Z信道的容量區(qū)域分析.pdf

1、多用戶信息論，又稱為網(wǎng)絡(luò)信息論，是經(jīng)典信息論的分支學(xué)科。無線通信研究中，需要分析網(wǎng)絡(luò)吞吐量，并且消除干擾的負(fù)而影響。以多用戶信息論的觀點來看，可以通過求解信道容量區(qū)域來解決這些問題。信道容量區(qū)域可看作網(wǎng)絡(luò)吞吐量的上界，因此求解容量區(qū)域可以估計吞吐量。
　　對于無線通信的實際情形，多接入信道、廣播信道和干擾信道等經(jīng)典的研究對象可能稍顯簡單，原因在于無線通信網(wǎng)絡(luò)中，同時相互影響的信源和信宿節(jié)點都不是單一的，而且同一信源可能需要向不同信

2、宿節(jié)點分別傳送不同消息，以上三種信道模型都不適用于這樣的情形。因此本文將研究一類結(jié)構(gòu)稍復(fù)雜的模型--Z信道。Z信道有兩個輸入端和兩個輸出端，通過一個輸入端向一個輸出端傳送消息，同時通過另一個輸入端分別向兩個輸出端傳送消息。Z信道更接近實際情形。
　　本文研究對象是Z信道的容量區(qū)域。
　　首先對多用戶信息論的重要理論工具--典型序列法進(jìn)行介紹，并將幾條基于強(qiáng)典型序列的引理--條件典型引理、聯(lián)合典型引理、填充引理和覆蓋引理--遷

3、移到了弱典型序列的背景下，以便于一些經(jīng)典結(jié)論的推廣。
　　其次將引入本文的研究對象--Z信道，在采用弱典型序列法和速率分割、疊加編碼和“裝箱”等方法的基礎(chǔ)上，得出Z信道的一個容量區(qū)域內(nèi)界。經(jīng)過比較發(fā)現(xiàn)，得到的內(nèi)界比以往文獻(xiàn)中的相應(yīng)結(jié)果更接近Z信道容量區(qū)域的邊界。
　　之后繼續(xù)研究一類半確定Z信道，給出半確定Z信道的一個容量區(qū)域外界，將一般Z信道的可達(dá)速率區(qū)域應(yīng)用到半確定Z信道，得到對應(yīng)的容量區(qū)域內(nèi)界。注意到外界和內(nèi)界的形式相

4、似性，發(fā)現(xiàn)兩類可求出容量區(qū)域的半確定Z信道。
　　然后將研究一類可以進(jìn)行協(xié)作接收的Z信道，分別基于部分譯碼轉(zhuǎn)發(fā)策略和壓縮轉(zhuǎn)發(fā)策略，得出協(xié)作接收Z信道的兩個可達(dá)速率區(qū)域。這兩個內(nèi)界比Z信道容量區(qū)域內(nèi)界包含區(qū)域更大，表明協(xié)作接收對提升Z信道的通信能力有促進(jìn)作用。
　　最后將對一類具有公共消息集的Z信道的容量區(qū)域進(jìn)行探索性的研究，給出公共消息Z信道一個可達(dá)速率區(qū)域的初步表達(dá)形式，討論在一種簡化的情形下公共消息Z信道的可達(dá)速率區(qū)域。