Wireless Network Coding with Imperfect Overhearing
网络编码不仅是实现单会话多播网络的容量所必需的，它还可以帮助提高具有多个单播会话的无线网络的吞吐量时，偷听到的信息是可用的。以往的研究大多是通过使用完美的偷听信息来实现这种改进，而在实际中，特别是在无线网络中，偷听信息往往是不完美的。到目前为止，还不清楚网络编码是否仍然应该在这种情况下使用不完美的偷听。在本文中，一个简单的，但无处不在的无线网络模型，两个单播会话被用来调查这个问题。从分集和复用折衷的角度，证明了即使在偷听信息不完善的情况下，网络编码仍然有助于提高系统的整体性能。这一结果意味着，网络编码应积极使用，而不管接收质量的偷听信息。
2010-03-22 cs.IT math.IT
In this paper, we consider the application of Reed- Solomon (RS) channel coding for joint error correction and cooperative network coding on non-binary phase shift keying (PSK) modulated signals. The relay first decodes the RS channel coded messages received each in a time slot from all sources before applying network coding (NC) by the use of bit-level exclusive OR (XOR) operation. The network coded resulting message is then channel encoded before its transmission to the next relay or to the destination according to the network configuration. This scenario shows superior performance in compar…
2019-02-05 cs.IT math.IT
Elements of Cellular Blind Interference Alignment --- Aligned Frequency Reuse, Wireless Index Coding and Interference Diversity
我们探讨自由度（DoF）的部分连接的无线网络，特别是蜂窝网络，在发射机没有信道状态信息的特征。具体来说，我们介绍了三个基本要素-对齐的频率复用，无线索引编码和干扰分集-通过一系列的例子，首先集中在无限的规则阵列，然后在有限的集群与任意连接和消息集，最后在异构设置与非对称多天线配置。对准的频率重用指的是在许多情况下正交资源分配的最优性，但是根据由干扰对准原理指导的非常规重用模式。无线索引编码突出了索引编码问题与蜂窝盲干扰对齐之间的密切联系，以及无线设置固有的附加复杂性。干扰分集是指这样的观察：在无线网络中，每个接收器都会经历一组不同的干扰源，并且根据其自己的干扰源集的行为，每个接收器处的无干扰信号空间与其他接收器不同地波动，从而为盲干扰对准原理的稳健应用创造机会。
2012-03-11 cs.IT math.IT
On the Energy Benefit of Network Coding for Wireless Multiple Unicast
我们认为，可以通过采用网络编码，而不是普通的路由在无线多个单播问题的能源节约。我们建立了网络编码的好处，定义为路由和网络编码解决方案所需的最小能量的比率的最大值，其中最大值是在所有配置的下限。它表明，如果编码和路由解决方案使用相同的传输范围，在$d$维网络的好处是至少$2d/\lfloor\sqrt{d}\rfloor$。此外，它示出，如果传输范围可以单独优化路由和编码，在2维网络的好处是至少3。我们的研究结果意味着代码遵循\emph{decode-and-recombine}策略并不总是最佳的能源效率。
2011-08-18 cs.IT math.IT
Joint Physical Network Coding and LDPC decoding for Two Way Wireless Relaying
本文研究了双向中继系统中信道编码和网络编码的联合设计，提出了一种低复杂度的物理网络编码和LDPC译码的联合方案。对于在两个源节点采用相同的LDPC码，我们表明，中继可以解码网络编码的码字从BPSK调制的多址接入信道接收的叠加信号。仿真结果表明，在AWGN信道和复杂MAC信道下，这种新的联合物理网络编码和LDPC译码方法的性能优于现有的MMSE网络编码和LDPC译码方法。
2013-02-20 cs.IT math.IT
Using Wireless Network Coding to Replace a Wired with Wireless Backhaul
蜂窝网络正朝着小型小区的密集部署发展。这反过来又需要灵活高效的回程解决方案。重复使用相同频谱的可行解决方案是无线回程，其中小型基站（SBS）充当中继。在本文中，我们考虑一个参考系统，使用有线回程和每个移动站（MS）在小小区的上行链路和下行链路速率定义。核心问题是：如果我们移除有线回程，那么无线回程应该使用多少额外功率以便支持相同的上行链路/下行链路速率？我们介绍了无线仿真线（WEW）的想法，基于双向中继和网络编码。此外，在两个SBS同时服务的情况下，WEW产生了新的通信策略，部分地受到来自用于干扰信道的Han-Kobayashi方案的私有/公共消息的启发。我们制定和解决相关的优化问题。所提出的方法提供了一个令人信服的论据，双向通信是设计和优化无线回程解决方案的适当背景。
2014-04-14 cs.IT math.IT
Network-Level Cooperative Protocols for Wireless Multicasting: Stable Throughput Analysis and Use of Network Coding
本文研究了多播协作无线网络中中继节点的网络编码对稳定吞吐率的影响。与传统的物理层协作协议相比，该协议采用网络级协作，并在中继节点采用随机线性网络编码。假设业务是突发的，中继节点在源静默期间转发其分组，这允许更好地利用信道资源。我们的研究结果表明，合作将导致更高的稳定吞吐率比传统的重传策略，并在中继使用随机线性网络编码可以进一步增加稳定的吞吐量，增加网络编码字段的大小或数量的数据包进行编码。
2010-08-31 cs.IT math.IT
Bi-Directional Multi-Antenna Relay Communications with Wireless Network Coding
在本文中，我们考虑一个双向或双向通信系统与中继配备多个天线。我们表明，当下行链路的信道状态信息是不知道在中继，在中继有额外的天线的好处只能通过使用解码和转发（DF），但不放大和转发（AF）。当我们将发射分集与无线网络编码一起使用时，增益变得显著。我们还演示了如何通过在中继器处执行天线选择来提高这样的系统的性能。我们的研究结果表明，如果下行链路信道状态信息是已知的中继，网络编码可能不会提供额外的增益比简单的天线选择方案。
2008-06-23 cs.IT math.IT
Practical Methods for Wireless Network Coding with Multiple Unicast Transmissions
我们提出了一个简单而有效的无线网络编码和解码技术的多单播网络。它通过节点之间的合作来利用空间分集，节点执行由线性分组码的生成矩阵决定的分布式编码操作。为了验证该技术，我们利用贪婪码的二进制字段，并表明，任意多样性的订单可以灵活地分配给节点。此外，我们提出了最佳的检测规则为给定的模型，占中间结点错误，并建议一个低复杂度的网络解码器使用和积（SP）算法。建议SP检测器具有接近最佳的性能。我们还显示了渐进的网络编码的方法，利用无线信道在重复的方式没有网络编码（NC）的优越性，并给出相关的速率分集权衡曲线。最后，我们通过选择性编码来扩展给定的编码方法，以获得额外的编码增益。
2012-09-05 cs.IT math.IT
Analytical Model of Wireless Cell with Superposition Coding
聚焦于下行链路，我们考虑基站（BS）和其覆盖的小区。实现叠加编码（SC），也称为非正交多址（NOMA）。我们提出了一个分析模型的无线小区覆盖的BS。基于这个模型，我们建立了一个封闭的形式表达的最小发射功率的基站，需要实现一个给定的SINR（信号干扰加噪声比），无论用户的位置，在基站覆盖的区域。BS发射功率的闭合形式表达式允许以简单和快速的方式建立服务质量（QoS）和覆盖值。
2017-04-21 cs.IT math.IT
Grassmannian Predictive Coding for Limited Feedback in Multiple Antenna Wireless Systems
有限反馈是无线系统中信道状态信息反馈的一种范例。在多天线无线系统中，有限反馈通常需要量化存在于格拉斯曼流形上的源。大多数关于有限反馈波束形成的工作都考虑了单次量化。然而，在无线系统中，信道在时间上是相关的，这可以用于减少反馈要求。不幸的是，传统的预测量化不包括格拉斯曼流形的非欧几里德结构。在本文中，我们提出了一个格拉斯曼预测编码算法，其中的微分几何结构的格拉斯曼流形是用来制定一个预测矢量量化编码器和解码器。我们分析了量化误差，并推导出所提出的算法达到的失真的界限。我们将该算法应用到多用户多输入多输出无线系统，并表明它提高了可实现的和速率的信道的时间相关性的增加。
2011-05-29 cs.IT math.IT
Dynamic Index Coding for Wireless Broadcast Networks
我们考虑一个无线广播站，传输数据包到多个用户。每个用户的数据包请求可能重叠，并且某些用户可能已经具有某些数据包。这提出了在存在边信息的情况下的广播问题，并且是信息论的公知（和未解决的）索引编码问题的推广。而不是实现全容量区域，我们开发了一个代码约束的容量区域，它限制了对一组预先指定的编码动作的注意。我们开发了一个动态的最大权重算法，允许随机数据包到达，并支持代码约束的容量区域内的任何流量。此外，我们还提供了一组基于底层需求图中的循环的简单代码。我们证明这些代码是最佳的一类广播中继问题。
2011-08-09 cs.IT math.IT
The Benefit of Limited Feedback to Generation-Based Random Linear Network Coding in Wireless Broadcast
随机线性网络编码（RLNC）在发送端到接收端的分组无线广播中具有渐近吞吐量最优的性能，但存在计算量大和分组解码延迟等问题。为了缓解这个问题，同时保持良好的吞吐量，我们划分成不相交的几代后，广播未编码的数据包一次，并收集一轮的反馈接收器的数据包接收状态的数据包块。利用超图着色方法证明了最优划分问题的NP-困难性，并给出了求解该问题的一个有效的启发式算法。仿真结果表明，我们的算法优于现有的解决方案。
2015-06-03 cs.IT math.IT
We provide a novel framework to study subspace codes for non-coherent communications in wireless networks. To this end, an analog operator channel is defined with inputs and outputs being subspaces of $\mathbb{C}^n$. Then a certain distance is defined to capture the performance of subspace codes in terms of their capability to recover from interference and rank-deficiency of the network. We also study the robustness of the proposed model with respect to an additive noise. Furthermore, we propose a new approach to construct subspace codes in the analog domain, also regarded as Grassmann codes, …
2022-01-28 cs.IT math.IT
Coding Improves the Throughput-Delay Trade-off in Mobile Wireless Networks
我们研究了大规模无线自组织网络的吞吐量延迟性能权衡。已经表明，如果允许节点移动并且采用2跳中继方案，则每个源-目的地对的吞吐量可以从Theta（1/sqrt（n log n））提高到Theta（1）。这种吞吐量的提高所付出的代价是很大的延迟。实际上，在随机游走移动性模型下，2跳中继方案的延迟缩放是Theta（n log n）。在本文中，我们采用编码技术，以提高移动无线网络的吞吐量延迟权衡。对于随机移动模型，我们通过使用Reed-Solomon码将延迟从Theta（nlog n）改进为Theta（n）。我们的方法保持了移动性所获得的多样性，同时减少了延迟。
2009-08-28 cs.IT math.IT
Bounds on the Network Coding Capacity for Wireless Random Networks
最近，它已被证明，最大流容量可以实现在一个多播网络中使用网络编码。在本文中，我们提出并分析了一个更现实的无线随机网络模型。我们证明了该模型的网络编码容量集中在其最小割的期望值附近。此外，我们建立了无线节点的上限和下限，使用Beschoff界。我们的实验表明，我们的理论预测与模拟结果相匹配。
2007-10-29 cs.IT cs.NI math.IT
Network Coding Capacity of Random Wireless Networks under a SINR Model
以前的工作对随机有线和无线网络的网络编码容量集中在网络中的链路的容量是独立的情况下。在本文中，我们考虑了一个更现实的模型，无线网络建模随机几何图形的干扰和噪声。在该模型中，链路的容量不是独立的。采用耦合和鞅方法，我们表明，在温和的条件下，随机无线网络的网络编码容量仍然表现出集中行为的平均值的最小割。
2008-04-27 cs.IT cs.NI math.IT
Practical Wireless Network Coding and Decoding Methods for Multiple Unicast Transmissions
我们提出了一种简单而有效的无线网络编码和解码技术。它通过节点之间的合作来利用空间分集，节点执行由线性分组码的生成矩阵决定的分布式编码操作。为此，我们利用贪婪码的二进制字段，并表明，所需的多样性订单可以灵活地分配给节点在多个单播网络，在文献中的发现相反。此外，我们提出了最佳的检测规则为给定的模型，占中间结点错误，并建议使用和积算法的网络解码器。所提出的和-积检测器具有接近最佳的性能。
2011-10-04 cs.IT math.IT
On the Capacity of Wireless Networks with Random Transmission Delay
在本文中，我们介绍了新的编码方案的无线网络与随机传输延迟。这些编码方案的同步性的需要，减少了传输的数量，并实现了最佳的速率区域在相应的有线模型的多个单播和多播的情况下，最多三个用户下的等速率约束。编码方案分为两个阶段，第一，编码方案线，星型和线星型拓扑结构的随机传输延迟。第二，任何一般的拓扑结构与多个双向单播和组播会话被证明是分解成这些规范的拓扑结构，以减少传输的数量，而没有速率冗余。因此，为线、星和线-星拓扑结构开发的编码方案可作为构建所有网络的更通用编码方案的构建块。所提出的方案被证明是实时的（RT）的无线网络的意义上，他们实现了最小的解码延迟。利用可忽略的大小报头，这些编码方案被示出为适用于非同步网络，即，随机传输延迟的网络。最后，我们通过大量的模拟证明了这些方案的适用性。在具有随机传输延迟的无线网络上实现这样的编码方案可以提高性能和功率效率。
2015-03-03 cs.IT math.IT
Time Efficiency of BATS Coding on Wireless Relay Network With Overhearing
本文研究具有稳定供电中继和侦听能力的无线中继网络中BATS码的时间效率优化，通过启发式方法最大化单位时间平均解码速率，并指出中继节点每批次重编码包数等于源节点每批次发送包数并非最优。
2024-09-30 cs.IT math.IT
Efficient Signal-Time Coding Design and its Application in Wireless Gaussian Relay Networks
为了提高中继网络中的信息流速率，提出了将传统的信号域编码/调制方式与时域信号脉冲相位调制相结合的信号时间编码。在本文中，我们主要集中在有效的信号时间编码的设计。在给定码长的情况下，我们首先推导出一个估计最大可用码数的显式迭代算法，然后提出一种迭代构造码本的方法。结果表明，与传统的计算机搜索方法相比，本文提出的迭代构造方法可以大大降低计算复杂度。数值结果也将表明，新构造的码书是最佳的编码速率。为了最小化存储码本所需的缓冲区大小，同时保持相对较高的效率，我们将提出一种组合构造方法。然后，我们将考虑在无线高斯中继网络中的应用。将示出的是，在三节点网络模型中，通过使用两跳和直接传输的混合传输并不总是一个好的选择。
2009-07-10 cs.IT math.IT
On the Diversity Order and Coding Gain of Multi-Source Multi-Relay Cooperative Wireless Networks with Binary Network Coding
研究了一种采用二进制调制和二进制网络编码的多源多中继协作无线网络。系统模型包括：i）中继站处的解调转发协议，其中转发接收到的分组而不管它们的可靠性;以及ii）目的地处的最大似然最优解调器，其考虑中继站处可能的解调错误。推导出了端到端错误概率的渐近紧闭表达式，该表达式清晰地反映了每个信源的分集阶数和编码增益。与文献中的其他论文不同，所提出的框架具有三个主要的可区分的特征：i）它对一般网络拓扑和任意二进制编码向量是有用的; ii）它显示了网络编码和两跳转发协议如何影响分集阶数和编码增益;以及ii）它考虑了现实的衰落信道和中继处的解调误差。该框架提供了三个主要结论：i）每个源实现等于网络码的分离向量的分集阶数; ii）每个源的编码增益随着中继处的混合分组的数量而减小;以及iii）如果目的地不能考虑中继处的解调错误，则其损失了大约一半的分集阶数。
2012-04-23 cs.IT math.IT
Real-time applications require latencies on the order of a millisecond with very high reliabilities, paralleling the requirements for high-performance industrial control. Current wireless technologies like WiFi, Bluetooth, LTE, etc. are unable to meet these stringent latency and reliability requirements, forcing the use of wired systems. This paper introduces a wireless communication protocol based on network coding that in conjunction with cooperative communication techniques builds the necessary diversity to achieve the target reliability. The proposed protocol is analyzed using a communicat…
2018-03-14 cs.IT math.IT
Regenerative and Adaptive schemes Based on Network Coding for Wireless Relay Network
无线通信技术的发展给中继网络带来了新的机遇和挑战，为了提高系统的性能，在中继节点采用解调网络编码（Demodulate-NetworkCoding，DM-NC）方案，直接对接收信号进行解映射，然后将其转发到目的节点。仿真分析表明，该算法的性能优于模拟数控算法。此外，量化-解码-NC方案（QDF-NC）已被引入。仿真结果表明，QDF-NC的性能优于模拟NC。模拟了analogNC和QDF-NC之间的切换，以研究中继节点处的延迟和功耗降低。
2012-06-28 cs.IT math.IT
Distributed Remote Vector Gaussian Source Coding for Wireless Acoustic Sensor Networks
在本文中，我们考虑的问题，远程矢量高斯信源编码的无线声传感器网络。每个节点从网络中的多个节点接收消息，并使用其自己的声场测量值作为辅助信息来解码这些消息。节点的测量和从解码接收到的消息得到的源的估计然后被联合编码并发送到网络中的相邻节点。我们表明，对于这种分布式信源编码的情况下，可以编码一个所谓的有条件的充分统计的源，而不是联合编码多个源。我们专注于节点测量的情况下，在噪声的线性混合组合的来源和声道混合矩阵是可逆的。对于这个问题，我们推导出率失真函数的矢量高斯源和协方差失真约束下。
2014-01-16 cs.IT math.IT
Study of Buffer-Aided Space-Time Coding for Multiple-Antenna Cooperative Wireless Networks
在这项工作中，我们提出了一个自适应缓冲区辅助空时编码方案的合作无线网络。最大似然接收机和可调码向量被认为是受功率约束的放大和转发合作策略。每个多天线中继器配备有缓冲器，并且能够在将接收到的符号转发到目的地之前存储它们。我们还提出了一种自适应中继选择和优化算法，在每个链路的瞬时信噪比计算和比较在目的地。在每个中继的反馈信道获得的可调码矢量被用来形成空时编码矢量，实现比标准方案更高的编码增益。提出了一种随机梯度算法来计算可调码矢量的参数，降低了计算复杂性。仿真结果表明，所提出的缓冲区辅助方案和算法获得的性能增益比现有的方案。
2015-07-04 cs.IT math.IT
Myopic Coding in Wireless Networks
我们研究了通过多中继网络从源到汇的数据传输的可达速率。我们研究了全知编码，其中所有节点都被认为是在每个节点的编码设计可实现的速率。我们发现，当最大化可实现的速率时，并非所有节点都需要在编码和解码方面与所有其他节点“合作”。这导致我们提出一个约束网络，每个节点在编码和解码过程中只考虑几个相邻节点。我们称之为近视编码，并计算近视编码可达到的速率。我们的例子表明，当节点在低信噪比下传输，这些速率是接近全知编码，当网络是不受约束的。这表明，对网络的短视看法可能与全球观点一样好。此外，近视编码具有对拓扑变化更鲁棒的实际优点。它还减轻了全知编码方案的高计算复杂性和大缓冲器/存储器要求。
2006-04-25 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
Routing tables in ad hoc and wireless routing protocols can be represented using rooted trees. The constant need for communication and storage of these trees in routing protocols demands an efficient rooted tree coding algorithm. This efficiency is defined in terms of the average code length, and the optimality of the algorithm is measured by comparing the average code length with the entropy of the source. In this work, TreeExplorer is introduced as an easy-to-implement and nearly optimal algorithm for coding rooted tree structures. This method utilizes the number of leaves of the tree as an …
2022-07-12 cs.IT cs.NI math.IT
Two-way Wireless Video Communication using Randomized Cooperation, Network Coding and Packet Level FEC
无线网络中的双向实时视频通信要求高带宽、低延迟和容错能力。本文针对这些需求，提出了一个系统的集成网络编码（NC），用户合作使用随机分布式空时编码（R-DSTC）和分组级前向纠错（FEC）的单向延迟约束下。仿真结果表明，该方案的性能明显优于传统的直接传输和基于R-DSTC的双向协作传输，并且在用户距离较大时最有效。
2012-05-15 cs.IT cs.NI math.IT
Optimal Rate-Diverse Wireless Network Coding
本文提出了一种编码/解码框架，以实现最佳的信道容量的两个用户的广播信道，其中每个用户（接收机）有针对其他用户（接收机）作为边信息的消息。由于从基站到两个用户的信道的链路质量不同，它们各自的单用户非广播信道容量也不同。一个目标是通过应用网络编码，利用单个广播传输同时实现/接近两个用户的单用户非广播信道容量。这被称为\emph{rate-diverse wireless network coding}问题。针对这一问题，本文提出了一种基于线性结构嵌套格码的容量实现框架。所提出的框架的意义，除了其理论上的最优性，是它提出了一个一般的设计原则，线性速率不同的无线网络编码超越格码的使用。我们将此设计原则称为\emph{principle of virtual single-user channels}。在此设计原则的指导下，我们提出了两种实现我们的编码/解码框架，使用实际的线性码适合解码负担得起的复杂性：第一种实现是基于低密度格码（LDLC）和第二种实现是基于比特交织编码调制（BICM）。这两个实现证明了我们的框架的有效性和性能优势。
2016-04-29 cs.IT math.IT
Study of Buffer-Aided Distributed Space-Time Coding for Cooperative Wireless Networks
本文提出了一种自适应缓冲辅助分布式空时编码方案，并针对具有缓冲辅助中继的无线网络提出了反馈算法。所提出的方案采用最大似然接收机在目的和可调码受功率约束的放大转发合作策略在中继。每个中继器配备有缓冲器，并且能够存储接收到的符号块，并且如果选择则将数据转发到目的地。不同的天线配置和无线信道，如静态块衰落信道，被认为是。使用缓冲器辅助中继，以改善出错率（BER）性能的效果进行了研究。开发了可调节的中继选择和优化算法，利用配备缓冲器的中继的额外自由度来提高BER性能。我们还分析了在协作网络中使用所提出的方案和算法时系统的成对错误概率和多样性。仿真结果表明，所提出的方案和算法获得的性能增益比以前报道的技术。
2016-09-17 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
Incremental Redundancy Cooperative Coding for Wireless Networks: Cooperative Diversity, Coding, and Transmission Energy Gain
研究了一种适用于无线网络的增量冗余协作编码方案。为了利用空间分集的好处，我们提出了一个基于簇的协作策略的准静态瑞利衰落信道模型和基于网络的几何距离配置文件。我们的计划，提高了网络的性能，通过嵌入一个IR合作编码方案到现有的非合作路由。更准确地说，对于每一跳，我们形成一个协作集群的M-1节点之间的（跳）发送方和（跳）目的地。使用母码对所发送的消息进行编码，并将其划分为对应于M个时隙中的每个时隙的M个块。在第一个时隙中，（跳）发送方通过发送第一个块来广播其信息，并且其助手尝试中继此消息。在剩余的时隙中，剩余的M-1个块中的每一个或者通过已经成功解码消息的助手发送，或者直接由（跳）发送器发送，其中动态调度基于来自集群的基于ACK的反馈。通过使用强大的好代码（例如，Turbo码、LDPC码和Raptor码），其性能的特征在于阈值行为，我们的方法不仅通过协作分集效益而且通过编码优势来提高多跳路由的可靠性。基于最大似然解码的帧出错率（FER）的一个新的简单阈值界，对该方案的分集和编码增益进行了研究。平均FER上限和它的渐近（在大信噪比）版本推导出作为平均衰落信道信噪比和码阈值的函数。
2007-02-17 cs.IT math.IT
In wireless broadcast, random linear network coding (RLNC) over GF(2^L) is known to asymptotically achieve the optimal completion delay with increasing L. However, the high decoding complexity hinders the potential applicability of RLNC schemes over large GF(2^L). In this paper, a comprehensive analysis of completion delay and decoding complexity is conducted for field-based systematic RLNC schemes in wireless broadcast. In particular, we prove that the RLNC scheme over GF(2) can also asymptotically approach the optimal completion delay per packet when the packet number goes to infinity. Moreo…
2020-05-16 cs.IT math.IT
An Extended Network Coding Opportunity Discovery Scheme in Wireless Networks
网络编码被认为是提高无线网络性能的一种很有前途的方法。如何发现中继节点的编码机会对网络编码至关重要，编码机会越多，通过网络编码操作提高网络吞吐量的次数就越多。本文提出了一种扩展的网络编码机会发现方案（ExCODE），该方案通过将当前节点ID及其所有1跳邻居的ID附加到数据包中来实现。ExCODE使下一跳中继节点能够知道哪些其他节点已经偷听到分组，因此它可以尽可能多地发现潜在的编码机会。ExCODE将发现编码机会的区域扩展到n跳，使得每个中继节点有更多的机会执行网络编码操作。最后，在AODV协议上实现了ExCODE，并通过NS2仿真验证了该机制的有效性，与现有的编码机会发现机制进行了比较。
2012-02-23 cs.IT cs.NI math.IT
Strong Secrecy in Wireless Network Coding Systems with M-QAM Modulators
我们研究了基于标准QAM调制器开发具有嵌入式强保密性的物理层网络编码（PNC）方案的可能性。该方案采用了三重合并的方法在QAM前端的无线PNC编码器。强保密编码器的建设性的例子时，BPSK和8-PAM调制器在无线发射机和推广到任意的M-QAM调制器，假设信道反转是可实现的第一个周期的传输。我们的初步调查表明，使用这种技术来增加吞吐量的潜力，同时在并行不妥协的交换数据的机密性。
2014-07-03 cs.CR cs.IT math.IT
Utility Optimal Coding for Packet Transmission over Wireless Networks - Part II: Networks of Packet Erasure Channels
我们定义了一类多跳擦除网络，它近似于无线多跳网络。网络承载多个用户的单播流，并且流中的每个信息分组需要在指定的延迟截止期限内在流目的地被解码。编码速率在流/用户之间的分配受到网络容量的约束。我们提出了一个比例公平传输方案，最大化的流量吞吐量和效用。这是通过{ \em联合优化分组编码速率和编码分组的比特在传输时隙上的分配}来实现的。
2011-07-10 cs.IT cs.NI math.IT
Outage Probability in Network Coding Based Cooperative Wireless Networks over Nakagami-m Fading Channels
针对Nakagami-m衰落信道下基于网络编码的两源两中继协作网络，推导各S-D对中断概率闭式解，扩展至多中继多S-D对场景，并分析链路衰落因子影响及分集阶数。
2024-01-27 cs.IT math.IT
Wireless Network Coding with Local Network Views: Coded Layer Scheduling
分布式无线网络设计中的一个基本挑战是网络状态的大动态范围。由于在所有节点上连续跟踪全局网络状态实际上是不可能的，节点只能获得整个网络的有限的局部视图来设计其传输策略。在本文中，我们研究多层无线网络，并假设每个节点只有有限的知识，即1-本地视图，其中每个S-D对有足够的信息，以执行最佳时，其他对不干扰，以及连接信息的其余网络。我们调查的信息理论的限制，这种有限的知识在节点上的通信。我们开发了一种新的传输策略，即编码层调度，它只依赖于1-本地视图的节点，并结合了三种不同的技术：（1）每层干扰避免，（2）重复编码，以允许干扰的偷听，和（3）网络编码，以允许干扰中和。我们表明，我们提出的方案可以提供一个显着的吞吐量增益相比，传统的干扰避免策略。此外，我们表明，我们的策略最大化可实现的归一化和速率的某些类别的网络，因此，表征归一化和容量的网络与1-本地视图。
2017-04-14 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
Achievable Rate Regions Using Novel Location Assisted Coding (LAC)
最近无线设备数量的增加是由灵巧家庭和物联网（IoT）的不断增长的市场推动的。因此，射频（RF）频谱的扩展和/或有效利用对于适应无线带宽的这种增加至关重要。或者，最近的自由空间光（FSO）通信技术已经证明了构建WiFO（使用毫微微小区架构的高容量室内无线网络）的可行性。由于FSO传输不干扰RF信号，因此这种系统可以与当前的WiFi系统集成，以提供带宽的数量级改进。WiFO的一个新组件是它能够联合编码来自不同流的比特以实现最佳传输。在本文中，我们介绍了WiFO架构和一种新的合作传输框架，使用位置辅助编码（LAC）技术，以增加整体无线容量。具体而言，将表征使用LAC的WiFO的可实现速率区域。数值和理论分析验证了所提出的编码方案。
2017-02-03 cs.IT math.IT
Distributed Space Time Coding for Wireless Two-way Relaying
我们考虑无线双向中继信道，其中双向数据传输发生在端节点之间的中继的帮助下。对于Denoise-And-Forward（DNF）协议，Koike-Akino et.自适应地改变在中继站处使用的网络编码映射极大地降低了中继站处的多址干扰的影响。通过在中继节点处适当选择这些网络编码映射，可以有效地减轻深信道衰落条件的有害影响。另外，在本文中，我们提出了一种分布式空时编码（DSTC）方案，它有效地消除了大部分的深衰落信道条件在发送节点本身没有任何CSIT，也没有任何需要自适应地改变网络编码映射在中继。当信道衰落系数向量落在$\mathbb{C}^2$的有限个向量子空间（称为奇异衰落子空间）中时，会发生深度衰落. DSTC设计准则称为\textit{singularity minimization criterion}下，这种向量子空间的数量是最小的。此外，一个标准，以最大化的DSTC的编码增益得到。针对QAM和PSK信号集，给出了满足奇异性最小化准则和最大化编码增益的显式低解码复杂度DSTC设计。仿真结果表明，在高信噪比下，DSTC方案提供了很大的增益时，与传统的异或网络编码，性能略优于自适应网络编码方案提出的小池Akino等。al.
2012-05-19 cs.IT math.IT
Throughput-Delay Analysis of Random Linear Network Coding for Wireless Broadcasting
在一个不可靠的单跳广播网络设置中，我们研究了随机线性网络编码的吞吐量和解码延迟性能作为编码窗口大小和网络大小的函数。我们的模型由一个源发送数据包的一个单一的流到一组$n$用户在独立的擦除通道。信源对$k$（编码窗口大小）分组执行随机线性网络编码（RLNC），并将其广播给用户。我们注意到，对于任何固定的$k.$，RLNC的广播吞吐量必须随着$n$的增加而消失。因此，与文献中的其他作品相比，我们研究了编码窗口大小$k$必须如何缩放以增加$n$。我们的分析表明，编码窗口大小的$Θ(\ln(n))$表示一个相变率，低于该吞吐量收敛到零，并在其之上收敛到广播容量。此外，我们描述了解码延迟的渐近分布，并提供近似表达式的平均值和方差的解码延迟的缩放制度的$k=ω(\ln(n)).$这些渐近表达式揭示了信道相关性的影响的吞吐量和延迟性能的RLNC。我们还展示了如何我们的分析可以扩展到其他无比率块编码方案，如LT码。最后，我们评论我们的结果的情况下，依赖的跨用户和非对称渠道模型的扩展。
2011-01-20 cs.IT math.IT
Joint Network Coding for Interfering Wireless Multicast Networks
干扰是无线网络容量限制的关键因素之一。ad-hoc无线网络的多播容量随着固定区域内发送和/或接收节点数量的增加而降低。数字网络编码（DNC）已被证明可以提高无干扰无线网络的多播容量。然而，最近提出的物理层网络编码（PNC）和模拟网络编码（ANC）已经表明，当冲突分组中的一个是先验已知的时，可以从两个分组的冲突中解码未知分组。利用这样的冲突解码方案，在本文中，我们提出了一个基于联合网络编码的合作重传（JNC-CR）计划，其中我们表明，ANC连同DNC可以提供一个更高的重传增益比通过ANC，DNC或自动重传请求（ARQ）为基础的重传。该方案可以应用于两个相互干扰的无线多播组。由于无线传输的广播性质，不同多播组的接收机可以机会性地监听并缓存来自干扰发射机的分组。这些缓存的数据包，以及接收器从其发送器接收的数据包，然后可以用于解码JNC数据包。通过仿真，我们验证了JNC具有更高的重传增益性能与最佳的DNC方案。
2011-12-18 cs.IT cs.NI math.IT
Reliable Physical Layer Network Coding
当无线网络中的两个或多个用户同时发送时，他们的电磁信号在信道上线性叠加。结果，对这些信号之一感兴趣的接收器将其他信号视为不必要的干扰。无线介质的这种特性通常被视为网络上可靠通信的障碍。然而，使用最近开发的编码策略，实际上可以利用干扰进行网络编码。在有线网络中，（线性）网络编码是指每个中间结点获取其接收到的分组，在有限域上计算线性组合，并将结果转发到目的地。然后，给定一组适当的线性组合，目的地可以求解其期望的分组。对于某些拓扑结构，这种策略可以获得比基于路由的策略高得多的吞吐量。可靠的物理层网络编码将这一思想进一步发展：使用明智选择的线性纠错码，无线网络中的中间结点可以直接从所观察到的传输信号的噪声叠加中恢复数据包的线性组合。从一些简单的例子开始，本调查探讨了这种新技术背后的核心思想，以及它为干扰受限的无线网络通信提供的可能性。
2011-02-28 cs.IT math.IT
Joint Adaptive Modulation-Coding and Cooperative ARQ for Wireless Relay Networks
本文提出了一种跨层的方法，联合设计自适应调制和编码（AMC）的物理层和协作截断自动重传请求（ARQ）协议的数据链路层。首先，我们推导出一个精确的封闭形式的频谱效率的联合AMC合作ARQ计划的表达。为了最大化该系统性能指标，我们优化了直接满足数据链路层规定的分组丢失率约束的AMC方案。结果表明，采用协作ARQ作为重传策略，与物理层仅采用AMC的系统相比，显著提高了系统的频谱效率。此外，建议的自适应速率协作ARQ方案优于固定速率对应时，在源和中继的传输模式选择的基础上的信道统计。这反过来量化了无线中继网络中AMC和ARQ的联合设计所实现的可能增益。
2008-11-26 cs.IT math.IT
Antenna Coding by Pixel Antennas: Unlocking A New Dimension for Wireless Communications
China Mobile Research Institute（中国移动研究院）
本文综述像素天线编码技术，通过控制可重构天线配置解锁波束空间自由度，以提升无线通信的信道增益与复用增益，并探讨优化方法及未来挑战。
2026-10-08 cs.IT eess.SP math.IT
Wireless Network Code Design and Performance Analysis using Diversity-Multiplexing Tradeoff
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，我们设计和分析确定性和随机网络编码方案的合作通信设置与多个源和目的地。我们表明，我们的计划优于传统的合作分集复用权衡（DMT）。具体地说，它实现了全分集阶数的代价是稍微降低复用速率。建立了$(N+M,M,N+1)$系统MDS码的奇偶校验矩阵与$N$源-目的对和$M$中继的协作通信系统中的网络编码系数之间的联系。我们提出了两种方法来生成网络编码矩阵：使用Cauchy矩阵和Vandermonde矩阵，并建立它们都提供最大分集阶。
2010-04-19 cs.IT math.IT
Wireless Network Coding via Modified 802.11 MAC/PHY: Design and Implementation on SDR
原则上，网络编码（NC）是第3层创新，其提高有线网络中用于多播/广播场景的网络吞吐量。由于有线和无线网络之间的根本差异，将NC扩展到无线网络产生了几个新的和重大的实际挑战。双向信息交换（对称和不对称）。原则上，网络编码（NC）是第3层创新，其提高有线网络中用于多播/广播场景的网络吞吐量。由于有线和无线网络之间的根本差异，将NC扩展到无线网络产生了几个新的和重大的实际挑战。使用中间中继节点在一对802.11源/宿之间的双向信息交换（对称和非对称）是用于评估无线网络编码（WNC）在实际设置中的有效性的典型场景。我们在这项工作中的主要目标是建议务实和新颖的修改在MAC和PHY层的802.11协议栈上的软件无线电（Sora）平台，以支持WNC和获得可实现的吞吐量估计通过实验室规模的实验。我们的研究结果表明，网络编码（在MAC或PHY层）增加系统的吞吐量，通常为20- 30%。
2012-10-04 cs.IT cs.NI cs.PF
In this paper, the wireless hierarchical federated learning (HFL) is revisited by considering physical layer security (PLS). First, we establish a framework for this new problem. Then, we propose a practical finite blocklength (FBL) coding scheme for the wireless HFL in the presence of PLS, which is self-secure when the coding blocklength is lager than a certain threshold. Finally, the study of this paper is further explained via numerical examples and simulation results.
2023-02-02 cs.IT math.IT
Topological Interference Management through Index Coding
这项工作研究了线性干扰网络，有线和无线，没有信道状态信息在发射机（CSIT），除了粗略的知识的端到端的一跳拓扑的网络，只允许弱（零）和显着（非零）信道之间的区别，没有进一步的知识的信道系数的实现。网络容量（有线）和自由度（无线）被发现是有界以上的索引编码问题的解毒图是给定的干扰图的补充的能力。证明了这些问题在线性解下是等价的。干扰对齐的角度，然后使用现有的索引编码的解决方案转化为有线网络容量和无线网络的自由度的解决方案，以及找到新的和统一的解决方案，所有三个问题的不同类别。
2013-09-30 cs.IT math.IT
Instantly Decodable Network Coding for Real-Time Scalable Video Broadcast over Wireless Networks
在本文中，我们研究了一个实时的【形】可伸缩的视频广播在无线网络中的即时解码网络编码（IDNC）系统。这样实时的【形】可伸缩视频有一个硬的截止日期，并施加一个解码顺序的视频layers.We首先推导出的概率上界，所有接收器的个人完成时间满足截止日期。利用这个概率，我们设计了两个优先IDNC算法，即扩展窗口IDNC（EW-IDNC）算法和非重叠窗口IDNC（NOW-IDNC）算法。这些算法在编码决策中考虑额外的视频层之前，为最重要的视频层提供了高级别的保护。此外，在这些算法中，我们选择一个适当的数据包组合在给定数量的视频层，使这些视频层被解码的最大数量的接收器在截止日期之前。我们制定这个数据包选择问题作为一个两阶段的最大集团选择问题的IDNC图。在一个真实的可伸缩视频流上的仿真结果表明，与现有的IDNC算法相比，我们提出的EW-IDNC和NOW-IDNC算法提高了接收到的视频质量。
2015-04-06 cs.IT math.IT
End-to-End Algebraic Network Coding for Wireless TCP/IP Networks
传输控制协议（TCP）被设计用于在有线网络中提供可靠的传输服务。在这样的网络中，分组丢失主要是由于拥塞而发生的。因此，TCP被设计成应用拥塞避免技术来处理分组丢失。如今，TCP也被用于无线网络中，其中除了拥塞之外，还存在许多其他导致分组丢失的原因。当无线信道的状态差时，这导致吞吐量降低和传输往返时间增加。我们提出了一个新的网络层，透明地坐在下面的传输层，并隐藏从TCP的非强制性的数据包丢失。这个新层中的网络编码基于众所周知的最大距离可分离（MDS）码类。
2010-04-20 cs.IT cs.NI math.IT
