On Multilevel Coding Schemes Based on Non-Binary LDPC Codes
我们解决的问题，构造的编码方案的信道与高阶调制。已知的是，非二进制LDPC码对于这样的信道特别好，并且显著优于它们的二进制对应物。不幸的是，它们的解码复杂度仍然很大。为了降低解码复杂度，我们考虑在更小的字段的非二进制LDPC码（NB-LDPC-MLC计划）的基础上的多级编码方案。使用这样的方案给了我们一个合理的复杂性增益。同时，NB-LDPC-MLC方案的性能在与调制阶数匹配的域上实际上与LDPC码的性能相同。特别地，通过仿真，我们表明，在具有相应的QAM 64和QAM 256的AWGN信道中，GF（16）上的NB-LDPC-MLC方案的性能与GF（64）和GF（256）上的非二进制LDPC码的性能相同。我们还进行了比较与二进制LDPC码。
2017-02-08 cs.IT math.IT
Noiseless coding theorem proved by induction for finite stationary memoryless information sources
利用信源符号数的归纳法和几何平均与调和平均不等式，证明了有限平稳无记忆信息源的无噪编码定理。
2014-07-06 cs.IT math.IT
Statistical Mechanical Analysis of Low-Density Parity-Check Codes on General Markov Channel
低密度奇偶检验（LDPC）码在对称无记忆信道上的性能已经被一些作者利用统计物理学方法进行了分析。本文对非对称无记忆信道和一般马尔可夫信道下的LDPC码进行了统计力学分析。证明了马尔可夫信道的副本对称解的鞍点方程等价于马尔可夫信道上LDPC码的因子图上置信传播的密度演化.推导过程采用马尔可夫链的类型化方法。
2011-10-10 cs.IT math.IT
Optimized Rate-Adaptive Protograph-Based LDPC Codes for Source Coding with Side Information
本文研究了在译码端带有边信息的信源编码问题，也称为Slepian-Wolf信源编码方案。在该编码方案的实际应用中，源和辅助信息之间的统计关系可以从一个数据传输到另一个数据传输而变化，并且需要根据当前统计关系来适配编码速率。在本文中，我们提出了一种新的基于LDPC码的Slepian-Wolf信源编码方案的码率自适应码构造。所提出的码设计方法允许在所有考虑的速率下优化码度分布，同时在所有速率下最小化奇偶检验矩阵中的短周期的量。仿真结果表明，该方法大大降低了信源编码率相比，标准的LDPCA解决方案。
2018-08-20 cs.IT math.IT
Simple Low-Rate Non-Binary LDPC Coding for Relay Channels
二进制LDPC编码中继系统已经得到了很好的研究，假设无限码字长度。在本文中，我们处理的非二进制LDPC码，可以超过他们的二进制对应，特别是实际的码字长度。我们利用非二进制LDPC码和最近发明的非二进制编码技术，称为乘法重复设计低速率编码策略的解码和转发半双工中继信道。我们声称，所提出的策略是简单的，因为目的地和中继可以通过共享相同的解码器的结构几乎相同的计算复杂性解码。数值实验表明，非二进制LDPC码中继系统的性能优于直接传输系统，并且与中继信道的可达速率相差不超过1.5dB。
2011-08-16 cs.IT math.IT
A Spatially Coupled LDPC Coding Scheme with Scalable Decoders for Space Division Multiplexing
本文研究具有子块局部性的空间耦合LDPC码在空分复用中的应用，重点分析子块间信息交换，并在复杂度、性能和信息流方面比较解码策略。
2023-10-24 cs.IT math.IT
Joint Network and LDPC Coding for Bi-directional Relaying
在本文中，我们考虑联合网络和LDPC编码实际实现的去噪和转发协议的双向中继。对于实数和复数多址接入信道，已经导出了用于计算网络编码码字的对数似然比的封闭形式表达式。它揭示了在继电器处观察到的等效信道是一个不对称信道，其中信道输入是两个源节点的XOR形式。
2011-05-12 cs.IT math.IT
Design of network-coding based multi-edge type LDPC codes for multi-source relaying systems
在本文中，我们研究了高斯中继系统的多源LDPC方案，其中M个源在单个中继的帮助下与目的地通信（M-1-1系统）。由于协作单源系统中的各种分布式LDPC方案（例如双层LDPC和双层多边缘型LDPC（BMET-LDPC））已经被设计为接近香农极限，因此这些方案可以通过以循环方式服务每个源的中继应用于$M-1-1$系统。然而，由于缺乏潜在的联合处理增益，这种直接应用不是最佳的。在本文中，我们提出了一个网络编码的多边型LDPC码（NCMET-LDPC）方案的多源场景。通过EXIT分析，我们得出结论，NCMET-LDPC方案实现了更高的外部互信息，相对于一个单独的应用程序的BMET-LDPC到每个源。因此，我们的新的NCMET-LDPC方案相对于现有方案实现了更高的阈值。
2009-10-07 cs.IT math.IT
First- and Second-Order Coding Theorems for Mixed Memoryless Channels with General Mixture
本文研究了一阶和二阶最大可达速率的代码/没有成本约束的混合{信道}的信道法的特点是一般的混合（最多）不可数许多固定和无记忆的离散信道。这些信道被称为{具有一般混合的混合无记忆信道}，并且包括作为特殊情况的可计数或可计数的无记忆信道的混合无记忆信道类。对于具有一般混合的混合无记忆信道，建立了一阶编码定理，给出了$\varepsilon$容量的计算公式，进而给出了二阶编码定理的一个直接部分.引入了一个混合无记忆信道子类，其组成信道可按容量排序，并建立了一阶和二阶编码定理。结果表明，所建立的公式减少到几个已知的公式限制的情况下。
2016-05-06 cs.IT math.IT
Non-memoryless Analog Network Coding in Two-Way Relay Channel
物理层网络编码（PNC）可以显著提高双向中继信道的吞吐量。PNC的一个有趣的变体是模拟网络编码（ANC）。然而，迄今为止提出的几乎所有ANC方案都以逐符号方式（无记忆）操作，并且不能利用信道编码分组中的冗余信息来增强性能。本文提出了一种无记忆ANC方案。特别是，我们设计了一个软输入软输出解码器的中继节点处理叠加的数据包从两个端节点产生一个估计的MMSE数据包转发回端节点。我们的解码器考虑到由于信道编码，在数据包中的不同符号之间的相关性，并提供了显着改善的MSE性能。我们的分析表明，在中继节点的信噪比改善是下界的1/R（R是码率）与最简单的LDPC码（重复码）。通过LDPC码的数值仿真验证了该方法的信噪比改善效果。我们的研究结果表明，不同程度的LDPC码是首选在不同的SNR区域。一般来说，较小的度数对于较低的SNR是优选的。
2011-10-14 cs.IT cs.NI math.IT
Terminated LDPC Convolutional Codes with Thresholds Close to Capacity
考虑了由置换矩阵组成的校验矩阵的LDPC卷积码系综。利用密度演化技术，分析了二进制输入输出对称无记忆信道下基于迭代置信传播的卷积码译码器的收敛性.我们观察到，结构化的不规则性在坦纳图的代码导致显着更好的阈值相比，相应的LDPC块码。
2005-08-03 cs.IT math.IT
Noncoherent LDPC-Coded Physical-Layer Network Coding using Multitone FSK
提出了一种非相干双向中继系统，该系统采用物理层网络编码，在衰落信道中比传统中继系统提高了吞吐量。使用多音频移键控（FSK）实现节能非相干操作。一种新的软输出解调器的中继，并找到相应的可实现的交换率瑞利衰落和AWGN信道。比特-出错率性能接近可实现的速率实现使用容量接近信道码和接收机架构，迭代之间的解调和信道解码。执行迭代解码，将信息从信道解码器反馈到解调器。此外，通过对LDPC码的优化，使系统的误码性能更接近于可达到的速率。通过增加调制阶数获得的能量效率改进对于所提出的物理层网络编码方案比对于常规点对点系统更显著。使用优化的LDPC码，比特-出错率性能比广泛已知的标准化LDPC码提高多达1.1dB，并且达到对应于可实现速率的极限的0.7dB以内。在整个工作中，物理层网络编码的性能相比，传统的网络编码。当使用非相干FSK时，物理层网络编码能够实现更高的可实现速率，并且传统网络编码在低速率下表现出更好的能量效率。
2018-01-31 cs.IT math.IT
Disjoint LDPC Coding for Gaussian Broadcast Channels
低密度奇偶校验（LDPC）码已经被用于在两用户高斯广播信道上的通信。文献中已经表明，这种系统的最佳解码需要在每个用户处对两个用户消息进行联合解码。此外，还应执行联合规范设计程序。我们提出了一种方法，它使用了一种新的标签策略，是基于比特交织编码调制背后的想法。该方法不需要联合解码和/或联合码优化。因此，它降低了广播信道中的近容量编码的总体复杂度。对于容量区域边界上的不同码率对，设计了LDPC码对，以证明该技术的成功。
2009-06-15 cs.IT math.IT
Analysis of Error Floors of Non-Binary LDPC Codes over MBIOS Channel
本文研究了非二进制低密度奇偶校验码在无记忆二进制输入输出对称信道上的误码平层。本文给出了在MBIOS信道上用置信传播译码器成功译码Z形循环码的充分必要条件。利用上述充要条件，我们考虑了非二进制LDPC码的简化系综，从而具有较低的错误平层。最后，我们展示了在MBIOS信道上的删除LDPC码集合的错误地板的下界。
2011-06-10 cs.IT math.IT
Density Evolution for Asymmetric Memoryless Channels
密度演化是研究低密度奇偶校验（LDPC）码和具有消息传递译码算法的图码的最有力的分析工具之一。以信道对称性为基本假设的密度演化（DE）已被广泛应用于不同的信道，包括二进制擦除信道、二进制对称信道、二进制加性高斯白噪声信道等。本文将非对称无记忆信道的密度演化推广到一般无记忆信道，如z信道，复合高斯白噪声信道等。支持这种推广的中心定理是收敛到任何固定大小的支持树的完美投影。给出了一个新的具有相同复杂度的迭代公式，并给出了性能集中定理的必要定理。新的密度演化方法的几个属性进行了探讨，包括一般的非对称无记忆通道的稳定性结果。模拟，代码优化，并提出了这种新的密度演化方法可能的新应用。这一结果也被用来证明线性LDPC码的典型性陪集码集成时，最小校验节点的程度是足够大的。它表明，收敛到完美的投影是必不可少的信念传播算法，即使只考虑对称通道。因此，收敛到完美投影的证明也是对对称无记忆通道经典密度演化理论的完善。
2005-09-06 cs.IT math.IT
Regular LDPC codes on BMS wiretap channels: Security bounds
本文研究规则LDPC码在二进制无记忆对称窃听信道上的安全性，将信息泄露量从o(n)改进为O(log^2 n)，超越了容量逼近码族的一般保密保证。
2025-02-09 cs.IT math.IT
Design of Nested LDGM-LDPC Codes for Compress-and-Forward in Relay Channel
研究了一种具有二进制擦除信道（BEC）的三端中继系统，在该系统中，信源在中继的“协助”下将信息转发到信宿。设计了一种低密度生成矩阵（LDGM）-低密度奇偶校验（LDPC）的嵌套结构，在中继端实现压缩转发（CF）。LDGM编码对接收信号进行了有损压缩，LDPC码实现了Slepian-Wolf编码的合并。首先提出了一种实用的编码方案，在源端和中继端分别采用LDPC码和嵌套LDGM-LDPC码，以达到系统容量的割集界。然后在给定码率界的情况下，对LDGM码和LDPC码的度分布进行优化，保证迭代置信传播（BP）译码算法在目的端的收敛性。最后，仿真结果表明，基于嵌套码实现的性能非常接近Slepian-Wolf理论极限。
2010-03-19 cs.IT math.IT
On the Typicality of the Linear Code Among the LDPC Coset Code Ensemble
密度演化是无记忆二进制输入/输出信道上低密度奇偶校验码（LDPC码）的最有效分析工具之一。非对称信道的情况下，处理的LDPC陪集码合奏（一个信道对称化参数）或线性码的非对称信道上的广义DE。现有的仿真表明，这两种不同的方法的比特出错率性能几乎相同。本文通过证明当最小校验节点度$d_c$变得足够大时，线性LDPC码和陪集LDPC码的性能差异在理论上是不可区分的来解释这一现象。线性码在LDPC陪集码集合中的这种典型性提供了对LDPC陪集码的集中定理的深入了解。
2005-02-22 cs.IT math.IT
Windowed Decoding of Protograph-based LDPC Convolutional Codes over Erasure Channels
我们考虑一种基于置信传播（BP）算法的LDPC卷积码加窗译码方案。我们讨论了这种解码方案的优点，并确定某些特性的LDPC卷积码合奏表现出良好的性能与窗口解码器。我们将考虑这些合奏和代码的性能擦除通道和没有记忆。我们表明，LDPC卷积码的结构是合适的，以获得性能接近理论极限的无记忆擦除信道，无论是BP解码器和窗口解码。然而，相同的结构对具有存储器的擦除通道的性能施加了限制。
2011-10-22 cs.IT math.IT
Dirty Paper Coding using Sign-bit Shaping and LDPC Codes
脏纸编码（DPC）是指用于在多用户通信系统的发射机处预减去已知干扰的方法。DPC有许多应用，包括用于广播信道的编码。最近，基于格的编码技术已经为DPC提供了几种设计。在基于格的DPC中，有两种代码-定义用于整形的格的卷积码和用于信道编码的纠错码。最近的文献中报道了几种具体的设计，使用卷积和基于图的代码来获得接近容量的整形和编码增益。在大多数报告的设计中，编码器工作在成形和信道码的联合网格上，或者解码器需要成形和信道解码器之间的迭代。这导致实施的高度复杂性。在这项工作中，我们提出了一个基于格的DPC计划，提供了良好的成形和编码增益与适度的复杂性在编码器和解码器。我们使用卷积码的符号位整形，和低密度奇偶检验（LDPC）码的信道编码。关键的想法是引入一个码字延迟和在发送端仔细解析比特，这使得LDPC解码器能够首先在接收端运行。这提供了增益，而不需要整形和信道解码器之间的迭代。仿真结果证实，在高速率下，所提出的DPC方法以适度的复杂度执行接近容量。作为所提出的DPC方法的应用，我们展示了一种叠加编码设计，该设计提供比高斯广播信道上的分时更好的速率。
2010-01-20 cs.IT math.IT
Challenges and some new directions in channel coding
综述了信道编码的三个研究领域：空间耦合低密度奇偶校验（LDPC）码、非二进制LDPC码和极化码，并介绍了各个领域的最新进展。
2015-04-15 cs.IT math.IT
A Generalized Algebraic Approach to Optimizing SC-LDPC Codes
空间耦合低密度奇偶校验（SC-LDPC）码是一种稀疏图码，由于其在无记忆二进制输入信道上的性能接近容量，近年来引起了人们的兴趣。在本文中，我们统一了现有的所有SC-LDPC码的构造方法下，一个新的广义描述的SC-LDPC码的代数提升图。针对基于阵列的SC-LDPC码的$(3,3)$ -吸收集的特殊情况，提出了一种改进的低复杂度计数方法，并利用该方法优化了SC-LDPC码构造中的置换分配.我们表明，以这种方式构造的代码能够优于以前公布的建设，在占主导地位的吸收集的数量和标准和窗口解码方面。
2017-10-10 cs.IT math.IT
On the Joint Source-Channel Coding Error Exponent for Discrete Memoryless Systems: Computation and Comparison with Separate Coding
研究了由离散无记忆信源和离散无记忆信道组成的通信系统的联合信源-信道编码（JSCC）误差指数E_J的Csiszar界的计算.我们提供了这些界限的等价表达式，并推导出明确的公式，达到界限的速度。这些等价表示可以很容易地计算任意源通道对通过Arimoto的算法。当信道的分布满足对称性时，边界允许封闭形式的参数表达式。然后，我们使用我们的结果提供了一个系统的JSCC误差指数E_J和串联编码误差指数E_T之间的比较，这适用于如果源和信道分别编码。证明了E_T <= E_J <= 2E_T。我们建立了E_J > E_T和E_J = 2 E_T的条件。数值例子表明，对于许多源-通道对，E_J接近于2E_T。对于在加性高斯白噪声信道和具有有限输出量化的瑞利衰落信道上传输的二进制源，该增益转化为大于2dB的功率节省。最后，我们研究了在汉明失真测度下有损JSCC误差指数的计算。
2006-01-04 cs.IT math.IT
Decoding Complexity of Irregular LDGM-LDPC Codes Over the BISOM Channels
研究了一种非规则LDGM-LDPC码，它是一种具有随机\emph{punctured}输出比特的LDPC码的子码。结果表明，LDGM-LDPC码实现的速率任意接近二进制输入双输出无记忆（BISOM）信道的信道容量与有界\emph{complexity}。复杂度的度量是代码的因子图的校验节点的平均度（每个信息比特）。得到了非规则LDGM-LDPC码校验节点平均度的下界。边界不依赖于在接收器处使用的解码器。研究了在二进制擦除信道下，采用消息传递迭代译码的非规则LDGM-LDPC码译码的稳定性条件。
2010-03-24 cs.IT math.IT
On Achievable Rates and Complexity of LDPC Codes for Parallel Channels: Information-Theoretic Bounds and Applications
本文给出了低密度奇偶校验（LDPC）码的可达速率和译码复杂度的界。它是假设这些代码的通信发生在统计独立的并行通道，这些通道是无记忆的，二进制输入和输出对称（MBIOS）。将该界应用于删余LDPC码。一个图表结束了我们的讨论，显示本文中的定理和一些以前报道的结果之间的相互联系。
2005-12-18 cs.IT math.IT
An Efficient Feedback Coding Scheme with Low Error Probability for Discrete Memoryless Channels
现有的固定长度反馈通信方案或者专用于特定信道（Schalkwijk-Kailath，Horstein），或者应用于一般信道，但是具有高编码复杂性（块反馈方案）或者难以分析（后验匹配）。本文提出了一种新的定长反馈编码方案，该方案在所有离散无记忆信道上都能达到容量，当速率接近容量时，误差指数接近球形填充界，并且具有$O(n\log n)$编码复杂度。这些好处是通过明智地结合从以前的计划与新的随机化技术和编码/解码规则的功能。这些新特征使得新方案的错误概率分析比后验匹配更容易。
2016-09-07 cs.IT math.IT
Density Evolution, Thresholds and the Stability Condition for Non-binary LDPC Codes
我们推导了非二进制低密度奇偶校验（LDPC）系综传输时，发生在二进制擦除信道的密度演化方程。我们引入了关于二元域上的一般线性群定义的系综。对于这些系综，密度演化方程可以被简洁地写出。一般线性群的密度演化有助于我们理解有限域上码的密度演化。我们计算阈值不同的字母大小为各种LDPC合奏。令人惊讶的是，阈值不是字母表大小的单调函数。我们陈述了非二进制LDPC系综在任意二进制无记忆对称信道上的稳定性条件。我们还给出了上界的MAP阈值为各种非二进制集成的基础上EXIT曲线和面积定理。
2005-11-29 cs.IT math.IT
SPARC-LDPC Coding for MIMO Massive Unsourced Random Access
提出了一种适用于多输入多输出（MIMO）大规模无源随机接入（URA）的稀疏回归码（LDPC）联合编码方案。与现有的基于协方差的最大似然（CB-ML）检测方案不同，我们首先将用户的消息分为两部分。前一部分由SPARC编码，并负责恢复部分消息，相应的信道系数以及通过压缩感知的交织模式。后一部分采用LDPC码进行编码，然后采用时分多址（IDMA）方案进行交织。后一部分的解码是基于置信传播（BP）联合连续干扰消除（SIC）。数值结果表明，我们的计划优于CB-ML计划时，在基站的天线数小于活跃用户的数量。该方案的复杂度为$\mathcal{O}\left(2^{B_p}ML+\widehat{K}ML\right)$阶，低于CB-ML方案。此外，我们的方案具有更高的频谱效率（近$15$倍大）比CB-ML，因为我们只分裂成两个部分的消息。
2022-01-11 cs.IT math.IT
A New Coding Scheme for Discrete Memoryless MACs with Common Rate-Limited Feedback
提出了一种新的离散无记忆两用户多址信道（MAC）的编码方案。我们的计划结合了思想从Venkataramanan-Pradhan计划的完美反馈的想法从Sznov-Steinberg计划的速率限制反馈。我们的可实现区域包括S-Steinberg可实现区域，并且这种包含可以是严格的。对于一般的MAC和足够大的反馈率，我们的计划优于的Sjuv-Steinberg计划，因为它实现了相同的速率区域的Venkataramananan-Pradhan计划完美的反馈（这是不能实现的Sjuv-Steinberg计划）。此外，我们数值评估我们的可实现区域与一个特定的（高斯）选择的随机变量的无记忆的两用户高斯MAC。我们的仿真结果表明，对于高斯MAC和反馈速率的一些参数，我们的方案实现了严格更大的和速率比Sjuv-Steinberg方案。
2015-03-11 cs.IT math.IT
Simple rate-adaptive LDPC coding for quantum key distribution
量子密钥分发（QKD）虽然源于量子理论的发展，但实际的QKD系统的实现过程涉及到大量的经典过程，如密钥协调和隐私放大，即后处理。后处理是实现高速量子密钥分配系统的关键环节，也是实现高速量子密钥分配系统的瓶颈。低密度奇偶校验（LDPC）由于其在处理吞吐量方面的良好性能，正成为克服瓶颈的一种很有前途的方法。在这篇文章中，我们提出并模拟了一个易于实现，但有效的速率自适应LDPC编码的和解方法，不同于以前提出的打孔和缩短为基础的方法。我们也给出了一个措施，选择最佳的LDPC参数，我们的速率自适应方法，根据错误率。
2015-05-24 cs.IT math.IT quant-ph
Operating LDPC Codes with Zero Shaping Gap
输入和输出符号之间的不相等的转移概率、输入功率约束或不相等持续时间的输入符号可以导致实现通信信道的输入分布的不均匀容量。使用均匀的输入分布降低了可达到的速率，这被称为整形间隙。Gallager的零成形间隙可靠通信的想法是进行编码、匹配以及联合解码和解匹配。在这项工作中，提出了一种方案，包括匹配，编码，解码和解匹配。只有匹配是通道特定的，而编码不是。因此，可以应用现成的LDPC码。推导了该方案的成形间隙和编码间隙的解析公式，并证明了成形间隙可以为零。数值结果表明，该方案允许操作现成的LDPC码与零成形间隙和编码间隙是不变的均匀传输相比。
2011-06-10 cs.IT math.IT
Joint LDPC and Physical-layer Network Coding for Asynchronous Bi-directional Relaying
在实际的异步双向中继中，两个源发送的符号到达中继站时不能实现完美的帧对齐和符号对齐，需要认真考虑异步多址接入信道（MAC）的影响。最近，Lu等人提出了一种矩形脉冲整形的符号异步MAC的Tanner图表示，并进一步发展了符号异步物理层网络编码的最优译码的消息传递算法。本文针对任意脉冲整形的异步MAC，提出了一种通用的信道模型。在此基础上，提出了异步MAC信道最优译码的Bahl，Cocke，Jelinek，and Raviv（BCJR）算法。针对基于符号异步MAC层的低密度奇偶校验（LDPC）编码BPSK信号，提出了一种形式化的对数域广义和积译码算法（Log-G-SPA）.此外，我们提出使用循环码来对抗帧异步性，并且可以通过使用简单的循环冗余校验（CRC）编码技术来解决该方法中固有的相对延迟。仿真实验验证了该方法的有效性。
2011-06-28 cs.IT math.IT
Spatially Coupled LDPC Codes Affected by a Single Random Burst of Erasures
空间耦合LDPC（SC-LDPC）系综在置信传播（BP）译码下渐近地达到二进制无记忆信道（BMS）的容量。在本文中，我们研究了BP解码的BMS信道上，在存在一个单一的随机突发的擦除这些代码的合奏。我们表明，在代码长度的限制，码字可以成功地恢复，如果突发的长度小于某个最大可恢复的突发长度。我们观察到，最大可恢复的突发长度几乎是相同的，如果传输发生在二进制擦除信道或二进制加性白高斯信道具有相同的容量。通过对停止集的分析，我们还估计了当码长为有限时的译码失败概率（错误平层）。
2016-07-04 cs.IT math.IT
Asymptotically Optimum Perfect Universal Steganography of Finite Memoryless Sources
提出了一种基于被动安全员的有限无记忆信源的渐近最优完美通用隐写问题的解决方案，并将其扩展到考虑失真约束。解决方案依赖于Slepian的变体I置换编码以最佳嵌入率实现有限宿主信号的一阶完美通用隐写的事实。通过证明置换编码可以通过自适应算术编码实现，证明了具有渐近最优嵌入率的完美通用隐写与具有渐近最优压缩率的无损通用信源编码之间的对偶性。接下来，考虑主信号和信息承载信号之间的失真约束。每当现实世界的主机用存储器发信号时（例如，图像、音频或视频）被去相关以符合无记忆假设。该问题的约束版本需要权衡嵌入率和失真。分区置换编码被证明是一种实用的方式来实现这种权衡，执行接近一个无法达到的上限的率失真函数的问题。
2017-11-29 cs.IT math.IT
LDPC Code Design for the BPSK-constrained Gaussian Wiretap Channel
提出了一种基于不规则低密度奇偶校验（LDPC）码的编码方案，在存在窃听器的情况下，通过高斯窃听信道从信源向目的地发送秘密消息，并限制信源只能发送二进制相移键控（BPSK）符号。所提出的编码方案的保密性能是衡量通过窃听信道的秘密消息的速率，以及在窃听器的消息的含糊率。一个代码搜索过程中，建议获得不规则的LDPC码，实现良好的保密性能，在这种情况下。
2011-03-21 cs.IT math.IT
An Optimal Unequal Error Protection LDPC Coded Recording System
针对RLL约束记录系统中高编码率限制纠错能力的问题，提出基于UEP的LDPC编码方案，结合比特分配、信号标记设计及差分进化优化，提升系统纠错性能。
2023-10-10 cs.IT math.IT
Advances in Detection and Error Correction for Coherent Optical Communications: Regular, Irregular, and Spatially Coupled LDPC Code Designs
在这一章中，我们将展示如何使用差分编码和相位滑移的存在下，在传输信道影响的总可实现的信息速率和容量的系统。通过常用的QPSK调制，我们表明，使用差分编码不会减少可靠的可重复的信息在信道上的总量。一个常见的误解是差分编码的使用引入了不可避免的差分损耗。这种感知到的差分损耗是接收机处的简化差分检测和解码的结果。之后，我们展示了如何容量接近的编码方案的基础上LDPC码和空间耦合LDPC码可以通过结合迭代解调和解码。为此，我们首先展示了如何修改差分解码器来考虑相位滑移，然后如何使用此修改后的差分解码器来构造良好的LDPC码。这种构造方法可以作为蓝图来构造用于具有迭代检测的其他应用的良好且实用的LDPC码，诸如具有非正方形星座的高阶调制格式、多维优化调制格式、用于减轻ISI的turbo均衡（例如，由于非线性）以及更多。最后，我们介绍了一类空间耦合（SC）-LDPC码，这是一个推广的LDPC码具有一些突出的性能，可以用一个非常简单的窗口解码器解码。我们表明，空间耦合码的普遍行为使他们成为迭代差分解调/检测和解码的理想候选人。
2017-04-15 cs.IT math.IT
On the Reliability Function of the Discrete Memoryless Relay Channel
利用类型法推导了离散无记忆继电通道可靠性函数的界。基于部分解码-前向和压缩-前向这两种著名的叠加块马尔可夫编码方案，推导出了两种可达误差指数。推导过程需要结合证明信道编码误差指数的Csiszár-Körner-Marton包装引理和证明信源编码误差指数的Marton类型覆盖引理中所涉及的技术，并给出了保真度准则。在Sato中继信道上计算了译码前向误差指数。从这个例子中可以注意到，为了在固定有效编码速率下获得错误概率的最快可能衰减，应该优化块马尔可夫编码方案中的块数量，假设每个块内的块长度很大。可靠性函数的上限也来自使用的想法从Haroutunian的错误概率的下限点到点信道编码反馈。
2014-12-23 cs.IT math.IT
LDPC Coded Multiuser Shaping for the Gaussian Multiple Access Channel
研究了输入星座和低密度奇偶校验（LDPC）码的联合设计，以逼近两用户高斯多址信道的对称容量。更具体地说，在每个用户处采用多级编码来构造高阶输入星座图，并且联合设计用户的星座图，以便最大化多用户成形增益。在接收端，多层编码的每一层在用户之间联合解码，而连续消除则跨层使用。使用EXIT图设计每个用户在每个层中使用的LDPC码，以支持指定的每层速率和SNR的用户之间的联合解码。数值模拟提供了验证建议的星座和LDPC码的设计。
2019-05-01 cs.IT math.IT
The lowest-possible BER and FER for any discrete memoryless channel with given capacity
本文研究了在速率为R>C的无记忆信道上传输时，使误帧率最小的信道编码方案的特性。的结果进行比较，导致最小误码率的信道编码方案的众所周知的属性。这两种优化要求是相互矛盾的。所得结果的一个有价值的应用。
2009-03-20 cs.IT math.IT
LDPC Code Design for Noncoherent Physical Layer Network Coding
本文研究了在采用非相干FSK调制的物理层网络编码双向中继信道中优化LDPC码的问题。通过基于EXIT的Tanner图变量节点度分布优化，提高了多址接入阶段中继节点信道解码的误码率性能。从DVB-S2和WiMAX标准中提取的代码被用作设计和性能比较的基础。优化后的码保持了标准码的计算复杂性特性，保留了扩展的不规则重复累积（eIRA）。中继接收机性能的优化考虑两个调制阶数M = {4，8}使用迭代解码，其中解码器和解调器通过交换信息来细化信道估计。代码优化过程产生独特的优化代码的调制阶数和可用的信道状态信息的每种情况下。在平坦瑞利衰落信道中，采用蒙特卡罗仿真方法对标准码和优化码的性能进行了测量，并根据系统参数的不同，证明了其出错率提高了1.2 dB。
2015-02-20 cs.IT math.IT
Distributed Hypothesis Testing Over Discrete Memoryless Channels
研究了一个分布式的二元假设检验（HT）问题，该问题涉及两个参与者，一个称为观察者，另一个称为检测者。观测器观测离散无记忆源（DMS），并通过离散无记忆信道（DMC）将其观测结果传递给检测器。检测器观测与观测器处的DMS相关的另一DMS，并且使用其自身观测的数据和从观测器接收的信息对两个DMS的联合分布执行二进制HT。探讨了HT的I型错误概率和II型错误指数之间的权衡。通过使用两种不同的编码方案，即单独的HT和信道编码方案以及基于匹配带宽情况下的混合编码的联合HT和信道编码方案，获得了最佳II型误差指数的单字母下界。精确的单字母表征相同的是建立对条件独立的测试的特殊情况下，它被证明是通过单独的HT和信道编码计划来实现。提供了一个例子，其中联合方案实现了严格优于基于分离的方案的性能。
2019-12-03 cs.IT math.IT
Noncoherent Analog Network Coding using LDPC-coded FSK
模拟网络编码（ANC）是一种用于双向中继信道（TWRC）的吞吐量增加技术，其中两个端节点在相同的时间和频带上同时向中继器发送，随后中继器向端节点广播接收到的信号总和。ANC下的相干接收是具有挑战性的，因为需要所有节点的振荡器同步，多普勒频移进一步加剧了这个问题。本文提出了一种实现ANC的非相干M进制移频键控（FSK）解调器，该解调器产生适合于容量接近信道码的软输出，并支持信道解码器的信息反馈。该公式的一个独特之处是在接收符号概率密度函数中存在无限求和。当截断求和包含足够数量的项时，检测和信道解码成功。通过Monte Carlo仿真研究了调制阶数为2、4和8，信道编码和未编码操作，以及有和没有从解码器到解调器的信息反馈时的比特出错率性能。考虑用于仿真的信道码是由DVB-S2标准定义的LDPC码。据我们所知，这项工作是第一个开发非相干软输出解调器的ANC。
2017-03-04 cs.IT math.IT
Achievable Rate Regions for Discrete Memoryless Interference Channel with State Information
在本文中，我们研究了状态相关的两用户干扰信道，其中的状态信息是非因果已知的两个发射机，但未知的任何一个接收机。我们提出了两种编码方案的离散无记忆的情况下：同时编码的子消息在第一个和叠加编码的第二个，都与率分裂和凝胶'fand-Pinsker编码。建立相应的可达速率区域。
2010-06-28 cs.IT math.IT
Secrecy-Achieving Polar-Coding for Binary-Input Memoryless Symmetric Wire-Tap Channels
针对窃听信道，提出了一种极化编码方案。结果表明，所提供的方案实现了整个速率模糊区域的对称和退化的窃听信道的情况下，弱保密的概念是假设。对于二进制擦除窃听信道的特殊情况，给出了另一种证明。一般的非退化窃听通道的情况下也被认为是。
2010-08-15 cs.CR cs.IT math.IT
Sparse superposition codes with rotational invariant coding matrices for memoryless channels
我们最近在[1]中表明，当与具有i.i.d.的纯随机矩阵相比时，某些结构化编码矩阵系综（如部分行正交）对于稀疏叠加码的优越性。条目，信息理论上和实际向量近似消息传递解码下。在这里，我们将这个结果推广到广义向量近似消息传递解码[2]下的二进制输入信道。为了具体起见，我们专注于特定的二进制输出信道，但我们基于统计物理学的副本对称方法的分析适用于任何无记忆信道。我们确认，在[1]中介绍的“谱准则”，编码矩阵的设计原则，允许代码的容量实现的“大部分大小”的渐近极限，扩展到通用的无记忆信道。此外，我们还证明了这种编码方案的消失误差地板性质[3]对于编码矩阵的任意谱是通用的。
2022-07-10 cond-mat.dis-nn cs.IT math.IT
Finite-Blocklength and Error-Exponent Analyses for LDPC Codes in Point-to-Point and Multiple Access Communication
本文应用误差指数和色散分析方法，推导了低密度奇偶校验码（LDPC）在点对点信道（PPC）和多址信道（MAC）上的有限块长可扩展性界。错误指数分析应用Gallager的错误指数来限制MAC中可实现的对称和非对称速率。分散型分析开始于从具有i.i.d.的随机码集合对随机编码联合（RCU）界的推广。将码字概括为随机码集合，其中码字可以是统计相关的;这种概括是有用的，因为诸如随机LDPC码的随机线性码的码字是相关的。应用RCU界产生改进的有限块长度误差界和渐近可扩展性的结果i.i.d.随机码和新的有限块长度的错误界和LDPC码的可扩展性结果。对于离散的，无记忆的信道，这些结果表明，LDPC码实现一阶和二阶的性能是最佳的PPC和相同的最佳先验结果的MAC。
2020-05-13 cs.IT math.IT
Optimization of NB QC-LDPC Block Codes and Their Performance Analysis
提出了一种非二进制准循环LDPC码的优化方法。该方法结合模拟退火构造基校验矩阵和标记所获得的基矩阵，旨在最大化NB LDPC码Tanner图的所谓广义围长。基于二进制Galois域的扩展，推导了有限长度的“几乎正则”NB LDPC码的集合的平均二进制谱的简化的随机编码界。给出了“几乎规则”NB QC-LDPC块码的和积BP解码的仿真FER性能，并与导出的有限长度随机编码界以及5G标准中优化的二进制QC-LDPC块码的相同性能进行了比较。在瀑布区，ML译码的有限长误差概率界与BP译码的仿真FER性能相差约0.1- 0.2dB。
2020-10-22 cs.IT math.IT
Distributed Source Coding for Correlated Memoryless Gaussian Sources
本文研究了$L$相关高斯观测值$Y_i, i=1,2,...,L$的分布式信源编码问题。我们假设随机向量$Y^{L}={}^{\rm t} (Y_1,Y_2,$ $...,Y_L)$是高斯随机向量$X^K={}^{\rm t}(X_1,X_2,...,X_K)$的观测值，具有形式$Y^L=AX^K+N^L ,$，其中$A$是$L\times K$矩阵，而$N^L={}^{\rm t}(N_1,N_2,...,N_L)$是$L$独立的高斯随机变量的向量，也独立于$X^K$。$X^K$上的估计误差由失真协方差矩阵来测量。率失真区域是由一组所有的速率矢量定义的，对于这些速率矢量，在半正定的意义下，估计误差的上界是由任意指定的协方差矩阵限定的。在本文中，我们推导出明确的外部和内部边界的率失真区域。这一结果为研究这种高斯分布信源编码系统的直接和间接信源编码问题提供了一个有用的工具，而这一问题目前还没有得到解决。
2010-01-13 cs.IT math.IT
Information Spectrum Approach to Second-Order Coding Rate in Channel Coding
针对一般信道序列，讨论了信道编码的二阶码率。利用信息谱方法，得到了具有恒定误差约束$ε$的最优二阶传输速率。我们将这一结果应用到离散无记忆的情况下，离散无记忆的情况下，成本约束，添加剂马尔可夫的情况下，高斯信道的情况下，能量约束。我们还澄清，Gallager界不给二阶编码速率的最佳评价。
2008-08-22 cs.IT math.IT
Spatially-Coupled LDPC Codes for Decode-and-Forward Relaying of Two Correlated Sources over the BEC
我们提出了一种解码和转发传输方案的基础上空间耦合低密度奇偶校验（SC-LDPC）码的网络组成的两个（可能相关）的源，一个中继，和一个目的地。节点之间的链路被建模为二进制擦除信道。联合信源-信道编码与联合信道解码被用来利用相关性。中继执行网络编码。我们推导了相关信源的二进制擦除时分多址中继信道的可达速率的解析界。然后，我们设计双层SC-LDPC码，并分析其渐近性能的这种情况下。我们证明了分析所提出的编码方案达到了对称信道条件和不相关源的理论极限。使用密度演化，我们进一步证明，我们的计划也接近理论极限的非对称信道条件下，当源相关，我们观察到的阈值饱和效应，这是典型的空间耦合系统。最后，我们给出了大块长的仿真结果，验证了DE分析。
2014-02-14 cs.IT math.IT
Edge-Spreading Raptor-Like LDPC Codes for 6G Wireless Systems
本文提出面向6G的边扩展Raptor类（ESRL）SC-LDPC码族，通过优化耦合矩阵与边重分配策略，在同等解码复杂度下，特定场景的误码率与吞吐量优于5G-NR LDPC码。
2025-05-28 cs.IT math.IT
On Universal D-Semifaithful Coding for Memoryless Sources with Infinite Alphabets
本文研究可数无限字母表（$\infty$ -alphabets）上平稳无记忆信源的变长固定失真通用信源编码（或称D-半忠实信源编码）问题。这项工作的主要结果提供了一组充分条件（从弱到强），以获得弱极大极小普适性，强极大极小普适性，以及相应的可实现的收敛率的最坏情况下的冗余的家庭的固定无记忆源的密度是由一个信封功能（或信封家庭）的$\infty$ -字母表。这些结果的一个重要含义是，通用的D-半忠实信源编码是不可行的完整的家庭的固定和无记忆的来源$\infty$ -字母表。为了证明这种不可行性，一个充分条件的不可能性的包络族。有趣的是，它与无损（可变长度）通用信源编码中众所周知的不可能条件相匹配。更一般地说，这项工作提供了一个简单的描述是什么需要实现通用的D-半忠实编码的一个家庭的分布$Λ$。这简化为找到满足两个渐近要求的在不同块长度处的乘积空间的量化的集合-反映固定失真限制：第一个是关于$Λ$的通用量化条件，第二个是$Λ$的消失信息半径（I-半径）条件，这让人想起无损通用信源编码的已知条件。
2021-07-11 cs.DS cs.IT math.IT
Multilevel-Coded Pulse-Position Modulation for Covert Communications over Binary-Input Discrete Memoryless Channels
我们开发了一种低复杂度的编码方案来实现二进制输入离散无记忆信道（BI-DMC）上的隐蔽通信。我们通过引入非线性脉冲位置调制（PPM）和多级编码（MLC）的使用，规避了不可能的秘密通信与线性码。我们发现，MLC-PPM计划具有许多吸引人的属性，特别是，在一个给定的索引级别的信道保持不变的水平的数量增加，这使得人们可以使用家庭的信道容量和信道分辨率实现代码具体实例化的隐蔽通信计划。
2018-11-23 cs.IT math.IT
