Network error correction with limited feedback capacity
我们认为，在网络链路上存在对抗性错误的情况下，表征网络容量的问题，特别关注低容量反馈链路跨网络切割的影响。
2014-02-01 cs.IT math.IT
Graph-Based Encoders and their Performance for Finite-State Channels with Feedback
研究了存在反馈的单股有限状态信道的容量。我们推导出一种新的评估方法来提取基于图的编码器与其可实现的速率，并计算上限来检查其性能。的评价方法是建立在最近的方法来获得简单的界限上的能力，使用辅助有向图。虽然尚不清楚上界是否是凸的，但我们使用适当约束的参数变换将其表述为凸优化问题。下界被公式化为非凸优化问题，然而，优化问题的任何可行点都会导致基于图的编码器。在所有的例子中，数值结果显示出近紧的上限和下限，可以很容易地转换为解析结果。对于非对称陷门信道和二进制衰落信道，通过计算相应的界，得到了新的容量结果。对于所有其他情况下，包括伊辛信道，通过与相应的上限比较，显示了可实现的速率的接近紧密性。最后，我们表明，任何基于图的编码器意味着一个简单的编码方案，是基于后验匹配原则，并达到下界。
2019-07-18 cs.IT math.IT
Any Positive Feedback Rate Increases the Capacity of Strictly Less-Noisy Broadcast Channels
我们提出了两种编码方案的离散无记忆广播信道（DMBC）的速率限制的反馈，只有一个接收机。对于任何正反馈率和严格的低噪声DMBC类，我们的计划严格提高了无反馈容量区域。
2013-07-21 cs.IT math.IT
Feedback Capacity Formulas of AGN Channels Driven by Nonstationary Autoregressive Moving Average Noise
在本文中，我们推导出封闭形式的反馈容量和非反馈可达速率的公式，加性高斯噪声（AGN）信道驱动的非平稳自回归移动平均（ARMA）噪声（具有不稳定的极点和零点），基于时不变的反馈码和信道输入分布。从分析和仿真中得出了令人惊讶的观察结果，（i）使用时不变信道输入分布产生了取决于ARMA噪声的参数的多个容量机制，其可以或可以不使用反馈，（ii）极点越不稳定（分别为：零）的ARMA噪声越高（相应地，较低）的反馈能力，（iii）某些条件，称为可检测性和稳定性是必要的和足够的，以确保反馈能力公式和非反馈可达率{ \it是独立的ARMA噪声的初始状态}。另一个令人惊讶的观察是，Kim的反馈容量的\cite{kim2010}表征是为稳定的ARMA噪声开发的，如果应用于不稳定的ARMA噪声，与我们的反馈容量公式相比，给出了较低的反馈容量值。
2021-06-09 cs.IT math.IT
Feedback Capacity of the Compound Channel
在这项工作中，我们发现的容量的复合有限状态信道与时不变的确定性反馈。我们考虑的模型涉及使用固定长度的分组码。我们的可扩展性的结果包括一个通用的解码器的存在性证明的家庭的有限状态反馈信道。作为我们的能力的结果，我们表明，反馈并没有增加复合吉尔伯特-埃利奥特通道的能力。此外，我们表明，对于一个平稳和均匀遍历马尔可夫信道，如果复合信道容量是零，没有反馈，那么它是零反馈。最后，我们利用有限状态信道的结果，证明了无记忆复合信道的反馈容量由$\inf_θ \max_{Q_X} I(X;Y|θ)$给出。
2007-11-05 cs.IT math.IT
The adaptive zero-error capacity for a class of channels with noisy feedback
具有无噪声反馈的离散无记忆信道（DMC）的自适应零差错容量已被证明是正的，只要存在至少一个信道输出“不证明者”，即，不能从至少一个输入到达的信道输出。此外，只要存在一个disprover，自适应零错误容量达到香农（小错误）的能力。在这里，我们研究的DMC的零错误容量时，信道反馈是嘈杂的，而不是完美的。我们表明，噪声反馈的自适应零错误容量是下界的前向信道的零未检测到的错误容量，并表明在一定条件下，这是紧。
2017-04-04 cs.IT math.IT
Zero-Error Feedback Capacity for Bounded Stabilization and Finite-State Additive Noise Channels
本文研究了具有记忆的{ \em因果}离散信道的零差错反馈能力。首先，通过扩展经典的零差错反馈容量的概念，一个新的概念{ \em均匀零差错反馈容量} $ C_{0f} $的这种信道被引入。利用这一概念，通过因果信道的不稳定的{噪声}线性系统的{有界}稳定的一个严格条件，假设没有{信道}状态信息的任何一端的信道。
2022-06-01 cs.IT math.IT
Youla Coding and Computation of Gaussian Feedback Capacity
在本文中，我们提出了一种方法来数值计算的反馈容量的平稳有限维高斯信道和构造（任意接近）的能力实现反馈码。特别地，我们首先将有限维高斯信道上的反馈通信解释为反馈控制系统，证明了在Youla参数上找到具有最大可靠传输率的稳定反馈控制器的问题与找到严格因果滤波器以实现[2]中导出的反馈容量的问题相一致。这种扩展的解释提供了一种方法来构造确定性反馈编码方案的双指数衰减的错误概率。接下来，我们提出了渐近容量实现上界，这可以通过求解有限维凸优化数值评估。从达到上界的过滤器，我们应用基于Youla的解释来构造可行的过滤器，即，反馈码，导致一系列的下限。我们证明了序列的下限是渐近容量实现。
2018-01-12 cs.IT math.IT
Can Feedback Increase the Capacity of the Energy Harvesting Channel?
我们调查反馈是否可以增加能量收集通信信道的容量，其中由外源能量到达过程供电并配备有限电池的发射器通过无记忆信道与接收器通信。对于一个简单的特殊情况下，能量到达过程是确定性的和信道是BEC，我们明确计算的前馈和反馈的能力，并表明，反馈可以严格增加该信道的容量。在这个例子的基础上，我们还表明，反馈可以增加的能力时，能源抵达是独立同分布。在发送器和接收器处非因果地已知。
2015-06-05 cs.IT math.IT
A Counterexample to Cover's 2P Conjecture on Gaussian Feedback Capacity
我们提供了Cover猜想的一个反例，即功率约束下加性高斯噪声信道的反馈容量$C_\textrm{FB}$ $P$不大于功率约束下相同信道的非反馈容量$C$ $2P$，即，$C_\textrm{FB}(P) \le C(2P)$。
2005-11-04 cs.IT math.IT
On the Capacity of the Discrete Memoryless Broadcast Channel with Feedback
本文提出了一种离散无记忆广播信道的{无噪声，有噪声，广义}反馈编码方案，并导出了相应的可达域。该方案是基于一个块马尔可夫策略相结合的马顿计划和一个有损版本的格雷-怀纳计划与边信息。在每个块中，发射机发送新的数据和更新信息，允许接收机改善在前一个块中观察到的信道输出。对于Dueck广播信道的推广，我们的方案实现了无噪声反馈容量，这是严格大于无反馈容量。对于Blackwell信道的推广，当反馈是无噪声的，我们的新方案实现的速率点是在无反馈容量区域之外。它遵循一个简单的连续性参数，对于这两个信道，当反馈噪声足够低时，我们的方案提高了无反馈容量，即使当反馈是嘈杂的。
2012-11-25 cs.IT math.IT
Feedback Increases the Capacity of Queues with Bounded Service Times
本文针对先进先出队列容量问题，证明当服务时间具有有界支撑时，完全反馈总能提升容量，并通过引入广义反馈框架统一分析完全反馈与弱反馈，弥补了已有充分条件缺乏显式结构性质的不足。
2024-06-30 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
Feedback capacity of Gaussian channels with memory
我们考虑了MIMO信道的反馈容量，其信道输出由信道输入和高斯过程驱动的线性状态空间模型给出。我们的状态空间模型的一般性，包括所有以前研究的模型，如加性通道与有色高斯噪声，和通道与以前的通道输入或输出的任意依赖。主要结果是一个可计算的反馈能力的表达式，给出了一个凸优化问题的可检测性条件。我们证明了自回归高斯噪声信道上的容量结果，在那里我们表明，即使是一个单一的时间实例延迟的反馈减少反馈容量显着在固定制度。另一方面，对于大的回归参数（在非平稳状态下），反馈容量可以用延迟反馈来逼近。最后，我们证明了可检测性条件是满足标量模型和猜想，这是真实的MIMO模型。
2022-07-21 cs.IT math.IT
Secrecy Capacity of Colored Gaussian Noise Channels with Feedback
本文研究了具有无噪声因果反馈的k阶自回归滑动平均（ARMA（k））高斯窃听信道，其中窃听者在前向信道和反馈信道中都接收到信号的噪声观测值。它示出的广义Schalkwijk-Kailath计划，一个容量实现编码方案的反馈高斯信道的一个变体，实现了相同的最大速率为同一信道的窃听者的存在。因此，保密容量等于反馈信道不存在窃听者时的反馈容量。此外，结果被推广到加性高斯白噪声（AWGN）信道与量化反馈。结果表明，所提出的编码方案实现了积极的保密率。当量化噪声的幅度降至零时，保密率收敛于AWGN信道的容量。
2018-01-20 cs.IT math.IT
On the Feedback Capacity of Power Constrained Gaussian Noise Channels with Memory
对于具有有限阶$L$的有理噪声功率谱的平稳加性高斯噪声信道，在平均信道输入功率约束下，我们得到了反馈容量的两个新结果。首先，我们证明了一个非常简单的反馈相关的高斯-马尔可夫源实现的反馈能力，卡尔曼-布西滤波是最佳的反馈处理。基于这些结果，我们开发了一种新的方法，用于优化信道输入，通过使用动态规划方法，分解成$n$顺序相同的优化问题，其中每个阶段涉及优化$O(L^2)$变量的计算，以实现覆盖庞布拉块长度$n$反馈容量。其次，我们推导出固定反馈相关源的显式最大信息率。一般来说，估计平稳源的最大信息率只需要通过简单的非线性规划求解几个方程。对于一阶自回归和/或移动平均（ARMA）噪声信道，这种优化承认一个封闭形式的最大信息速率公式。固定源的最大信息速率是反馈容量的下限，并且如果长期存在的猜想，即固定源实现反馈容量成立，则它等于反馈容量。
2007-01-16 cs.IT math.IT
Zero-error feedback capacity via dynamic programming
本文研究了当信道状态信息为发送端和接收端所知时，有限状态反馈信道的零差错容量。我们证明了这种情况下的零错误容量可以通过求解动态规划问题来获得。动态规划的每一次迭代都给出了零误差反馈容量的上、下界，并且在极限情况下，下界与零误差反馈容量一致。通过不动点方程给出了求解动态规划问题的一个充分条件。提供了几个例子的分析解决方案。
2009-07-11 cs.IT math.IT
A Single-Letter Upper Bound on the Feedback Capacity of Unifilar Finite-State Channels
本文推导了单线有限状态信道反馈容量的上界。一种新的技术，称为$Q$ -上下文，是基于一个有向图的构造，用于递归地将接收器的输出序列映射到一个有限的上下文集。对于任何选择的$Q$ -图，反馈容量是由一个单字母表达式，$C_\text{fb}\leq \sup I(X,S;Y|Q)$，其中的上确界是在$P_{X|S,Q}$和分布的$(S,Q)$是他们的平稳分布。它示出的边界是紧的反馈能力是已知的所有unifilar FSC：信道的状态是一个函数的输出，陷门信道，伊辛信道，非连续的输入约束擦除信道和无记忆信道。它的效率也证明了一个新的容量结果的dicode擦除信道（DEC），直接从上述表达式得到的上限和其紧密性的结论与一般的充分条件上的上限的最优性。这个充分条件是基于BCJR方程的不动点原理，事实上，制定为一个简单的反馈能力的单线FSC任意$Q$ -图的下限。这个上界表明，基于具有特定结构的辅助随机变量的构造，例如$Q$ -图，而不是i.i.d分布，有或无反馈的有限状态信道的容量可能存在单字母表达式。上界也作为一个非平凡的约束能力的渠道没有反馈，一个问题，仍然是开放的。
2016-04-07 cs.IT math.IT
The Capacity of Channels with Feedback
我们介绍了一个一般的框架，用于治疗通道的记忆和反馈。首先，我们推广了Massey的有向信息的概念，并用它来描述一般信道的反馈容量。其次，我们提出了马尔可夫信道的编码结果。这需要在编码器和解码器处确定适当的足够的统计。第三，提出了一个计算马尔可夫信道容量的动态规划框架。第四，它表明，平均成本最优方程（ACOE）可以被看作是一个隐式的单字母表征的能力。第五，描述了具有简单充分统计的场景。
2006-09-25 cs.IT math.IT
Approximate Feedback Capacity of the Gaussian Multicast Channel
对于M个发送器、K个接收器的反馈高斯多播信道，我们将容量区域表征为log{2（M-1）} bits/s/Hz以内，其中每个接收器希望解码来自M个发送器的每个消息。扩展Cover-Leung针对（M，K）=（2，1）的可实现方案，我们证明了该广义方案在所有信道参数下每个发射机的log{2（M-1）}比特内实现了基于割集的外界。与非反馈情况下的容量相比，反馈容量在K个单独的多址接入信道的反馈容量的朴素交集上得到改进。我们发现，反馈提供了无界的乘法增益在高信噪比高斯干扰信道中所示。为了补充的结果，我们建立了确切的反馈能力的Avestimehr-Diggavi-Tse（ADT）确定性模型，从中我们观察到，反馈也可以是有益的函数计算。
2012-05-18 cs.IT math.IT
Capacity of Burst Noise-Erasure Channels With and Without Feedback and Input Cost
研究了一类在传输过程中同时存在差错和擦除的突发噪声擦除信道。的通道，其输出明确表示在其输入和平稳遍历噪声擦除过程中，被证明具有所谓的“准对称性”在一定的可逆性条件下的属性。其结果是，它被证明是一个均匀分布的输入过程最大化的信道的块互信息，导致在一个封闭形式的公式，其无反馈能力的噪声擦除熵率和辅助擦除过程的熵率。反馈信道容量的特点也表明，反馈不增加容量和推广以前的相关结果。还研究了有反馈和无反馈信道的容量成本函数。一个序列的有限字母的上限容量成本函数无反馈。使用特定的编码规则获得具有反馈的容量成本函数的字母较低的键。基于这些界限，它是证明了数字和分析，反馈可以增加容量成本函数的一类信道的马尔可夫噪声擦除过程。
2017-05-03 cs.IT math.IT
On the Feedback Capacity of Stationary Gaussian Channels
带反馈的平稳加性高斯噪声信道的容量被表征为变分问题的解。为此，证明了最优反馈编码方案是平稳的。当专门用于一阶自回归移动平均噪声谱时，这种变分表征产生反馈能力的封闭形式的表达式。特别是，这个结果表明，著名的Schalkwijk-Kailath编码方案实现了一阶自回归移动平均高斯信道的反馈能力，解决了Butman，Schalkwijk-Tiernan，Wolfowitz，Ozarow，Ordentlich，Yang-Kavcic-Tatikonda等研究的一个长期存在的公开问题。
2005-11-14 cs.IT math.IT
Capacity of All Nine Models of Channel Output Feedback for the Two-user Interference Channel
在本文中，我们研究了不同的信道输出反馈结构对两用户干扰信道容量的影响。对于双用户干扰信道，反馈链路可以存在于9种规范架构（参见图2）中的接收器和发射器之间，范围从仅一个反馈链路到四个反馈链路。我们推导出精确的容量区域的对称确定性干扰信道和恒定间隙的容量区域的对称高斯干扰信道的所有9个架构。我们证明，对于线性确定性对称干扰信道，在弱干扰状态下，除了只有一个接收机反馈到自己的发射机的反馈模型之外，所有反馈模型都具有相同的容量区域。当只有一个接收机反馈到它自己的发射机时，在弱干扰状态下，容量区域是其余反馈模型的容量区域的严格子集。然而，在弱干扰状态下，所有反馈模型的总容量是相同的。此外，在强干扰状态下，具有至少一个接收器反馈到其自己的发射器的反馈的所有模型具有相同的和容量。对于高斯干扰信道，线性确定性模型的结果如下，其中容量被近似容量代替。
2013-01-25 cs.IT math.IT
Feedback Capacity of Stationary Gaussian Channels
加性平稳高斯噪声信道的反馈容量的特点是作为一个变分问题的解决方案。为此，证明了最优反馈编码方案是平稳的。当专门用于一阶自回归移动平均噪声谱时，这种变分表征产生反馈能力的封闭形式的表达式。特别是，这个结果表明，著名的Schalkwijk-Kailath编码方案实现了一阶自回归移动平均高斯信道的反馈能力，积极回答了Butman，Schalkwijk-Tiernan，Wolfowitz，Ozarow，Ordentlich，Yang-Kavcic-Tatikonda等人研究的一个长期存在的公开问题。更一般地说，它示出的Schalkwijk-Kailath编码方案的k维推广实现了任何自回归移动平均噪声频谱的阶k的反馈能力。简单地说，最佳发送器迭代地细化接收器对预期消息的了解。
2006-02-26 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
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
An Explicit Formula for the Zero-Error Feedback Capacity of a Class of Finite-State Additive Noise Channels
已知对于具有相关加性噪声的离散信道，具有或不具有反馈的普通容量都等于$ \log q-\mathcal{H} (Z) $，其中$ \mathcal{H}(Z) $是噪声过程的熵率$ Z $，而$ q $是字母表大小。本文介绍了一类有限状态加性噪声信道。它表明，这种信道的零错误反馈容量是零或$C_{0f} =\log q -h (Z) $，其中$ h (Z) $是{ \em拓扑熵}的噪声过程。当无反馈和有反馈时，给出了零误差容量为零的拓扑条件。此外，无反馈的零差错容量的下限为$ \log q-2 h (Z) $。我们明确计算零错误反馈容量的几个例子，包括孤立错误和吉尔伯特-埃利奥特信道的信道。
2020-05-29 cs.IT math.IT
Capacity of Binary State Symmetric Channel with and without Feedback and Transmission Cost
我们考虑一个单位记忆通道，称为二进制状态对称通道（BSSC），其中的通道状态是当前通道输入和前一个通道输出的模2加法。我们推导出封闭形式的表达式的容量和相应的信道输入分布，这个BSSC的反馈和传输成本和没有。我们还表明，BSSC的容量不增加反馈，它是通过一阶对称马尔可夫过程。
2015-02-15 cs.IT math.IT
Reinforcement Learning Evaluation and Solution for the Feedback Capacity of the Ising Channel with Large Alphabet
提出了一种利用强化学习（RL）计算单股有限状态信道反馈容量的新方法。反馈能力是以前估计使用其配方作为一个马尔可夫决策过程（MDP）与动态规划（DP）算法。然而，它们的计算复杂性随着信道字母表的大小呈指数增长。因此，我们使用RL，特别是它的能力，参数化价值函数和政策与神经网络，数字评估的反馈能力的信道具有较大的字母大小。RL算法的结果是反馈能力的数值下界，其用于揭示最优解的结构。该结构由一个基于图的辅助随机变量来建模，该辅助随机变量被用来推导具有对偶界的反馈容量的解析上界。容量计算的结论是通过测试是否是BCJR不变的上限验证的紧密性。我们证明了这种方法的伊辛通道与任意字母大小。对于小于或等于8的字母表大小，我们推导出容量的解析解。接下来，数值解的结构被用来推导出一个简单的编码方案，实现了反馈能力，并作为一个更大的字母的下限。对于大于8的字母表大小，我们提出了一个上界的反馈能力。对于一个渐近大的字母大小，我们提出了一个渐近最优编码方案。
2020-08-18 cs.IT math.IT
A Feedback Capacity-Achieving Coding Scheme for the $(d,\infty)$-RLL Input-Constrained Binary Erasure Channel
本文研究了无记忆输入受限二进制擦除信道（BEC）。信道输入约束是$(d,\infty)$ -游程长度受限（RLL）约束，其要求输入序列中的任何一对连续的$1$至少被$d$ $0$分开。我们考虑的情况下，有因果关系，从解码器的无噪声反馈。我们证明了一个简单的，基于标签的，零错误的反馈编码方案，我们证明是反馈能力的实现，并作为一个副产品，获得明确的表征的反馈能力。我们的证明是基于显示我们的反馈编码方案的速率等于使用Sabag等人的单字母边界技术导出的反馈容量的上限。此外，我们使用Thangaraj（2017）的工具注意到，至少对于$d=1,2$，$(d,\infty)$ -RLL输入约束BEC的反馈和非反馈能力之间存在差距。
2022-04-14 cs.IT math.IT
On the Noisy Feedback Capacity of Gaussian Broadcast Channels
众所周知，一般来说，反馈可以扩大高斯广播信道的容量区域。这已经被证明，即使反馈是嘈杂的（或部分但完美的），只有从一个接收器。已知的反馈不扩大容量区域的唯一情况是当信道物理退化时（El Gamal 1978，1981）。在本文中，我们表明，对于一类两个用户的高斯广播信道（不一定是物理退化），被动反馈较强的用户的信号在高斯噪声损坏的链路不扩大容量区域，如果反馈噪声的方差是高于一定的阈值。
2015-02-17 cs.IT math.IT
Opportunistic capacity and error exponent regions for compound channel with feedback
考虑了带反馈的复合信道上的变长通信。传统上，没有反馈的复合信道的容量被定义为在通信开始之前确定的使得通信可靠的最大速率。这种传统的定义是悲观的。在存在反馈的情况下，给出了机会主义的定义。容量被定义为在通信结束时确定的使得通信可靠的最大速率。因此，传输速率可以适应自然选择的信道。在此定义下，复合信道上的反馈通信在概念上类似于多终端通信。传输速率是一个矢量而不是一个标量;信道容量是一个区域而不是一个标量;误差指数是一个区域而不是一个标量。本文建立了带反馈的复合信道上的变长通信模型，刻画了其机会容量域，并给出了其差错指数域的下界。
2011-06-29 cs.IT math.IT
The Information Flow and Capacity of Channels with Noisy Feedback
在本文中，我们考虑了一些长期存在的问题，在通信系统中访问噪声反馈。我们引入了一个新的概念，剩余有向信息，以捕获有效的信息流（即互信息之间的消息和信道输出）在前向信道。根据这个新的概念，我们调查离散无记忆信道（DMC）与噪声反馈，并证明了噪声反馈能力是无法实现的，通过使用任何典型的闭环编码器（非平凡的反馈信息产生信道输入）。然后，我们表明，剩余的有向信息可以用来表征信道的容量与噪声反馈。最后，我们提供了有噪反馈能力的可计算界限，其特征在于因果条件定向信息。
2011-12-02 cs.IT math.IT
Capacity of a POST Channel with and without Feedback
我们考虑有限状态信道的状态是它以前的输出。我们将这些称为POST（先前输出为状态）通道。我们首先关注POST（$α$）通道。这些通道具有二进制输入和输出，其中状态确定通道是作为$Z$通道还是$S$通道，两者都具有参数$α$。%与参数$α.$我们表明，POST（$α$）通道的非反馈容量等于其反馈容量，尽管该通道的内存。这个令人惊讶的结果的证明是基于显示，诱导的输出分布，当最大化的有向信息在反馈的存在下，也可以通过不利用反馈的输入分布来实现。我们表明，这是一个充分条件的反馈容量等于任何有限状态信道的非反馈容量。我们表明，从POST（$α$）通道的结果结转到一个二进制POST通道，其中以前的输出确定当前通道是否将是二进制参数$(a,b)$或$(b,a)$。最后，我们表明，在一般情况下，反馈可能会增加POST通道的容量。
2013-09-21 cs.IT math.IT
On the Capacity Enlargement of Gaussian Broadcast Channels with Passive Noisy Feedback
众所周知，在接收机处具有独立噪声实现的平均发射功率受限的高斯广播信道（GBC）的容量区域由于因果无噪声反馈的存在而被扩大。当GBC在接收器处具有相同的噪声方差时，还已知通过仅使用无源噪声反馈来扩大容量区域是可能的。即使反馈噪声方差非常高，并且仅可从一个接收器获得，最后一个事实仍然成立。虽然这种容量扩大对于高斯BC设置中的若干其他反馈模型是可行的，但是还已知反馈不改变物理降级的广播信道的容量区域。在本文中，我们考虑了两个用户的GBC与独立的噪声实现在接收机，从接收机的反馈链路被损坏的独立的加性高斯噪声过程。我们调查了一组四个噪声方差，两个正向和两个反馈，没有容量扩大是可能的。该区域的一个尖锐的特征，即，在所呈现的区域之外的任何四倍都将导致容量增大，而在所呈现的区域之内的四倍将使容量区域保持不变。我们的研究结果导致的结论是，当前向噪声方差是不同的，太嘈杂的一个单独的接收器的反馈并不总是有利于扩大容量区域，无论是从较强的用户或较弱的，在形成鲜明对比的情况下，相等的前向噪声方差。
2020-09-18 cs.IT math.IT
The Feedback Capacity of the $(1,\infty)$-RLL Input-Constrained Erasure Channel
考虑了带反馈的输入受限擦除信道，其中二进制输入序列不包含连续序列，即，它满足$(1,\infty)$ -RLL约束。我们推导出这种设置的容量，它可以表示为$C_ε=\max_{0 \leq p \leq \frac{1}{2}}\frac{H_{b}(p)}{p+\frac{1}{1-ε}}$，其中$ε$是擦除概率，$ H_{b}(\cdot)$是二进制熵函数。此外，我们证明了在编码器的擦除的先验知识不增加反馈容量。反馈能力的计算使用等效的动态规划（DP）制定的最佳平均奖励等于容量。此外，我们从DP的解决方案中获得了最佳编码过程，从而为我们的设置提供了实现容量的零错误编码方案。DP因此被证明是一种工具，不仅用于解决优化问题，如容量计算，但也用于构建最佳的编码方案。导出的容量表达式也作为唯一的非平凡的上限已知的输入约束擦除信道的容量没有反馈，一个问题，仍然是开放的。
2015-03-11 cs.IT math.IT
Control approach to computing the feedback capacity for stationary finite dimensional Gaussian channels
本文首先将有限维高斯信道上反馈通信的解释扩展为反馈控制系统，证明了在Youla参数上寻找具有最大可靠传输率的稳定反馈控制器的问题与[1]中最近导出的寻找严格因果滤波器以实现反馈容量的问题是一致的。上述解释提供了一种构造确定性反馈编码方案（具有双指数衰减错误概率）的方法。接下来，我们提出了一个渐近容量实现上界，这可以通过求解有限维对偶优化数值评估。从实现上界的过滤器，我们推导出可行的过滤器，导致一系列的下界。因此，从下界滤波器，我们得到的通信系统，实现了下界速率。大量的例子表明，该序列的下限是渐近容量实现以及。
2015-11-30 cs.IT math.IT
Capacity of Finite State Channels with Feedback: Algorithmic and Optimization Theoretic Properties
有限状态反馈信道的容量是多字母表达式序列的极限。尽管许多努力，封闭形式的单字母容量表征是未知的日期。在本文中，反馈能力的研究，从一个基本的算法的角度来看，解决的问题是否可以算法计算的能力。为此，使用图灵机的概念，它提供了数字计算机的基本性能极限。结果表明，FSC的反馈容量是不是Banach-Mazur可计算的，因此不是Borel-Turing可计算的。因此，它表明，无论是可并行性或逆是不是Banach-Mazur可计算的，这意味着有可计算的FSC，它是不可能找到可计算的紧的上限和下限。此外，它表明，反馈能力不能表征为熵量的有限字母公式的最大化。
2022-02-04 cs.IT math.IT
Upper Bound on the Capacity of Gaussian Channels with Noisy Feedback
我们考虑一个加性高斯信道加性高斯噪声反馈。我们得到了n-块容量的上界（由Cover [1]定义）。它表明，这个上界可以通过求解凸优化问题。高斯噪声过程的平稳性假设，我们刻画的极限的n块上限，并证明了这个极限是上界的噪声反馈（香农）容量。
2012-01-07 cs.IT math.IT
Feedback-Capacity of Degraded Gaussian Vector BC using Directed Information and Concave Envelopes
已知的是，两个用户物理降级的离散无记忆（DM）广播信道（BC）的容量区域不被反馈扩大。一个相同的结果适用于一个物理退化的高斯BC，后来建立使用的熵功率不等式（EPI）的变体。在本文中，我们将后者的结果扩展到物理退化的高斯矢量BC（PD-GVBC）。然而，扩展是不是EPI的基础上，但采用了最近的结果的因式分解的凹信封。虽然现有的凹包络因式分解的结果不存在反馈，我们表明，因式分解相应的有向信息量足以达到PD-GVBC的反馈容量区域。我们的工作表明，因式分解有向信息的凹包络可以处理涉及反馈的情况。我们进一步表明，一个离散的无记忆的物理退化BC的容量区域不扩大反馈。
2017-04-18 cs.IT math.IT
On Channel Output Feedback in Deterministic Interference Channels
本文研究了两用户对称确定性干扰信道中，信道输出反馈对系统总容量的影响。我们发现，从一个接收器到它自己的发射器的单个反馈链路的结果在相同的总容量具有从两个接收器到两个发射器的总共4个反馈链路。因此，从总容量的角度来看，三个额外的反馈链路是没有帮助的。我们还考虑了一个半双工反馈模型，其中的前向和反馈资源是对称和分时的。令人惊讶的是，我们发现，有没有增益的总容量与反馈的半双工反馈模型时，干扰链路有更多的容量比直接链接。
2009-08-31 cs.IT math.IT
Capacity Regions of Two-User Broadcast Erasure Channels with Feedback and Hidden Memory
研究了具有反馈和记忆的双接收机广播包删除信道。内存建模使用有限状态马尔可夫链表示信道状态。信道状态在发射机处是未知的，但是该隐马尔可夫链的观测在发射机处通过反馈是可用的。匹配的外部和内部边界推导和容量区域的确定。容量区域没有单字母特征，从这个意义上说，是不可计算的。提供了容量区域的近似，并概述了两种最佳编码算法。第一个算法是一个概率编码方案，其决策基于过去的L个反馈序列。它的可达速率区域在L中指数快速地接近容量区域。第二种算法是一种类似反压的算法，从长远来看性能最佳。
2015-06-23 cs.IT math.IT
Capacity and coding for the Ising Channel with Feedback
1990年引入的Ising信道是一种具有记忆的信道，其对符号间干扰进行建模。在本文中，我们考虑了反馈的伊辛信道，并找到了容量的信道与容量实现编码方案。为了计算信道容量，等效的动态规划（DP）问题被制定和解决。使用DP解决方案，我们建立的反馈能力是表达式$C=(\frac{2H_b(a)}{3+a})\approx 0.575522$其中$a$是一个特定的根的四次多项式和$H_b(x)$表示的二进制熵函数。同时，$a=\arg \max_{0\leq x \leq 1} (\frac{2H_b(x)}{3+x})$。最后，一个简单的，无错误的，实现容量的编码方案一起提供了概述DP结果和编码方案之间的强连接。
2012-05-21 cs.IT math.IT
Feedback Capacity of Stationary Gaussian Channels: An Optimal Schalkwijk-Kailath Scheme
Rachel and Selim Benin School of Computer Science and Engineering, The Hebrew University of Jerusalem（耶路撒冷希伯来大学雷切尔和塞利姆·贝宁计算机科学与工程学）
本文针对平稳高斯信道，通过凸优化扰动分析证明了反馈无关分量去除断言，并基于任意优化器构造了达到反馈容量的显式SK编码方案，实现双重指数衰减错误概率。
2026-09-14 cs.IT math.IT
Capacity Region of the Finite-State Multiple Access Channel with and without Feedback
考虑了反馈信道输出样本为任意时不变函数的变状态多址接入信道（FS-MAC）的容量域。我们的特点是内部和外部的约束，这个区域，使用Masseys的有向信息。这些界限是一致的，因此产生的容量区域，FS-MAC的状态过程是平稳的，遍历的，不受输入。虽然“多字母”一般，我们的结果产生明确的结论时，适用于特定的场景感兴趣。例如，在一个示例中，我们的研究结果使我们能够：- 识别一大类FS-MAC，其包括加性模-2噪声MAC，其中噪声可能具有记忆，对于该记忆，反馈不会扩大容量区域。- 推导出，对于状态不受输入影响的一般FS-MAC，如果没有反馈的容量（区域）为零，则有反馈的容量（区域）也为零。- 推导出MAC的容量区域，该容量区域可以被分解成由点对点信道（具有、不具有或具有部分反馈）连接的“复用器”，容量区域由$\sum_{m} R_m \leq C$给出，其中C是点对点信道的容量，并且m索引编码器。此外，我们表明，对于这个家庭的渠道源信道编码分离举行。
2007-08-02 cs.IT math.IT
Zero-rate feedback can achieve the empirical capacity
有限反馈的效用，用于在一个单独的DMC序列的编码进行了研究。这项研究补充了最近的结果，这些结果表明有限或嘈杂的反馈可以提高沟通的可靠性。给出了一种具有固定输入分布$P$的策略，该策略渐近地实现任意接近由$P$和状态平均信道引起的互信息的速率。当实现输入分布的容量在所有信道状态上相同时，这实现至少与状态平均信道的容量一样大的速率，有时称为经验容量。
2009-08-10 cs.IT math.IT
On the Capacity Region and the Generalized Degrees of Freedom Region for the MIMO Interference Channel with Feedback
在本文中，我们研究了反馈对两个用户MIMO干扰信道的影响。具有反馈的MIMO干扰信道的容量区域的特征在于在恒定比特数内，其中该常数与信道矩阵无关。此外，它示出的MIMO干扰信道的反馈和它的互易干扰信道的容量区域是在一个恒定的比特数。最后，给出了带反馈MIMO干扰信道的广义自由度域的特征。
2013-09-14 cs.IT math.IT
On Outage Capacity for Incremental Relaying with Imperfect Feedback
研究了在低信噪比（SNR）条件下，非理想反馈对增量中继ε-中断容量的影响.我们发现，不完美的反馈导致的前对数因子的重新缩放（相当于在高SNR制度下工作的网络的复用增益），从而大大降低了ε-中断容量。此外，我们研究了不同程度的反馈可靠性对系统性能的影响。我们进一步推导出一个简单的二叉树为基础的建设规则，分析网络与任意数量的中继节点的不完美的反馈。这个规则可以直接映射到一个全面的矩阵符号。
2010-01-13 cs.IT math.IT
On the Symmetric Feedback Capacity of the K-user Cyclic Z-Interference Channel
K用户循环Z干扰信道对第k个发射机以循环方式仅对第（k-1）个接收机造成干扰的情况进行建模，例如，第一发射机仅对第K个接收机造成干扰。针对高斯循环Z干扰信道，研究了无噪声反馈对信道容量的影响。为此，对称反馈能力的线性移位确定性循环Z-干扰信道（LD-CZIC）的特点是完全为所有的干扰制度。使用的线性确定性信道模型的见解，高斯循环Z干扰信道的对称反馈容量的特点是在一个恒定的比特数。作为一个副产品的恒定间隙的结果，对称广义自由度反馈的高斯循环Z-干扰信道的特点。这些结果突出了线性和高斯信道模型的对称反馈容量是K的一般函数，用户的数量。此外，由于反馈而获得的容量增益随着K的增加而减小。
2012-12-21 cs.IT math.IT
On Evaluating the Rate-Distortion Function of Sources with Feed-Forward and the Capacity of Channels with Feedback
我们研究的问题计算率失真函数的源与前馈和信道的容量与反馈。具有前馈的最优率失真函数和具有反馈的最优信道容量的公式（涉及有向信息）是多字母表达式，并且通常不容易计算。在这项工作中，我们得出的条件下，这些可以计算为一大类的源/通道与内存和失真/成本措施。还提供了说明性的例子。
2007-07-18 cs.IT math.IT
Power-Bandwidth Efficiency and Capacity of Wireless Feedback Communication Systems
本文分析了数字通信反馈系统（FCS）功率带宽效率的优化和提高中出现的问题。有示出，与数字系统不同，自适应FCS与模拟前向传输允许充分优化和推导的最佳传输-接收算法接近其效率的香农边界。考虑了前向信道容量和自适应FCS作为通信单元的容量之间的差异，以及它们对传输功率带宽效率的影响。
2011-02-23 cs.IT math.IT
The Zero-Error Feedback Capacity of State-Dependent Channels
建立了Gelfand-Pinsker信道的零误差反馈容量。即使在没有反馈的情况下信道的零差错容量为零，它也可以是正的。此外，单个比特的无差错传输可能需要多于一个信道使用。这些现象不会发生时，状态是透露给发射机因果关系，一种情况下，解决了这里使用香农策略。还讨论了信道输入或信道状态上的成本约束，以及除了消息之外还必须恢复状态序列的情况。
2016-07-08 cs.IT math.IT
Capacity Region of Erasure Broadcast Channels with Common Message and Feedback
Jolfaei等人使用反馈来创建对广播信道中的多个用户同时有用的发射信号。后来，Georgiadis和Tassiulas研究了具有反馈的擦除广播信道，并在一定的假设下提出了容量区域。这些结果提供了基本的思想，用于通信协议的网络延迟信道状态信息。然而，据我们所知，擦除广播信道的容量区域与反馈和共同的消息，为两个接收器从来没有提出。后一个问题作为子问题出现在许多多终端通信网络中，例如X信道和双单播问题。在这项工作中，我们提出的容量区域的两个用户擦除广播信道延迟反馈，私人信息，和一个共同的消息。我们考虑任意的和可能相关的擦除分布。我们开发了新的外部边界，捕获反馈和量化的影响，提供一个共同的信息的能力区域。我们还提出了一种传输策略，实现了外边界。我们的传输策略不同于以前的结果，以实现的能力，它创建边信息在较弱的用户，这样的可解码性是确保即使我们组播的共同消息的速率高于其链路容量。
2020-05-16 cs.IT math.IT
Noisy Channel-Output Feedback Capacity of the Linear Deterministic Interference Channel
在本技术报告中，对带噪声输出反馈（IC-NOF）的双用户线性确定性（LD）干扰信道的容量区域进行了全面表征。这个结果允许识别几个不对称的情况下，其中实现信道输出反馈的发射机-接收机对中的仅一个是有益的，因为实现它在两个链路中，在可实现的个人速率和总速率的改进w.r.t.没有反馈的案例。在其他场景中，在任何发射机-接收机对中使用信道输出反馈在可实现的单独速率改进方面仅有益于两对中的一对，或者简单地，它被证明是无用的，即，即使在反馈链路中完全没有噪声的情况下，具有和不具有反馈的容量区域也是相同的。
2016-11-15 cs.IT math.IT
