Strong Coordination over Noisy Channels: Is Separation Sufficient?
我们研究了两个代理$X$和$Y$，在一个嘈杂的通信信道，使行动遵循一个给定的联合概率分布的行动的强协调的问题。我们提出了两个新的计划，这个嘈杂的强协调问题，并推导出内部边界的基础强协调能力区域。第一种方案是联合协调信道编码方案，其利用通信信道提供的随机性来减少在代理$Y$处生成动作序列所需的局部随机性。第二种方案利用单独的协调和信道编码，其中在解码后从信道中提取局部随机性。最后，我们提出了一个例子，其中的联合计划是能够优于单独的计划在协调率。
2017-04-27 cs.IT math.IT
Strong Coordination with Polar Codes
在本文中，我们设计了两个节点网络中的强协调显式代码。具体来说，我们考虑一个两节点网络，其中自然界施加的作用是二元和均匀的，协调的作用是通过对称离散无记忆通道获得的。通过观察极化码对于二进制对称信道上的信道可分辨性是有用的，我们证明了嵌套极化码实现了强协调能力区域的子集，因此为强协调提供了一个建设性的和低复杂度的解决方案。
2012-10-08 cs.IT math.IT
Polar codes for empirical coordination over noisy channels with strictly causal encoding
在本文中，我们提出了一种基于极化码的编码方案，用于自主设备的经验协调。我们考虑一个两节点网络与噪声的链接，其中的输入和输出信号必须与源和重建协调。在严格因果编码的情况下，我们证明了极化码达到了经验协调区域，前提是公共随机性的消失率是可用的。
2018-02-27 cs.IT math.IT
Strong coordination of signals and actions over noisy channels with two-sided state information
我们考虑一个由两个节点组成的网络，网络被一个具有双边状态信息的噪声信道隔开，其中输入和输出信号必须与源及其重构相协调。在非因果编码和解码的情况下，我们提出了一种联合信源-信道编码方案，并开发了强协调区域的内外界。虽然内部和外部边界一般不匹配，但我们在三种特定情况下提供了强协调区域的完整表征：i）当通道是完美的时; ii）当解码器是无损的时; iii）当通道的随机变量独立于源的随机变量时。通过对这些特殊情况的研究，我们证明了分离原理不适用于联合源-通道强协调。最后，在没有状态信息的情况下，我们证明了极化码实现了强协调区域的最佳内界，因此为随机分箱和编码证明提供了一种建设性的替代方案。
2018-03-08 cs.IT math.IT
Strong Coordination of Signals and Actions over Noisy Channels
- 我们开发了一种随机合并方案，用于在由噪声信道分隔的两个节点的网络中进行强协调，其中输入和输出信号必须与源及其重建进行协调。在非因果编码和解码的情况下，我们提出了一种联合信源-信道编码方案，并开发了强协调区域的内外界。虽然一组可实现的目标分布是相同的经验协调，我们的特点是强协调所需的共同随机率。
2017-05-16 cs.IT math.IT
Fixed-Length Strong Coordination
我们考虑的问题，在有限长度的制度，在嘈杂的信道上的信号和行动的联合分布合成。对于固定的块长度$n$和距离上界$\varepsilon$，提出了一种编码方案，使得诱导的联合分布是$\varepsilon$ -在$L^1$距离上接近目标i.i.d.分布通过使$n$趋于无穷大，可以从本文的主要结果中恢复渐近强协调的可达目标分布和速率的集合。
2019-09-27 cs.IT math.IT
Adaptive Coding for Two-Way Lossy Source-Channel Communication
提出了一种自适应联合信源-信道编码（JSCC）方案，用于在失真受限的离散无记忆双向信道上传输相关信源。所提出的JSCC方案利用先前发送和接收的信道信号以及源的相关性来促进终端之间的协调。它表明，自适应方案严格包含先前的有损编码方法的双向同时传输，并产生一个新的自适应分离的源信道编码的结果。最后给出了两个例子来说明该方案的优越性。
2020-08-12 cs.IT math.IT
A note on some inequalities used in channel polarization and polar coding
我们给出了一个统一的处理一些不等式中使用的通道极化定理的证明，涉及一个二进制输入离散无记忆通道。
2016-07-01 cs.IT math.IT
Secure Strong Coordination
我们考虑一个网络的两个节点分开的噪声信道，其中的源和它的重建必须是强协调，同时满足强保密条件相对于外部观察员的噪声信道。在非因果编码和解码的情况下，我们提出了一种安全的强协调区域的联合信源-信道编码方案。此外，我们提供了一个完整的表征安全的强协调区域时，解码器必须可靠地重建的源序列和合法的信道是更有能力比窃听者的信道。
2020-09-03 cs.IT math.IT
Polar Coding for Parallel Gaussian Channel
在本文中，我们提出了一个极化编码方案的并行高斯信道。编码器知道并行通道的总速率，但不知道任何通道的速率。利用Polar码的嵌套特性，设计了一种实现和速率的编解码方案。
2017-05-20 cs.IT math.IT
Correlation between Channel State and Information Source with Empirical Coordination Constraint
针对信源-信道编码问题，研究了信道状态与信源符号之间的相关性.我们同时研究信息的无损传输和信道输入与源和状态的符号的经验协调。如果源符号、信道状态、信道输入和信道输出的序列对于目标联合概率分布是联合典型的，则经验协调是可实现的。我们的联合分布的特点是无损解码约束下实现。协调的性能是由一个目标函数进行评估。例如，我们确定源和信道输入的符号之间的最小失真的无损解码。我们表明，相关的源/信道状态提高了传输的可行性。
2015-01-22 cs.IT math.IT
Polar Codes for Distributed Hierarchical Source Coding
我们表明，极化码可以用来实现分层信源编码的问题，也被称为连续细化问题的率失真函数。我们还分析了这个问题的分布式版本，构建了一个极化编码方案，实现率失真函数的连续细化与边信息。
2014-04-22 cs.IT math.IT
Channel capacity of polar coding with a given polar mismatched successive cancellation decoder
Arıkan的极化编码现在是一种被充分研究的技术，其允许以低复杂度编码和解码实现二进制输入无记忆信道的对称容量，前提是使用极化解码架构并且解码度量与真实信道匹配。在本文中，我们分析了通信速率时，可实现的极化编码/解码架构与解码器使用不正确的信道模型。我们定义的“极性不匹配的能力”作为一个模拟的经典不匹配的能力，给它一个表达式，并推导出它的界限。
2018-05-07 cs.IT math.IT
Polar coding for interference networks
介绍了一种适用于干扰网络的极化编码方案。该计划结合了Arikan的单调链规则的多址信道和Hassani和Urbanke的方法来“对齐”两个不兼容的极化过程。它实现了两个用户干扰信道的Han-Kobayashi内界，并推广到干扰网络。
2014-01-28 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
Polar Coding for the Cognitive Interference Channel with Confidential Messages
在强保密准则下，针对具有机密信息的认知干扰信道（CICC），提出了一种低复杂度、保密容量可达的极化编码方案。用于干扰信道的现有极化编码方案依赖于将极化码用于多址信道，其码构造问题可能是复杂的。我们表明，CICC的整个保密容量区域可以通过简单的点对点极化码实现，由于认知，我们提出的方案需要在编码器的随机率最小。
2017-10-27 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
Polar Codes for Nonasymmetric Slepian-Wolf Coding
提出了一种利用极化码构造非非对称分布式信源编码（DSC）方案的方法，该方案可以实现具有均匀边缘的信源在Slepian-Wolf（SW）速率域主面上的任意点。除了非对称的情况下，我们还讨论并明确显示如何使用连续消除（SC）极性解码器进行非对称和单源压缩。然后，我们提出了模拟结果，表现出所考虑的方法的性能。
2012-08-15 cs.IT math.IT
Polar Coding for Fading Channels
提出了一种适用于衰落信道的极化码方案。更具体地说，重点是高斯衰落信道与BPSK调制技术，其中等效信道可以建模为一个二进制对称信道与不同的交叉概率。针对可变信道状态，提出了一种分层利用极化码的编码方案。特别地，通过观察不同衰落块上的不同二进制对称信道的极化，对应于不同极化的每个信道使用被建模为二进制擦除信道，使得极化码可以被采用以在块上编码。结果表明，所提出的编码方案，没有瞬时信道状态信息在发送端，实现了相应的衰落二进制对称信道的容量，这是从底层的衰落AWGN信道通过调制方案构造。
2013-04-13 cs.IT math.IT
Empirical Coordination with Two-Sided State Information and Correlated Source and State
自主智能体之间的协调是分散通信网络的一个关键问题。代理以协调的方式交互，而不是传输信息，以优化一般目标函数。如果存在码使得符号序列是联合典型的，则目标联合概率分布是可实现的。这种经验协调性与具有双边状态信息和源与状态相关的联合信源-信道编码密切相关。这个问题也与状态通信有关，并且对于非因果编码器和解码器是开放的。我们刻画了完美信道、无损解码、独立信源和信道、因果编码和因果解码的最优解。
2015-06-16 cs.IT math.IT
On the Origin of Polar Coding
极化编码最初被认为是一种用于提高顺序解码的截止率的技术，沿着Pinsker和Massey的早期方案的路线。提高截止速率的关键思想是采用一个矢量信道（给定的或人工构建的），将其分成多个相关的子信道，并在每个子信道上使用单独的顺序解码器。极化编码最初被设计为这种类型的低复杂度递归信道组合和分裂操作，用作具有外卷积编码和顺序解码的级联方案中的内码。然而，极化内码被证明是如此有效，以至于实际上不需要外码来实现将截止速率提高到信道容量的原始目标。本文解释了促使极化编码发展的截止速率考虑因素。
2015-11-16 cs.IT math.IT
Probabilistically Shaped Multi-Level Coding with Polar Codes for Fading Channels
提出了一种用于多级编码（MLC）的概率整形方法，该方法强制发送的符号具有整形的非均匀分布。它示出，成形仅一个单一的比特级足以补偿衰落信道上的成形损失的大部分。提出了所提出的方案的基于极化码的实现，其中通过在发射机处使用预编码器来执行成形，而不增加解码复杂度。仿真结果表明，在瑞利衰落信道下，与基于BICM和MLC的极化编码相比，在没有成形的情况下，可以获得性能的改善。
2018-12-19 cs.IT math.IT
Randomness and dependencies extraction via polarization, with applications to Slepian-Wolf coding and secrecy
将单个源的极化现象推广到多个相关源的情况。除了提取源的随机性之外，极坐标变换还将原始的任意依赖关系变为极值依赖关系。基于这一现象，提出了解决Slepian-Wolf问题和秘密密钥生成的极化编码方案.特别地，实现保密容量的秘密密钥的构造和实现Slepian-Wolf容量区域的压缩方案以$O(n \log (n))$的复杂度获得。
2014-11-12 cs.IT math.IT
Polar Coding for Fading Channels: Binary and Exponential Channel Cases
本文提出了一种适用于衰落信道的极化编码方案，主要针对衰落二进制对称和加性指数噪声信道。针对衰落二进制对称信道，提出了一种分层编码方案，在信道使用和衰落块上都采用极化编码。接收机使用其信道状态信息（CSI）来区分状态，从而在潜在的衰落信道上构建覆盖擦除信道。通过使用该方案，在发送端没有CSI的情况下，实现了衰落二进制对称信道的容量。注意，具有BPSK调制和解调的衰落AWGN信道对应于衰落二进制对称信道，该结果覆盖相当大的实际相关信道设置集合。对于衰落加性指数噪声信道，结合极化码使用扩展编码。扩展编码将连续值信道变换为多个（独立的）离散值信道。对于扩展后的每个级别，使用先前针对衰落二进制对称信道描述的方法。理论分析和数值计算结果表明，该编码方案的容量接近在高信噪比制度。总的来说，以这种（分层）方式利用极化码使得能够在发射机处进行没有CSI的编码，同时以低复杂度接近容量。
2014-08-15 cs.IT math.IT
Symbol-Index-Feedback Polar Coding Schemes for Low-Complexity Devices
近年来，一类新的差错控制码--极化码引起了人们的广泛关注。极化码是用于许多重要通信信道的第一类已知的容量实现码。此外，极化码具有低复杂度的编码算法。因此，这些代码是低复杂度设备的有利选择，例如，在无处不在的计算和传感器网络中。然而，与现有技术的码（诸如低密度奇偶校验码）相比，极化码在有限长度错误概率方面不足。为了提高极化码的误码率，本文提出了一种基于极化码的交互式接收反馈编码方案。所提出的编码方案在发射机侧具有非常低的计算复杂性。实验结果表明，我们提出的编码方案实现显着降低错误概率。
2012-11-16 cs.IT math.IT
Polar Coded Quantization for Distributed Source Coding
Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）；Huawei Technologies Duesseldorf GmbH（华为技术有限公司杜塞尔多夫分公司）；Technion—Israel Institute of Technology（以色列理工学院）
本文提出极化编码量化用于高斯源分布式源编码，通过均方误差失真实现，设计短块长多级5G极化码以实现Wyner-Ziv极化编码量化，显著降低总失真。
2026-04-20 cs.IT math.IT
Polar Coding for Processes with Memory
研究了具有记忆随机过程的极坐标编码。例如，过程可以由通道的输入和输出的联合分布来定义。存储器可以存在于通道、输入或两者中。在较弱的条件下，证明了$ψ$ -混合过程在标准Arıkan变换下是可解的.我们进一步证明了\emph{low-entropy}合成通道的极化率大致为$O(2^{-\sqrt{N}})$，其中$N$是嵌段长度。也就是说，基本上与无记忆情况下的速率相同。
2018-08-15 cs.IT math.IT
Interactive Function Computation via Polar Coding
在一系列的论文N。Ma和P. Ishwar（2011-13）考虑了一系列分布式信源编码问题，这些问题出现在函数迭代计算的背景下，表征了可实现通信速率的区域。我们考虑的问题，由两个终端和交互式计算的功能，并在一个配置的网络，显示这些问题的速率区域可以实现使用几轮的极性编码传输。
2015-10-31 cs.IT math.IT
Log-logarithmic Time Pruned Polar Coding on Binary Erasure Channels
针对所有二进制擦除信道重新发明了极性编码的修剪变体。对于小的$\varepsilon>0$，我们构造具有块长度$\varepsilon^{-5}$、码率$\text{Capacity}-\varepsilon$、错误概率$\varepsilon$以及每个块的编码和解码时间复杂度$O(N\log|\log\varepsilon|)$的码，等价于每个信息比特的$O(\log|\log\varepsilon|)$（命题5至8）。如果应用具有简化的连续消除解码[Alamdar-Yazdi-Kschischang 10.1109/LCOMM.2011.061611.110862]LCOMM.2011.101811.111480]，并且然后使用[Guruswami-Xia arXiv：1304.4321]或[Mondelli-Hassani-Urbanke arXiv：1501.02444]分析性能，则也遵循该结果。
2018-12-19 cs.IT math.IT
Hierarchical Polar Coding for Achieving Secrecy over Fading Wiretap Channels without any Instantaneous CSI
本文提出了一种极化编码方案，以实现在块衰落的二进制对称窃听信道的保密性，而无需在发送端的瞬时信道状态信息（CSI）的知识。对于该模型，提出了一种分层利用极化码的编码方案。特别是，在不同的二进制对称信道的极化在不同的衰落块，每个信道使用被建模为一个适当的二进制擦除信道在衰落块。极化码被构造用于针对每个衰落块的信道使用上的编码和针对某些信道使用的衰落块上的编码。为了保证安全性，在适当的位置引入随机比特，以耗尽窃听者的观察。结果表明，这种编码方案，没有瞬时CSI在发送端，是保密容量实现的同时衰落的情况下。对于独立衰落的情况下，当窃听者信道的衰落实现总是相对于接收器降级时，实现容量。对于其余的情况下，差距进行了分析，通过比较下限和上限。值得注意的是，对于实现保密容量的场景，结果意味着瞬时CSI不增加保密容量。
2015-11-04 cs.IT math.IT
Multilevel Polar-Coded Modulation
提出了一个框架，允许联合描述和优化的二进制极性编码和多级编码（MLC）的方法，$2^m$ -ary数字脉冲幅度调制（PAM）。详细指出了极性编码和多级编码在概念上的等价性。基于信道极化现象的一种新的表征，在这种编码调制方案采用极化码的比特标记的最佳选择规则的开发。AWGN信道的仿真结果。
2013-01-18 cs.IT math.IT
Universal Polar Coding for Parallel Gaussian Channels with Non-Binary Inputs and Its Applications to HARQ and MIMO
在本文中，我们首先提出了一个通用的极化编码方案的并行高斯信道与非二进制输入。假设编码器只知道M个并行信道的总容量，而不知道任何单个信道的容量。通过将每个并行信道分解为T = [log2r]个子信道，我们因此获得MT二进制子信道。然后提出了一种跨所有子信道的超极化编码方案。当块长度足够大时，该方案可以实现总容量。我们还讨论了并行极化编码设计在HARQ和MIMO系统中的应用。它示出了一个容量实现HARQ方案可以获得块衰落信道和容量实现MIMO设计，只需要反馈的总和速率的所有MIMO层也可以获得。
2022-06-02 cs.IT math.IT
Structured Lattice Codes for Some Two-User Gaussian Networks with Cognition, Coordination and Two Hops
我们研究了一些双用户干扰网络与多天线发射机/接收机，发射机侧信息的形式的线性组合（在有限域）的信息消息，和两跳中继。我们从认知干扰信道（CIC）开始，其中一个发射机（非认知）具有两个信息消息的秩1线性组合的知识，而另一个发射机（认知）具有相同消息的秩2线性组合的访问权。这被称为网络编码CIC，因为这种线性组合可以是在骨干有线网络中实现的某种随机线性网络编码方案的结果。对于这样的通道，我们开发了一个可实现的区域的基础上，一些新的概念：预编码计算和转发（PCoF）与通道对齐（CIA），结合标准的脏纸编码。我们还开发了一个容量区域的外边界，并找到了网络编码的CIC的和对称的GDoF。通过GDoF特性，我们表明，知道“混合数据”（信息消息的线性组合）提供了一个无限的频谱效率增益超过经典的CIC对应，如果SNR的比值INR大于一定的阈值。然后，我们考虑一个高斯中继网络的两个用户MIMO IC作为主要的构建块。我们使用PCoF与CIA将MIMO IC转换为确定性有限场IC。然后，我们使用有限域上的线性预编码方案来消除有限域中的干扰。使用这种统一的方法，我们的特点是对称和速率的两个用户MIMO IC与协调，认知，和两跳。我们还提供了有限的SNR结果表明，所提出的编码方案是竞争力对国家的最先进的干扰避免的基础上正交访问，瑞利衰落信道。
2014-09-29 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
Strong Coordination over Multi-hop Line Networks
我们分析了多跳线路网络的强协调问题，其中发起协调的节点是终端网络节点。我们假设每个节点都可以访问节点本地的一定量的随机性，并且节点共享一些共同的随机性，这些随机性与显式逐跳通信一起使用以实现强协调。我们得出的权衡所需的网络链路上的通信速率，网络节点的本地随机性的速率，和共同的随机性，以实现强协调的速率之间。我们提出了一个可实现的编码方案，建立使用多层信道可分辨性代码，并建立几个设置中，该方案被证明是提供最好的可能的权衡。
2016-04-08 cs.IT math.IT
Polar-Coded Modulaton
提出了一个框架，允许联合描述和优化的二进制极化编码和$2^m$ -ary数字脉冲幅度调制（PAM）方案，如多级编码（MLC）和比特交织编码调制（BICM）。详细指出了极性编码和多级编码在概念上的等价性。基于信道极化现象的一种新的表征，开发了采用极化码的编码调制方案中标记的最佳选择规则。仿真结果的错误性能的AWGN信道上所提出的计划。
2013-02-12 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
Achieving the Capacity of any DMC using only Polar Codes
我们构造了一个信道编码方案，以实现任何离散的无记忆信道的容量仅基于极化编码的技术。特别是，我们展示了如何通过偏振源偏振和随机性提取可以采用“形状”均匀分布的i.i.d.随机变量转化为近似的独立同分布随机变量根据容量实现分布分布。然后，我们将该整形器与通过与信源编码的对偶构造的极化信道编码的变体相结合，以实现信道容量。我们的方案继承了极化编码的低复杂度的编码器和解码器。它在概念上不同于Gallager的方法实现能力，我们讨论了这两种方案的优点和缺点。AWGN信道的应用进行了讨论。
2012-08-27 cs.IT math.IT
A Novel High-Rate Polar-Staircase Coding Scheme
长距离通信系统可以提供超高速数据传送率，但是遭受突发错误。高速率、高性能的阶梯码为长距离传输提供了有效的途径。阶梯编码方案是级联结构，其提供了改善高速率极化码的性能的机会。同时，极化码使楼梯结构更加可靠。因此，提出了一种高速率极化阶梯编码方案，其中应用系统极化码作为分量码。提出了系统极化码的软抵消译码方法。极化阶梯码的编码是在密度演化的帮助下设计的，其中极化码的不可靠部分被增强。相应的解码提出了低复杂度，并优化了突发错误信道。通过精心设计的编解码算法，极阶梯码在AWGN信道和突发差错信道上都有良好的性能。
2018-05-25 cs.IT math.IT
Set Reconciliation for Blockchains with Slepian-Wolf Coding: Deletion Polar Codes
在本文中，我们提出了一种基于极化编码的方案，用于两个网络节点之间的集合协调。该系统被建模为一个众所周知的Slepian-Wolf设置诱导的固定数量的删除。集合协调过程分为两个阶段：1）采用删除极化码来帮助一个节点识别可能的删除索引，其可能大于真正删除的数量; 2）然后设计无损压缩极化码以最小开销反馈那些索引。我们的方案可以被看作是极化码在一些新兴的基于网络的应用中的推广，例如区块链中的包同步。一些连接与现有的计划的基础上可逆布卢姆查找表（IBLT）和网络编码也观察到并简要讨论。
2021-04-24 cs.IT math.IT
Polar Coding for the General Wiretap Channel
窃听信道的信息理论工作主要是基于随机编码方案。设计实用的编码方案以实现信息论安全是一个重要的问题。通过应用最近发展的两种极化码技术，我们提出了一种极化编码方案，以实现一般窃听信道的保密容量。
2014-10-14 cs.CR cs.IT math.IT
Secure Polar Coding for Adversarial Wiretap Channel
对抗窃听信道（AWTC）模型是一种安全的通信模型，在该模型中，对手可以直接读写合法通信中传输的比特，并具有固定的分数。在本文中，我们提出了一个安全的极化编码方案，以提供安全和可靠的AWTC模型的通信。针对对抗性读写行为，提出了一种$ρ$等效信道块，并研究了其在信道极化操作下的变换。我们发现产生的信道是极化的，在这个意义上，他们的一部分是全噪声信道的概率几乎为$1$，其余部分是无噪声信道的概率几乎为$1$。在此基础上，我们对对抗读写的等效信道块进行了编码，并通过在极化等效块上应用多块链接结构，构造了一种安全的极化编码方案。从理论上证明了当块长$N$趋于无穷大时，该方案在可靠性和强安全性准则下均达到了AWTC模型的保密能力.仿真结果表明，该方案能够在AWTC模型下提供安全可靠的通信。
2020-12-31 cs.IT math.IT
Performance of Polar Codes for Channel and Source Coding
最近由Arıkan引入的极化码是已知使用低复杂度连续消除解码器实现对称信道容量的第一个码族。虽然这些代码，结合连续取消，在这方面是最佳的，他们的有限长度的性能是没有破纪录的。我们讨论了几种技术，通过它们的有限长度的性能可以提高。我们还研究了这些代码的性能的上下文中的信源编码，无损和有损，在单用户上下文中，以及分布式应用程序。
2009-05-22 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
Polar Codes are Optimal for Lossy Source Coding
我们考虑使用极化码和低复杂度连续编码算法对二进制对称源进行有损源压缩。Arikan最近指出，极化码在连续解码策略下实现了任意对称二进制输入离散无记忆信道的容量。我们给出了有损源压缩的等效结果，即，我们表明，这种组合实现了二进制对称源的速率失真界。我们进一步证明了极化码对各种问题的最优性，包括二进制Wyner-Ziv和二进制Gelfand-Pinsker问题
2009-03-02 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
Direct Polarization for q-ary Source and Channel Coding
它已被证明，基本二元极变换的扩展也极化有限域上。有了它，q元信源和信道的直接编码是一个可以用简单有效的算法实现的过程。然而，q元源和信道的直接极化解码涉及更多。在本文中，我们得到了一个递归方程的似然比表示为LR向量。利用它，以直接的方式应用连续消除（SC）解码。复杂度是场阶的二次方，但LR向量的使用引入了软化复杂度的因素。我们还表明，操作可以在解码器中并行化。Bhattacharyya参数表示为LR向量的函数，如在二进制情况下，简化了代码的构造。我们已经应用了直接极性编码的几个来源和渠道，我们比较了它与其他多级战略。当字母表尺寸较大时，直接q元极化编码比其他技术更接近理论极限。我们的研究结果表明，直接q进制极化编码可以用于实际场景。
2016-05-23 cs.IT math.IT
Capacity-achieving and Flicker-free FEC coding scheme for Dimmable Visible Light Communication Based on Polar Codes
可见光通信（VLC）可以提供短距离光无线通信以及使用LED照明的照明。然而，用于可靠通信的常规前向纠错（FEC）码不具有用于调光支持和闪烁减轻的特征，而调光支持和闪烁减轻是VLC中用于照明的主要功能所需的。因此，通常需要辅助编码技术，这最终降低了编码效率并增加了复杂度。本文提出了一种基于极化码的可调变可变长码FEC编码方案，以提高编码效率，简化编码结构。实验结果表明，该方案具有以下优点：1）码字中1和0的概率相等，本质上支持50%的调光平衡; 2）短游程特性（约90%比特的游程小于5），避免了闪烁和额外的游程长度受限的行编码; 4）具有以低复杂度编码和解码实现纠错性能的能力，对于调光比50%，其编码增益比IEEE标准中的RS（64，32）高约3dB，并且对于调光比25%（或75%），其编码增益比LDPC码高约1dB。
2016-08-25 cs.IT math.IT
Universal polar coding and sparse recovery
本文研究了通用的极化编码方案。特别地，在概率分布之间引入了排序的概念（称为卷积路径），以确定为一个分布设计的极性压缩（或通信）方案何时也可以成功用于另一个分布。原始极化解码算法也被推广到允许使用检查器的思想来学习关于源分布的信息的算法。这些工具被用来构建一个通用的压缩算法的二进制源，操作在最低的可实现的速率（熵），具有低复杂性和保证小的错误概率。在本文的第二部分中，通过极化技术来处理稀疏的高维离散信号的绘制问题。结果表明，完美恢复所需的测量数与$O(k \log (n/k))$界（二进制信号的最佳常数）是有竞争力的，同时提供了一个确定性的低复杂度的测量矩阵。
2010-12-02 cs.IT math.IT
Polar Codes for Some Multi-terminal Communications Problems
它表明，极化编码方案实现了已知的可实现的速率区域的几个多终端通信问题，包括有损分布式信源编码，多址信道和多描述编码。结果是有效的任意字母大小（二进制或非二进制）和任意分布（对称或不对称）。
2014-04-28 cs.IT math.IT
Polar Coding for Secure Transmission in MISO Fading Wiretap Channels
本文提出了一种用于多输入单输出单天线窃听（MISOSE）衰落信道下保密通信的极化编码方案。我们考虑的情况下，块衰落信道与已知的窃听信道状态信息（CSI）和衰落信道与已知的窃听信道分布信息（CDI）的情况。我们使用人工噪声辅助的安全预编码方法，以最大限度地提高保密容量在第一种情况下，并克服不知道窃听CSI在第二种情况下。我们表明，我们提出的方案可以提供可靠和安全的通信MISOSE信道的编码和解码复杂度低。
2014-11-10 cs.IT math.IT
On Polar Coding for Binary Dirty Paper
研究了基于嵌套极化码的二进制脏纸通信问题。提出了一种改进方案，重点是低延迟，短到中等块长的通信。具有适当定义的CRC的连续消除列表（SCL）解码用于信道编码，并且没有CRC的SCL编码用于信源编码。的性能相比，任何编码方案的最佳可实现的速率为二进制DP使用嵌套码。用于二进制DP的嵌套极化码的公知问题是存在在源代码中未冻结的冻结信道码比特。这些比特需要在该方案的第二阶段中重传，从而降低了传输速率。我们观察到，这些位的数量通常是零或一个小的数字，并提供了一个改进的分析，相比文献中提出的，在这个集合的大小和它的缩放相对于块长度时，功率约束参数足够大或信道交叉概率足够小。
2019-04-04 cs.IT math.IT
Polar Coding and Sparse Spreading for Massive Unsourced Random Access
在本文中，我们提出了一种新的极化编码方案的无源，非协调高斯随机接入信道。我们的方案是基于稀疏扩频，处理干扰噪声和连续干扰消除（SIC）。在发射机侧，每个用户根据某种概率分布从多个选择中随机挑选码长和发射功率来对其消息进行编码，并且交织器将其编码的码字比特扩展到整个传输块。每个用户的编码配置通过压缩感知传输，类似于以前的一些工作。在接收端，在恢复所有用户的编码配置后，应用单用户极化解码和SIC来恢复消息列表。数值结果表明，我们的计划优于所有以前的计划，活跃用户数$K_a\geq 250$，并提供竞争性能的$K_a\leq 225$。此外，我们的计划相比，其他计划有更低的复杂度，因为我们只使用单用户极化编码。
2020-07-11 cs.IT math.IT
Polar Complexity: A New Descriptive Complexity with Applications to Source and Joint Source-Channel Coding
本文提出了一种新的极性复杂度度量，用于评估有限长度二进制序列的描述复杂度，并展示了其在源编码和联合源-信道编码中的应用，通过双阶段编码方案和动态规划优化实现高效压缩与传输。
2026-10-19 cs.IT math.IT
