Space-sharing and Singleton Bounds for Entanglement-assisted Classical Coding
University of California Irvine（加州大学尔湾分校）；University of Gdansk（格但斯克大学）；University of North Texas（北德克萨斯大学）
本文提出了一种在纠缠辅助经典编码中利用空间共享论证，建立新的紧熵单例界限的方法，解决了仅允许本地量子操作时的编码问题。
2026-03-09 cs.IT math.IT quant-ph
Memory-Assisted Universal Source Coding
在许多实际情况下，如存储数据和互联网流量的压缩，出现了从一个图书馆的几个小到中等长度的序列，从类似的背景下的序列的通用压缩的问题。在这种情况下，通常需要单独压缩和重新编码每个序列。然而，各个序列的通用压缩遭受显著的冗余开销。在本文中，我们的目的是回答是否有一个内存单元在中间可以导致一个基本的增益在通用压缩。我们在由服务器节点$S$、中继节点$R$（即，存储器单元）和客户端节点$C$。我们假设服务器$S$希望将序列$x^n$发送到客户端$C$，该客户端从未与服务器进行过任何先前的通信，因此不能记忆源上下文。然而，$R$先前已经与$S$通信以将先前序列从$S$转发到除$C$之外的客户端，因此，$R$已经存储了与$S$共享的上下文$y^m$。注意，如果中继节点不存在，则源可能将通用压缩应用于$x^n$并发送到$C$，而在$R$处存储的上下文的存在可能减少$S$ - $R$链路中的通信开销。在本文中，我们调查的基本增益的上下文记忆在存储器辅助的通用压缩序列$x^n$在传统的通用信源编码的记忆辅助信源编码的增益提供了一个下界。
2012-01-10 cs.IT math.IT
Network Compression: Memory-Assisted Universal Coding of Sources with Correlated Parameters
在本文中，我们提出了{ \em分布式网络压缩通过内存}。我们考虑两个空间分离的源相关的未知源参数。我们希望研究来自源之一的长度为$n$的序列的通用压缩，假设解码器可以访问（即，存储）来自另一个源的长度为$m$的序列。在这种设置中，相关性不是由来自两个源的两个输出的逐符号依赖性引起的（如Slepian-Wolf设置中那样）。相反，这两个序列是相关的，因为它们源自具有\emph{unknown}相关参数的两个源。手头的压缩问题的有限长度性质需要考虑几乎无损信源编码的概念，其中编码引起的错误概率$p_e(n)$随着序列长度$n$增长到无穷大而消失。我们得到的几乎无损码的冗余时，解码器可以访问的随机存储器的长度$m$序列长度$n$和允许的错误概率$p_e(n)$的函数。我们的研究结果表明，通过内存的分布式网络压缩有可能显着改善传统的端到端的压缩时，足够大的内存从以前的通信可供解码器。
2012-10-08 cs.IT math.IT
Error exponent of activated non-signaling assisted classical-quantum channel coding
该研究刻画了激活非信令关联辅助的经典-量子信道编码的误差指数，证明其最优可靠性函数等于球填充界且无临界速率限制，并将可达性结果推广至全量子信道，证明借助半定规划对偶与Petz-Rényi散度对偶表示完成。
2024-10-07 cs.IT math.IT quant-ph
Quantum channel coding: Approximation algorithms and strong converse exponents
该研究通过证明非信号辅助与元逆松弛的等价性，并给出舍入近似算法，为纠缠辅助量子信道编码提供了强逆指数的紧刻画。
2025-10-02 cs.IT math.IT quant-ph
Coalition Formation Game for Delay Reduction in Instantly Decodable Network Coding Assisted D2D Communications
考虑无线广播设备到设备（D2D）网络，其中用户的设备对接收一些流行文件感兴趣。每个用户的设备拥有在先前传输中获取的内容的一部分，并且与其他设备合作以通过交换即时可解码网络编码（IDN C）分组来恢复丢失的分组。最近，已经提出了一种依赖于非合作博弈理论公式的分布式解决方案来减少完全连接的D2D网络的通信时间，即，单跳D2D网络。在本文中，我们开发了一种分布式博弈理论解决方案，以减少分散和部分连接的更现实场景的通信时间，即，多跳、支持IDN的D2D网络。该问题被建模为一个联盟游戏与合作的球员，其中的收益函数推导出，使个人收益减少所需的合作行为的结果。由于制定的棘手性，联盟游戏被放宽到联盟形成游戏（CFG），涉及形成不相交的联盟。设计了一种基于合并与分裂规则的分布式算法来求解松弛问题。所提出的解决方案的有效性进行了验证，通过广泛的数值比较，对现有的方法在文献中。
2019-11-12 cs.IT math.IT
Encoded packet-Assisted Rescue Approach to Reliable Unicast in Wireless Networks
近年来，网络编码技术已经成为一种很有前途的方法，支持可靠的无线传输丢失信道。在现有的协议中，用户没有兴趣考虑他们在编码或解码操作中的编码分组，该规则是昂贵的和低效的。本文通过理论分析，研究了可靠单播网络编码中编码数据包的影响。使用我们的方法，接收器不仅存储他们无意中听到的编码数据包，而且还将这些信息报告给他们的邻居，这样用户就可以在编码决策和解码操作中考虑编码数据包。此外，我们提出了一种重新分配算法，以最大限度地提高编码的机会，从而达到更好的重传效率。最后，理论分析和车轮网络的仿真结果表明，由于编码数据包的重传效率的提高。
2010-09-20 cs.IT cs.NI math.IT
Path Gain Algebraic Formulation for the Scalar Linear Network Coding Problem
在代数观点中，网络编码问题的解决方案被视为由多项式方程组指定的变量，该多项式方程组通常通过使用边到边增益作为变量导出。每个汇的输出等于其需求，以获得多项式方程。在这项工作中，我们提出了一种方法来推导多项式方程使用源到宿路径增益作为变量。在路径增益公式中，我们证明了线性和二次方程就足够了;因此，网络编码等价于一个最大次数为2的多项式方程系统。我们提出的算法生成的路径增益和路径增益的解决方案，边缘到边缘的增益解决方案的方程。由于阶数低，所以对于使用路径增益获得的方程组来说，简化是容易的。使用小规模的网络编码问题，我们表明，路径增益的方法在更简单的方程，并确定在某些情况下的问题的可解性。在一个更大的网络（有87个节点和161条边）上，我们展示了路径增益方法如何继续为一些网络编码问题提供确定性解决方案。
2010-06-19 cs.IT math.IT
On the Application of Noisy Network Coding to the Relay-Eavesdropper Channel
在本文中，我们考虑一个新的四节点中继窃听信道的保密传输方案的设计。该方案的核心思想是将有噪网络编码与窃听信道的干扰辅助策略相结合，并引入一个辅助编码器。一个新的可实现的保密率的特点是离散无记忆和高斯信道。这种新的速率可以被看作是一个一般的框架，其中现有的干扰辅助方案，如噪声转发和合作干扰方法可以被示出为所提出的方案的特殊情况。此外，在某些信道条件下，现有的方案只能达到零保密率，所提出的保密方案仍然可以提供显着的性能增益。
2012-03-26 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
Noisy Index Coding with Quadrature Amplitude Modulation (QAM)
本文讨论了高斯广播信道中有噪声的索引编码问题。提出了一种将索引编码比特映射到M-QAM符号的技术，使得边信息满足一定条件的接收机获得编码增益，我们称之为QAM边信息编码增益。我们将其与PSK边信息编码增益进行比较，这在2015年9月19日arXiv：1356200的“索引编码PSK调制”中进行了讨论。
2015-10-29 cs.IT math.IT
Applications of position-based coding to classical communication over quantum channels
最近，一种称为基于位置的编码的编码技术已经被用于为使用量子信道的各种经典通信协议建立可验证性声明。在本文中，我们应用这种技术在纠缠辅助设置，以建立错误指数的下限，二阶编码率的下限，和一次拍摄的下限。我们还表明，基于位置的编码可以是一个强大的工具，用于分析其他通信设置。特别是，我们减少了量子同步解码猜想的纠缠辅助或辅助通信的量子多址接入信道在多量子假设检验中的开放问题。然后，我们确定可实现的速率区域的纠缠辅助或辅助的经典通信在量子多址接入信道，当使用一个特定的量子同步解码器。在后一种情况下给出的可实现速率区域通常是次优的，涉及Renyi-2熵和条件量子熵的差异。
2018-04-28 cs.IT math.IT quant-ph
LEOS-assisted Inter-GEOS Communication via Distributed-storage Coding
我们考虑的空间通信网络由地球同步轨道卫星（GEOS）和低地球轨道卫星（LEOS）。在两个地球观测系统之间没有直接通信链路的情况下，它们之间的数据交换是通过低地球观测系统的中继进行的。具体地，源GEOS基于分布式存储框架向多个LEOS发送编码数据。目的地GEOS然后从每个LEOS检索一定量的数据用于数据重建。针对GEOS-LEOS下行链路，提出了一种基于再生码的传输方案，以保证数据的可重构性，并提出了以总传输能量最小为目标的LEOS传输功率分配方案。我们还考虑了功率分配，以尽量减少总的传输时间给定的总传输能量。针对LEOS-GEOS上行链路，提出了一种灵活的部分下载编码传输方案，以保证数据的可重构性，并提出了联合的上传数据大小和功率分配方案，以最小化总传输能量或总传输时间。大量的仿真结果来评估所提出的算法，并表明再生码可以实现更低的传输能量和更短的传输时间的数据再生比传统的最大距离可分离（MDS）码。
2018-07-23 cs.DC cs.IT math.IT
Achieving uniform side information gain with multilevel lattice codes over the ring of integers
本文提出基于整数环上Construction π_A格的CRT格索引编码方案，推导边信息增益上界及均匀性条件，并通过理论分析与设计实例验证其有效性。
2025-01-24 cs.IT math.IT
Quantum Wiretap Channel Coding Assisted by Noisy Correlation
研究用户共享量子态资源下的量子窃听信道私有经典容量，提出利用资源态构建秘密通信码的方法，并给出渐近满足多字母逆界的辅助私有容量下界。
2024-06-11 cs.IT math.IT quant-ph
Channel coding against quantum jammers via minimax
Institute for Quantum Information, RWTH Aachen University（亚琛工业大学量子信息研究所）
本文提出了一种极小极大方法，用于表征在不同共享资源模型下完全量子任意变化信道的容量，并证明其与复合信道容量一致。
2026-02-26 cs.IT math.IT quant-ph
Multi-answer Constrained Optimal Querying: Maximum Information Gain Coding
针对多答案约束查询问题，提出最大信息增益编码（MIGC），推广GBSC至D元情况，理论证明最优性，并在实际场景中优于GBSC和香农编码。
2024-05-27 cs.IT math.IT
Fault-tolerant Coding for Entanglement-Assisted Communication
该研究将量子信道容错编码方法扩展至纠缠辅助通信场景，证明门错误趋近零时容错容量趋近常规容量，引入容错纠缠蒸馏工具并提升技术模块化程度以适配更多场景。
2024-02-06 cs.IT math-ph math.IT
Helper-Assisted Coding for Gaussian Wiretap Channels: Deep Learning Meets PhySec
University of Texas at Arlington（阿灵顿得克萨斯大学）；Arizona State University（亚利桑那州立大学）
本文提出利用深度学习和密码学工具设计显式短块长编码，以提高高斯窃听信道中发射端与助手的合作安全性及信息保密性。
2026-01-28 cs.IT math.IT
A Minimax Converse for Quantum Channel Coding
本文证明了发送端和接收端之间的正部分转置信道辅助下的量子信道编码的一次“极小极大”逆界。该约束是类似的精神，由Polyanskiy，穷人，和Verdu [IEEE的反。Theory 56，2307-2359（2010）]，并且还享有使得优化的顺序能够互换的鞍点性质。等价地，该界可以表示为满足强对偶的半定规划。边界的凸性质意味着通道对称性可以大大简化优化，使我们能够显式计算几个简单量子比特通道的有限块长度行为。特别是，我们发现，有限的块长度逆语句的经典擦除通道适用于辅助量子擦除通道，而经典的二进制对称通道的界限适用于辅助退相和去极化通道。这意味着这些量子比特通道继承了关于大块长度的渐近极限的陈述，例如强逆或二阶逆速率，从它们的经典对应物。此外，对于失相信道，有限块长度界限与经典二进制对称信道的有限块长度界限一样紧，因为经典相位误差的编码产生等效执行的无辅助量子码。
2015-05-29 cs.IT math.IT quant-ph
A Low-Complexity, Full-Rate, Full-Diversity 2 X 2 STBC with Golden Code's Coding Gain
本文提出了一种适用于2发射天线、2接收天线多输入多输出（MIMO）系统的低ML译码复杂度、全速率、全分集空时分组码（STBC），其编码增益等于任何QAM星座的最佳和众所周知的Golden码。最近，已经提出了两种码（由Paredes、Gershman和Alkhansari以及由Sezginer和Sari），其相对于Golden码享有较低的解码复杂度，但是具有较小的编码增益。本文提出的$2\times 2$空时分组码对非正方形QAM星座的译码复杂度低于Golden码，而对正方形QAM星座的译码复杂度与Golden码相同。与Paredes-Gershman-Alkhansari码和Sezginer-Sari码相比，该码在非矩形QAM星座中具有相同的译码复杂度。仿真结果，比较码字出错率（CER）的性能，提出。
2008-06-11 cs.IT math.IT
A Low-decoding-complexity, Large coding Gain, Full-rate, Full-diversity STBC for 4 X 2 MIMO System
提出了一种适用于4发送2接收（$4\times 2$）多输入多输出（MIMO）系统的低译码复杂度、全分集、全速率空时分组码（STBC）。对于这样的系统，已知的最好的码是DjABBA码，并且最近，Biglieri、Hong和Viterbo提出了另一种STBC（BHV码），其具有比DjABBA低的解码复杂度，但是不具有像DjABBA码那样的全分集。本文提出的码具有相同的解码复杂度的平方QAM星座的BHV码，但也有全分集。与DjABBA码族中的最佳码相比，我们的码具有更低的译码复杂度，更好的编码增益，因此也有更好的误码性能。仿真结果证实了这些。
2008-06-11 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
Coding Gain for Age of Information in a Multi-source System with Erasure Channel
本文研究多源系统经 GE 擦除信道传输更新时的 AoI，采用轮询调度与 MDS 编码，刻画长码长平均 AoI，并给出获得最大编码增益的最优编码速率。
2023-04-22 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
Index Coded PSK Modulation
本文研究了AWGN信道下有噪索引编码问题。我们给出了一个算法，以映射的索引编码的比特到适当大小的PSK符号，使得对于给定的索引码，在一般情况下，接收机与大量的边信息将获得的错误性能的概率相比，具有较少的量，这取决于所使用的索引码。我们称之为\textbf{PSK side information coding gain}。此外，我们表明，接收器与大量的边信息获得此编码增益，除了带宽增益，而接收器与少量的边信息权衡此编码增益与带宽增益。此外，在一般情况下，接收器之间的最佳和最差的性能之间的差异被证明是成比例的索引码的长度。
2015-10-05 cs.IT math.IT
Fast-Decodable MIDO Codes with Large Coding Gain
本文提出了一种新的方法，以获得全分集，速率2（每信道使用2个复符号的速率）空时分组码（STBC），是全速率的多输入，双输出（MIDO）系统。使用该方法，构造了用于$4\times2$、$6 \times 2$、$8\times2$和$12 \times 2$系统的速率为2的空时分组码，并且这些空时分组码是快速ML可解码的，具有大的编码增益，并且由这些空时分组码组成的空时分组码方案具有非零行列式（NVD），使得它们对于它们各自的MIDO系统是DMT最优的。本文还证明了SR码[R.韦赫卡拉赫蒂角Hollanti和F. Oggier，“Fast-Decodable Asymmetric Space-Time Codes from Division Algebras，”IEEE Trans. Inf. Theory，Apr.2012]，其具有与本文中为$4\times2$系统构造的STBC相同的代数结构，所述STBC在具有4-/16-QAM的大编码增益的$4\times2$ MIDO系统的已知速率-2 STBC中具有最低的ML解码复杂度。这也肯定地解决了先前的猜想，即基于SR码的STBC方案具有NVD特性，因此对于$4\times2$系统是DMT最优的。
2013-04-24 cs.IT math.IT
Cooperative Transmission Protocols with High Spectral Efficiency and High Diversity Order Using Multiuser Detection and Network Coding
协同传输是一种利用无线信道广播特性的新兴通信技术。然而，由于低频谱效率和正交信道的要求，其在未来无线网络中的应用潜力是有限的。本文利用多用户检测和网络编码技术，提出了一种具有高频谱效率、分集阶数和编码增益的协作传输协议。与传统的单用户检测协作传输协议相比，多用户检测协作传输协议的分集增益仅针对一个源用户，其优点是一个用户链路的改善也能使其他用户受益。另外，在中继站处使用MUD提供了可以采用网络编码的环境。充分利用中继站与目的站之间的链路，可以获得较高的编码增益和分集阶数。从分析和仿真结果可以看出，所提出的协议实现更高的分集增益，更好的渐近效率，和更低的比特出错率，相比传统的多用户检测和现有的合作传输协议。
2007-04-25 cs.IT math.IT
Adaptive Network Coding Schemes for Satellite Communications
在本文中，我们提出了两个新的物理层感知的自适应网络编码和编码调制方案的时变信道。所提出的方案已被应用到不同的卫星通信场景与不同的往返时间（RTT）。相比自适应网络编码，和经典的非自适应网络编码方案的时变信道，作为基准，所提出的方案表明，自适应的数据包传输的信道变化和相应的擦除的基础上允许显着的增益吞吐量，延迟和能源效率。我们揭示了能源效率和延迟吞吐量增益之间的权衡，表明保守的自适应方法，有利于更少的传输下高擦除，可能会导致更高的延迟和更少的吞吐量增益相比，非保守的方法，有利于更多的传输占高擦除。
2017-04-15 cs.IT math.IT
Coding Schemes and Asymptotic Capacity of the Gaussian Broadcast and Interference Channels with Feedback
针对具有相关噪声和反馈的无记忆高斯广播信道，提出了一种编码方案。对于除-1以外的所有噪声相关性，当信噪比趋于无穷大时，该方案实现的和速率与完全合作界限之间的差距消失。当相关系数为-1时，反馈提供的增益是无界的，并且前对数加倍。当相关系数为+1时，我们证明了二分法：如果噪声方差相等，则反馈是无用的，否则，反馈提供无限的速率增益并使前对数加倍。然而，无限反馈增益需要完美的（无噪声）反馈。当反馈链路有噪声时，反馈增益是有界的，除非反馈噪声随着信噪比足够快地衰减到零。扩展到更多的接收机也讨论了无记忆高斯干扰信道的反馈。
2013-10-20 cs.IT math.IT
MaskCode: Mask Transformer for Feedback-Assisted Coding With Linear Block Codes
Chungnam National University（忠南国立大学）；Purdue University（普渡大学）；Seoul National University（首尔大学）
针对现有基于机器学习的反馈编码方案对外部码结构不了解的问题，提出MaskCode，一种结合线性分组码的级联编码系统用Transformer反馈码，经评估其在BCH和LDPC外部码上性能优于所有基线，获最高1.5 dB SNR增益。
2026-09-02 cs.IT cs.LG eess.SP
Analysis of Coding Gain Due to In-Loop Reshaping
本文针对视频编码中的环路内重映射技术开展理论与实验研究，证明熵编码器次优时该技术可提升编码效率，推导出PSNR增益闭式解且与标准测试序列实验结果吻合。
2024-06-19 cs.IT eess.IV math.IT
A Partial Compress-and-Forward Strategy for Relay-assisted Wireless Networks Based on Rateless Coding
本文提出部分压缩转发（PCF）方案，通过让一个中继在CF与AF模式间交替工作，并结合LT码联合译码，在至少一个中继信道质量较高时显著提升菱形中继网络的可达传输速率。
2024-01-11 cs.IT cs.SY eess.SY
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
High Performance Cooperative Transmission Protocols Based on Multiuser Detection and Network Coding
协同传输是一种利用无线信道广播特性的新兴通信技术。然而，由于低频谱效率和正交信道的要求，其在未来无线网络中的应用潜力是有限的。本文利用多用户检测和网络编码技术，提出了一种具有高频谱效率、分集阶数和编码增益的协作传输协议。与传统的单用户检测协作传输协议相比，多用户检测协作传输协议的分集增益仅针对一个源用户，其优点是一个用户链路的改善也能使其他用户受益。另外，在中继站处使用MUD提供了可以采用网络编码的环境。充分利用中继站与目的站之间的链路，可以获得较高的编码增益和分集阶数。从分析和仿真结果可以看出，所提出的协议实现更高的分集增益，更好的渐近效率，和更低的比特出错率，相比传统的多用户检测方案和现有的合作传输协议。从仿真结果来看，所提出的方案的性能接近最优，与两个性能上界相比，当平均比特出错率（BER）为10^{-6}时，性能差距为0.12dB，当平均BER为10^（-3）时，性能差距为1.04dB。
2008-01-26 cs.IT math.IT
A Fast Decodable Full-Rate STBC with High Coding Gain for 4x2 MIMO Systems
在这项工作中，一个新的快速解码空时分组码（STBC）的建议。该码是用于4x 2多输入多输出（MIMO）传输的全速率和全分集。由于码字的独特结构，所提出的码需要低得多的计算复杂性来提供最大似然（ML）解码性能。结果表明，当采用M元平方QAM星座时，ML译码复杂度仅为O（M^{4.5}）。最后，建议的代码具有最高的最小行列式在文献中已知的快速可解码的STBC。仿真结果表明，该码提供了最好的比特出错率（BER）性能之间的国家的最先进的空时分组码。
2014-01-06 cs.IT math.IT
Network Coding over a Noisy Relay : a Belief Propagation Approach
近年来，网络编码已经被研究为在无线网络中获得改进的方法。以前的工作的一个典型的假设是，中继节点执行网络编码可以解码的消息从源完美。在一个简单的中继网络上，我们设计了一个方案，即使在中继节点不能完全解码其接收到的消息时，也能获得网络编码增益。在我们的方案中，在中继节点的操作类似于在信念传播的消息传递，发送对数似然比（LLR）的网络编码的消息到目的地。仿真结果表明，在不同的信道条件下获得的增益。本文的目的不是给出一个理论结果，而是指出在嘈杂的情况下，网络编码与用户合作可能的相互作用。外信息传输（EXIT）图被证明是一个有用的工程工具，以分析性能的联合信道编码和网络编码在网络中。
2007-01-09 cs.IT math.IT
Distributed Source Coding using Abelian Group Codes
在这项工作中，我们考虑一个分布式的信源编码问题的联合失真标准取决于源和重建。这包括作为特殊情况的计算源的函数的问题，在一定的失真，也是经典的Slepian-Wolf问题，Berger-Tung问题，Wyner-Ziv问题，Yeung-Berger问题和Ahlswede-Korner-Wyner问题。虽然信息论中的流行趋势是使用香农随机编码参数来证明可扩展性结果，但是对于许多问题，使用结构化随机码提供了比非结构化随机码更高的速率增益。出于这一动机，我们提出了一个新的可实现的率失真区域，这个问题的离散无记忆源的基础上建立在阿贝尔群的“好”的结构随机嵌套代码。我们证明了这个问题的收益率超过传统的编码方案，使用随机非结构化代码。对于某些源和失真函数，新的速率区域严格大于Berger-Tung速率区域，Berger-Tung速率区域是迄今为止该问题最知名的可实现速率区域。此外，不存在已知的实现这些速率增益的非结构化随机编码方案。作为主要编码定理证明的一部分，还得到了使用阿贝尔群码的单用户信源编码的可扩展性能极限。作为推论，我们还证明了嵌套线性码实现香农率失真界的单用户设置。
2008-08-19 cs.IT math.IT
No-Pain No-Gain: DRL Assisted Optimization in Energy-Constrained CR-NOMA Networks
该文应用机器学习优化认知无线电启发的非正交多址接入（CR-NOMA）网络的传输策略，其中采用时分多址接入（TDMA）为多个主用户提供服务，能量受限的次用户通过NOMA接入主用户的时隙。在每个时隙期间，次用户执行两个任务：基于从主用户接收的信号的数据传输和能量收集。本文的目标是最大化的次用户的长期吞吐量，通过优化其发射功率和分时系数为它的两个任务。长期吞吐量最大化问题是具有挑战性的，因为需要作出决策，产生长期收益，但可能会导致短期损失。例如，当在给定时隙中，具有大信道增益的主用户进行发送时，直觉建议次用户由于来自主用户的强干扰而不应执行数据发送，而是仅执行能量收集，这导致该时隙的零数据率，但产生潜在的长期益处。在本文中，深度强化学习（DRL）的方法来模拟这种直觉，其中深度确定性策略梯度（DDPG）算法与凸优化一起使用。我们的仿真结果表明，建议的DRL辅助NOMA传输方案可以产生显着的性能增益超过两个基准计划。
2021-04-13 cs.IT math.IT
Beamforming Optimization for Intelligent Reflecting Surface Assisted MIMO: A Sum-Path-Gain Maximization Approach
近年来，智能反射面（IRS）技术已经成为一种具有吸引力的技术，它能够以低硬件成本和低功耗实现无线通信。在这封信中，我们考虑了IRS辅助的点对点多输入多输出（MIMO）系统，其中源与其目的地的IRS的帮助下进行通信。我们的目标是最大限度地提高频谱效率的系统，通过联合优化（主动）预编码在源和（被动）移相器（PS）在IRS。然而，这原来是一个棘手的混合整数非凸优化问题。为了规避棘手的问题，我们提出了一个新的和路径增益最大化（SPGM）标准，以获得高质量和有效的次优解决方案，这个问题。具体地说，PS的设计首先基于一个简化的优化问题，其目的是最大化源和目的地之间的空间路径的和增益。然后，利用一种低复杂度的交替方向乘子法（ADMM）算法来解决这个简化问题。最后，利用上述获得的PS，通过对源和目的地之间的有效信道执行奇异值分解（SVD）来导出源预编码。数值结果表明，所提出的方案可以达到接近最优的性能。
2020-03-16 cs.IT math.IT
Quantum source-channel coding and non-commutative graph theory
Alice和Bob从某个有限集合或某个子空间接收到一个二分态（可能是纠缠态）。爱丽丝通过一个有噪声的量子信道向鲍勃发送一条消息，这样鲍勃就可以确定初始状态，而错误的机会为零。例如，该框架包括隐形传态、密集编码、纠缠辅助的量子信道容量以及函数评估的单向通信复杂性。对于经典的信源和信道，这个问题可以使用图同态来分析。我们表明，这个量子版本可以使用非交换图（图的算子空间推广）上的同态进行分析。以前的Lovász $\vartheta$数已被推广到非交换图，我们表明这是一个同态单调，从而提供量子源信道编码的界限。我们推广了Schrijver和Szegedy数，并证明它们也是单调的。作为应用，我们构造了一个量子信道，其纠缠辅助的零差错单次容量只能通过非最大纠缠态来解锁。这些同态允许非交换图的色数的定义。许多悬而未决的问题提出了一个更充分的理论的可能性。
2015-10-18 cs.IT math.IT quant-ph
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
Subcarrier Pairing as Channel Gain Tailoring: Joint Resource Allocation for Relay-Assisted Secure OFDMA with Untrusted Users
研究了具有非信任用户的协作安全正交频分多址（OFDMA）通信系统中的联合资源分配问题，包括子载波分配、子载波配对（SCP）和功率分配的优化.放大和转发（AF）和解码和转发（DF）的操作模式被认为是与源和中继的单独的功率预算约束。在找到AF中继系统的最优子载波分配问题后，证明了联合功率分配问题是一个广义凸问题，并给出了最优解。与传统的信道增益匹配观点相比，最优SCP被强调为信道增益剪裁的一个新概念。我们证明了最优SCP对子载波，使得有效信道增益之间的方差最小化。对于DF中继系统，我们表明，取决于源和中继的功率预算，SCP可以是在一个从属的角色，它提高了能量效率，或在一个主要的角色，它提高了系统的频谱效率。在AF中继系统中，我们证实了SCP的关键作用，并提高了系统的频谱效率。仿真结果验证了SCP的信道增益剪裁特性以及SCP在提高协作通信系统频谱和能量效率方面的各种作用。
2019-01-11 cs.IT math.IT
The Impact of Partial Packet Recovery on the Inherent Secrecy of Random Linear Coding
本文考虑一个源，它采用随机线性编码（RLC）编码的消息，一个合法的目的地，它可以恢复的消息，如果它收集了足够数量的编码数据包，和窃听。窃听者积累足够的编码数据包来恢复消息的概率，称为拦截概率，已经在文献中进行了研究。在我们的工作中，窃听者不放弃其努力，以获得源消息，如果RLC解码已不成功，相反，它采用部分数据包恢复（PPR）离线，努力修复错误接收的编码数据包之前，它再次尝试RLC解码。结果表明，在信道条件良好的情况下，与RLC解码相比，PPR辅助RLC解码略微增加了截获概率。然而，随着信道条件恶化，即使窃听者经历与目的地相似或更差的信道条件，PPR辅助的RLC解码也显著提高了窃听者恢复源消息的机会。
2022-03-23 cs.CR cs.IT math.IT
Sparse Ternary Codes for similarity search have higher coding gain than dense binary codes
University of Geneva（日内瓦大学）
本文研究了模式识别中的近似最近邻（ANN）搜索问题，其中数据库中的特征向量被编码为紧凑代码，以加快在大规模数据库中的相似性搜索。从信息论的角度考虑ANN问题，我们将其解释为一种编码，将原始特征向量映射到熵较小的稀疏表示，同时要求它们尽可能提供信息。然后，我们定义的编码增益ANN搜索使用信息理论的措施。接下来，我们表明，这个问题的经典方法，其中包括二进制化的投影向量是次优的。相反，适当设计的三进制编码实现更高的编码增益和更低的复杂度。
2017-04-25 cs.CV cs.IR cs.IT
Mixing RIS-Assisted Sources with FSO Link
这封信提出并评估了可重构智能表面（RIS）辅助源多用户混合射频（RF）/自由空间光（FSO）中继网络与机会用户调度的性能。封闭形式的解析近似推导出中断概率和平均符号错误概率（ASEP）假设瑞利和伽马-伽马衰落模型的RF和FSO信道，分别。此外，为了更深入地了解系统的行为，系统在高信噪比（SNR）制度，从而推导和分析的分集阶数和编码增益进行了研究。结果表明，系统性能受最差跳数的影响，分集阶数为Gd = min（KN，alpha，beta，zeta^2），其中K为RF用户数，N为每个用户的反射单元数，alpha和beta为FSO链路的大气湍流参数，zeta^2为FSO链路对准质量的度量。此外，研究结果表明，对于相同的分集阶数，N比K通过编码增益Gc对系统性能的影响更大。
2020-12-22 cs.IT eess.SP math.IT
Energy-Efficient Fixed-Gain AF Relay Assisted OFDM with Index Modulation
为了拓宽应用场景并降低能耗，本文提出了一种能量有效的固定增益放大转发中继辅助的正交频分复用（OFDM-IM）方案。所提出的系统既不需要瞬时的信道状态信息（CSI），也不需要复杂的处理在中继节点。它的工作原理是基于功率分配方案，在给定中断概率约束的情况下，使源节点和中继节点的发射功率之和最小化。通过一系列的问题转换和简化，我们将原来的功率分配问题转化为它的放松版本，并使用凸规划技术解决它。为了揭示所提出的功率分配方案的计算效率，我们分析了其计算复杂度。数值仿真结果表明，该优化方案与暴力搜索相比，损失可以忽略不计，但计算复杂度可以大大降低。
2020-06-08 cs.IT eess.SP math.IT
A short note on the kissing number of the lattice in Gaussian wiretap coding
证明了在$n=24m+8k$维偶幺模格上，若最短向量长度为$\geq 2m$，则随着长度为$2m$的向量数的减少，保密增益增加.我们也将在一般的幺模格上证明一个类似的结果。此外，假设Belfiore和Solé的猜想，我们将计算随着向量数量的变化，保密增益的逆之间的差异。最后，我们将通过一个例子证明，存在两个相同维数的格，它们具有相同的最短向量长度和相同的接吻数，但具有不同的保密增益。
2012-09-17 cs.CR cs.IT math.IT
Entanglement-Assisted Coding for Arbitrary Linear Computations Over a Quantum MAC
本研究针对量子多址信道上的线性计算问题（LC-QMAC），基于stabilizer formalism和EAQECC思想提出一种可达方案，通过构造自正交矩阵和预编码矩阵最小化辅助qudits，实现了比现有最佳方法更高的计算率并在部分情况下达到容量。
2025-01-27 cs.IT cs.NI eess.SP
Interference Impact on Decode-and-Forward Relay Networks with RIS-Assisted Source and Relays
在这封信中，我们考虑的情况下，解码和转发中继网络与可重构智能表面（RIS）辅助源和中继干扰的存在。在瑞利衰落信道和机会中继的条件下，推导出了系统中断概率的近似解析表达式。此外，我们还研究了高信噪比（SNR）条件下的系统行为，获得并分析了分集阶数和编码增益。结果表明，该系统可以达到Gd = min（N1，N2）K的分集阶数，其中N1和N2分别为源端和中继端的反射单元数，K为中继端的数目。此外，研究结果表明，对于相同的分集阶数，利用一个中继与多个反射元件提供更好的性能比利用多个中继与一个单一的反射元件。此外，研究结果表明，在目的地的干扰是更严重的系统性能比中继干扰。因此，在相同的干扰功率下并且对于固定数量的中继器K，结果表明，第一跳主导性能N1 < N2的情况在编码增益方面比N2 < N1的情况给出更好的结果。
2021-01-07 cs.IT eess.SP math.IT
A non-commutative analogue of the Odlyzko bounds and bounds on performance for space-time lattice codes
本文考虑了多个独立瑞利衰落块的空时编码。特别是，我们将集中在格型空时码的编码增益的上限块的数量增长。Bayer等人在2006年曾在单天线情况下考虑过该问题。对他们的工作至关重要的是Odlyzko对代数数域的判别式的界限，因为这为数域代码的归一化编码增益提供了上限。在MIMO环境中，自然码是从定义在数域上的除代数构造的，并且编码增益由相应的（非交换）代数的判别式来测量。在本文中，我们将开发类似的Odlyzko界在这种情况下，并显示这些界限如何限制一个非常一般的家庭的划分代数为基础的空时码的归一化编码增益。这些界限也可以作为基准在实际的代码设计和作为工具来分析性能的渐近边界的独立衰落块的数量增加。
2014-08-20 cs.IT math.IT math.NT
