Coding in the Presence of Semantic Value of Information: Unequal Error Protection Using Poset Decoders
在这项工作中，我们探索编码的可能性时，信息世界有不同的（语义）值。我们引入了一个损失函数，表示离散信道的编码方案的整体性能和交换的错误概率最小化的预期损失最小化的通常的目标。在这种环境中，我们探索的可能性，使用偏序集解码器，使一个消息明智的不等错误保护（UEP），其中最有价值的信息是通过放置在其邻近信息的字，不同的小值信息的保护。类似的定义和结果也在欧几里德空间中的信号星座中给出。
2011-08-17 cs.IT math.IT
Overlay Protection Against Link Failures Using Network Coding
本文介绍了一种基于网络编码的单链路和多链路故障保护方案。所提出的策略确保在连接中，每个节点接收相同数据单元的两个副本：工作电路上的一个副本，以及可以从在共享保护路径上传输的数据单元的线性组合中提取的第二个副本。该策略可以在覆盖层实现，这使得其部署简单且可扩展。虽然拟议的战略在精神上与Kamal '07和'10的工作相似，但有重大差异。特别地，它提供针对多个链路故障的保护。新方案更简单，成本更低，并且不需要原方案所需的同步。保护电路由多个连接共享是降低保护成本的关键。本文还进行了成本的比较，提出的计划，1+1和共享备份路径保护（SBPP）的策略，并建立我们的策略的好处。
2010-11-15 cs.IT math.IT
Encoding of Network Protection Codes Against Link and Node Failures Over Finite Fields
链路故障和节点故障是影响网络运行的两个常见的基本问题。因此，通信网络的保护对于提高其可靠性、性能和操作至关重要。已经做了大量的研究工作，以防止链路和节点故障，并提供可靠的解决方案的基础上预定义的规定或动态恢复的域。在本文中，我们开发的网络保护策略，防止多个链路故障，使用网络编码和联合容量。在这些策略中，源节点对其传输的数据应用网络编码，以提供用于在接收方节点处恢复的备份副本。这样的技术可以应用于光网络、IP网络和网状网络。在有限域上定义了保护码的编码运算。此外，在$t$链路故障的情况下，通信网络的归一化容量由$(n-t)/n$给出。此外，上的最小所需的字段大小的界限推导。
2009-05-12 cs.CR cs.IT cs.NI
Unequal Error Protection for Digital Semantic Communication with Channel Coding
Department of Electrical Engineering, POSTECH（浦项工科大学电气工程系）
本文提出两种不等错误保护框架，通过优化块长和提升效率，在语义通信中实现更高的可靠性和传输效率。
2026-09-29 cs.IT eess.SP math.IT
Privacy Protection for Mobile Cloud Data: A Network Coding Approach
同时考虑到入侵者的巨大计算能力和云服务器的不可信性，提出了一种增强的安全假名方案来保护移动云数据的隐私。为了应对计算能力的巨大挑战，我们提出了一个无条件安全的轻量级网络编码假名方案。针对不可信云服务器的隐私问题，设计了两层网络编码，将存储的移动云数据与所有者姓名解耦。因此，我们提出的基于网络编码的假名方案可以同时抵御来自外部和内部的攻击者。我们实现了我们提出的两层轻量级网络编码机制，在一组位置为基础的服务（LBS）使用不可信的云数据库。与计算安全的基于Hash的假名相比，我们提出的方案不仅是无条件安全的，而且可以减少90%以上的处理时间以及10%的能量消耗。
2017-01-11 cs.CR cs.IT math.IT
Topology-Aware Cooperative Data Protection in Blockchain-Based Decentralized Storage Networks
从货币到云存储系统，区块链技术的不断兴起正在推动各种信息系统走向去中心化。与与特定供应商相关的集中式云存储相比，基于区块链的分散式存储网络（DSN）为客户提供了更高的隐私和更低的成本。为了检索存储在故障组件上的数据，需要进行编码。虽然集中式存储的编码解决方案已被深入研究，但异构DSN的拓扑感知编码尚未讨论。在本文中，我们提出了一种联合编码方案，每个节点通过与其邻居节点在任何给定的拓扑结构的异构DSN的合作，得到额外的保护。作为一个扩展，这也包括，我们以前的工作编码集中式云存储，我们提出的建设保留理想的属性，如网络的可扩展性和灵活性，具有不同的拓扑结构。
2020-05-15 cs.IT math.IT
Unequal Error Protection Querying Policies for the Noisy 20 Questions Problem
针对噪声20题问题，提出了一种基于叠加编码的开环不等错误保护查询策略。在这个问题中，玩家希望通过提出二进制查询并接收噪声响应来连续地改进对连续随机变量的值的估计。当查询被非自适应地设计为单个块并且噪声响应被建模为二进制对称信道的输出时，20个问题问题可以被映射为具有不等错误保护（UEP）的信道编码的等价问题。介绍了一种新的基于UEP叠加编码的非自适应查询策略，其估计误差以指数收敛率下降，明显优于Variani等人（2015）介绍的UEP重复编码。与建议的查询策略，查询数量的指数下降率匹配的闭环自适应方案的查询顺序设计的反馈的好处的速度。此外，可达到的错误指数是显着优于随机分组码采用相等的错误保护。
2017-09-28 cs.IT math.IT
Distributed Hypothesis Testing based on Unequal-Error Protection Codes
提出了噪声网络上二进制假设检验的编码和检验方案，并推导出相应的第二类误差指数。当通信是在一个离散的无记忆信道（DMC），我们的计划相结合的Shimokawa-Han-Amari的假设检验计划与Borade的不等错误保护（UEP）的信道编码。采用单独的源信道编码架构。所得指数对于新引入的\emph{generalized testing against conditional independence}类是最优的。当通信通过MAC或BC时，我们的方案将混合编码与UEP相结合。由此产生的误差指数在MAC是最佳的情况下，广义测试对条件独立性与独立的观察在两个传感器，当MAC分解成两个单独的DMC。在这种情况下，单独的源-信道编码是足够的;当测试是反对独立性时，在任意相关的传感器观测下，这个相同的结论也成立。对于BC，具有UEP的混合编码的误差指数区域在两个决策中心处获得的指数之间表现出折衷。当两个接收机都以最大化不同假设下的误差指数为目标，并且传感器观测值的边际分布在这些假设下不同时，则可以使用以下策略来减轻这种折衷。传感器的假设，提出了一个试探性的猜测，并适用于我们的编码和测试方案的DMC只为决策中心，是不感兴趣的猜测假设下的指数最大化。
2018-06-14 cs.IT math.IT
Equidistant Linear Network Codes with maximal Error-protection from Veronese Varieties
线性网络编码根据向量空间的基础传输信息，并且该信息被接收为可能改变的向量空间的基础。作者声明：Frank R. Kschischang在Coding for errors and erasures in random network coding（IEEE Transactions on信息论，vol.54，no.8，pp. 3579- 3591，2008）介绍了关于集合AF向量空间的度量，并且示出了如果发送和接收的向量空间的交集的维度足够大，则用于该度量的最小距离解码器实现正确的解码。从Veronese簇，我们构建明确的家庭的向量空间的常维，其中任何对不同的向量空间是等距的上述度量。确定了具有最大错误保护的线性网络码的参数。
2013-05-22 cs.IT math.IT
Recovery from Link Failures in Networks with Arbitrary Topology via Diversity Coding
针对任意拓扑网络的单链路故障，论文提出基于分集编码的覆盖网络设计算法，以最小化备用容量并实现近乎无延迟恢复，相较传统方法显著缩短恢复时间并改善QoR。
2011-06-17 cs.IT cs.NI math.IT
The Failure Probability at Sink Node of Random Linear Network Coding
在实际应用中，由于许多通信网络规模庞大，结构复杂，甚至是动态的，即使知道网络的拓扑结构，也不可能根据网络拓扑预先设计网络代码。因此，随机线性网络编码被提出作为可接受的编码技术。本文进一步研究了随机线性网络编码的性能，通过分析不同网络拓扑知识下sink节点的失效概率，得到了失效概率的紧的和渐近紧的上界。特别是，最差的情况下指出这些界限。此外，如果利用更多的关于网络拓扑的信息，则获得更好的上界。这些界限改进了已知的界限。最后，我们还讨论了这一故障概率的下界，并表明它也是渐近紧的。
2010-10-10 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
On Random Linear Network Coding for Butterfly Network
随机线性网络编码是一种可行的网络编码工具，特别适用于非相干网络，其性能具有重要的理论和应用价值。在这封信中，我们研究了随机线性网络编码的性能著名的蝴蝶网络的失败概率分析。我们确定了著名的蝴蝶网络和具有信道失效概率p的蝴蝶网络的随机线性网络编码的失效概率。
2010-01-18 cs.IT math.IT
Improved bounds on the decoding failure probability of network coding over multi-source multi-relay networks
研究了一种多源多中继网络，中继节点对源数据包采用基于随机线性网络编码的编码方案，并生成编码数据包。如果目的节点收集到足够多的编码数据包，它可以恢复所有源节点的数据包。源到中继节点和中继到目的节点之间的链路被建模为分组擦除信道。改进的边界上的解码失败的概率，这是显着接近模拟结果，并显着优于以前的界限。实例证明了新边界相对于旧边界的紧密性和实用性。
2016-07-20 cs.IT math.IT
Channel Protection: Random Coding Meets Sparse Channels
多径干扰是现代通信系统中普遍存在的现象。补偿这种效应的传统方法是通过发射一组训练符号来估计信道的脉冲响应，从而均衡信道。这种方法的主要缺点是，如果信道快速变化，它可能不可靠。在本文中，我们表明，随机编码的信号可以保护它免受信道的不确定性时，信道稀疏。在传输之前，使用随机矩阵将信号映射到稍长的码字。根据接收到的信号，我们能够同时估计信道并恢复传输的信号。我们讨论了两种恢复方案。它们都利用了底层信道的稀疏性。我们表明，如果信道脉冲响应是足够稀疏的，传输信号可以可靠地恢复。
2009-08-28 cs.IT math.IT math.OC
The Failure Probability of Random Linear Network Coding for Networks
在实际应用中，由于许多通信网络要么规模巨大，要么结构复杂，甚至是动态的，因此即使知道网络的拓扑结构，也不可能根据网络拓扑预先设计出线性网络码。因此，随机线性网络编码已被提出作为一种可接受的编码技术的情况下，网络拓扑结构不能被完全利用。基于不同的实际应用可以获得不同的网络拓扑信息这一事实，本文通过分析依赖于这些不同网络拓扑信息的失效概率，研究了随机线性网络编码的性能分析。我们得到了这些失效概率的一些紧的或渐近紧的上界，并指出了这些界的最坏情况，即，网络满足上界的平等。此外，如果利用网络的拓扑信息越多，得到的上界越好。另一方面，我们也讨论了失效概率的下界。
2013-02-23 cs.IT math.IT
Resilient Flow Decomposition of Unicast Connections with Network Coding
在本文中，我们关闭之间的差距端到端的多样性编码和会话内网络编码单播连接弹性对单链路故障。特别是，我们表明，编码操作是足够的，以执行在源和接收器，如果用户数据可以被分成最多两个部分，在字段GF（2）。我们的证明是纯粹的组合和基于标准的图形和网络流技术。它是一个线性时间结构，定义了源节点和目的节点之间的子流A、B和A+B的路由。本文提出的弹性流分解方法在保持1+1保护和端到端分集编码方法优点的基础上，推广了这两种方法。它提供了一种简单但资源有效的保护方法，在2连接的骨干拓扑结构中是可行的。由于核心交换机不需要修改，这一结果可以为当前的传输网络带来好处。
2014-01-26 cs.IT math.IT
Architecture-aware Coding for Distributed Storage: Repairable Block Failure Resilient Codes
在部署在云计算中的大规模分布式存储系统（DSS）中，导致节点块同时失效（或不可用）的相关故障是常见的。在这种情况下，故障节点的存储数据或内容只能从属于可用块的可用活动节点中重建。为了分析系统对这种块故障的弹性，这项工作引入了块故障弹性（BFR）码的框架，其中数据（例如，DSS中的文件）可以通过从基础码字的可用块的子集中读出相同数量的码字符号（节点）来解码。此外，引入了可修复的BFR码，其中故障块中的任何码字符号可以通过接触系统中剩余块的子集来修复。导出了可修复BFR码的文件大小界，分析了每节点存储量与修复带宽之间的权衡关系，并导出了相应的最小存储再生点（BFR-MSR）和最小带宽再生点（BFR-MBR）.构造针对参数的特殊情况实现两个操作点的显式代码，其中根据组合设计将底层再生码字分布到BFR码字符号。最后，BFR局部可修码（BFR-LRC）的介绍，上界的弹性推导和最佳的代码结构提供了一个级联的Gabidulin和MDS码。通过使用BFR-MSR/MBR程序作为局部程序，进一步研究了BFR-LRC的修复效率。代码建设实现最佳弹性BFR-MSR/MBR-LRC提供某些参数制度。总体而言，这项工作介绍了块故障的框架，以及最佳的代码结构，并研究分布式存储系统的体系结构感知编码。
2017-02-21 cs.IT math.IT
Coding for Network Coding
我们考虑随机线性网络编码下的噪声网络通信。可能的错误机制包括节点或链路故障、节点的拜占庭行为或网络最小割的高估。基于Koetter和Kschischang的工作，我们引入了一个错误的概率模型。我们计算这个信道的容量，我们定义了一个纠错方案的基础上随机稀疏图和一个低复杂度的解码算法。通过优化的代码度配置文件，我们表明，这种结构实现了信道容量的复杂性，这是联合二次的编码信息比特的数量和亚对数的错误概率。
2007-11-26 cs.IT cs.NI math.IT
Length 3 Check Digit Codes with Grouped Tags and Disjoint Coding Applications
本文针对Verhoeff三位校验码与尚未解决的四位码存在性问题，提出增强保护能力的三位替代码，并通过几乎不相交编码方案填补三、四位码之间的空白，同时推广到更大字母表和分组标签码。
2024-03-28 cs.IT math.IT
Unequal Error Protection Achieves Threshold Gains on BEC and BSC via Higher Fidelity Messages
基于图的编码由于其接近容量的性能而具有广泛的应用，包括通信和存储。在这些编码中，不等错误保护（UEP）可以在有限的速率损失下提供性能增益。磁记录（MR）系统中的最新经验结果表明，通过约束编码对低密度奇偶校验（LDPC）码的奇偶校验位进行额外保护会导致显著的密度增益。特别地，当经由更可靠的奇偶校验位应用UEP时，奇偶校验位的更高保真度消息通过消息传递算法被扩展到所有位，从而实现性能增益。阈值分析是衡量基于图的代码或编码方案的有效性的工具。在本文中，我们提供了一个理论分析的UEP的想法，使用外部信息传输（EXIT）图表中的二进制擦除信道（BEC）和二进制对称信道（BSC）。我们使用EXIT函数来研究奇偶校验位的互信息的变化对整个编码方案的影响。我们提出了一种设置，其中重复累积（RA）LDPC码的奇偶校验位具有较低的擦除或交叉概率比输入信息位。我们推导出先验和外在的互信息函数的校验节点和变量节点的代码。在将我们的UEP设置应用于信息函数之后，我们制定了一个线性规划问题，以找到在解码收敛约束下最大化码率的最佳度分布。结果表明，通过更高保真度奇偶校验位的UEP分别在BEC和BSC上实现高达约$17\%$和$28\%$阈值增益。
2021-01-22 cs.IT eess.SP math.IT
Perpetual Codes for Network Coding
随机线性网络编码（RLNC）提供了一种理论上有效的编码方法。它的一些实际缺点是解码的复杂性和由于编码向量的开销。对于计算能力较弱和电池驱动的平台，这些挑战尤其重要。在这项工作中，我们考虑的编码变体永久码是稀疏的，非均匀的，编码向量有一个紧凑的表示。稀疏性允许快速编码和解码，并且符号的非均匀保护使得能够在所产生的符号与在源处编码的符号不可区分的情况下进行重新编码。结果表明，该方法可以提供一个编码开销任意接近RLNC，但在减少计算负荷。在RLNC上实现的增益随着代大小而增长，并且编码和解码吞吐量与2048代大小的RLNC相比大约高一个数量级。此外，该方法允许在编码吞吐量和代码开销之间进行轻松调整，这使得它适用于广泛的平台和应用程序。
2015-09-15 cs.IT cs.NI math.IT
SNEED: Enhancing Network Security Services Using Network Coding and Joint Capacity
传统的网络安全协议主要依赖于开发加密方案和使用生物特征识别方法。这些导致了几个网络安全协议是牢不可破的基础上解决难以处理的数学问题，如因式分解大整数。在本文中，安全的网络采用编码和解码（SNEED）的发展，以减轻单链路和多链路攻击。网络编码和工作路径之间的共享容量用于提供针对网络攻击者和窃听者的数据保护和数据完整性。SNEED可用于点播电视、卫星通信和多媒体安全等各种应用。最后，它表明，SNEED可以很容易地实现在两个核心节点（路由器或交换机）之间的企业网络中有k个边缘不相交的路径。
2010-12-23 cs.CR cs.IT cs.NI
Exponential Source/Channel Duality
我们提出了一个源/信道的对偶指数制度，在信源编码的成功/失败平行错误/正确性在信道编码，和失真约束成为对数似然比（LLR）阈值。我们建立这种对偶性，首先推导精确指数的有损编码的无记忆源P，在失真D，对于一般的i.i.d.对于编码成功（R < R（P，Q，D））和失败（R > R（P，Q，D））两者，码本分布Q。然后，我们转向具有i.i.d.的无记忆信道P上的最大似然（ML）解码。输入Q，并且示出如果我们在LLR失真度量下代入P=QP、Q=Q和D=0，则解码错误的精确指数（R < I（Q，P））和严格正确解码的精确指数（R > I（Q，P））分别作为信源编码成功/失败的指数的特殊情况。此外，通过让阈值D取一般值，获得了简化Forney解码器下擦除（D > 0）和列表解码（D < 0）的精确随机编码指数。最后，我们推导出确切的随机编码指数Forney的最佳权衡擦除/列表解码器，并表明，在擦除制度，它符合Forney的下限和简化的解码器指数。
2017-01-26 cs.IT math.IT
Single-Component Privacy Guarantees in Helper Data Systems and Sparse Coding with Ambiguation
我们调查的隐私（生物识别）模板保护的两种方法：助手数据系统和稀疏三进制编码模糊。特别是，我们专注于一个经常被忽视的隐私属性，即有多少泄漏存在一个特定的二进制属性的特征向量的一个组件。该属性例如是超过阈值的符号或指示符。我们提供的证据表明，这两种方法都能够保护这种敏感的二进制变量，并讨论如何系统参数需要设置。
2019-10-01 cs.CR cs.IR cs.IT
Concurrent Coding: A Reason to Think Differently About Encoding Against Noise, Burst Errors and Jamming
并发编码是一种非传统的编码技术，它同时提供对噪声、突发错误和干扰的保护。这个简单易懂的概念通过区分两种类型的代码来研究，开放和封闭，大部分的研究集中在封闭代码上。并行编码具有固有的同步方法，因此不需要添加额外的同步信号。这使得在存在噪声和突发错误的情况下能够对隔离的码字传输进行同步和解码。与扩频技术CDMA进行了比较。在同类比较的情况下，并发编码对随机噪声影响的性能更好，对突发错误的性能更好，并且在传输能量效率方面更优越
2019-01-28 cs.CR cs.IT math.IT
Optimality and Rate-Compatibility for Erasure-Coded Packet Transmissions when Fading Channel Diversity Increases with Packet Length
在衰落信道上使用擦除和信道编码发送由分组组成的消息，而没有反馈。对于这种情况下，本文探讨了分配给分组级纠删码和信道码的冗余之间的权衡，以及一个目标的低概率故障恢复消息。为此，我们考虑一个衰落模型，我们长期的比例分集块衰落（PD块衰落）。对于一个固定的整体码率和发射功率，我们制定了一个优化问题，以数字方式找到最佳的信道编码率（从而最佳的擦除编码率），最大限度地减少失败的概率为各种近似的问题。此外，从增量冗余的角度来看，结果的解释表明，速率兼容性如何影响作为整体码率的函数的故障概率的可能轨迹。我们的数值结果表明，一个最佳的，无比率，混合编码方案的单用户无线系统在PD块衰落信道应该有率的纠删码方法1。
2016-02-02 cs.IT math.IT
On a Duality Between Recoverable Distributed Storage and Index Coding
在本文中，我们介绍了一个模型的单故障本地可恢复的分布式存储系统。这个模型似乎引起了一个问题，似乎双重的研究良好的索引编码问题。本文建立了模型的最优索引码和最优分布存储码的维数之间的关系。我们还展示了向量码的一些扩展。
2014-03-10 cs.IT math.IT
Inter-session Network Coding for Transmitting Multiple Layered Streams over Single-hop Wireless Networks
研究了采用网络编码技术在单跳无线网络上传输多个独立分层视频流的问题。我们将无反馈随机线性NC（RLNC）与不等错误保护（UEP）相结合，我们的目标是研究跨流编码的好处，即会话间NC。为此，我们提出了一种传输方案，除了混合每个流的不同层的数据包（会话内NC），混合不同流的数据包。然后，我们提出了每个用户的层解码概率的解析公式，并利用它来定义一个理论上的性能指标。在各种情况下评估此性能度量，可以观察到会话间NC改善了用户性能之间的权衡。此外，分析结果表明，会话间NC的吞吐量增益超过会话内NC的独立流的数量增加，也通过增加数据包出错率，但降低网络变得更加异构。
2014-09-03 cs.IT math.IT
Structured Superposition of Autoencoders for UEP Codes at Intermediate Blocklengths
University of Novi Sad（诺维萨德大学）
针对中等分组长度下基于自编码器（AE）的不等错误保护（UEP）编码复杂性高的问题，提出一种结构化AE架构，通过将编解码结构化为子块并引入叠加编码与SIC解码，实现了更大分组长度下的高效训练与可靠性灵活微调，且性能优于既有可达性界限。
2025-08-10 cs.IT cs.LG math.IT
Fast Decoding of Lifted Interleaved Linearized Reed-Solomon Codes for Multishot Network Coding
针对多跳网络编码，论文构造提升交织线性化 Reed–Solomon 码并提出两种可超越最小距离半界纠正插入/删除的快速译码方案，给出失败概率界并经仿真验证。
2023-07-12 cs.IT math.IT
A Plotkin-Alamouti Superposition Coding Scheme for Cooperative Broadcasting in Wireless Networks
本文论述了叠加编码的情况下，两个协调的源节点，介绍了伯格曼和封面在1974年的开创性工作的合作广播。介绍了一种用于两类目的（或中继）节点的方案：近节点和远节点，根据它们到发送节点对的空间距离进行排名。利用Plotkin提出的（u，u+v）-构造法将两个线性码组合起来，构造出两级线性不等差错保护（LUEP）码.然而，代替在源编码器中子码码字的二进制加法，这里调制的子码序列在目的地（或中继）节点天线处被组合。伯格曼斯和盖把这称为空中混音。在瑞利衰落的情况下，额外的分集阶数，以及信道估计误差的鲁棒性时，源节点发送的编码序列对根据Alamanti的发送分集方案。我们将这种组合称为Plotkin-Alamandro方案，并研究了其在AWGN和瑞利衰落信道下的性能。
2009-01-15 cs.IT math.IT
