Distributed Coded Modulation Schemes for Multiple Access Relay Channels
在本文中，我们研究了多址中继信道的网络嵌套编码调制方案。研究了基于网络编码调制的分布式卷积码的分布式系统的性能。推导了最大似然序列检测（MLSD）分布式系统误码性能的解析上界。所研究的系统的构造界被证明是渐近紧的增加信道信噪比（SNR）值
2022-03-15 cs.IT eess.SP math.IT
Pairwise Check Decoding for LDPC Coded Two-Way Relay Block Fading Channels
在双向中继（TWR）信道中，部分解码比完全解码具有实现更大容量区域的潜力。然而，现有的部分解码实现被设计用于高斯信道并且具有静态物理层网络编码（PLNC）。在本文中，我们提出了一种新的解决方案，联合网络编码和信道解码的中继，称为成对校验解码（PCD），低密度奇偶校验（LDPC）编码的TWR系统在块衰落信道。主要思想是结合广播（BC）阶段中的自适应PLNC映射，在多址（MA）阶段中形成用于叠加的LDPC编码分组对的校验关系表（check-relation-tab）。使用PCD，然后，我们提出了一种部分解码方法，两阶段最近邻聚类与PCD（TS-CNC-PCD），以最大限度地减少最坏的成对错误概率。此外，我们提出了最小相关优化（MCO）选择更好的检查关系标签。仿真结果证实，所提出的TS-CNC-PCD提供了一个相当大的增益比传统的异或与信念传播（BP）在衰落信道中。
2012-03-01 cs.IT math.IT
Opportunistic Relaying for Space-Time Coded Cooperation with Multiple Antenna Terminals
本文研究了瑞利衰落信道下多天线终端的无线中继网络，并在放大转发（A&F）模式下应用了分布式空时编码（DSTC）。A&F方案以每个中继器发送接收到的符号的线性组合的缩放版本的方式使用。结果表明，结合中继站的功率分配，A&F DSTC导致机会中继方案，其中仅选择最佳中继站来中继源的空时编码信号。此外，假设在源节点的源中继CSI的知识，我们设计了一个有效的功率分配，优于均匀功率分配的源天线。接下来，假设M-PSK或M-QAM调制，我们分析了所提出的协作分集传输方案在具有多天线源和目的地的无线中继网络中的性能。我们推导出在目的地接收到的SNR的概率密度函数（PDF）。然后，PDF被用来确定符号出错率（SER）在瑞利衰落信道。我们推导出封闭形式的近似的平均SER在高信噪比的情况下，从中我们找到系统的分集阶RminfNs;Ndg，其中R，Ns和Nd是中继，源天线和目的地天线的数量，分别。仿真结果表明，当R = 2，Ns = 2，Nd = 1时，在误码率为10^{-4}时，该系统的信噪比比A&F MIMO DSTC系统提高了6 dB以上。
2011-02-12 cs.IT math.IT
Cooperative Network Coded ARQ Strategies for Two Way Relay Channel
提出了一种新的双向中继网络中的协作自动重传请求（ARQ）方法。在分组传输失败时，网络进入协作阶段，其中分组的重传由中继节点辅助。该方法将网络编码技术与协作ARQ技术相结合，通过减少重传次数来提高网络吞吐量。对于连续重传，考虑了三种不同的选择重传节点的方法。分析比较了各种方法的吞吐量。该分析是基于二进制马尔可夫信道，它考虑了信道系数的时间相关性。分析结果表明，所提出的使用网络编码的吞吐量性能优于传统的ARQ和合作ARQ没有网络编码。它也被观察到，相关性可以有显着的性能上提出的合作网络编码的ARQ方法的影响。特别地，所提出的方法对于缓慢到适度快速衰落信道是有利的。
2013-11-26 cs.IT math.IT
A Trellis Coded Modulation Scheme for the Fading Relay Channel
针对瑞利衰落环境下的半双工中继信道，提出了一种基于译码转发协议的网格编码调制（TCM）方案。所提出的方案可以实现大于或等于每信道使用一比特（bpcu）的任何频谱效率。提出了一种用于建议TCM方案的近ML解码器。结果表明，这种近ML解码器的高信噪比性能接近最佳ML解码器的性能。这种近ML解码器的高SNR性能与源-中继链路的强度无关，并且接近具有理想源-中继链路的最佳ML解码器的性能。基于导出的成对错误概率（PEP）界，设计准则，以最大限度地提高分集和编码增益。仿真结果表明，所提出的TCM方案的SNR比未编码的通信以及直接传输没有中继有很大的增益。此外，它示出，即使对于未编码的传输方案，在源和中继使用的标签方案（从比特映射到复杂的符号）的选择显着影响BER与SNR性能。我们为$2^l$ -PSK信号集提供了一个很好的标记方案，其中$l\geq 2$是一个整数。
2011-09-05 cs.IT math.IT
Compress-and-Forward via Multilevel Coding and Trellis Coded Quantization
压缩转发（CF）中继可以提高通信速率，即使中继不能解码的源信号。CF的有效实现是当代感兴趣的话题，部分原因是其对诸如云RAN之类的无线技术的潜在影响。在高频谱效率机制中CF实现的性能与相应的信息理论可实现速率之间存在差距。我们首先重新制定了一个困境，造成这种差距，并提出了缓解的方法。我们利用网格编码量化（TCQ）在中继连同多级编码在源和中继，在一种方式，便于计算在联合解码的目的地的比特LLR。这项工作的贡献包括设计TCQ端到端的中继性能，因为失真最小化TCQ是次优的。所报告的改进包括比PSK调制的先前结果增加1dB增益。
2023-01-09 cs.IT math.IT
Diversity-Multiplexing Tradeoff of Cooperative Communication with Linear Network Coded Relays
为了减轻无线传输中衰落带来的不利影响，同时获得高吞吐量和更好的频谱效率，网络编码和协作通信受到了研究界的广泛关注。在这项工作中，我们分析了网络编码方案的合作通信设置与多个源和目的地。该协议实现了充分的多样性秩序在一个稍微减少的复用率相比，现有的计划在文献中的代价。我们表明，我们的计划优于传统的合作方面的多样性复用的权衡。
2010-03-26 cs.IT math.IT
A Novel Asymmetric Coded Placement in Combination Networks with end-user Caches
研究了$(H,r,M,N)$组合网络中用户内存大小和最坏情况下下载时间之间的权衡问题，其中中心服务器通过$H$即时中继与$K$用户通信，每个用户都有大小为$M$文件的本地缓存，并连接到不同的$r$中继子集.本文的主要贡献是设计了一个编码缓存方案与非对称的编码布局，利用协调之间的中继，这是没有利用在过去的工作。数学分析和数值结果表明，所提出的方案优于现有的方案。
2018-02-28 cs.IT math.IT
Wireless MIMO Switching with Zero-forcing Relaying and Network-coded Relaying
具有多个天线的无线中继被称为多输入多输出（MIMO）交换机，如果它使用“预编码和转发”将其输入链路映射到其输出链路。也就是说，MIMO开关使用用于在下行链路中传输的某个矩阵来预编码上行链路中的接收信号向量。本文研究了具有完整信道状态信息的$K$站点和MIMO交换机的场景。MIMO交换机处的预编码器是迫零矩阵或网络编码矩阵。利用迫零预编码器，每个目的站仅接收其具有增强的噪声但没有干扰的期望信号。利用网络编码的预编码器，每个站不仅接收其期望的信号和噪声，而且可能还接收自干扰，其可以被完美地消除。预编码器的设计优化接收信号的信噪比在目的地进行了研究。对于迫零中继，在两个用户的情况下，在封闭的形式解决了这个问题，而在更多的用户的情况下，提出了有效的算法，并示出接近可以实现广泛的随机搜索。对于网络编码中继，我们提出了有效的迭代算法，可以进一步提高吞吐量。
2012-06-17 cs.IT cs.NI math.IT
Coded Caching for Combination Networks with Multiaccess
在传统的$(H, r)$组合网络中，每个用户连接到唯一的一组$r$中继。然而，很少有研究工作考虑$(H, r, u)$多址组合网络的问题，每个$u$用户连接到一个独特的一组$r$中继。获得用于$(H, r, u)$多址组合网络的编码缓存方案的一种简单策略是通过对用于传统$(H, r)$组合网络的编码缓存方案进行$u$次重复应用。显然，该普通方案的每个中继的传输负载正好是原始方案的传输负载的$u$倍，这意味着随着用户数量的增加，每个中继的传输负载也将增加。因此，设计一种适合于$(H, r, u)$多址接入组合网络的编码缓存方案，使每个中继节点的传输负载更低，具有重要的意义。本文将Zewail和Yener提出的编码方法直接应用于$(H, r)$组合网络，得到了一种适用于$(H, r, u)$多址组合网络的编码缓存方案（ZY方案）。然而，该方案的子分组化与用户数呈指数关系，这导致了较高的实现复杂度。为了减少子分组，利用组合设计理论，提出了一种直接构造$(H, r, u)$多址组合网络编码缓存方案的方法，其中参数$u$必须是一个组合数.对于任意参数的$u$，在直接构造的基础上，提出了一种混合构造的$(H, r, u)$多址组合网络编码缓存方案。理论和数值分析表明，与普通方案相比，后两种方案的每个中继节点的传输负载更小，与ZY方案相比，其子分组化程度更低。
2021-08-22 cs.IT math.IT
Wireless Network-Coded Accumulate-Compute and Forward Two-Way Relaying
考虑了物理层网络编码双向无线中继场景的调制方案的设计。Koike-Akino等人观察到，对于双向中继场景，根据信道条件自适应地改变在中继处使用的网络编码映射极大地减少了在MA阶段期间在中继处发生的多址干扰的影响，并且所有这些网络编码映射应满足称为排他性定律的要求。我们将这种方法扩展到一个累积计算和转发协议，它采用两个阶段：多址接入（MA）阶段，包括两个信道使用独立的消息，在每个信道使用，和广播（BC）阶段有一个信道使用。假设两个用户从相同的4-PSK星座发送点，则每个这样的满足互斥律的网络编码图可以由边长为16的拉丁方表示，反之，可以利用这种关系来得到满足互斥律的网络编码图。两种方法获得此网络编码映射在中继使用进行了讨论。使用拉丁方的结构属性为一组给定的参数，找到所有需要的地图的问题减少到找到一个小的地图集。在获得所有拉丁方之后，根据所获得的拉丁方中的哪一个优化性能，量化所有可能的信道实现的集合。由此获得的量化被示出为与在[7]中针对2级双向中继获得的量化相同。
2012-01-04 cs.IT math.IT
Wireless Network-Coded Four-Way Relaying Using Latin Hyper-Cubes
本文讨论了四路无线中继场景下的物理层网络编码，其中四个节点A，B，C和D希望在中继节点R的帮助下将其消息传递到所有其他节点。本文给出的方案是基于Popovski等人提出的去噪转发方案。为了使信道使用次数最少，该协议采用两个阶段：多址接入（MA）阶段和广播（BC）阶段，每个阶段使用一个信道。本文对四路中继场景进行了等效，就像Koike Akino等人对双向中继场景所做的那样，对于[3]中的三路中继情形，据观察，根据信道条件自适应地改变中继器处使用的网络编码映射大大降低了在MA阶段期间中继器处发生的多址干扰的影响。这些网络编码映射是这样选择的，使得它们满足称为排他定律的要求。我们证明了当四个用户从同一个M-PSK星座发送点时，每个满足互斥律的网络编码图都可以用一个M边的4重拉丁超立方体来表示。明确地获得由中继用于BC阶段的网络代码图，并且其目的在于减少在MA阶段的干扰的影响。
2012-10-15 cs.IT math.IT
Split-Extended LDPC codes for coded cooperation
我们提出了一种新的代码设计，旨在分发LDPC码的中继信道。它基于分裂和扩展方法，该方法允许中继将连接到LDPC码的某个奇偶校验的比特集合分裂成两个或多个子集。随后，以重复累积的方式使用每个子集内的比特的总和，以便生成从中继器向目的地发送的额外比特。我们表明，所提出的设计产生LDPC码具有增强的纠错能力，并可以有利地应用于现有的代码，这使得解决合作问题不断发展的标准。最后，我们推导出密度演化方程的建议的设计，我们表明分裂扩展LDPC码可以非常接近的高斯中继信道的容量。
2010-04-29 cs.IT math.IT
Performance Bounds for Bi-Directional Coded Cooperation Protocols
在编码双向协作中，两个节点希望在中继的帮助下在共享的半双工信道上交换消息。在本文中，我们推导出这个问题的三个协议的性能界限。第一个协议是两阶段协议，两个用户在第一阶段同时发送，中继在第二阶段单独发送。在这个协议中，我们的界限是紧的，从两个用户到中继的多址信道传输，然后从中继到用户的编码广播型传输实现了两阶段容量区域中的所有点。第二个协议考虑从两个用户的顺序传输，然后从中继传输，而第三个协议是前两个协议的混合，并有四个阶段。在后两个协议中，内边界和外边界是不相同的，并且以类似于Cover的中继信道的内边界和外边界的方式不同。数值计算表明，至少在某些感兴趣的情况下，我们的界限没有显着不同。最后，在高斯路径损耗的情况下，我们得出可实现的速率和比较每个协议在不同的制度的相对优点。这种情况在蜂窝系统中是令人感兴趣的。令人惊讶的是，我们发现，在某些情况下，四相协议的可实现速率区域有时包含的点是其他协议的外部边界之外。
2008-06-05 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
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
Convolutional Network-Coded Cooperation in Multi-Source Networks with a Multi-Antenna Relay
我们提出了一种新的合作传输方案，称为“卷积网络编码合作”（CNCC）的网络，包括N个源，一个M天线中继，和一个共同的目的地。假设源-中继（S-R）信道为Nakagami-m衰落，而源-目的（S-D）和中继-目的（R-D）信道为瑞利衰落。CNCC方案利用良好的（N+ M '，N，v）系统卷积码的生成矩阵，其中在GF（2）上设计d_free的自由距离，作为由网络的节点运行的网络编码矩阵，使得系统符号直接从源发送，并且奇偶校验符号由中继的最佳天线发送。获得了源的BER的上界，从而获得了所实现的分集阶数。数值结果表明，CNCC方案优于其他合作计划考虑，在分集阶数和网络吞吐量。仿真结果验证了理论分析的正确性。
2013-09-01 cs.IT cs.NI math.IT
Channel Quantization for Physical Layer Network-Coded Two-Way Relaying
针对物理层网络编码双向中继场景，考虑了采用两个阶段的协议的调制方案的设计：多址（MA）阶段和广播（BC）阶段。Koike-Akino等人观察到，根据信道条件自适应地改变在中继器处使用的网络编码映射大大降低了在MA阶段期间在中继器处发生的多址干扰的影响。换句话说，所有可能的信道实现的集合（复平面）被量化为有限数量的区域，其中特定的网络编码映射在特定区域中给出最佳性能。我们强调的问题与小池秋野等人提出的方案，并提出了一个方案，解决了这些问题。当$M$ -PSK（对于$M$ 2的任意幂）是MA阶段期间使用的信号集时，我们分析地获得所有可能的信道实现的集合的量化。结果表明，复平面可以分为两个区域：一个区域中，任何网络编码映射，满足所谓的排他性法律，给出了相同的最佳性能和一个区域中，网络编码映射的选择影响的性能，这是进一步量化的基础上选择的网络编码映射，优化性能。由此解析地获得的量化导致与使用计算机搜索Koike-Akino等人设置的4-PSK信号所获得的量化相同，当专用于$M=4.$时
2011-11-16 cs.IT math.IT
On Combination Networks with Cache-aided Relays and Users
缓存是一种有效的方法，以减少高峰时间的网络流量拥塞，通过存储在用户的缓存的一些内容，而不知道以后的需求。编码缓存策略最初由Maddah-Ali和Niesen提出，与传统的未编码方案相比，它提供了额外的编码缓存增益。在实际考虑下，最近在中继网络中考虑了缓存模型，特别是组合网络，其中中央服务器通过$H$即时中继与$K=\binom{H}{r}$用户（每个用户具有$M$文件的缓存）通信，并且每个用户连接到不同的$r-$中继子集。提出了带终端用户缓存的组合网络的几种内界和外界。本文扩展了作者最近的工作集中组合网络与最终用户缓存到一个更一般的设置，中继和用户都有缓存。在现有的方案中，从服务器发送的数据包是独立的缓存内容的中继，我们提出了一种新的缓存方案，通过创建一个额外的编码缓存增益从服务器的传输负载的帮助下，在中继缓存的内容。我们还表明，该方案优于国家的最先进的方法。
2018-03-16 cs.IT math.IT
Wireless Network-Coded Multi-Way Relaying Using Latin Hyper-Cubes
处理用于$n$路无线中继场景的物理层网络编码，其中每个$n$用户节点$X_1,$ $X_2,...,X_n$希望在中继节点R的帮助下将其消息传送到所有其他$(n-1)$节点。该方案基于Popovski等人在\cite{PoY1}中提出的双向中继的去噪转发方案，采用两个阶段：多址（MA）阶段和广播（BC）阶段，每个阶段利用一个信道使用，因此总共使用两个信道。针对\cite{KPT}中的双向中继场景、\cite{SVR}中的三向中继场景以及\cite{ShR}中的四向中继场景，使用去噪转发方案进行了物理层网络编码。本文采用去噪转发方案的物理层网络编码的$n$路中继的情况下说明的情况下，$n = 5$的帮助下，没有处理到目前为止。据观察，根据信道条件自适应地改变在中继器处使用的网络编码映射减少了在MA阶段期间在中继器处发生的多址干扰的影响。选择这些网络编码映射，使得它们满足称为\textit{exclusive law}的要求。我们证明了当$n$用户从同一个$M$-PSK $(M=2^λ)$星座发送点时，每个满足互斥律的网络编码图都可以用一个$M$的$n$折叠拉丁超立方体来表示.奇异的衰落子空间产生的计划进行了描述和枚举的$n$和$M$的一般值，并根据其在给定的情况下的可移除性进行分类。获得了中继器用于BC阶段的网络代码图，目的是减少MA阶段的干扰影响。
2013-03-01 cs.IT math.IT
On Constellations for Physical Layer Network Coded Two-Way Relaying
采用多址接入（MA）和广播（BC）两个阶段并使用物理层网络编码的双向中继网络的调制方案是当前研究的热点。最近，自适应调制方案使用拉丁方获得网络编码映射的去噪和转发协议已被报道具有良好的端到端性能。这些方案基于避免中继处的MA阶段结束时有效接收星座中的距离缩短的有害影响而工作。使用适当的拉丁方有效地去除了产生这种距离缩短的信道衰落状态，称为奇异衰落状态。该方案以及到目前为止研究的所有其他已知方案针对终端用户使用常规的常规PSK或QAM信号集，这导致中继器根据衰落状态针对BC阶段使用不同大小的星座。在这项工作中，我们提出了一个4点信号集，将始终需要一个4元星座的BC阶段的所有信道衰落条件。我们还提出了一个8点星座，提供更好的SER性能（1 dB的增益）比8-PSK，同时仍然使用8元星座的BC相位的情况下，与8-PSK。这是尽管所提出的8点信号集比8-PSK具有更多数目的奇异衰落状态的事实。
2013-03-29 cs.IT math.IT
Diversity-Multiplexing Tradeoff of Asynchronous Cooperative Diversity in Wireless Networks
中继节点的同步是无线网络中利用协作分集的一个重要而关键的问题。本文提出了两种异步协作分集方案，即分布式延迟分集和异步空时编码协作分集方案。在整体分集复用（DM）的权衡功能方面，我们表明，提出的独立编码的分布式延迟分集和异步空时编码的合作分集方案实现了相同的性能同步空时编码的方法，需要一个准确的符号级定时同步，以确保从不同的中继节点到达目的地的信号是完美的同步。这表明，即使在中继节点之间存在竞争的情况下，也能保持分集阶数。此外，当所有中继节点都成功解码源信息时，异步空时编码方法能够实现比同步方案更好的DM权衡，并且就DM权衡而言，与通过并行衰落信道传输信息等效。我们的研究结果表明，充分利用空时自由度在多天线系统中采用异步空时码，即使在频率平坦衰落信道的好处。此外，它示出异步空时编码系统能够实现更高的互信息比同步空时编码系统的任何有限的信号噪声比（SNR）时，适当地选择基带波形。
2007-08-08 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
Diversity, Coding, and Multiplexing Trade-Off of Network-Coded Cooperative Wireless Networks
本文研究了网络编码协作分集系统在实际通信约束条件下的性能。更具体地说，我们调查的分集，编码和复用增益之间的相互作用时，中继节点不充当专用的中继器，只转发数据包发送的源，但他们试图追求自己的利益，转发包含网络编码版本的接收和自己的数据包。我们提供了一个非常准确的分析的平均比特错误概率（ABEP）的两个网络拓扑结构与三个和四个节点，当实际的通信约束，即，考虑中继器处的错误解码和所有无线链路上的衰落。进一步研究了分集和编码增益，指出了协作和二进制网络编码的优缺点。我们的研究结果表明，通过NC引入的吞吐量增加是抵消了多样性和编码增益的损失。它示出，既没有编码，也没有分集增益的源节点时，中继转发网络编码版本的接收和自己的数据。与文献中的其他结果相比，结论是，二进制NC似乎是更有用的中继节点只代表源节点，并不混合自己的数据包接收的。分析推导和调查结果证实通过广泛的蒙特卡罗模拟。
2012-03-12 cs.IT math.IT
An Experimental Comparison of Coded Modulation Strategies for 100 Gbit/s Transceivers
编码调制是提高相干光通信系统频谱效率的关键技术。两种流行的编码调制策略是基于低密度奇偶校验码（LDPC）的Turbo网格编码调制（TTCM）和比特交织编码调制（BICM）。虽然BICM LDPC是次优的，但其简单性使其在实践中非常受欢迎。在这项工作中，我们比较了性能的TTCM和BICM LDPC使用信息理论的措施。我们的信息理论的结果表明，对于相同的开销和调制格式，只有一个非常小的惩罚（小于0.1 dB）是预期时，使用一个理想的BICM LDPC方案。然而，本文中实现的编码调制方案所获得的结果表明，TTCM优于BICM LDPC的更大的余量。对于100 Gbit/s的1000 km传输，观察到的增益为0.4 dB。
2016-11-01 cs.IT math.IT
Decoding Probability Analysis of Network-Coded Data Collection and Delivery by Relay Drones
延迟容忍应用中的中继无人机被分派到远程位置，以便收集由源节点传输的数据。收集的数据存储在无人机上，并发送到一个或多个基地。本文考虑了两种方案，用于广播数据的无人机时，反馈信道不可用：数据轮播和系统随机线性网络编码（RLNC）。我们提出了一个理论框架的概率计算，基地将完全或部分恢复传输的数据和概率，所有涉及的基地将成功地获得数据，当基地是孤立的或互连的。通过仿真验证了理论结果。还讨论了设计考虑因素，包括RLNC使用的字段大小，中继无人机的数量和完整的数据恢复或检索的至少一部分数据的要求之间的关系。
2020-07-06 cs.IT cs.NI math.IT
Polar Coded Modulation with Optimal Constellation Labeling
提出了一种实用的具有最优星座标记的$2^m$元极化码调制（PCM）方案.为了有效地找到最佳的标记规则，搜索空间通过利用信道的对称性来减小。仿真结果表明，所提出的PCM方案比WCDMA（Wideband Code Division Multiple Access，宽带码分多址）移动通信系统中使用的比特交织Turbo编码调制方案的性能提高了1.5dB。
2013-07-10 cs.IT math.IT
Convolutional Polar Coded Modulation
$2^m$进制调制创建既不独立也不相同的$m$比特信道，并且这在应用极化编码时引起问题，因为极化码被设计用于独立的相同信道。与现有的多级编码（MLC）和比特交织编码调制（BICM）方案不同，本文提出了一种卷积极化编码调制（CPCM）方法，该方法保留了BICM的低复杂度特性，同时提高了频谱效率。数值结果表明，所提出的方法具有良好的性能。
2020-07-10 cs.IT math.IT
Use of Non-Orthogonal Multiple Access in Dual-hop relaying
为了提高双跳中继系统的和速率，提出了一种新的非正交多址接入（NOMA）两阶段功率分配方案。在该方案中，在从源接收到具有功率分配的叠加编码符号之后，中继节点向目的地转发具有另一功率分配的新的叠加编码符号。通过采用最大比合并（MRC），目的地联合解码来自源和中继的信息符号。假设瑞利衰落信道，在高信噪比（SNR）的遍历SR的封闭形式的解决方案，推导出一个实际的功率分配也被设计为建议的NOMA计划。数值结果表明，与已有的工作相比，该方案的性能有了明显的提高。
2016-04-13 cs.IT math.IT
Aspects of Polar-Coded Modulation
我们考虑联合设计的极化编码和高阶调制方案不断增加的频谱效率。详细描述了极化码构造和多级编码方法之间的密切联系。不同的调制方案之间的关系，如比特交织编码调制（BICM）和多级编码（MLC）的情况下，极化编码调制，以及应用的标记规则和冻结通道的选择的影响进行了论证。
2012-11-29 cs.IT math.IT
Probabilistically-Shaped Coded Modulation with Hard Decision Decoding for Coherent Optical Systems
我们考虑概率整形，以最大限度地提高编码调制（CM）与硬判决解码的可实现的信息速率。所提出的方案使用二进制阶梯码优于其均匀CM对应超过1.3 dB的64-QAM和5位/符号。
2017-05-05 cs.IT math.IT
Coded Modulation for Power Line Communications
讨论了编码调制技术在电力线通信中的应用。我们结合多进制FSK与多样性和编码，使传输对永久频率干扰和脉冲噪声的鲁棒性。我们给出了一个特定的编码/调制方案的例子，这是在协议与现有的CENELEC规范。该方案可以被认为是编码跳频的一种形式，因此可扩展到任何频率范围。
2011-04-08 cs.IT math.IT
Multilevel Binary Polar-Coded Modulation Achieving the Capacity of Asymmetric Channels
研究了一种仅使用二进制极化码和Honda Yamamoto概率成形的多级编码调制方案。该计划是实现离散无记忆通道的容量与输入字母的基数的2的幂。有限长度实现的性能进行比较，极性编码的概率幅度整形和恒定成分分布匹配。
2022-06-13 cs.IT math.IT
LDPC Coded Modulation with Probabilistic Shaping for Optical Fiber Systems
提出了一种具有概率整形、优化交织器和非迭代解映射的LDPC编码调制方案。全场模拟显示，与均匀分布的输入相比，传输距离增加了8%。
2015-01-08 cs.IT math.IT
Novel Performance Analysis of Network Coded Communications in Single-Relay Networks
在本文中，我们分析了一个单中继网络的可靠性提供的随机线性网络编码（RLNC）的性能。我们考虑的情况下，源节点和中继节点都可以编码数据包。与传统的中继网络方法不同，我们引入了一种被动中继模式，在这种模式下，中继节点只是在无法解码的情况下重新传输收集到的数据包。与以往的研究相比，我们得到了一个新的理论框架所考虑的中继网络的性能表征。我们将我们的分析扩展到一个更一般的场景，其中编码系数是从非二进制字段生成的。理论结果进行了验证，使用模拟，为二进制和非二进制字段。它还表明，被动中继模式显着提高了性能相比，只有主动的情况下，提供了高达两倍的增益的解码概率。建议的框架可以被用来作为一个积木更复杂的网络拓扑结构的分析。
2016-08-23 cs.IT cs.NI cs.PF
Non-Orthogonal Multiple Access combined with Random Linear Network Coded Cooperation
这封信考虑了两组源节点。每个组通过单跳链路并经由两个组共享的中继节点集群将分组发送到其自己指定的目的地节点。在努力提高可靠性，而不牺牲吞吐量，提出了一种方案，从而在中继节点的数据包使用两种方法相结合，由不同的群体提供的数据包混合使用非正交多址原则，而来自同一组的数据包混合使用随机线性网络编码。一个分析框架，所提出的方案的性能特征的开发，仿真结果和基准对一个对应的计划，是基于正交多址接入。
2017-06-26 cs.IT math.IT
Wireless Bidirectional Relaying using Physical Layer Network Coding with Heterogeneous PSK Modulation
在使用物理层网络编码（PLNC）的双向中继中，通常假设用户在多址接入阶段采用相同的调制方案。然而，正如Zhang等人所观察到的，可能不希望用户总是使用相同的调制方案，特别是当用户中继信道不是同样强时。这种方案被称为异构PLNC。然而，[1]中的方法使用计算密集的最近邻聚类（CNC）算法来找到要在中继处应用的网络编码映射。此外，治疗是特定于异质性调制的某些情况下。在本文中，我们表明，当用户采用异构但对称的PSK调制，网络编码映射和映射区域中的衰落状态平面可以得到解析。性能结果以中继出错率（RER）和比特出错率（BER）的形式提供。
2017-03-12 cs.IT math.IT
Coded Modulation Schemes for Voronoi Constellations
本文针对多维Voronoi星座图（VCs）在前向纠错编码后缺乏保持增益方案的问题，设计了基于软判决FEC码的BICM和MLCM编码调制方案及三种映射与LLR计算算法，仿真表明在AWGN信道下VCs比QAM获得最高1.84 dB和0.99 dB的SNR增益且复杂度极低。
2023-08-01 cs.IT math.IT
Joint Relay Selection and Analog Network Coding using Differential Modulation in Two-Way Relay Channels
在本文中，我们考虑了一个一般的双向中继网络的两个源和N个中继时，源节点和中继都不知道的信道状态信息（CSI）。提出了一种基于差分调制的中继选择和模拟网络编码联合算法（RS-ANC-DM）。在该方案中，两个源采用差分调制，并将差分调制符号同时发送到所有中继。在中继接收的信号是两个传输符号的叠加，我们称之为模拟网络编码符号。然后，从N个中继器中选择具有最小和SER的单个中继器，以将ANC信号转发到两个源。为了便于选择过程中，在本文中，我们还提出了一个简单的次优最小最大标准的中继选择，其中一个单一的中继，最大限度地减少了两个源节点的SER。仿真结果表明，Min-Max选择算法与最优选择算法性能相当，但算法简单得多。分析了该方案的性能，并推导出一个简单的渐近SER表达式。通过仿真验证了分析结果。
2011-11-30 cs.IT math.IT
An Iterative Noncoherent Relay Receiver for the Two-way Relay Channel
物理层网络编码通过允许多个源终端同时向中继传输来提高双向中继信道的吞吐量。然而，在中继站处对准多个接收信号的相位通常是不可行的，这激发了对非相干解决方案的探索。在本文中，Turbo编码的正交多音频移键控（FSK）被认为是双向中继信道。与模拟网络编码相比，所考虑的系统是数字网络编码的实例;即，中继器解码网络码字并转发重新编码的版本。非相干数字网络编码的关键是中继接收机的实现，这是本文的主要重点。本文推导的中继接收机支持2的幂次的任意调制阶数，并且具有从turbo信道解码器到解调器的先验信息的迭代反馈;即，它使用具有迭代解码的比特交织编码调制（BICM-ID）。通过误码率仿真和容量分析，研究了接收机在瑞利衰落信道中的性能。结果表明，BICM-ID接收器相比于非迭代接收器实现方式提高了0.5-0.9 dB的能量效率。
2013-02-26 cs.IT math.IT
Multilevel Polar-Coded Modulation
提出了一个框架，允许联合描述和优化的二进制极性编码和多级编码（MLC）的方法，$2^m$ -ary数字脉冲幅度调制（PAM）。详细指出了极性编码和多级编码在概念上的等价性。基于信道极化现象的一种新的表征，在这种编码调制方案采用极化码的比特标记的最佳选择规则的开发。AWGN信道的仿真结果。
2013-01-18 cs.IT math.IT
Polar-Coded Pulse Position Modulation for the Poisson Channel
提出了一种用于深空光通信的偏振编码调制方案。研究了具有脉冲位置调制（PPM）的光子计数泊松信道.我们使用的事实，PPM是特别适合于与多级代码来设计一个极化编码调制方案的系统中考虑。证明了基于高斯近似的泊松信道极化码的构造是准确的。该方案使用了循环冗余校验外码和一个连续的取消解码器与列表解码，它被证明是优于竞争计划。
2018-12-07 cs.IT math.IT
Importance of Symbol Equity in Coded Modulation for Power Line Communications
使用具有置换码的多频移键控调制解决了电力线通信系统中的永久窄带噪声干扰问题。在本文中，我们扩展这种编码调制方案的基础上置换码一般的代码，并引入了一个额外的新参数，更精确地捕捉代码的性能对永久窄带噪声。因此，我们定义了一类新的代码，即，公平的符号重量码，这是最佳的关于这个措施。
2013-08-26 cs.IT math.IT
Coded Distributed Computing for Hierarchical Multi-task Learning
在本文中，我们考虑一个分层的分布式多任务学习（MTL）系统，分布式用户希望共同学习不同的模型编排的中央服务器的帮助下，一层的多个中继。由于用户需要在下行传输中下载不同的学习模型，分布式MTL遭受更严重的通信瓶颈相比，单任务学习系统。为了解决这个问题，我们提出了一个编码的分层MTL计划，利用连接拓扑结构，并引入编码技术，以减少通信负载。结果表明，该方案可以显着减少中继和服务器之间的上行链路和下行链路传输的通信负载。此外，我们提供了最佳的上行链路和下行链路的通信负载的信息理论的下限，并证明可实现的上限和下限之间的差距是在所有中继之间的连接用户的最小数量。特别是，当网络连接拓扑可以精心设计时，所提出的方案可以实现信息论最优通信负载。在真实数据集上的实验表明，与传统的未编码方案相比，我们提出的方案可以减少17% $\sim$ 26%的总训练时间。
2022-12-16 cs.IT math.IT
On the latency of multi-level polar coded modulations
与比特交织编码调制相比，多级编码的一个普遍假设的缺点是其高延迟：实际上，必须顺序解码各个级别。在本文中，我们考虑极化码来编码每个级别。我们表明，解码的时间复杂度的多级方案，使用逐次取消列表解码每个极化码，只有1.5倍的一个单一的极化码，无论信噪比和级别的数量。
2022-06-01 cs.IT math.IT
Low-complexity Receiver for Multi-Level Polar Coded Modulation in Non-Orthogonal Multiple Access
非正交多址（NOMA）方案已经被证明相对于正交多址（OMA）增加多址可实现速率。在本文中，我们提出了一种新的通信系统，结合多级编码调制和极化码在NOMA的情况下。相对于现有技术的解决方案，所提出的方案的计算复杂性降低。我们还强调了出错率性能和计算复杂性之间的权衡。
2017-01-20 cs.IT math.IT
Quantization for Soft-Output Demodulators in Bit-Interleaved Coded Modulation Systems
研究了比特交织编码调制（BICM）系统中对数似然比（LLR）的量化问题。我们建议设计的量化器，使量化器的输出成为等概率。我们调查半解析和数值上的遍历和中断容量在单天线和多天线信道不同的量化器。最后，我们展示了比特出错率模拟BICM系统的LLR量化使用率1/2低密度奇偶校验码。
2009-05-05 cs.IT math.IT
Cache-Aided Modulation for Heterogeneous Coded Caching over a Gaussian Broadcast Channel
编码缓存是一种信息理论方案，通过在低高峰时段部分预取用户本地存储中的文件来减少高峰时段的流量。本文认为异构分散式缓存系统的用户和内容库文件的缓存可能有不同的大小。服务器通过高斯广播信道与用户通信。本文的主要贡献是一种新的调制策略，映射的编码缓存交付阶段产生的多播消息的信号星座的符号，使用户可以利用他们的缓存内容解调所需的符号具有更高的可靠性。为了简单起见，在本文中，我们只专注于未编码调制和逐符号的错误概率。然而，我们的方案结合多级编码调制可以扩展到信道编码在一个更大的块长度。
2020-01-16 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
On the Asymptotic Performance of Bit-Wise Decoders for Coded Modulation
研究了高斯平坦衰落信道下编码调制的两种译码器结构：最大似然码元译码器和基于比特交织编码调制范式的（次优）比特译码器。我们考虑一个16进制正交幅度星座标记的灰色标签。它示出的成对错误概率方面的渐近损失，对于任何两个码字所造成的逐位解码器，是有界的1.25 dB。分析还表明，对于高斯信道的渐近损失是零的线性码，包括所有的速率1/2卷积码的范围很广。
2013-06-17 cs.IT math.IT
Bit-interleaved coded modulation in the wideband regime
研究了高斯信道下比特交织编码调制（BICM）的宽带特性。在低信噪比（SNR）的通用信号星座的编码调制容量的泰勒展开推导和用于确定相应的扩展的BICM容量。给出了最小每比特能量和宽带斜率的简单公式。BICM被发现是次优的意义上，它的最小能量每比特可以大于编码调制方案的相应值。使用M-PAM或M^2-QAM上的标准格雷映射的每比特的最小能量由简单公式给出，并且示出为随着M增加而接近-0.34dB。使用低SNR扩展，在宽带体制中功率和带宽之间的一般权衡用于示出功率损耗如何可以与带宽增益进行权衡。
2007-10-22 cs.IT math.IT
Bit-permuted coded modulation for polar codes
我们考虑在AWGN信道上使用具有高阶调制的极化码的问题。与先前的工作不同，我们专注于使用调制独立的极化码。也就是说，不基于所使用的调制来重新设计极化码。相反，我们提出了比特置换编码调制（BPCM）：一种用于任意极化码的多级编码（MLC）方法的技术。BPCM技术利用MLC和极化码之间的自然联系。它涉及在将极化码映射到更高阶调制之前应用比特置换。经由密度演进设计比特置换以将由高阶调制的各种比特级别提供的速率与极化码的速率相匹配。我们证明了性能的BPCM技术使用链路模拟和密度演化的AWGN信道。我们比较了BPCM技术和比特交织编码调制（BICM）技术。当使用为BPSK调制设计的极化码时，我们显示了BPCM在BICM上的增益，其中随机交织器对于4-ASK、8-ASK和16-ASK分别高达0.2 dB、0.7 dB和1.4 dB。
2016-09-30 cs.IT math.IT
Differential Modulation for Asynchronous Two-Way-Relay Systems over Frequency-Selective Fading Channels
针对用户和中继都不知道信道状态信息的异步多中继双向中继（MR-TWR）系统，提出了两种方案。在MR-TWR系统中，两个用户在$N_R$中继的帮助下交换他们的消息。大多数基于差分调制的MR-TWR系统的现有工作都假设所有通信节点之间具有完美的符号级同步。然而，这一假设在许多实际系统中并不成立，这使得差分调制方案的设计更具挑战性。因此，我们设计差分调制方案，可以容忍频率选择性衰落下的定时失调。我们调查所提出的方案的性能，无论是比特错误概率或成对错误概率。通过数值例子，我们表明，所提出的计划优于现有的竞争解决方案在文献中，特别是高信号噪声比（SNR）值。
2016-10-24 cs.IT math.IT
Polar Coded Modulation via Hybrid Bit Labeling
比特交织编码调制（BICM）和多级编码调制（MLC）通常用于组合极化码与高阶调制。BICM具有设计简单、编码调制分离等优点，而MLC在逐次抵消译码下表现出更好的性能。在本文中，我们提出了一种混合极化编码调制方案，位于BICM和MLC之间，其中一小部分的比特被分配给集分区（SP）标记，其余的比特被分配给格雷标记。SP标记的比特使用类似于MLC的迭代解调和极化解码进行顺序解调，而Gray标记的比特首先被并行解调，然后被发送用于类似于BICM的解码。极化码或其他信道码（诸如LDPC码）可以用于格雷标记的比特。对于256-QAM上的长度2048速率1/2极化码，BICM（仅格雷标记）和MLC（仅SP标记）之间的性能差距可以通过混合方案几乎完全闭合。值得注意的是，混合方案具有比MLC显著的延迟优势。这些性能增益使得所提出的方案对于诸如6 G的未来通信系统具有吸引力。
2022-02-15 cs.IT math.IT
