Properties of the Support of the Capacity-Achieving Distribution of the Amplitude-Constrained Poisson Noise Channel
这项工作考虑了一个泊松噪声信道的幅度约束。众所周知，该通道的实现容量的输入分布是离散的，具有200多个点。我们锐化这一结果，通过引入上界和下界的质量点的数量。具体地，建立了阶数$\mathsf{A} \log^2(\mathsf{A})$的上界和阶数$\sqrt{\mathsf{A}}$的下界，其中$\mathsf{A}$是对输入幅度的约束。此外，在此过程中，我们还展示了容量和容量实现分布的其他几个性质。例如，它示出的容量等于$ - \log P_{Y^\star}(0)$，其中$P_{Y^\star}$是最优输出分布。此外，建立了容量实现分布的概率质量值的上界和最大质量点的概率的下界。此外，在每个符号的基础上，一个非零的下限检测的能力实现分布的错误概率下建立的最大后验规则。
2021-07-29 cs.IT math.IT
Structural Results and Improved Upper Bounds on the Capacity of the Discrete-Time Poisson Channel
新的容量上限提出了离散时间泊松信道，没有暗电流和平均功率约束。这些界限是一个简单的后果，技术开发的二进制删除和重复通道的能力上限看似无关的问题。以前，在平均功率约束不接近零的情况下，最著名的容量上限是由Martinez（JOSA B，2007年）提出的，这是作为本文中开发的框架的特殊情况重新推导的。此外，这个框架被仔细地实例化，以获得一个封闭形式的界限，显着提高马丁内斯的结果无处不在。最后，在平均功率约束和/或峰值功率约束和任意暗电流下，研究了离散时间泊松信道的容量实现分布。特别是，它表明，在平均功率约束下的能力实现分布的支持必须是可数无限的。这肯定地解决了Shamai的一个猜想（IEE Proceedings I，1990）。以前，只知道支撑必须是无界的。
2018-07-20 cs.IT math.IT
Identification Capacity of the Discrete-Time Poisson Channel
针对事件驱动的分子通信场景传统香农容量不适用的问题，提出识别容量作为替代指标，推导了离散时间泊松信道在功率约束下的随机识别容量公式，并分析了状态依赖型信道的情况。
2024-01-29 cs.IT math.IT
The Poisson Channel with Side Information
研究了具有寄生计数的连续时间、峰值受限、无限带宽泊松信道。它示出，如果杂散计数发生的时间是已知的非因果关系的发射机，但不接收器，那么容量等于没有杂散计数的泊松信道。知道在发射机处仅偶然地出现伪计数的时间并不增加容量。
2009-10-05 cs.IT math.IT
Poisson Noise Channel with Dark Current: Numerical Computation of the Optimal Input Distribution
本文考虑了离散时间泊松噪声信道，用于模拟直接检测接收的脉冲幅度调制光通信。本文的目标是获得洞察的容量和结构的容量实现下的信道分布的振幅约束$\mathsf{A}$和在暗电流$λ$的存在下。利用最近的理论进展的能力实现分布的结构，本文开发了一个数值算法，基于梯度上升和Blahut-Arimoto算法，计算的能力和能力实现分布。该算法用于执行广泛的数值模拟的各种制度的$\mathsf{A}$和$λ$。
2021-11-22 cs.IT math.IT
Capacity-Achieving Polar Codes for Arbitrarily-Permuted Parallel Channels
任意排列的并行信道上的信道编码首先由Willems等人（2008）研究。本文介绍了用于任意排列并行通道的容量实现极化编码方案，其中分量通道是无记忆的、二进制输入和输出对称的。
2012-08-19 cs.IT math.IT
Capacity Achieving Low Density Parity Check Lattices
Forney在AWGN信道上解释了球约束实现和容量实现格的概念和存在性。由Sadeghi引入的LDPC格在迭代译码算法下表现非常好。在这项工作中，我们专注于一个合奏的定期LDPC格。我们生产和调查的LDPC晶格与已知的性能的合奏。结果表明，这些格是球约束实现和容量实现的。作为副产品，我们发现的最小距离，编码增益，接吻数和上界的错误概率为这个特殊的合奏定期LDPC格。
2012-04-11 cs.IT math.IT
Capacity-Achieving Input Distribution of the Additive Uniform Noise Channel With Peak Amplitude and Cost Constraint
本文解析推导了加性均匀噪声信道在峰值和功率约束下的容量可达输入分布，并揭示了成本函数凹凸性决定其离散或连续支撑集。
2025-01-27 cs.IT math.IT
On the Capacity of the Wiener Phase-Noise Channel: Bounds and Capacity Achieving Distributions
研究了加性高斯白噪声（AWGN）信道在时变维纳相位噪声影响下的信道容量。严格的上限和下限的能力，这条通道的发展。上界是通过使用对偶方法，并考虑一个特定的分布在输出的通道。为了降低容量，首先通过求解信道互信息的函数优化来找到实现容量的输入分布族。然后，通过Monte-Carlo模拟从建议的分布中抽取样本，得到容量的下限。所提出的实现容量的输入分布是循环对称的、非高斯的，并且输入幅度随着时间的推移而相关。所评估的容量界限对于宽范围的信噪比（SNR）值是紧的，并且因此它们可以用于量化容量。具体而言，在低SNR下的界限遵循众所周知的AWGN容量曲线，而在高SNR下，它们与相位噪声信道的文献中可用的高SNR容量结果一致。
2015-09-21 cs.IT math.IT
Capacity-Achieving Rate-Compatible Polar Codes
我们提出了一种构造速率兼容的极化码的方法，该极化码具有低复杂度的顺序解码器的容量实现。所提出的码构造允许以不同速率进行增量重传，以便适应信道条件。该构造的主要思想利用了针对连续降级信道序列优化的极化码的共同特性。所提出的方法允许在每次传输时使用优化的极化码，从而实现容量。
2016-01-27 cs.IT math.IT
Capacity-achieving codes: a review on double transitivity
最近证明了如果线性码在双传递置换群作用下是不变的，则它达到了删除信道的容量。因此，对所有在这种置换群下不变的码进行分类是很有意义的。我们在这个方向上迈出了一步，并给出了审查的所有合适的群体和已知的结果下，这些群体的代码不变。事实证明，有能力实现家庭的代数几何码。
2020-10-29 cs.IT math.IT
Deterministic Identification Over Poisson Channels
确定性识别（DI）的离散时间泊松信道，受到平均和峰值功率约束，被认为是。建立码大小按$2^{(n\log n)R}$缩放，其中$n$和$R$分别是块长度和编码速率。作者最近已经证明了高斯信道的类似性质[1]。泊松通道的DI容量的下限和上限开发在这个规模。这些意味着DI容量在指数尺度上是无限的，而与暗电流无关，即，信道噪声参数。
2021-09-28 cs.IT math.IT
Achieving Secrecy Capacity of the Wiretap Channel and Broadcast Channel with a Confidential Component
Wyner的窃听信道模型是第一个同时考虑可靠性和安全性约束的通信模型。在最近的文献中，各种型号的窃听信道的容量实现计划受到了相当大的关注。在本文中，我们表明，一般的能力（不一定退化或对称）窃听信道下的“强保密约束”，可以实现使用基于极化码的传输方案。我们还扩展我们的建设的情况下，广播信道的机密消息定义的Csisz{á}r和K{örner}，实现了整个容量区域的通信模型。
2016-11-03 cs.IT math.IT
On the Symmetries and the Capacity Achieving Input Covariance Matrices of Multiantenna Channels
本文研究了单用户多天线信道中，仅根据其传播系数矩阵的对称性组获得输入协方差矩阵的容量。我们的主要结果，它统一和改进的技术中使用的各种经典容量定理，使用Haar（均匀）测量组的对称性，以建立一个能力实现输入协方差矩阵的协方差矩阵在一个非常特殊的子集的存在。这一结果使我们能够提供简单的证明旧的和新的容量定理。在其他结果中，我们表明，两个或更多的标准对称性的通道，各向同性输入是最佳的。总体而言，本文提供了一个精确的解释，为什么容量实现的信道的输入协方差矩阵更多地依赖于传播系数矩阵的对称性比任何其他的分布假设。
2016-07-10 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
Capacity-Achieving Ensembles of Accumulate-Repeat-Accumulate Codes for the Erasure Channel with Bounded Complexity
本文介绍了累积-重复-累积（ARA）码系综，它在二进制擦除信道（BEC）上以{ \em有界复杂度}渐近地达到每个信息比特的编解码容量。它还介绍了对称性发挥核心作用的建设能力实现合奏BEC有限的复杂性。这里的结果改善了性能和复杂性之间的权衡，由以前的建设能力实现合奏的代码定义在图上。ARA码的优越性与中等到大的块长度的例证计算机模拟，比较它们的性能与以前报道的容量实现的集合的LDPC和IRA码。ARA码还具有系统性的优点。
2005-12-01 cs.IT math.IT
Capacity-achieving Feedback Scheme for Gaussian Finite-State Markov Channels with Channel State Information
在本文中，我们提出了能力实现通信计划的高斯有限状态马尔可夫信道（FSMCs）的平均信道输入功率约束下，假设发射机可以访问延迟无噪声输出反馈以及瞬时或延迟信道状态信息（CSI）。我们表明，所提出的计划揭示了反馈通信和反馈控制之间的联系。
2010-10-07 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
Capacity-Achieving Rateless Polar Codes
无比率编码方案在未知信道上递增地发送越来越多的编码比特，直到所有信息比特被接收机可靠地解码。我们提出了一种新的基于极化码的无速率编码方案，并且我们证明了该方案是容量实现的，即其信息速率与专为未知信道设计的最佳码一样好。先前的无比率编码方案是针对诸如AWGN信道、二进制擦除信道等的特定类别的信道而设计的，但是所提出的无比率编码方案对于广泛类别的信道是实现容量的，只要它们经由降级而被排序。此外，它继承了极化码的概念和计算简单性。
2015-08-13 cs.IT math.IT
Scalar Gaussian Wiretap Channel: Properties of the Support Size of the Secrecy-Capacity-Achieving Distribution
本文研究了在输入信号具有幅度约束的标量高斯窃听信道的保密容量。已知对于该信道，获得安全容量的分布是离散的，具有200个点。这项工作改进了这样的结果，示出了一个上界的顺序$\frac{\mathsf{A}}{σ_1^2}$，其中$\mathsf{A}$是幅度约束和$σ_1^2$是高斯噪声的方差在合法的信道。
2021-09-03 cs.IT math.IT
Information Theoretic Cut-set Bounds on the Capacity of Poisson Wireless Networks
本文提出了一种随机几何模型的基本信息理论在无线网络中的局限性的调查。我们得到了一个新的统一的多参数割集上的容量的任意泊松节点密度，大小，功率和带宽的网络，在快速衰落下，在丰富的散射环境。换句话说，我们上限的最佳性能方面的总通信速率，在任何方案下，可以实现网络节点的子集（由切割定义）与所有剩余的节点之间。此外，我们确定了四种不同的操作制度，这取决于远程和短程信噪比的大小。因此，我们确认了先前已知的缩放定律（例如，在带宽和/或功率受限的无线网络中），并且我们用特定的界限来扩展它们。最后，我们使用我们的结果提供具体的数值例子。
2013-04-30 cs.IT cs.NI 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
Capacity Achieving Peak Power Limited Probability Measures: Sufficient Conditions for Finite Discreteness
针对具有约束输入的几种信道模型，容量实现（最佳）输入概率测量的问题已得到广泛研究。到目前为止，还没有得出突出的概括。本文在这个方向上向前迈进了一步，通过引入一组新的要求，为类的实标量条件输出概率测度，在此条件下，最优输入概率测度是离散的，具有有限数量的概率质量点，当峰值功率有限。
2014-11-10 cs.IT math.IT
Approximately achieving Gaussian relay network capacity with lattice codes
最近，它已被证明，量化映射和转发方案近似实现（在恒定数量的比特）的高斯中继网络容量为任意拓扑结构。这是使用高斯码本进行传输和中继处的随机映射来建立的。在本文中，我们表明，可以建立相同的近似结果，通过使用格的传输和量化以及结构化映射的继电器。
2012-02-28 cs.IT math.IT
Capacity-Achieving PIR Schemes with Optimal Sub-Packetization
假设包含$M$记录的数据库跨$N$服务器复制，并且用户想要通过访问服务器来私下检索一个记录，使得检索到的记录的身份对于任何多达$T$服务器是保密的。为此目的而设计的方案被称为私有信息检索（PIR）方案。在实践中，容量实现和小的子分组都是PIR方案所期望的，因为前者意味着最高的下载速率，而后者通常意味着简单的实现。对于$N,T,M$的一般值，唯一已知的容量实现PIR方案是由Sun和Jafar在2016年设计的，具有子分组化$N^M$。在本文中，我们设计了一个线性的容量实现PIR方案与更小的子分组$dn^{M-1}$，其中$d={\rm gcd}(N,T)$和$n=N/d$。此外，我们证明了任何线性容量实现PIR计划，它必须有不小于$dn^{M-1}$，这意味着我们的计划有最佳的子分组。此外，与Sun和Jafar的方案相比，我们的方案将光场尺寸减小了$\frac{1}{Nd^{M-2}}$ .
2017-10-31 cs.IT math.IT
Deterministic Identification for Molecular Communications over the Poisson Channel
分子通信（MC）的各种应用是事件触发的，因此，流行的香农容量可能不是性能评估的正确措施。因此，在本文中，我们激励和建立识别能力作为一种替代度量。特别是，我们研究确定性识别（DI）的离散时间泊松信道（DTPC），受到平均和峰值功率约束，这作为一个模型的MC系统采用分子计数接收器。确定了该信道的码本大小按$2^{(n\log n)R}$缩放，其中$n$和$R$分别是码字长度和编码率。DTPC的DI容量的下限和上限的开发。获得的DI通道的大容量揭示了自然DI系统的性能，如自然嗅觉，这是已知的生物学中的极大的化学辨别力。此外，对有限长码的经验误识率和误识率出错率进行了数值模拟。这使我们能够量化的码字长度方面的误差减少的规模。
2022-03-05 cs.IT math.IT
Multilevel Binary Polar-Coded Modulation Achieving the Capacity of Asymmetric Channels
研究了一种仅使用二进制极化码和Honda Yamamoto概率成形的多级编码调制方案。该计划是实现离散无记忆通道的容量与输入字母的基数的2的幂。有限长度实现的性能进行比较，极性编码的概率幅度整形和恒定成分分布匹配。
2022-06-13 cs.IT math.IT
Capacity Achieving Codes From Randomness Condensers
我们建立了一个一般框架，建设小合奏的能力实现线性代码的广泛（不一定是无记忆的）离散对称信道，特别是二进制擦除和对称信道。在我们的构造中使用的主要工具是随机性提取器和无损压缩器的概念，它们被认为是理论计算机科学中的核心工具。与随机码一样，所得到的系综在基的任何变化下都保持其容量实现特性。利用已知的显式构造的凝聚器，我们得到特定的合奏，其大小是小的多项式的块长度。通过将我们的构造应用于Justesen的级联方案（Justesen，1972），我们获得了BEC的显式容量实现码（分别为，BSC）具有几乎线性时间编码和几乎线性时间（分别，二次时间）解码和指数小错误概率。
2011-07-22 cs.IT math.IT
On the Capacity Achieving Input of Amplitude Constrained Vector Gaussian Wiretap Channel
研究了峰值功率约束下$n$维高斯窃听信道的保密容量。这项工作确定了最大的峰值功率约束$\bar{\mathsf{R}}_n$，这样均匀分布在一个单一的球体上的输入分布是最佳的，这种制度被称为小幅度制度。当$n$趋于无穷大时，$\bar{\mathsf{R}}_n$的渐近完全表征为两个接收器处的噪声方差的函数。此外，安全容量也以适合于计算的形式表征。此外，提供了几个数值例子，如second-capacity实现小幅度制度以外的分布的例子。
2022-02-01 cs.IT math.IT
Achieving AWGN Channel Capacity with Sparse Graph Modulation and "In the Air" Coupling
被认为是在一个多址信道的通信。每个用户将其信号调制为冗余数据流的叠加，其中数据位的互连可以通过稀疏图来表示。接收器观察由稀疏调制图的耦合产生的信号。对迭代干扰抵消译码进行了分析。证明了空间图形耦合允许在等功率传输的情况下实现AWGN信道容量。
2011-11-24 cs.IT math.IT
On the Capacity-Achieving Input of Channels with Phase Quantization
几个信息理论的研究与输出量化的信道已经确定了容量实现的输入分布为不同的衰落信道与1位同相和正交（I/Q）输出量化。然而，尚未提供具有多位相位量化的通道的实现容量的输入分布的精确表征。在本文中，我们考虑四种不同的信道模型与多位相位量化的输出，并确定每个信道模型的最佳输入分布。我们首先考虑一个复杂的高斯信道与$b$位相位量化的输出，并证明了容量实现分布是一个旋转的$2^b$相移键控（PSK）。分析，然后扩展到多个衰落的情况下。我们发现，旋转$2^b$ -PSK的最优性继续持有非相干快衰落莱斯信道下的$b$位相位量化时，视线（LoS）。当信道状态信息（CSI）是在接收机，我们确定$\frac{2π}{2^b}$ -对称性和恒定幅度的必要和充分条件的遍历容量实现输入分布，其中一个$2^b$ -PSK满足。最后，一个最佳的功率控制方案，实现遍历容量时，CSI也可在发射机。
2022-05-09 cs.IT math.IT
Error Rates of Capacity-Achieving Codes Are Convex
基于凸优化技术的广泛应用，研究了任意星座和比特映射下AWGN信道下最大似然检测器的比特出错率的凸性特性，其中也包括最大似然译码下的编码.在这种通用设置下，成对的错误概率和比特出错率被示出为在高SNR/低噪声状态下具有明确确定的边界的SNR和噪声功率的凸函数。任何码，包括容量实现码，其判决区域包括硬化的噪声球（根据信道编码定理中的噪声球硬化论点），都满足这种高SNR要求，因此在SNR和噪声功率方面都具有凸的出错率。我们推测，所有的容量实现码有凸出错率。
2010-04-15 cs.IT math.IT
Capacity Achieving Linear Codes with Random Binary Sparse Generating Matrices
本文证明了具有随机二元稀疏生成矩阵的可达容量线性码的存在性。文献中关于可达容量线性码存在性的结果仅限于具有等概率生成矩阵元素和稀疏奇偶校验矩阵的随机二元码。此外，文献中所报道的具有稀疏生成矩阵的码并没有被证明是容量实现的。相对于文献中现有的结果，这是基于最佳的最大后验解码器，所提出的方法是基于不同的解码器，因此是次优的。我们还展示了一个有趣的权衡之间的稀疏性的生成矩阵和错误指数（一个常数，它决定如何指数快速的错误的概率衰减块长度趋于无穷大）。一个有趣的观察是，对于小的块大小，较少的稀疏生成矩阵具有更好的性能，而对于大的块大小，随机生成矩阵的性能变得与稀疏性无关。此外，我们证明了存在的能力，实现线性码与一个给定的（任意低）密度的行上的生成矩阵。除了证明能力实现稀疏码的存在，我们的论文的一个重要结论是，对于一个足够大的代码长度，没有搜索是必要的，在实践中找到一个确定性的矩阵证明，任何任意选择的序列的稀疏生成矩阵的能力实现高概率。本文重点研究了二进制对称信道和二进制擦除信道。
2011-08-30 cs.IT math.IT
Binomial Channel: On the Capacity-Achieving Distribution and Bounds on the Capacity
本文研究二项式噪声信道，利用二项式核的全正性证明容量可达分布唯一，给出其支撑基数的 $n/2$ 阶上界与 $\sqrt{n}$ 阶下界，并证明容量按 $\frac12\log n$ 缩放。
2024-01-23 cs.IT math.IT
Capacity-achieving CPM schemes
编码连续相位调制（CPM）的实用方法，提出了一种容量实现低复杂度的替代串行级联CPM（SC-CPM）编码方案。在本文中，我们首先进行选择的最佳频谱效率的CPM调制嵌入到SC-CPM计划。然后，我们考虑语用能力（a.k.a.）。BICM容量），并通过精心设计输入位和CPM波形之间的映射来优化它。这样得到的方案与外部串行级联卷积码级联，形成一个实用的编码调制系统。所得到的方案表现出非常接近CPM容量的性能，而不需要外部解码器和CPM解调器之间的迭代。结果，由于解调和解码功能的分离，接收机表现出降低的复杂性和增加的灵活性。
2008-06-13 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
Capacity Achieving Code Constructions for Two Classes of (d,k) Constraints
在本文中，我们提出了两个低复杂度的算法，实现容量的无噪声（d，k）约束的信道时，k=2d+1，或当k-d+1不是素数。第一种算法称为符号滑动，是Aviran等人[1]介绍的比特翻转算法的广义版本。除了实现（d，2d+1）约束的容量之外，它在其他情况下接近容量。第二种算法是基于交织的，并且是由Bender和Wolf [2]引入的比特填充算法的广义版本。该方法使用少于k-d个偏置比特流来实现对于k-d+1不是素数的（d，k）约束的容量。具体地，针对（d，d+2-m-1）约束1 \le m< \infty的编码器仅需要m个偏置比特流。
2004-11-03 cs.IT math.IT
Local Reconstruction Codes: A Class of MDS-PIR Capacity-Achieving Codes
我们证明了一类距离最优的局部重构码（LRC），一个重要的家庭的分布式存储系统的修复有效的代码，实现了最大的距离可分离的私人信息检索能力的情况下，非共谋节点。这类特殊的码包括金字塔码和文献中提出的其他LRC。
2018-09-18 cs.IT math.IT
Accumulate-Repeat-Accumulate Codes: Systematic Codes Achieving the Binary Erasure Channel Capacity with Bounded Complexity
本文介绍了累积-重复-累积（ARA）码的集合，它在二进制擦除信道（BEC）上以每信息比特{ \em有界复杂度}渐近地达到容量。它还介绍了对称性的建设中发挥核心作用的能力实现合奏的BEC。这里的结果改善性能和复杂性之间的权衡提供的第一个容量实现合奏的不规则重复累积（IRA）代码与有限的复杂性，每个信息位，这些IRA合奏是由Pfister，Sason和Urbanke先前构建。ARA码的优越性与中等到大的块长度的例证计算机模拟，比较它们的性能与以前报道的容量实现的集合的LDPC和IRA码。ARA码还具有系统性的优点。
2005-09-15 cs.IT math.IT
Capacity-Achieving Input Distribution in Per-Sample Zero-Dispersion Model of Optical Fiber
考虑了光纤的逐样本零色散信道模型。它示出的能力是唯一实现的输入概率分布，具有连续的均匀相位和离散的幅度，采取了许多值。当信道受到包括峰值幅度约束和联合平均和峰值幅度约束的一般输入成本约束时，该结果成立。
2018-09-23 cs.IT math.IT
On the Capacity Achieving Probability Measures for Molecular Receivers
本文研究了配体受体与扩散型分子通讯。信息信息被认为是通过分子浓度的变化来编码的。配体接收过程中的随机性导致通信中的不确定性;限制了信息解码的速率。我们模拟配体受体接收器的一组有限状态马尔可夫信道和研究这样的接收器的一般容量。此外，I.I.D.接收机的容量被表征为一般容量的下限。同时证明了有限支持概率测度可以达到独立同分布。接收器的容量。此外，在概率测度的支持点的数量上的一个界。
2015-11-07 cs.IT math.IT
Algorithmic Computability and Approximability of Capacity-Achieving Input Distributions
本文基于图灵机理论，证明了对于离散无记忆信道，当信道作为输入时，算法上无法计算或逼近达到容量的输入分布。
2023-05-23 cs.IT math.IT
Concatenated Capacity-Achieving Polar Codes for Optical Quantum Channels
针对有噪声的光量子信道，构造了级联容量实现量子码。我们证明了所提出的低复杂度级联方案可以降低实现容量的量子极化编码的错误概率。
2013-02-13 cs.IT math.IT quant-ph
Capacity-Achieving Sparse Regression Codes via Vector Approximate Message Passing
稀疏回归码（SPARC）是一种在加性高斯白噪声（AWGN）信道下逼近香农限的编码方案。以前的工作已经证明了容量实现属性的SPARC与高斯设计矩阵。我们将这些结果推广到右正交不变的合奏，允许更多的结构化设计矩阵。与矢量近似消息传递（VAMP）解码器，我们严格证明了指数衰减的错误概率的设计矩阵，满足一定的标准与指数衰减的功率分配。对于其他频谱，我们设计了一种新的功率分配方案来表明信息理论阈值是可以实现的。
2023-03-15 cs.IT math.IT
Capacity-Achieving Codes for Noisy Insertion Channels
School of Information Science and Technology, Southwest Jiaotong University（西南交通大学信息科学与技术学院）；School of Mathematics, Southwest Jiaotong University（西南交通大学数学学院）
本文研究了新的噪声插入信道，确定了信道容量并构造了渐近最优的纠错码以实现该容量。
2026-04-04 cs.IT math.IT
Capacity Achieving Modulation for Fixed Constellations with Average Power Constraint
在平均功率约束下，有限信号星座的概率质量函数（PMF）容量在大多数情况下是不均匀的。产生非均匀输入PMF的一种常见方法是Huffman整形，其包括首先通过采样的高斯密度来近似实现PMF的容量，然后计算采样的高斯密度的Huffman码。霍夫曼码然后被用作无前缀调制码。这一办法在实践中显示出良好的效果，但可能导致能力方面的重大差距。在这项工作中，提出了一种方法，有效地构造最佳的前缀自由调制码的任何有限的信号星座的平均功率约束在加性噪声。建议的代码操作接近所需的能力。这项工作的主要部分阐述了这个属性的分析证明。将该方法应用于AWGN中的64-QAM，并给出了数值结果，结果表明，与Huffman整形相反，通过使用该方法，可以在整个参数范围内非常接近容量地操作。
2011-06-27 cs.IT math.IT
Achieving Capacity on Non-Binary Channels with Generalized Reed-Muller Codes
本文证明广义里德-穆勒码在足够对称的非二进制信道上按符号错误率达到容量，并简化了先前针对二进制信道的证明方法。
2023-05-12 cs.IT math.IT
The Noncoherent Rician Fading Channel -- Part I : Structure of the Capacity-Achieving Input
考虑离散时间无记忆莱斯衰落信道上的信息传输，其中接收机和发射机都不知道衰落系数。首先，当输入被约束为具有有限的峰值时，通过施加四阶矩或峰值约束来研究实现容量的输入信号的结构。当输入受到二阶和四阶矩的限制，它表明，实现容量的输入幅度分布是离散的，在低功率政权的有限数量的质量点。当只有峰值功率约束时，在整个SNR范围内证明了用于最佳幅度的类似离散结构。分析了相位噪声信道模型下的Rician衰落，其中镜面分量存在相位不确定性。对于这个模型，它示出，只有一个平均功率约束，实现容量的输入幅度是离散的有限数量的水平。对于经典的平均功率受限莱斯衰落信道，证明了最优输入幅度分布具有有界支持。
2005-01-24 cs.IT math.IT
Communication in a Poisson Field of Interferers -- Part II: Channel Capacity and Interference Spectrum
在本文的第一部分中，我们提出了一个数学模型的通信受到网络干扰和噪声，其中的干扰是分散的，根据空间泊松过程，并在无线环境中的路径损耗，阴影，和多径衰落异步操作。我们确定了聚合干扰的分布和链路的错误性能。在这第二部分中，我们描述的能力的链路受到网络干扰和噪声。然后，我们提出了频谱中断概率（SOP）的概念，在无线网络中的通信节点产生的聚合射频发射的一个新的表征。我们提出了一些应用的SOP，即频谱法规的建立和隐蔽的军事网络的设计。所提出的框架捕捉所有重要的物理参数，影响总网络排放，但足够简单，提供的见解，可能是有价值的无线网络的设计和部署。
2010-01-26 cs.IT cs.NI math.IT
Sparse Superposition Codes with Binomial Dictionary are Capacity-Achieving with Maximum Likelihood Decoding
本文证明稀疏叠加码在二项式分布字典下，通过最大似然译码仍可渐近达到加性高斯白噪声信道的容量，推广了先前基于伯努利分布的结果。
2025-04-19 cs.IT math.IT
Necessary and Sufficient Conditions for Capacity-Achieving Private Information Retrieval with Adversarial Servers
本文提出了实现对抗服务器的容量私有信息检索的必要和充分条件，解决了如何系统化构建达到信息论上限的PIR方案的问题。
2026-01-22 cs.IT math.IT
Capacity achieving multiwrite WOM codes
在本文中，我们给出了一个显式的结构，实现家庭的容量的二进制t-写WOM码的任何数量的写入t，有一个多项式时间的编码和解码算法。我们构造的块长度是N=（t/ε）^{O（t/（δε））}，其中ε是与容量的间隙，并且编码和解码在时间上运行N^{1+δ}。这是实现这些参数的第一个确定性构造。我们的技术也适用于较大的字母表。
2012-09-05 cs.CC cs.IT math.IT
Capacity-Achieving Private Information Retrieval Schemes from Uncoded Storage Constrained Servers with Low Sub-packetization
本文研究了非编码存储受限私有信息检索（SC-PIR）系统容量实现方案的减少子分组化。在SC-PIR系统中，用户旨在从$N$服务器检索$K$文件中的一个，同时不向任何单独的服务器透露关于其身份的任何信息，其中$K$文件以未编码的形式存储在$N$服务器处，并且每个服务器可以存储多达$μK$的等效文件，其中$μ$是每个服务器的标准化存储容量。我们首先证明，存在一个容量实现SC-PIR计划为一个给定的存储设计，当且仅当所有的数据包存储在$M\triangleq μN$服务器的$μ$，使$M=μN\in\{2,3,\ldots,N\}$。然后，容量实现线性SC-PIR方案的最佳子分组化的特征在于作为一个优化问题的解决方案，这通常是很难解决的，因为涉及指标函数。此外，一个新的阵列的概念称为存储设计阵列（SDA）的SC-PIR系统。对于任何给定的SDA，构造了一个相关的实现容量的SC-PIR方案。接下来，SC-PIR计划，具有相等大小的数据包进行了研究。进一步证明了Woolsey等人提出的线性SC-PIR方案中的最优等长子包化方案是$\frac{N(M-1)}{\gcd(N,M)}$。最后，通过允许不等大小的分组，提出了贪婪SDA构造，其中相关联的SC-PIR方案的子分组化由$\frac{N(M-1)}{\gcd(N,M)}$上界。在所有实现容量的线性SC-PIR方案中，当$\min\{M,N-…
2021-02-16 cs.IT math.IT
Achieving near-Capacity on Large Discrete Memoryless Channels
我们提出了一种方法，以提高容量的一致先验在离散无记忆信道（DMC）与高输入基数。它包括适当地减少输入集。讨论了输入子集的不同设计标准。我们开发了一个有效的算法来解决这个问题的最大化的截止率的基础上。该方法应用于单比特收发器MIMO系统，结果表明，通过采用标准二进制码，同时避免使用分布整形器，容量可以接近十分之一dB。
2010-10-26 cs.IT math.IT
