将干扰视为噪声：朋友还是敌人
信息论
2015-06-09 v1 math.IT
摘要
本文表明，对于双用户高斯干扰信道（G-IC），无时间共享的将干扰视为噪声（TINnoTS）能够使容量区闭合到恒定间隙内，或闭合到 O(logln(min(S,I))) 量级的间隙内，其中 S 是直接链路上最大的信噪比（SNR），I 是交叉链路上最大的干扰噪比（INR）。因此，除零测度子集外，对于所有信道增益，TINnoTS 从广义自由度（gDoF）角度看都是最优的。已知采用高斯输入的 TINnoTS 在弱干扰体制的某个子集上最优至 1/2 比特。令人惊讶的是，本文证明 TINnoTS 在所有参数体制下都是 gDoF 最优的，即使在强干扰和极强干扰体制下（此时高斯输入的联合解码是最优的）也是如此。为使 TINnoTS 在所有参数体制下近似最优，使用非高斯输入至关重要。因此，本工作提出使用混合输入作为信道输入，其中混合输入是一个离散随机变量与高斯随机变量之和。有趣的是，与 Han-Kobayashi 内界相比，混合输入中的离散部分被证明有效地充当了公共消息的作用，即尽管被视为噪声，其对可达速率区的影响犹如在非预期接收机处与期望消息联合解码一般。实际含义是，离散干扰输入是“朋友”，而高斯干扰输入通常是“敌人”。由于 TINnoTS 既不需要联合解码也不需要时间共享，本文结果适用于多种遗忘或异步信道，例如块异步 G-IC（其并非信息稳定）以及在一个或多个接收机处具有部分码本知识的 G-IC。
引用
@article{arxiv.1506.02597,
title = {Interference as Noise: Friend or Foe?},
author = {Alex Dytso and Daniela Tuninetti and Natasha Devroye},
journal= {arXiv preprint arXiv:1506.02597},
year = {2015}
}