The Multi-Sender Multicast Index Coding
我们专注于以下实例的索引编码问题，其中一组接收器需要解码多个消息，而每个都知道一个先验的消息。特别地，在这里我们考虑一个广义的设置，其中它们是多个节点，每个发送者只知道消息的一个子集，并且所有节点都需要共同传输索引代码。对于单个发送者，Ong和Ho（ICC，2012）已经建立了最佳索引代码长度，其中使用修剪算法获得下限。在本文中，修剪算法进行了简化，并与附加技术相结合，给出了一个下界的多发送者的情况下。基于网络编码推导出一个上界。虽然这两个边界一般不匹配，但对于没有两个索引知道任何共同消息位的特殊情况，边界匹配，从而给出最佳索引代码长度。结果是基于图论导出的，并表示在强连通分量。
2013-06-27 cs.IT math.IT
On the Optimal Broadcast Rate of the Two-Sender Unicast Index Coding Problem with Fully-Participated Interactions
双发送端单播索引编码问题由两个接收端和一组接收端组成。每个接收者需要一个唯一的消息，并拥有其他接收者所需的一些消息作为其边信息。每个请求的消息都至少有一个代理。发送器利用接收器处的边信息的知识来减少广播传输的数量。这个问题的解决方案包括找到最佳数量的编码传输从两个中继器。两发送者问题的一类重要问题是发送者的消息和接收者的边信息满足\emph{fully-participated interactions}。本文提供了最优的广播速率，为所有未解决的情况下，两个发送者的问题，完全参与的互动时，相关的\emph{interaction digraphs}包含周期。最佳广播速率提供的三个独立的单发送者问题与两个发送者的问题。本文还提供了一个可实现的广播速率与$t$位消息的任何有限的$t$和任何两个发送者的问题，完全参与的互动属于$(i)$的任何一个六个实例（类）的两个发送者的问题时，相关的互动有向图不包含任何周期，和$(ii)$类的两个发送者的问题时，相关的互动有向图包含周期。通过利用混淆图的对称性来根据两个发送者图着色对混淆图进行着色，从而获得可实现的广播速率。
2019-02-13 cs.IT math.IT
Optimal Scalar Linear Codes for Some Classes of The Two-Sender Groupcast Index Coding Problem
两发送者组播索引编码问题（TGICP）由一组接收者组成，其中接收者集合所需的所有消息都分布在两个发送者之间。该代理可能具有一组公共消息。每个消息可以由多个接收者请求。每个接收方都有一个消息子集（称为其边信息），并要求一个它没有的消息。目标是通过利用所有接收器的边信息的知识，在具有最小聚合码长度的情况下设计标量线性码，使得所有接收器能够解码它们的需求。在这项工作中，最佳标量线性码的三个子问题（被认为是单发送者组播索引编码问题（SGICP））的TGICP被用来构造最佳标量线性码的某些类的TGICP。我们引入了有限数量的SGICP，这推广了以前的工作中引入的单个SGICP的扩展的概念的联合扩展的概念。如果所有SGICP都是$\mathcal{I}_E$的不相交子问题，则称SGICP $\mathcal{I}_E$是有限个SGICP的联合扩展。我们确定了一类联合扩展，其中最佳标量线性码的联合扩展可以构造使用的子问题。然后，我们构造标量线性码的某些类的TGICP，当一个或多个子问题的TGICP属于上述确定类的联合扩展，并提供了一些必要条件的最优性的建设。
2019-05-24 cs.IT math.IT
Partial Decode-Forward Binning Schemes for the Causal Cognitive Relay Channels
因果认知中继信道（CRC）具有两个发送者-接收者对，其中第二发送者从第一发送者因果地获得信息并辅助两个发送者的传输。在本文中，我们研究了全双工和半双工模式。在每一种模式下，我们提出了两个新的编码方案相继建立在另一个说明不同的编码技术的影响。第一种方案称为部分解码前向装仓（PDF-binning），其结合了部分解码前向中继和Gelfand-Pinsker装仓的思想。第二种方案称为Han-Kobayashi部分解码-前向合并（HK-PDF-binning），其通过进一步的分裂率和应用叠加编码、条件合并和松弛联合解码将PDF合并与Han-Kobayashi编码相结合。在这两种方案中，第二发送方解码来自第一发送方的消息的一部分，然后使用Gelfand-Pinsker分箱技术对解码的码字进行分箱，但是以允许状态无效和转发的方式。对于高斯信道，这种PDF分箱本质上是发射信号与分箱状态之间的相关性，其包含传统的脏纸编码分箱作为该相关因子为零时的特殊情况。我们还提供了封闭形式的最佳装箱参数为每个方案。两阶段半双工方案通过去除块马尔可夫编码、在不同阶段发送不同的消息部分以及在两个阶段应用联合解码而从全双工方案适应。分析表明，在这两种模式下的HK-PDF-binning方案涵盖了Han-Kobayashi速率区域，并实现了第一发送方的部分解码转发中继速率和第二发送方的无干扰速率。此外，该方案优于所有现…
2011-12-07 cs.IT math.IT
Blind Index Coding
我们介绍了盲索引编码（BIC）的问题，其中一个单一的发送者通信不同的消息，多个用户在一个共享信道。每个用户都有每个消息的部分知识作为辅助信息。然而，与经典的索引编码不同，在BIC中，发送方不确定每个用户可以获得哪些辅助信息。特别是，发送方只知道每个用户的边信息中的比特数，而不知道其内容。这个问题在缓存和无线网络中自然会出现。为了盲目地利用边信息的BIC问题，我们开发了一种混合编码方案，XOR的一个子集的消息与其他消息的位的随机组合的未编码位。该方案使我们能够在最大化每个用户的传输速率和最小化对其他用户的干扰泄漏之间取得适当的平衡。我们还开发了一个一般的外边界，它依赖于一个强大的数据处理不等式，以有效地捕捉用户的边信息的不确定性。此外，我们考虑了通信在共享无线介质上进行的情况，通过擦除广播信道建模，并表明令人惊讶的是，将重复编码与混合编码相结合可以提高可实现的速率区域，并优于应对信道擦除的替代策略，同时盲目地利用边信息。
2015-09-01 cs.IT math.IT
Random Access and Source-Channel Coding Error Exponents for Multiple Access Channels
在两个时隙的情况下，给出了一种新的带冲突检测的通用随机接入编解码方案。在信源独立的情况下，给出了多址信道联合信源-信道编码的误差指数。该指数在一个修改后的模型中得到了改进，该模型允许两个节点之间的无差错0速率通信。
2013-09-18 cs.IT math.IT
Cross-Sender Bit-Mixing Coding
调度以避免分组冲突是网络中的长期挑战，并且在具有多个发射机和多个接收机的无线网络中变得更加棘手。事实上，研究人员已经证明，即使是{ \em完美}调度也只能实现$\mathbf{R} = O(\frac{1}{\ln N})$。这里，$N$是网络中节点的数量，而$\mathbf{R}$是{ \em介质利用率}。理想情况下，人们希望实现$\mathbf{R} = Θ(1)$，同时避免调度中的所有复杂性。为此，本文提出了不依赖调度的{ \em跨发送端比特混合编码}（{ \em BMC}）。相反，用户在适当选择的时隙上同时发送，并且通过编码来控制不同用户时隙中的重叠量。我们证明，在所有可能的网络拓扑结构，使用BMC使我们能够实现$\mathbf{R}=Θ(1)$。证明了BMC编解码的空间复杂度和时间复杂度均为低阶多项式。
2019-04-23 cs.DC cs.IT cs.NI
Hyper-Minrank: A Unified Hypergraph Characterization of Multi-Sender Index Coding
IPSA – Institut Polytechnique des Sciences Avancées（IPSA - 高等科学院理工学院）；EURECOM（欧洲通信学院）
本文提出了一种基于超图的多发送者索引编码统一刻画方法，通过超秩理论实现了线性广播长度的精确计算，并展示了其在多种通信系统中的应用价值。
2025-12-15 cs.IT math.CO math.IT
Embedded Index Coding
受分布式存储和分布式计算应用的启发，我们引入了嵌入式索引编码（EIC）。EIC是一种分布式索引编码，其中分布式系统中的节点既充当信息的发送者又充当信息的接收者。我们展示了嵌入式索引编码是如何与一般的索引编码相关的，并给出了最优嵌入式索引码的通信代价的刻画和界。我们还定义了基于任务的EIC，其中每个发送节点独立于其他节点编码和发送数据块。基于任务的EIC在计算上更易处理，并且在分布式存储等应用中具有优势，其中，多个EIC可以在不同的时间完成它们的广播。最后，我们给出了近似最优嵌入式索引代码的启发式算法，并实证证明这些算法表现良好。
2019-10-30 cs.IT math.IT
A New Class of Index Coding Instances Where Linear Coding is Optimal
我们研究索引编码问题（一个发送者广播消息到多个接收者），其中每个消息由一个接收者请求，每个接收者可能知道一些消息的先验。这类索引编码问题可以用有向图完全描述。其目的是找到发送方为了同时满足所有接收方的请求而需要发送的最小码长。对于任何有向图，我们证明了如果通过从图中移除两个或更少的顶点来获得最大无环诱导子图（MAIS），则最小码长（即，索引编码问题的解）等于MAIS中的顶点数，并且线性码对于该索引编码问题是最优的。我们的结果增加了一组索引编码问题，线性索引代码被证明是最佳的。
2014-04-23 cs.IT math.IT
Optimal Index Codes for a Class of Multicast Networks with Receiver Side Information
本文研究一类特殊的多播索引编码问题，其中发送者向多个接收者发送消息，每个接收者都有一些边信息。在这里，每个接收者先验地知道唯一的消息，并且对于每个接收者从发送者请求多少消息没有限制。对于这一类的多播索引编码问题，我们获得了最佳的索引码，它具有最短的codelength发送方需要发送，以便所有接收方获得他们（各自）请求的消息。这是第一类找到最优索引码的索引编码问题，并且证明了线性索引码是这类索引编码问题的最优索引码。
2012-04-04 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
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
A dynamic program for linear sequential coding for Gaussian MAC with noisy feedback
本文考虑了带噪声反馈两用户多址接入信道。存在两个具有独立消息的中继器，其通过加性白高斯信道将符号发送到接收器，接收器又通过两个独立的噪声高斯信道发送回由两个中继器接收的符号。我们考虑的情况下，当反馈是主动的，即接收器主动编码的反馈使用线性状态过程。我们提出这是一个问题的线性顺序编码在接收机和接收机，以尽量减少终端均方误差概率在接收机。这是分散控制的一个实例，在发送器和接收器处没有公共信息。在本文中，我们在发送端和接收端分别构造了两个线性控制器。由于策略和控制器的线性，所有涉及的随机变量都是联合高斯的。此外，在接收器处的相应的协方差矩阵的估计过程的消息是一个确定性的过程，这是一个函数的参数的控制器和球员的策略，因此是完美的观察到的。在此基础上，我们使用确定性动态规划来寻找最优策略和最优线性控制器。被动反馈的问题可以被认为是一种特殊情况。
2021-12-17 cs.IT cs.SY eess.SY
Incremental Redundancy Cooperative Coding for Wireless Networks: Cooperative Diversity, Coding, and Transmission Energy Gain
研究了一种适用于无线网络的增量冗余协作编码方案。为了利用空间分集的好处，我们提出了一个基于簇的协作策略的准静态瑞利衰落信道模型和基于网络的几何距离配置文件。我们的计划，提高了网络的性能，通过嵌入一个IR合作编码方案到现有的非合作路由。更准确地说，对于每一跳，我们形成一个协作集群的M-1节点之间的（跳）发送方和（跳）目的地。使用母码对所发送的消息进行编码，并将其划分为对应于M个时隙中的每个时隙的M个块。在第一个时隙中，（跳）发送方通过发送第一个块来广播其信息，并且其助手尝试中继此消息。在剩余的时隙中，剩余的M-1个块中的每一个或者通过已经成功解码消息的助手发送，或者直接由（跳）发送器发送，其中动态调度基于来自集群的基于ACK的反馈。通过使用强大的好代码（例如，Turbo码、LDPC码和Raptor码），其性能的特征在于阈值行为，我们的方法不仅通过协作分集效益而且通过编码优势来提高多跳路由的可靠性。基于最大似然解码的帧出错率（FER）的一个新的简单阈值界，对该方案的分集和编码增益进行了研究。平均FER上限和它的渐近（在大信噪比）版本推导出作为平均衰落信道信噪比和码阈值的函数。
2007-02-17 cs.IT math.IT
Index Coding with Coded Side-Information
这封信研究了一类新的索引编码问题。一个发送器广播数据包到多个用户，每个用户都希望一个子集，通过利用数据包的线性组合的先验知识。我们将这类问题称为具有编码边信息的索引编码。我们的目标是表征发送方需要发送以同时满足所有用户请求的最小索引码长度。我们表明，最佳的二进制向量索引码的长度等于最小秩（minrank）的矩阵，其元素包括所需的分组索引和边信息编码矩阵的集合。这是在存在编码的边信息的情况下矩阵minrank的自然扩展。利用导出的表达式，我们提出了一个贪婪的随机算法，以最小化导出矩阵的秩。
2014-12-31 cs.IT math.IT
Homologous Codes for Multiple Access Channels
基于Padakandla和Pradhan，以及Lim，Feng，Pastore，Nazer和Gastpar的最新发展，本文研究了结构化嵌套陪集编码作为网络信息论中随机编码的完全替代的潜力。嵌套陪集编码中使用的两种技术，以产生非均匀码字，即整形和信道变换的作用，澄清和说明通过简单的例子，两个发送器的多址接入信道。虽然个别不足，最佳组合的成形和信道变换，以实现相同的性能，传统的随机码的一般两个发送器的多址接入信道。将容量域的可扩展性证明扩展到具有两个以上的MIMO和具有一个或多个接收机的多址信道。一个量化参数符合嵌套陪集码的建设，以证明其高斯同行的可扩展性。这些结果开辟了新的可能性，利用嵌套陪集代码具有相同的生成矩阵，为更广泛的一类应用。
2018-01-23 cs.IT math.IT
A Fully Distributed Opportunistic Network Coding Scheme for Cellular Relay Networks
在本文中，我们提出了一种蜂窝中继网络中的机会网络编码（ONC）方案，它的操作取决于中继是否成功解码源消息。提出了一种完全分布式的方法来实现所提出的机会网络编码方案，而不需要任何反馈之间的两个网络节点。我们考虑使用建议的ONC蜂窝下行链路传输，并推导出其封闭形式的中断概率表达式，考虑同信道干扰在瑞利衰落环境中。数值结果表明，所提出的ONC方案优于传统的非合作中断概率。我们还开发了建议ONC的分集复用权衡（DMT），并表明ONC方案获得了充分的多样性和增加的复用增益相比，传统的合作协议。
2013-01-31 cs.IT math.IT
On the Index Coding Problem and its Relation to Network Coding and Matroid Theory
\emph{index coding}问题由于其理论意义和在无线ad-hoc网络中的应用，近年来引起了研究界的极大关注。索引编码问题的一个实例包括持有一组信息消息$X=\{x_1,...,x_k\}$的发送方和一组接收方$R$。每个接收方$ρ=(x,H)\in R$需要获得消息$x\in X$，并且具有包括$X$的子集$H$的在先\emph{side information}。发送方使用无噪声通信信道将$X$中的消息编码广播到所有客户端。目的是找到一种编码方案，该编码方案最小化满足接收机对\emph{zero error}的需求所需的传输次数。本文分析了指数编码问题、更一般的网络编码问题和求拟阵的线性表示问题之间的关系。特别是，我们表明，任何实例的网络编码和拟阵表示问题可以有效地减少到一个实例的索引编码问题。我们的减少意味着网络编码和拟阵表示问题的许多重要属性结转到索引编码问题。具体来说，我们表明，\emph{vector linear codes}优于标量线性码和矢量线性码是不够的，以实现最佳的传输次数。
2008-10-01 cs.IT math.IT
Application of Analog Network Coding to MIMO Two-Way Relay Channel in Cellular Systems
本文提出了一种适用于MIMO双向蜂窝网络的高效模拟网络编码传输协议。针对多天线用户的用户间干扰问题，首次提出了分块信号对齐方法，与现有的信号对齐方法相比，该方法使得对齐空间的维数更大。两种算法被开发来联合设计在中继和BS的中断优化的预编码矩阵。特别地，最后一种算法被设计为最大化有效信道增益与有效噪声增益之比。该传输协议的性能也通过仿真进行了验证。
2013-08-16 cs.IT math.IT
Elements of Cellular Blind Interference Alignment --- Aligned Frequency Reuse, Wireless Index Coding and Interference Diversity
我们探讨自由度（DoF）的部分连接的无线网络，特别是蜂窝网络，在发射机没有信道状态信息的特征。具体来说，我们介绍了三个基本要素-对齐的频率复用，无线索引编码和干扰分集-通过一系列的例子，首先集中在无限的规则阵列，然后在有限的集群与任意连接和消息集，最后在异构设置与非对称多天线配置。对准的频率重用指的是在许多情况下正交资源分配的最优性，但是根据由干扰对准原理指导的非常规重用模式。无线索引编码突出了索引编码问题与蜂窝盲干扰对齐之间的密切联系，以及无线设置固有的附加复杂性。干扰分集是指这样的观察：在无线网络中，每个接收器都会经历一组不同的干扰源，并且根据其自己的干扰源集的行为，每个接收器处的无干扰信号空间与其他接收器不同地波动，从而为盲干扰对准原理的稳健应用创造机会。
2012-03-11 cs.IT math.IT
Universal Random Access Error Exponents for Codebooks of Different Word-Lengths
将Csiszár的多码本信道编码定理推广到不同码本的码字长度。同样在这种情况下，对于每个码本，可以实现等于单独用于该码本的随机编码指数的误差指数，此外，擦除检测失败概率趋于0。即使发送者和接收者不知道信道，也可以证明这一点。作为推论，当发送者知道信道时，获得实质性的改进。
2017-01-22 cs.IT math.IT
Coding theory for noiseless channels realized by anonymous oblivious mobile robots
我们提出了一个信息传输方案，由一群匿名遗忘的移动机器人在一个图。机器人群从发送者顶点行进到接收者顶点，以传输在发送者处生成的符号。符号的码字是发送器处的初始配置和接收器处的终端配置集合的对。这样的码字的集合形成代码。我们分析了该方案的性能，其代码大小和传输延迟。我们首先证明了传输延迟的下限取决于群的大小，并且代码大小的上限由群的大小的指数决定。然后，我们给出了两个算法的一个固定大小的群。第一种算法实现了一个接近最佳的代码大小与大的传输延迟。第二种算法以较小的码长实现了最优的传输时延。然后，我们考虑不同规模的群体的信息传输，并提出了两种算法的期望群体规模的上界。我们还提出了由香农引理和无噪声编码定理的下界。
2019-05-21 cs.DC cs.IT math.IT
Device-to-Device Networking Meets Cellular via Network Coding
利用移动设备之间的设备到设备（D2 D）连接有希望满足蜂窝链路上不断增加的吞吐量需求。具体地，当移动设备彼此非常接近并且对相同内容感兴趣时，诸如Wi-Fi直连的D2 D连接可以被机会性地用于构建协作（并且联合操作）蜂窝和D2 D联网系统。然而，理解、量化和利用网络编码在联合蜂窝和D2 D设置中用于协作移动设备的潜力是至关重要的。在本文中，我们考虑这个问题，并且（i）开发用于联合蜂窝和D2 D设置中的协作移动设备的网络编码框架，即NCMI，其中蜂窝和D2 D链路容量相同，以及（ii）表征所提出的网络编码框架的性能，其中我们使用分组完成时间，其是恢复所有分组的传输时隙的数量，作为性能指标。我们通过模拟展示了我们的网络编码框架的好处。
2017-12-08 cs.IT cs.NI math.IT
A New Noncoherent Decoder for Wireless Network Coding
本文研究了无线网络编码在典型双向中继信道中的解码问题，在双向中继信道中，两个中继节点通过一个公共中继交换消息，并接收两个消息的混合。Katti \textit{et al.}在SIGCOMM'07中很好地解释了无线网络编码的最新工作之一。在这项工作中，我们分析了他们的解码器的问题时，最小频移键控（MSK）作为调制格式，并提出了一种新的非相干解码器中存在的两个干扰信号。
2010-12-29 cs.IT math.IT
Communicating over a Classical-Quantum MAC with State Information Distributed at Senders
我们考虑的问题，在一个经典量子（CQ）多址接入信道与随机经典状态非因果可在发射机，称为QMSTx。QMSTx是Gelfand和Pinsker在1980年考虑的信道的经典量子多址模拟。我们进行了香农理论的研究，并专注于QMSTx的容量区域的内界的特征的问题。我们提出了一种新的编码方案的基础上\textit{union coset codes} -码具有代数性质，并推导出一个新的内界，包含内基于IID随机编码。我们确定的例子，导出的内界是严格较大的。
2022-03-13 cs.IT math-ph math.IT
Communication Advantages from Quantum Dense Network Coding
Centre for Quantum Technologies, National University of Singapore（新加坡国立大学量子技术中心）；Aliro Technologies, Inc.（阿里罗科技有限公司）
研究如何用量子资源更高效通信，提出量子密集网络编码协议，该协议利用纠缠和量子通信，用更少量子比特传输非布尔函数输出，其优势对噪声鲁棒，还产生新的量子密码协议。
2026-10-02 cs.IT math.IT quant-ph
Secure Index Coding: Existence and Construction
研究了弱安全索引码的构造问题，该弱安全索引码允许发送者在存在窃听者的情况下向多个接收者发送带有边信息的消息。我们推导出一个充分和必要条件的索引码的存在是安全的，对窃听者访问的基数$t$的任何子集的消息，任何固定的$t$。在安全的网络编码中使用随机密钥的好处相比，我们证明了随机密钥不促进安全的三类索引编码实例。
2016-05-31 cs.IT math.IT
Optimal Finite-Length and Asymptotic Index Codes for Five or Fewer Receivers
索引编码模型广播网络，其中发送方同时向不同的接收方发送不同的消息，其中每个接收方可能先验地知道一些消息。目的是找到发送方发送的最小（归一化）索引码长度。本文考虑单播索引编码，其中每个接收器请求恰好一个消息，并且每个消息被恰好一个接收器请求。每个单播索引编码实例可以由有向图完全描述，反之亦然，其中每个顶点对应于一个接收器。对于任何有向图表示一个单播索引编码实例，我们表明，如果一个最大的无环诱导子图（MAIS）是通过从图中删除两个或更少的顶点，那么最小索引codelength等于顶点的MAIS中的数量，和线性码是最佳的相应的索引编码实例。使用这个结果，我们解决了具有多达五个接收器的所有单播索引编码实例，其对应于具有多达五个顶点的所有图。对于9819个不同构的图中的所有图5个顶点，我们得到了所有的消息字母表大小的最小索引codelength;对于其余的28个图，我们得到了最小索引codelength，如果消息字母表的大小是$k^2$的任何正整数$k$。这项工作补充了Arbabjolfaei等人的结果（ISIT 2013），他们解决了所有单播索引编码实例，最多有五个接收器在渐近状态下，其中消息字母表大小趋于无穷大。
2017-09-04 cs.IT math.IT
Enhanced Cellular Coverage and Throughput using Rateless Codes
无比率码已被证明可以在广泛的二进制和噪声信道上提供鲁棒的纠错。本文利用随机几何模型研究了无速率码在蜂窝下行链路中的性能，并与固定速率码的性能进行了比较。对于瑞利衰落的情况下，一个准确的近似提出的分布的$K$比特信息包使用无比率码的分组传输时间。通过对典型用户成功概率、单用户成功概率和速率的分析，对两种信道编码方案进行了比较。基于分析结果和仿真，本文表明，无速率编码提供了一个显着的吞吐量增益相对于固定速率编码。此外，该益处不限于典型用户，而是适用于蜂窝网络中的所有用户。
2017-02-24 cs.IT math.IT
Universal random codes: Capacity regions of the compound quantum multiple-access channel with one classical and one quantum sender
我们考虑具有两个发送终端的复合无记忆量子多址接入信道（QMAC）。在这个模型中，传输是由一个完全正的和保迹的映射的无记忆扩展，它可以是一个规定的一组可能的映射的任何元素。我们研究了一个通信场景，其中一个发送者发送经典信息，而另一个发送者发送量子信息。结合经典和量子信息在点对点信道上传输的强通用随机编码结果，我们建立了上述两个发送者任务的通用码。相反，我们证明了这些代码实现的二维速率区域是最佳的。因此，我们得到一个多字母表征的容量区域的每个复合QMAC所考虑的传输任务。
2019-06-24 cs.IT math.IT quant-ph
Delay Minimization for Instantly Decodable Network Coding in Persistent Channels with Feedback Intermittence
本文研究了在具有反馈重复性的持续前向和反馈删除信道上，最小化广义即时可解码网络编码（G-IDNC）的组播解码延迟问题。在这样的环境中，发送方并不总是在每次传输之后从接收方接收确认。此外，前向和反馈信道都受到持续擦除的影响，这可以通过称为Gilbert-Elliott信道（GEC）的两个状态（好状态和坏状态）马尔可夫链来建模。由于这样的反馈缺陷，发送器不能确定所有接收器的后续即时可解码分组组合。鉴于这种苛刻的信道和反馈模型，我们首先推导出解码延迟增量的概率分布的表达式，然后采用这些表达式在制定最小解码问题，在这样的环境中作为一个最大的重量集团问题的G-IDNC图。我们还表明，在更简单的通道和反馈模型的问题配方是我们的广义配方的特殊情况。由于这个问题是NP-难的，我们设计了一个贪心算法来解决它，并比较它的盲目的方法在文献中提出。通过大量的仿真，我们的自适应算法被证明在所有情况下都优于盲方法，并在解码延迟方面取得了显着的改善，特别是当信道高度持续时
2014-07-08 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
Task-based Solutions to Embedded Index Coding
在索引编码问题中，发送方持有消息$x \in \{0,1\}^n$，并且希望以使得第$i$个接收方能够检索第$i$个比特$x_i$的方式向$n$个接收方广播信息。每个接收机具有包括$x$的比特的子集的在先辅助信息，并且目标是最小化经由广播信道发送的信息的长度。Porter和Wootters最近引入了嵌入式索引编码模型，其中接收者也扮演发送者的角色，目标是最小化其广播信息的总长度。如果每个接收器仅基于其中一个接收器提供的信息检索其位，则嵌入式索引码被称为基于任务的。本文研究了基于任务的约束对线性嵌入索引编码的影响。它表明，对于某些边信息地图存在一个线性的嵌入式索引码的长度平方小于任何基于任务的嵌入式索引码。结果得到，直到一个乘法常数，两个量之间的最大可能差距。证明是由一个明确的建设和分析涉及频谱技术。
2020-04-24 cs.IT math.CO 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
Physical-layer Network Coding in Two-Way Heterogeneous Cellular Networks with Power Imbalance
对高速数据、服务质量（QoS）保证和能源效率的需求不断增长，引发了4G LTE-A网络向5G及更高版本的演进。干扰仍然是一个主要的性能瓶颈。研究了物理层网络编码（PNC）技术在异构蜂窝网络中的应用。特别是，我们提出了一个速率最大化的中继选择算法的基础上的解码和转发策略的单细胞与多个中继。当节点以不同的功率发送时，该算法根据不同的链路速率来调整资源分配，并从理论上证明了优化问题是对数凹的。所提出的技术表现出显着优于广泛研究的选择合作技术。然后，我们进行了实验研究的PNC解码性能的软件无线电平台与不平衡的信噪比在多址传输。这个问题是固有的蜂窝网络，它表明，与信道编码和解码器的基础上多用户检测和连续干扰消除，性能更好的功率不平衡。本文为进一步研究多小区PNC、资源分配以及采用高阶调制和先进编码技术实现PNC奠定了基础。
2014-12-15 cs.IT cs.NI math.IT
Network Coding for Cooperative Mobile Devices with Multiple Interfaces
移动设备之间的协作以及同时利用诸如蜂窝和局域链路之类的多个接口有望满足蜂窝链路上不断增加的吞吐量需求。具体地，当移动设备彼此非常接近并且对相同的内容感兴趣时，除了蜂窝链路之外，还可以利用诸如WiFi直连的设备到设备连接来构建协作系统。然而，理解网络编码对于具有多个接口的协作移动设备的潜力是至关重要的。在本文中，我们考虑这个问题，和（i）开发网络编码方案的合作移动设备具有多个接口，和（ii）通过使用传输的数量来恢复所有数据包作为性能指标的网络编码的性能特征。
2015-05-21 cs.IT cs.NI math.IT
Error Correction for Index Coding With Coded Side Information
索引编码是一个信源编码问题，其中广播公司寻求满足几个用户的不同需求，假设每个用户都具有关于发送方所持有的数据的一些先验信息。如果发送方知道其客户端的请求及其边信息集，则如果在发送之前对数据进行编码，则可以大大减少满足所有用户需求所需的分组传输数量。边信息索引的集合以及所请求的数据的索引被描述为边信息索引编码（ICSI）问题的实例。编码函数被称为实例的索引码，而该码所使用的传输次数被称为其长度。ICSI的主要问题是确定索引代码的最佳长度。由于这个数字很难计算，因此寻求近似它的界限，以及计算有效索引代码的算法。两个有趣的概括的问题，已经出现在文献中的主题是这项工作。第一种是利用编码的边信息进行索引编码的情况，其中源数据的线性组合既被用户的边信息请求又被保存为用户的边信息。第二种是在广播信道受噪声影响的问题中引入纠错。本文利用广义最小秩刻画了有限域上带编码边信息的标量或向量线性索引码（ICCSI）的最优码长，并基于任意情形下随机码的构造给出了其最优码长的界.此外，我们考虑的长度的最佳纠错码的ICCSI问题的一个实例，并获得这个数字上的界限，无论是汉明度量和秩度量错误。我们描述这两类错误的解码算法。
2016-07-18 cs.IT math.IT
Effective Delay Control in Online Network Coding
出于严格的延迟约束的流媒体应用，我们考虑设计的在线网络编码算法与及时交付的保证。假设发送方通过独立的数据包擦除信道向多个接收方提供相同的数据，我们专注于完美反馈和异构擦除概率的情况。基于一个一般的分析框架，评估解码延迟，我们表明，现有的ARQ方案无法确保接收机弱信道能够恢复在合理的时间内从数据包丢失。为了克服这个问题，我们重新定义的编码规则，以打破链的线性组合，不能解码后，其中一个数据包丢失。我们的研究结果表明，在关键时刻发送未编码的数据包，确保所有的接收器都能够满足特定的延迟要求，具有很高的概率。
2009-01-30 cs.IT math.IT
Index Coding in Vehicle to Vehicle Communication
车对车（V2V）通信阶段是车辆自组织网络（VANELS）中协作消息分发的重要组成部分。在这项工作中，我们采用索引编码技术，以减少数据交换所需的传输次数。索引编码问题有一个发送方，它试图以最少的传输次数满足多个接收方的需求。所有这些接收者都有一些关于消息的先验知识，称为边信息。在这项工作中，我们考虑一个特殊的情况下的索引编码问题，其中多个节点要共享信息。在此设置下，当边信息的基数相同时，建立了传输次数的下限。在VANET场景的一个特殊情况下，提出了一个最优的解决方案，以实现的界限。对于这种特殊的情况下，我们认为节点之间的链接是容易出错的，在这种情况下，我们构造最佳的线性纠错索引码。
2020-07-01 cs.IT math.IT
Private Quantum Coding for Quantum Relay Networks
中继编码器是一种不可靠的概率设备，其目的是帮助发送者和接收者之间的通信。在这项工作中，我们表明，在量子设置的概率行为可以完全消除。我们还展示了如何将量子极化编码与超激活辅助相结合，以便在嘈杂的量子中继信道上实现可靠的和容量实现的私人通信。
2013-05-26 cs.IT math.IT quant-ph
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
Optimality of Orthogonal Access for One-dimensional Convex Cellular Networks
它示出了一个贪婪的正交接入方案实现的总和自由度的所有一维（沿直线放置的所有节点）凸蜂窝网络（其中细胞是凸区域）时，除了网络拓扑结构的知识，没有信道的知识是可用的发射机。一般来说，正交访问的最优性既不适用于二维凸细胞网络，也不适用于一维非凸细胞网络，从而揭示了一个基本的限制，只有当一维和凸属性同时执行时才存在，这在研究细胞网络的规范信息理论模型中很常见。结果还建立了相应类别的索引编码问题的能力。
2013-05-09 cs.IT math.IT
Joint source-channel coding for a quantum multiple access channel
假设两个随机数都得到一个经典的、二元的、相关的信息源的输出。他们希望使用量子多址信道将相关源传输到接收器。在先前的工作中，Cover，El Gamal和Salehi提供了一种用于经典多址信道的组合信源信道编码策略，该策略优于简单的“分离”策略，其中单独的码本用于信源编码和信道编码任务。在本文中，我们证明了一个类似于覆盖萨尔瓦多Gamal-Salehi策略的编码策略和相应的量子同步解码器允许可靠的传输源在量子多址信道，只要一组信息不等式涉及Holevo数量举行。
2012-09-18 cs.IT math.IT quant-ph
Queueing Analysis of Unicast IPTV With User Mobility and Adaptive Modulation and Coding in Wireless Cellular Networks
近年来，可以通过宽带无线蜂窝网络支持直播TV、视频点播（VoD）、视频会议和在线游戏应用的单播IPTV服务已经变得流行。然而，视频流服务显著影响无线蜂窝网络的性能，因为它们占用带宽。为了维持系统性能，需要基于精确数学分析的有效的接纳控制和资源分配机制。另一方面，无线链路的质量通常由于用户移动性或时变信道特性而随时间变化。为了对抗这种时变信道，提高频谱效率，可以采用自适应调制编码（AMC）方案为移动用户提供单播IPTV服务。本文基于一种新的考虑用户移动性和AMC的单播IPTV业务接入模型，推导了无线蜂窝网络中单播IPTV业务的带宽利用率、阻塞率和丢包率的解析解。模拟也进行了验证分析结果的准确性。数值结果表明，所给出的解析结果是准确的。基于精确的闭合解，网络提供商可以对其网络实施精确的接纳控制和资源分配，以提高系统性能。
2015-11-05 cs.IT cs.MM cs.NI
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
On Strong Secrecy for Multiple Access Channel with States and Causal CSI
本文研究带因果CSI和外部窃听者的离散无记忆SD-MAC强保密通信，提出两类结合窃听编码与密钥协商的分组马尔可夫编码方案推导容量内界，并验证其在带退化消息集的SD-MAWC若干情形下的最优性。
2023-05-02 cs.IT math.IT
Algorithmic Aspects of Optimal Channel Coding
信息论中的一个中心问题是确定在噪声信道上发送固定数量的消息所能达到的最大成功概率。这是第一次研究的开创性工作香农谁建立了一个简单的表达式表征这个数量的限制多个独立使用的渠道。这里我们考虑仅使用一次通道的一般设置。我们观察到，最大成功概率可以表示为子模函数的最大值。利用这种联系，我们建立了以下结果：1。有一个简单的贪婪多项式时间算法，它计算一个代码，实现最大成功概率的（1-1/e）近似。此外，对于这个问题，它是NP-困难的，以获得一个近似比严格优于（1-1/e）。2.发送者和接收者之间的共享量子纠缠可以将成功概率提高至多1/（1-1/e）倍。此外，如果允许发送方和接收方之间存在任意的非信令盒，则该因子是紧的。3.我们给出了Polyanskiy-Poor-Verdu的元逆的一次性能的紧界。
2016-10-21 cs.DS cs.IT math.IT
Broadcast Approach Meets Network Coding for Data Streaming
对于数据流应用，现有的解决方案还不能缩小高数据率和低延迟之间的差距。本文研究了具有延迟反馈的单通道混合延迟约束下的数据流问题。提出了一种新的分层自适应因果随机线性网络编码（LAC-RLNC）方法。LAC-RLNC是变量到变量编码方案，即，提出了在可变短块长度和速率上在接收机处的可变恢复信息数据。具体而言，对于具有内容的基础层和增强层的数据流，我们表征了由自适应因果分层编码方案管理的高维吞吐量-延迟权衡。基础层被设计为满足严格的延迟约束，因为它包含允许流服务所需的数据。然后，发送方可以通过调整重传率的先验和后验的增强层，其中包含剩余的数据，以增加流媒体服务的质量，是与放松的延迟约束的第二层的吞吐量延迟的权衡管理。我们数值计算表明，分层网络编码方法可以显着提高性能。我们表明，LAC-RLNC与非分层的方法相比，增益的平均值和最大延迟的基础层，接近下限的三个因素，和因子2的增强层。
2022-02-07 cs.IT math.IT
Classical - Quantum Arbitrarily Varying Wiretap Channel: Common Randomness Assisted Code and Continuity
确定了任意变化的经典-量子窃听信道在公共随机辅助编码下的保密容量，并进一步确定了从发送者到合法接收者是复合的，从发送者到窃听者是任意变化的混合信道模型的保密容量.作为一个应用程序，我们检查时的保密能力是一个系统参数的连续函数，并表明，资源，即，能够接触到随机实验结果的完美副本。有助于信道稳定。
2016-12-29 cs.IT math.IT quant-ph
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
Private Pliable Index Coding
柔性索引编码（PICOD）问题是索引编码（IC）问题的一个变体，其中配备有消息侧信息的用户所期望的消息是优化的一部分。本文研究了用户受隐私约束的PICOD问题。特别地，研究了以下空间类别的私有PICOD：1）边信息结构是循环的，以及2）每个用户可以解码一个且仅一个消息。第一个条件是[Liu和D. Tuninetti，"Tight information theoretical converse results for some pliable index coding problems"，ITW，2018]，在没有隐私约束的情况下给出了最优解。第二个条件首先在[S. Sasi和B. S. Rajan，"On pliable index coding，" arXiv：1901.05809]，并且被一些分发网络保持内容隐私的需要所激励。本文提出了逆向和可实现的界限。所提出的可实现方案不仅严格优于[S. Sasi和B. S. Rajan，"On pliable index coding，" arXiv：1901.05809]，但在某些设置中，它也是理论上最优的信息。对于其余的情况下，所提出的线性码所需的最多一个以上的传输比通过限制发送方只使用线性码推导出的逆界。
2019-09-06 cs.IT math.IT
Coding for Parallel Links to Maximize Expected Decodable-Message Value
NASA航天器未来的通信场景可能涉及多个通信链路和中继节点，因此基本上存在一个网络，其中可能存在从发送方到目的地的多条路径。个别链接的可用性可能是不确定的。在本文中，被认为是场景中的目标是最大限度地提高收益，分配的数据的价值和成功传输的概率的基础上的权重。理想地，选择通过各种链路发送什么信息将在许多链路不可用时提供对高价值数据的保护，而在大多数链路可用时导致显著的附加数据的通信。这里的重点是多个并行链路的简单网络，其中链路具有已知的容量和中断概率。给定一组简单的互连码，可以用线性规划来寻找这些码之间的最优分时策略。一些意见的问题，确定所有潜在的有用的代码，并提出了技术，以帮助在这样的决定。
2009-01-14 cs.IT math.IT
Secure Transmission with Multiple Antennas II: The MIMOME Wiretap Channel
分析了在发送端、接收端和窃听端都有多根天线的情况下，高斯窃听信道模型的容量。相关联的信道矩阵是固定的并且对于所有终端是已知的。一个可计算的特征的保密能力建立作为鞍点解的极大极小问题。相反的是基于在其他广播设置中使用的Sato类型的参数，并且编码定理基于高斯窃听码本。在高信噪比（SNR），保密容量示出通过同时对角化的信道矩阵通过广义奇异值分解，并独立编码跨所产生的并行信道。相应的广义奇异值的相关能力表示。它示出了一个半盲的“掩蔽”多输入多输出（MIMO）传输策略，发送信息沿方向，其中有增益的预期接收器，和合成噪声沿方向，其中没有，可以任意远离容量在这个制度。给出了保密容量为零的充要条件，简化了当信道矩阵的元素独立同分布时天线数多的限制。由此产生的缩放定律确定，为了防止安全通信，窃听者需要的天线数量是发送者和预期接收者共同拥有的天线数量的3倍，并且发送者和预期接收者之间的天线的最佳划分比例为2：1。
2010-06-30 cs.CR cs.IT math.IT
