On BICM receivers for TCM transmission
最近的结果表明，当交织器采用平凡形式（BICM-T）时，在非衰落信道中使用卷积码的比特交织编码调制（BICM）的性能可以得到显著改善，即，当它根本不交织比特时。在本文中，我们给出了一个正式的解释这些结果，并表明，BICM-T实际上是一个TCM发射机和BICM接收机的组合。为了预测BICM-T的性能，提出了一种新的卷积码距离谱，给出了基于这种距离谱的解析界，并给出了渐近近似。结果表明，代码的最小距离不是BICM-T的相关优化准则。给出了不同约束长度下的最优卷积码，并得到了约2dB的渐近增益。这些增益被发现是相同的Ungerboeck的一维网格编码调制（1D-TCM）所获得的，因此，在非衰落信道中，BICM-T被证明是渐近良好的1D-TCM。
2010-12-08 cs.IT math.IT
Probabilistic Signal Shaping for Bit-Metric Decoding
提出了一种将概率信号整形与比特度量解码相结合的方案。发射机根据信道输入字母表上的分布生成符号。符号由位串标记。在接收机处，信道输出相对于比特度量被解码。使用随机编码自变量导出可实现的速率。对于8-ASK AWGN信道，数值结果表明，在2bits/s/Hz的频谱效率下，新方案分别比没有整形的比特交织编码调制（BICM）和具有比特整形的BICM（i Fabregas和Martinez，2010）好0.87dB和0.15dB，并且在编码调制容量的0.0094dB内。新方案通过将分布匹配器与系统化的二进制低密度奇偶校验码相结合来实现。测得的有限长度的增益是非常接近的渐近理论预测的增益。
2014-04-20 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
ORBGRAND: Achievable Rate for General Bit Channels and Application in BICM
本文将ORBGRAND的可达速率分析扩展至通用无记忆二进制输入比特信道，并应用于BICM，数值结果表明其可达速率与信道互信息差距小，适用于高阶编码调制。
2024-04-28 cs.IT math.IT
Analysis and Optimization of Tail-Biting Spatially Coupled Protograph LDPC Codes for BICM-ID Systems
作为带宽高效技术的典型示例，具有迭代解码的比特交织编码调制（BICM-ID）在各种无线通信场景中提供期望的频谱效率。本文对BICM-ID系统中的咬尾（TB）空间耦合原模图（SCP）低密度奇偶校验（LDPC）码进行了全面的研究。具体来说，我们首先开发了一个两步设计方法，制定一种新型的星座映射器，称为标记位部分匹配（LBPM）星座映射器，基于SC-P的BICM-ID系统。LBPM星座映射器可以与高阶调制无缝组合，例如M进制相移键控（PSK）和M进制正交幅度调制（QAM）。在此基础上，我们提出了一种新的比特级交织方案--可变节点匹配映射（VNMM）方案，该方案充分利用了SC-P码的结构特点和标记比特的不等保护度特性来触发TB-SC-P码的波形收敛。此外，我们提出了一个分层的外部信息传输（EXIT）算法来预测收敛性能（即，解码阈值）。理论分析和仿真结果表明，基于LBPM映射的SC-P BICM-ID系统明显优于现有的映射系统。此外，所提出的基于SC-P的BICM-ID系统可以在VNMM方案的帮助下实现更好的错误性能。因此，所提出的LBPM星座映射器和VNMM方案使得基于SC-P的BICM-ID系统成为下一代无线通信系统的有利选择。
2019-11-06 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
Probabilistically Shaped Multi-Level Coding with Polar Codes for Fading Channels
提出了一种用于多级编码（MLC）的概率整形方法，该方法强制发送的符号具有整形的非均匀分布。它示出，成形仅一个单一的比特级足以补偿衰落信道上的成形损失的大部分。提出了所提出的方案的基于极化码的实现，其中通过在发射机处使用预编码器来执行成形，而不增加解码复杂度。仿真结果表明，在瑞利衰落信道下，与基于BICM和MLC的极化编码相比，在没有成形的情况下，可以获得性能的改善。
2018-12-19 cs.IT math.IT
BICM-compatible Rate Adaptive Geometric Constellation Shaping Using Optimized Many-to-one Labeling
提出并实验验证了一种与BICM兼容的速率自适应几何星座整形方案，通过优化QAM点位置和标签实现高信息速率，在非线性信道中性能与PAS相当，并显著优于传统QAM。
2024-03-13 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
Probabilistic Parity Shaping for Linear Codes
提出了一种线性分层概率成形（LLPS）结构，用于线性码高效地编码成成形码字。在先前提出的概率幅度整形（PAS）架构中，分布匹配器（DM）将信息比特映射到整形比特，然后通过附加均匀分布的奇偶校验比特来对整形比特进行系统编码。LLPS通过概率奇偶校验整形（PPS）来扩展PAS，PPS使用伴随式DM来计算整形的奇偶校验位。LLPS使得能够使用线性码以任何期望的分布进行传输，此外，通过LLPS，具有速率$R_\text{fec}$的给定线性码可以通过改变分布而以任何速率$R\leq R_\text{fec}$操作。LLPS与LDPC码一起用于针对干扰BPSK信号的脏纸编码，将能量效率提高了0.8 dB。
2019-02-27 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
Modulation Augmentation and Constellation Shaping for LDPC-Coded QPSK
Samsung Research America（三星美国研究所）；University of Minnesota, Twin Cities（明尼苏达大学双城分校）；Indian Institute of Science（印度科学学院）；Duke University（杜克大学）
针对QPSK星座整形应用受限的问题，提出将短整形码融入LDPC编码QPSK系统，通过稀疏码字实现概率整形，联合优化码本、映射和星座，在5G NR LDPC编码QPSK和QAM-16上分别获得0.6 dB和0.53 dB增益。
2026-10-02 cs.IT math.IT
Practical Implementation of Sequence Selection for Nonlinear Probabilistic Shaping
我们提出了两种新的技术来实现序列选择（SS）的光纤非线性缓解，表现出0.24位/秒/赫兹的非线性整形增益，只有0.1位/秒/赫兹以下的SS容量下限。
2022-10-23 cs.IT eess.SP math.IT
Optimized Bit Mappings for Spatially Coupled LDPC Codes over Parallel Binary Erasure Channels
本文针对并行 BEC 上的空间耦合 LDPC 码，以 BICM 为场景优化比特映射器，从而改善解码阈值、缩短空间链长度，并在咬尾集合中引发解码波效应。
2013-09-29 cs.IT math.IT
Online Shaping for ISI Channels with a Limited Number of ADC Bits
提出了一种在具有码间干扰（ISI）和接收机模数转换器（ADC）噪声的高斯信道中实现高性能通信的在线成形技术。该技术使用在线发射机预编码脉冲幅度调制（PAM）星座，旨在塑造符号分布，使峰值功率约束在信道输出得到满足。迭代解码器在修改的M-BCJR模块和turbo解码器之间共享信息，修改的M-BCJR模块在线计算成形分布的网格转移概率。其结果是所需的ADC有效位数（ENOB）减少，这在现代高速有线链路中特别有吸引力。理论界分析得出，使评估可能的增益使用整形。在实际情况下，旨在通过印刷电路板传输200 Gbps和400 Gbps，我们在模拟中证明了整体ENOB增益高达1.43位和1.78位，分别与均匀的4-PAM传输与涡轮均衡在接收器侧。
2020-10-14 cs.IT eess.SP 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
Achieving Short-Blocklength RCU bound via CRC List Decoding of TCM with Probabilistic Shaping
将概率幅度成形（PAS）应用于循环冗余校验（CRC）辅助的网格编码调制（TCM）中，以实现短块长随机编码联合（RCU）的上界。在发送端，等概率的信息比特首先由分布匹配器进行编码，生成具有期望分布的幅度符号。分布匹配器输出的二进制表示然后由CRC编码。最后，CRC编码的比特由Ungerboeck的TCM方案编码和调制，该TCM方案由$\frac{k_0}{k_0+1}$系统咬尾卷积码和映射函数组成，该映射函数将编码比特映射到具有容量实现分布的信道信号。本文证明了，对于所提出的发射机，CRC比特具有均匀分布，信道信号具有对称分布。在接收端，采用串行列表维特比译码（S-LVD）来估计信息比特。仿真结果表明，对于87比特输入，65-67个8-AM编码输出符号的CRC-TCM-PAS系统，在加性高斯白噪声信道下，通过合理设计CRC码和卷积码，译码性能达到RCU界。
2021-11-16 cs.IT eess.SP math.IT
Design of Robust, Protograph Based LDPC Codes for Rate-Adaptation via Probabilistic Shaping
在这项工作中，鲁棒的，基于原型图的低密度奇偶校验（LDPC）码的速率自适应通信通过概率成形的设计被认为是。最近，Böcherer等人的概率幅度整形（PAS）已经被引入到容量逼近和速率自适应通信中，使用逐位解映射器和二进制解码器。作者之前的工作考虑了基于原模图的LDPC码的PAS和特定频谱效率（SE）的优化，以联合优化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。我们发现，这些代码往往表现不佳时，在其他速率，并提出了强大的LDPC码的设计采用最小-最大的方法，通过差分进化搜索良好的原模集合。所考虑的设计使用单个16幅移键控（ASK）星座和鲁棒的13/16速率LDPC码，以在每个信道使用的0.7至2.7比特之间操作。对于16224比特的块长度和1 e-3的目标帧出错率，所提出的码对于0.7至1.3 bpcu在1.32 dB的连续AWGN容量内操作，并且对于1.3 bpcu至2.7 bpcu在1.05 dB内操作。
2016-07-01 cs.IT math.IT
End-to-end Learning for GMI Optimized Geometric Constellation Shape
提出了基于自动编码器的几何整形，包括优化比特映射。对于各种数据率和存在收发器损伤的情况，在GMI中实现高达0.2比特/QAM符号增益。增益可以收获与标准的二进制FEC在没有成本w.r.t.常规BICM。
2019-07-19 cs.IT eess.SP math.IT
Improved List Decoding for Polar-Coded Probabilistic Shaping
提出一种用于Polar编码概率成型的改进SCL译码器，利用成型比特的确定性编码规则排除无效候选码字，从而提供错误检测、降低错误率并缩短外层循环冗余校验码长度。
2023-10-05 cs.IT math.IT
Multiple Beamforming with Perfect Coding
完美空时分组码（PSTBC）实现了全分集、全速率、非零常数最小行列式、均匀的天线平均发射能量和良好的成形。然而，高解码复杂度是实践中的关键问题。当信道状态信息（CSI）在发射机和接收机都可用时，通常将奇异值分解（SVD）应用于多输入多输出（MIMO）系统以提高吞吐量或性能。本文提出了两种新的波束形成技术，即完全编码多波束形成（PCMB）和比特交织编码多波束形成与完全编码（BICMB-PC），分别采用了PSTBC和SVD，并进行了信道编码和未进行信道编码。与采用PSTBC的MIMO系统相比，在发射机处具有CSI（CSIT）的PCMB的解码复杂度大幅降低，提供了CSIT的新前景。特别地，由于生成矩阵的特殊性质，PCMB在2维和4维上提供比现有技术的基于SVD的未编码技术低得多的解码复杂度。类似地，BICMB-PC的解码复杂度在这两个维度上远低于最先进的基于SVD的编码技术，并且复杂度增益大于未编码的情况。此外，这些上述复杂性降低是在性能上仅有可忽略的或适度的损失的情况下实现的。
2012-01-30 cs.IT math.IT
Protograph-Based LDPC Code Design for Probabilistic Shaping with On-Off Keying
本文研究了基于原模图的LDPC码在AWGN信道中的应用。OOK调制符号的非均匀分布被认为是为了提高功率效率，特别是对于低SNR。为此，提出了一种基于分时的特定发射机架构，该架构允许对（一些）OOK调制符号进行概率整形。定制的基于原模图的LDPC码设计优于具有统一信令和现成码的标准方案，对于0.25比特/信道使用的传输速率为1.1 dB。
2019-01-10 cs.IT math.IT
Reliable one-bit quantization of bandlimited graph data via single-shot noise shaping
Ludwig-Maximilians-Universität（路德维希-马克西米利安大学）；Munich Center for Machine Learning (MCML)（慕尼黑机器学习中心）；Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）；Munich Data Science Institute（慕尼黑数据科学研究所）
本文提出一种高效单次噪声整形方法，在低通滤波下实现图结构带限数据的低比特率量化，具有最先进的性能和严格误差界。
2026-05-07 cs.IT math.IT
Efficient Probabilistic Parity Shaping for Irregular Repeat-Accumulate LDPC Codes
本文针对不规则重复累加LDPC码，提出按累加器顺序编码顺序对奇偶位进行概率整形的算法，在AWGN信道下相比均匀信号获得最高0.9 dB增益。
2025-08-27 cs.IT 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
Coset Shaping: Constructions and Bounds
University of Tartu（塔尔图大学）
本文提出了一种新的几何整形技术——余集整形，用于编码QAM和PAM信号。该方法可应用于信息位和校验位，无需增加复杂度，并展示了随着纠错码长度和调制阶数增长，其与容量的差距可任意减小。
2026-03-27 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
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
Constellation Shaping for WDM systems using 256QAM/1024QAM with Probabilistic Optimization
本文通过数值模拟和实验研究了概率整形技术在正交幅度调制（QAM）波分复用（WDM）光通信系统中的应用。首先从光信道的改进的Blahut-Arimoto算法中找到QAM符号的优化概率质量函数（PMF）。然后应用turbo编码比特交织编码调制系统，其依赖于多对一标记来实现期望的PMF，从而实现成形增益。导频符号以最多2%的速率用于同步和均衡，使得可以接收大到1024 QAM的输入星座。该系统在10 GBaud，5信道WDM系统上进行了实验评估。最大系统范围增加了。在输入数据速率为4.65比特/符号时，标准1024 QAM的幅度可达20%，在5.46比特/符号时，幅度可达75%。结果表明，速率自适应不需要改变调制格式。所提出的1024 QAM整形系统的性能在WDM信号的所有5个信道上针对选定的距离和速率进行了验证。最后，通过EXIT图和BER分析表明，迭代解映射虽然通常对系统有益，但不是实现成形增益的要求。
2016-09-11 cs.IT math.IT physics.optics
A Pragmatic Coded Modulation Scheme for High-Spectral-Efficiency Fiber-Optic Communications
提出了一种实用的编码调制系统，该系统结合了信号整形，并利用了阶梯码的优良性能和高效的高速解码结构。所提出的系统提供了在L=2000 km的系统的估计容量（每个极化）的0.62比特/s/Hz内的可靠通信，误差下限低于1 E-20。此外，它表明，数字反向传播增加了可实现的频谱效率-相对于线性均衡-由0.55至0.75比特/秒/赫兹每极化。
2012-01-19 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
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
PAM-6 Coded Modulation for IM/DD Channels with a Peak-Power Constraint
编码调制与概率幅度成形（PAS）被认为是强度调制/直接检测信道与发射机峰值功率约束。PAS用于将比特映射到均匀的PAM-6分布，并且在每个信道使用高达约2.3比特的速率时优于PAM-8。具有PAS的PAM-6在比特度量软解码和硬解码之后也分别优于十字形QAM-32星座高达1 dB和0.65 dB。提出了一种基于成帧的十字形QAM-32星座的替代PAM-6方案，该方案显示出类似的增益。
2021-04-29 cs.IT math.IT
Adaptive Coded Modulation for IM/DD Free-Space Optical Backhauling: A Probabilistic Shaping Approach
在本文中，我们提出了一种实用的自适应编码调制方案，以接近自由空间光（FSO）信道的容量与强度调制/直接检测的基础上概率成形。编码器有效地适应传输速率的信噪比，占大气湍流引起的衰落。该转发器可以支持任意大量的传输模式，使用低复杂度的信道编码器与一个小的支持速率集。因此，它可以为地面和卫星通信系统中的FSO回程提供解决方案，以实现更高的频谱效率。本文提出了两种算法来确定单极性多进制脉冲幅度调制（M-PAM）信令方案的容量和容量实现分布。然后，根据最优分布对信号星座图进行概率整形，并通过有效的二进制前向纠错方案对整形后的信号进行信道编码。大量的数值结果和模拟提供评估的性能。该方案产生的速率接近FSO信道容量的最小下限。例如，编码调制器在M-PAM容量的0.2dB内操作，并且在每个信道使用3比特的传输速率下，它以超过1.7dB的性能优于均匀信令。
2020-11-28 cs.IT math.IT
Joint Learning of Probabilistic and Geometric Shaping for Coded Modulation Systems
我们介绍了一种可训练的编码调制方案，使联合优化的逐位互信息（BMI），通过概率整形，几何整形，位标记，和解映射的特定信道模型和广泛的信噪比（SNR）。与概率幅度整形（PAS）相比，所提出的方法不限于对称概率分布，可以针对任何信道模型进行优化，并且以任何码率$k/m$工作，$m$是每个信道使用的比特数，$k$是从$1$到$m-1$的范围内的整数。所提出的方案使得能够学习由SNR确定的星座几何形状和概率分布的连续体。此外，利用神经网络（NN）扩展了具有Maxwell-Boltzmann（MB）作为成形分布的PAS架构，该神经网络根据SNR控制正交幅度调制（QAM）星座的MB成形，使得能够学习用于QAM的MB分布的连续体。在加性高斯白噪声（AWGN）和非匹配瑞利块衰落（RBF）信道下，对所提出的联合概率和几何成形方案进行了仿真.
2020-04-14 cs.IT eess.SP math.IT
Sigma-Delta and Distributed Noise-Shaping Quantization Methods for Random Fourier Features
University of California San Diego（加州大学圣地亚哥分校）
我们建议使用低位深Σ-Δ和分布式噪声整形方法来量化与移位不变内核相关的随机傅立叶特征（RFFs）。我们证明，我们的量化RFFs -即使在$1$位量化的情况下-允许一个高精度的近似的底层内核，和近似误差衰减至少多项式快的RFFs的尺寸增加。我们还表明，量化的RFFs可以进一步压缩，产生一个很好的权衡内存使用和精度之间。也就是说，近似误差现在作为所使用的比特的函数呈指数衰减。此外，我们经验表明，通过测试我们的方法在几个机器学习任务上的性能，我们的方法相比，在这种情况下，其他国家的最先进的量化方法。
2022-04-13 cs.IT cs.LG math.IT
Coarse Network Coding: A Simple Relay Strategy to Resolve Interference
提醒的奇偶校验功能在网络编码的蝴蝶网络，它示出了转发一个偶数/奇数指示符位的标量量化的中继观测恢复1位的信息在两个目的地在无噪声干扰信道中的干扰被视为噪声。基于这一观察，提出了一种编码策略，以提高在干扰信道中使用中继节点的两个用户在同一时间的速率。在该策略中，中继器观察两个源信号的线性组合，并且通过每个信道使用速率为R 0比特的共享带外链路向两个目的地广播公共消息。中继消息由从复平面中的平方格的2^R0路划分获得的结构化分箱方案的分箱索引组成。我们表明，这样的标量量化分仓中继策略渐近地实现了切割集约束在干扰信道与一个共同的带外中继链路的有限速率，提高了两个比特的总和速率为每一个比特中继，渐近地在高信噪比（SNR），当干扰被视为噪声。然后，我们使用低密度奇偶校验（LDPC）码与比特交织编码调制（BICM）作为一个实际的编码方案所提出的战略。我们考虑匹配和不匹配的情况下，这取决于是否干扰信号的输入字母是已知的或未知的解码器，分别。对于匹配的情况下，我们表明，所提出的策略的结果在SNR的显着增益。对于不匹配的情况下，我们表明，所提出的策略的结果在速率的改善，没有中继，不能仅仅通过增加发射功率来实现。最后，我们使用广义互信息分析来表征不匹配场景的理论性能，并验证我们的仿真结果。
2010-09-08 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
One and Two Bit Message Passing for SC-LDPC Codes with Higher-Order Modulation
低复杂度解码算法是满足超过1 Tbps的数据率要求所必需的。本文研究了低密度奇偶校验（LDPC）码的信度传播译码的一比特和二比特消息传递算法，并利用密度演化理论对其进行了分析。可变节点（VN）利用来自信道输出的软信息。为了减少数据流，校验节点（CN）和VN之间交换的消息由一个或两个比特表示。新提出的四元消息传递（QMP）算法进行了比较渐近和有限长度的模拟二进制消息传递（BMP）和三进制消息传递（TMP）的频谱高效通信与高阶调制和概率幅度整形（PAS）。为了展示高吞吐量前向纠错的潜力，考虑了空间耦合的LDPC码和3比特/QAM符号的目标频谱效率（SE）。与BMP和TMP相比，分别观察到约0.7 dB和0.1 dB的增益。与未量化的置信传播（BP）解码的间隙减小到约0.75dB。对于较小的码率，QMP的增益与TMP相比更显著，并且在所考虑的示例中达到0.24 dB。
2019-10-17 cs.IT math.IT
Bandwidth Efficient and Rate-Matched Low-Density Parity-Check Coded Modulation
提出了一种新的编码调制方案。在发射机处，分布匹配器和系统二进制编码器的级联执行概率信号整形和信道编码。在接收器处，逐位解映射器的输出被馈送到二进制解码器。不执行迭代解映射。速率自适应是通过调整输入分布和发射功率来实现的。该方案适用于具有等距信号点的双极性幅移键控（ASK）星座，并且它直接适用于二维正交幅度调制（QAM）。该方案采用DVB-S2低密度奇偶检验（LDPC）码实现。在1 e-3的帧出错率下，新方案仅使用5种模式，在1到5 bits/s/Hz之间的任何频谱效率下，在AWGN容量0.5log 2（1+SNR）的小于1dB范围内运行，即，4-ASK码率为2/3，8-ASK码率为3/4，16-ASK和32-ASK码率为5/6，64-ASK码率为9/10。
2015-04-22 cs.IT math.IT
