帶邊信息的多接入信道和廣播信道容量區(qū)域的研究.pdf

1、近年來，作為一個新興的通信研究領(lǐng)域，網(wǎng)絡(luò)信息論受到國際學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注。如何界定網(wǎng)絡(luò)的信息容量并對其進行有效的評估和測試，以及如何有效地使用網(wǎng)絡(luò)容量和承載能力是網(wǎng)絡(luò)信息論目前研究的重點課題之一。眾所周知，信道在不同的狀態(tài)下具有不同的傳輸特性，通信系統(tǒng)的編碼器或者譯碼器獲得了信道的邊信息時，信道的傳輸性能將得到提高，網(wǎng)絡(luò)的信息容量以及承載能力也會得到改善。
　　本文從網(wǎng)絡(luò)信息論的角度研究了幾種帶邊信息的信道模型，利用有效的編碼技術(shù)以

2、及創(chuàng)新性的譯碼方案，獲得了幾種信道模型相應(yīng)的信道容量區(qū)域，為推動無線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展提供了理論指導(dǎo)。本文的主要研究內(nèi)容歸納如下：
　　首先，本文研究了一種帶非因果邊信息的協(xié)作多接入信道。該信道模型是Gelfand-Pinsker信道和傳統(tǒng)帶私密信息的協(xié)作多接入信道的推廣。在該信道模型中，我們假設(shè)兩個編碼器均獲得非因果邊信息，兩個發(fā)送者發(fā)送一條公共信息給接收者，除此之外，各自還發(fā)送一條私密信息給接收者。運用疊加編碼、Gelfand-Pin

3、sker裝盒子編碼以及聯(lián)合典型譯碼，我們求得了該信道的可達碼率區(qū)。隨后借助一個引理，證明了該信道容量的一個外界。
　　其次，本文研究了一種帶邊信息的多接入竊聽信道。在該信道中，兩個發(fā)送者發(fā)送一條公共信息給兩個接收者，同時各自還發(fā)送一條私密信息給第一個接收者而不被第二個接收者竊聽。該信道模型綜合了Wyner的竊聽信道和帶公共信息的多接入信道。我們定義了一個理想保密的約束條件，使得私密信息不被第二個接收者所竊聽。當(dāng)兩個編碼器均獲得非因

4、果邊信息時，我們求得了該信道理想保密容量區(qū)域的一個內(nèi)界。進一步假設(shè)主信道比竊聽信道受到更少的噪聲干擾（即less noisy信道），且編碼器和譯碼器均獲得非因果邊信息時，我們證明了該信道理想保密容量區(qū)域的一個外界。
　　最后，本文研究了一種帶邊信息和退化信息集的廣播竊聽信道。在該信道中，發(fā)送者發(fā)送三個退化信息集給三個接收者，分別把第二和第三個接收者當(dāng)做竊聽者時，我們定義一個理想保密約束條件，使得保密信息不被竊聽。當(dāng)編碼器獲得非因果

5、邊信息時，運用Cover的疊加編碼、Gelfand-Pinsker的隨機裝盒子編碼及聯(lián)合典型譯碼和Nair-El Gamal間接譯碼技術(shù)，推導(dǎo)出了該信道的可達碼率區(qū)。該碼率區(qū)包含了Steinberg提出的帶非因果邊信息的退化廣播信道的碼率區(qū)以及不帶邊信息的一個接收者、兩個竊聽者離散無記憶廣播信道的可達碼率區(qū)。當(dāng)編碼器和譯碼器均獲得非因果邊信息以及三個接收者滿足物理退化條件時，我們確定了該信道的理想保密容量。
　　本文綜合傳統(tǒng)的多接