Network Coding for Multiple Unicasts: An Interference Alignment Approach
本文研究了用有向无环图表示的网络中多个单播连接的网络编码问题。干扰对齐的概念，传统上用于干扰网络，扩展到分析线性网络编码在这种设置的性能，并提供一个系统的代码设计方法。它示出，对于一个广泛的类的三源三目的地单播网络，对应于一半的个人源-目的地最小切割的速率是通过对齐策略实现的。
2010-08-02 cs.IT math.IT
Index Codes with Minimum Locality for Three Receiver Unicast Problems
如果每个接收器可以仅使用由发送器发送的码字符号的子集而不是观察整个码字来解码其需求，则具有接收器侧信息的广播信道的索引码是“本地可解码的”。索引编码的局部可解码性改善了用于无线广播信道时的误码性能，降低了接收机的复杂度，提高了索引编码的保密性。索引码的“局部性”是每个接收器所使用的码字符号的数量与接收器所要求的消息符号的数量的比率。在索引编码的局部性之前的工作只考虑了单单播和单uniprior问题，广播速率和局部性之间的最佳权衡仅在少数情况下是已知的。在本文中，我们确定了最佳广播速率（包括非线性码）的所有三个接收器单播问题时，当地等于最小可能的值，即，等于一。实现该最佳速率的索引码基于团覆盖技术并且是众所周知的。本文的主要贡献是在提供紧密的逆结果有关的局部性广播速率，并表明，这种已知的索引编码方案是最佳的局部性等于一。为此，我们推导出三个接收器单播问题的边信息图的几个结构性质，并将它们与信息论的参数相结合，以达到一个逆。
2019-04-09 cs.IT math.IT
On Fractional Linear Network Coding Solution of Multiple-Unicast Networks
已知存在一个多单播网络，当且仅当有限域的特征属于给定的有限或余有限素数集，该网络具有速率$1$线性网络编码解。本文证明了对任意非零正有理数$\frac{k}{n}$，存在一个具有速率$\frac{k}{n}$分式线性网络编码解的多路单播网络当且仅当有限域的特征属于给定的有限或余有限素数集.
2016-10-25 cs.IT math.IT
Selective Coding Strategy for Unicast Composite Networks
考虑一个复合单播中继网络，其中信道统计是从一组由随机变量索引的条件分布中随机抽取的，该随机变量假设在源处未知，在目的地处完全已知，并且在中继处仅部分已知。通常，在每个中继的编码策略是固定的，而不管其信道测量。提出了一种适用于多中继单播复合网络的编码方法。这使得中继能够基于其信道测量动态地选择压缩转发（CF）和解码转发（DF）之间的最佳编码方案。作为主要结果的一部分，概括的噪声网络编码的情况下，单播一般网络的中继器之间划分使用DF和CF编码。此外，使用DF方案的中继可以通过偏移编码来利用基于CF方案的中继的帮助。通过数值结果表明，这种新的编码，称为选择性编码策略（SCS），优于传统的编码方案。
2012-05-22 cs.IT math.IT
Age of Information in Downlink Systems: Broadcast or Unicast Transmission?
本文通过推导平均信息年龄闭式表达式，比较下行链路中广播与单播传输在三种数据包管理策略下的AoI性能，揭示用户数量等系统参数对方案选择的影响。
2023-07-07 cs.IT eess.SP math.IT
Improved Delay Estimates for a Queueing Model for Random Linear Coding for Unicast
考虑用于具有零延迟反馈的单播的有损通信信道。对于这种通信场景，简单的重传方案在延迟方面是最佳的。另一种方法是在自动重传请求（ARQ）模式中使用随机线性编码。我们扩展了Shrader和Ephremides的工作，通过推导出一个表达式的延迟的随机线性编码域的无限大小。还提供了各种字段大小的模拟结果。
2009-05-26 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
Linear Network Coding for Two-Unicast-$Z$ Networks: A Commutative Algebraic Perspective and Fundamental Limits
我们考虑一个两个单播- $Z$网络的有向无环图的单位容量限制的边缘;两个单播- $Z$网络是一个特殊的情况下，两个单播网络的目的地之一具有先验的边信息的不想要的（干扰）的消息。本文通过证明广义网络共享界并不严格，向量线性码优于标量线性码，非线性码优于线性码，解决了两个单播- $Z$网络的网络编码极限问题.我们还开发了一个交换代数方法来推导线性网络编码的可扩展性结果，并通过对C. Wang et.例如，I. Wang et.和Shenvi et.关于速率$(1,1)$在网络中的可行性。
2018-05-25 cs.IT math.IT
Bounding Multiple Unicasts through Index Coding and Locally Repairable Codes
建立了线性索引编码与局部可修码之间的对偶关系。具体来说，我们表明，一个自然的扩展LRC，我们称之为广义局部可修码（GLCR）是完全对偶的线性索引码。在GLRC中，每个节点都可以从其他节点的特定集合中解码，并且这些集合导出可恢复性有向图。我们表明，对偶线性子空间的GLRC是一个解决方案的索引编码的情况下，边信息图是这个GLRC可恢复图。我们表明，GLRC率是相当于互补索引编码率，即编码节省的传输次数。我们的第二个结果使用这种对偶建立一个新的上界的多单播网络编码问题。在多单播网络编码中，我们给定一个有向无环图和r个源，它们希望向r个相应的目的地发送独立的消息。我们的新上限是有效的计算，并依赖于一个强大的近似结果互补索引编码。我们相信，我们的界限可能会导致多个单播网络编码的对数近似因子，如果一个合理的连接，我们的状态得到验证。
2014-02-17 cs.IT math.IT
On secure network coding with uniform wiretap sets
本文表明，确定一个单播网络的保密能力与均匀窃听集至少是困难的k-单播问题。特别是，我们表明，一般的k-单播问题可以减少到找到一个相应的单一的单播网络的保密能力与统一的链路容量和一个任意的窃听链路的问题。
2012-08-21 cs.IT math.IT
Alignment based Network Coding for Two-Unicast-Z Networks
本文研究了有向无环图上的有线双单播Z通信网络。双单播Z网络是其中意图解码第二消息的目的地具有第一消息的先验边信息的双单播网络。本文主要做了三个方面的工作：1.我们描述了一个新的线性网络编码算法的两个单播-Z网络上的有向无环图。我们的方法包括干扰对齐的想法作为其关键成分之一。对于有界度的图，我们的算法具有线性复杂度的顶点数，和多项式复杂度的边数。2.我们证明，我们的算法实现的速率对（1，1），只要它是可行的网络。我们的证明作为一种替代，虽然仅限于两个单播-Z网络上的有向无环图，王等人的早期结果。研究的必要和充分条件的可行性率对（1，1）在两个单播网络。3.给出了经典的有向无圈图最大流最小割定理的一个新的证明。
2015-02-08 cs.IT math.IT
On the Energy Benefit of Network Coding for Wireless Multiple Unicast
我们认为，可以通过采用网络编码，而不是普通的路由在无线多个单播问题的能源节约。我们建立了网络编码的好处，定义为路由和网络编码解决方案所需的最小能量的比率的最大值，其中最大值是在所有配置的下限。它表明，如果编码和路由解决方案使用相同的传输范围，在$d$维网络的好处是至少$2d/\lfloor\sqrt{d}\rfloor$。此外，它示出，如果传输范围可以单独优化路由和编码，在2维网络的好处是至少3。我们的研究结果意味着代码遵循\emph{decode-and-recombine}策略并不总是最佳的能源效率。
2011-08-18 cs.IT math.IT
Optimizations with Intelligent Reflecting Surfaces (IRSs) in 6G Wireless Networks: Power Control, Quality of Service, Max-Min Fair Beamforming for Unicast, Broadcast, and Multicast with Multi-antenna Mobile Users and Multiple IRSs
智能反射表面（IRSs）最近受到了广泛关注，并且被设想用于促进6 G通信网络。在本文中，无线通信IRS单元的辅助下，我们制定了优化问题的功率控制下的服务质量（QoS）和最大-最小公平QoS下的三种业务模式从基站（BS）到移动用户（MU）：单播，广播和组播。通过联合设计BS的发射波束形成和IRS的相移矩阵来实现优化。对于QoS下的功率控制，文献中现有的IRS研究仅针对单播设置，而没有IRS工作考虑了最大最小公平QoS。此外，我们将上述优化研究扩展到多天线移动用户或/和多个智能反射表面的新设置。对于所有上述优化，我们提供了详细的分析，提出有效的算法。总之，我们提出了一个全面的研究优化问题，包括功率控制，QoS和公平性的无线网络增强IRS。
2019-08-13 cs.IT eess.SP math.IT
On Routing-Optimal Network for Multiple Unicasts
在本文中，我们考虑多个单播会话的网络。一般情况下，需要采用非线性网络编码来实现网络编码的全速率域。然而，存在路由足以实现整个速率区域的网络，我们称之为路由最优网络。我们确定了一类路由最优网络，我们称之为信息分配网络，由三个拓扑特征定义。由于这些特征，对于通过网络编码实现的每个速率向量，总是存在路由方案，使得其实现相同的速率向量，并且通过网络传输的业务恰好是在对应的网络编码方案中在源和宿之间的割集上传输的信息。我们提出了更多的信息分发网络的例子，包括一些例子，从索引编码和单单播硬截止日期约束。
2014-04-30 cs.IT math.IT
Practical Wireless Network Coding and Decoding Methods for Multiple Unicast Transmissions
我们提出了一种简单而有效的无线网络编码和解码技术。它通过节点之间的合作来利用空间分集，节点执行由线性分组码的生成矩阵决定的分布式编码操作。为此，我们利用贪婪码的二进制字段，并表明，所需的多样性订单可以灵活地分配给节点在多个单播网络，在文献中的发现相反。此外，我们提出了最佳的检测规则为给定的模型，占中间结点错误，并建议使用和积算法的网络解码器。所提出的和-积检测器具有接近最佳的性能。
2011-10-04 cs.IT math.IT
Resilient Flow Decomposition of Unicast Connections with Network Coding
在本文中，我们关闭之间的差距端到端的多样性编码和会话内网络编码单播连接弹性对单链路故障。特别是，我们表明，编码操作是足够的，以执行在源和接收器，如果用户数据可以被分成最多两个部分，在字段GF（2）。我们的证明是纯粹的组合和基于标准的图形和网络流技术。它是一个线性时间结构，定义了源节点和目的节点之间的子流A、B和A+B的路由。本文提出的弹性流分解方法在保持1+1保护和端到端分集编码方法优点的基础上，推广了这两种方法。它提供了一种简单但资源有效的保护方法，在2连接的骨干拓扑结构中是可行的。由于核心交换机不需要修改，这一结果可以为当前的传输网络带来好处。
2014-01-26 cs.IT math.IT
On Secure Network Coding for Two Unicast Sessions
本文描述了三个网络的秘密消息容量，其中两个单播会话共享一些通信资源。每个网络由具有状态反馈的擦除通道组成。假设被动窃听者窃听任何一个链接。容量实现计划以及外边界制定为线性规划。所提出的策略，然后进行数值评估，并示出实现更高的速率性能（高达双单或总和速率）相对于替代策略，其中网络资源是两个会话之间的时间共享。这些结果代表了一个步骤，一般网络的安全容量表征。他们还表明，即使在网络编码在缺乏安全性的情况下不能提供好处的配置中，它也可以在安全约束下变得有益。
2016-05-15 cs.IT math.IT
Practical Methods for Wireless Network Coding with Multiple Unicast Transmissions
我们提出了一个简单而有效的无线网络编码和解码技术的多单播网络。它通过节点之间的合作来利用空间分集，节点执行由线性分组码的生成矩阵决定的分布式编码操作。为了验证该技术，我们利用贪婪码的二进制字段，并表明，任意多样性的订单可以灵活地分配给节点。此外，我们提出了最佳的检测规则为给定的模型，占中间结点错误，并建议一个低复杂度的网络解码器使用和积（SP）算法。建议SP检测器具有接近最佳的性能。我们还显示了渐进的网络编码的方法，利用无线信道在重复的方式没有网络编码（NC）的优越性，并给出相关的速率分集权衡曲线。最后，我们通过选择性编码来扩展给定的编码方法，以获得额外的编码增益。
2012-09-05 cs.IT math.IT
On The Number of Optimal Linear Index Codes For Unicast Index Coding Problems
当存在具有多个消息的单个源和多个接收器时，出现索引编码问题，每个接收器想要消息的子集并且先验地知道不同的消息集合。无噪声索引编码问题是确定源通过无噪声信道进行的最小传输次数（最佳长度），以便所有接收机都可以使用传输的符号和它们各自的先验信息来解码它们想要的消息。最近，它表明，不同的最佳长度的代码执行不同的噪声信道中。为了识别最佳最优长度索引码，需要知道最优长度索引码的数量。在本文中，我们提出的最佳长度的索引码的数量利用一个等价的网络码的索引编码问题的表示结果。我们的配方结果在矩阵的较小尺寸相比，Kotter和Medard的方法。我们的配方导致所有单播索引编码问题的最佳长度代码的最小数量上的下界，这是满足与单播索引编码问题的几个特殊情况下的平等。本文还提出了一种识别最佳长度码的方法，使错误概率达到最小-最大。
2015-10-10 cs.IT math.IT
Network Coding Gaps for Completion Times of Multiple Unicasts
我们研究了网络编码间隙以解决多个单播的最大完工时间最小化问题。在这个问题中，网络中不同节点上的不同数据包需要尽可能快地传递到每个数据包特定的目的地。网络编码间隙指定了与更自然的路由方法相比，网络中编码数据包可以帮助多少。虽然使用路由的最大完工时间最小化已被深入研究的多个单播问题，网络编码间隙，这个问题是已知的没有界限。我们开发了新的技术，使我们能够上限的网络编码间隙的$k$单播的最大完工时间，证明这个差距是最多的polylogarithmic在$k$。补充这一结果，我们发现存在的情况下，$k$单播的编码间隙是多对数的$k$。我们的研究结果也适用于平均完成时间，更一般地说，任何$\ell_p$规范的完成时间。
2020-04-29 cs.DS cs.IT cs.NI
Optimal Scalar Linear Index Codes for Some Symmetric Multiple Unicast Problems
Maleki、Cadambe和Jafar给出了具有相邻解毒剂（边信息）且消息数量等于接收器数量的多个单播索引编码问题的对称实例的容量。在本文中，我们考虑了10个对称的多个单播问题的解毒剂比他们认为，并明确构造标量线性码这些问题。这些代码示出，以实现容量或等效地，这些代码示出为最佳长度。此外，构造的代码使接收机使用少量的传输来解码他们想要的消息，这是重要的，具有在嘈杂的广播信道中的消息错误的概率降低。被认为是关键的索引编码问题，这些代码有助于确定一些被认为是不关键的索引编码问题的其他子类的情况下。
2015-10-19 cs.IT math.IT
The two-unicast problem
我们认为有线网络的通信容量为两个单播业务模式。该网络有两个源和两个目的地，每个源将消息传送到其自己的目的地，受到网络的有向边上的容量约束。我们提出了一个简单的外边界的问题，我们称之为广义网络共享（GNS）界。我们发现这个界是最紧的切边界的两个单播网络，是紧的，在一些瓶颈的情况下，虽然它是不紧的一般。我们还表明，问题的计算GNS界是NP-完全的。最后，我们表明，尽管它看起来很简单，两个单播问题是最一般的网络编码问题一样难。因此，线性编码是不足以实现一般的两个单播网络的容量，和非香农不等式是必要的一般两个单播网络的容量的特征。
2015-06-03 cs.IT math.IT
An Efficient Retransmission Based on Network Coding with Unicast Flows
近年来，网络编码技术已经成为一种很有前途的方法，支持可靠的无线传输丢失信道。在现有的协议中，用户没有兴趣考虑他们在编码或解码操作中的编码分组，该规则是昂贵的和低效的。本文通过理论分析，研究了可靠单播网络编码中编码数据包的影响。使用我们的方法，接收器不仅存储他们无意中听到的编码数据包，而且还将这些信息报告给他们的邻居，这样用户就可以在编码决策和解码操作中考虑编码数据包。此外，我们提出了一种重新分配算法，以最大限度地提高编码的机会，从而达到更好的重传效率。最后，理论分析和车轮网络的仿真结果表明，编码后的数据包提高了重传效率.
2010-09-15 cs.IT cs.NI math.IT
On the Spectral Efficiency and Security Enhancements of NOMA Assisted Multicast-Unicast Streaming
本文研究了非正交多址接入（NOMA）在多用户网络中的应用。所提出的波束形成和功率分配的设计，确保了单播性能的改善，同时保持接收可靠性的组播。分析和仿真结果表明，使用的NOMA辅助组播-单播方案产生了显着的改善频谱效率相比，正交多址接入（OMA）计划，实现组播和单播服务分开。由于单播消息是广播给所有用户的，NOMA的使用如何可以防止那些多播接收器截取的单播消息也进行了研究，其中它表明，NOMA实现的保密单播速率总是大于或等于OMA。这种安全增益主要是由于当多播和单播消息按照NOMA原理叠加在一起时，多播消息可以用作干扰信号以防止潜在的窃听。
2016-11-16 cs.IT math.IT
Distributed Decode-Forward for Relay Networks
提出了一种适用于一般N节点中继网络的单播、组播和广播编码方案。提出的分布式解码转发方案结合并推广了单跳广播信道的Marton编码和3节点中继信道的Cover-El Gamal部分解码转发编码方案。该方案的核心思想是在源端对整个网络的所有码字进行预编码，通过多个块进行多编码。该编码步骤允许这些码字隐含地携带消息的部分信息，而无需复杂的速率分割和路由。然后，在中继节点处恢复该部分信息并进一步转发。对于N节点高斯单播、多播和广播中继网络，该方案实现了从割集界到容量（区域）的0.5N比特内，而不管网络拓扑、信道增益或功率约束。粗略地说，分布式解码转发是有噪网络编码的对偶，它将压缩转发推广到单播、多播和多址中继网络。
2017-01-11 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
On the Broadcast Rate of Index Coding Problems with Symmetric and Consecutive Interference
具有对称和连续干扰（SCI）的单个单播索引编码问题（SUICP）具有$K$消息和$K$接收机，第$k$接收机$R_k$想要第$k$消息$x_k$并且具有干扰$\mathcal{I}_k= \{x_{k-U-m},\dots,x_{k-m-2},x_{k-m-1}\}\cup\{x_{k+m+1}, x_{k+m+2},\dots,x_{k+m+D}\}$和边信息$\mathcal{K}_k=(\mathcal{I}_k \cup x_k)^c$。在本文中，我们推导出一个下界的广播速率的单单播索引编码问题的对称和连续的干扰（SUICP（SCI））。在SUICP（SCI）中，如果$m=0$，我们将其称为具有对称和相邻干扰的单单播索引编码问题（SUICP（SNI））。在我们以前的工作\cite{VaR5}中，我们给出了具有任意$K,D,U$的SUICP（SNI）的近优向量线性索引码的构造。本文将SUICP（SCI）转化为SUICP（SNI），并给出了任意$K,U,D$和$m$的SUICP（SCI）的近优向量线性索引码的构造.所构造的码与域的大小无关。SUICP（SNI）的近优向量线性索引码是本文用$m=0$构造的SUICP（SCI）的近优向量线性索引码的一种特殊情况。在我们以前的工作\cite{VaR6}中，我们推导了SUICP（SNI）的广播速率上界。本文利用SUICP（SNI）广播速…
2018-01-25 cs.IT math.IT
A Lifting Construction for Scalar Linear Index Codes
本文讨论了标量线性索引码的规范多单播索引编码问题，其中有一个源与K个消息，有K个接收器，每个人都想要一个唯一的消息，并有对称的（相对于接收器索引）解毒剂（边信息）。在\cite{MRRarXiv}中已经报道了这类问题的几个这样的实例的最佳标量线性索引码。这些代码可以被视为\cite{MCJ}中讨论的对称单播索引编码问题的特殊情况。本文给出了一个提升构造，它从一个给定的多个单播索引编码问题出发，构造一个多个单播索引问题的序列。此外，它表明，如果一个最佳的标量线性索引代码是已知的问题给定的起始问题，然后最佳的标量线性索引代码可以从已知的代码所产生的所有问题，从建议的提升建设。对于几类已知的多单播问题，我们的构造被用来获得几个序列的多单播问题的最佳标量线性索引码。
2015-10-29 cs.IT math.IT
Secure Network Coding in the Setting in Which a Non-Source Node May Generate Random Keys
在存在可以访问$z$网络链路的窃听者的安全多播网络编码的研究中，通常假设源节点是生成随机密钥的唯一节点。在这种情况下，安全多播速率是很好理解的。在所有网络节点都可以生成（独立的）随机密钥的更一般的设置中，计算安全多播速率或者甚至安全单播速率已知与计算多个单播网络编码实例的（非安全）容量一样困难-这是一个众所周知的公开问题。这项工作对待中间模型的安全单播，其中只有一个节点可以生成随机密钥，但该节点不需要是源节点。该设置的安全通信速率再次以能够访问$z$网络链路的窃听者为特征。
2019-07-08 cs.IT math.IT
Encoded packet-Assisted Rescue Approach to Reliable Unicast in Wireless Networks
近年来，网络编码技术已经成为一种很有前途的方法，支持可靠的无线传输丢失信道。在现有的协议中，用户没有兴趣考虑他们在编码或解码操作中的编码分组，该规则是昂贵的和低效的。本文通过理论分析，研究了可靠单播网络编码中编码数据包的影响。使用我们的方法，接收器不仅存储他们无意中听到的编码数据包，而且还将这些信息报告给他们的邻居，这样用户就可以在编码决策和解码操作中考虑编码数据包。此外，我们提出了一种重新分配算法，以最大限度地提高编码的机会，从而达到更好的重传效率。最后，理论分析和车轮网络的仿真结果表明，由于编码数据包的重传效率的提高。
2010-09-20 cs.IT cs.NI math.IT
Single-Shot Secure Quantum Network Coding for General Multiple Unicast Network with Free One-Way Public Communication
在量子网络系统中，多个用户希望将他们的量子消息发送到他们各自的接收器是很自然的，这被称为多单播量子网络。本文提出了一种从安全的经典网络码导出多单播量子网络上的安全量子网络码的规范方法。我们的代码在没有攻击的情况下正确地传输了量子态。当攻击满足一定的自然条件时，即使存在攻击，它也能保证传输的量子态的保密性。在我们的安全性证明中，窃听者被允许修改窃听信息依赖于以前的窃听消息。虽然量子信息传输的验证需要双向的经典通信，但我们的协议利用单向的经典信息传输（公共通信）来保证保密性。我们的安全网络代码可以应用于包括蝴蝶网络在内的多种网络。
2020-03-30 cs.IT math.IT quant-ph
A Simple Necessary and Sufficient Condition for the Double Unicast Problem
我们考虑一个有向无环网络，其中有两个源-终端对，终端需要接收在各自的源产生的符号。每个源独立地生成i.i.d.在同一字母表上的随机过程。网络中的每条边都是无错误、无延迟的，每次使用时可以携带字母表中的一个符号。我们给出了一个简单的必要条件和充分条件，能够同时满足单播的两个源-终端对的速率对$(1,1)$使用矢量网络编码的要求。该条件也足以做到这一点，只使用“异或”网络编码，是简单得多的必要条件和充分条件相比，从以前的工作。我们的条件也产生了一个简单的表征的双单播网络的容量区域，不支持的速率对$(1,1)$。
2010-02-04 cs.IT math.IT
On the Multiple-Unicast Conjecture: Beyond Cut Metrics
Tsinghua University（清华大学）；Quan Cheng Laboratory（全成实验室）；University of Toronto（多伦多大学）
本文构建统一图度量框架研究多单播猜想，证明三类新无向网络的猜想成立，给出编码节点≤6的网络的猜想成立的新证明，还推导了Γ₃,₃与多会话终端位置的关联结论。
2026-08-07 cs.IT math.IT
Near-Optimal Vector Linear Index Codes For Single Unicast Index Coding Problems with Symmetric Neighboring Interference
具有对称相邻干扰（SNI）的单个单播索引编码问题（SUICP）具有相等数量的$K$消息和$K$接收机，第$k$接收机$R_{k}$想要第$k$消息$x_{k}$并且具有边信息$\mathcal{K}_{k}=(\mathcal{I}_{k} \cup x_{k})^c,$，其中${I}_k= \{x_{k-U},\dots,x_{k-2},x_{k-1}\}\cup\{x_{k+1}, x_{k+2},\dots,x_{k+D}\}$是在其期望消息之后的$D$消息和在其期望消息之前的$U$消息的干扰。Maleki、Cadambe和Jafar获得了具有$K$趋于无穷大的这种具有对称相邻干扰的单单播索引编码问题（SUICP-SNI）的容量，并且Blasiak、Kleinberg和Lubetzky获得了$K$有限的$(D=U=1)$的特殊情况。在我们以前的工作中，我们证明了SUICP-SNI对任意$K$和具有$U=\text{gcd}(K,D+1)-1$的$D$的能力。本文讨论了具有任意$K,U$和$D.$的SUICP-SNI的近优线性码构造。对于具有任意$K,U$和$D$的SUICP-SNI，我们定义了一组$2$元组，使得对于该组中的每个$(a,b)$，通过在每个域上使用向量线性索引码来实现速率$D+1+\frac{a}{b}$。我们证明了集合$\mathcal{\mathbf{S}}…
2017-05-28 cs.IT math.IT
Index Coding Capacity: How far can one go with only Shannon Inequalities?
干扰对齐的角度是用来确定最简单的情况下（对齐图中的边缘的最小可能数量，不超过2个干扰消息在任何目的地）的索引编码问题，其中非香农信息不等式是必要的容量表征。特别是，这包括第一个已知的多个单播（每个消息一个目的地）索引编码问题的例子，其中非香农信息不等式是必要的。最简单的多单播示例在对齐图中具有7条边和11条消息。最简单的多组播（每个消息多个目的地）示例在对齐图中有6条边，6条消息和10个接收者。对于最简单的多点单播和多点组播情况，仅基于Shannon不等式的最佳外界为$\frac{2}{5}$，利用Zhang-Yeung非Shannon型信息不等式将其收紧为$\frac{11}{28}$，利用Ingleton不等式证明了线性容量为$\frac{5}{13}$.相反，识别索引编码问题的最小挑战性方面允许将已解决的索引编码问题的类别扩展到（但不包括）这些实例。
2013-03-27 cs.IT math.IT
Dirty Paper Coded Rate-Splitting for Non-Orthogonal Unicast and Multicast Transmission with Partial CSIT
非正交单播和多播（NOUM）传输系统允许在相同的时间-频率资源块中与单播流联合地发送旨在给所有接收机的多播流。虽然具有发射机处的完美信道状态信息（CSIT）的两用户多天线NOUM的容量是已知的并且通过具有叠加编码（SC）的脏纸编码（DPC）辅助的NOUM来实现，但是具有部分CSIT的多天线NOUM的容量和容量实现策略仍然未知。在这项工作中，我们专注于部分CSIT设置，并作出两个主要贡献。首先，我们表明，线性预编码的速率分割（RS），依赖于单播消息分成公共和私有部分，共同的部分与多播消息和线性预编码在发射机上一起编码，可以实现更大的速率区域比DPC辅助NOUM与部分CSIT。其次，我们研究了脏纸编码速率分裂（DPCRS），它结合了RS和DPC。我们发现，DPCRS辅助NOUM的速率区域扩大超过传统的DPC辅助NOUM和线性预编码的RS辅助NOUM与部分CSIT。
2020-12-14 cs.IT math.IT
Two Unicast Information Flows over Linear Deterministic Networks
研究了具有任意节点数的分层线性确定性网络上的双单播流问题。当每个源-目的地对之间的最小割值被约束为1时，显然可以实现三角速率区域{（R_1，R_2）：R_1，R_2> 0，R_1+R_2< 1}，并且不能实现超出平方速率区域{（R_1，R_2）：R_1，R_2> 0，R_1<1，R_2 < 1}。类似于Wang和Shroff对有线网络的工作，我们给出了容量区域为三角形区域的充分必要条件和容量区域为正方形区域的充分必要条件.此外，我们完全描述的容量区域，并得出结论，这类网络的容量区域正好有三个可能的，在有线网络的结果，只有三角形和平方率区域是可能的。我们的可扩展性方案是基于线性编码的扩展域，最多有四个节点执行特殊的线性编码操作，即干扰中和和迫零，而所有其他节点执行随机线性编码。
2011-05-31 cs.IT math.IT
On Secure Network Coding for Multiple Unicast Traffic
本文研究了在有线无噪声的情况下，源希望在一个被动的外部对手的存在下，通信到一些目的地的安全通信的问题。与所有目的地都对接收相同消息感兴趣的多播场景不同，在这种设置中，不同的目的地对不同的消息感兴趣。本文的主要重点是特征的安全能力区域，当对手具有无限的计算能力，但有限的网络存在。首先，导出了任意网络拓扑和一般目的地数目下的安全容量区域的外界。然后，安全传输方案的设计和分析方面取得的速率性能。特别是，对于两个目的地的情况下，它示出了所设计的方案匹配的外部边界，从而表征的安全容量区域。数值结果表明，对于一类具有一般目的地数的特殊网络（组合网络），所设计的方案与外边界相匹配。最后，针对任意网络拓扑结构，设计了一个两阶段多项式时间的网络规模方案，并与两个目的地网络的容量实现方案进行了速率性能比较。
2019-01-09 cs.IT math.IT
TDMA is Optimal for All-unicast DoF Region of TIM if and only if Topology is Chordal Bipartite
这项工作的主要结果是，一个正交接入方案，如TDMA实现全单播自由度（DoF）区域的拓扑干扰管理（TIM）问题，当且仅当网络拓扑图是弦二分，即，每一个可以包含和弦的循环都包含和弦。全单播DoF区域包括用于单播消息集的任意选择的DoF区域，因此例如，Maleki和Jafar关于一维凸网络的和DoF的正交访问的最优性的结果被恢复为一种特殊情况。该结果也建立了相应的拓扑表示的索引编码问题。
2017-02-05 cs.IT math.IT
Hybrid Digital-Analog Codes for Source-Channel Broadcast of Gaussian Sources over Gaussian Channels
研究了在均方误差失真准则下，并行高斯信源在加性高斯白噪声广播信道上的广播问题。提出了一种数模混合编码策略，将信源编码与边信息、信道编码与边信息、分层信源编码和叠加广播信道编码相结合。当专门广播一个白高斯源的加性白高斯噪声广播信道的带宽不匹配，这已经是几个以前的调查的主题的开放性问题，这种编码方案严格改进的最先进的。
2011-01-27 cs.IT math.IT
Network Coding Can Beat Routing in Undirected Multiple-Unicast Networks
University of Toronto（多伦多大学）；Tsinghua University（清华大学）
本文构造了一个无向多播网络反例，证明网络编码可超越分数路由，并推广至无限网络族，且已在Lean中形式化验证。
2026-10-08 cs.IT math.IT
Optimal Weakly Secure Linear Codes for Some Classes of the Two-Sender Index Coding Problem
双发送端单播索引编码问题是最基本的多发送端索引编码问题。这两个系统通过利用它们的边信息的知识，共同迎合所有接收者的需求。每个接收者需要一个唯一的消息，并有一些边信息。弱安全索引编码问题是存在窃听者的索引编码问题的一个实际版本。窃听者不能通过监听窃听者的传输来获得他所没有的任何信息。我们提供了弱安全线性码的构造不同类别的两个发送者单播索引编码问题，使用它的子问题。只有当所有考虑的子问题都存在这样的代码时，构造才有效。我们确定了一些类的两个发送者的问题，其中的建设提供最佳的弱安全线性索引码。
2019-04-04 cs.IT math.IT
Hybrid Coding for Gaussian Broadcast Channels with Gaussian Sources
本文考虑了一个退化的高斯广播信道，高斯源进行通信。当信源独立时，本文证明了混合编码与信源和信道编码分离时的最佳失真区域相同。它还表明，未编码的传输不是最佳的这种设置。对于相关信源，在一定信噪比阈值下，混合编码策略比分离信源-信道编码具有更好的失真区域。因此，对于具有相关高斯源的高斯广播信道，混合编码是一个很好的选择。
2009-06-15 cs.IT math.IT
Single-Source/Sink Network Error Correction Is as Hard as Multiple-Unicast
我们研究的问题，通过一个单源单终端网络中存在的对手，可能会堵塞网络的一个单一的链接进行通信。如果任何一条边都可能被堵塞，那么这种网络的容量就很容易理解，并直接从单源单终端网络中的最小割流和最大流之间的联系中得出。在这项工作中，我们考虑网络中的一些边缘不能被堵塞，并表明，确定网络的通信能力至少是很难解决的多单播网络编码问题的无差错的情况下。后一个问题是一个长期悬而未决的问题。
2014-10-07 cs.IT math.IT
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
An Integer Programming Approach to UEP Coding for Multiuser Broadcast Channels
本文提出了一种整数规划方法来构造多用户广播信道的不等差错保护（UEP）码。我们表明，最佳的代码可以构造满足整数规划界。在此基础上，我们计算了衰落广播信道的渐近码率，并进行了吞吐量分析。
2014-01-21 cs.IT math.IT
Optimal Vector Linear Index Codes for Some Symmetric Side Information Problems
本文讨论了多个单播索引编码问题的向量线性索引码，其中有一个源与K个消息，有K个接收器，每个接收器都想要一个唯一的消息，并具有对称的（相对于接收器索引）双侧解毒剂（边信息）。最佳标量线性指数代码的几个这样的情况下，这类问题的单边解毒剂（不一定相邻）已经报道。这些码可以被看作是Maleki，Cadambe和Jafar讨论的对称单播索引编码问题的特殊情况。本文从一个已知标量线性索引码$\mathfrak{C}$的具有K个消息和单侧相邻解的多重单播索引编码问题出发，给出了一个构造序列的构造过程（以m为索引）的多重单播指标问题的双边相邻解毒剂（对于相同的源）对于所有这些，从$\mathfrak{C}.$获得向量线性码$\mathfrak{C}^{(m)}$。此外，结果表明，如果$\mathfrak{C}$是最优的，那么$\mathfrak{C}^{(m)}$对于所有$m.$也是最优的。我们举例说明了我们对一些已知的最优标量线性码的构造。
2015-11-02 cs.IT math.IT
The Multiple Unicast Conjecture is False
Princeton University（普林斯顿大学）
该论文通过构造一个在PG(2,9)上的182顶点二部子图中的确定性线性网络编码，反驳了无向多重单播猜想，证明了网络编码在多播吞吐量上优于多商品流，并引入了基于局部可验证证书的非确定性网络编码模型。
2026-10-08 cs.CC cs.DM cs.DS
Lossy Source Coding with Broadcast Side Information
Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）；T-Labs, Deutsche Telekom AG（德意志电信集团 T-Labs）
本文研究了带有广播侧信息的源编码问题，提出了分离方案并分析了其在高斯情况下的性能比较。
2026-02-18 cs.IT math.IT
On Index Coding in Noisy Broadcast Channels with Receiver Message Side Information
这封信调查的作用，索引编码的AWGN广播信道的容量与接收机消息侧信息。我们首先表明，索引编码是不必要的，有两个接收器，复用编码和叠加编码足以实现的容量区域。我们接下来表明，对于两个以上的接收器，单独的复用编码和叠加编码可能是次优的。我们给出了一个例子，这两个编码方案单独不能实现的容量区域，但添加索引编码可以。这表明，与两个接收机的情况相比，复用编码不能实现索引编码的功能，其中有三个或更多个接收机。
2014-01-29 cs.IT math.IT
Rate-Splitting with Hybrid Messages: DoF Analysis of the Two-User MIMO Broadcast Channel with Imperfect CSIT
本文研究不完美 CSIT 下两用户 MIMO 广播信道的混合单播与多播消息传输，刻画最优 DoF 区域，并提出感知混合消息的速率分割方案。
2024-03-01 cs.IT math.IT
Two-Unicast Two-Hop Interference Network: Finite-Field Model
在本文中，我们提出了一种新的框架转换的$K$ -用户多址接入信道（MAC）上的$\FF_{p^m}$到$K$ -用户MAC上的地面字段$\FF_{p}$与$m$多输入/输出（MIMO）。该框架使得有可能开发用于MIMO信道的编码方案，如在用于时变信道的符号扩展中所做的那样。使用对齐网络对角化的基础上，这个框架，我们表明，$(2m-1)\log{p}$的总和速率是可以实现的$2\times 2\times 2$干扰信道上$\FF_{p^m}$。我们还提供了域扩张与符号扩张之间的一些关系。
2013-04-22 cs.IT math.IT
Achievability Bounds of Coding with Finite Blocklength for Gaussian Broadcast Channels
EURECOM（欧洲通信学院）
本文提出有限块长下高斯广播信道中dirty paper coding的两种可实现性界限，包括依赖测试界限的广播适应版本和用户最大码书大小的κβ下界。
2026-02-19 cs.IT math.IT
Exact Random Coding Exponents and Universal Decoders for the Asymmetric Broadcast Channel
这项工作包含两个主要贡献有关的非对称广播信道。第一个是两个用户的精确随机编码误差指数的分析，第二个是通用解码器的推导。这些通用解码器是最大互信息（MMI）通用解码器的某些变体，其实现了最优解码的相应随机编码指数。此外，我们引入了一些下界，这涉及到非常少的参数优化，不像原来的，确切的指数，这涉及到辅助概率分布的最小化。二进制对称广播信道的数值结果表明，改进了以前推导出的误差指数相同的模型。
2017-02-26 cs.IT math.IT
