Optimization of Fast-Decodable Full-Rate STBC with Non-Vanishing Determinants
具有非零行列式的全速率空时分组码（STBC）实现了分集复用的最优折衷，但译码复杂度较高。为了实现快速解码，Sezginer，Sari和Biglieri提出了一种具有特殊QR分解特性的STBC结构。在本文中，我们采用这种快速解码的代码结构的简化形式，并提出了一种新的方法来优化代码分析。我们表明，信号星座拓扑结构（如QAM，APSK，或PSK）的存在非零的全速率STBC的决定因素有着至关重要的影响。特别是，我们首次表明，为了APSK-STBC实现非零行列式，需要使用星座点位于正方形网格和环半径$\sqrt{m^2+n^2} (m,n\emph{\emph{integers}})$上的APSK星座拓扑。对于行列式为零的信号星座，我们提出了一种方法来分析优化的全速率STBC在特定的星座尺寸。
2011-03-14 cs.IT math.IT
Multigroup-Decodable STBCs from Clifford Algebras
如果$K$符号（变量）中的空时分组码（STBC）的最大似然解码度量可以被写为$g$项的和，使得每个项是$K$变量的子集的函数，并且每个变量仅出现在一个项中，则该空时分组码被称为$g$ -组可解码STBC。本文利用Clifford代数给出了多群可译码的权矩阵的一般结构。在不假设每组中变量个数相同的情况下，给出了一种对任意天线数的全分集时延最优$g$组可译码码的权矩阵的显式构造方法.对于$N_t=2^a$的特殊情况，我们构造了两个代码子类：（i）一类$2a$ -具有速率$\frac{a}{2^{(a-1)}}$的群可解码代码，等效地，这是一类单符号可解码代码，（ii）一类$(2a-2)$ -可按速率$\frac{(a-1)}{2^{(a-2)}}$解码的群，即，一类双符号可解码码。仿真结果表明，本文的DSD码性能优于以往已知的准正交设计。
2006-10-29 cs.IT math.IT
Generalized Distributive Law for ML Decoding of Space-Time Block Codes
如何设计具有低最大似然（ML）译码复杂度的空时分组码（STBC）已成为研究的热点。所有已知的低ML解码复杂度技术利用利用代码的多组可解码或快速可解码（有条件多组可解码）结构的相同方法。我们将这种公知的解码STBC的技术称为条件ML（CML）解码。在本文中，我们介绍了一个新的框架来构建ML解码器的STBC的基础上的广义分布律（GDL）和基于因子图的和积算法。如果码的GDL解码复杂度的阶数严格地小于M = l，则我们说STBC是快速GDL可解码的，其中l是STBC中的独立符号的数量，并且M是星座大小。我们给出了空时分组码允许快速GDL译码的充分条件，并证明了多群可译码码和条件多群可译码码都是快速GDL译码的。对于任何空时分组码，无论快速GDL解码与否，我们表明，GDL解码的复杂度是严格小于CML解码的复杂度。例如，对于从循环划分代数获得的不是多群或有条件多群可解码的任何STBC，与CML解码器相比，GDL解码器提供了大约12倍的复杂度降低。类似地，对于有条件多组可解码的Golden码，GDL解码器的复杂度仅为CML解码器的一半。
2012-04-20 cs.IT math.IT
High-rate, Multi-Symbol-Decodable STBCs from Clifford Algebras
空时分组码是单符号可译码的，而准正交设计是双符号可译码的。然而，存在不能从OD获得的SSD代码和不能从QOD获得的DSD代码。本文提出了一种利用Clifford代数的表示构造$g$ -符号可解码（$g$-SD）空时分组码的方法，该方法在专门用于$g=1,2$时，分别给出了SSD和DSD码。对于发射天线的数目$2^a$，本文中给出的$g$码的速率（以每个信道使用的复符号为单位）为$\frac{a+1-g}{2^{a-g}}$ .对于$2^a$发射天线，文献中报道的来自QOD的DSD STBC的最大速率是$\frac{a}{2^{a-1}}$，其小于本文的DSD码的速率$\frac{a-1}{2^{a-2}}$。特别地，所报告的用于8个和16个发射天线的DSD码分别提供速率1和3/4，而来自QOD的已知STBC分别仅提供速率3/4和1/2。本文的结构适用于任何数量的发射天线。
2007-02-04 cs.IT math.IT
Fast-Decodable MIDO Codes with Large Coding Gain
本文提出了一种新的方法，以获得全分集，速率2（每信道使用2个复符号的速率）空时分组码（STBC），是全速率的多输入，双输出（MIDO）系统。使用该方法，构造了用于$4\times2$、$6 \times 2$、$8\times2$和$12 \times 2$系统的速率为2的空时分组码，并且这些空时分组码是快速ML可解码的，具有大的编码增益，并且由这些空时分组码组成的空时分组码方案具有非零行列式（NVD），使得它们对于它们各自的MIDO系统是DMT最优的。本文还证明了SR码[R.韦赫卡拉赫蒂角Hollanti和F. Oggier，“Fast-Decodable Asymmetric Space-Time Codes from Division Algebras，”IEEE Trans. Inf. Theory，Apr.2012]，其具有与本文中为$4\times2$系统构造的STBC相同的代数结构，所述STBC在具有4-/16-QAM的大编码增益的$4\times2$ MIDO系统的已知速率-2 STBC中具有最低的ML解码复杂度。这也肯定地解决了先前的猜想，即基于SR码的STBC方案具有NVD特性，因此对于$4\times2$系统是DMT最优的。
2013-04-24 cs.IT math.IT
Group-Decodable Space-Time Block Codes with Code Rate > 1
多输入多输出（MIMO）系统中的高速率空时分组码（STBC，码率> 1）能够同时提供空间复用增益和分集增益，但具有较高的最大似然（ML）译码复杂度。由于组解码（准正交）码结构可以降低解码复杂度，本文提出了系统的方法来构建组解码的高速率空时分组码与全符号的分集增益为任意发射天线数和码长。我们表明，建议的组解码STBC可以实现高的码率，几乎线性增加的发射天线数，这种近线性的依赖性的斜率随着码长的增加。与现有的低速率和高速率码（如正交STBC和代数STBC）进行比较，以显示所提出的代码的解码复杂度降低和良好的代码性能。
2010-11-18 cs.IT math.IT
A New Low-Complexity Decodable Rate-1 Full-Diversity 4 x 4 STBC with Nonvanishing Determinants
空时编码技术已经成为无线通信标准中的常见位置，因为它们提供了一种有效的方法来减轻无线信道中固有的衰落现象。然而，空时分组码（STBC）的使用显着增加了最佳的检测复杂度在接收机，除非低复杂度的可解码性属性被考虑在STBC的设计。在这封信中，我们提出了一种新的低复杂度解码速率1全分集4 × 4空时分组码。我们提供了一个分析证明，建议的代码具有非消失的行列式（NVD）的属性，可以利用通过使用自适应调制，根据无线信道质量改变传输速率的属性。我们比较现有的低复杂度可解码速率-1全分集4 × 4空时分组码在准静态瑞利衰落信道，检测复杂度和峰均功率比（PAPR）的性能。我们的代码被发现提供最好的性能和最小的PAPR，这是在检测复杂度w.r.t.略有增加的代价，使用的QAM星座。某些先前的码，但是这将仅惩罚用于高阶QAM星座的所提出的码。
2012-04-16 cs.IT math.IT
Asymptotically-Optimal, Fast-Decodable, Full-Diversity STBCs
对于STBC族/序列$\mathcal{C}_1,\mathcal{C}_2,\dots$，随着发射天线$N_i$的数量增加，随着速率$R_i$每信道使用复数符号（cspcu），渐近归一化速率被定义为$\lim_{i \to \infty}{\frac{R_i}{N_i}}$。如果渐近归一化速率非零，则STBC族被称为渐近良好，即，当速率缩放为发射天线数量的非零分数时，并且如果渐近归一化速率为1（其为最大可能值），则STBC族被称为渐近最优。在本文中，我们构建了一类新的全分集空时编码器，具有最小的ML解码复杂度在所有已知的代码中的任何数量的发射天线$N>1$和速率$R>1$ cspcu。对于一个大的集合的$\left(R,N\right)$对，新的代码具有较低的ML解码复杂度比已经在文献中可用的代码。在新的代码中，类的全速率码（$R=N$）是渐近最佳的和快速解码，并为$N>5$具有较低的ML解码复杂度比所有其他家庭的渐近最佳的，快速解码，全分集空时编码器在文献中可用。本文的进一步贡献有助于构造新的空时分组码：（i）对于$g > 1$，我们构造了速率大于一个cspcu的$g$群ML-可译码码。这些代码也是渐近好的。对于$g>2$，这些是第一个实例的$g$组ML-可解码的代码，其速率大于文献中提出的$1$ cspcu。(ii)本文构造了一类新的适用于所有偶数发射天线和速率的快速群可译码…
2010-08-20 cs.IT math.IT
On Fast-Decodable Space-Time Block Codes
我们专注于全速率，快速解码的空时分组码（STBC）的2x2和4x2多输入多输出（MIMO）传输。我们首先推导出降低复杂度的最大似然解码的条件，并将其应用到最近提出的两个家庭的2x2空时基广播公司的统一分析。特别是，我们描述了一个降低复杂度的球形解码算法适用于QAM信号星座。接下来，我们推导出一种新的降低复杂度的4x2 STBC，并表明它优于所有先前已知的代码与某些星座。
2008-03-18 cs.IT math.IT
A New Family of Low-Complexity Decodable STBCs for Four Transmit Antennas
本文提出了一种新的基于2^a发射天线的1速率快速组可解码空时分组码的构造方法。我们专注于a=2的情况下，我们表明，新的FGD率-1码具有最低的最坏情况下的解码复杂度在现有的可比的空时分组码。新的速率-1码的编码增益，然后通过星座拉伸优化，并证明是恒定的，而不管潜在的QAM星座归一化之前。在第二步中，我们提出了一个新的速率-2 STBC，复用我们的速率-1码的酉矩阵的装置。然后，通过对我们的速率-2码进行打孔，得到一个新的速率-3/2码，从而在速率和复杂度之间得到一个折衷。提出的代码相比，现有的代码在文献中和仿真结果表明，我们的速率-3/2码具有较低的平均解码复杂度，而我们的速率-2码保持其较低的平均解码复杂度在低信噪比区域的代价是一个小的性能损失。
2012-04-18 cs.IT math.IT
Maximum Rate of Unitary-Weight, Single-Symbol Decodable STBCs
空时分组码（STBC）是一种基于复正交设计（CODs）的单符号可译码/逐符号可译码（SSD）的编码方式。当发射天线数$n$为2的幂时，正方形COD的权重矩阵都是酉的并且可从Clifford代数的酉矩阵表示获得。$n = 2^a$的平方COD的速率已被证明是每个信道使用的$\frac{a+1}{2^a}$复数符号。然而，具有酉权重矩阵的SSD码不需要是COD，一个示例是来自准正交设计的最小解码复杂度STBC。本文推导了单位权SSD码的速率上限为$2^a$天线每信道使用的$\frac{a}{2^{a-1}}$复符号数，该上限大于编码器的上限。通过构造码的方法，研究了单位重量SSD码的重量矩阵之间的相互关系。此外，所有单位重量SSD码的编码增益被证明是相同的QAM星座和单位重量SSD码实现全发射分集和最佳编码增益所需的条件。
2011-01-13 cs.IT math.IT
Revisited Design Criteria For STBCs With Reduced Complexity ML Decoding
使用众所周知的球形解码器（SD）提供低复杂度ML解码的线性STBC的设计在过去几年中已经被广泛研究。第一个考虑的方法，以获得设计标准的建设，这样的代码是基于Hurwitz-Radon（HR）理论的权重矩阵之间的相互正交定义的线性代码。该方法用于构造允许快速球译码的新的码族，如多组可译码、快速可译码和快速组可译码。在第二种二次形式方法中，线性STBC的快速球解码（FSD）复杂度由基于其本质的HR理论的Hurwitz Radon二次形式（HRQF）矩阵捕获。在这项工作中，我们重新审视的STBC承认快速球解码的权重矩阵的结构。首先，我们提出了新的充分条件和设计标准，考虑到任意数量的天线和线性空时编码器的任意编码率的降低复杂度ML可解码的线性空时编码器。然后，我们将导出的标准应用到上述三个系列的代码，并提供分析证明，表明FSD的复杂性只取决于权重矩阵和它们的顺序，而不是信道增益或天线的数量，并解释为什么迄今为止使用的HR理论为基础的方法是次优的。
2016-05-10 cs.IT math.IT
A Novel Construction of Multi-group Decodable Space-Time Block Codes
复正交设计（COD）码是空时分组码（STBC）中检测复杂度最低的码。然而，平方COD码的速率随着发射天线的数量呈指数下降。准正交设计（QOD）码的出现提供了速率和复杂度之间的折衷，因为与COD码相比，它们通过部分放松正交性条件以增加解码复杂度为代价提供更高的速率。然后，QOD码被推广为所谓的g-符号和g-组可解码的STBC，其中正交符号组的数量不再像QOD情况那样限于两个。然而，所采用的方法，用于建设这样的代码是基于充分的，但不是必要的条件，这可能会限制可实现的速率为任何数量的正交组。在本文中，我们限制自己的情况下，酉权重（UW）-g-组解码的空时编码器的2 ^a发射天线的权重矩阵需要是单线程矩阵与非零元素在{1，-1，j，-j}和解决的问题，找到最高的可实现的速率为任何数量的正交组。这种特殊类型的权重矩阵保证了充分的符号多样性，并包含了文献中现有的各种代码。我们表明，在这种情况下，一个穷举搜索可以应用到找到最大的UW-g组可解码的STBC与g>1的可实现的速率。为了这个目的，我们扩展我们以前提出的方法来构建UW-2组可解码的空时分组码的必要和充分条件的基础上的情况下，UW-g-组可解码的空时分组码的递归方式。
2012-04-16 cs.IT math.IT
Signal Set Design for Full-Diversity Low-Decoding-Complexity Differential Scaled-Unitary STBCs
研究了高速率、全分集、低编译码复杂度的非相干空时分组码的设计问题。首先，引入了$g$ -群可编码和$g$ -群可解码线性空时码的概念。然后，对于一类已知的速率-1线性设计，一个明确的建设完全不同的信号集，导致四组可编码和四组可解码的差分缩放酉空时分组码的任何权力的两个天线数量提供。以往的差分空时分组码要么以牺牲译码复杂度来获得更高的码率，要么以牺牲码率来获得更低的译码复杂度。
2007-04-19 cs.IT math.IT
Training-Embedded, Single-Symbol ML-Decodable, Distributed STBCs for Relay Networks
最近，一类特殊的复杂设计称为训练嵌入复正交设计（TE-CODs）已被引入到构建单符号最大似然（ML）可解码（SSD）的分布式空时分组码（DSTBC）的两跳无线中继网络使用放大和转发协议。然而，为了从方形TE-COD实现DSTBC，由于训练符号的传输而导致的开销随着中继器的数量增加而变得过大。在本文中，我们提出了TE-坐标交织正交设计（TE-CIODs）构建SSD DSTBC。利用TE-CIOD的块对角结构，我们表明，由于训练符号的传输，以实现从TE-CIOD的DSTBC的开销小于TE-CODs。我们还表明，DSTBC从TE-CIODs提供更高的速率比那些从TE-COD相同数量的继电器，同时保持SSD和全分集性能。
2009-09-15 cs.IT math.IT
High Data-Rate Single-Symbol ML Decodable Distributed STBCs for Cooperative Networks
本文提出了一种高数据率的分布式正交空时分组码（DOSTBC），它具有单符号可译码性和全分集阶数。推导了DOSTBC的数据率的上界，它比传统的基于重复的协作策略的上界大约大一倍。为了便于系统地构造达到数据率上界的DOSTBC，研究了在目的端具有对角噪声协方差矩阵的特殊DOSTBC。这些代码被称为行单项DOSTBC。导出了行单式DOSTBC的数据率的上界，它等于或略小于DOSTBC的上界。最后，给出了满足数据率上界的行单项DOSTBC的系统构造方法。
2009-08-10 cs.IT math.IT
Four-Group Decodable Space-Time Block Codes
提出了两种新的码率为1的全分集空时分组码。它们的特征在于已知的速率一STBC中的\emph{lowest decoding complexity}，这是由于所发送的符号完全可分离为四个组以进行最大似然检测而产生的。如果发射天线的数量分别是2的幂和偶数，则第一和第二码是延迟最优的。精确的成对错误概率推导出允许两个代码的性能优化。与现有的低译码复杂度空时分组码相比，这两种新的空时分组码具有码率高、编译码时延低、复杂度低、峰均功率比低、性能好等优点。
2007-07-26 cs.IT math.IT
A New Full-diversity Criterion and Low-complexity STBCs with Partial Interference Cancellation Decoding
最近，Guo和Xia给出了在接收端使用PIC（Partial Interference Cancellation，部分干扰消除）或PIC-SIC（PIC with Successive Interference Cancellation，连续干扰消除）解码器时空时分组码实现全分集的充分条件。在本文中，我们给出了替代条件的STBC实现全分集PIC和PIC-SIC解码器，这是等价的郭和夏的条件，但更容易检查。利用这些条件，我们构造了一类新的全分集PIC-SIC可译码码，它包含了Toeplitz码和Zhang，Xu等人最近提出的一类码。作为适当的子类。借助于新的准则，我们还证明了最近由Zhang，Shi等人提出的一类PIC-SIC可译码码。可以以比所报告的复杂度低得多的复杂度来解码，而不损害全分集。
2010-04-13 cs.IT math.IT
A New Family of Low-Complexity STBCs for Four Transmit Antennas
空时分组码（STBC）的解码复杂度过高，除非在设计中考虑低复杂度的可解码性。为此，已经提出了涉及降低的解码复杂度的几个STBC族，特别是多组可解码和快速可解码（FD）码。最近，一个新的家庭的代码，结合这两个家庭，即快速组解码（FGD）码提出。在本文中，我们提出了一种新的构造方案，速率为1 FGD码的2^a发射天线。该方案，然后应用到四个发射天线的情况下，我们表明，新的速率-1 FGD码具有最低的最坏情况下的解码复杂度在现有的可比空时分组码。新的速率-1码的编码增益通过星座扩展进行优化，并被证明是恒定的，而不管潜在的QAM星座归一化之前。接下来，我们提出了一个新的速率-2 FD STBC通过复用两个我们的速率-1码的酉矩阵的装置。此外，速率和复杂度之间的折衷是通过打孔我们的速率-2 FD码产生一个新的速率-3/2 FD码。提出的代码相比，现有的代码在文献中和仿真结果表明，我们的速率-3/2码具有较低的平均解码复杂度，而我们的速率-2码保持其较低的平均解码复杂度在低信噪比区域。如果采用超时球解码器，我们提出的代码优于现有的代码在高信噪比区域由于其较低的最坏情况下的解码复杂度。
2013-01-01 cs.IT math.IT
The Impact of Noise Correlation and Channel Phase Information on the Data-Rate of the Single-Symbol ML Decodable Distributed STBCs
最近，我们提出了行单名分布式正交空时分组码（DOSTBC），并表明行单名DOSTBC实现了约两倍的带宽效率比基于重复的合作策略[1]。然而，我们对行单项DOSTBC施加了两个限制。第一个是码的相关矩阵必须是行单项式的。另一种是假设中继站不具有从源到中继站的信道的任何信道状态信息（CSI），尽管该CSI可以在中继站处容易地获得而无需任何附加导频信号或任何反馈开销。在本文中，我们首先删除行单项式的限制，但保持CSI的限制。在这种情况下，我们得到了DOSTBC的数据率的上界，它大于[1]中的行单式DOSTBC的上界。其次，我们放弃了CSI限制，但保留了行单项限制。具体地说，我们提出了行单式DOSTBC-CPI码，并推导出这些码的数据率的上界。行单项DOSTBC-CPI比DOSTBC和行单项DOSTBC具有更高的数据率。此外，我们找到了实际的行单式DOSTBCs-CPI，达到了数据率的上限。
2007-08-24 cs.IT math.IT
Distributed STBCs with Full-diversity Partial Interference Cancellation Decoding
最近，Guo和Xia针对点对点MIMO信道引入了称为部分干扰消除（PIC）和具有连续干扰消除的PIC（PIC-SIC）的低复杂度解码器，其包括迫零（ZF）和ZF-SIC接收机作为特殊情况。在本文中，我们表明，PIC和PIC-SIC解码器能够实现无线中继网络中的充分合作的多样性。给出了分布式空时分组码（DSTBC）在PIC和PIC-SIC译码器下实现全分集的充分条件，并利用复正交设计构造了一类新的低复杂度全分集PIC-SIC译码DSTBC.这类新的码包括许多已知的全分集PIC/PIC-SIC可解码空时分组码（STBC）构造的点对点信道作为特殊情况。所提出的DSTBC实现了比文献中可用的多组ML可解码DSTBC更高的速率（在每个信道使用的复杂符号中）。仿真结果表明，所提出的码具有更好的比特出错率性能比最有名的低复杂度，全分集DSTBC。
2011-04-28 cs.IT math.IT
Multi-group ML Decodable Collocated and Distributed Space Time Block Codes
本文研究了允许多组最大似然译码的同位分布式空时分组码。首先考虑了同位情况，提出了在速率和最大似然译码复杂度之间取得最优折衷的空时分组码的构造问题。最近，文献中已经提供了多组ML可解码的充分条件，并且满足这些充分条件的代码被称为Clifford酉重量（CUW）STBC。提出了一种基于扩展Clifford代数的代数框架来研究CUW空时分组码，并在此框架下，在少数情况下得到了CUW空时分组码的速率和最大似然译码复杂度之间的最优折衷.代码结构满足这一权衡最佳也提供了。然后重点研究了多组ML可解码DSTBC在同步无线中继网络中的应用，给出了三种四组ML可解码DSTBC的结构。最后，将Li-Xia提出的基于OFDM的Alamerican空时编码方案推广到一个更一般的传输方案，该方案可以实现任意数目中继的完全异步协作分集。然后，它示出了如何在源差分编码可以与所提出的传输方案相结合，以达到一个新的传输方案，可以实现完全的合作分集在异步无线中继网络中没有信道信息，也没有定时误差的知识在目的节点。四组解码DSTBC适用于建议的OFDM传输方案也给出了。
2008-11-22 cs.DM cs.IT math.IT
STBCs from Representation of Extended Clifford Algebras
Karmakar等人给出了构造$λ$ -实符号最大似然（ML）可译码空时码的一组充分条件，满足这些充分条件的空时码被称为Clifford酉重量（CUW）码。在本文中，CUW码的最大速率（如测量在每个信道使用的复杂符号）$λ=2^a,a\in\mathbb{N}$得到使用表示理论的工具。实现这一最大速率的代码的两个代数结构也提供了。其中一个构造是利用有限群的线性表示得到的，而另一个构造是基于非交换环上右模代数的概念。据作者所知，这是第一个文件中，矩阵的非交换环被用来构造STBC。对Tirkkonen等人提出的ABBA结构和Karmakar等人提出的张量积结构给出了代数解释，并证明了Tirkkonen等人基于ABBA结构提出的4发射天线空时分组码，如果设计变量被置换，信号集被选择为适当的维数，则实际上是一个单复数符号ML可译码码。
2007-04-19 cs.DM cs.IT math.IT
Maximum-rate, Minimum-Decoding-Complexity STBCs from Clifford Algebras
众所周知，来自正交设计（OD）的空时分组码（STBC）是单符号可解码的/逐符号可解码的（SSD），并且可从Clifford代数的酉矩阵表示获得。然而，SSD码也可以从非正交的设计中获得。最近，已经研究了两类这样的SSD码：（i）坐标交织正交设计（CIOD）和（ii）来自准OD（QOD）的最小解码复杂度（MDC）STBC。来自OD、CIOD和MDC-QOD的代码是相互不相交的代码类。当被写成由Hassibi和Hochwald提出的线性色散码（LDC）时，CIOD类具有{ \it非酉权重矩阵}，而包括COD的若干已知SSD码具有{ \it酉权重矩阵}。本文从Clifford代数的矩阵表示出发，得到了具有酉权矩阵的SSD码，称为Clifford酉权SSD（CUW-SSD）。本文的一个主要结果是推导出一个可实现的上限上的任何酉重量SSD码为$\frac{a}{2^{a-1}}$的$2^a$天线，这是大于的COD是$\frac{a+1}{2^a}$。结果表明，几类已知的SSD码都是CUW-SSD码，并且CUW-SSD码满足这个上界。文中还给出了保证全分集的信号集条件和编码增益的表达式。得到了一大类具有非酉权矩阵的SSD码，其中包含CIOD作为其真子类。
2007-12-14 cs.IT math.IT
High Rate Single-Symbol Decodable Precoded DSTBCs for Cooperative Networks
分布式正交空时分组码（DOSTBC）实现全分集阶数和单符号最大似然解码最近已被引入到合作网络和一个上限，这种码的最大速率随着代码的结构已经提出。在这份报告中，我们介绍了一类新的分布式空时分组码称为半正交预编码分布式单符号可解码空时分组码（S-PDSSDC），其中，源执行协调交织的信息符号适当之前，将其发送到所有的中继。结果表明，DOSTBC是S-PDSSDC的一个特殊情况。研究了一类特殊的在目的端具有对角协方差矩阵的S-PDSSDC码，并给出了此类码的最大码率的上界。所得到的界限是大约两倍大于DOSTBC。提出了一种系统化的S-PDSSDC的构造方法，当继电器的数目为$K \geq 4$时，该方法具有良好的性能.所构造的代码示出实现上界的速率时，$K$是0模4或3模4的形式。对于其余的值的$K$，所构造的代码被示出具有比DOSTBC的速率更高的速率。它也表明，S-PDSSDC不能构造与任何形式的线性处理时，在中继源不执行协调交织的信息符号。
2007-08-30 cs.IT math.IT
High Rate Single-Symbol ML Decodable Precoded DSTBCs for Cooperative Networks
Yi和Kim最近提出了一种用于协作网络的分布式正交空时分组码（DOSTBC），该码实现了全分集阶数和单符号ML可解码性，并给出了这种码的最大速率上界和码的构造。在本文中，我们介绍了一类新的分布式空时分组码称为半正交预编码分布式单符号可解码空时分组码（S-PDSSDC），其中，源执行协调交织的信息符号适当之前，将其发送到所有的中继。结果表明，DOSTBC是S-PDSSDC的一个特殊情况。研究了一类特殊的在目的端具有对角协方差矩阵的S-PDSSDC码，并给出了此类码的最大码率的上界。所得到的界限是大约两倍大于DOSTBC。提出了一种系统化的S-PDSSDC的构造方法，当继电器的数目为$K \geq 4$时，该方法具有良好的性能.所构造的代码示出实现上界的速率时，$K$是0或3模4的形式。对于其余的值的$K$，所构造的代码被示出具有比DOSTBC的速率更高的速率。结果表明，S-PDSSDC不能构造与任何形式的线性处理时，在中继源不执行协调交织的信息符号。仿真结果表明，S-PDSSDC具有更好的错误概率性能比DOSTBC。
2007-09-02 cs.IT math.IT
Generalized ABBA Space-Time Block Codes
介绍了一种系统地构造在任意星座上、任意发射天线数的酉速率全分集线性空时分组码。通过推广现有的ABBA空时分组码，又称准正交空时分组码（QO-STBC）的代码。此外，一个完全正交（符号的符号）解码器的新的广义ABBA（GABBA）码。这种非常低复杂度的解码器依赖于代码结构的分区正交特性，以将接收到的信号矢量分解成较低维度的元组，每个元组仅依赖于发送符号的某些子集。正交可解码性来自于这种技术的嵌套应用，而不需要矩阵求逆或迭代信号处理。GABBA码在广义衰落信道上的最大似然（ML）解码的准确误码率概率进行了分析评估，并与所提出的正交解码器的仿真结果进行了比较。比较表明，建议的GABBA解决方案，尽管其非常低的复杂度，实现几乎相同的性能的界限对应的ML解码系统，特别是在系统中具有大量的天线。
2005-10-02 cs.IT math.IT
Erasure codes with symbol locality and group decodability for distributed storage
本文提出了一种新的用于分布式存储系统的纠删码，称为组可解码码（GDC）。给定一组设计参数{α; β; k; t}，其中k是信息符号的数量，（α; β; k; t）组可解码码的每个码字是称为桶的串的t元组，使得每个桶是β符号的串，其是[β; α] MDS码（其从α信息符号编码）的码字。这类代码有以下两个性质：（P1）局部可修复：每个代码符号都有局部性（α; β-α+ 1）。(P2)组可解码：从每个桶中，我们可以解码α信息符号。对任意给定的{α; β; k; t}集，建立了（α; β; k; t）-群可译码码的最小距离的上界，并证明了当编码域F的大小为|F| > n-1 \choose k-1时，该上界是可达到的.
2015-07-29 cs.IT math.IT
On the Capacity of Locally Decodable Codes
局部可解码码（LDC）将每个具有$L_w$位大小的$K$源符号映射到每个具有$L_x$位大小的$M$编码符号，使得每个源符号可以从$N \leq M$编码符号解码。完美平滑的LDC进一步要求当我们解码任何一个消息时，每个编码符号被均匀地访问。比率$L_w/L_x$称为LDC的符号率。一类最不发达国家的最高可能的符号率被称为该类的能力。结果表明，给定$K, N$，在所有码长$M$上最大化的完全光滑最不发达国家的容量的最大值是$C^*=N\left(1+1/N+1/N^2+\cdots+1/N^{K-1}\right)^{-1}$。此外，给定$K, N$，最小码长$M$，对于该最小码长$M$，完全平滑的LDC的容量是$C^*$被示出为$M = N^K$。这两个结果都适用于更广泛的一类最不发达国家，称为普遍最不发达国家。然后将结果转换为PIR $_{\max}$的上下文，即，私人信息检索受最大（而不是平均）下载成本指标。结果表明，实现PIR $_{\max}$方案的最小容量上载代价为$(K-1)\log N$。这些结果也推广到PIR问题的一种变体，称为拒绝信息检索（RIR）。
2018-12-13 cs.IT math.IT
Full Diversity Codes for MISO Systems Equipped with Linear or ML Detectors
针对多发射单接收天线的无线通信系统，提出了空时分组码（STBC）在线性接收机下实现全分集的一般准则。特别地，具有Toeplitz结构的STBC满足该标准，因此能够实现全分集。对该Toeplitz STBC的进一步研究揭示了以下重要性质：a）可以使符号传输速率接近1。b）将Toeplitz码应用于在最近星座点之间具有非零距离的任何信令方案导致非零行列式。此外，如果QAM被用作信令方案，那么对于独立的MISO平坦衰落信道，Toeplitz码被证明是接近最佳的分集与复用的折衷与ZF接收机时，信道使用的数量是大的。到目前为止，这是第一个非正交STBC显示，以实现这种接收机的最佳权衡。另一方面，当在MISO系统中采用ML检测时，Toeplitz STBC实现了独立信道的最大编码增益。当信道衰落系数相关时，Toeplitz STBC的固有传输矩阵可以被设计为最小化平均最坏情况的成对错误概率。
2008-07-01 cs.IT math.IT
Amortized Locally Decodable Codes
该研究首次提出摊销型局部可译码，通过多符号恢复时的查询次数摊销突破传统LDC的性能瓶颈，证明Hadamard码可实现低于2的摊销局部性，并在密码学场景下实现常数码率、容错与常数摊销局部性的三重最优。
2025-06-16 cs.CR cs.IT math.IT
Unified Analysis of Transmit Antenna Selection/Space-Time Block Coding with Receive Selection and Combining over Nakagami-m Fading Channels in the Presence of Feedback Errors
研究了由反馈链路误差引起的不完美的发射天线选择（TAS）对具有选择合并（SC）的混合TAS/空时分组编码（STBC）的性能的影响（即，联合发送和接收天线选择（TRAS）/STBC）和TAS/STBC（具有接收最大比合并（MRC）类合并结构）是Nakagami-m衰落信道下的主要目标。在理想信道估计和无延迟反馈假设下，针对联合TRAS/STBC和TAS/STBC方案的统一系统模型，推导了与后处理信噪比（SNR）相关的统计表达式和几个性能指标。本文给出了二进制和多进制调制的中断概率和比特/符号出错率（BER/SER）的精确解析表达式，以便对有反馈差错的统一系统的容量和差错性能进行广泛的研究。此外，渐近分集阶分析，这表明所研究的方案的分集阶是由空时分组码传输本身提供的分集阶下界，包括在文件中。此外，所有的理论结果进行了验证Monte Carlo模拟。
2012-08-13 cs.IT math.IT stat.OT
On Locally Decodable Index Codes
索引编码通过联合编码广播信道中所有客户端所需的消息来实现带宽节省。编码以这样的方式执行，即每个客户端可以从其边信息和广播码字中检索其所需的消息。通常，为了解码其所需的消息符号，接收机可能必须观察整个发送的码字。查询或下载码字符号可能涉及客户端的成本-例如网络利用成本和用于执行解码的查询符号的存储要求。在传统的索引编码解决方案中，在代码设计期间不考虑这种“客户端感知”的视角。因此，对于这些代码，客户端针对每个解码消息符号查询的码字符号的数量（我们称之为“局部性”）可能很大。在本文中，考虑局部性作为成本参数，我们认为索引编码之间的权衡可实现的广播速率（码字长度规范化的消息长度）和局部性，其目标是最小化的广播速率为一个给定的值的局部性，反之亦然。我们证明了任何索引编码问题的最小可能局部性是1，并且局部性为1的最佳索引编码解决方案是基于干扰图的分数着色的编码方案。我们提出的索引编码方案与小的局部性覆盖的边信息图使用无环子图和子图与小minrank。我们还展示了如何局部性可以占在传统的分区多播和循环覆盖解决方案的索引编码。最后，应用这些新的技术，我们描述了本地广播速率权衡的索引编码问题的边信息图是有向3圈。
2018-01-11 cs.IT math.IT
Amortized Relaxed Locally Decodable Codes
本文提出摊销松弛局部可解码码（aRLDC），在完全信息论模型下实现常数码率、常数容错性和常数摊销局部性，且恢复长块时每个符号探测少于两次。
2026-09-16 cs.DM cs.IT math.IT
Secure Erasure Codes With Partial Decodability
MDS属性（也称为$k$外的$k$属性）要求，如果文件被分割成几个符号并随后编码成$n$编码符号，每个符号存储在分布式存储系统（DSS）的一个存储节点中，则用户可以通过访问任何$k$节点来恢复文件。我们研究了所谓的$p$ -可解码$μ$ -安全纠删编码方案$(1 \leq p \leq k - μ, 0 \leq μ< k, p | (k-μ))$，它满足MDS性质和以下附加性质：（P1）强安全达到一个阈值：窃听大多数$μ$存储节点的攻击者不会获得任何信息（P2）部分可解码：合法用户可以通过访问某些$μ+ p$存储节点来恢复$p$文件符号的子集。该方案是完全$p$ -可解码$μ$ -安全的，如果它满足以下附加性质：（P3）弱安全到阈值：窃听多于$μ$但少于$μ+p$存储节点的攻击者不能重建文件的任何部分.文献中的大多数相关工作仅集中于病例$p = k - μ$。换句话说，不提供部分可解码性：用户不能通过访问少于$k$的节点来检索文件的任何部分。我们为所有$μ$和$p$在小域上提供了一个明确的$p$ -可解码$μ$ -安全编码方案的构造.当$p = 1$（对于每个$μ$）和当$μ= 0, 1$（对于每个$p$）时，该构造还在小字段上产生完全$p$可解码的$μ$安全方案.我们建立了几乎所有的$μ$和$p$在\emph{sufficiently large}域上都存在完美方案。
2014-10-13 cs.IT math.IT
Distributed Space-Time Coding of Over-the-Air Superimposed Packets in Wireless Networks
在本文中，我们提出了一个新的合作数据包传输方案，允许独立的来源，以crossover-the-air他们的数据包传输。采用中继节点，并将协作分集与分布式空时分组码相结合。利用所提出的方案，参与的中继器为本地接收的空中叠加符号创建ST码，而无需预先进行任何解码步骤。所提出的方案的优点是，通信是在更少的传输时隙完成，因为并发的分组传输，而分集的好处，从使用的STBC的结果在更高的解码性能。所提出的方案不依赖于STBC的应用在中继。仿真结果表明，显着的吞吐量的好处，即使在低信噪比制度。
2013-03-14 cs.IT cs.NI math.IT
Performance of Source transmit Antenna selection for MIMO cooperative communication System Based DF protocol: Symbol Error Rate and Diversity order
在这项工作中，我们研究了一个单一的中继多输入多输出（MIMO）协作通信系统的解码和转发（DF）中继协议的基础上的两种策略，使用发送天线选择在源的性能。第一种策略在中继站和目的站之间使用一根天线，第二种策略使用空时分组编码（STBC）。所有信道都遵循瑞利衰落分布。推导了多进制相移键控（M-PSK）系统的误符号率（SER）的表达式和上界，以及两种策略的分集阶数。分析结果表明，在相同的分集阶数和相同的速率R下，第二种策略的性能优于第一种策略。
2017-11-06 cs.IT eess.SP math.IT
On Unique Decodability
在本文中，我们提出了一个修订的唯一可解码性的主题和无损编码的一些基本定理。普遍认为，对于任何离散源X，每个“唯一可解码”分组码满足E[1（X_1 X_2. X_n）]>= H（X_1，X_2，.，X_n），其中X_1，X_2，.，X_n是源的前n个符号，E[1（X_1 X_2. X_n）]是这些符号的代码的预期长度，H（X_1，X_2，.，X_n）是它们的联合熵。我们表明，对于某些来源的记忆，上述不等式只持有时，被认为是一个限制性的定义“唯一可解码的代码”。特别是，上述不等式通常被假设为适用于任何“实际代码”，因为麦克米兰定理对具有记忆的源的应用是有争议的。因此，我们提出了一个澄清的主题，也提供了一个扩展版本的麦克米伦定理用于马尔可夫源。
2008-09-05 cs.IT math.IT
High-Rate, Distributed Training-Embedded Complex Orthogonal Designs for Relay Networks
基于复正交设计的分布式空时分组码（Distributed Space-Time Block Codes，DSTBC）在使用放大转发协议的两跳无线中继网络中会失去其单符号最大似然（ML）可解码（SSD）特性。对于这样的网络，在本文中，一类新的高速率，训练嵌入式（TE）SSD的DSTBC构造从TE-COD。提出的码在码的结构中包含训练符号，这是获得高速率以及SSD特性的关键点。TE-CODs被证明可以为任意复杂的星座提供全分集。对于中继器数量小于$10.$的中继器网络，与已知SSD DSTBC相比，非方形TE-COD被示出为提供更高的速率（以每个信道使用的符号为单位
2009-08-01 cs.IT math.IT
Space-Time Coded Spatial Modulated Physical Layer Network Coding for Two-Way Relaying
使用空间调制的方法，其中只有一个发射天线是活跃的时间，我们提出了两个传输方案的双向中继信道使用物理层网络编码与空时编码，使用坐标交织正交设计（CIOD的）。结果表明，在节点处使用两个不相关的发射天线，但仅使用一个RF发射链和跨这些天线的空时编码可以提供更好的性能，而不使用任何额外的资源，并且不增加硬件实现成本和复杂度。在第一种传输方案中，仅在中继站处使用两个天线，在中继站处采用自适应网络编码（ANC），并且中继站发送CIOD空时分组码（STBC）。这给出了一个更好的性能相比，现有的ANC方案的双向中继信道使用一个天线在所有三个节点。结果表明，对于这种方案在高信噪比的平均端到端符号错误概率（SEP）的上限是两倍的点到点衰落信道的SEP。在第二种传输方案中，在所有三个节点处使用两个发射天线，CIOD STBC在多址和广播阶段中发射。该方案为平均端到端SEP提供了二阶分集，其中对于任意信号集增加了$\mathcal{O}(M^3)$的解码复杂度，对于方形QAM信号集增加了$\mathcal{O}(M^2\sqrt{M})$的解码复杂度。
2014-01-05 cs.IT math.IT
Maximum-rate Transmission with Improved Diversity Gain for Interference Networks
干扰对齐（IA）被证明是有效的干扰管理，以提高传输速率的自由度（DoF）的增益。另一方面，正交空时分组码（STBC）被广泛用于点对点多天线信道，以提高传输的可靠性，在分集增益。在本文中，我们将这两个想法联系起来，即，IA和空时分组编码，以改进多用户网络中对齐预编码器的设计。具体来说，我们考虑使用Alamanti码IA，因为它的速率一传输和可扩展性的点到点系统中的全分集。阿拉姆码通过在一个阿拉姆码字中的两个符号之间引入正交性来保护期望的链路，并且在干扰接收机处创建对准。我们发现，所提出的对齐方法可以保持最大的自由度增益，提高遍历互信息在长期制度，而增加的多样性增益为2在短期制度。干扰网络的示例在每个节点处具有两个天线，并且包括两个用户X信道、干扰多址信道（IMAC）和干扰广播信道（IBC）。
2013-04-20 cs.IT math.IT
Distributed Space-Time Codes for Cooperative Networks with Partial CSI
在假定中继节点知道信源相位分量的情况下，研究了基于两阶段传输的Jing-Hassibi协作分集协议和广义非正交放大转发（GNAF）协议的设计准则和全分集分布式空时码（DSTC）.它示出，这在此部分信道状态信息（CSI），几个众所周知的空时码的共位MIMO（多输入多输出）信道变得适合用作DSTC。特别是，众所周知的复正交设计，广义坐标交织正交设计（GCIODs）和酉重量单符号可解码（UW-SSD）码被证明是满足所需的设计约束的DSTC。利用宽松的代码设计约束，我们提出了从Clifford代数获得的具有低ML解码复杂度的DSTC。
2007-01-09 cs.IT math.IT
The Deterministic Broadcast Channel Revisited: A Bipartite Graph Approach
Tsinghua University（清华大学）；Princeton University（普林斯顿大学）
本文用二分图唯一刻画确定性广播信道，给出显式闭式容量区域及确定性容量可达编码方案，并支持通过二元线性规划构造最优有限块长编码。
2026-09-22 cs.IT math.IT
