码、随机散列和两个信源之间的公共部分。编码方案的分析在概念上也是简单的，并依赖于一个新的多元覆盖引理和应用程序的傅立叶-Motzkin消除过程。
2009-12-22 cs.IT math.IT
The Benefit of Limited Feedback to Generation-Based Random Linear Network Coding in Wireless Broadcast
随机线性网络编码（RLNC）在发送端到接收端的分组无线广播中具有渐近吞吐量最优的性能，但存在计算量大和分组解码延迟等问题。为了缓解这个问题，同时保持良好的吞吐量，我们划分成不相交的几代后，广播未编码的数据包一次，并收集一轮的反馈接收器的数据包接收状态的数据包块。利用超图着色方法证明了最优划分问题的NP-困难性，并给出了求解该问题的一个有效的启发式算法。仿真结果表明，我们的算法优于现有的解决方案。
2015-06-03 cs.IT math.IT
Broadcast Channels with Cooperating Decoders
我们考虑在一般离散无记忆广播信道（BC）与部分合作接收器的通信问题。在我们的设置中，接收器能够在解码从发射器发送的消息之前，通过有限容量的无噪声会议链路交换消息。在本文中，我们制定了一般问题的广播与合作。我们首先找到容量区域的情况下，BC是物理退化。然后，我们给出了一般广播信道，两个独立的消息的情况下，和单一的公共消息的情况下，可扩展性的结果。
2006-11-01 cs.IT math.IT
Multiparty Interactive Coding over Networks of Intersecting Broadcast Links
我们考虑在网络上的计算与多个广播信道相交于一个单一的一方。每个广播链路都受到随机比特翻转噪声的影响，这些噪声独立地影响接收器。我们设计的交互式编码方案，成功地执行任何计算在这些嘈杂的网络，并努力减少其通信开销相对于原始（无噪声）计算。Rajagopalan和Schulman（STOC 1994）的编码方案的一个简单变体表明，在具有$n=n_1n_2+1$方的网络上，任何（无噪声）$R$回合协议都可以在$O(R\log n)$回合中可靠地模拟，其中一方连接到$n_2$噪声广播信道，每个信道连接$n_1$不同的方。我们设计了新的编码方案，提高了开销。我们的方法根据$n_1$和$n_2$之间的关系将网络分为四个区域。我们采用两层编码，其中内码保护每个广播信道，并根据考虑的制度的特定条件进行定制。外层保护网络中的计算，通常基于Rajagopalan和Schulman的方案，适用于广播信道的情况。我们获得的开销范围从$O(\log\log n_2)$到$O(\log n_2 \frac{\log\log n_1}{\log n_1})$，并且在所有四种机制中都超过了微不足道的$O(\log n)$开销。
2021-05-04 cs.IT math.IT
Wyner-Ziv Coding over Broadcast Channels: Digital Schemes
本文讨论了广播信道上的一个共同的源有损耗传输时，有相关的边信息在接收机，重点是二次高斯和二进制汉明的情况下。一个数字方案，结合了问题的无损版本的想法，即，介绍并分析了广播信道上的Slepian-Wolf编码和脏纸编码。该方案使用分层编码，其中公共层信息旨在用于两个接收机，而细化信息仅指定用于一个接收机。对于二次高斯的情况下，表征每个接收器的整体质量的量被确定在信道和边信息参数方面。它示出，它是更有利的，以“更好”的整体质量发送的细化信息到接收器。在所有接收机具有相同的总体质量的情况下，所提出的方案成为最佳的。然而，与其无损对应物不同的是，该问题回避了完整的表征。
2009-11-21 cs.IT math.IT
A Graph-based Framework for Transmission of Correlated Sources over Broadcast Channels
在本文中，我们考虑的通信问题，涉及相关源的广播信道的传输。我们认为这个信息传输问题的一个基于图形的框架。该系统包括信源编码模块和信道编码模块。在信源编码模块中，信源被有效地映射到一个近似半正则的二分图中，而在信道编码模块中，该图的边在广播信道上被可靠地传输。我们认为近半正则二分图作为离散的接口之间的信源编码和信道编码在这个多端设置。我们提供了一个信息论表征（1）指数增长率（作为信道使用次数的函数）其边可以通过广播信道可靠地传输的二分图的大小，以及（2）指数增长率（作为源样本数量的函数）的大小的二分图，它可以可靠地表示一对相关的源被发送到一个广播信道。
2006-08-01 cs.IT math.IT
Optimal Linear Broadcast Rates of the Two-Sender Unicast Index Coding Problem with Fully-Participated Interactions
两个发送者的单播索引编码问题包括从两个共同知道所有接收者所需的消息的发送者中找到最佳编码传输。每个接收者都需要一个唯一的消息。该问题的一个重要类别包括在接收器处的消息集和在接收器处的边信息满足\emph{fully-participated interactions}。本文提供了最佳的线性广播速率和相应的代码结构的所有可能的情况下，两个发送者的单播索引编码问题的完全参与的相互作用。最佳线性广播速率和相应的代码的两个发送者的问题给出的三个单发送者的单播问题与两个发送者的问题。具有完全参与交互作用的两发送者问题的最优线性广播速率提供了许多相关的具有\emph{partially-participated interactions}的两发送者问题的最优线性广播速率的下界。证明技术用于获得两个发送者的问题的结果被证明是有用的，在某些情况下的多发送者单播索引编码问题的结果。
2018-08-29 cs.IT math.IT
Joint Network and Gelfand-Pinsker Coding for 3-Receiver Gaussian Broadcast Channels with Receiver Message Side Information
用接收机消息侧信息表征高斯广播信道的容量区域的问题似乎很困难，并且对于N >= 3个接收机仍然是开放的。本文提出了一种适用于三接收机情况的联合网络和Gelfand-Pinsker编码方法。利用该方法，我们建立了一般消息侧信息配置下3接收高斯广播信道容量区域的统一内界。内界的可扩展性证明使用联合干扰消除的思想，其中通过在编码器处使用脏纸编码和在一些解码器处使用连续解码来消除干扰。我们表明，内界是大于实现的最先进的编码方案。一个外边界也建立，并显示出在所有64个可能的情况下，46个是紧的。
2014-08-20 cs.IT math.IT
Adaptive Coding for Information Freshness in a Two-user Broadcast Erasure Channel
在本文中，我们调查的影响，在两个用户的广播符号擦除信道反馈的信息年龄（AoI）的编码。我们假设每个更新由$K$符号组成，并且源能够在每个时隙中广播一个符号。由于随机信道噪声，每个用户处的预期符号将根据独立同分布（i.i.d.）伯努利过程如果用户积累了足够的信息并成功解码了更新的$K$符号，则用户能够成功解码更新。假设在每个符号传输后，在源端的反馈信息是完美的，我们的目标是设计一个自适应编码方案，以实现在两个用户小的AoI。我们提出了一种新的编码方案，明智地结合符号从不同的更新在一起，并分析在两个用户的AOI。与基线贪婪方案相比，所提出的自适应编码方案在不损害强用户处的AoI的情况下，将弱用户处的AoI提高了几个数量级。
2019-05-01 cs.IT math.IT
Joint Source-Channel Coding for Broadcast Channel with Cooperating Receivers
众所周知，与点到点信道相反，分离的信源和信道编码通常对于在多用户信道上发送相关信源不是最佳的。在一些工作中，联合信源-信道编码已经被研究用于某些特定的多用户信道;即，多址接入信道（MAC）和广播信道（BC）。在本文中，我们得到了一个充分条件，传输任意相关的源在一个离散的无记忆BC与合作的接收器，其中接收器被允许通过一对噪声的合作链路交换消息。可以看出，我们的结果是以前的一般形式，并包括他们作为其特殊情况。
2015-08-17 cs.IT math.IT
Achievable rate region for three user discrete broadcast channel based on coset codes
基于嵌套陪集码，我们提出了一个一般三用户离散无记忆广播信道的可达速率域。我们的特点是3至1离散广播信道，一类广播信道，其中最有名的编码技术\footnote{We henceforth refer to this as Marton's coding for three user discrete broadcast channel.}，这是通过一个自然的概括，由马顿提出的一般两个用户离散广播信道，是严格次优的。特别是，我们确定了一种新的3比1离散广播信道，其中马顿的编码被证明是严格次优的\textit{analytically}。我们提出了可实现的速率区域为一般的3比1离散广播信道，嵌套陪集码的基础上，严格扩大马顿的速率区域为上述通道。我们推广到目前的可达速率区域一般三用户离散广播信道。结合马顿的编码和这里提出的，我们提出了最知名的编码技术，一般的三个用户的离散广播信道。
2015-01-13 cs.IT math.IT
Polar Coding for the Wiretap Broadcast Channel with Multiple Messages
针对两个合法接收者和一个窃听者的窃听广播信道，提出了一种极化编码方案。我们考虑一个模型，其中发射机希望发送不同的机密（和非机密）的信息，每个合法的接收器。首先，我们比较了文献中该模型的可达区域上的两个内界，然后我们设计了一个极化编码方案，实现了更强的一个。在所提出的方案中，编码使用基于极性的马顿编码，其中一个内层必须由两个合法的接收器可靠地解码，并且每个接收器必须解码其自己对应的外层。由于广播信道的非劣化条件，编码器构建链接构造，该链接构造引起相邻块之间的双向依赖性。实际上，这些依赖性可以发生在不同块的不同编码层之间。使用两个密钥，其长度在速率方面可以忽略不计，需要证明极化码满足强保密条件。
2019-09-11 cs.IT math.IT
On Marton's Inner Bound for the General Broadcast Channel
我们建立了几个新的结果，马顿的编码方案和相应的内界上的一般广播信道的容量区域。我们表明，与高斯的情况下，马顿的编码方案没有叠加编码一般不是最佳的，即使是一个退化的广播信道，没有共同的消息。然后，我们建立属性的马顿的内界，帮助限制搜索空间计算的总和率。接下来，我们证明了内界在某些方向上是最优的。最后，我们提出了一个编码方案，可能会导致一个更大的内界。
2011-06-11 cs.IT math.IT
Polar Coding for Common Message Only Wiretap Broadcast Channel
针对两个合法接收者和一个窃听者的窃听广播信道，提出了一种极化编码方案。我们考虑一个模型，在该模型中，发射机希望发送一个私人和机密的消息，必须可靠地解码的接收器，和机密的消息也必须（强）从窃听者的安全。编码方案旨在使用最佳的随机率，并且不对信道的对称性或退化性做出任何假设。本文通过提出一种新的链接结构，扩展了以前关于窃听信道的极化码的工作，该链接结构允许可靠和安全地向两个不同的接收器发送相同的机密消息。这种构造引入了在保密性分析中需要考虑的编码方案中所涉及的随机变量之间的新的依赖关系。
2019-02-18 cs.IT math.IT
Polar Coding for Multi-level 3-Receiver Broadcast Channels
我们考虑实现的速率在容量区域的多级3接收器广播信道，其中第二接收器相对于第一接收器是退化的，与退化的消息集。我们提出了一种基于极化码的两级链接策略，该策略在没有时间共享的情况下实现了所考虑的设置的容量区域。我们还研究了这个问题的一个轻微的变化，其中第一个接收者只需要解码自己的私人消息，其他两个接收者需要解码另一个私人消息。我们观察到容量区域没有扩大，因此所提出的极化编码策略也实现了针对该问题的容量区域。
2020-10-14 cs.IT math.IT
Disjoint LDPC Coding for Gaussian Broadcast Channels
低密度奇偶校验（LDPC）码已经被用于在两用户高斯广播信道上的通信。文献中已经表明，这种系统的最佳解码需要在每个用户处对两个用户消息进行联合解码。此外，还应执行联合规范设计程序。我们提出了一种方法，它使用了一种新的标签策略，是基于比特交织编码调制背后的想法。该方法不需要联合解码和/或联合码优化。因此，它降低了广播信道中的近容量编码的总体复杂度。对于容量区域边界上的不同码率对，设计了LDPC码对，以证明该技术的成功。
2009-06-15 cs.IT math.IT
On locality of Generalized Reed-Muller codes over the broadcast erasure channel
一对多通信预计将成为目前讨论的5G标准的杀手级应用之一。编码机制的使用正在影响广播标准质量，因为编码涉及堆栈的若干级别，并且更具体地说，涉及应用层，在应用层中，无比率、LDPC、里德所罗门码和网络编码方案在过去已经被广泛研究、优化和标准化。除了重用，扩展或适应现有的应用层分组编码机制的基础上以前的计划和上述LTE或其他广播标准的设计，我们的目的是调查使用广义里德穆勒码和他们的位置属性的价值，在其渐进解码广播/多播通信方案与实时的视频传输。我们的研究结果是为了深入了解使用本地可解码的代码在广播。
2016-09-11 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
On the Compound Broadcast Channel: Multiple Description Coding and Interference Decoding
这项工作研究了一般的两个用户的复合广播信道（BC）的编码器希望发送公共和私人消息到两个接收器，而不注意两个可能的信道实现控制的通信。重点是最大的可实现的速率区域的表征，通过诉诸更进化的编码和解码技术比传统的编码标准BC。首先探讨解码器的作用，并且基于“干扰解码”（ID）的原理推导出可实现的速率区域，其中每个接收器解码其预期消息并且选择（非唯一地）解码或不解码干扰消息。这种内界被证明是实现一类非平凡的复合BEC/BSC广播信道的容量，而最坏的情况下，马顿的内界-基于“非干扰解码”（NID）-未能实现的容量区域。然后研究了编码器的作用，并基于“多描述”（MD）编码导出了可实现的速率区域，其中编码器将公共以及多个专用的私有描述传输到用户信道的许多实例。事实证明，MD编码优于单一描述方案-公共描述（CD）编码-对于一类复合多输入单输出广播信道（MISO BC）。
2014-10-20 cs.IT math.IT
Concatenated Coding Using Linear Schemes for Gaussian Broadcast Channels with Noisy Channel Output Feedback
线性编码方案已成为加性高斯白噪声广播信道（AWGN-BC）无噪声反馈编码的主要选择。这些方案的可实现速率区域远远超出了没有反馈的AWGN-BC的容量区域。在本文中，级联编码设计的$K$ -用户AWGN-BC噪声反馈的建议，依赖于线性反馈方案，以实现无反馈容量区域以外的速率元组。具体地，具有噪声反馈的AWGN-BC的线性反馈码被用作内码，该内码创建从发射机到每个接收机的有效单用户信道，然后开环编码被用于在这些单用户信道上编码。无噪声反馈的线性反馈方案的可实现的速率区域示出为足够小的反馈噪声水平的级联编码方案是可实现的。然后，提出了一种用于具有噪声反馈的$K$ -用户对称AWGN-BC的线性反馈编码方案，并针对级联编码方案进行了优化。最后，我们将级联编码设计应用于两用户AWGN-BC，其中一个接收器具有单个噪声反馈链路。
2013-07-11 cs.IT math.IT
Improved Lower Bounds for Pliable Index Coding using Absent Receivers
本文研究柔性索引编码，即发送者通过共享的广播媒体向多个接收者广播信息，每个接收者都有一些先验的信息，并且想要任何他们没有的信息。以前提出了一种方法，基于接收器，不存在的问题，找到最佳广播速率的下限。在本文中，我们引入了新的技术，以获得更好的下界，并推导出最佳的广播速率为新的类的问题，包括所有的问题，多达四个缺席的接收器。
2019-10-01 cs.IT math.IT
Construction of Slepian-Wolf Source Code and Broadcast Channel Code Based on Hash Property
本文的目的是证明定理的Slepian-Wolf信源编码和广播信道编码（独立的消息和没有共同的消息）的基础上的概念的一个更强的版本的散列性质的集合的功能。由于稀疏矩阵的集合具有很强的散列特性，因此使用稀疏矩阵的码可以实现可实现的速率区域。此外，扩展到多信源编码和多输出广播信道编码的研究。
2013-01-25 cs.IT math.IT
Posterior Matching for Gaussian Broadcast Channels with Feedback
本文将Shayevits和Feder提出的后验匹配方案推广到带反馈的高斯广播信道中，并利用迭代随机函数理论推导了该编码策略的误码率和可达速率域。一个变种的Ozarow-Leung码的一般两个用户的广播信道的反馈可以实现为一个特殊的情况下，我们的编码方案。此外，对于对称高斯广播信道的反馈，我们的编码方案实现了线性反馈和容量LQG码和优于克莱默码。
2016-12-29 cs.IT math.IT
Network Code Design for Orthogonal Two-hop Network with Broadcasting Relay: A Joint Source-Channel-Network Coding Approach
本文讨论了网络编码设计的鲁棒传输源在一个正交的两跳无线网络与广播中继。该网络由多个源和目的地组成，其中受益于中继信号的每个目的地意图解码源的子集。该网络的两个特殊实例是正交广播中继信道和正交多址接入中继信道。重点是复杂性受限的场景，例如，对于无线传感器网络，其中信道编码实际上是不完美的。采用源信道和网络编码的方法，我们设计的网络编码（映射）在中继，使在目的地的平均重建失真最小化。为此，通过将失真分解成其分量，提出了一种有效的设计算法。所得到的网络代码是非线性的，并且大大优于性能最好的线性网络代码。一个激励制定的一个家庭的结构化非线性网络代码。数值结果以及与中继端线性网络编码的比较和相应的失真功率界表明了所提方案的有效性和一个有前途的研究方向。
2010-09-14 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
Delay Optimal Scheduling for Chunked Random Linear Network Coding Broadcast
我们研究广播传输的一个单一的文件到任意数量的接收器使用随机线性网络编码（RLNC）在网络中的不可靠的通道。由于解码过程的增加的计算复杂性（特别是对于大文件），我们应用分块RLNC（即，在文件的非重叠子集内应用RLNC）。在我们的工作中，我们展示了最小接收（LR）批处理调度策略（这是在我们以前的工作中介绍）的最优性方面的预期文件传输完成时间。此外，我们改进了我们的一些早期的结果，即预期的文件传输完成时间的LR政策和最小可实现的编码窗口大小的情况下，用户定义的延迟约束。最后，我们实验评估的LR政策的修改，在一个更现实的系统设置减少从接收器的反馈。
2017-06-09 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
Decoding and File Transfer Delay Balancing in Network Coding Broadcast
网络编码是一种分组编码技术，其最近已被证明在广播和多播通信中改善网络性能（通过减少延迟和增加吞吐量）。这种改进的代价是在接收机端增加解码复杂度（以及因此延迟）。在将文件传送到更高层之前，接收方应该首先解码这些数据包。在我们的工作中，我们认为一个大文件的广播传输到N个无线用户。文件被分割成若干块（每个块包含K个数据包-编码窗口大小）。对每个块的数据包采用随机线性网络编码（RLNC）进行编码，得到最小编码窗口大小，使得文件传输完成时间在所定义的时延约束下有上界。
2016-03-24 cs.IT cs.NI math.IT
One-Shot Broadcast Joint Source-Channel Coding with Codebook Diversity
University of Toronto（多伦多大学）
本文研究单次广播联合源信道编码问题，通过独立信道将源编码一次广播给K个解码器，至少一个解码器在最大失真约束下恢复源。发现使用不同解码器的不相交码本可带来码本多样性增益，提出利用该现象的编码方案，并通过二元对称信道的数值结果验证了混合方案的优越性。
2026-04-16 cs.IT math.IT
Variations on Information Embedding in Multiple Access and Broadcast Channels
信息嵌入（IE）是在受到失真约束的宿主信号内传输信息。有两种类型的嵌入方法，即不可逆IE和可逆IE，这取决于主机以及消息是否在解码器处被恢复。在不可逆IE中，只有嵌入的消息在解码器处被恢复，而在可逆IE中，消息和主机都在解码器处被恢复。本文考虑在多址接入信道（MAC）和物理退化的广播信道（BC）的不可逆和可逆IE的组合。
2007-11-17 cs.IT math.IT
Common-Message Broadcast Channels with Feedback in the Nonasymptotic Regime: Stop Feedback
我们调查的最大编码速率为一个给定的平均块长度和错误概率在K-用户离散无记忆广播信道的情况下，一个共同的消息是使用可变长度的停止反馈码传输。对于点对点的情况，Polyanskiy等人（2011）证明了可变长度编码与停止反馈相结合显著提高了最大编码速率到容量的收敛速度。这种加速表现在对于大块长度的最大编码速率的渐近展开中不存在平方根惩罚，即，零色散在本文中，我们提出了公共消息K用户离散无记忆广播信道的最大编码速率的非渐近可扩展性和逆界，这加强和推广了Trillingsgaard等人（2015）在两用户情况下的报告。这些界限的渐近分析揭示了对于某些公共消息广播信道（例如，二进制对称广播信道）。此外，我们确定的条件下，我们的逆和可扩展性的界限是紧到二阶。通过数值计算，我们表明，我们的二阶扩展近似准确的最大编码速率和收敛到容量的速度确实比点对点的情况下慢。
2018-08-30 cs.IT math.IT
Multiuser Broadcast Erasure Channel with Feedback and Side Information, and Related Index Coding Results
我们考虑N用户广播删除信道与公共反馈和边信息。在传输开始之前，每个接收器知道一些其他接收器的消息的函数。这种情况自然出现在无线网络中，特别是认知网络中，其中节点可能在通过给定广播信道的传输开始之前偷听到去往其他节点的传输消息。我们提供了一个上限，这个系统的容量区域。此外，当边信息是线性的，我们表明，该界是紧的情况下，两个用户的广播信道。每个用户知道每个其他节点的消息的全部或什么都不知道的特殊情况，构成了索引编码问题的一般化。对于这种情况下，当没有通道错误，我们表明，界减少到已知的最大加权无环诱导子图界。我们还展示了如何将容量上限转换为传输完成率（广播速率）下限，并提供了某些信息图的代码的例子，这些信息图的界限是接近的
2014-06-13 cs.IT math.IT
The Secure Two-Receiver Broadcast Channel With One-Sided Receiver Side Information
本文研究了在接收方侧信息为单边信息且存在被动窃听者的两接收方离散无记忆广播信道上的安全通信问题。我们提出了一种基于叠加-马顿框架的编码方案。采用一次性密码本、Carleial-Hellman保密编码和Wyner保密编码等保密技术来保证个人信息的保密性。该方案被证明是容量实现的某些情况下，退化的广播信道。我们还注意到，单侧接收器侧信息提供了速率区域改进的优点，特别是当它在较弱的合法接收器处可用时。
2018-10-26 cs.IT math.IT
An Achievable Rate Region for the Broadcast Channel with Feedback
针对两接收机离散无记忆广义反馈广播信道，提出了一个单字母可达速率域。编码策略涉及块马尔可夫叠加编码，使用马顿的无反馈广播信道编码方案作为起点。如果马顿方案中的消息速率太高而不能在块的末尾解码，则每个接收器都留下一个与其输出兼容的消息列表。解析信息在下面的块中发送，以使每个接收方能够解析其列表。关键的观察结果是，第一个接收器的分辨率信息与第二个接收器的分辨率信息相关。使用类似于Han-Costa编码方案的思想，通过联合信源-信道编码有效地发送该相关信息。利用该结果，我们得到了一个可实现的速率区域的随机退化的AWGN广播信道的噪声反馈，只有一个接收机。结果表明，该区域严格大于无反馈容量区域。
2013-07-19 cs.IT math.IT
Coding Schemes and Asymptotic Capacity of the Gaussian Broadcast and Interference Channels with Feedback
针对具有相关噪声和反馈的无记忆高斯广播信道，提出了一种编码方案。对于除-1以外的所有噪声相关性，当信噪比趋于无穷大时，该方案实现的和速率与完全合作界限之间的差距消失。当相关系数为-1时，反馈提供的增益是无界的，并且前对数加倍。当相关系数为+1时，我们证明了二分法：如果噪声方差相等，则反馈是无用的，否则，反馈提供无限的速率增益并使前对数加倍。然而，无限反馈增益需要完美的（无噪声）反馈。当反馈链路有噪声时，反馈增益是有界的，除非反馈噪声随着信噪比足够快地衰减到零。扩展到更多的接收机也讨论了无记忆高斯干扰信道的反馈。
2013-10-20 cs.IT math.IT
Performance Characterization and Transmission Schemes for Instantly Decodable Network Coding in Wireless Broadcast
我们考虑广播一个数据包块的多个无线接收机下的随机数据包擦除使用即时解码网络编码（IDNC）。发送方首先对每个未编码的数据包广播一次，然后根据接收方对丢失数据包的反馈生成编码数据包。我们专注于严格的IDNC（S-IDNC），其中每个编码的数据包包括最多一个丢失的数据包的每个接收器。但我们也将它与一般IDNC（G-IDNC）进行比较，其中该条件被放宽。我们描述了S-IDNC的两个基本性能限制：1）完成广播的传输次数，以及2）接收器解码数据包的平均延迟。我们推导出一个封闭形式的表达预期的最小传输次数的数据包和接收器的数量和擦除概率。我们证明了最小化S-IDNC的解码延迟是NP-难的。我们还得到了上述两个性能限制的可实现的上限。我们表明，G-IDNC可以优于S-IDNC %的传输次数没有数据包擦除，但不一定与数据包擦除。接下来，我们设计了最佳和启发式的S-IDNC传输方案和编码算法与完整/间歇接收机反馈。我们提出的模拟结果，以证实发达国家的理论和现有的计划进行比较。
2015-06-03 cs.IT math.IT
Broadcasting in Time-Division Duplexing: A Random Linear Network Coding Approach
本文研究了时分复用信道中的随机线性网络广播编码。我们假设一个包擦除信道的节点不能同时发送和接收信息。发送器在停止以等待接收器确认正确解码信息所需的自由度的数量（如果有的话）之前连续地发送编码数据分组。我们研究的平均时间完成传输的数据包块的所有接收器。我们还提出了一个边界上的停止等待确认，以完成传输的概率至少为$1-ε$，任何$ε>0$的数量。我们目前的分析和数值结果表明，我们的计划优于最优调度策略的广播，在平均完成时间。我们提供了一个简单的启发式计算的编码数据包的数量停止之前发送，达到接近最佳性能的搜索时间大大减少的优势。
2009-03-25 cs.IT math.IT
A Practical Dirty Paper Coding Applicable for Broadcast Channel
在本文中，我们提出了一个实用的脏纸编码方案，使用网格编码调制的脏纸信道$Y=X+S+W,$ $\mathbb{E}\{X^2\} \leq P$，其中$W$是白高斯噪声与功率$σ_w ^2$，$P$是平均发射功率和$S$是高斯干扰与功率$σ_s ^2$，这是非因果已知的发射机。我们保证了我们方案中的污垢仍然是可区分的接收机，因此，我们设计的方案是适用于广播信道。根据Costa的想法，我们认识到发射信号必须尽可能与污垢正交的标准。有限的星座码构造使用网格编码调制和使用维特比算法在编码器，使代码满足设计标准和仿真结果，通过网格编码调制使用QAM信号集构造的代码来说明我们的结果。
2010-01-18 cs.IT math.IT
Wireless Broadcast with Physical-Layer Network Coding
研究了半双工节点约束下多跳无线网络的最大广播吞吐量及其可扩展性。我们允许使用物理层网络编码（PNC）。虽然PNC用于单播已经被广泛研究，但PNC用于广播的先前工作很少。我们的具体结果如下：1）对于单源广播，理论吞吐量上界为n/（n+1），其中n为网络的“最小割点”大小。2)通常，吞吐量上限并不总是可实现的。3)对于网格和许多其他网络，吞吐量上限n/（n+1）是可实现的。我们的工作可以被认为是试图了解最大流和最小割之间的关系，在半双工广播网络的周期（有以前的工作，网络的周期，但不是半双工广播网络）。
2013-08-04 cs.IT cs.NI math.IT
Delay-Complexity Trade-off of Random Linear Network Coding in Wireless Broadcast
在无线广播中，GF（2 ^L）上的随机线性网络编码（RLNC）随着L的增加而渐近地达到最优的完成延迟。然而，高解码复杂度阻碍了RLNC方案在大GF（2^L）上的潜在适用性。本文对无线广播中基于场的系统化RLNC方案的完成时延和译码复杂度进行了综合分析。特别地，我们证明了GF（2）上的RLNC方案也可以渐近地接近最优的完成延迟每包时，包数趋于无穷大。此外，我们引入了一种新的方法，基于循环移位运算，设计RLNC方案，避免在大GF（2^L）上的乘法。理论分析和数值分析表明，新的RLNC方案在完成延迟和译码复杂度之间有更好的折衷。数值结果表明，该方案的平均完成延迟仅比最优方案高出5%，而译码复杂度仅为GF（2）上RLNC方案的3倍.
2020-05-16 cs.IT math.IT
Lossy Broadcasting in Two-Way Relay Networks with Common Reconstructions
在信源编码和联合信源-信道编码设置下，研究了双向中继网络的广播阶段（下行传输）。可靠通信所需的速率的特点是一些特殊情况下，包括：小失真，确定性失真措施，并联合高斯源与二次失真措施。广播问题也研究了共同重建解码约束，和可靠的通信所需的速率的特点是所有离散的无记忆源和每字母失真的措施。
2010-11-22 cs.IT math.IT
On State Dependent Broadcast Channels with Cooperation
在本文中，我们调查的问题，在物理退化，状态相关的广播信道（BC）与合作解码器的通信。两种不同的设置被认为是他们的能力区域的特点。首先，我们研究了一个设置，其中一个解码器可以使用一个有限的容量链路发送其他解码器的信息有关的消息或信道状态。在这种情况下，我们分析了两种情况：一种情况下，非因果状态信息可用于编码器和强解码器，另一种情况下，状态信息仅可用于编码器的因果关系的方式。其次，我们研究的设置中，解码器之间的合作仅限于发生之前的通道的输出。在这种情况下，非因果地被告知状态序列的一个解码器可以仅协作以向另一解码器发送关于状态序列的速率受限信息。容量区域的证明引入了一种新的编码方法，用于不同用户之间的合作信道，其中我们利用解码器之间的链接进行多合并。最后，我们讨论了使用率分裂技术时，合作BC编码的最优性。特别是，我们表明，速率分裂不一定是最佳的编码时，通过解决一个例子，我们的编码方法优于速率分裂的合作BC。
2014-05-20 cs.IT math.IT
Rate Splitting, Superposition Coding and Binning for Groupcasting over the Broadcast Channel: A General Framework
一个一般的内界给出了离散的无记忆广播信道与任意数量的用户和一般的消息集，一个设置，占并发组播的最一般的形式，与消息的任何一组接收器的子集。可复用性基于叠加编码和速率分割，而不具有和具有合并，其中每个接收器联合解码其期望的消息以及经由速率分割分配给它的部分干扰。的可扩展性的证明建立在技术的描述和分析叠加编码最近开发的多址信道与一般的消息，以及一个新的递归相互覆盖引理的分析更一般的可实现的计划与装箱。
2020-11-09 cs.IT math.IT
Inter-Frame Coding For Broadcast Communication
针对广播无线通信中信道状态变化的问题，提出了一种新的帧间编码方法，该方法在不同的传输帧和不同的接收机上，其编码速率也会发生变化。所提出的方法的主要方面是，它将一个迭代的速率匹配过程到接收到的帧集的解码，这样：在整个帧间解码，每个帧的码率逐渐降低到或低于适当的值，然后再应用或重新应用传统的物理层信道解码。它被证明是最佳的，在本文中定义的意义。因此，所提出的方案可实现的数据速率的推导。总的来说，可以得出结论，与现有的解决方案相比，帧间编码呈现出更好的复杂度与数据速率的折衷。就复杂性而言，帧间解码的开销包括在类型和调度上与相对简单的迭代擦除解码中所采用的操作类似的操作。在数据速率方面，与涉及纠错和擦除编码的最新技术水平的两阶段方案相比，帧间编码将数据速率提高了高达1.55倍。
2015-11-10 cs.IT math.IT
