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具有噪声反馈的高斯信道:通过简单交互实现近容量性能

信息论 2014-12-16 v3 math.IT

摘要

考虑由两个独立的加性高斯白噪声信道连接的一对终端,并受限于各自的功率约束。第一个终端希望在给定的错误概率内向第二个终端可靠地发送信息。我们构建了一个显式的交互方案,仅包含(非线性)标量操作,该方法通过赋予 Schalkwijk-Kailath 无噪声反馈方案以模运算来实现。我们的方案在少量轮次中实现了接近香农极限的通信速率。例如,对于 10610^{-6} 的错误概率,如果反馈信道的信噪比 (SNR\mathrm{SNR}) 比前向信道的 SNR\mathrm{SNR} 高出 20dB20\mathrm{dB},我们的方案仅需 19 轮交互即可在距离香农极限 0.8dB0.8\mathrm{dB} 处运行。相比之下,使用最先进的向前纠错 (FEC) 码达到相同性能需要增加两个数量级的延迟和复杂度。而在另一个极端,具有相同错误概率的最小延迟无编码系统则被限制在距离香农极限 9dB9\mathrm{dB} 之外。

关键词

引用

@article{arxiv.1407.8022,
  title  = {The Gaussian Channel with Noisy Feedback: Near-Capacity Performance via Simple Interaction},
  author = {Assaf Ben-Yishai and Ofer Shayevitz},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1407.8022},
  year   = {2014}
}

备注

Allerton Conference on Communication, Control, and Computing, October 2014