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Hyper-Minrank:多发送端指数编码的统一超图表征

信息论 2025-12-16 v1 组合数学 math.IT

摘要

本工作引入了一种超图表征方法,使经典的 Bar-Yossef 等人的范式推广到多发送端指数编码(MSIC)设置中。该模型的核心是包含一个 4-正则侧信息超图 G,一种新的邻接表示 AG=[A1...AN]A_G = [A_1 ... A_N],以及一种用于子超图有效性的简单拟合准则,以特殊设计的超边捕获双方信息和跨发送端信号消除。该表征为一般的 N 发送端、K 接收端问题建立了紧密的可达性-逆变等价:每个有效的拟合诱导出一个有效的线性多发送端指数码,每个线性码诱导出一个有效的拟合,最优的标量线性广播长度为超图最小秩 llin(G)=hyperminrank(G)=min{A fits G}n=1Nrank(An)l^{lin}(G) = hyperminrank(G) = \min\{A \text{ fits } G\} \sum_{n=1}^N rank(A_n)。除此 exact 表征之外,该方法还产生了哈赫默斯类型上界的超图类比,包括 clique-cover 上界和通过 carefully 定义的补超图的 clique 数得到的下界。算法上,我们提供了一个精确计算 hyperminrank(G) 的方法,并指出在某些情况下,其复杂度在 asymptotically 优于近似 LT-CMAR 解的情况下。该框架能够很好地捕获已知的设置,如嵌入式指数编码,并可直接应用于多发送端缓存辅助通信、编码计算、分布式存储以及 edge/卫星系统,其中 hyperminrank 可作为统一的设计目标。

关键词

引用

@article{arxiv.2512.13615,
  title  = {Hyper-Minrank: A Unified Hypergraph Characterization of Multi-Sender Index Coding},
  author = {Ali Khalesi and Petros Elia},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2512.13615},
  year   = {2025}
}

备注

46 pages, 9 figures