带有接收端协作的Z干扰信道的容量区域研究

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关于高斯Z干扰信道和确定性Z信道的研究对无线网络通信有着很大的指导和现实意义。首先对于如何最优地处理干扰,从而能够最佳地利用好无线频谱资源有着指导意义;其次给出信道模型的容量区域,也就是传输性能理论上的极限值;再次对于提高网络信息传输的效率有极大的意义;最后伴随着多用户信息论发展起来的各种新的方法、新的概念还有新的思想都有希望应用在无线网络系统中,从而可以直接推动无线网络通信技术的向前发展。本文首先研究了两个用户的高斯Z干扰信道的模型,接收端有一个无噪声的双向数字通信链接,因而两个接收结点可以通过这个容量有限的双向无噪声链接相互通信。利用速率分割和叠加编码等技术推导出此模型的可达速率区域。然后得到上述高斯Z干扰信道模型的一个外界,在特强干扰情况下,得到信道模型的容量区域,这个结果同Zhou和Yu所研究的类似模型的结果一致,只不过他们研究的模型接收端有一个无噪声的单向数字通信链接。并且证明了在弱干扰情况下,双向接收端协作的高斯Z干扰信道的可达速率区域严格包含单向接收端协作的高斯Z干扰信道(类型Ⅱ)的可达速率区域。本文接下来对一类确定性Z信道进行扩展,即增加一个正交于Z信道的中继链接,对于这样一类带有单向接收端中继链接的确定性Z信道,通过运用多接入信道、最大流最小割定理以及费诺不等式推导出此模型的容量外界。该外界在退化条件下和带有单向接收端协作的确定性Z干扰信道的容量区域一致。
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