Limited-Rate Channel State Feedback for Multicarrier Block Fading Channels
通过从接收机向发射机反馈信道状态信息，可以大大增加衰落信道的容量。对于有限速率反馈，反馈什么状态信息以及如何对其进行编码是重要的未决问题。本文研究了在多载波系统中，每个子信道的反馈不超过一个比特的功率负载。子信道可以是相关的，并且在接收机处假设完整的信道状态信息。
2009-01-01 cs.IT math.IT
Why block length and delay behave differently if feedback is present
对于输出对称的DMC，即使在中等高的速率，固定块长度的通信系统没有显示出改善其错误指数与反馈。在本文中，我们研究了具有固定端到端延迟的系统，并表明反馈通常会在误差指数上提供显着的增益。本文给出了带反馈的固定时延通信系统中符号错误概率的一个新的上界（不确定聚焦界）。这个界限原来有一个类似的形式维特比的界限用于块错误概率的卷积码作为一个函数的固定约束长度。的不确定性聚焦界被证明是渐近实现的无噪声反馈的擦除通道，以及任何输出对称的DMC，具有严格的正零误差容量。此外，即使反馈本身延迟很小，也可以以延迟通用（随时）方式实现。最后，它表明，对于端到端的延迟，它通常是可能的，在高速率击败一般DMC的球包装界-从而提供了一个反例的猜想Pinsker。
2007-12-06 cs.IT math.IT
On the error exponent of variable-length block-coding schemes over finite-state Markov channels with feedback
研究了变长分组编码下反馈马尔可夫信道的差错指数。推广了Burnashev的经典结果，在信道状态在发送端和接收端都是因果观测的假设下，给出了有限状态Markov信道可靠性函数的单字母刻画.从随机控制理论的工具，以处理信道的符号间干扰。特别是马尔可夫决策过程的凸分析方法，通过处理问题的停止时间范围所产生的可变长度的编码方案。
2007-07-13 cs.IT math.IT
Limited Feedback-based Block Diagonalization for the MIMO Broadcast Channel
块对角化是用于多天线广播（下行链路）信道的线性预编码技术，其涉及到向每个接收器传输多个数据流，使得在任何接收器处都不经历多用户干扰。这种低复杂度的方案仅与容量相差几dB，但在发射机处需要非常准确的信道知识。我们考虑一个有限的反馈系统，其中每个接收机知道它的信道完美，但发射机只提供了有限数量的信道反馈比特从每个接收机。使用随机量化参数，我们量化的吞吐量损失由于不完善的信道知识作为反馈水平的函数。信道知识的质量必须提高成比例的SNR，以防止干扰的限制，我们表明，缩放反馈位的数量与系统SNR的线性是足够的，以保持有界的速率损失。最后，我们比较我们的量化策略的模拟反馈方案，并显示量化反馈的优越性。
2007-11-21 cs.IT math.IT
Error-and-Erasure Decoding for Block Codes with Feedback
本文给出了定长分组码在离散无记忆信道上反馈纠错纠删译码的最优性能的内界和外界。首先，使用具有通信和控制阶段的两阶段编码方案以及用于给定编码方案的最佳解码规则来导出内界，其中解码规则可以表示为消息之间的成对比较。然后，一个外界推导出使用的推广的直线界错误和擦除解码器和最佳错误指数权衡的反馈编码器与两个消息。此外，推导了无差错分组码的最优删除指数的上、下界。最后，我们提出了一个事实，即最佳的权衡两个消息代码的错误指数不增加与DMC上的反馈。
2011-09-01 cs.IT math.IT
On Secrecy Capacity of Binary Beampointing Channels with Block Memory and Feedback
本文针对具有块记忆和反馈的二进制波束指向信道，推导了保密容量闭式上界，提出联合通信与自适应感知（JCAS）方案并给出可达保密速率，仿真验证了随块长度增加内外界差距缩小的有效性。
2025-08-28 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
Secure Joint Source-Channel Coding for the AWGN Channel with Feedback: A Finite Blocklength Analysis
Southwest Jiaotong University（西南交通大学）；Xihua University（西华大学）
本文研究了在有限块长条件下，改进的SK方案在有反馈的AWGN窃听信道中的性能，并建立了相应的反向结论。
2026-01-14 cs.IT math.IT
Error Exponents for the Gaussian Channel with Active Noisy Feedback
我们研究了最好的指数衰减的错误的概率，可以实现在高斯信道的传输中的一个单一的位与一个活跃的噪声高斯反馈链路的块长度。我们施加一个\emph{expected}块功率约束的前向链路和研究\emph{almost-sure}和\emph{expected}块功率约束的反馈链路。在这两种情况下，最佳可实现的误差指数是有限的，并且与前向链路和反馈链路上的信噪比之间的较大者近似成比例地增长。在几乎确定块功率约束下的误差指数通常严格小于在预期约束下的误差指数。一些结果扩展到通信在任意速率低于容量和一般离散无记忆信道。
2009-09-23 cs.IT math.IT
MIMO Broadcast Channels with Block Diagonalization and Finite Rate Feedback
块对角化是用于多天线广播（下行链路）信道的线性预编码技术，其涉及到向每个接收器传输多个数据流，使得在任何接收器处都不经历多用户干扰。这种低复杂度的方案仅与容量相差几dB，但确实需要在发射机处非常准确的信道知识，这在衰落场景中可能非常难以获得。我们考虑一个有限的反馈系统，其中每个接收机知道它的信道完美，但发射机只提供了有限数量的信道反馈比特从每个接收机。使用随机矢量量化参数，我们量化的吞吐量损失由于不完善的信道知识作为反馈水平的函数。信道知识的质量必须提高成比例的SNR，以防止干扰的限制，我们表明，缩放反馈位的数量与系统SNR的线性是足够的，以保持有界的速率损失。最后，我们研究了一个简单的标量量化方案，可以实现与矢量量化相同的缩放行为。
2006-10-12 cs.IT math.IT
Optimization of Training and Feedback Overhead for Beamforming over Block Fading Channels
我们研究了单用户，多天线链路的波束成形的能力，考虑到由于信道估计和有限的信道状态信息的反馈的开销。多输入单输出（MISO）和多输入多输出（MIMO）信道被认为是受块瑞利衰落。每个相干块包含$L$符号，并且由$T$训练符号、$B$反馈比特和数据符号跨越。训练符号用于获得信道矩阵的最小均方误差估计。给定该估计，接收机从包含$2^B$ { \em i.i.d.}随机向量，并将相应的$B$比特发送回发射机。我们推导出MISO和MIMO信道的波束成形能力的界限，并表征最佳（速率最大化）的训练和反馈开销（$T$和$B$）的$L$和发射天线的数量$N_t$都变得很大。最佳的$N_t$受相干时间的限制，并且随着$L/\log L$而增加。对于MISO信道，最佳$T/L$和$B/L$（由于训练和反馈的部分开销）是渐近相同的，并且在速率$1/\log N_t$处趋于零。对于MIMO信道，最优反馈开销$B/L$更快地趋于零（如$1/\log^2 N_t$）。
2010-08-26 cs.IT math.IT
On zero-rate error exponent for BSC with noisy feedback
对于信息传输，使用二进制对称信道。还存在另一个有噪声的二进制对称信道（反馈信道），并且发射机经由该反馈信道无延迟地观察前向信道的所有输出。被认为是一个非指数数量的消息（即传输速率等于零）的传输。可实现的解码错误指数，这样的组合的通道进行了研究。结果表明，当反馈信道的交叉概率小于某一正值时，可达误差指数优于无反馈信道的相似误差指数。所描述的传输方法和相应的错误指数的下界可以被加强，并且还可以扩展到正传输率。
2008-08-15 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
On the Sensing Capacity of Gaussian "Beam-Pointing" Channels with Block Memory and Feedback
本文针对5G/6G高频通信中的高斯波束指向信道，研究其感知容量，提出通信与感知联合方案，利用动态规划推导感知容量上界和可达内界，并在Q=1时达到最优感知速率，揭示感知与通信的折衷。
2025-08-28 cs.IT math.IT
On the Capacity of "Beam-Pointing" Channels with Block Memory and Feedback: The Binary Case
毫米波（mmWave）通信是5G系统的关键推动因素之一，因为它提供更大的系统带宽以及将大量天线封装在小形状因子中以用于高度定向通信的可能性。为了实现潜在的非常高的波束成形增益，发射器和接收器波束需要对准。实际上，离开角（AoD）在许多连续的时隙上几乎保持恒定，这呈现出具有记忆的状态依赖信道。此外，反向散射信号可以被建模为（因果）广义反馈。在信息论中，这类通道的容量通常是一个开放的问题。为了解决这个困难的问题，我们考虑一个“玩具模型”，由一个二进制状态相关（BSD）通道与块内存储器（iBM）[1]和一个单位延迟反馈。该模型的容量下的峰值传输成本约束的特点是一个迭代的封闭形式的表达。我们提出了一种容量实现方案，其中传输的信号携带信息，同时均匀和随机的波束的反馈的帮助下探测。
2022-11-16 cs.IT math.IT
Approximate ML Decision Feedback Block Equalizer for Doubly Selective Fading Channels
为了在低复杂度下有效地抑制码间干扰（ISI），本文提出了一种适用于双选择性（频率选择性，时间选择性）衰落信道的近似最大似然（ML）判决反馈块均衡器（A-ML-DFBE）。建议的均衡器设计，使有效地利用特殊的时域表示的多径信道，通过匹配滤波器，滑动窗口，高斯近似，和决策反馈。A-ML-DFBE具有以下特点：1）其性能接近于最大似然序列估计（MLSE），明显优于基于最小均方误差（MMSE）的检测器; 2）其复杂度明显低于传统均衡器; 3）通过调整滑动窗口的长度，容易实现复杂度和性能的折衷; 4）反馈滤波器结构简单，长度固定。符号出错率（SER）的推导来表征的行为的A-ML-DFBE，它也可以用来找到所提出的均衡器的关键参数。此外，我们进一步证明了A-ML-DFBE获得了全多径分集。
2011-12-04 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
Delay Optimal Secrecy in Two-Relay Network
我们考虑一个两中继网络，其中源的目的是传达一个机密的消息到目的地，同时保持消息的秘密从中继节点。在第一跳中，从源到中继的信道被假设为块衰落，并且信道状态在块之间任意地改变-可能是非平稳和非遍历的。当中继反馈的源到中继信道的状态是可用的源上没有延迟，我们提供了一个编码策略，以实现最佳的延迟。接下来，我们考虑的情况下，有一个块延迟中继反馈的源到中继信道的状态。我们表明，对于一组信道状态序列，最佳延迟与一个块延迟反馈的最佳延迟与无延迟反馈的最佳延迟最多相差一个块。
2014-10-18 cs.IT math.IT
Upper Bounds on the Feedback Error Exponent of Channels With States and Memory
马尔可夫信道作为一类状态相关信道，其反馈容量和差错指数的刻画一直是信息论的研究热点。本文研究了一个更一般的变种，这样的渠道，通过一般的随机过程，不一定马尔可夫或遍历的状态演变。假设发射机和接收机的状态是未知的，但潜在的概率分布是已知的。对于这种设置，我们得出的反馈误差指数和反馈容量与可变长度的代码上界。用有向互信息和有向相对熵表示了边界。误差指数的界被简化为离散无记忆通道的Burnashev表达式。我们的方法依赖于从鞅理论的工具来分析一个随机过程定义的熵的消息给定过去的通道的输出的基础上。
2022-02-20 cs.IT math.IT
Common-Message Broadcast Channels with Feedback in the Nonasymptotic Regime: Full Feedback
我们调查的情况下，一个共同的消息是使用固定块长度的代码或可变长度的代码的反馈，在两个用户的广播信道上可实现的最大编码速率。对于固定块长度的代码设置，我们建立非渐近逆和可扩展性的界限。这些界限的渐近分析表明，反馈改善了二阶项相比，无反馈的情况下。特别是，对于某一类反对称广播信道，我们表明，分散减半。对于变长码设置，我们证明了信道色散为零。
2018-08-30 cs.IT math.IT
Achievable Error Exponents of One-Way and Two-Way AWGN Channels
在几乎必然（AS）和期望块（EXP）功率约束下，针对有限数目的消息$M$使用固定块长度$n$传输，推导了带噪声反馈的单向和双向AWGN信道的可量化误差指数.在噪声AWGN反馈下的单向设置中，它示出了在AS约束下，并且当反馈链路比直接链路强得多时，主动反馈导致比被动反馈更大的增益超过非反馈误差指数。在EXP约束下，将两个消息的传输的先前已知的误差指数推广到任意但有限数目的消息$M$。在双向设置中，其中每个用户除了（可能地）帮助相反方向的反馈的传输之外还具有其自己的消息要发送，在AS和EXP功率约束下，首次针对AWGN双向信道定义和导出误差指数区域。结果表明，反馈或相互作用可能会导致在一个方向上的误差指数增益，可能在另一个方向上获得的误差指数的减少为代价。探讨了我们的可兼容性策略支持的$M$和$n$之间的关系。
2019-01-18 cs.IT math.IT
Distortion Exponent in MIMO Channels with Feedback
研究了高斯信源在带反馈链路的块衰落多天线信道中的传输问题。反馈链路被假定为每信道使用1比特容量的无差错和无延迟链路。在短期功率约束下，端到端平均失真的最佳指数行为的特点是所有的源信道带宽比。它示出的最佳传输策略是连续的细化信源编码，然后在信道上的渐进传输，其中的信道块是动态分配层之间的信道状态的基础上使用的反馈链路作为一个瞬时自动重传请求（ARQ）信号。
2009-10-26 cs.IT math.IT
On Reliability Function of BSC with Noisy Feedback
对于信息传输，使用二进制对称信道。还存在另一个有噪声的二进制对称信道（反馈信道），并且发射机经由该反馈信道无延迟地观察前向信道的所有输出。考虑指数数量的消息的传输（即传输速率为正）。可实现的解码错误指数，这样的组合的通道进行了研究。结果表明，当反馈信道的交叉概率小于某一正值时，可达误差指数优于无反馈信道的译码误差指数。
2010-11-09 cs.IT math.IT
Sum rate analysis of a reduced feedback OFDMA system employing joint scheduling and diversity
我们认为联合调度和多样性，以提高多用户分集的好处在\OFDMA{}系统。假设\OFDMA{}频谱由$\Nrb$资源块组成，并且缩减反馈方案由每个用户仅针对最佳$\NFb$资源块反馈信道质量信息（\CQI）组成。假设最大归一化\CQI{}调度和一般值为$\NFb$，我们开发了一个统一的框架来分析系统的总速率的量化和非量化的\CQI{}反馈方案。基于这个框架，我们提供了三种不同的多天线发射机方案，发射天线选择（\TAS），正交空时分组码（\OSTBC）和循环延迟分集（\CDD）的总和速率的封闭形式的表达式。此外，我们近似的总和速率表达式，并确定所需的反馈比$(\frac{\NFb}{\Nrb})$，以实现一个总和速率相媲美的总和速率由一个完整的反馈方案。
2011-06-03 cs.IT math.IT
All you need is feedback: Communication with block attention feedback codes
Imperial College London（伦敦帝国理工学院）；Huawei Technologies Sweden AB（华为技术瑞典有限公司）
基于深度学习的信道码设计作为传统编码算法的替代方案最近获得了关注，特别是对于现有码不能提供有效解决方案的信道。反馈通道上的通信就是这样一个问题，最近通过采用各种深度学习架构已经获得了有希望的结果。在本文中，我们介绍了一种新的学习辅助代码设计的反馈通道，称为广义块注意反馈（GBAF）码，其中i）采用了模块化的架构，可以使用不同的神经网络架构实现; ii）提供了数量级的改进相比，现有的设计的错误概率;和iii）可以在所需的码率传输。
2022-10-05 cs.AI cs.IT cs.LG
Asymptotically Optimal Resource Block Allocation With Limited Feedback
考虑频率选择性信道上的信道分配问题，有K个信道（频带）和N个用户，对于某个正整数b，K=bN。我们希望为每个用户分配b个信道（或资源块）。由于频率选择性信道的性质，每个用户认为某些信道比其他信道更好。这个资源分配问题的最优解可以使用匈牙利算法来计算。然而，这需要知道所有信道增益的数值，这使得这种方法对于大型网络不切实际。我们建议一个次优的方法，只需要知道每个用户的M-最好的渠道。我们找到M的最小值，使得存在一个分配，其中每个用户得到的所有b个信道都在他的M-最好的。这导致每个用户每个信道的反馈显著小于一位。对于一个大类的衰落分布，包括瑞利，Rician，m-Nakagami和其他人，这种次优的方法导致一个渐近（在K）最优的和速率和渐近最优的最小速率。我们的非机会主义的方法实现（渐近）充分的多用户分集以及最佳的公平性，通过对比所有其他有限的反馈算法。
2018-11-11 cs.IT math.IT
A New Achievable Rate Region for the Discrete Memoryless Multiple-Access Channel with Noiseless Feedback
针对两用户离散无记忆多址信道，提出了一种新的单信可达速率域。该区域包含Cover-Leung率区域[1]，并证明了该包含是严格的.证明使用块马尔可夫叠加策略的基础上的观察，这两个用户的消息是相关的反馈。对于每个编码器来说，传输速率太高，无法直接使用反馈来解码另一个的消息，因此它们在下一个块中传输相关信息以了解彼此的消息。然后，它们在接下来的块中合作以解决解码器的残余不确定性。该编码方案可以被看作是Cover-Leung方案的自然推广，具有一个额外块的延迟和一对额外的辅助随机变量。我们计算建议的速率区域为两个不同的MAC和比较结果与其他已知的速率区域的MAC反馈。最后，我们展示了如何可以扩展的编码方案，以获得更大的速率区域与更多的辅助随机变量。
2014-03-28 cs.IT math.IT
The Effect of Block-wise Feedback on the Throughput-Delay Trade-off in Streaming
与传统的文件传输不同，只有总延迟问题，流应用程序对每个数据包施加延迟限制，并要求它们按顺序排列。为了实现快速的按序分组解码，我们必须在吞吐量上做出妥协。我们研究了吞吐量和按顺序解码延迟之间的这种权衡，特别是它是如何受到频率的影响的块明智的反馈源。当有即时反馈时，我们可以同时获得最优的吞吐量和延迟。但是随着反馈延迟的增加，我们必须在这些指标中的至少一个上妥协。我们提出了一个频谱的编码方案，跨越不同的点上的吞吐量延迟权衡。根据应用的延迟敏感性和带宽限制，可以在此权衡中选择适当的工作点。
2014-03-02 cs.IT cs.MM 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 is Good, Active Feedback is Better: Block Attention Active Feedback Codes
Imperial College London（伦敦帝国理工学院）；Huawei Technologies Sweden AB（华为技术瑞典有限公司）
深度神经网络（DNN）辅助的信道编码设计（例如，用于现有代码的低复杂度神经解码器或基于端到端神经网络的自动编码器设计）最近由于其改进的性能和灵活性而受到关注;特别是对于不存在高性能结构化代码设计的通信场景。存在反馈的通信就是这样一种通信场景，几十年来，反馈信道的实际码设计一直是编码理论中的一个公开挑战。最近，基于DNN的设计在利用反馈方面取得了令人印象深刻的结果。特别是，广义块注意反馈（GBAF）码，它利用流行的Transformer架构，取得了显着的改善方面的块出错率（BLER）的性能。然而，以前的工作主要集中在被动反馈，其中发射机在接收机处观察到信号的噪声版本。在这项工作中，我们表明，GBAF码也可以用于信道的主动反馈。我们实现了一对Transformer架构，在发射机和接收机，它们彼此顺序交互，并实现了新的最先进的BLER性能，特别是在低SNR制度。
2022-11-03 cs.AI cs.IT cs.LG
Combining Channel Output Feedback and CSI Feedback for MIMO Wireless Systems
使用信道输出反馈来提高衰落信道的可靠性在文献中很少受到关注。在大多数关于衰落信道的反馈的工作中，仅信道状态信息（CSI）反馈被用于在发射机处进行编码。在这项工作中，设计的编码方案的多输入多输出（MIMO）衰落系统的信道输出和信道状态反馈在发射机被认为是。在加性高斯白噪声和独立同分布衰落过程的假设下，提出了一种简单的线性编码策略，可实现任意速率。该框架假设发射机和接收机处的CSI是完美的。这个简单的线性处理方案可以提供一个双指数概率的错误衰减与块长度为所有速率小于容量。值得注意的是，这种编码方案实际上由两个单独的编码块组成：一个适应当前CSI，另一个适应先前的信道输出反馈。该方案被扩展到的情况下，当CSI被量化在接收机和传送到发射机在一个有限的速率反馈信道;对于多输入单输出（MISO）衰落系统，它示出的双指数概率的错误衰减实现的块长度的增加。
2012-04-11 cs.IT math.IT
Effects of Feedback on the One-sided Secrecy of Two-way Wiretap through Multiple Transmissions
本文研究了双向反馈窃听信道的单边保密性，其中一个用户的机密信息通过多次传输保证了对外部窃听者的安全性。一方面，单边保密满足了许多实际场景的安全需求。另一方面，由于窃听者的观察与连续块中的机密消息之间的相关性，在多个块上测量秘密性，而不是以前工作中的单个块的秘密性测量。因此，首先，一个可实现的保密率区域推导出一般的双向窃听信道反馈通过多个传输下单边保密。其次，也得到了保密容量区域的外界。通过二进制输入的双向窃听信道的秘密容量区域的内部和外部边界之间的差距进行了探索。最值得注意的是，为XOR信道建立保密容量区域。此外，结果表明，有反馈的可达速率区域大于无反馈的可达速率区域。因此，反馈的有益作用是准确的特点，双向窃听信道下的反馈单边保密。
2017-07-19 cs.IT math.IT
Learned codes for broadcast channels with feedback
本研究针对带反馈对称高斯广播信道设计习得有限块长纠错码，通过联合训练编码器与解码器，提出一种在短块长下性能优异的轻量级码方案。
2025-03-03 cs.IT math.IT
Optimizing Pilot Length for a Go/No-Go Decision in Two-State Block Fading Channels with Feedback
我们提出了一种方法，每个用户独立地寻求最小化的时间，他们占用的通道。从本质上讲，我们寻求最小化的传输符号的数量所需的数据包进行通信，假设可变长度编码与反馈。用户发送导频序列来估计信道质量，并决定是继续传输还是等待下一个机会。因此，即使用户已经获得接入，用户也可以选择离开信道，以便增加网络吞吐量并且还节省其自身的能量资源。本文通过对导频数目和信道识别门限的优化，使得传输数据包所需的符号总数（包括导频）最小。我们证明了一个充分条件的最佳导频长度和信道识别阈值。这个最佳的参数对数值求解和减少信道占用显示为各种信道设置。
2014-10-10 cs.IT math.IT
Transformer-aided Wireless Image Transmission with Channel Feedback
本文提出了一种名为DeepJSCC-ViT-f的新型无线图像传输范式，利用块反馈信道模型和单一编码器，结合源图像语义信息、信道状态信息和解码器当前信念，在每个块生成编码符号以细化接收端估计，实现了最先进的传输性能和噪声鲁棒性，并扩展至广播信道。
2024-02-15 cs.IT eess.SP math.IT
Concatenated Coding for the AWGN Channel with Noisy Feedback
如果信道可以获得反馈，则开环编码的使用可以容易地扩展到闭环级联码。这可以通过引入反馈传输方案作为内码来完成。在本文中，这个过程中的情况下，当一个线性反馈方案被实现为一个内码，特别是在加性高斯白噪声（AWGN）信道与噪声反馈。首先，我们希望通过优化接收到的信噪比来获得最佳的线性反馈方案。从这个优化，一个渐近最优的线性反馈方案，并与其他知名的计划。然后，线性反馈方案被实现为在具有噪声反馈的AWGN信道上的级联码的内码。该编码不仅在误码指数界上有改进，而且在误码率和误帧率上也有改进。如果级联码的总块长为L，而内码的块长为N，则内码的块长应按N = O（C/R）的比例缩放，其中C为信道容量，R为级联码的码率。仿真与低密度奇偶检验（LDPC）和Turbo码提供显示的实际应用和出错率的好处。
2011-02-21 cs.IT math.IT
On Repetition Protocols and Power Control for Multiple Access Block-Fading Channels
在本文中，我们研究了长期的吞吐量性能的重复协议与功率控制的多址块衰落信道。我们建议使用反馈比特来通知发送器关于解码状态和瞬时信道质量。我们确定简单的和实际启发的协议的吞吐量，我们表现出显着的吞吐量的改善，特别是在低和中等的SNR，当与反馈位仅用于确认或仅用于功率控制的协议相比，我们表明，吞吐量是非常接近的最终遍历多用户注水容量为少量的反馈位和/或重传。对于对称瑞利衰落信道，数值结果表明，吞吐量的改善主要是由于执行功率控制的能力，而不是增加。
2010-09-22 cs.IT math.IT
Concatenated Coding for the AWGN Channel with Noisy Feedback
如果信道可以获得反馈，则开环编码的使用可以容易地扩展到闭环级联码。这可以通过引入反馈传输方案作为内码来完成。在本文中，这个过程中的情况下，当一个线性反馈方案被实现为一个内码，特别是在加性高斯白噪声（AWGN）信道与噪声反馈。首先，我们希望通过优化接收到的信噪比来获得最佳的线性反馈方案。从这个优化，一个渐近最优的线性反馈方案，并与其他知名的计划。然后，线性反馈方案被实现为在具有噪声反馈的AWGN信道上的级联码的内码。该编码不仅在误码指数界上有改进，而且在误码率和误帧率上也有改进。如果级联码的总块长为L，内码的总块长为N，则内码的块长应按N = O（C/R）的比例缩放，其中C为信道容量，R为外码速率。低密度奇偶检验（LDPC）和Turbo码的仿真显示这些优点。
2011-02-21 cs.IT math.IT
An Achievable Rate Region for the Broadcast Channel with Feedback
针对两接收机离散无记忆广义反馈广播信道，提出了一个单字母可达速率域。编码策略涉及块马尔可夫叠加编码，使用马顿的无反馈广播信道编码方案作为起点。如果马顿方案中的消息速率太高而不能在块的末尾解码，则每个接收器都留下一个与其输出兼容的消息列表。解析信息在下面的块中发送，以使每个接收方能够解析其列表。关键的观察结果是，第一个接收器的分辨率信息与第二个接收器的分辨率信息相关。使用类似于Han-Costa编码方案的思想，通过联合信源-信道编码有效地发送该相关信息。利用该结果，我们得到了一个可实现的速率区域的随机退化的AWGN广播信道的噪声反馈，只有一个接收机。结果表明，该区域严格大于无反馈容量区域。
2013-07-19 cs.IT math.IT
An Achievability Bound for Variable-Length Stop-Feedback Coding over the Gaussian Channel
本文提出高斯信道上停止反馈下可变长度编码的非渐近可达性界，采用随机编码集成与最小距离译码，数值评估证实反馈相比固定块长无反馈传输具有显著价值。
2024-03-21 cs.IT math.IT
On Channel Resolvability in Presence of Feedback
我们研究的问题，产生一个近似的独立同分布。在存在因果无噪声反馈的情况下，在离散无记忆通道的输入处使用有限量的随机性，在其输出处使用串。反馈不会降低通道分辨率，即实现i.i.d.的精确近似所需的最小熵率。输出字符串。然而，我们表明，至少在一个二进制对称通道，一个显着更大的可分辨指数（指数衰减率的输出分布和产品测量之间的分歧），相比，在没有反馈的系统中最好的已知可实现的可分辨指数，是可能的。我们表明，通过采用可变长度的可分辨性方案，并使用每个通道使用的硬币翻转的平均数量，输出序列的分布和产品测量之间的平均发散指数衰减的平均长度的输出序列的指数等于$[R-I(U;V)]^+$其中$I(U;V)$是跨通道开发的互信息。
2016-09-28 cs.IT math.IT
How to beat the sphere-packing bound with feedback
球形包装界$E_{sp}(R)$界定了固定长度分组码的可靠性函数。对于对称信道，即使当允许从解码器到编码器的严格因果无噪声反馈时，它仍然是有效的界限。要打破束缚，就必须改变问题。虽然长期以来已知可变长度块码在用预期块长度权衡错误概率时可以做得更好，但是这种对应性表明{ \em固定延迟}设置也为通用信道提供了这样的机会。虽然$E_{sp}(R)$继续限制使用{ \em无}反馈的对称信道的误码和固定端到端延迟之间的折衷，但称为"聚焦边界“的新边界给出了对反馈可以做的事情的限制。如果低速率可靠的流量控制是自由的（即。噪声信道具有严格的正零误差容量），则可以渐近地实现聚焦界。即使当信道不具有零错误容量时，也可以通过合成适当可靠的信道来承载流控制信息来基本上击败球形填充边界。
2006-10-26 cs.IT math.IT
On the Benefits of Partial Channel State Information for Repetition Protocols in Block Fading Channels
研究了分组衰落高斯信道下混合自动重传请求（HARQ）协议的吞吐量性能。它提出了新的协议，使用可用的反馈位（S）不仅请求重传，而且通知发送器的瞬时信道质量。一个明确的协议结构给出了任何数量的重传和任何数量的反馈比特。新的协议示出，同时实现HARQ的增益和功率控制与部分CSI（信道状态信息）。显着的吞吐量的改善，特别是在低和中等信噪比（信噪比），相对于协议，使用的反馈位仅用于重传请求。特别地，对于单个重传和单个反馈比特的情况，示出了在低$\snr$下不需要重复，其中吞吐量改善仅是由于功率控制。另一方面，在高SNR下，重复是有用的，并且性能增益来自功率控制和弥补深度衰落的能力的组合。
2011-02-20 cs.IT math.IT
On Reliability Function of Gaussian Channel with Noisy Feedback: Zero Transmission Rate
对于信息传输，使用具有独立加性高斯噪声的离散时间信道。还存在具有独立加性高斯噪声的反馈信道，并且发射机经由该反馈信道无延迟地观察前向信道的所有输出。传输的非指数数量的消息被认为是可实现的解码错误指数，这样的组合的信道进行了研究。结果表明，对于反馈信道中的任意有限噪声，可达误差指数优于无反馈信道的相似误差指数。本文中使用的传输/解码方法加强了作者用于BSC的早期方法。特别是，对于小反馈噪声，它允许获得23.6%的增益（而不是BSC之前的14.3%）。
2012-08-14 cs.IT math.IT
LDPC-Based Code Hopping for Gaussian Wiretap Channel With Limited Feedback
提出了一种基于非系统低密度奇偶校验（LDPC）码的高斯窃听信道跳码（CodeHop）方案。与传统通信不同，在CodeHop方案中，合法接收者（Bob）在每个正确接收的源消息块上快速切换奇偶校验矩阵。给定认证的公共反馈信道，发送器的（Alice）奇偶校验矩阵也可以与接收器的同步。因此，一旦窃听者（Eve）错误地解码消息块，她可能无法跟踪后续奇偶校验矩阵的更新。因此，如果发送的消息块的数目足够大，则Eve的平均BER将非常接近于$0.5$。通过对Bob和Eve之间信道质量差异的度量，数值结果表明CodeHop方案在不牺牲Bob纠错性能的前提下，充分减小了安全间隙，从而优于其他方案.
2017-11-10 cs.IT math.IT
Training and Feedback Optimization for Multiuser MIMO Downlink
我们考虑MIMO衰落广播信道，其中衰落信道系数在跨越相干时间$\times$相干带宽的时频块上是恒定的。在闭环系统中，通过基站发送的下行链路训练和来自每个用户终端的显式反馈来获取发射机处的信道状态信息（CSIT）。在开环系统中，CSIT通过利用上行链路训练和信道互易性来获得。我们使用一个紧密的封闭形式的下限遍历可实现的速率在CSIT错误的存在下，以优化系统的整体吞吐量，考虑到明确的开销，由于信道估计和信道状态反馈。基于实际系统的三个时频块模型，我们提供了一些有用的指导方针，为整个系统的优化。特别是，数字（量化）反馈被发现提供了一个很大的优势超过模拟（非量化）反馈。
2009-12-10 cs.IT math.IT
Asymptotic Expansions for Gaussian Channels with Feedback under a Peak Power Constraint
本文研究了在加性高斯白噪声（AWGN）信道中，当每个发送的码字都有峰值功率约束，且译码消息的平均错误概率随着块长的增加而不为零时，带反馈的分组码大小的渐近展开.众所周知，反馈的存在不会增加一阶渐近性（即，容量）在AWGN信道的渐近展开中。本文的主要贡献是一个独立的证明上界的渐近展开的AWGN信道反馈。结合AWGN信道的现有可扩展性结果，我们的结果意味着反馈的存在并没有改善二阶和三阶渐近性。辅助的贡献是一个强逆的并行高斯信道下的峰值功率约束下的反馈证明。
2014-10-13 cs.IT math.IT
Unified Analysis of Transmit Antenna Selection/Space-Time Block Coding with Receive Selection and Combining over Nakagami-m Fading Channels in the Presence of Feedback Errors
研究了由反馈链路误差引起的不完美的发射天线选择（TAS）对具有选择合并（SC）的混合TAS/空时分组编码（STBC）的性能的影响（即，联合发送和接收天线选择（TRAS）/STBC）和TAS/STBC（具有接收最大比合并（MRC）类合并结构）是Nakagami-m衰落信道下的主要目标。在理想信道估计和无延迟反馈假设下，针对联合TRAS/STBC和TAS/STBC方案的统一系统模型，推导了与后处理信噪比（SNR）相关的统计表达式和几个性能指标。本文给出了二进制和多进制调制的中断概率和比特/符号出错率（BER/SER）的精确解析表达式，以便对有反馈差错的统一系统的容量和差错性能进行广泛的研究。此外，渐近分集阶分析，这表明所研究的方案的分集阶是由空时分组码传输本身提供的分集阶下界，包括在文件中。此外，所有的理论结果进行了验证Monte Carlo模拟。
2012-08-13 cs.IT math.IT stat.OT
Finite-Blocklength and Error-Exponent Analyses for LDPC Codes in Point-to-Point and Multiple Access Communication
本文应用误差指数和色散分析方法，推导了低密度奇偶校验码（LDPC）在点对点信道（PPC）和多址信道（MAC）上的有限块长可扩展性界。错误指数分析应用Gallager的错误指数来限制MAC中可实现的对称和非对称速率。分散型分析开始于从具有i.i.d.的随机码集合对随机编码联合（RCU）界的推广。将码字概括为随机码集合，其中码字可以是统计相关的;这种概括是有用的，因为诸如随机LDPC码的随机线性码的码字是相关的。应用RCU界产生改进的有限块长度误差界和渐近可扩展性的结果i.i.d.随机码和新的有限块长度的错误界和LDPC码的可扩展性结果。对于离散的，无记忆的信道，这些结果表明，LDPC码实现一阶和二阶的性能是最佳的PPC和相同的最佳先验结果的MAC。
2020-05-13 cs.IT math.IT
The Benefit of Limited Feedback to Generation-Based Random Linear Network Coding in Wireless Broadcast
随机线性网络编码（RLNC）在发送端到接收端的分组无线广播中具有渐近吞吐量最优的性能，但存在计算量大和分组解码延迟等问题。为了缓解这个问题，同时保持良好的吞吐量，我们划分成不相交的几代后，广播未编码的数据包一次，并收集一轮的反馈接收器的数据包接收状态的数据包块。利用超图着色方法证明了最优划分问题的NP-困难性，并给出了求解该问题的一个有效的启发式算法。仿真结果表明，我们的算法优于现有的解决方案。
2015-06-03 cs.IT math.IT
Finite-blocklength classical communication over the quantum erasure channel with and without classical feedback
School of Electrical and Computer Engineering, Cornell University（康奈尔大学电气与计算机工程学院）
本文研究了量子擦除信道在有无经典反馈下的有限块长经典通信，给出了最优成功概率的精确表达式，并证明了反馈在特定参数下能带来严格优势，同时提供了无反馈时的逆定理和错误指数。
2026-10-02 cs.IT math.IT quant-ph
A Lower Bound on the Error Exponent of Linear Block Codes over the Erasure Channel
给出了线性分组码在擦除信道下的最大似然（ML）译码误差指数的一个下界。在擦除概率的系综特定区间上，当系综权重谱形状函数随着分数码字权重趋于零而趋于负值时，下限变为正。因此，对于这些集合，我们可以降低逐块ML解码阈值。给出了两个例子，即线性随机奇偶校验码和固定速率Raptor码与线性随机预编码器。虽然对于前者，完整的解析解是可能的，但对于后者，我们可以通过简单地求解2x 2非线性方程组来降低擦除信道上的ML解码阈值。
2019-01-21 cs.IT math.IT
Strong Converse Theorems for Degraded Broadcast Channels with Feedback
我们考虑离散无记忆退化广播信道的反馈。我们证明了解码的错误概率趋于一个指数的容量区域以外的速率，并推导出这个指数函数的一个明确的下界。我们将证明，信息谱的方法是非常有用的调查这个问题。
2015-04-22 cs.IT math.IT
A Rate-Compatible Sphere-Packing Analysis of Feedback Coding with Limited Retransmissions
Polyanskiy等人和Chen等人最近的工作激发了人们对使用反馈以低延迟接近容量的新兴趣。Polyanskiy表明，识别解码成功的第一个符号的反馈允许以惊人的低延迟接近容量。本文使用陈的速率兼容球包装（RCSP）分析，研究发生了什么时，符号必须在数据包中传输，与传统的混合ARQ系统，并限于相对较少（6个或更少）的增量传输。数值优化找到一系列逐渐增长的累积块长度，使RCSP能够以最小可能的延迟接近容量。RCSP分析表明，5个增量传输足以实现92%的容量，平均块长度小于101个符号的AWGN信道上的SNR为2.0 dB。RCSP分析提供解码错误轨迹，其指定每个累积块长度的解码出错率。虽然RCSP是理想化的，但是示例咬尾卷积码匹配RCSP解码错误轨迹，并且在SNR为2.0 dB的AWGN信道上以102个符号的平均块长度实现91%的容量。我们还展示了如何RCSP分析可以使用的情况下，数据包与他们相关的最后期限（导致中断概率）。
2012-05-21 cs.IT math.IT
