Achievable Rates for K-user Gaussian Interference Channels
本文的目的是研究可实现的速率为$K$用户高斯干扰信道的任何SNR使用格型和代数码的组合。格码首先用于将高斯干扰信道（G-IFC）转换为离散输入输出无噪声信道，随后开发代数码以在此新字母表上实现良好的速率。在这种情况下，一个数量称为效率，它反映了代数编码策略的有效性。本文首先解决了寻找高效代数码的问题。这些代码与构造A格的组合，然后用于实现非平凡的原始高斯干扰信道的速率。
2011-09-25 cs.IT math.IT
Achievable Refined Asymptotics for Successive Refinement Using Gaussian Codebooks
我们研究了不匹配的连续细化问题，其中一个使用高斯码本压缩一个任意的无记忆源连续最小欧氏距离编码下的二次失真措施。具体来说，我们得到联合过度失真概率（JEP）和单独的过度失真概率（SEP）标准下实现的细化渐近。对于二阶和中等偏差的渐近性，我们考虑两种类型的码本：球形码本，其中每个码字是独立地和均匀地从球体的表面绘制的，以及i.i.d.高斯码本，其中每个码字的每个分量独立于高斯分布绘制。我们建立了可实现的二阶率区域下JEP，我们表明，在SEP下，任何满足温和的矩条件的无记忆源是强烈连续细化。当专门的高斯无记忆源（GMS），我们的研究结果提供了一个替代的可扩展性证明与特定的代码设计。我们表明，根据JEP和SEP，相同的中等偏差常数是可以实现的。对于大偏差渐近性，我们只考虑独立同分布。高斯码本，因为i.i.d.对于一层失配率失真问题，高斯码本在这种情况下具有比球形码本更好的性能（Zhou，Tan，Motani，TIT，2019）。我们得到可实现的指数的JEP和SEP和专门我们的结果GMS，这似乎是一个新的结果的独立利益。
2023-02-09 cs.IT math.IT
On the Achievable Rate of Stationary Rayleigh Flat-Fading Channels with Gaussian Inputs
在这项工作中，我们考虑一个离散时间平稳瑞利平坦衰落信道与未知的信道状态信息在发送器和接收器。信道的规律被假定为接收器已知。此外，我们假设的衰落过程的功率谱密度（PSD）是compressible支持。为了i.i.d.零均值适当的高斯输入分布，我们调查的可实现的速率。其中一个主要贡献是推导出两个新的上界的零均值适当的高斯输入符号的可实现的速率。第一个仅适用于矩形PSD的特殊情况，并且取决于SNR和PSD的扩展。连同可实现速率的下限，其可利用i.i.d.零均值正常高斯输入符号，我们已经找到了一组界限，这是严格的意义上说，他们的差异是有界的。此外，我们表明，高信噪比斜率的特点是由1-2f_d的前对数，其中f_d是归一化的最大多普勒频率。该前日志等于峰值功率受限容量的高SNR前日志。此外，我们推导出一个替代的上限上的可实现的速率与i.i.d.输入符号，其基于一步信道预测误差方差。新颖性在于这样的事实，即该界限不限于峰值功率约束的输入符号，如已知的界限，例如在[1]中。因此，导出的上限也可以用来评估与i.i.d.正确的高斯输入符号。我们比较得出的界限上的可实现的速率与独立同分布。零均值正常高斯输入符号，峰值功率约束容量的界限在[1-3]中给出。最后，我们比较了可达到的速率与i.i.d.。使用同步检测结合单独基于导频的信道估计，以可实现的速率零均值适当高斯输入符号。
2011-03-02 cs.IT math.IT
An Achievable Rate Region for the Gaussian Interference Channel
利用Sato的修正频分复用思想和Han和Kobayashi的速率域的特殊情况（用$\Gmat^\prime$表示），推导出高斯干扰信道的可达速率域.我们表明，新的内界包括$\Gmat^\prime$，Sason的速率区域$\Dmat$，以及通过TDM/FDM可实现的区域，作为其子集。这种改进的内界优于$\Gmat^\prime$的优点是由于其利用实际线路上的整个发射功率范围而不违反功率约束的固有能力而产生的。我们还提供了分析，以检查新的可实现的区域严格扩展$\Gmat^\prime$的条件。
2007-09-28 cs.IT math.IT
On the Gaussian Multiple Access Wiretap Channel and the Gaussian Wiretap Channel with a Helper: Achievable Schemes and Upper Bounds
我们研究了高斯两用户多址窃听信道（G-MAC-WT）和高斯窃听信道与助手（G-WT-H）的确定性近似。这些近似使得结果超出最近显示的2/3和1/2安全自由度（s.d.o.f.）分别用于G-MAC-WT和G-WT-H。当s.d.o.f.通过真实干涉对准获得，我们的方法使用信号尺度对准。我们展示了独立于信道增益的合理性的可实现的方案。此外，我们的研究结果可以区分信道强度，特别是两个用户之间，并建立依赖于这种差异的保密率。我们可以证明，由此产生的可实现的保密率趋于s.d.o.f.用于使信道增益差消失。此外，我们扩展了以前的和发展新的技术来证明一般s.d.o.f.边界变化的信道强度，并表明我们的可实现的计划达到一定的信道增益参数的界限。我们相信我们的分析是对G-MAC-WT和G-WT-H进行恒定间隙分析的下一步。
2018-04-23 cs.IT math.IT
Achievable Rate Region for Iterative Multi-User Detection via Low-cost Gaussian Approximation
本文建立了一个多用户外信息传输（EXIT）图面积定理的时分多址（IDMA）方案，一种特殊形式的叠加编码，在多址信道（MAC）。提出了一种基于高斯近似的低代价多用户检测算法。研究了基于遗传算法的多用户检测算法在迭代过程中均方误差的演化规律。我们表明，K维元组形成的MSE的K个用户构成一个保守的向量场。可达速率是这个保守场的势函数，因此它是沿着场中任何路径的积分，积分值仅由两个路径终端确定。通过匹配EXIT类型函数，可以在MSE字段中找到给定积分路径的优化代码。上述发现意味着i）低成本GA检测可以提供接近容量的性能，ii）可以独立于MSE字段中的积分路径来实现和速率容量;以及iii）积分路径可以是代码设计的额外自由度。
2019-07-25 cs.IT math.IT
On Achievable Rates of the Two-user Symmetric Gaussian Interference Channel
研究了两用户对称高斯干扰信道下的Han-Kobayashi（HK）可达和速率。我们找到了最佳的功率分配比之间的共同和私人的消息（假设没有时间共享），并推导出一个封闭的形式表达相应的总和率。这提供了对可实现的HK和速率的更好理解，并且允许在该和速率与正交信令的和速率之间进行精确比较。一个令人惊讶的发现是，尽管信道是对称的，但允许两个用户处的不对称功率分配比（即，不对称速率）可以显著地提高和速率。考虑到高SNR制度，我们指定的干扰信道值以上的总和率实现使用非对称功率分配优于对称的情况下。
2010-10-12 cs.IT math.IT
On the Rate Achievable for Gaussian Relay Channels Using Superposition Forwarding
我们分析了三节点高斯中继信道中块马尔可夫编码（解码转发）和边信息编码（压缩转发）叠加的可达速率。一般认为，叠加由于其通用性，可以执行解码和转发或压缩和转发。我们证明，在类高斯分布，这是不是这样的情况下：叠加方案只实现了一个速率，等于最大的解码和转发或压缩和转发单独实现的速率。我们还提出了一个叠加方案，结合广播与解码和转发，即使没有达到更高的速率比解码和转发，为我们提供了洞察上述主要结果。
2010-10-15 cs.IT math.IT
On the Achievable Rate-Regions for State-Dependent Gaussian Interference Channel
在本文中，我们研究了一个一般的加性状态相关高斯干扰信道（ASD-GIC），我们认为两个用户干扰信道的两个独立的状态已知的非因果关系在两个发射机，但未知的任何接收机。文[1]、[2]中研究了两条链路上的加性状态相同的特殊情况，其中表明，对于强干扰情况，可实现的对称速率与上界之间的差距小于1/4比特。在这里，我们还考虑了每个信道状态具有无界方差的情况[3]，这被称为强干扰。我们首先得到一个容量区域的外边界。通过利用基于格的编码方案，我们得到四个可实现的速率区域。根据噪声方差和信道功率约束，可达到的速率区域可以与信道容量区域一致。对于对称模型，对于大于1的信噪比（SNR），可实现的和速率达到信道容量的0.661比特内。
2013-01-23 cs.IT math.IT
A New Achievable Rate for the Gaussian Parallel Relay Channel
Schein和Gallager在2000年引入了高斯并行中继信道。他们提出了放大和转发（AF）和解码和转发（DF）策略。长期以来，该信道的最佳已知可实现速率是基于具有分时的AF和DF（AF-DF）。最近，提出了一种用于其中可以将不同量的带宽分配给第一跳和第二跳的场景的重匹配转发（RF）方案。在本文中，我们提出了一个\emph{Combined Amplify-and-Decode Forward (CADF)}方案的高斯并行中继信道。我们证明了CADF方案总是提供了一个更好的可实现的速率相比，RF方案，当有一个第一跳和第二跳之间的带宽不匹配。此外，对于相等带宽的情况下（Schein的设置），我们表明，之间的分时的CADF和DF计划（CADF-DF）导致一个更好的可实现的速率相比，分时之间的RF和DF计划（RF-DF）以及AF-DF。
2009-02-10 cs.IT math.IT
An Achievable Rate Region for Interference Channels with Conferencing
在本文中，我们提出了一个可实现的速率区域的离散无记忆干扰信道与会议在发送端。我们采用叠加块马尔可夫编码，结合同时叠加编码，脏纸编码，和随机装箱，以获得可实现的速率区域。我们表明，在各自的条件下，建议的可实现区域减少到韩和小林可实现区域的干扰信道，容量区域退化中继信道，和高斯矢量广播信道的容量区域。高斯情况下的数值例子。
2007-04-14 cs.IT math.IT
Dense Gaussian Sensor Networks: Minimum Achievable Distortion and the Order Optimality of Separation
通过研究信源-信道编码问题，研究了密集传感器网络的最优性能.传感器网络的总体目标是从一个潜在的随机过程中进行测量，编码并将这些测量样本发送到一个具有潜在反馈的协作多址信道中的收集器节点，并在收集器节点处重建整个随机过程。我们提供的最小可实现的预期失真时，基本的随机过程是高斯的下限和上限。当高斯随机过程满足一些一般条件时，我们明确地评估了上下界，并证明了它们在广泛的功率约束下具有相同的阶数。因此，对于这些随机过程，在这些功率约束下，我们将最小可实现的预期失真表示为功率约束的函数。此外，我们表明，可扩展性方案，实现了下界的失真是一个基于分离的方案，它是由多终端率失真编码和放大和转发信道编码。因此，我们的结论是，分离是顺序最优的密集高斯传感器网络的情况下考虑，当潜在的随机过程满足一些一般条件。
2006-11-20 cs.IT math.IT
Transmit Optimization with Improper Gaussian Signaling for Interference Channels
本文研究了在加性高斯白噪声（AWGN）干扰信道中，当采用不适当或循环非对称复高斯信号时的可达速率。对于高斯多输入多输出干扰信道（MIMO-IC），将干扰视为高斯噪声，证明了用户的可达速率可以表示为传统的正常或循环对称复高斯信号可达速率与用户的发送协方差矩阵之和，其是用户的发射协方差和伪协方差矩阵的函数。伪协方差矩阵中的附加自由度（其对于适当的高斯信令的情况通常被设置为零）提供了通过采用不适当的高斯信令来进一步提高高斯MIMO-IC的可实现速率的机会。为此，本文提出了广泛的线性预编码，有效地映射适当的信息承载信号不适当的发送信号在每个发射机的任何给定的一对发送协方差和伪协方差矩阵。特别地，针对两用户高斯单输入单输出干扰信道（SISO-IC）的情况，提出了一种基于非正常高斯信令的协方差和伪协方差联合优化算法，以实现Pareto最优速率。通过利用可达速率表达式的可分离结构，提出了一种基于协方差和伪协方差分离优化的算法，保证了比传统的正高斯信号更高的速率。
2013-03-11 cs.IT math.IT
Codewords With Memory Improve Achievable Rate Regions of the Memoryless Gaussian Interference Channel
在过去的四十年里，两用户高斯干扰信道（GIC）在文献中得到了广泛的研究。除了强干扰或非常强干扰的情况外，GIC的容量区域的充分表征是一个长期存在的公开问题。对于一般的GIC，多年来已经提供了许多内部边界，其中，Han-Kobayashi（HK）区域是最著名的一个。然而，HK区域的计算过于复杂，因为辅助随机变量的出现，其最优选择是一个公开的问题。如在其它多用户通信系统中，这些可实现区域基于i.i.d.（无记忆）码字，在每个码字内的符号被独立绘制的意义上。在本文中，我们表明，对于GIC，这是值得采用的随机编码集合的码字与内存。具体来说，我们采取已知的GIC可实现的区域，并通过允许代码符号之间的依赖性来概括/改进它们。例如，我们通过从一阶自回归移动平均（ARMA）高斯过程中绘制（每个码字和每个用户的）码字来改进最先进的HK区域。通过这种方式，我们提出了几个新的可实现的速率区域，这是很容易计算的，并且严格优于国家的最先进的已知的可实现的区域。
2018-04-08 cs.IT math.IT
Capacity Bounds for the Gaussian Interference Channel
研究了两用户高斯干扰信道的容量域。三类渠道被认为是：弱，单侧，混合高斯IC。对于弱高斯IC，一个新的外边界上的容量区域，获得优于以前已知的外边界。在一定的信道参数范围内的总容量推导。对于这个范围，证明了使用高斯码本和将干扰作为噪声处理是最佳的。结果表明，当使用高斯码本，完整的Han-Kobayashi可实现的速率区域可以通过使用朴素的Han-Kobayashi可实现的方案在三个频带（相当于，三个子空间）。对于单侧高斯IC，给出了Sato外界的另一种证明。我们推导出完整的韩小林可实现的速率区域时，高斯码本利用。对于混合高斯IC，获得了一个新的外界，优于以前已知的外界。对于这种情况下，推导出整个信道参数范围的总容量。证明了在一定的信道参数范围内，采用高斯码本的全Han-Kobayashi可达速率域等价于单边高斯码本的可达速率域。
2008-01-08 cs.IT math.IT
Achievable Secrecy Rates over MIMOME Gaussian Channels with GMM Signals in Low-Noise Regime
我们考虑一个窃听多输入多输出多窃听（MIMOME）信道，其中代理爱丽丝的目的是发送一个秘密消息给代理鲍勃，而不泄漏任何信息给窃听代理夏娃。我们假设Alice比Bob和Eve都有更多的天线，并且她只对Eve的信道有统计知识。我们专注于低噪声制度，并评估的保密率，是可实现的秘密消息时，确定的分布的多变量高斯混合模型（GMM）的实现生成和通过信道传输。特别是，我们表明，如果夏娃有较少的天线比鲍勃，秘密传输总是可能在低噪声。此外，我们表明，在低噪声的限制，我们的计划的保密能力与其无约束的能力相一致，通过提供一类协方差矩阵，允许达到这样的限制，而不需要窃听编码。
2014-04-13 cs.IT math.IT
Approximate MIMO Iterative Processing with Adjustable Complexity Requirements
在多输入多输出（MIMO）信道上操作的迭代接收机中总是以最佳可实现的比特出错率（BER）性能为目标可能导致资源的显著浪费，尤其是当可实现的BER比目标性能好几个数量级时（例如，在良好的信道条件下和在高信噪比（SNR）下）。与典型的迭代方案相比，提出了一种近似软信息交换的实用迭代解码框架，该框架允许降低复杂度的球和信道解码，可根据传输条件和所需的比特出错率进行调整。利用所提出的近似软信息交换，仍然可以达到精确软信息的性能，具有显着的复杂度增益。
2012-10-04 cs.IT math.IT
Achievable Sum-Rates in Gaussian Multiple-Access Channels with MIMO-AF-Relay and Direct Links
我们考虑一个单天线高斯多址接入信道（MAC）与多天线放大转发（AF）中继，其中，与许多以前的作品，也考虑到发射机和接收机之间的直接链接。对于这个通道，我们研究两种传输方案：发送和中继所有信号联合或使用时分多址（TDMA）结构，只有一个发射机使用的信道在同一时间。虽然最佳的中继矩阵和时隙持续时间被发现后一个计划，我们提供了上界和下界的可实现的和速率为前一个。这些边界通过蒙特卡罗模拟进行评估，结果表明它们彼此非常接近。此外，这些界限进行比较，通过TDMA方案实现的和速率。对于高可用的发射功率在中继的渐近情况下，给出了一个解析表达式，它允许确定优越的计划。
2012-07-06 cs.IT math.IT
Characterization of the Gray-Wyner Rate Region for Multivariate Gaussian Sources: Optimality of Gaussian Auxiliary RV
在本文中检查，是灰色和Wyner可实现的有损率区域的相关多元高斯随机变量（RV）的元组$X_1 : Ω\rightarrow {\mathbb R}^{p_1}$和$X_2 : Ω\rightarrow {\mathbb R}^{p_2}$相对于平方误差失真在两个解码器。结果表明，在所有的联合分布引起的三重RVs $(X_1,X_2, W)$，使$W : Ω\rightarrow {\mathbb W} $是辅助RV采取连续，可数，或有限的值，灰色和Wyner可实现的速率区域的特征在于联合高斯RVs $(X_1,X_2, W)$，使$W $是$n$ -维高斯RV。然后，可实现速率区域由联合高斯RV的三个条件协方差$Q_{X_1,X_2|W}, Q_{X_1|W}, Q_{X_2|W}$参数化。此外，如果RV $W$使$X_1$和$X_2$有条件地独立，则可实现速率区域的对应子集更简单，并且仅由两个条件协方差$Q_{X_1|W}, Q_{X_2|W}$参数化。本文还包括Pangloss平面的Gray-Wyner率区域的表征，以及相应的率失真函数的表征，其测试通道分布，以及诱导这些分布的实现的结构特性。
2022-05-16 cs.IT math.IT
Achievable Rates for the General Gaussian Multiple Access Wire-Tap Channel with Collective Secrecy
我们考虑一般高斯多址有线抽头信道（GGMAC-WT）。在这种情况下，多个用户与预期的接收器进行通信时，存在一个智能和知情的窃听者，他与预期的接收器一样有能力，但具有不同的信道参数。我们的目标是在这种多路访问环境中为发射机提供完美的保密性。利用高斯码本，确定了一个可达保密区域，并找到了使可达和速率最大化的功率分配，给出了数值结果。它示出的信道的多址接入的性质可以被利用，以允许零单用户保密能力的用户能够在完美的保密传输。此外，一个新的合作计划，可能会增加可实现的和速率。在该方案中，一个不发送以最大化总速率的用户可以帮助另一个（i）具有正保密容量的用户提高其速率，或者（ii）具有零保密容量的用户实现正保密容量。
2006-12-18 cs.CR cs.IT math.IT
Optimum Linear LLR Calculation for Iterative Decoding on Fading Channels
在接收端没有信道状态信息的衰落信道中，计算真实对数似然比（LLR）是复杂的。现有的工作假设加性噪声的功率是已知的，并使用信道输出的线性函数中的衰落增益的期望值来找到近似的LLR。在这项工作中，我们首先假设的功率的加性噪声是已知的，我们找到的最佳线性近似的LLR的意义上的最大可实现的传输速率的信道上。在该线性LLR计算下的最大可实现速率几乎等于在真实LLR计算下的最大可实现速率。我们还观察到，这种方法似乎是最佳的意义上的比特出错率性能太。这些结果，然后扩展到的情况下，噪声功率是未知的接收机和性能几乎相同的情况下，噪声功率是完全已知的。
2007-04-19 cs.IT math.IT
Secure Degrees of Freedom for Gaussian Channels with Interference: Structured Codes Outperform Gaussian Signaling
在这项工作中，我们证明了一个积极的安全自由度是可以实现的一大类高斯信道，只要信道不退化，信道是完全连接的。这类信道包括MAC窃听信道、具有机密消息的2用户干扰信道、具有外部窃听者的2用户干扰信道。迄今为止，这些信道的最佳已知可实现方案使用高斯信令。在这项工作中，我们表明，结构码优于高斯随机码在高信噪比时，信道增益是实数。
2009-05-15 cs.IT math.IT
The Han-Kobayashi Region for a Class of Gaussian Interference Channels with Mixed Interference
针对一类混合干扰高斯干扰信道，提出了一种基于Sato非朴素频分的简单编码方案。可实现的区域被证明是相当于科斯塔的噪声区的单边高斯干扰信道。这允许间接证明，该简单可实现速率区域确实等效于具有高斯输入的Han-Kobayashi（HK）区域，并且对于具有混合干扰的这类高斯干扰信道具有分时。
2012-07-13 cs.IT math.IT
Achievable Rate Region of Quantized Broadcast and MAC Channels
本文研究了高斯多用户信道的可达速率域，其中发送的消息来自有限输入字母表，输出在接收端量化为{ \em}。特别是，我们专注于$i)$高斯广播信道（GBC）和$ii)$高斯多址接入信道（GMAC）的可达速率区域。首先，我们研究了两个用户GBC的可达速率区域时，要发送到两个用户的消息从有限的信号集的值和接收到的信号在两个用户进行量化。我们将该信道称为{ \em量化广播信道（QBC）}。我们观察到，为GBC定义的容量区域不会像这样结转到QBC。我们证明了GBC的最佳解码方案（即，高SNR用户进行连续解码和低SNR用户单独解码其消息）对于QBC不是最优。然后，我们提出了一个可实现的速率区域QBC基于两种不同的计划。我们提出了可实现的速率区域结果的情况下，在接收机的均匀量化。接下来，我们研究了有限输入字母表和量化接收机输出的两用户GMAC的可达速率区域。我们将该信道称为{ \em量化多址信道（QMAC）}。我们推导出表达式的两个用户QMAC的可实现的速率区域。我们表明，有限的输入字母，可实现的速率区域与常用的均匀接收器量化器相比，没有接收器量化的可实现的速率区域有一个显着的损失。我们提出了一个{ \em非均匀量化器}，它有一个显着更大的速率区域相比，在QMAC的均匀量化器实现。
2011-02-14 cs.IT math.IT
The General Gaussian Multiple Access and Two-Way Wire-Tap Channels: Achievable Rates and Cooperative Jamming
考虑了一般高斯多址有线抽头信道（GGMAC-WT）和高斯双向有线抽头信道（GTW-WT）。在GGMAC-WT中，多个用户在存在通过另一个GMAC接收其信号的窃听者的情况下与预期接收器通信。在GTW-WT中，两个用户通过共同的高斯信道相互通信，窃听者通过GMAC进行监听。定义了适合于这种多终端环境的保密措施，并为两个信道找到了可实现的保密率区域。对于这两种情况下，最大化可实现的保密和速率的功率分配确定。可以看出，最优策略可以阻止某些终端的传输，以保持系统的保密性。受此启发，提出了一种新的方案，\ital{cooperative jamming}，其中用户谁被阻止发送根据保密和速率最大化功率分配策略“干扰”窃听者，从而帮助其余的用户。该方案提高了可实现的保密和速率。总体而言，我们的研究结果表明，在多址接入的情况下，用户可以互相帮助，共同实现积极的保密率。换句话说，用户之间的合作对于实现系统的保密性是非常宝贵的。
2008-01-25 cs.CR cs.IT math.IT
Non-Asymptotic Achievable Rates for Gaussian Energy-Harvesting Channels: Best-Effort and Save-and-Transmit
研究了一个加性高斯白噪声能量捕获信道中的无限大电池。能量到达过程被建模为一系列独立同分布的随机变量。信道容量$\frac{1}{2}\log(1+P)$可通过所谓的尽力而为和保存-发送方案来实现，其中$P$表示电池再充电速率。本文分析了发送功率严格小于$P$的保存并发送方案和作为没有保存阶段的保存并发送的特殊情况的尽力而为方案。在有限块长的制度，我们得到了新的非渐近可实现的速度，这些计划的做法，与间隙消失的速度分别成正比的$1/\sqrt{n}$和$\sqrt{(\log n)/n}$，其中~ $n$表示块长的容量。证明技术涉及分析马尔可夫过程的逃逸概率。当$P$足够大时，我们表明，允许发射功率从$P$回退可以提高保存和发送的性能。结果被扩展到块能量到达模型，其中每个能量块$L$的长度在$n$中次线性增长。我们表明，保存和传输和尽力而为的计划实现的编码率接近的容量与间隙消失的速率分别成比例的$\sqrt{L/n}$和$\sqrt{\max\{\log n, L\}/n}$。
2019-01-14 cs.IT math.IT
Achievable Rate Regions for Dirty Tape Channels and "Joint Writing on Dirty Paper and Dirty Tape"
我们考虑高斯脏带信道（DTC）Y=X+S+Z，其中S是发射机因果已知的加性高斯干扰。一般表达式[max]\_top（P_U，f（.），X=f（U，S））I（U;Y）表示该信道的容量。对于f（.）的线性赋值，即X=U-βS，该表达式导致Willems先前提出的补偿策略，以获得DTC的可实现速率。我们证明了对f（.）是最优的，条件是存在一个实数β^* 使得对（X+β^* S，U）与干扰S无关。此外，通过将分时技术应用于通过对f（.）的线性分配导出的可实现速率，得到了DTC容量的改进下界。我们还考虑了高斯多址信道的加性干扰，并研究了两种不同的情况下，这个系统。在第一种情况下，两个发射机都知道干扰的因果关系，而在第二种情况下，一个发射机可以访问干扰的非因果关系和其他因果关系。然后建立这两种情况下的可比较的速率区域。
2010-04-15 cs.IT math.IT
The Gaussian Interference Relay Channel: Improved Achievable Rates and Sum Rate Upperbounds Using a Potent Relay
我们认为高斯干扰信道与中间中继作为一个主要的构建块的合作干扰网络。在可扩展性方面，我们考虑基于压缩和转发的策略。具体而言，广义压缩和转发策略，其中的目的地联合解码的压缩索引和源消息，被证明是改善后的压缩和转发策略，顺序解码的压缩索引和源消息，以及最近提出的广义散列和转发策略。我们还构造了一个基于嵌套格码的计算转发中继方案，当直接链路较弱时，该方案的性能优于其他中继方案。在这种情况下，它示出，与中继，干扰链路可以是有用的解码源消息。注意到需要上界的容量为这个通道，我们提出了一种新的技术，可以限制的总和速率。特别是，当中继节点具有丰富的功率时，通过考虑信道，总容量是有上限的，因此被命名为有效的。对于具有强中继的高斯干扰中继信道，研究了强干扰和弱干扰的情况，建立了其总容量，并以此作为有限中继功率GIFRC总容量的上界.数值结果表明，上界比割集界更紧，并且与许多感兴趣的场景中已知的可实现的和率相吻合。此外，当继电器具有大功率时，GIFRC的自由度被示出为2，使用压缩转发可实现。
2011-01-31 cs.IT math.IT
Achievable Error Exponents in the Gaussian Channel with Rate-Limited Feedback
本文研究了在AWGN离散时间无记忆信道中，采用无噪声无时延速率限制反馈的通信系统的可达错误概率。对于反馈速率R_FB低于在前向信道上传输的数据率R的情况，我们证明了错误概率的衰减在块长度上至多是指数的，并且由于反馈而获得错误指数增加的上界。此外，我们表明，在这种情况下使用的反馈结果在一个错误指数，至少RF B高于在没有反馈的错误指数。对于反馈速率超过前向速率（R_FB \geq R）的情况，我们提出了一种简单的迭代方案，该方案实现了随着码字块长度n双指数衰减的错误概率。更一般地，对于某个正整数L，如果R_FB \geq（L-1）R，我们证明了L阶指数误差衰减是可实现的。我们证明，上述结果持有的反馈约束是否表示在平均反馈率或每信道使用反馈率。我们的结果表明，作为R_FB的函数的误差指数在R处具有很强的不连续性，在那里它从有限值跳到无穷大。
2012-04-23 cs.IT math.IT
Gaussian Two-Way Channels With Discrete Inputs and Quantized Outputs
本文研究了均匀输出量化的高斯双向信道。对于高斯输入，最佳的均匀有限电平量化器的数值确定为不同值的信噪比（SNR）。然后研究了基于星座的发射机的双向信道。一个制定所谓的香农可实现的区域，该通道的开发和数值计算，该区域提出了特定的星座。它表明，如果一个发射机使用的星座在其他发射机的旋转版本，香农可达到的区域可以扩大
2016-05-03 cs.IT math.IT
Achievable Rates of Buffer-Aided Full-Duplex Gaussian Relay Channels
我们推导出封闭形式的表达式的缓冲器辅助全双工（FD）多输入多输出（MIMO）高斯中继信道的可达速率。在应用自干扰抑制技术之后，FD中继仍然遭受残余自干扰（RSI）。我们调查两种情况下的一个慢RSI信道的RSI是固定的整个码字，和一个快速RSI信道的RSI从一个符号持续时间内的码字改变到另一个。我们表明，RSI可以完全消除慢RSI的情况下，FD继电器配备有缓冲器，而快速RSI不能被消除。对于固定速率的数据传输场景，我们推导出最佳的传输策略，应采取的源节点和中继节点，以最大限度地提高系统的吞吐量。我们通过模拟验证我们的分析结果。
2017-08-02 cs.IT cs.NI math.IT
An Achievable and Analytic Solution to Information Bottleneck for Gaussian Mixtures
针对 Bernoulli 信源与高斯混合观测的信息瓶颈无闭式解问题，提出含二电平、确定性多电平和 tanh 软量化的统一可达解析方案，并通过数值比较与 MNIST 实验验证其近优性能。
2024-05-12 cs.IT math.IT
On the Achievable Rate Regions for Interference Channels with Degraded Message Sets
具有降级消息集的干扰信道（IC-DMS）指的是这样的通信模型，其中两个MIMO尝试通过公共介质同时与它们各自的接收机通信，并且其中一个MIMO具有关于由另一个MIMO发送的消息的完整和先验（非因果）知识。一个编码方案，共同具有的优点，合作编码，协作编码，脏纸编码，开发这样的信道。借助于这种编码方案，在离散无记忆和高斯的情况下，IC-DMS的可实现的速率区域的推导，其中，在一般情况下，包括几个以前已知的速率区域。高斯情况下的数值例子表明，在高干扰增益制度，派生的可实现的速率区域提供了相当大的改进，这些现有的结果。
2007-04-05 cs.IT math.IT
On Multi-Cell Uplink-Downlink Duality with Treating Inter-Cell Interference as Noise
我们认为，在下行链路蜂窝网络建模为高斯干扰广播信道的小区间干扰作为噪声处理的信息理论的最优。建立一个新的上行链路-下行链路的对偶性，我们投在高斯干扰广播信道的问题，在高斯干扰多址接入信道，并描述了一个可实现的GDOF区域下的功率控制和治疗小区间干扰（高斯）噪声。然后，我们确定的条件下，这个可实现的GDoF区域是最佳的。
2019-01-17 cs.IT math.IT
Approximate Capacity of Gaussian Relay Networks
我们提出了一般高斯中继网络的可达速率。我们表明，可实现的速率是在一个恒定的比特数从信息理论割集上界的能力，这些网络。这个常数取决于网络的拓扑结构，而不是信道增益的值。因此，我们统一的高斯中继网络的容量在一个恒定的比特数，所有的信道参数。
2008-06-05 cs.IT math.IT
Towards the Secrecy Capacity of the Gaussian MIMO Wire-tap Channel: The 2-2-1 Channel
我们发现的2-2-1高斯MIMO窃听信道，其中包括一个发射机和一个接收机与两个天线，和一个窃听器与一个单一的天线。我们确定这个通道的保密能力，提出一个可实现的计划，然后开发一个紧的上限，满足建议的可实现的保密率。我们表明，对于这个通道，高斯信号的波束形成的形式是最佳的，没有预处理的信息是必要的。
2007-09-21 cs.IT math.IT
Achievable Rates for Gaussian Degraded Relay Channels with Non-Vanishing Error Probabilities
本文重温高斯退化中继信道，其中的链路，从源到目的地进行信息是一个物理退化版本的链路，从源到中继进行信息。源和继电器受到预期的功率约束。给出了信道的$\varepsilon$ -容量的特征，它严格大于$\varepsilon>0$的容量，这意味着信道不具有强逆特性。可扩展性部分的证明是基于几个关键的想法：块马尔可夫编码，这是用于经典的解码转发策略，高斯信道下的预期功率约束的功率控制，以及块大小和块使用的总数之间的仔细缩放。相反的部分证明了第一次建立两个非渐近下界的错误概率，这是来自一些二元假设检验的II型错误。随后，每个下限被简化的条件下的电源的源和中继发送的码字的一些线性组合的事件。最佳编码速率的二阶项的块长度和错误概率的上下界也得到。
2016-10-18 cs.IT math.IT
On Secrecy Rate Analysis of MIMO Wiretap Channels Driven by Finite-Alphabet Input
本文研究了有限字母表信源输入对多天线窃听系统保密率的影响。现有的工作特点的最大可实现的保密率或保密容量的单天线和多天线系统的高斯源信号和保密码的基础上。尽管高斯信源不切实际，但线性信道高斯输入和相应输出之间的互信息的紧凑的封闭形式的表达导致了高斯输入假设在物理保密分析中的广泛应用。从实际应用的角度出发，研究了有限离散星座对多天线窃听信道可达保密率的影响。我们提出的预编码方案将多天线系统转换为一组并行信道。基于这种预编码策略，我们提出了一种基于对偶分解的分散功率分配算法，以最大化可达保密率。此外，我们分析了在低信噪比和高信噪比的情况下，有限字母输入的可实现的保密率。我们的研究结果表明，在有限字母输入的系统和高斯输入的系统之间的保密率有很大的差异。
2012-01-21 cs.IT math.IT
Achievable Rates in Two-user Interference Channels with Finite Inputs and (Very) Strong Interference
对于双用户干扰信道，对于干扰强于期望信号的情况，容量是已知的。此外，已知的是，如果干扰高于某一水平，则其根本不降低容量。为了实现这种容量，信道输入需要是高斯分布的。然而，高斯信号是连续和无界的。因此，它们不太适合实际应用。在本文中，我们调查的可实现的速率，如果信道输入被限制到有限的星座。此外，我们将通过数值模拟表明，在复平面中旋转这些输入字母之一可以增加可实现的速率区域。最后，我们表明，单用户速率达到的阈值也取决于这种旋转。
2010-08-18 cs.IT math.IT
On Achievable Rate Regions for Half-Duplex Causal Cognitive Radio Channels
研究了认知源受半双工约束的因果认知无线电信道的编码问题。本文提出了一种考虑半双工约束的离散无记忆信道模型，并推导了该信道的一个新的可达速率域。证明了该速率区域包含了高斯信道下\cite{Devroye06}的因果可达速率区域。
2010-06-04 cs.IT math.IT
Robust Precoding Designs for Multiuser MIMO Systems with Limited Feedback
针对有限反馈多用户MIMO系统中量化误差导致速率下降的问题，本文提出基于量化信道二阶统计量近似的鲁棒MMSE和加权MMSE预编码设计，有效补偿量化误差并显著提升可达速率。
2024-07-08 cs.IT math.IT
Comparison of the Achievable Rates in OFDM and Single Carrier Modulation with I.I.D. Inputs
我们比较了单载波和OFDM调制方案中的最大可实现速率，在i.i.d.的实际假设下。有限字母输入和具有加性高斯噪声的线性ISI。我们表明，Shamai-Laroia近似作为两个速率之间的桥梁：虽然众所周知，这种近似往往是一个下界的单载波可实现的速率，它被发现也基本上是上界的OFDM可实现的速率。我们应用信息估计关系，以严格建立这一结果的一般输入分布和锐化它常用的PAM和QAM星座。为此，新的界限PAM输入标量高斯信道的MMSE估计推导，这可能是普遍的兴趣。我们的研究结果表明，在合理的假设下，最佳的单载波方案可以提供显着优于OFDM的频谱效率，激励这种系统的进一步研究。
2014-11-01 cs.IT math.IT
Achievable Second-Order Asymptotics for MAC and RAC with Additive Non-Gaussian Noise
本文研究了加性非高斯噪声下两用户MAC和RAC的二阶可达渐近性能，使用球形码本结合JNN或SIC译码，证明了JNN译码在二阶及RAC一阶性能上优于SIC，并在高斯噪声下恢复了已有结果。
2025-04-30 cs.IT math.IT
Finite Blocklength Achievable Rates for Energy Harvesting AWGN Channels with Infinite Buffer
我们考虑一个加性白高斯信道，其中发射机由能量收集源供电。对于这样一个系统，我们提供了一个下界的最大码书在有限的代码长度，提高了以前已知的界限。
2016-01-26 cs.IT math.IT
Gaussian Intersymbol Interference Channels With Mismatch
本文研究了高斯码间干扰（ISI）信道下的信道编码问题。具体地，假设失配解码器对脉冲响应函数具有不正确的假设。失配容量是给定解码规则的最高可实现速率。现有的下限与内存的通道和解码度量的失配容量（如在我们的模型），仅在多字母的表达式，在实践中还没有计算的形式。因此，它们对不匹配问题提供了很少的见解。在本文中，我们推导出可计算的单字母下界的失配容量，并讨论了我们的结果的一些含义。我们的可实现速率基于两个集合，即自回归过程生成的码字集合，以及在实值序列的“类型类”上均匀绘制的码字集合。我们的可实现的速率的计算表明，作为失配参数的函数的可实现的速率的非平凡的行为。作为我们的技术的一个简单的应用程序，我们还推导出与不匹配的解码器，假设没有ISI在所有的随机编码指数。最后，我们比较我们的结果与通用的解码器，我们认为在本文中的真正的类以外的通道设计。
2017-06-19 cs.IT math.IT
Achievable Degrees of Freedom for Closed-form Solution to Interference Alignment and Cancellation in Gaussian Interference Multiple Access Channel
已经提出了一种干扰对准（IA）和干扰消除（IC）的组合技术，称为干扰对准和消除（IAC）方案，以改善IA上的总可实现自由度（DoF）。由于在给定的DoF元组下求解收发器或通过IA（或IAC）最大化一般系统配置中的总可实现DoF是NP难的，因此不能在多项式时间内获得最佳收发器。同时，已知通过采用符号到符号（STS）对准结构，可以为IAC设计封闭形式但次优的收发器。由于其性能还不知道，我们的目标是获得总的自由度，可以实现这样的次优，但封闭形式的IAC收发器的高斯干扰多址接入信道与K个接收机和J个用户（发射机），每个M个天线。我们的分析表明，所考虑的封闭形式的IAC收发器可以实现2 M的最大总可实现DoF，这比经典IA中实现的DoF更大，例如，2 MK/（K+1）DoF，其中每个链路具有相同的目标DoF。此外，考虑到NP-困难的推导最大的总可实现的自由度与最佳的IAC收发器，其上限已被推导出与我们的封闭形式的IAC收发器的结果进行比较。数值结果表明，当多址接入信道数较小时，K <=4。
2019-08-01 cs.IT eess.SP math.IT
Capacity Bounds of Half-Duplex Gaussian Cooperative Interference Channel
本文研究了两用户高斯干扰信道下的半双工协作通信方案。我们开发的情况下，当系统允许发射机或接收机合作的可实现的区域和外边界。我们表明，通过使用我们的发射机合作计划，有显着的容量改善相比，以前的结果，特别是当合作链路是强的。此外，如果合作信道增益是无穷大，我们的发射机和接收机的合作率达到各自的外边界。它还表明，发射机合作提供更大的可实现的区域比接收机合作在相同的信道和功率条件下。
2009-01-17 cs.IT math.IT
The Optimal Input Distribution for Partial Decode-and-Forward in the MIMO Relay Channel
研究了高斯多输入多输出（MIMO）中继信道下的部分解码转发（PDF）策略。与已知高斯信道输入是最优的解码转发（DF）策略或点对点（P2P）传输不同，使高斯MIMO中继信道的可实现PDF速率最大化的输入分布迄今为止仍然未知。对于某些特殊情况，例如，对于中继信道，其中最佳PDF策略简化为DF或P2P传输，可以推断高斯输入使PDF速率最大化。然而，就一般情况而言，这个问题到目前为止仍然没有解决。在这项工作中，我们通过证明高斯MIMO中继信道的最大可实现PDF速率始终通过高斯信道输入来实现来解决这个问题。我们的证明依赖于信道增强技术，这最初是由Weingarten等人引入的。推导出高斯MIMO广播信道的（私有消息）容量区域。通过将这种技术与原始分解方法相结合，我们首先建立联合高斯源和中继输入最大化对齐高斯MIMO中继信道的可实现PDF速率。随后，我们使用一个限制的参数，以扩展这一结果从对齐的一般高斯MIMO中继信道。
2014-09-30 cs.IT math.IT
Approximate Characterizations for the Gaussian Source Broadcast Distortion Region
我们考虑了在带宽失配的K用户高斯广播信道上发送高斯信源的联合信源-信道编码问题。一个新的外边界的可实现的失真区域推导出使用的技术，引入一个以上的额外的辅助随机变量，这是以前用来推导对称高斯多描述问题的和率下界。通过结合这个外部边界与基于源-信道分离的可压缩性结果，我们提供了在常数乘法因子内可实现的失真区域的近似表征。此外，我们的结果可以扩展到一般的广播信道，和性能的源信道分离为基础的方法也是在相同的常数乘法因子的最佳。
2010-11-19 cs.IT math.IT
An Achievable Rate for an Optical Channel with Finite Memory
光纤通道以各种方式建模;从简单的加性白复高斯噪声模型到在通道中包含记忆的模型。由于克尔非线性，简单的模型不是光纤的良好近似。因此，我们研究了光纤通道与有限的内存，并提供了一个可实现的限制信道容量，提高了以前已知的边界。
2017-10-29 cs.IT math.IT
Nobody Expects a Differential Equation: Minimum Energy-Per-Bit for the Gaussian Relay Channel with Rank-1 Linear Relaying
本研究针对高斯中继信道的低功耗低复杂度编码需求，将优化问题与微分方程求解关联，推导得到采用秩1线性中继的最小每比特能量上界，其性能优于现有二维方案的已知界。
2024-01-27 cs.IT math.IT
Degrees of Freedom Region of a Class of Multi-source Gaussian Relay Networks
本文研究了一个由$m^{\operatorname{th}}$层的$K_m$节点组成的分层$K$ -用户$M$ -跳高斯中继网络，其中$M\geq2$和$K=K_1=K_{M+1}$ .我们观察到，无线信道或衰落的时变性质可以被利用来减轻用户间干扰。建议的放大和转发中继方案利用这样的信道变化和工程广泛的一类信道分布，包括瑞利衰落。我们展示了这类高斯中继网络的一般可实现的自由度（DoF）区域。具体地，所有$(d_1,..., d_K)$的集合使得所有$i$和$\sum_{i=1}^K d_i\leq K_Σ$的$d_i\leq 1$是可实现的，其中$d_i$是$i^{\operatorname{th}}$源-目的地对的DoF，并且$K_Σ$是最大整数，使得$K_Σ\leq \min_m\{K_m\}$和$M/K_Σ$是整数。我们发现，令人惊讶的是，可实现的自由度区域符合割集的外边界，如果$M/\min_m\{K_m\}$是一个整数，因此无干扰的通信是可能的自由度。我们进一步描述了一个可实现的自由度区域，假设多天线节点和一般的消息集，这再次符合一定类别的网络的割集外界。
2012-05-27 cs.IT math.IT
On the Ice-Wine Problem: Recovering Linear Combination of Codewords over the Gaussian Multiple Access Channel
在本文中，我们考虑冰酒问题：两个发射机发送他们的消息在高斯多址信道（MAC）和接收机的目标是恢复码字的线性组合。对于这个问题，最著名的可达到的速率区域是由于[1]，[2]作为$R_{i}\leq\frac{1}{2}\log\left(\frac{1}{2}+{\rm SNR}\right)$ $(i=1,2)$。在本文中，我们设计了一个新的计划，使用格码，并表明，该问题的速率区域可以得到改善。我们提出的方案与[1]，[2]中已知方案之间的主要区别在于，不是在解码器处恢复码字的总和，而是恢复码字的非整数线性组合。将可达速率区域与外部边界$R_{i}\leq\frac{1}{2}\log\left(1+{\rm SNR}\right)\,\,(i=1,2)$进行比较，我们观察到每个用户的可达速率是部分紧的。最后，通过将我们提出的方案应用于高斯双向中继信道（GTWRC），我们表明，这个问题的最佳速率区域可以得到改善。
2014-08-18 cs.IT math.IT
Impact of 4D channel distribution on the achievable rates in coherent optical communication experiments
本文实验研究相干光传输中不同4D信道分布假设对互信息、广义互信息及可达速率的影响，发现在线色散补偿和非线性信道可从复杂4D分布及星座均值估计中获益。
2016-03-07 cs.IT math.IT
