On the Capacity of a General Multiple-Access Channel and of a Cognitive Network in the Very Strong Interference Regime
1979年,Han确定了在发送节点之间具有任意消息分布的多址信道的容量,并且容量区域的表达式包含许多速率界限,并且随着消息的数量呈指数增长。我们推导出一个更紧凑的表达的容量区域中,该信道的速率界限的数量取决于在编码器的消息的分布。使用这个表达式,我们证明了一类一般的认知网络,我们表示为“非常强的干扰”制度的能力。在这种情况下,在所有接收机解码所有消息时没有速率损失,并且容量区域减少到复合多址信道的容量。该结果概括了干扰信道、认知干扰信道、具有认知中继的干扰信道和许多其他信道的“非常强的干扰”容量结果。
2012-02-05 cs.IT math.IT
A General Achievable Rate Region for Multiple-Access Relay Channels and Some Certain Capacity Theorems
本文在中继端采用译码转发策略,发射端采用叠加编码的情况下,得到了多址中继信道(MARC)的一般可达速率域和某些容量定理。我们的一般速率域(i)将Slepian-Wolf多址接入容量定理的可扩展性部分推广到MARC,(ii)将Cover-El Gamal最佳可达速率推广到MARC,(iii)给出了MARC的Kramer-Wijengaarden速率域,(iv)满足最大流最小割上界,并导出了MARC中一些重要类的容量域.
2011-08-16 cs.IT math.IT
Bounds on the Capacity Region of the Optical Intensity Multiple Access Channel
本文给出了光强多址接入信道(OIMAC)在单用户平均或峰值功率约束下容量域的新的内界和外界。对于平均功率约束的OIMAC,我们的边界在高功率渐近紧,从而表征的渐近容量区域。在不损失渐近最优性的前提下,将该界推广到具有平均功率约束的K用户OIMAC。对于峰值功率受限的OIMAC,在高功率下,我们将渐近容量区域限制在0.09比特以内,并确定了对称情况下的渐近容量区域。在中等功率下,对于这两种类型的约束,容量区域被限制在相当小的间隙内。
2019-08-28 cs.IT math.IT
New Bounds for the Capacity Region of the Finite-State Multiple Access Channel
考虑了反馈信道输出样本为任意时不变函数的变状态多址接入信道(FS-MAC)的容量域。我们为这个区域提供了一系列的内边界和外边界。这些界限是一致的,因此产生的能力区域,FS-MAC的状态过程是平稳的,遍历的,不受输入,和不可分解的FS-MAC反馈时,不允许。虽然容量区域一般是“多字母”的,但当应用于特定的感兴趣场景时,我们的结果会得出明确的结论。
2008-02-11 cs.IT math.IT
Secrecy Capacity Region of Binary and Gaussian Multiple Access Channels
研究了一个具有一个秘密消息集的广义多址信道(GMAC),其中两个用户(用户1和2)试图向目的地发送公共信息,并且用户1也有要发送给目的地的秘密信息。此外,用户1希望对用户2尽可能地保密其机密信息。首先研究了确定性GMAC,得到了其容量模糊域和保密容量域。然后研究了两类主要的GMAC:二进制GMAC和高斯GMAC。对于这两个信道,建立容量模糊区域和保密容量区域。
2007-08-20 cs.IT math.IT
Capacity Region of Gaussian Multiple-Access Channels with Energy Harvesting and Energy Cooperation
我们考虑一个$K$用户多址接入信道(MAC)的能量收集发射机的容量区域。每个用户使用能量缓冲器存储和调度随机到达的能量。用户还可以通过向其他用户发送能量或从其他用户接收能量来执行能量协作。我们推导出该信道的容量区域,并表明:1)该容量区域与传统的具有能量协作的$K$用户高斯MAC的容量区域一致,其中平均功率约束等于能量收集情况下的电池充电速率; 2)容量区域边界上的每个速率都可以使用保存转发功率控制和固定能量协作策略来实现。
2017-02-09 cs.IT math.IT
Sum-Rate Capacity for Symmetric Gaussian Multiple Access Channels with Feedback
建立了对称$J$ -用户高斯多址接入信道(GMAC)的反馈和速率容量。主要贡献是一个逆界,它结合了Hekstra和Willems(1989)的依赖平衡论证和Geng和Nair(2014)的凸包络分解的变体。逆界匹配Kramer(2002)的傅立叶调制估计校正策略的可实现的和速率。
2018-11-23 cs.IT math.IT
On the Shannon capacity and queueing stability of random access multicast
我们研究和比较的香农容量区域和稳定的吞吐量区域的随机接入系统中,源节点组播他们的消息到多个目的节点。擦除信道模型下,占干扰,并允许多包接收,我们首先表征香农容量区域。然后,我们考虑了一个稳定的吞吐量理论制定和表征两种不同的传输策略:重传策略和随机线性编码的区域。我们的研究结果表明,对于大的块长度,随机线性编码策略提供了更高的稳定吞吐量比重传策略。此外,我们的研究结果提供了一个例子的传输策略,香农容量区域严格的稳定吞吐量区域的外部边界,这与一个未经证实的猜想,香农容量和稳定的吞吐量相吻合的随机接入系统。
2007-09-20 cs.IT math.IT
Inner and Outer Bounds for the Public Information Embedding Capacity Region Under Multiple Access Attacks
我们考虑了一个公开的多用户信息嵌入(水印)系统,其中两个消息(水印)被独立地嵌入到两个相关的covertexts,并通过一个多址攻击信道传输。研究了两种嵌入器的可实现嵌入率和平均失真之间的权衡。对于给定的失真水平,嵌入容量区域的内界和外界以单字母的形式获得。更严格的界限也给独立的covertexts。
2010-03-08 cs.IT math.IT
The Simultaneous Identification Capacity of the Classical--Quantum Multiple Access Channel
在这里,我们讨论的消息识别,一个问题正式的鲁道夫Ahlswede和冈特Dueck,在一个经典的量子多址接入信道与两个经典的双工器和一个量子接收器。我们表明,同时识别能力,由彼得Löber定义的能力,这个多址信道是等于其消息传输容量区域。
2018-12-08 cs.IT math.IT quant-ph
The Capacity Region of p-Transmitter/q-Receiver Multiple-Access Channels with Common Information
本文研究了一些多址接入场景与合作发射机的容量问题。首先,具有公共信息的通用多址信道(MAC),即,考虑P个发射机向Q个接收机发送私有消息以及公共消息并且每个接收机解码所有消息的情况。离散无记忆信道的容量区域的特点。然后,一般的高斯衰落MAC与公共信息,其中部分信道状态信息(CSI)是在发射机(CSIT)和完美的CSI是在接收机(CSIR)可用。一个编码定理证明了这个模型,产生一个确切的表征的吞吐量容量区域。最后,研究了一个两发射/一接收的高斯衰落MAC,它采用部分CSIT和完美CSIR的会议编码器,并确定了它的容量区域。对于只考虑CSIR的高斯衰落模型(发射机不能接入CSIT),给出了瑞利衰落的一些数值例子和仿真结果。
2011-02-16 cs.IT math.IT
On Sub-Packetization and Access Number of Capacity-Achieving PIR Schemes for MDS Coded Non-Colluding Servers
考虑分布式存储系统上的私有信息检索(PIR)问题,其中通过使用$[N,K]$ MDS代码跨$N$服务器存储$M$记录。为了简单起见,这个问题通常被称为编码PIR问题。2016年,Banawan和Ulukus设计了第一个实现容量的编码PIR方案,该方案具有子分组化$KN^{M}$和访问数$MKN^{M}$,其中容量表征每单位数据检索的最小下载大小,子分组化和访问数是与实现复杂度密切相关的两个度量。在本文中,我们专注于最小化的子分组和访问数量的线性容量实现编码PIR计划。我们首先确定子分组化和访问数的下限,分别是$Kn^{M-1}$和$MKn^{M-1}$,在非平凡的情况下(即$N\!>\!K\!\geq\!1$和$M\!>\!1$),其中$n\!=\!N/{\rm gcd}(N,K)$。然后,我们设计了一个一般的线性容量实现编码PIR计划,同时达到这两个界限,这意味着两个界限的紧密性。
2019-01-17 cs.IT math.IT
On the Maximum Sum-rate Capacity of Cognitive Multiple Access Channel
我们考虑的通信场景中,多个认知用户希望通信到同一个接收器,在主传输的存在。假设认知发射机具有关于主传输的边信息。在假设不存在认知用户的情况下,以主传输容量不变为约束条件,推导了认知用户的容量域。此外,容量区域的最大和速率点的特征在于,通过优化分配每个认知用户发送自己的信息的功率。
2006-12-05 cs.IT math.IT
Graph-Based Random Access for the Collision Channel without Feedback: Capacity Bound
提出了一种无反馈碰撞信道下的随机接入方案。该方案是基于纠删码的恢复数据包段丢失的冲突,并在连续干扰消除解决冲突。该协议实现了可靠的通信在渐近设置,并达到接近1 [包/时隙]的容量。作为该计划的整体速率的函数的容量界推导出,和代码分布紧密接近的界限开发。
2012-01-09 cs.IT math.IT
The Deterministic Sum Capacity of a Multiple Access Channel Interfering with a Point to Point Link
本文利用线性确定性近似模型研究了两用户多址信道与点对点链路之间的相互干扰,这代表了蜂窝系统的基本结构。我们推导出可实现的和速率的外界,并构造实现外界的编码方案。对于大的参数范围,和容量等于通过使多址信道中的较弱用户静默而获得的干扰信道的和容量。对于其他干扰配置,可以使用干扰对准来增加总速率,干扰对准利用了多址信道中用户的信道增益差。从这些结果中,推导出高斯对应的广义自由度的下界。
2011-05-11 cs.IT math.IT
Capacity-Region-Achieving Sparse Regression Codes for MIMO Multiple-Access Channels
Zhejiang University(浙江大学);Xidian University(西安电子科技大学);Tsinghua University(清华大学);Technical University of Berlin(柏林工业大学)
本文提出了一种用于MIMO多址信道的稀疏回归码编码框架,通过随机半单位正交字典矩阵实现多用户并行干扰抵消。理论推导了基于MA-OAMP接收机的最优编码原则,结合时间共享实现容量区域。
2026-07-07 cs.IT math.IT
On Capacity and Capacity per Unit Cost of Gaussian Multiple Access Channel with Peak Power Constraints
研究了峰值功率约束下高斯多址信道的容量和单位容量开销。我们首先设计了一种基于Blahut-Arimoto算法的方法来数值优化和率并量化相应的输入分布。结果表明,在相同的峰值功率约束的情况下,具有较高信噪比的用户将具有对称的对映输入分布的所有值的噪声方差。接下来,我们分析推导出并表征了在具有小峰值功率约束的情况下的容量的可实现速率区域,这与在某种情况下的容量相吻合。每单位成本的容量在低功率状态中是令人感兴趣的,并且是节能通信中的目标性能度量。在这项工作中,我们推导出的单位成本的加性白高斯信道和GMAC的峰值功率约束的容量。结果表明,在GMAC的情况下,每单位成本的容量是使用对映信令的两个用户,是独立的用户速率比。我们的特点,得到的容量和容量每单位成本与峰值功率约束的详细和具体的对比,平均功率约束的设置优化传输策略。
2015-02-22 cs.IT math.IT
On the Capacity of Memoryless Finite-State Multiple-Access Channels with Asymmetric State Information at the Encoders
当信道状态过程为独立同分布序列时,发送端可获得部分(量化)状态信息,而接收端可获得完整的信道状态信息,本文给出了有限状态多址信道容量区域的单字母特征。假设部分信道状态信息在编码器处是不对称的。作为主要贡献,给出了一个紧逆编码定理。当信道状态有记忆的情况下,相关的困难进行了讨论,并连接到分散随机控制理论。
2010-12-09 cs.IT math.IT
On the Capacity of Multiple-Access-Z-Interference Channels
研究了多址接入信道(MAC)对单用户信道产生干扰时网络的容量。在离散情况下,建立了基于叠加编码和联合译码的可达码率域。在干扰很强的情况下,得到了离散无记忆信道和高斯信道的容量域。对于强干扰情况,建立了离散无记忆信道的容量区域;对于高斯信道,在容量区域的边界上得到了一条直线。此外,高斯信道的容量区域被确定的情况下,当一个干扰链路是强的,和其他非常强。对于混合干扰高斯信道的一个子类,确定了容量区域的边界点。最后,在弱干扰高斯信道下,得到了不同信道系数和功率约束条件下的总容量。
2012-09-05 cs.IT math.IT
On the Capacity Regions of Cloud Radio Access Networks with Limited Orthogonal Fronthaul
上行链路和下行链路云无线电接入网络被建模为两跳K用户L中继网络,由此小型基站充当用于端到端通信的中继,并且经由有限容量的正交前传链路连接到中央处理器。提出了网络压缩转发(或噪声网络编码)和分布式解码转发的简化版本,以在上行链路和下行链路通信的容量区域上建立内部边界,其将相应的割集边界匹配到独立于信道增益和信噪比的有限间隙内。然后将这些近似容量区域与前传上没有容量限制的网络的容量区域进行比较。虽然它需要无限的前传链路容量,以达到这些“前传无限”的容量区域,这些容量区域可以近似地接近有限容量的前传。表征了接近前传无限和速率(对于上行链路和下行链路)所需的总前传链路容量。在此基础上,通过理论分析和仿真,建立了在一定的上下行网络模型下,大网络规模限制下的容量缩放定律。
2019-12-10 cs.IT math.IT
Capacity per Unit-Energy of Gaussian Many-Access Channels
我们考虑一个高斯多址信道的发射机的数量与块长度$n$的增长。对于这种设置,分析了每单位能量可以可靠传输的最大比特数。我们表明,如果用户的数量是一个严格的顺序以上$n/\log n$,那么用户不能实现任何正率每单位能量。相反,如果用户数严格地在$n/\log n$以下,则每个用户可以通过使用诸如时分多址的正交接入方案来实现每单位能量的单用户容量$(\log e)/N_0$(其中$N_0/ 2$是噪声功率)。我们进一步证明,正交码本,实现单位能量的容量时,用户的数量是有界的,可以严格次优。
2019-04-26 cs.IT math.IT
On the Deterministic Code Capacity Region of an Arbitrarily Varying Multiple-Access Channel Under List Decoding
我们研究的容量区域$C_L$的任意变化的多址信道(AVMAC)的确定性代码解码成一个固定大小的列表$L$和平均错误概率准则。在研究点到点任意变化信道的固定大小列表解码的已知结果的启发下,我们为每个随机码的容量区域具有非空内部的AVMAC定义了一个非负整数$Ω$,称为其对称性。结果表明,对于每个$L \leq Ω$,$C_L$都有一个空的内部,对于每个$L \geq (Ω+1)^2$,$C_L$等于AVMAC的非退化容量区域.对于具有非退化随机码容量区域的二进制AVMAC,证明了对称性总是有限的。
2013-01-10 cs.IT math.IT
Ergodic Capacity Analysis of Remote Radio Head Associations in Cloud Radio Access Networks
描述云无线接入网中用户到远程无线头端的关联策略对于性能优化至关重要。在这封信中,单最近和N-最近的RRH关联策略,并分析了相应的影响遍历能力的C-RAN,RRH分布根据一个平稳点过程。的遍历能力的建议RRH关联策略的封闭形式的表达式。仿真结果表明,推导出的上行链路闭式容量表达式是准确的。此外,分析和仿真结果表明,遍历容量增益不是线性的RRH密度或每个RRH的天线数。RRH密度的遍历容量增益大于每个RRH的天线数量的遍历容量增益,这表明RRH的关联数不应大于4,以平衡性能增益和实现成本。
2014-10-22 cs.IT math.IT
Accessible Capacity of Secondary Users
提出了一种新的高斯干扰信道(GIFC)的问题公式,其中两对用户分别被区分为主用户和次用户。主用户采用一对编码器和解码器,其最初被设计为在不存在来自其他用户的干扰的假设下满足给定的错误性能要求。在当次用户尝试接入相同介质的情况下,我们感兴趣的是最大传输速率(定义为{ \em可接入容量}),在该最大传输速率下,次用户可以在主编码器(而不是解码器)保持不变的约束下可靠地通信而不影响主用户的错误性能要求。通过将主编码器建模为广义网格码(GTC),我们能够将从次发射机到主接收机的次链路和交叉链路视为有限状态信道(FSC)。在此基础上,推导出了可达容量的上下界。利用干扰容限的概念分析了主用户的误码性能要求对可接入容量的影响。在非平凡干扰裕度的情况下,次级消息被分成公共和私有部分,然后通过叠加编码进行编码,这提供了可访问容量的下限。在某些特殊情况下,这些界限可以用BCJR算法数值计算。数值结果还提供了深入了解的影响GTC和错误性能要求的可访问的能力。
2013-12-05 cs.IT math.IT
Achieving Capacity of Bi-Directional Tandem Collision Network by Joint Medium-Access Control and Channel-Network Coding
在ALOHA型分组化网络中,分组的传输时间服从随机过程。在本文中,我们提倡一种确定性的方法,信道多址。每个用户被静态地分配一个周期性协议信号,该信号取0或1的值,并且每当协议信号的值等于1时发送分组。在此多址协议之上,设计了有效的信道编码和网络编码方案。我们说明了这个想法,通过构建一个传输方案的串联碰撞网络,时隙同步和时隙异步系统。这种跨层方法能够在网络是双向的情况下实现容量区域。
2009-09-28 cs.IT math.IT
Self-Secure Capacity-Achieving Feedback Schemes of Gaussian Multiple-Access Wiretap Channels with Degraded Message Sets
Schalkwijk-Kailath(SK)方案实现了具有反馈的点到点白高斯信道的容量,其本身是安全的,并且还实现了具有反馈的高斯窃听信道的保密容量,即,SK方案是用于高斯窃听信道的自安全容量实现(SSCA)反馈方案。对于多用户窃听信道,最近,已经表明Ozarow的用于两用户高斯多址接入信道(GMAC)的容量实现反馈方案是用于两用户高斯多址接入窃听信道(GMAC-WT)的SSCA反馈方案。本文首先提出了一种基于两用户GMAC协议的容量实现反馈方案(GMAC-DMS),并证明了该方案是基于两用户GMAC协议的SSCA反馈方案(GMAC-WT-DMS)。接下来,我们将上述方案扩展到在发射机处具有非因果信道状态信息的两用户GMAC-DMS(NCSIT),并表明扩展方案是容量实现的,并且对于具有NCSIT的两用户GMAC-WT-DMS也是SSCA反馈方案。最后,我们推导出两个用户的GMAC-WT-DMS的保密容量区域的外边界与NCSIT,数值结果显示了反馈的速率增益。
2021-11-18 cs.IT math.IT
Achieving Shannon Capacity Region as Secrecy Rate Region in a Multiple Access Wiretap Channel
我们考虑一个两个用户的多址信道与窃听者在接收端。我们使用以前发送的消息作为下一个时隙的密钥,直到我们达到通常的多址接入信道(MAC)的容量区域。
2014-10-31 cs.CR cs.IT math.IT
The Arbitrarily Varying Multiple-Access Channel with Conferencing Encoders
我们推导出容量区域的任意变化的多址信道与会议编码器确定性和随机编码。对于完整的描述,一个会议容量为正就足够了。我们得到一个二分法:要么信道的确定性容量区域为零,或者它等于二维随机编码区域。我们就能准确地判断这两种情况。我们还讨论了会议的好处。我们给出了一个AV-MAC的例子,它不实现任何非零速率对编码器的合作,但二维随机编码容量区域,如果会议是可能的。与复合多址信道不同,当至少一个方向上的会议被启用时,任意变化的多址信道可能表现出容量区域的不连续增加。
2012-11-13 cs.IT math.IT
Effective Capacity in Multiple Access Channels with Arbitrary Inputs
在本文中,我们考虑了两个用户的多址衰落信道下的服务质量(QoS)的约束。我们最初制定的传输速率为两个发射机,发射机具有任意分布的输入信号。我们假设接收器以特定顺序执行连续解码。然后,我们建立了有效容量区域,提供最大允许的可持续到达速率区域在发送端的缓冲区QoS保证。假设有限的发射机的发射功率预算,我们得到的功率分配政策,最大限度地提高了有效容量区域。对于接收端的译码顺序,我们给出了在给定功率分配策略下,信道衰落参数平面上的最优译码顺序区域的特征。为了实现上述目标,我们利用最小均方误差和互信息的一阶导数之间的关系的功率分配策略。通过数值计算,我们显示了输入信号分布的影响,这种两用户多址衰落信道的有效容量区域的性能。
2015-07-31 cs.IT math.IT
The Capacity of the Gaussian Cooperative Two-user Multiple Access Channel to within a Constant Gap
对于全双工和半双工两种情况,在高斯噪声中协作两用户多址接入信道(MAC)的容量区域被确定为在一个恒定的间隙内。主要贡献如下:(a)对于FD和HD两者:单边协作足以实现在恒定间隙内的容量,其中仅具有到目的地的最强链路的用户需要参与协作,(b)对于FD和HD两者:后向联合解码不需要实现在恒定间隙内的容量,以及(c)对于HD:在两个用户不合作的情况和具有到目的地的最强链路的用户充当另一用户的纯中继的情况之间的分时足以实现在恒定间隙内的容量。这些研究结果表明,简单的可实现的策略是近似最优的所有信道参数与有趣的实际合作计划的影响。
2012-09-19 cs.IT math.IT
Finite-SNR Bounds on the Sum-Rate Capacity of Rayleigh Block-Fading Multiple-Access Channels with no a Priori CSI
我们提供非渐近的上限和下限的总和速率容量的瑞利块衰落多址信道的先验信道状态信息是不可用的设置。上限依赖于一个双重公式的信道容量和假设,用户可以完美地合作。假设一个非合作的情况下,每个用户采用酉空时调制(独立于其他用户)推导出的下限。数值结果表明,在中等信噪比值下,上界和下界之间的差距已经很小。这表明通过用户合作可获得的和速率容量增益是最小的。
2015-08-09 cs.IT math.IT
Effective Capacity of Licensed-Assisted Access in Unlicensed Spectrum for 5G: From Theory to Application
许可辅助接入(LAA)是一种有前途的技术,用于将急剧增加的蜂窝业务卸载到未许可频带。由于LAA和传统系统(如WiFi)在频带中共存的分布式和异构性,提供服务质量(QoS)和容量量化带来了挑战。在本文中,我们开发了新的理论的有效容量来衡量LAA统计QoS要求。一个新的四状态半马尔可夫模型的开发,以捕捉传输冲突,随机退避,和有损无线信道的LAA在分布式异构网络环境中。推导了有效容量的封闭表达式,对LAA进行了综合分析。四状态模型被进一步抽象为一个有见地的两个状态的等效,揭示了在传输速率方面的有效容量的平方。通过仿真验证,该方法可以最大限度地提高LAA的有效容量和有效能效,与现有方法相比,分别提高了62.7%和171.4%。研究结果对LAA系统的整体设计和部署具有一定的实用价值。
2017-05-21 cs.IT math.IT
On the Sum-Rate Capacity of Poisson Multiple Access Channel with Non-Perfect Photon-Counting Receiver
本文首先研究了在一定条件下非理想光子计数接收机的两用户非对称和速率泊松容量,并给出了三种可能的传输策略,包括只有一个活跃用户和两个活跃用户,与高斯多址信道(Gaussian Multiple Access Channel,MAC)形成鲜明对比。与连续泊松信道相比,由于光子计数损失,两个用户的容量减少的特点。然后我们研究了基于两种不同方法的对称情况,证明了两个用户的最佳占空比必须相同且唯一,并且最后一种方法可以扩展到多个用户。此外,我们分析了泊松多输入单输出(MISO)MAC的和速率容量。通过将多变量非凸优化问题转化为双变量非凸优化问题,证明了Poisson MISO MAC在一定条件下与SISO MAC的和速率容量是等价的.
2019-04-22 cs.IT math.IT
Orthogonal vs Non-Orthogonal Multiple Access with Finite Input Alphabet and Finite Bandwidth
对于两用户高斯多址接入信道(GMAC)、频分多址接入(FDMA),众所周知的正交多址接入(O-MA)方案比非正交多址接入(NO-MA)方案更优选,因为FDMA可以仅用单用户解码复杂度[ \emph{Chapter 14, Elements of Information Theory by Cover and Thomas} ]实现信道的总容量。然而,在有限的字母表,在本文中,我们表明,NO-MA是优于O-MA的两个用户的GMAC。我们绘制的星座约束(CC)容量区域的两个用户的GMAC与FDMA和时分多址(TDMA),并将它们与CC容量区域与网格编码多址(TCMA),最近推出的NO-MA计划。与高斯字母表的情况不同,示出了具有FDMA的CC容量区域严格地包含在具有TCMA的CC容量区域内。特别地,对于给定的带宽,具有TCMA和FDMA的CC容量区域之间的间隙被示出为随着平均功率约束的增加而增加。此外,对于给定的功率约束,具有TCMA和FDMA的CC容量区域之间的间隙被示出为随着带宽的增加而减小。因此,对于有限字母表,诸如TCMA的NO-MA方案优于公知的O-MAC方案、FDMA和TDMA,这使得NO-MA方案值得在实践中用于两用户GMAC。
2010-01-03 cs.IT math.IT
A Formulation of the Channel Capacity of Multiple-Access Channel
对N用户离散无记忆多址接入信道(MAC),给出了信道容量的充分必要条件。该公式的本质是调用{ \em elementary} MAC,其中输入字母表的大小不大于输出字母表的大小。主要目的是证明MAC的信道容量是由包含在原始MAC中的基本MAC实现的。通过初等MAC的定义,证明是非常简单的。证明了基本MAC的Kuhn-Tucker条件对于信道容量是严格充分和明显必要的。后一种证明需要一些步骤,使得对于基本MAC,Kuhn-Tucker条件的每个解在所有可能的输入概率分布的域上显示其自身为局部最大值,然后其实现信道容量。结果,就信道容量而言,MAC通常可以被认为是有限数量的基本MAC的集合。
2007-08-08 cs.IT math.IT
Capacity Region of Asynchronous Multiple Access Channels with FTN
本文研究了采用FTN信令的异步MAC的容量区域,通过在频域表示容量并在时域计算可达速率区域并证明两者等价,证实了异步传输和FTN能带来显著增益。
2023-04-01 cs.IT eess.SP math.IT
Capacity of Gaussian Many-Access Channels
经典的多用户信息论研究了当编码块长度趋于无穷大时,具有固定(通常很小)用户数的模型的基本极限。这项工作提出了一个新的范例,称为{ \em多用户信息论},其中允许用户的数量与块长度的增长。这种模式的动机是在一个区域中具有大量用户的新兴系统,例如机器对机器通信系统和传感器网络。本文的重点是{ \em many-access}信道模型,该模型由单个接收机和多个发射机组成,发射机的数量随着块长度无限增加。此外,发射机的未知子集可能在给定块中进行发送,并且需要被识别。引入了一个新的容量概念,并描述了随机用户活动的高斯多址信道。容量可以通过首先检测活动用户的集合然后解码其消息来实现。
2017-02-10 cs.IT math.IT
Capacity Region of the Finite-State Multiple Access Channel with and without Feedback
考虑了反馈信道输出样本为任意时不变函数的变状态多址接入信道(FS-MAC)的容量域。我们的特点是内部和外部的约束,这个区域,使用Masseys的有向信息。这些界限是一致的,因此产生的容量区域,FS-MAC的状态过程是平稳的,遍历的,不受输入。虽然“多字母”一般,我们的结果产生明确的结论时,适用于特定的场景感兴趣。例如,在一个示例中,我们的研究结果使我们能够:- 识别一大类FS-MAC,其包括加性模-2噪声MAC,其中噪声可能具有记忆,对于该记忆,反馈不会扩大容量区域。- 推导出,对于状态不受输入影响的一般FS-MAC,如果没有反馈的容量(区域)为零,则有反馈的容量(区域)也为零。- 推导出MAC的容量区域,该容量区域可以被分解成由点对点信道(具有、不具有或具有部分反馈)连接的“复用器”,容量区域由$\sum_{m} R_m \leq C$给出,其中C是点对点信道的容量,并且m索引编码器。此外,我们表明,对于这个家庭的渠道源信道编码分离举行。
2007-08-02 cs.IT math.IT
Linear Sum Capacity for Gaussian Multiple Access Channels with Feedback
具有反馈的N发送方高斯多址信道的容量区域通常是未知的。本文研究了一类线性反馈码,其中一个极端是(非线性)非反馈码,另一个极端是Schalkwijk和Kailath,Ozarow,Kramer的线性反馈码。在对称功率约束P下的线性反馈和容量C_L(N,P)是指当每个发送者具有相等的块功率约束P时,线性反馈码所能达到的最大和速率,特别是Kramer码能达到这种线性反馈和容量。证明涉及的依赖平衡条件介绍Hekstra和Willems和Kramer和Gastpar扩展,并通过拉格朗日对偶公式分析所产生的非凸优化问题。最后,观察的基础上的属性的条件最大相关-的扩展Hirschfeld-Gebelein-Renyi最大相关-这加强了猜想,克莱默的代码实现不仅是线性反馈和容量,但也和容量本身(最大和率实现任意反馈码)。
2011-06-02 cs.IT math.IT
On Gaussian Multiple Access Channels with Interference: Achievable Rates and Upper Bounds
我们研究了两个干扰高斯2用户多址接入信道之间的相互作用。在混合强--极强干扰和个别很强干扰下,容量区域具有特征。此外,在非常强的干扰的较少限制的定义下推导出总容量。最后,一般上限的总和容量提供,这是近紧的弱交叉链接。
2011-03-13 cs.IT math.IT
On Capacity Computation for the Two-User Binary Multiple-Access Channel
本文研究无记忆二用户二进二出多址信道((2,2;2)-MAC)容量域边界的计算问题,即最大化加权和速率的输入概率分布的计算问题。这相当于解决一个困难的非凸优化问题。对于一个限制类的(2,2;2)-MAC和权重向量,它示出,取决于信道矩阵的排序属性,最优解位于边界上,或目标函数在域的内部有最多一个固定点。为此,该问题被降低到一个伪凹一维优化和单用户问题。
2009-04-30 cs.IT math.IT
On the Capacity of Multiple Access and Broadcast Fading Channels with Full Channel State Information at Low SNR
本文研究了高斯多址(MAC)衰落信道在接收端和发送端具有理想信道状态信息(CSI)的低功率情况下的吞吐量容量域。我们表明,它有一个多维的矩形结构,从而简单地由单用户容量点的特点。更具体地说,我们表明,在低功率政权,容量区域的边界表面收缩到一个点对应的总和速率最大化,这一点的坐标与单用户容量界限相吻合。受此结果的启发,我们提出了一个开关计划,计算其可达到的速率,并表明,该计划实现了单用户容量的MAC信道的范围为广泛的一类衰落信道在渐近低功率制度。我们认为,这类衰落包括所有已知的无线信道的MAC信道的容量区域有一个更简单的表达,用户的平均功率约束。利用高斯MAC和广播信道(BC)的对偶性,我们推导出一个简单的表征BC容量区域在低功率制度,并表明,对于一类衰落信道(包括瑞利衰落),分时是渐近最优的。
2013-10-29 cs.IT math.IT
Near-Capacity Detection and Decoding: Code Design for Dynamic User Loads in Gaussian Multiple Access Channels
本文认为,前向纠错(FEC)码设计接近的动态多址接入信道(MAC)的用户数量和各自的信号功率不断变化,类似于一个实际的无线蜂窝系统的情况下,容量。为了获得一个低复杂度的非正交多址接入(NOMA)方案,我们提出了一个串行级联的低密度奇偶校验(LDPC)码和重复码(REP),这种方式实现近高斯MAC(GMAC)容量性能,同时应付动态的MAC系统。通过匹配次优多用户检测器(MUD)的解析外信息传输(EXIT)函数和特定静态MAC系统的信道码,实现了LDPC码和REP码的联合优化,达到了接近GMAC的容量。我们表明,近容量的性能可以灵活地保持与相同的LDPC码的用户数和功率电平的变化无关。这种灵活性(或弹性)由REP码提供,充当“用户负载和功率均衡器”,显著简化了NOMA方案的实际实现,因为仅需要单个LDPC码来应对MAC系统的动态。
2019-07-19 cs.IT math.IT
State-Dependent Gaussian Multiple Access Channels: New Outer Bounds and Capacity Results
本文研究了一种两用户状态相关的高斯多址接入信道(MAC),其中状态在一个编码器处非因果已知。考虑了两种情况:i)每个用户希望向公共接收机传送独立消息,以及ii)两个编码器向接收机和非认知编码器发送公共消息(即,不知道状态的编码器)发送独立的单独消息(该模型也称为具有降级消息集的MAC)。对于这两种情况下,新的外边界上的容量区域推导出,提高均匀的最佳已知的外边界。在第一种情况下,容量区域的两个角点以及和速率容量被建立,并且表明单字母解决方案足以实现角点和速率容量。此外,全容量区域的特点是在其中的总和速率容量等于助手问题的容量的情况下。该证明利用了Polyanskiy和Wu的最优传输思想(以前用于建立干扰信道容量区域的外部边界)以及输入和噪声相关的情况下的最坏情况高斯噪声结果。
2017-05-03 cs.IT math.IT
Distributed Capacity of A Multiple Access Channel
在分布式通信中,每个发射机准备信道码的集合。为了对消息进行编码,发射机单独选择信道码,而不与其他发射机或接收机共享编码选择。在接收到信道输出符号块时,如果可以满足预定的可靠性要求,则接收机对感兴趣的消息进行解码,否则报告冲突。在假设码字长度取无穷大的前提下,对分布式信道编码定理进行了修正,定义并推导了离散时间无记忆多址信道的分布式容量。针对码字长度有限的情况,提出了一种改进的可达误码性能界。
2018-05-07 cs.IT math.IT
Bounds on the Capacity of the Multiple Access Diamond Channel with Cooperating Base-Stations
一个菱形网络被认为是中央处理器连接,通过回程无噪声链路,多个会议基站,与一个单一的用户在多址信道进行通信。我们提出的编码技术,以及上下限的能力。我们的可扩展性方案使用了基于Wand,Wigger和Zaidi(2018)提出的技术的通用云编码策略,并将其扩展到两个中继之外。我们的上界推广了Bidokhti和Kramer为没有合作的两个中继钻石网络(2016)提出的方法,并为多个中继设置带来了新的界限。专门为我们的上界的两个中继的情况下(合作),我们提供了新的界限,提高国家的最先进的。
2022-05-03 cs.IT math.IT
A dynamic program to achieve capacity of multiple access channel with noiseless feedback
在本文中,我们考虑的问题,评估的多址信道(MAC)的容量表达式与无噪声反馈。到目前为止,该信道的容量表达式是由Kramer [1]通过多字母有向信息已知的。最近,在[2]中表明,人们可以将其视为动态优化问题,然而,没有提供动态程序,因为作者声称没有状态的概念,这两个变量都可以观察到。在本文中,我们在[2]的基础上证明了确实存在一个状态,因此存在一个动态规划(DP)来分解这个动态优化问题,并且等价地存在一个Bellman不动点方程来评估该信道的容量。我们这样做是通过定义一个共同的信念,私人信息和私人信念的两个用户,并使用这个共同的信念作为系统的状态。我们进一步表明,这个DP可以进一步减少到一个DP与国家的共同信念只是消息。这提供了该通道容量的单个字母表征。
2022-02-05 cs.IT math.IT
Simple Bounds for the Symmetric Capacity of the Rayleigh Fading Multiple Access Channel
本文研究单天线独立同分布瑞利慢衰落多址接入信道的通信问题,建立了对称速率协议可达速率分布的紧界,给出分集-复用权衡的非渐近对应结果,并提出一种实用有效编码架构。
2019-08-29 cs.IT math.IT
On the Sum Capacity of the Gaussian X Channel in the Mixed Interference Regime
在本文中,我们分析了高斯X信道的混合干扰制度。在这种制度下,多址传输到一个接收器被示出为接近最佳的总和速率。三个上限推导出的混合干扰制度的总容量,并确定这些界限中的每一个占主导地位的其他子区域。genie辅助和容量上界也表明,总容量和多址传输方案的总速率之间的差距是很小的混合干扰区域的一个重要部分。对于任何δ> 0,确定到接收器之一的多址传输在总容量的δ内的区域。
2015-05-23 cs.IT math.IT
On the Capacity of Multiple Access Channels with State Information and Feedback
在本文中,多址接入信道(MAC)的信道状态进行了分析的情况下,a)的信道状态是已知的非因果的发射机和b)有完美的因果反馈从接收机到发射机。一个可实现的区域和一个外边界的离散无记忆MAC,扩展现有的结果,汇集了来自两个独立的域的MAC状态和MAC反馈的想法。虽然这个可实现的区域不匹配的外部边界一般,特殊情况下,他们满足确定。在高斯MAC的情况下,一个专门的可实现的区域被发现通过使用脏纸编码和概括的Schalkwijk-Kailath,Ozarow和Merhav-Weissman计划的组合,这个区域被发现是容量实现。具体而言,它示出,已知的非因果关系的发射机的加性高斯干扰导致没有损失的能力与反馈的高斯MAC。
2006-06-03 cs.IT math.IT
Outer Bound of the Capacity Region for Identification via Multiple Access Channels
在本文中,我们考虑通过多个接入信道(MAC)的识别(ID)。在一般MAC中,ID容量区域包括普通传输(TR)容量区域。本文讨论逆编码定理。我们估计了容量区外速率的两种识别错误概率,导出了两种识别错误概率之和的下界函数。该函数具有这样的性质,即,对于满足强逆性质的噪声信道,它趋向于零作为$n\to \infty$。利用这一性质,我们建立了传输容量区域等于ID容量的MAC满足强逆性质。为了得到的结果,我们引入了一个新的resolvability问题的输出从MAC。我们进一步开发了一种新的方法,转换为逆编码定理的ID通过MAC的上述MAC可分解性问题的直接编码定理。
2013-02-10 cs.IT math.IT
On Multiuser Gain and the Constant-Gap Sum Capacity of the Gaussian Interfering Multiple Access Channel
最近的研究已经示出了对于几种信道模型(例如,两用户高斯干扰信道(G-IC)、k用户G-IC或高斯X信道)在恒定比特间隙内的总容量结果。这激发了对干扰受限的多用户信道(例如,高斯干扰多址接入信道(G-IMAC))的研究。具有干扰的网络通常需要使用干扰对齐(IA)作为实现网络的上界的技术。鉴于恒定间隙容量结果,一种有前途的方法是一种特殊形式的IA,称为信号尺度对准,它适用于时不变,频率平坦,单天线网络。然而,到目前为止,结果仅限于多对一干扰信道和高斯X信道。为了在这方面取得进展,我们调查的信号规模IA计划的G-IMAC和目的是显示一个恒定的间隙容量的G-IMAC的结果。我们推导出下三角确定性(LTD)-IMAC的常数间隙和容量近似,并看到LTD模型可以克服线性确定性模型的困难。我们表明,该计划可以被翻译为高斯IMAC,他们实现容量在一个恒定的差距。我们表明,多用户增益是可能的,在整个制度,并提供了一个新的看看蜂窝干扰信道。
2017-05-12 cs.IT math.IT
On the Capacity of Cloud Radio Access Networks with Oblivious Relaying
我们研究了网络上的传输,其中用户通过中继节点将信息发送到远程目的地,中继节点通过有限容量的无差错链路连接到目的地,即,云无线接入网络。中继器被约束为在不知道用户的码本的情况下操作,即,它们执行不经意的处理--然而,目的地或中央处理器被告知用户的码本。我们建立了一类离散无记忆信道的容量区域的单字母特征,其中在中继节点的输出是独立的用户的输入。我们表明,无论是中继à-la覆盖萨尔瓦多贾迈勒,即,具有联合解压缩和解码的压缩和转发以及"噪声网络编码"是最佳的。逆部分的证明建立并利用了与对数损失失真测度下的首席执行官(CEO)信源编码问题的联系。一般离散无记忆通道的扩展也进行了研究。在这种情况下,我们在容量区域上建立内部和外部边界。对于无记忆高斯信道内的研究类的信道,我们的特征高斯信道输入下的容量。
2017-01-25 cs.IT math.IT
Multiple Access Outerbounds and the Inseparability of Parallel Interference Channels
众所周知,并行(多载波)高斯点对点、多址和广播信道的容量可以通过对每个子信道(载波)进行单独编码来实现,其中每个子信道(载波)受到跨载波功率分配的影响。在本文中,我们表明,这样的分离不适用于平行高斯干扰信道一般。以3用户干扰信道的形式提供了一个反例,其中单独编码只能实现每载波$\log({SNR})+o(\log({SNR}))$的总容量,而仅通过跨载波联合编码实现的实际容量是每载波$3/2\log({SNR}))+o(\log({SNR}))$。作为我们的分析的副产品,我们提出了一类多址外界的3用户干扰信道的容量。
2008-02-15 cs.IT math.IT