New Accurate Approximation for Average Error Probability Under $κ-μ$ Shadowed Fading Channel
本文提出了在$κ-μ$阴影衰落信道下，采用$M$-相移键控（PSK）或差分四进制相移键控加格雷编码（GC-DQPSK）调制方案的通信系统的平均差错概率（AEP）的新的精确近似。首先，在加性高斯白噪声（AWGN）信道下，推导了两种调制方式的错误概率（EP）的精确近似表达式。利用梯形积分方法，给出了$M$-PSK调制系统的符号错误概率的一个严格近似表达式，同时给出了Marcum $Q$-一阶函数（MQF）和DQPSK调制系统的误比特率（BER）的新的上、下界.接下来，这些界限线性组合，提出一个高度精炼和准确的BER的近似。其核心思想体现在与MQF密切相关的修正贝塞尔函数$I_{v}$的减少性质，其自变量为$v$。最后，利用这些近似方法解决了$κ-μ$阴影衰落下AEP的近似问题。数值结果表明，所提出的近似的准确性相比，确切的。
2020-09-28 cs.IT cs.PF math.IT
Bounds on the ML Decoding Error Probability of RS-Coded Modulation over AWGN Channels
研究了加性高斯白噪声信道下RS码的最大似然译码错误概率的界。为了解决欧氏距离谱依赖于信号映射方式所带来的困难，我们提出使用随机映射，从而产生RS编码调制（RS-CM）系统的集成。对于这个合奏RS-CM系统，解析界推导出，这可以从已知的（符号级）汉明距离谱进行评估。本文还提出了基于仿真的界限，这是适用于任何特定的RS-CM系统，可以评估的援助列表解码（在欧几里德空间）算法。基于仿真的边界不需要距离谱，并且在字出错率（WER）不太低的情况下，对于短RS码在数值上是紧的。数值比较结果至少在三个方面是相关的。首先，在短码长体制下，采用随机映射BPSK调制的RS-CM比二进制随机线性码具有更好的性能。第二，具有随机映射（时变）的RS-CM可以具有比具有特定映射更好的性能。第三，数值结果表明，最近提出的Chase型译码算法实质上是短RS码的ML译码算法。
2014-01-21 cs.IT math.IT
Study of Symbol Error Probability Constrained Precoding with Zero-Crossing Modulation for Wireless Systems with 1-Bit ADCs
针对1比特ADC无线系统，提出一种基于服务质量约束的预编码方法，利用过零调制和符号错误概率约束，优化多用户MIMO下行链路性能。
2025-05-26 cs.IT math.IT
Performance Analysis for Multichannel Reception of OOFSK Signaling
本文分析了在衰落信道下，当接收机配置多天线时，开关频移键控（OOFSK）调制的误码性能。该分析是在两种情况下进行的：相干的情况下，衰落是完全已知的接收机，和非相干的情况下，无论是接收机还是发射机知道的衰落系数。对于这两种情况，推导了最大后验概率（MAP）检测规则，并得到了错误概率的解析表达式。研究了接收天线间衰落相关的影响。仿真结果表明，对于足够低的占空比值，实现了相对于FSK信令的较低的错误值概率。同样地，当与FSK调制相比时，具有低占空比的OOFSK需要更少的能量来实现相同的错误概率，这使得该调制成为更节能的传输技术。
2007-05-01 cs.IT math.IT
On the Performance of RIS-Aided Spatial Modulation for Downlink Transmission
本文研究RIS辅助空间调制下行传输系统，提出三种检测器，推导了成对错误概率、平均误比特率上界及遍历容量的闭式表达式，并通过蒙特卡洛仿真验证了理论分析与检测算法的复杂度和可靠性。
2024-09-03 cs.IT eess.SP 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
Stable Distributions as Noise Models for Molecular Communication
在这项工作中，我们考虑基于扩散的分子通信定时通道。基于三种不同的调制技术，即，i）调制信息粒子的释放定时，ii）调制相同类型的两个连续信息粒子之间的时间，以及iii）调制不同类型的两个连续信息粒子之间的时间。我们表明，每个通道可以表示为一个加性噪声通道，其中噪声如下的稳定分布的子类之一。我们提供的噪声项的概率密度函数的表达式，和概率密度函数和累积密度函数的数值计算。我们还表明，尾部比高斯分布，如预期的那样长。
2015-12-07 cs.IT math.IT
Modulation Classification of MIMO-OFDM Signals by Independent Component Analysis and Support Vector Machines
提出了一种基于独立分量分析（ICA）结合最大似然（ML）或支持向量机（SVM）的MIMO-OFDM信号调制分类（MC）方法。该方法是盲的，在这个意义上，它是假设接收机没有关于信道和发送信号的信息，除了信号的空间流是统计独立的。该处理包括MIMO流的分离，随后是分离的信号的调制分类。虽然通常，在频率选择性信道上的信号的盲分离是一个困难的问题，但是MIMO-OFDM系统中的各个符号所经历的信道的非频率选择性性质使得能够应用公知的ICA算法。调制分类是由最大似然和基于SVM的调制分类方法依赖于预先选择的调制相关的功能。为了改善时变信道中的性能，利用信道在相干带宽和时间相干性上的不变性。所提出的方法被证明是在现实的ITU行人和车辆通道的正确分类的概率很高。基于信道估计的Cramer Rao界，给出了正确分类概率的上界。
2013-07-16 cs.IT math.IT
Error Probability Analysis of Peaky Signaling over Fading Channels
本文分析了在相干和非相干衰落信道下，高峰均功率比信令策略的性能。两个最近提出的调制方案，即开关二进制相移键控和开关四进制相移键控，被认为是。对于这些调制格式，在检测器中使用的最佳决策规则被确定，并获得错误概率的解析表达式。数值技术被用来计算错误概率。结论是，对于给定的功率水平，增加信号的峰值导致降低的出错率，从而提高能量效率。
2007-05-01 cs.IT math.IT
Binary-Tree Encoding for Uniform Binary Sources in Index Modulation Systems
针对采用子载波索引调制（IM）的正交频分复用（OFDM）系统，研究了比特到模式映射和功率分配方案的设计问题。我们假设的二进制源传达一个独立的，均匀分布的比特流的模式映射器，它引入了一个约束的模式传输概率分布，可以量化使用二叉树形式主义。在此约束下，我们承担的任务，最大限度地提高可实现的速率在发射机的信道知识的可用性。优化变量是模式概率分布（即，比特到模式映射）和分配给活动子载波的发射功率。为了解决这个问题，我们首先考虑放松的问题，其中允许模式概率在区间[0，1]中取任何值，但要满足和概率约束。我们开发（近似）最优解的放松问题，通过使用新的界限和渐近结果，然后使用一种新的启发式算法，项目的放松解决方案的约束问题的可行集上的一个点。数值分析表明，这种方法是能够实现最大的互信息的放松的问题，在低和高信噪比制度，并提供了显着的好处，可实现的速率相对于传统的OFDM-IM基准。
2019-01-07 cs.IT math.IT
RIS-Aided Spatial Scattering Modulation for mmWave MIMO Transmissions
本文研究了毫米波MIMO系统中的RIS辅助空间散射调制方案，推导了条件与无条件成对错误概率、分集增益及平均比特错误概率上界，并提出遍历容量分析框架，仿真验证了其可靠性优于基准方案。
2023-07-27 cs.IT eess.SP math.IT
Performance Analysis of RIS-Aided Double Spatial Scattering Modulation for mmWave MIMO Systems
针对毫米波MIMO系统，提出RIS辅助双空间散射调制的次优检测器，推导其误码率相关表达式并仿真验证，发现相移键控下性能更优且随RIS单元数增加优势更显著。
2023-10-08 cs.IT eess.SP math.IT
Asymptotic Error Performance Analysis of Spatial Modulation under Generalized Fading
这封信提出了一个全面的框架，分析的渐近误差性能的多输入多输出（MIMO）无线系统采用空间调制（SM）与最大似然检测和完美的信道状态信息。推导了MIMO SM系统的分集增益和编码增益的一般解析表达式，揭示了MIMO SM系统的基本特性。所提出的分析可以用来获得封闭形式的广义衰落下的MIMO SM系统的平均误比特概率（ABEP）的上限，成为渐近紧在高信噪比（SNR）区域。
2014-05-30 cs.IT math.IT
Single cell and multi-cell performance analysis of OFDM index modulation
研究了单小区可达速率和多小区正交频分复用（OFDM）索引调制（IM）的和速率。利用多进制对称信道计算了高斯输入下OFDM-IM的单小区可达速率。然后，利用随机几何方法研究了多小区OFDM-IM系统的累积分布函数。进一步证明了正交幅度调制（QAM）多小区OFDM-IM系统中噪声加小区间干扰（ICI）的概率密度函数（PDF）服从混合高斯（MoG）分布。接下来，使用简化的期望最大化（EM）算法估计MoG分布的参数。推导了多小区OFDM-IM的和速率上界。此外，分析和模拟结果进行了比较和讨论。
2018-03-07 cs.IT math.IT
Pointing Error Analysis of Optically Pre-Amplified Pulse Position Modulation Receivers
本文分析了指向误差对光前置放大脉冲位置调制（PPM）接收机的平均误码率（ABEP）的影响。结果表明，波束宽度在ABEP中起着关键作用，并且通过利用次优宽度引入了显著的功率惩罚，特别是当指向误差包含抖动分量时。我们还提出了针对多种指向错误情况的波束宽度优化，并表明随着额外信号能量的可用，需要增加波束宽度。最佳光束宽度还受PPM调制阶数和光学噪声模式的影响，更节能（更高的调制阶数和更低的噪声）的系统允许更宽的光束。
2020-12-14 cs.IT eess.SP math.IT
Single-Symbol-Decodable Differential Space-Time Modulation Based on QO-STBC
提出了一种新的差分空时调制（DSTM）方案，该方案具有单符号可解码性，并能提供完整的发射分集。它是第一个已知的单符号可解码的DSTM方案，而不是基于正交空时分组码（O-STBC），它是基于最近提出的最小解码复杂度准正交空时分组码（MDC-QOSTBC）。我们得出的代码设计标准和系统的方法来找到解决方案集。与基于O-STBC的DSTM方案相比，所提出的DSTM方案可以提供更高的码率。它的解码复杂度也大大低于基于Sp（2）和双符号可解码QOSTBC的DSTM方案，在解码错误概率性能方面具有可忽略或轻微的折衷。
2006-05-22 cs.IT math.IT
Directional Modulation via Symbol-Level Precoding: A Way to Enhance Security
无线通信以将信息暴露给非预期用户为代价提供了广泛的覆盖。作为一个信息理论的范例，保密率推导出边界的安全传输时，窃听者的信道是已知的。然而，这样的界限被证明是限制性的，在实践中，可能需要利用专门的编码方案。在本文中，我们采用定向调制的概念，并遵循信号处理的方法，以提高多用户MIMO通信系统的安全性时，一个多天线窃听。通过增加窃听者处的符号出错率来实现增强安全性。与信息理论的保密率范式不同，我们假设合法的发射机不知道它的信道窃听，这是一个更现实的假设。我们研究MIMO接收算法在窃听者的适用性。使用信道知识和用户的预期符号，我们设计了不同的发射机和窃听天线配置的安全增强符号级预编码器。我们将每个设计问题转化为线性约束二次规划，并提出了两种解决方案，即迭代算法和一个基于非负最小二乘，在每个场景的计算效率的调制。仿真结果验证了分析的正确性，并表明所设计的预编码器在功率效率和安全性增强方面优于基准方案。
2016-08-01 cs.IT math.IT
Modulation Mode Detection & Classification for in-Vivo Nano-Scale Communication Systems Operating in Terahertz Band
这项工作开始努力设计一个智能/认知纳米接收器工作在太赫兹（THz）波段。具体来说，我们研究了智能纳米接收器的两个基本组成部分-调制模式检测（以区分基于脉冲的调制和基于载波的调制）和调制分类（以确定使用中的确切调制方案）。为了实现调制模式检测，我们在纳米接收机的通带内构造了一个二元假设检验，并给出了两个错误概率的封闭表达式。至于调制分类，我们的目标是通过高斯混合模型（GMM）来表示感兴趣的接收信号。这需要THz信道脉冲响应的显式估计及其随后的补偿（通过去卷积）。然后，我们通过期望最大化算法学习GMM参数。然后，我们对每个混合密度进行高斯近似，以计算对称Kullback-Leibler发散，以便区分各种调制方案（即，$M$ -进制相移键控、$M$ -进制正交幅度调制）。模式检测的仿真结果表明，存在唯一的Pareto最优点（SNR和判决阈值），在那里两个错误概率都最小化。调制分类的仿真结果的主要结论是，对于预先指定的正确分类概率，需要更高的SNR来正确识别更高阶的调制方案。更广泛地说，这项工作应该引发社区对智能/认知纳米接收器设计的兴趣（能够执行各种智能任务，例如，调制预测等）。
2018-07-28 cs.IT math.IT
GRAND-assisted Optimal Modulation
高斯信道峰值和平均功率约束下的最优调制（OM）方案要求信号点的概率分布不均匀，这给实际应用带来了挑战。将均匀二进制源映射到非均匀符号分布的已建立的方式是将不同数量的比特分配给不同的星座点。然而，这样做意味着接收器处的错误解调可能导致位插入或删除，从而导致显著的二进制错误传播。在本文中，我们介绍了一个轻量级的猜测随机加性噪声解码（GRAND）的变种，以解决插入和删除错误在接收机使用一个简单的填充方案。性能评估表明，我们的方法在解调比特错误率超过2 dB Eb/N 0的整体增益相比，128正交幅度调制（QAM）。GRAND辅助的OM方案优于具有与由我们的简单填充引起的平均速率相同的平均速率的低密度奇偶检验码的编码。
2022-10-31 cs.IT math.IT
Communication in a Poisson Field of Interferers -- Part I: Interference Distribution and Error Probability
本文提出了一种同时受网络干扰和噪声影响的通信数学模型。我们引入了一个框架，其中的干扰是分散的，根据一个空间泊松过程，并在无线环境中进行异步操作路径损耗，阴影，和多径衰落。我们认为这两种情况下的缓慢和快速变化的位置。本文由两部分组成。在第一部分中，我们确定在线性接收器的输出处的聚合网络干扰的分布。我们的特点的错误性能的链接，在平均和中断概率。所提出的模型对于任何线性调制方案（例如，M进制相移键控或M进制正交幅度调制），并捕获影响网络干扰的所有基本物理参数。我们的工作概括了传统的分析存在加性高斯白噪声和快衰落的通信，允许传统的结果被扩展到包括网络干扰的影响。在本文的第二部分中，我们推导出链路的容量时，受到网络干扰和噪声，并表征频谱的聚合干扰。
2010-01-26 cs.IT cs.NI math.IT
