Performance Analysis on The Basis of a Comparative Study Between Multipath Rayleigh Fading And AWGN Channel in The Presence of Various Interference
干扰是当前无线通信中最重要的问题。在无线通信中使用各种信道。在这里，我想展示两个不同的信道- AWGN和多径瑞利衰落信道的基础上的性能分析。这是对各种调制技术的比较分析。在这里，我还测量了不同调制技术的比特出错率，并比较了不同信道的误码率。我的目标是比较不同类型的信道和调制器的发射机和接收机的不同特性。
2014-04-09 cs.IT cs.NI math.IT
Implementation of ASK, FSK and PSK with BER vs. SNR comparison over AWGN channel
本文主要讨论了ASK、FSK、PSK三种基本的数字调制过程。这些调制方案的特征在于它们的传输符号，这些符号由以逐渐间隔的间隔出现的离散值集合组成。针对特定应用选择数字调制技术不仅取决于带宽效率和实现复杂度，还取决于比特误码率（BER）和信噪比。二进制调制方法使用两级符号，易于实现，提供良好的错误证实。误码率（BER）是用于评估信号数据从一个位置传输到另一个位置的系统的关键参数。SNR是信号和噪声功率如何相互比较的公知度量。它直接影响系统的误码性能。在本文中，我们已经实现了ASK，FSK和PSK使用MATLAB。余弦信号被用作载波。本文以AWGN信道下的信噪比为参考因子，对ASK、FSK和PSK三种调制方式的信道利用率进行了比较研究。
2020-02-10 cs.IT eess.SP math.IT
Codeword-Independent Performance of Nonbinary Linear Codes Under Linear-Programming and Sum-Product Decoding
考虑一种编码调制系统，其中非二进制编码符号直接映射到非二进制调制信号。证明了当调制器-信道组合满足一定的对称性条件时，码字出错率性能与发送码字无关。结果表明，这一结果适用于线性编程解码器和总和产品解码器。特别地，这为映射到PSK星座的非二进制码提供了自然的调制映射，用于在诸如AWGN信道或具有AWGN的平坦衰落信道的无记忆信道上传输。
2008-05-19 cs.IT math.IT
Geometrically-Shaped Multi-Dimensional Modulation Formats in Coherent Optical Transmission Systems
在多维（MD）空间中对调制格式进行整形是在加性高斯白噪声（AWGN）信道和光纤信道中获得频谱效率增益的有效方法。本文第一部分对现有的用于光纤通信的MD几何形状调制进行了综述。研究表明，通过利用维度中的相关性或/和增加调制格式的基数，可以获得较大的增益。实际的限制和挑战也讨论了有效的解决方案。在第二部分中，我们通过最大化AWGN信道的广义互信息，将最近提出的基于正交对称约束的四维（4D）调制格式族扩展到高达10 bit/4D-sym的高频谱效率。多跨光纤传输系统的可达性增加了25%。最后，在最近引入的非线性干涉（NLI）模型的帮助下，为单跨光纤系统设计非线性容忍的4D调制格式的优化。仿真结果表明，所提出的基于NLI模型的4D调制格式可以提高有效信噪比约0.25 dB的AWGN信道优化的4D调制格式。
2022-09-01 cs.IT eess.SP math.IT
Anytime coding on the infinite bandwidth AWGN channel: A sequential semi-orthogonal optimal code
众所周知，在没有带宽约束的情况下，正交编码可以用来逼近功率受限的AWGN信道的香农容量。这种对应关系描述了脉冲位置调制的半正交变化，其本质上是顺序的--比特可以被"流传输“，而不必在发射机处缓冲比特块。ML解码导致作为容许的接收器延迟的函数的指数小的错误概率，并且因此最终导致每个发送比特上的零错误概率。在高速率的制度，匹配上界给出的延迟误差指数。最后，我们对反馈案例以及与单位成本容量问题的联系进行了一些评论。
2006-10-26 cs.IT math.IT
Error Performance Analysis of DF and AF Multi-way Relay Networks with BPSK Modulation
本文分析了解码转发（DF）和放大转发（AF）多路中继网络（MWRN）的误码性能。我们考虑一个MWRN与成对的数据交换协议，使用二进制相移键控（BPSK）调制在加性高斯白噪声（AWGN）和瑞利衰落信道。我们量化的$L$ -用户DF或AF MWRN中可能的错误事件，并推导出准确的渐近界的概率为一般情况下，用户不正确地解码的消息，正是$k$（$k\in[1,L-1]$）用户。我们表明，在高信噪比（SNR），高阶错误事件（$k\geq 3$）是不太可能在AF MWRN，但所有的错误事件是同样可能在DF MWRN。我们推导出在高信噪比条件下，在AWGN和瑞利衰落信道中，DF或AF MWRN中用户的平均BER。仿真结果验证了推导公式的正确性。我们的研究结果表明，在中高信噪比，DF MWRN提供更好的错误性能比AF MWRN在AWGN信道中，即使有大量的用户（例如，L=100）。然而，AF MWRN在瑞利衰落信道中甚至对于更少数量的用户（例如，$L > 10$）也优于DF MWRN。
2013-08-10 cs.IT math.IT
Probabilistic Shaping in MIMO: Going Beyond 1.53dB AWGN Gain With the Non-Linear Demapper
本文研究MIMO信道中的概率整形，利用基于球面解码的非线性解映射器，实现超过2dB的增益，突破AWGN 1.53dB的理论极限。
2025-04-25 cs.IT math.IT
Lower Bounds on Parameter Modulation-Estimation Under Bandwidth Constraints
我们考虑的问题，调制到一个带限信号的参数的值将在一个连续的时间，加性高斯白噪声（AWGN）信道传输，并估计此参数在接收机。性能通过平均功率- $α$误差（MP $α$ E）来测量，其被定义为绝对估计误差的最差情况$α$阶矩。研究了MP $α$ E的最佳指数衰减率与传输时间的关系。MP $α$ E指数上的两个上（逆）界推导出的基础上，已知的界限的AWGN信道的输入具有无限的带宽。计算了误差矩和信噪比的典型值的界，并分析了不同界的信噪比渐近性。将新的界限与已知的逆界限和可实现性界限进行比较，这些界限是从信道编码考虑中推导出来的。
2016-06-21 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
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
Multilevel Polar-Coded Modulation
提出了一个框架，允许联合描述和优化的二进制极性编码和多级编码（MLC）的方法，$2^m$ -ary数字脉冲幅度调制（PAM）。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，在这种编码调制方案采用极化码的比特标记的最佳选择规则的开发。AWGN信道的仿真结果。
2013-01-18 cs.IT math.IT
Geometric Shaping of 2-Dimensional Constellations in the Presence of Laser Phase Noise
在本文中，我们提出了一种几何成形（GS）策略，设计8，16，32和64进制调制格式的光纤信道中受到加性白高斯（AWGN）和相位噪声。星座进行了优化，以最大限度地提高广义互信息（GMI）使用不匹配的信道模型。所提出的格式表现出增强的信号噪声比（SNR）的宽容度在高相位噪声制度相比，其正交幅度调制（QAM）或AWGN优化的同行。通过把优化结果的上下文中的400 ZR实施协议，我们表明，GS单独可以放宽激光线宽（LW）或载波相位估计（CPE）的要求，400 Gbit/s的传输链路及以上。在GMI验证之后，根据根据400 ZR实施协议实施的软判决（SD）扩展汉明码（128，120）的后前向纠错（FEC）误码率（BER）检查了所呈现格式的性能。我们展示了高达1.2 dB的增益相比，64进制AWGN形格式。
2020-07-20 cs.IT math.IT
Modulated Sparse Superposition Codes for the Complex AWGN Channel
研究了一种适用于复加性高斯白噪声信道的广义稀疏叠加码。在MIMO中，根据设计矩阵来定义码本，并且通过将设计矩阵与稀疏消息向量相乘来生成每个码字。在标准的XML构造中，信息被编码在消息向量的非零条目的位置中。在本文中，我们推广的建设，并考虑调制SPARC，其中的信息编码的位置和值的非零条目的消息向量。我们专注于非零条目的情况下，从相移键控（PSK）星座的值。我们提出了一种计算效率高的近似消息传递（AMP）解码器，并获得了预测解码器的错误性能的状态演化参数的解析界。使用这些界限，我们表明，PSK调制的SPARC是渐近容量实现复杂的AWGN信道，无论是空间耦合或功率分配。我们还提供了数值模拟结果，以证明在有限的代码长度的错误性能。这些结果表明，将调制引入到OFDM设计中可以在不牺牲错误性能的情况下显著降低解码复杂度。
2021-05-11 cs.IT math.IT
On Continuous-Time White Phase Noise Channels
本文提出并讨论了加性高斯白噪声（AWGN）信道中存在白（无记忆）相位噪声时的连续时间模型。它示出，对于线性调制的波特采样滤波器的输出匹配的成形波形表示一个足够的统计。分析表明，相位噪声信道具有与AWGN信道相同的信息速率，但对平均信噪比有惩罚，惩罚的量取决于相位噪声统计。
2014-04-28 cs.IT math.IT
On Probabilistic Shaping of Quadrature Amplitude Modulation for the Nonlinear Fiber Channel
研究了多跨光通信系统的概率整形的不同方面。首先，加性高斯白噪声（AWGN）信道的数值分析研究了使用少量的输入概率质量函数（PMF）的信噪比（SNR）的范围，而不是优化每个SNR的星座整形的效果。它示出，如果一个小的惩罚，最多0.1 dB的SNR的完整的成形增益是可以接受的，只有两个成形的PMF需要每个正交幅度调制（QAM）在一个大的SNR范围。对于64 QAM输入的多跨波分复用（WDM）光纤系统，在1400 ~ 3000 km的距离内，只需要一个保偏光纤就可以在均匀输入上获得大的增益。使用最近开发的理论模型，扩展高斯噪声（GN）模型和全场分步模拟，我们说明了光纤传播后的有效SNR的概率整形的后果。我们的研究结果表明，对于一个固定的平均光发射功率，整形增益获得的光纤放大器和调制无关的非线性干扰（NLI）的噪声贡献，而整形同时导致罚款，因为它导致增加NLI。然而，发现这种非线性整形损耗具有相对较小的影响，并且使用调制相关GN模型优化整形的PMF证实了针对AWGN找到的PMF对于多跨光纤系统也是一个很好的选择。
2016-07-28 cs.IT math.IT
EML-AirComp: Layered Over-the-Air Computation from a Single Nomographic Gate
Technische Universität Dortmund（多特蒙德工业大学）；Linköping University（林雪平大学）
研究用于EML操作的可重复使用双输入AirComp门，避免特定节点非线性门设计。给定显式EML树，推导AWGN等实现，表征树的多项指标，通过示例给出误差条件，数字接口传播相关误差。
2026-07-21 cs.DC cs.IT cs.NI
Linear-Programming Decoding of Nonbinary Linear Codes
提出了环上非二元线性码的线性规划译码框架。该框架便于使用编码符号的直接调制映射的编码调制系统的基于线性编程的接收。证明了所得到的LP译码器具有“最大似然证书”性质。它还表明，解码器的输出是最低成本的伪码字。证明了线性规划的伪码字与图覆盖的伪码字的等价性。本文还证明了当调制器-信道组合满足一定的对称性条件时，系统的码字出错率性能与发送码字无关。两个替代的多面体用于线性规划解码的研究，它表明，对于许多类的代码，这些多面体产生的复杂性优势解码。这些多面体表示导致各种各样的经典非二进制线性码的多项式时间解码器。LP解码性能示出了[11，6]三进制Golay码与三进制PSK调制在AWGN上，在这种情况下，它示出的LP解码器的性能是码字错误率最佳的硬判决为基础的解码。LP解码也模拟了中等长度的三进制和四进制LDPC码与相应的PSK调制在AWGN。
2009-06-04 cs.IT math.IT
Golden Angle Modulation
与AWGN香农容量相比，正交幅度调制（QAM）表现出$π\mathrm{e}/6$的整形损失（$\approx1.53$ dB）。从植物中发现的特殊（叶子、花瓣和种子）包装排列（螺旋叶序）中获得灵感，引入了一种新颖的、形状通用的、圆形对称的调制方案，即黄金角调制（GAM）。盘形，和复杂的高斯近似钟形，GAM信号星座被认为是。对于贝尔GAM，高速率近似，和互信息优化配方，开发。Bell-GAM克服了QAM中的渐近整形损失，并提供了接近香农容量的性能。发射机资源有限的链路，如空间探测到地球，移动到基站，是GAM可能特别有价值的情况。
2017-08-20 cs.IT math.IT
On optimum parameter modulation-estimation from a large deviations perspective
我们考虑的问题，联合最佳调制和估计的实值随机参数，通过加性高斯白噪声（AWGN）信道，其中的性能指标是大偏差的估计行为，即，指数衰减率（作为观测时间的函数）的概率估计误差将超过一定的阈值。我们的基本结果是在提供最快的可实现的指数衰减率的精确表征，在所有可能的调制器估计器（发射机-接收机）对，其中调制器仅限于信号功率，但不限于带宽。该指数速率由AWGN信道的可靠性函数给出。我们还讨论了实现这种最佳性能的几种方法，其中之一是基于参数的量化，然后是最佳信道编码和调制，如果从联合信源-信道编码的角度来看，这会产生基于分离的发射机。这是尽管事实上，在一般情况下，当考虑误差指数，源通道分离定理不成立。我们还讨论了几个观察，修改和扩展这个结果在几个方向，包括其他渠道，和多维参数向量的情况下。关于后者，我们的发现之一是，在参数向量的维度中存在突然的阈值效应：在某个临界维度以下，过度估计误差的概率仍可能呈指数衰减，但超过该值，它必须收敛到1。
2012-03-20 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
Capacity and Modulations with Peak Power Constraint
实际的通信信道经常受到除平均功率之外的输入约束，诸如峰值功率约束。为了比较不同星座的可实现速率以及在这样的约束下的信道容量，适当地考虑这些约束是至关重要的。在本文中，我们提出了一种直接的方法来比较实际的输入星座和容量的限制下的可实现的速率。作为一个例子，我们研究了离散时间复值加性高斯白噪声（AWGN）信道的峰值功率约束下的容量与相移键控（PSK）和正交幅度调制（QAM）输入星座的可实现的速率进行比较。
2011-05-16 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
Iterative Detection and Decoding for Multiuser MIMO Systems with Low Resolution Precoding and PSK Modulation
近年来，低分辨率预编码技术在无线通信领域得到了广泛的关注。本研究的主题是结合信道编码的离散预编码。与以前的研究不同，我们提出了三种不同的软检测方法和迭代检测和解码方案，允许利用信道编码结合低分辨率预编码。除了一个精确的方法计算的外部信息，我们提出了两个近似降低计算复杂性。基于PSK调制和LDPC分组码的数值结果表明，在误码率方面，与基于常见AWGN信道模型的系统设计相比，具有更好的性能。
2021-05-19 cs.IT math.IT
On Generalized Minimum Distance Decoding Thresholds for the AWGN Channel
本文研究了加性高斯白噪声信道中的二相相移键控调制。我们的目标是使一个代数硬决定有界最小距离解码器的二进制分组码利用从解调器获得的软信息。这个想法可以追溯到Forney，并且基于将接收到的具有低可靠性的符号视为擦除。在解码器处的这种擦除是使用阈值来完成的，擦除可靠性低于阈值的每个接收到的符号。根据解码器的目标总体复杂度，该伪软判决解码可以从一个阈值T扩展到z>1个阈值T_1<.. <T_z for erasing received symbols with lowest reliability. The resulting technique is widely known as Generalized Minimum Distance decoding. In this paper we provide a means for explicit determination of the optimal threshold locations in terms of minimal decoding error probability. We do this for the one and the general z>1阈值的情况下，从最佳阈值位置问题的几何解释开始，并使用Zyablov的方法。
2009-05-18 cs.IT math.IT
A New Generalized Closed Form Expression for Average Bit Error Probability Over Rayleigh Fading Channel
除少数简单的数字调制技术外，衰落信道下平均误比特率的推导是一个复杂的过程。本文采用曲线拟合技术，将任意数字调制方案在加性高斯噪声（AWGN）上的误码率表示为一个简单的高斯函数。利用该高斯函数，导出了计算瑞利衰落信道下平均误码率的广义封闭形式表达式。我们的方法计算的误差概率和严格计算的误差概率的几个数字调制方案之间已经发现了很好的协议。
2012-09-30 cs.IT math.IT
Approaching Waterfilling Capacity of Parallel Channels by Higher Order Modulation and Probabilistic Amplitude Shaping
并行，加性高斯白噪声（AWGN）信道的平均和功率约束。它示出了如何注水香农容量可以接近高阶调制和概率幅度成形（PAS）。这是通过一种新的分销匹配方法来实现的，称为产品分销匹配（PDM）。通过可达速率分析了PDM的渐近性能。提出了一种优化输入分布的启发式算法，它使信令在目标频谱效率与固定速率前向纠错（FEC）码，而最佳的功率分配是由汞注水和一个简单的比特加载策略确保。使用5G低密度奇偶校验码的有限块长度仿真结果显示，与具有均匀输入分布的传统方案相比，功率节省约1 dB。
2018-04-05 cs.IT math.IT
Converse Bounds on Modulation-Estimation Performance for the Gaussian Multiple-Access Channel
研究了在均方误差（MSE）准则下，高斯多址接入信道（MAC）中两个独立的连续值参数的分别调制和联合估计问题。为此，我们首先改善了现有的下限上的MSE，获得使用的参数调制估计技术的单用户加性高斯白噪声（AWGN）信道。作为这项工作的主要贡献，这种改进的调制估计分析推广到两个用户的高斯MAC模型，这将可能成为一个重要的数学框架，在无线网络中的遥感问题的分析。我们提出了外边界的MSE的两个用户参数，这提供了一个折衷的MSE之间的平面中的可实现的区域，除了上界的MSE指数，即，这些MSE的指数衰减率的渐近制度的长块的可实现的区域。
2016-09-27 cs.IT math.IT
Modulation and Estimation with a Helper
研究带非因果噪声观测辅助者的 AWGN 参数传输，推导估计误差 α 阶矩界及能量约束下多场景编码调制可达性，并给出双指数差错衰减和容量超加性结论。
2024-03-24 cs.IT eess.SP 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
Regularized Zero-Forcing Precoding Aided Adaptive Coding and Modulation for Large-Scale Antenna Array Based Air-to-Air Communications
我们提出了一种正则化迫零发送预编码（RZF-TPC）辅助和基于距离的自适应编码和调制（ACM）方案，以支持航空通信应用，通过利用大规模天线阵列和链路自适应的高频谱效率。我们的RZF-TPC辅助和基于距离的ACM方案根据通信飞机之间的距离切换其模式。我们推导出封闭形式的渐近信号与干扰加噪声比（SINR）表达式的RZF-TPC的航空信道，这是Rician，依赖于一个非中心的信道矩阵，主要是由确定性的视线组件。现实的信道估计误差和同信道干扰的影响被认为是在这个近似的封闭形式的SINR公式的推导。此外，我们推导出的最佳正则化参数，最小化均方检测误差的解析表达式。基于我们的渐近近似SINR公式的可实现的吞吐量表达式，然后利用作为建议的RZF-TPC辅助和基于距离的ACM计划的设计指标。Monte-Carlo仿真结果验证了我们的理论分析，以及调查的关键系统参数的影响。仿真结果与理论结果吻合较好。在两个通信飞行器以920 km/h的典型巡航速度飞行、在相反方向上飞行达740 km的距离花费大约24分钟的时间段的特定示例中，RZF-TPC辅助的和基于距离的ACM能够借助于64个发射天线和4个接收天线来发射总共77兆字节的数据，其显著高于我们先前的本征波束成形发射预编码辅助和基于距离的ACM基准。
2018-07-17 cs.IT math.IT
Low Complexity Kolmogorov-Smirnov Modulation Classification
Institute of Network Coding, CUHK（香港中文大学网络编码研究所）；State Key Laboratory of Rail Traffic Control and Safety, BJTU（北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室）
本文将一种非参数的拟合优度检验方法Kolmogorov-Smirnov（K-S）检验应用于自动调制分类（AMC）。基本过程包括计算从接收信号导出的一些决策统计的经验累积分布函数（ECDF），并将其与每个候选调制格式下的信号的CDF进行比较。首先针对AWGN信道设计了基于K-S的调制分类器，然后将其应用于OFDM-SDMA系统中消除多用户干扰。针对K-S调制分类算法的复杂度问题，提出了一种基于K-S分类器鲁棒性的低复杂度方法。大量的仿真结果表明，与传统的基于累积量的分类器相比，所提出的K-S分类器提供了优越的分类性能，并需要较少的信号样本数（因此是快速的）。
2011-03-03 cs.IT cs.LG math.IT
On the Practical Performance of Noise Modulation for Ultra-Low-Power IoT: Limitations, Capacity, and Energy Trade-offs
National Institute of Telecommunications (Inatel)（国家电信研究所）
本文研究了噪声调制在超低功耗物联网中的实际性能，分析了其在衰落环境中的错误地板问题，并通过能量模型揭示了其与非相干调制在容量和SNR上的权衡。
2026-08-07 cs.IT eess.SP math.IT
Bandlimited Intensity Modulation
本文提出了一种在带限强度调制直接检测（IM/DD）信道上的新的带宽有效信令方法。信道可以被建模为具有非负输入和加性高斯白噪声（AWGN）的带限信道。由于非负性约束，相干带限信道的标准方法不能在这里应用。先前建立的用于IM/DD信道的技术需要两倍于传统相干信道所需带宽的带宽。我们提出了一种方法，在不大于比特率的带宽中无符号间干扰地传输。这是通过将奈奎斯特或根奈奎斯特脉冲与恒定偏置相结合并使用高阶调制格式来实现的。事实上，我们可以用与相干传输相等的带宽进行传输。所需的平均光功率和带宽之间的权衡进行了研究。取决于所需的带宽，通过参数线性脉冲（所谓的“优于奈奎斯特”脉冲或根升余弦脉冲）获得最省电的传输。
2012-03-01 cs.IT math.IT
Capacity Achieving Modulation for Fixed Constellations with Average Power Constraint
在平均功率约束下，有限信号星座的概率质量函数（PMF）容量在大多数情况下是不均匀的。产生非均匀输入PMF的一种常见方法是Huffman整形，其包括首先通过采样的高斯密度来近似实现PMF的容量，然后计算采样的高斯密度的Huffman码。霍夫曼码然后被用作无前缀调制码。这一办法在实践中显示出良好的效果，但可能导致能力方面的重大差距。在这项工作中，提出了一种方法，有效地构造最佳的前缀自由调制码的任何有限的信号星座的平均功率约束在加性噪声。建议的代码操作接近所需的能力。这项工作的主要部分阐述了这个属性的分析证明。将该方法应用于AWGN中的64-QAM，并给出了数值结果，结果表明，与Huffman整形相反，通过使用该方法，可以在整个参数范围内非常接近容量地操作。
2011-06-27 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
Performance Improvement of LoRa Modulation with Signal Combining and Semi-Coherent Detection
在本文中，我们研究了当网关配备多个天线时低功率远程（LoRa）调制的性能改进。我们得出的最佳决策规则，为相干和非相干检测时，合并从多个天线接收到的信号。为了提供有关信号组合如何使LoRa系统受益的见解，我们分别给出了AWGN和瑞利衰落信道中相干和非相干检测的符号/比特错误概率的表达式。此外，我们还提出了一种迭代半相干检测，不需要任何开销来估计信道状态信息（CSI），而其性能可以接近理想的相干检测。仿真和分析结果表明，非常大的功率增益，或覆盖范围的扩展，所提供的使用多个天线的所有考虑的检测方案。
2021-06-22 cs.IT eess.SP math.IT
Modulation in the Air: Backscatter Communication over Ambient OFDM Carrier
环境反向散射通信（AmBC）使得射频（RF）供电的反向散射设备（BD）（例如，传感器、标签）以空中方式在环境RF载波上调制它们的信息比特。这种技术也被称为“空中调制”，因此已经成为未来物联网实现绿色通信的一种有前途的解决方案。本文研究了一种利用空中环境正交频分复用（OFDM）调制信号的AmBC系统。我们首先从扩频通信的角度对AmBC系统进行建模，并在此基础上提出了一种新的BD波形和接收机检测器的联合设计。BD符号周期通常被设计为OFDM符号周期的整数倍，并且BD比特“0”的波形在BD符号周期内保持相同的状态，而BD比特“1”的波形在BD符号周期内的每个OFDM符号周期的中间具有状态转换。在接收机检测器的设计中，我们构造的测试统计量，消除了直接链路的干扰，通过利用周围的OFDM信号的重复结构，由于使用循环前缀。对于单天线接收系统，提出了最大似然检测器来恢复BD比特，并给出了最佳阈值的封闭表达式。对于多天线接收系统，我们提出了一种新的检验统计量，并推导出了最优检测器。提出了实用的定时同步算法，并分析了系统参数对系统性能的影响。最后，大量的数值结果被提供来验证所提出的收发器设计可以改善系统的误码率（BER）性能和工作范围显着，并实现更高的数据率，相比于传统的设计。
2017-04-10 cs.IT math.IT
Code-Domain Grouped Index Modulation for Spectrally Efficient Spread-Spectrum Communications
National Mobile Communications Research Laboratory, Southeast University（东南大学 移动通信国家重点实验室）；Purple Mountain Laboratories（紫金山实验室）
针对传统CIM在高传输速率下信息分配受限的问题，提出CGIM方法，通过分组扩频码实现并行检测，在相同速率下比传统CIM获得更优的误码率性能。
2026-08-26 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
Adaptive Coding and Modulation for Large-Scale Antenna Array Based Aeronautical Communications in the Presence of Co-channel Interference
为了满足"云上互联网"的需求，提出了一种多天线辅助的航空通信自适应编码调制（ACM）。所提出的ACM方案根据通信飞机之间的距离来切换其编码和调制模式，这在机载雷达或全球定位系统的帮助下是容易获得的。我们推导出一个渐近封闭形式的信号干扰噪声比（SINR）的发射天线的数量趋于无穷大，在现实的同信道干扰和信道估计误差的存在下。可实现的传输速率和相应的模式切换距离阈值很容易获得基于这个封闭形式的SINR公式。Monte-Carlo模拟结果被用来验证我们的理论分析。对于32个发射天线和4个接收天线在5GHz载波频率下通信并使用6MHz带宽的特定示例，其被多个其他通信飞行器对重用，所提出的基于距离的ACM能够在通信距离小于25 km时提供高达65.928 Mbps的数据率。
2017-11-25 cs.IT math.IT
Non-Orthogonal Time-Frequency Space Modulation
本文提出基于时频空间变换的非正交时频空间调制及过载时延-多普勒调制技术，结合改进球形译码，提升高移动性通信的频谱效率与低延迟性能。
2024-02-06 cs.IT eess.SP math.IT
Polar Coding for Fading Channels
提出了一种适用于衰落信道的极化码方案。更具体地说，重点是高斯衰落信道与BPSK调制技术，其中等效信道可以建模为一个二进制对称信道与不同的交叉概率。针对可变信道状态，提出了一种分层利用极化码的编码方案。特别地，通过观察不同衰落块上的不同二进制对称信道的极化，对应于不同极化的每个信道使用被建模为二进制擦除信道，使得极化码可以被采用以在块上编码。结果表明，所提出的编码方案，没有瞬时信道状态信息在发送端，实现了相应的衰落二进制对称信道的容量，这是从底层的衰落AWGN信道通过调制方案构造。
2013-04-13 cs.IT math.IT
An Efficient Algorithm to Calculate BICM Capacity
比特交织编码调制（BICM）是在带宽受限的AWGN信道上实现可靠通信的一种实用方法。对于具有2^m个点的信号点星座，BICM用长度为m的位串标记信号点，然后在发射机和接收机处分别处理这m个比特。BICM容量被定义为某一可实现速率的最大值。必须对比特的概率质量函数（pmf）进行最大化。这是一个非凸优化问题。到目前为止，最佳比特pmf是通过穷举搜索确定的，其复杂度为m。在这项工作中，一个算法称为位交替凹凸方法（Bacm）的发展。该算法计算BICM容量的复杂度约为m^3。该算法迭代地应用凸优化技术。利用Bacm计算了4、8、16、32和64-PAM在AWGN网络中的BICM容量。对于超过8个点的PAM星座，给出的值是文献中已知的第一个结果。
2012-06-01 cs.IT math.IT
Rate-Compatible Polar Codes for Wireless Channels
本文提出了一种适用于HARQ通信的速率兼容极化码的设计方案。所提出的设计的一个重要特征是，在短长度的基码上以低复杂度选择打孔顺序，然后将其进一步极化到期望的长度。一个实用的速率匹配系统，具有灵活性，选择任何所需的速率，通过打孔或重复，同时保持极化的建议。所提出的速率匹配系统与信道交织和比特映射过程相结合，该比特映射过程在比特交织编码调制系统上保留速率兼容的极化码族的极化。在AWGN信道和快衰落信道下，采用不同调制阶数的仿真结果表明，该极化码在Chase合并和增量冗余HARQ通信中都具有较好的鲁棒性。
2015-08-31 cs.IT math.IT
On the Capacity-Achieving Input of the Gaussian Channel with Polar Quantization
极化接收机架构是一种接收机设计，它捕获信号的包络和相位信息，而不是其同相和正交分量。一些研究已经证明了极坐标接收机对相位噪声和其他非线性的鲁棒性。然而，在文献中还没有研究过具有有限精度量化器的极性接收机的信息理论极限。这项工作的主要贡献是确定的最佳信令策略的加性高斯白噪声（AWGN）信道与极性量化的输出。更确切地说，我们表明，实现容量的调制方案具有幅度相移键控（APSK）结构。使用这个结果，在输出端具有极性量化的AWGN信道的容量通过数值优化幅度的概率质量函数来建立。最后给出了采用$b_1$比特相位量化器和优化的单比特幅度量化器的极化量化AWGN信道的容量。我们的数值研究结果表明，存在的信噪比（SNR）阈值，高于最佳APSK方案的幅度电平的数量和它们各自的概率突然改变。此外，实现容量的输入随SNR增加而演变的方式取决于相位量化比特的数量。
2022-07-06 cs.IT eess.SP 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
Over-the-Air Majority Vote Computation with Modulation on Conjugate-Reciprocal Zeros
本文提出三种基于共轭倒数零点调制的空中多数投票计算方法，无需瞬时信道状态信息即可在接收端利用直接零点检测解码器完成投票计算，并通过差分和索引编码降低计算错误率。
2024-07-10 cs.IT eess.SP math.IT
Towards Optimal Constellation Design for Digital Over-the-Air Computation
KTH Royal Institute of Technology（皇家理工学院）；Digital Futures of KTH（KTH数字未来中心）；Imperial College London（帝国理工学院）
本文针对空中计算提出一种数字调制框架，将最优星座设计建模为功率约束下最小化均方误差的加性映射问题，给出解的唯一性条件及高信噪比下的闭式解，并扩展到高维网格、非高斯噪声和混合调制场景。
2025-11-09 cs.DC cs.IT math.IT
Circular Buffer Rate-Matched Polar Codes
提出了一种用于构造速率兼容极化码的实用速率匹配系统。所提出的极化码循环缓冲器速率匹配适用于支持混合自动重传请求（HARQ）通信的通信信道上的传输，以及适用于单个传输信道上的灵活资源元素速率匹配。我们提出的循环缓冲器速率匹配方案还采用了比特映射方案，用于使用高阶调制的比特交织编码调制（BICM）信道上的传输。交织器是从在短长度的基码上利用低复杂度渐进穿孔搜索算法获得的穿孔顺序导出的，并且具有通过穿孔或重复以期望的码长度实现任何期望速率的灵活性。速率匹配方案是隐含的两阶段的极化，在任何所需的码长，码率和调制阶数的传输，并示出实现BICM信道的对称容量。在AWGN和快衰落信道下的仿真结果表明，与空间耦合准循环LDPC码和LTE Turbo码相比，速率匹配极化码具有相当的解匹配存储和计算复杂性，但性能却具有竞争力.
2017-02-14 cs.IT math.IT
On Multilevel Coding Schemes Based on Non-Binary LDPC Codes
我们解决的问题，构造的编码方案的信道与高阶调制。已知的是，非二进制LDPC码对于这样的信道特别好，并且显著优于它们的二进制对应物。不幸的是，它们的解码复杂度仍然很大。为了降低解码复杂度，我们考虑在更小的字段的非二进制LDPC码（NB-LDPC-MLC计划）的基础上的多级编码方案。使用这样的方案给了我们一个合理的复杂性增益。同时，NB-LDPC-MLC方案的性能在与调制阶数匹配的域上实际上与LDPC码的性能相同。特别地，通过仿真，我们表明，在具有相应的QAM 64和QAM 256的AWGN信道中，GF（16）上的NB-LDPC-MLC方案的性能与GF（64）和GF（256）上的非二进制LDPC码的性能相同。我们还进行了比较与二进制LDPC码。
2017-02-08 cs.IT math.IT
Over-the-Air Modulation for RIS-assisted Symbiotic Radios: Design, Analysis, and Optimization
针对RIS辅助共生无线电中主次信号联合检测的模糊和误码率平底问题，提出将相移矩阵分为辅助与传输波束成形矩阵，并通过逐次凸逼近和低复杂度结构优化BER，揭示了主次系统性能折中。
2024-04-26 cs.IT eess.SP math.IT
Scalable and Reliable Over-the-Air Federated Edge Learning
School of Computation, Information and Technology, Technical University of Munich（慕尼黑工业大学计算、信息与技术学院）
针对联邦边缘学习中的通信瓶颈，提出一种基于数字格的空中计算编码方案，其纠错能力不随客户端数量增加而下降，并与嵌套格码进行了比较。
2024-07-16 cs.DC cs.IT cs.LG
ChannelComp: A General Method for Computation by Communications
针对传统空中计算依赖模拟调制、与现有数字通信系统不兼容的问题，提出支持数模调制的ChannelComp方法，通过可行性优化确定最优调制并设计预编码器适配多址信道计算，在乘积函数场景下计算误差较AirComp改善超10dB。
2023-10-10 cs.DC cs.IT eess.SP
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
