آنالیز تئوری اطلاعاتی کانال تداخل با منابع وابسته و در حضور اطلاعات جانبی

رشد و توسعه فزاینده استفاده از شبکه های مخابراتی بیسیم همچون شبکه های اقتضایی و حسگر بی سیم، نیاز به مطالعه نظری مفاهیم و پدیده های پیچیده موجود در این شبکه ها را افزایش داده است. وابستگی و شناخت دو مورد از این پدیده ها می باشند که تأثیر مهمی در کاهش تداخل و بهبود عملکرد سیستم در شبکه های امروزی دارند. در شبکه های بی سیم، وابستگی عمدتاً ناشی از مشاهدات وابسته کاربران مختلف، و شناخت و تداخل ناشی از طبیعت پخش کنندگی ذاتی این شبکه ها می باشد که دو مورد اول تأثیر مثبت و تداخل تأثیر منفی در فرآیند مخابره اطلاعات دارد. در این رساله سعی می شود تا با مطالعه مدل های تداخلی حاوی پدیده های شناخت، تداخل و وابستگی و ارائه طرح های کدینگ کارآمد جهت لحاظ کردن این پدیده ها، بینشی مفید جهت (1) فهم بهتر تأثیر این عوامل در نرخ ارسال اطلاعات و (2) طراحی روش ها و ساختارهای کارا برای استفاده موثرتر از شناخت و وابستگی موجود در کانال های تداخل، فراهم آوریم. در این راستا، ابتدا به مسئله مخابره یک زوج منبع وابسته بر روی یک کانال تداخل مبتنی بر شناخت می پردازیم. برای حالتی که منابع بطور خاص وابسته اند با ارائه سه طرح کدینگ کانال، نواحی نرخ قابل حصولی را برای این کانال بدست می آوریم. برای حالتی که منابع بطور دلخواه وابسته اند، با توجه به اینکه اصل جداسازی کدینگ منبع و کانال برای مخابره منابعِ بطور دلخواه وابسته بر روی کانال های چندکاربره بهینه نمی باشد، با ارائه یک طرح کدینگ توأم منبع-کانال، یک شرط کافی جهت ارسال بی تلف یک زوج منبع بطور دلخواه وابسته بر روی چنین کانالی بدست می آوریم. روش های کدینگ ارائه شده با انتخاب ترکیب های مناسبی از تکنیک های موجود در تئوری اطلاعات، ضمن بهره بردن از اطلاعات مشترک منابع، اعمال فشرده سازی اطلاعات و کاهش تداخل را توأماً و در چند مرحله انجام می دهند. همچنین با توجه به جامعیت مدل کانال در نظر گرفته شده، نشان می دهیم که نواحی نرخ قابل حصول و همچنین شرط کافی بدست آمده نواحی نرخ معلوم برای کانال های تداخل با منابع مستقل و بطور خاص/دلخواه وابسته را شامل می شود. در ادامه، با توجه به این نکته که مبحث آگاهی کاربرها را می توان در قالب مفهوم کلی تری با عنوان اطلاعات جانبی در نظر گرفت به بررسی تئوری اطلاعاتی کانال تداخل با منابع بطور خاص وابسته و در حضور اطلاعات جانبی غیرعلّی پرداخته و ناحیه نرخ قابل حصولی برای گونه گسسته بی حافظه آن ارائه می کنیم. سپس با توجه به دشواری های آنالیز مستقیم این کانال، راهی غیرمستقیم را در پیش می گیریم و به آنالیز ظرفیتی کانال دسترسی چندگانه مرکب به عنوان گونه ای ساده از کانال تداخل در حضور اطلاعات جانبی می پردازیم. بطور ویژه مدلی گوسی از این کانال با عنوان کانال دسترسی چندگانه مرکب گوسی با اطلاعات جانبی جزئی در فرستنده ها را معرفی کرده و ضمن بدست آوردن کران های ظرفیتی، نشان می دهیم که برای این کانال ها استراتژی های لتیس برخلاف استراتژی کوستا، قادر به دستیابی به نرخ های مثبت تحت شرایط تداخل قوی می باشند (از طریق متمرکزسازی و هم راستانمایی تداخل ها). همچنین حالات خاصی که برای آنها استراتژی های لتیس بهینه می باشد را تعیین می کنیم. در انتها نیز با توجه به اینکه از دید تئوری اطلاعات کانال های با تداخل بین سمبلی در زمره کانال های با اطلاعات جانبی در فرستنده می باشند به تعیین ناحیه ظرفیت کانال دسترسی چندگانه مرکب گوسی با پیغام مشترک و در حضور تداخل بین سمبلی نه با استفاده از روش های مرسوم تعیین ظرفیت کانال های با اطلاعات جانبی، بلکه با استفاده از روش رایج تعیین ظرفیت کانال های با حافظه محدود می پردازیم.