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
Windowed Decoding for Delayed Bit-Interleaved Coded Modulation
延迟比特交织编码调制（DBICM）通过将不同延迟的码字子块调制到相同的信号上来推广比特交织编码调制（BICM）。由于DBICM能够利用解码延迟子块的外部信息检测未延迟子块，因此DBICM比BICM提高了传输可靠性。在这项工作中，我们提出了一种新的窗口解码算法的DBICM，它使用的外部信息的解码延迟和未延迟的子块，以提高对所有子块的检测。数值结果表明，所提出的加窗解码显着优于原来的解码。
2021-08-15 cs.IT eess.SP math.IT
Design and Analysis of Delayed Bit-Interleaved Coded Modulation with LDPC Codes
研究了基于低密度奇偶校验码（LDPC）的延迟比特交织编码调制（DBICM）的设计和性能。对于Gray标记的正方形$M$ -ary正交幅度调制（QAM）星座，在给定的信噪比和固定的最大延迟时隙数下，研究了具有最大频谱效率的DBICM的最优延迟方案.在分析DBICM的容量时，我们发现了两个重要的性质：由于延迟编码比特被映射到传输符号的实部和虚部而导致的容量改善是彼此独立的;具有相同比特信道容量的延迟编码比特的一对延迟方案导致等效的DBICM容量。使用这两个属性，我们有效地优化任何均匀的Gray-QAM系统的延迟方案。此外，这两个属性使得关于经由比特信道类型分类的不等错误保护的高效LDPC码设计成为可能。此外，我们使用基于原型图的外部信息传递图，以联合优化度分布和信道分配的LDPC码，并提出了一个约束的渐进边增长的算法，联合构造LDPC码和比特的DBICM，考虑独特的比特信道的容量。仿真结果表明，所设计的LDPC编码DBICM系统性能明显优于LDPC编码BICM系统。
2021-03-03 cs.IT math.IT
Parallel Bit Interleaved Coded Modulation
提出了一种新的比特交织编码调制（BICM）。在新的方案中，称为并行BICM，L相同的二进制码并行使用映射器，一个新提出的有限长度交织器和二进制抖动信号。与以前的方法相反，该方案不依赖于理想的无限长交织器的任何假设。在无记忆信道上，证明了新方案等价于二进制无记忆信道。因此，该方案使人们能够使用为该二进制信道设计的简单二进制码来容易地设计编码调制方案。基于二进制码在二进制信道上的性能，对编码调制方案的整体性能进行了分析评估。从信息论的角度分析了新方案，其中考虑了容量，错误指数和信道色散。该方案的容量与BICM容量相同。该方案的误差指数与最近提出的BICM失配解码指数分析进行了数值比较。
2010-08-17 cs.IT math.IT
WINDOW: Wideband Demodulator for Optical Waveforms
以非常高的速率工作的光通信系统经常受到采样率瓶颈的限制。光宽带机制可能超过模数转换器（ADC）前端带宽。已经提出了多通道采样方法，例如多陪集或交错ADC，以使用多个通道对宽带信号进行采样。每个通道以低于奈奎斯特速率的速率采样，从而保持总体采样率。然而，该方案受到两个实际限制，使得其难以实施。首先，采样器的固有抗混叠滤波器使宽带信号失真。第二，它需要精确的时间偏移信号的奈奎斯特速率的顺序，这是具有挑战性的维持。在这项工作中，我们提出了一种替代的多通道采样方案，宽带解调器的光波形（WINDOWS），模拟RF解调的基础上，每个通道的频谱混叠使用的周期性混合功能之前的集成和采样。我们表明，有意使用固有的ADC滤波器来执行积分，增加了信噪比（SNR）。我们从理论上和数值实验表明，我们的系统优于multicoset在信号恢复和符号估计的存在下，热和量化噪声，但稍微不那么强大的定时抖动。
2016-11-13 cs.IT math.IT
Bit-Interleaved Coded Multiple Beamforming with Imperfect CSIT
本文讨论了比特交织编码多波束形成（BICMB）的性能[1]，[2]与波束形成向量的不完善的知识。大多数对发射端有限速率信道状态信息（CSIT）的研究都假设预编码矩阵在任意酉变换下具有不变性。在BICMB中，此属性不成立。另一方面，BICMB的最佳预编码器和检测器在对角酉变换下不变。为了设计一个有限速率的CSIT系统的BICMB，我们提出了一个新的失真测量优化下的不变性。基于这种新的失真测度，我们引入了一组新的质心，并采用广义Lloyd算法进行码书设计。我们提供的仿真结果表明，所提出的失真措施和各种接收机的线性检测器的码本设计实现的性能改善。我们表明，虽然这些接收器具有相同的性能完美的CSIT，他们的性能不完美的CSIT下的变化。
2008-05-08 cs.IT math.IT
On Interleaving Techniques for MIMO Channels and Limitations of Bit Interleaved Coded Modulation
它示出，而互信息曲线的编码调制（CM）和比特交织编码调制（BICM）重叠的情况下，一个单输入单输出信道，同样是不真实的多输入多输出（MIMO）信道。提出了一种在存在多个发射天线的情况下减轻衰落的方法，称为坐标交织（CI），作为单个发射天线的分量交织的概括。任何优势的程度CI BICM，相对于CM，从互信息的角度进行了分析，分析是基于一个等效的并行通道模型CI。推导了在CI和多个发射和接收天线存在下的互信息的几个表达式。结果表明，如果使用适当的信号映射，CI比BICM具有更高的互信息。还考虑和说明了在存在CI的情况下星座旋转等效应;结果表明，星座旋转可以增加受限容量。
2005-10-24 cs.IT math.IT
Space-time coding techniques with bit-interleaved coded modulations for MIMO block-fading channels
空时比特交织编码调制（ST-BICM）是在块衰落MIMO信道中获得高分集增益和编码增益的有效技术。其最大似然（ML）性能计算理想交织条件下，这使得全局优化考虑到信道编码。由于多样性上界来自Singleton界，一个适当的选择的时间维度的空时编码是可能的，这最大化的多样性，同时最小化的复杂性。在此基础上，提出了一种优化的交织器和一组线性预编码器，称为色散核代数（DNA）预编码器。所提出的预编码器相对于现有技术具有良好的性能，并且对于任何数量的发射天线和任何时间维度都存在。对于turbo码，它们表现出不随帧长度增加的帧出错率。
2007-06-15 cs.IT math.IT
Bit-Interleaved Coded Multiple Beamforming with Perfect Coding
当发射机和接收机都知道信道状态信息（CSI）时，在多输入多输出（MIMO）系统中通常使用采用奇异值分解（SVD）的波束成形技术。在没有信道编码的情况下，在全分集和全复用之间存在折衷。当添加信道编码时，只要码率Rc和所使用的子信道的数目S满足条件RcS<=1，就可以实现这两者。通过添加适当设计的星座预编码器，对于未编码系统和编码系统两者，可以实现全分集和全复用两者，其中具有更高的解码复杂度的折衷，例如，完全预编码多波束成形（FPMB）和具有完全预编码的比特交织编码多波束成形（BICMB-FP），而没有条件RcS<=1。完美空时分组码（PSTBC）是一种全速率全分集空时码，可实现MIMO系统的高效成形和高编码增益。本文介绍了一种新的波束形成技术--比特交织编码多波束形成与完美编码（BICMB-PC）。BICMB-PC通过卷积编码SVD系统传输PSTBC。与BICMB-FP类似，BICMB-PC实现了全分集和全复用，其性能与BICMB-FP几乎相同。BICMB-PC的优点在于，它可以提供比BICMB-FP低得多的解码复杂度，因为对于2维和4维的BICMB-PC，接收信号的实部和虚部可以被分离，并且仅需要与编码比特相对应的部分来获取维特比解码器的一个比特度量。
2012-08-15 cs.IT math.IT
Scalable Syndrome-based Neural Decoders for Bit-Interleaved Coded Modulations
本研究提出可将基于校正子的神经译码器应用于高阶比特交织编码调制的框架，通过比特对数似然比输出的理论信道建模拓展其适用范围，在两种极化码上用RNN和Transformer架构实现并对比了误比特率性能与计算复杂度。
2024-03-05 cs.IT math.IT
Bit-Interleaved Coded Multiple Beamforming with Perfect Coding in Massive MIMO Systems
本文研究了在毫米波大规模多输入多输出（MIMO）系统中采用理想编码的比特交织编码多波束形成（BICMB），以获得最大的分集增益和复用增益。使用BICMB的完美编码使我们能够做到这一点。我们表明，通过使用BICMB和完美的编码，分集增益变得独立于发送数据流的数量和在每个远程天线单元（RAU）在发送器和接收器的天线的数量。假设发射机和接收机都知道完美的信道状态信息（CSI），并且天线数量趋于无穷大。后一种假设可以通过每个RAU中的大量天线来放松，类似于所有大规模MIMO研究的情况。仿真结果表明，当满足理想信道状态信息假设时，采用理想编码的BICMB可以得到分析预测的分集增益值。
2020-05-05 cs.IT math.IT
Diversity Analysis of Bit-Interleaved Coded Multiple Beamforming with Orthogonal Frequency Division Multiplexing
对于宽带无线通信系统，正交频分复用（OFDM）已经与多输入多输出（MIMO）技术相结合。比特交织编码多波束形成（BICMB）可以在平坦衰落MIMO信道中实现空间分集和空间复用。在频率选择性衰落的MIMO信道中，BICMB-OFDM（BICMB-OFDM）可以同时实现空间分集和多径分集，是一种重要的技术。然而，分析BICMB-OFDM的分集是一个具有挑战性的问题。本文对BICMB-OFDM系统进行了分集分析。首先，推导了最大可达分集，并证明了全分集条件RcSL <= 1，其中Rc，S和L分别为码率，每个子载波上发送的并行流数和信道抽头数。然后，性能下降，由于子载波之间的相关性进行了研究。最后，子载波分组技术被用来对抗性能下降，并提供多用户兼容性。
2015-03-17 cs.IT math.IT
Diversity Analysis of Bit-Interleaved Coded Multiple Beamforming
在本文中，比特交织编码多波束形成（BICMB）的分集分析扩展到一般的空间波束形成器的情况下，删除一个条件，他们以前已知的设计标准和量化的分集阶数。分集阶数由参数Qmax确定，该参数Qmax是从卷积码和BICMB中使用的空间解复用器继承的。我们介绍了一种方法来找到这个参数，通过采用一个传递函数的方法，在寻找卷积码的重量谱。用这种方法计算了几个Qmax值，并与计算机检索结果相吻合。仿真结果支持分集分析和参数的确定方法。通过使用Singleton界，我们还证明了Qmax是由流的数量和编码器的码率的乘积的下界。针对给定的卷积码，提出了满足最大可达分集阶数条件的空分解复用器设计准则。
2009-02-03 cs.IT math.IT
Connecting Spatially Coupled LDPC Code Chains for Bit-Interleaved Coded Modulation
本文研究了比特交织编码调制（BICM）方案中由连接链系综构造的空间耦合低密度奇偶校验（SC-LDPC）码的设计。对于短耦合长度，连接多个SC-LDPC链可以提高单链的解码性能，并施加结构化不等错误保护（UEP）。提出了一种利用连接链系综和比特映射的联合设计方法，以进一步从编码和高阶调制中挖掘UEP。数值结果表明，所提出的设计优于现有的连接链系综和单链系综与现有的位映射设计。
2021-07-07 cs.IT eess.SP math.IT
Bit-Interleaved Coded Energy-Based Modulation with Iterative Decoding
本文提出了一种低复杂度的准最优非相干接收机，用于多级能量编码调制系统。受Turbo处理原理的启发，我们将比特交织编码调制与迭代解码（BICM-ID）的基本原理融入到所提出的接收机设计中。该系统被称为比特交织编码基于能量的调制与迭代解码（BICEM-ID）和它的错误性能进行了分析研究。具体来说，我们推导出上界的平均成对错误概率（PEP）的非相干BICEM-ID系统中的反馈自由（FF）和无错误反馈（EFF）的情况下。结果表明，最近邻的定义，这是很重要的性能分析FF的情况下，是非常不同的相干BICM-ID对应。分析还揭示了如何从编码比特到能量水平的映射影响的分集阶数和编码增益的BICEM-ID系统。一个良好的映射的设计标准，然后制定和算法，提出了找到一组最佳的映射BICEM-ID。最后，仿真结果证实了主要的分析结果。
2022-11-23 cs.IT eess.SP math.IT
Bit-Interleaved Coded Modulation Revisited: A Mismatched Decoding Perspective
通过将比特交织编码调制（BICM）解码器建模为失配解码器，我们重新审视了BICM的信息论分析。失配解码模型是针对有限但任意的块长度而定义的，并且自然地捕获属于同一符号的比特之间的信道存储器。我们给出了两个独立的证明的BICM容量计算的Caire等人。BICM被建模为一组独立的并行二进制输入通道，其输出是逐位对数似然比。我们的第一个可交织性证明使用典型的序列，并表明，由于随机编码结构，交织器是不需要的。第二个证明是基于随机编码错误指数与不匹配的解码，其中最大可实现的速率是广义互信息。我们发现，广义互信息的失配解码器符合无限交织器BICM容量。我们还表明，错误指数-因此截止率-的BICM不匹配的解码器是上界的编码调制，因此可能低于无限交织模型。我们还考虑了用EXIT图分析BICM迭代译码时出现的互信息。我们表明，相应的符号度量的知识传输的符号和EXIT互信息承认一个表示为伪广义互信息，这是在一般情况下无法实现。一个不同的符号解码度量，其中的外部边信息是指假设的符号，诱导一个广义的互信息低于编码调制容量。
2008-05-09 cs.IT math.IT
Protograph Bit-Interleaved Coded Modulation: A Bandwidth-Efficient Design Paradigm for 6G Wireless Communications
比特交织编码调制（BICM）在过去的三十年里引起了研究界的极大关注，因为它可以在大量的通信和存储系统中以相对较低的实现复杂度获得理想的误码性能。通过利用迭代解映射和解码（ID），BICM能够在各种信道上接近编码调制的容量限制。近年来，原模低密度奇偶校验（PLDPC）码及其空间耦合（SC）码以其强大的纠错能力和简单的结构成为BICM系统的前向纠错（FEC）解决方案，并在深空通信、卫星通信、无线通信、光通信和数据存储等领域得到了广泛的应用。本文对PLDPC-BICM的最新发展及其在各种通道模型上的创新SC变体进行了全面调查，例如，加性高斯白噪声（AWGN）信道、衰落信道、泊松脉冲位置调制（PPM）信道和闪存信道。特别感兴趣的是代码的建设，星座成形，以及比特映射器的设计，其中的接收机被制定为一个串行级联的解码框架组成的软决策解映射器和置信传播解码器。最后，几个有前途的研究方向进行了讨论，这还没有得到充分的解决，在目前的文献。
2022-10-27 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
Constellation Shaping for Bit-Interleaved LDPC Coded APSK
提出了一种能量有效的比特交织低密度奇偶校验（LDPC）编码幅度相移键控（APSK）系统整形方法。由二进制LDPC编码器输出的交织比特的子集通过非线性成形编码器，该非线性成形编码器的输出更可能是零而不是一。“整形”比特用于从多个子星座中进行选择，而未整形比特用于选择子星座内的符号。因为整形比特是有偏的，所以来自较低能量子星座的符号比来自较高能量子星座的符号更频繁地被选择。迭代解码器在LDPC解码器、APSK解映射器和整形解码器之间共享信息。信息速率计算的离散集的APSK环半径和成形比特概率，并确定这些参数的最佳组合的加性高斯白噪声（AWGN）信道。借助外部信息传输（EXIT）图，LDPC码的度分布进行了优化，以与成形的APSK星座一起使用。仿真结果表明，整形，度分布优化和迭代解码的组合可以实现超过1 dB的增益在AWGN的速率为3比特/符号相比，系统，不使用整形，使用未优化的代码从DVB-S2标准，并没有解码器和解调器之间的串扰。
2012-07-10 cs.IT math.IT
Broadcast Coded Modulation: Multilevel and Bit-interleaved Construction
AWGN广播信道的容量是通过叠加编码来实现的，但是各个编码调制的叠加扩展了调制字母表并使其配置失真。广播信道上的编码调制受到特定的信道输入调制约束仍然是一个重要的开放问题。在可以被认为是单用户广播传输的不等差错保护调制的相关领域中已经取得了一些进展，但是它没有接近容量区域边界上的所有点。本文研究了在特定信道输入星座下的多级编码（MLC）广播编码调制。推导了多级码在AWGN广播信道中实现星座约束容量的条件。对于任何给定的星座，我们提出了一个务实的多级设计技术与近星座约束容量的性能，叠加内码和外码的耦合本地化到每个比特级。结果表明，这可以进一步放宽到一个代码耦合只有一个位的水平上，很少或根本没有惩罚下自然标签。研究了两个用户的比特级之间的速率分配问题，并提出了一种实用的方法，再次与近容量性能。在进一步追求较低的复杂度，提出了一种混合MLC-BICM，其性能被证明是非常接近的星座约束的容量区域的边界。仿真结果表明，在所提出的编码调制框架中，好的点对点LDPC码具有优异的性能。
2016-10-28 cs.IT math.IT
Bit-Interleaved Coded Multiple Beamforming in Millimeter-Wave Massive MIMO Systems
本文利用比特交织编码多波束形成（BICMB）对毫米波（mmWave）大规模多输入多输出（MIMO）系统进行了渐近分集分析。首先，研究了在发射机处采用$M_t$天线子阵列并且在接收机处采用$M_r$天线子阵列的单用户毫米波系统。发射机和接收机中的每个天线子阵列分别具有$N_r$和$N_t$天线。我们建立了一个定理的分集增益时，在每个远程天线单元（RAU）的天线数趋于无穷大。基于该定理，具有BICMB的分布式系统实现了$L_t=\sum_{i,j}L_{ij}$的全空间复用和$\frac{\left(\sum_{i,j}β_{ij}\right)^2}{\sum_{i,j}β_{ij}^2L_{ij}^{-1}}$的全空间分集，其中$L_{ij}$是传播路径的数目，$β_{ij}$是发射机中的第$i$ RAU和接收机中的第$j$ RAU之间的大尺度衰落系数。该结果表明，可以通过增加RAU的数量来增加系统中的分集增益。仿真结果表明，在满足理想信道状态信息假设的情况下，BICMB的使用提高了系统的分集增益。
2019-03-14 cs.IT math.IT
Full-Diversity Precoding Design of Bit-Interleaved Coded Multiple Beamforming with Orthogonal Frequency Division Multiplexing
多输入多输出（MIMO）技术已经与正交频分复用（OFDM）结合用于宽带无线通信系统。比特交织编码多波束形成（BICMB）可以在平坦衰落MIMO信道中实现空间分集和空间复用。在频率选择性衰落MIMO信道中，BICMB-OFDM（BICMB-OFDM）可以同时提供空间分集和多径分集，是一种重要的技术。在我们之前的工作中，子载波分组技术被应用于对抗子载波相关性的负面影响。证明了在R_cSL<=1的条件下，BICMB-OFDM-SG（BICMB-OFDM-SG）可以实现全分集，其中R_c、S和L分别为码率、每个子载波上的并行流数和信道抽头数。全分集条件意味着如果S增加，则R_c可能必须减小以保持全分集。因此，增加并行流的数量可能不会提高总传输速率。本文采用预编码技术来克服BICMB-OFDM-SG中R_cSL<=1的全分集限制问题。首先，对预编码后的BICMB-OFDM-SG进行了分集分析。然后，全分集预编码设计开发与最小可实现的解码复杂度。
2013-06-30 cs.IT math.IT
Finding the Optimal Demodulator Under Implementation Constraints
设计通信设备的常见方法是最大化明确定义的目标函数，例如，信道容量和截止速率。我们提出了易于实现的解决方案，高斯信道近似这些最大化问题的最佳结果。讨论了三个主题。首先，我们考虑信道输出被量化的情况，并且我们找到使互信息最大化的量化阈值。当采用2-PAM调制时，从渐近解导出的近似在整个SNR范围上具有可忽略的损失，并且其量化阈值线性地依赖于噪声的标准偏差。我们还推导出一个简单的估计，由于量化的相对容量损失，基于高速率的限制。然后考虑译码度量的整数约束，最大化失配信道容量。我们研究的最佳度量分配的渐近解，并表明，我们在匹配解码的情况下得出的相同的近似仍然适用于不匹配的解码器。最后，我们考虑了8 PSK比特交织编码调制（BICM）的解调问题。我们推导出近似的最佳解调指标，最大化一般的截止速率或失配的容量使用最大对数近似。基于RS码，比较了两种度量分配的出错率性能，发现失配容量度量分配的性能更好。所提出的近似可以使用有效的固件算法来计算，并且提高了商业芯片的系统性能。
2016-03-23 cs.IT math.IT
Bit-Interleaved Coded Multiple Beamforming in Millimeter-Wave Massive MIMO Systems
分析了毫米波大规模多输入多输出（MIMO）系统中比特交织编码多波束形成（BICMB）方法在单用户和多用户情况下的分集增益。我们表明，分集增益是独立的数据流的数量和完整的空间复用顺序可以实现在这两种情况下。此外，我们表明，在多用户的情况下的分集增益是独立的系统中的用户的数量，只取决于在发送端的远程天线单元（RAU）的数量，当每个用户只有一个RAU。这里的假设是信道状态信息（CSI）在发射机和接收机的两侧是已知的，并且每个RAU中的天线的数量趋于无穷大。后一种假设可以通过每个RAU中的大量天线来放松，类似于所有大规模MIMO研究的情况。基于这些假设，单用户场景的分集增益是$\frac{\left(\sum_{i,j}β_{ij}\right)^2}{\sum_{i,j}β_{ij}^2L_{ij}^{-1}}$，其中$L_{ij}$是传播路径的数量，而$β_{ij}$是发射机中的第$i$ RAU与接收机中的第$j$ RAU之间的大尺度衰落系数。在多用户情况下，第$k$个用户的分集增益是$\frac{M^2}{\sum_{j}L_{kj}^{-1}}$，其中$M$表示发射机处的RAU的数量。仿真结果表明，当满足理想信道状态信息假设时，BICMB的使用导致了分析预测的分集增益值。
2019-11-12 cs.IT 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
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
Polar-Coded Modulaton
提出了一个框架，允许联合描述和优化的二进制极化编码和$2^m$ -ary数字脉冲幅度调制（PAM）方案，如多级编码（MLC）和比特交织编码调制（BICM）。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，开发了采用极化码的编码调制方案中标记的最佳选择规则。仿真结果的错误性能的AWGN信道上所提出的计划。
2013-02-12 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
Error Rate Analysis for Coded Multicarrier Systems over Quasi-Static Fading Channels
最近的几个标准，例如IEEE 802.11a/g、IEEE 802.16和用于高数据速率超宽带（UWB）的ECMA多带正交频分复用（MB-OFDM），在准静态衰落信道上采用比特交织卷积编码的多载波调制。由于缺乏适当的出错率分析技术，这种流行的系统和信道模型，我们提出了两种新的分析方法的比特出错率（BER）估计的编码多载波系统工作在频率选择性准静态信道与非理想交织。在第一种方法中，针对信道的每个实现计算系统的近似性能，这适合于获得中断BER性能（例如，MB-OFDM系统的常见性能测量）。第二种方法假设瑞利分布的频域子载波信道增益和知识，它们的相关矩阵，可以用来直接获得平均BER性能。这两种方法都适用于采用正交幅度调制（QAM）的卷积编码交织多载波系统，并且还能够考虑窄带干扰（建模为音调干扰的总和）。为了说明所提出的分析的应用，这两种方法被用来研究音调干扰受损的MB-OFDM系统的性能。
2006-06-20 cs.IT math.IT
Post-FEC BER Benchmarking for Bit-Interleaved Coded Modulation with Probabilistic Shaping
本文针对带概率整形的比特交织编码调制系统，在失配解码下定义广义L值，阐明NGMI、ASI与可实现FEC速率的关系，并证明ASI比pre-FEC BER更能预测post-FEC BER。
2020-04-24 cs.IT eess.SP 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
Capacity-achieving CPM schemes
编码连续相位调制（CPM）的实用方法，提出了一种容量实现低复杂度的替代串行级联CPM（SC-CPM）编码方案。在本文中，我们首先进行选择的最佳频谱效率的CPM调制嵌入到SC-CPM计划。然后，我们考虑语用能力（a.k.a.）。BICM容量），并通过精心设计输入位和CPM波形之间的映射来优化它。这样得到的方案与外部串行级联卷积码级联，形成一个实用的编码调制系统。所得到的方案表现出非常接近CPM容量的性能，而不需要外部解码器和CPM解调器之间的迭代。结果，由于解调和解码功能的分离，接收机表现出降低的复杂性和增加的灵活性。
2008-06-13 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
Shaping Bits
具有比特整形的比特交织编码调制（BICM）（即，基础二进制码中的非等概率比特概率）。对于高斯信道，利用BICM和比特整形可实现的速率实际上与编码调制或多级编码的速率相同。这个恒等式适用于信噪比值的整个范围。此外，BICM的随机编码误差指数明显超过了多级编码，与编码调制非常接近。
2010-01-18 cs.IT math.IT
Derivative of BICM Mutual Information
在这封信中，我们确定相应的比特交织编码调制系统的互信息的导数。导数如下作为编码调制集的最小均方误差函数的线性组合。结果发现应用于宽带体制的通信系统的分析和并行信道上的功率分配的设计。
2007-08-15 cs.IT math.IT
Error Rate Analysis for Coded Multicarrier Systems over Quasi-Static Fading Channels
本文提出了两种方法来近似编码多载波系统的性能工作在频率选择性，准静态衰落信道与非理想交织。第一种方法是基于近似的性能的系统在每个实现的信道，并适合于获得这种类型的系统的中断性能。第二种方法是基于频域信道增益的相关矩阵的知识，并且可以用于直接获得平均性能。这两种方法都适用于采用正交幅度调制（QAM）的卷积编码交织系统。作为例子，这两种方法被用来研究性能的多频带正交频分复用（OFDM）的建议，高数据速率超宽带（UWB）通信。
2006-03-31 cs.IT math.IT
Mapping and Coding Design for Channel Coded Physical-layer Network Coding
虽然BICM在传统接收机中通过解映射和译码之间的迭代处理可以显著改善误码率性能，但其在PNC系统中的设计和性能研究较少。本文研究了高斯双向中继信道中采用物理层网络编码（PNC）的比特交织编码调制（BICM）方案。特别是，我们首先提出了一个专门为PNC设计的迭代解映射和解码框架。在此基础上，我们比较了该框架下不同的星座映射方案，并利用EXIT图进行了收敛性分析。结果表明，反Gray映射的译码性能优于传统译码方案中的最佳映射Gray映射。最后，通过数值仿真验证了该映射框架的有效性.
2013-10-02 cs.IT math.IT
Performance-Complexity-Latency Trade-offs of Concatenated RS-SDBCH Codes
本文研究AWGN信道下码率0.88的级联RS-SDBCH码在PAM4调制中的性能、复杂度与延迟权衡，并给出相关曲线。
2024-10-21 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
Multilevel Polar Coded Space-Shift Keying
多级编码（MLC）是一种编码调制技术，它可以在一定范围的通信信道上获得优异的性能。极化码已经被证明与使用MLC的通信系统非常兼容，因为分量极化码的速率分配遵循极化码中固有的自然极化。基于MLC的技术尚未在使用空间调制（SM）的系统中被研究。SM使得极化码设计困难，因为空间比特实际上选择用于传输的信道索引。为了解决这个问题，我们提出了一个基于Monte Carlo的评估的遍历能力的容量规则下的空间移位键控（SSK）系统，其中我们也利用一个单一的天线激活近似的传输信道的多级极化码的设计下的各个比特级别。我们的仿真结果表明，多级极化编码的16 $\times$ 1 SSK系统在$10^{-4}$的误出错率（BER）下比使用比特交织极化编码调制的相应系统性能好2.9 dB。
2021-04-20 cs.IT math.IT
Two-Level Decorrelated Coded Modulation on the $D_4$ Lattice
Rampart Communications
提出针对D₄格的两级去相关编码（TLDC），结合Voronoi整形与两级解码，在16-QAM的AWGN信道下，块长64和1024比特时，较同类方案获0.5 dB增益，性能更优。
2026-08-19 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
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
Capacity of Coded Index Modulation
我们考虑的特殊情况下，索引编码的高斯广播信道中，每个接收机有先验知识的一个子集的消息在发射机和要求所有的消息从源。我们提出了一个级联编码方案，使用高斯信道的索引码作为内码/调制，利用边信息在接收机，和一个外码，以达到对信道噪声的编码增益。我们推导出该方案的容量区域，通过查看所得到的信道作为一个多址接入信道与许多接收器，并将其与“边信息增益”-这是一个衡量的优势，在利用接收器边信息的代码-的内部索引码/调制。我们通过模拟与现成的卷积码通过比特交织编码调制级联的索引码/调制的性能，证明了所提出的架构的实用性。
2015-07-01 cs.IT math.IT
Protograph-Based LDPC Code Design for Bit-Metric Decoding
提出了一种基于原模图的低密度奇偶校验（LDPC）码设计方法。该方法联合优化LDPC码节点度和编码比特到比特交织编码调制（BICM）比特信道的映射。对于具有均匀输入的BICM和具有概率整形的BICM，构造了二进制输入双输出代理信道并用于码设计。所构造的码的性能与Zhang和Kschischang（2013）的多边型码一样好。对于具有概率整形的64-ASK，构造块长度为64800的码，其在0.5log（1+SNR）的0.69 dB内以4.2比特/信道使用的频谱效率和1 e-3的帧出错率操作。
2015-01-22 cs.IT math.IT
Design of Protograph LDPC-Coded MIMO-VLC Systems with Generalized Spatial Modulation
研究了多输入多输出（MIMO）可见光通信中比特交织编码广义空间调制（BICGSM）迭代译码（BICGSM-ID）。在BICGSM-ID方案中，由信号域（SiD）符号和空间域（SpD）发光二极管（LED）索引图案传送的信息比特由原模图低密度奇偶校验（P-LDPC）码编码。具体而言，我们提出了一种信号域符号扩展和重新分配（SSER）的方法来构建一种新的广义空间调制（GSM）星座，称为SSERGSM星座，以提高性能的BICGSM-ID MIMO-VLC系统。此外，通过改进的PEXIT（MPEXIT）算法，我们进一步设计了一类速率兼容的P-LDPC码，称为增强型累积-重复-累积（EARA）码，它同时具有优良的译码门限和线性最小距离增长特性。理论分析和仿真结果表明，所提出的SSERGSM星座和P-LDPC码可以显著提高MIMO-VLC系统的收敛性能和译码性能。因此，所提出的P-LDPC编码的SSERGSM映射的BICGSM-ID配置被设想为满足MIMO-VLC应用的高吞吐量要求的有前途的传输解决方案。
2022-10-28 cs.IT math.IT
Effect of Interleaved FEC Code on Wavelet Based MC-CDMA System with Alamouti STBC in Different Modulation Schemes
本文研究了前向纠错（FEC）码即交织网格码对基于小波变换的MC-CDMA无线通信系统性能的影响，分析了系统的比特出错率（BER）与比特信噪比（SNR）的关系。在AWGN和Rayleigh衰落信道下，采用Walsh Hadamard码作为正交扩频码，对多进制调制方案（MPSK、MQAM和DPSK）的系统进行了仿真，以区分单个用户的消息信号。通过计算机模拟观察到，在瑞利衰落信道下，基于交织编码的系统的性能优于未编码的系统在所有调制方案。
2012-07-17 cs.IT cs.PF math.IT
Space-Time Polar Coded Modulation
在加性高斯白噪声（AWGN）信道下，极化码具有与Turbo/LDPC码相当甚至更好的有限长性能。极化编码是基于由底层二进制输入信道上的变换引起的所谓的信道极化现象。信道极化在许多信号处理问题中具有普遍性，并已被应用于编码调制方案中。在本文中，信道极化进一步扩展到多天线传输的多级编码原则。通过三级信道变换，将正交幅度调制（QAM）下的多输入多输出（MIMO）信道变换为一系列合成的二进制输入信道。基于这种广义的信道极化，所提出的空时极化编码调制（STPCM）方案允许二进制极化编码，调制和MIMO传输的联合优化。此外，还提供了一种在衰落信道上构造极化码的实用解决方案，其中衰落信道近似为与原始信道共享相同容量的AWGN信道。在具有非相关瑞利快衰落的MIMO信道上的仿真结果表明，所提出的STPCM方案在所有仿真情况下的性能都优于比特交织Turbo编码方案，而后者已被许多现有的通信系统所采用。
2014-05-19 cs.IT math.IT
Helper Data Schemes for Coded Modulation and Shaping in Physical Unclonable Functions
针对实值读出PUF，本文提出兼容编码调制与成形的新型辅助数据及一般S度量方案，减少辅助数据并提升可靠性，实验表明可达2 bit/node。
2024-02-29 cs.IT math.IT
Protograph-Based LDPC Code Design for Shaped Bit-Metric Decoding
提出了一种基于原模图的低密度奇偶校验（LDPC）码设计方法。该方法联合优化LDPC码节点度和编码比特到比特交织编码调制（BICM）比特信道的映射。对于具有均匀输入的BICM和具有概率整形的BICM，使用用于码设计的二进制输入双输出代理信道。对于均匀输入，构造的代码与Zhang和Kschischang（2013）的多边缘类型代码一样好。对于具有概率整形的8-ASK和64-ASK，设计了具有块长度64800的速率2/3和5/6的码，其在1e-3的目标帧出错率下分别以1.38和4.25比特/信道使用的频谱效率在0.63dB和0.69dB的连续AWGN容量内操作。
2015-04-14 cs.IT math.IT
Capacity-Approaching Signal Constellations for the Additive Exponential Noise Channel
我们提出了一个新的家庭的信号星座，称为对数星座，可用于设计近容量编码调制方案加性指数噪声（AEN）信道。对数星座是通过几何近似的输入分布，最大化AEN信道容量的设计。针对各种信号集，评估了采用编码调制（CM）和比特交织编码调制（BICM）方法在AEN信道上可实现的互信息。在CM的情况下，所提出的对数星座优于，有时超过半分贝，现有的最佳信号集可从文献中，并可以显示误差性能只有0.12 dB的AEN信道容量。在BICM的上下文中，对数星座与现有的最佳星座相比没有显著的性能优势。由于使用BICM而不是CM导致的潜在性能下降大于1 dB，因此BICM可能不是AEN信道上的合适设计方法。
2011-11-28 cs.IT math.IT
Achievable Information Rates for Coded Modulation with Hard Decision Decoding for Coherent Fiber-Optic Systems
我们分析了可实现的信息速率（AIR）的编码调制方案与QAM星座与逐位和逐符号解码器，对应的情况下，其中二进制码与高阶调制结合使用的比特交织编码调制（BICM）的范例和使用的情况下，分别在一个字段匹配的星座大小的非二进制码。特别是，我们认为硬判决解码，这是光纤通信系统的解码复杂性是一个问题的优选方案。最近，Liga \emph{et al.}分析了按位和按符号解码器的AIR，考虑了作者称之为\emph{hard decision decoder}的方法，然而，该方法利用了由硬检测产生的离散输入离散输出信道的转移概率的\emph{soft information}。因此，解码器的复杂度基本上与软判决解码器的复杂度相同。在本文中，我们分析，而不是标准的硬判决解码器，在实践中常用的，其中的解码是基于汉明距离度量的AIR。我们表明，如果使用标准的硬判决解码，逐位解码器产生显着更高的AIR比符号解码器。结果，与Liga \emph{et al.}的结论相反，二进制解码器与BICM范例一起对于光谱高效的光纤系统是优选的。我们还设计了二进制和非二进制的楼梯码，并表明，在协议的AIR，二进制码产生更好的性能。
2017-11-02 cs.IT math.IT
A modified probabilistic amplitude shaping scheme to use sign-bit-like shaping with a BICM
一方面，符号位整形是一种流行的整形方案，其中使符号位的条件概率为非等概率。另一方面，概率幅度整形（PAS）是一种流行的编码方案，其将整形和比特交织编码调制（BICM）相结合，其中符号比特不应参与整形。实际上，对于PAS方案，符号位是奇偶校验位，即，系统纠错码的输出。因此，符号位整形已经与多级编码调制而不是BICM一起使用。在本文中，我们表明，与微小的修改，它是可能的，使用符号位的形状与BICM。仿真结果提供了5G NR LDPC BICM方案。
2023-02-28 cs.IT math.IT
