Complex Block Floating-Point Format with Box Encoding For Wordlength Reduction in Communication Systems
我们提出了一种新的复杂块浮点格式,以减少实现的复杂性。新格式通过在整个样本块中共享一个指数来减少字长,并对共享指数使用盒编码来减少量化误差。同时对样本块执行算术运算,这也可以降低实现复杂度。对于基带正交幅度调制(QAM)发射机和接收机的案例研究,我们量化的权衡信号质量与实施复杂性使用新的方法来表示IQ样本。信号质量的测量使用误差矢量幅度(EVM)在接收器中,和实现的复杂性是衡量的算术复杂性以及内存分配和内存的输入/输出速率。本文的主要贡献是(1)一个复杂的块浮点格式与盒编码的共享指数,以减少量化误差,(2)算术运算,使用新的复杂块浮点格式,(3)QAM收发器的情况下,量化信号质量与实现复杂度权衡使用新的格式和算术运算。
2017-10-25 cs.IT math.IT
Flexible and Low-Complexity Encoding and Decoding of Systematic Polar Codes
McGill University(麦吉尔大学);Technion—Israel Institute of Technology(以色列理工学院);University of California at San Diego(加州大学圣地亚哥分校);École de technologie supérieure(高等技术学院)
本文提出灵活且低复杂度的系统极化码编码与解码实现,支持任意长度和码率,硬件开销小,软件实现保持高吞吐量和低延迟。
2016-02-23 cs.IT math.IT
Adaptive Energy-aware Encoding for DWT-Based Wireless EEG Monitoring System
无线脑电(EEG)远程监护系统在高能耗的无线信道上执行编码和流传输,在能量供应方面受到限制。然而,编码或无线电信道中的过度功率消耗可能使一些应用不适用。因此,需要能量有效的方法来改善这样的应用。在这项工作中,嵌入式EEG编码系统应该能够调整其计算复杂性,因此,能量消耗根据信道的变化。为了分析无线脑电系统在能量约束下的失真压缩比(PRD-CR)行为,需要同时考虑编码和传输功率。本文提出了一种功率失真压缩比(P-PRD-CR)框架,将传统的PRD-CR模型扩展为P-PRD-CR模型。分析了一种典型的基于离散小波变换的编码系统的计算复杂性。使用我们开发的P-PRD-CR框架,编码器有效地重新配置复杂度控制参数,以匹配能量约束,同时保持最大的重建质量。结果表明,使用所提出的框架,我们可以获得更高的重建精度相同的功率受限的便携式设备。
2013-06-08 cs.IT math.IT
Voronoi Shaping with Efficient Encoding
在这封信中,我们提出了一个Voronoi成形方法,降低编码复杂度。该方法适用于满足链$Λ_s \subseteq \textbf{K}\mathbb{Z}^n \subseteq Λ_c$的整数整形和编码格,其中$\textbf{K}$是整数对角矩阵。这个假设很容易满足格从纠错码。对于这些格,使用这种策略,得到一个明确的陪集代表集,格编码的复杂性降低到线性码编码的复杂性。我们的建议是说明在建设D格与Gosset($E_8$)和水蛭($Λ_{24}$)格作为成形格。
2020-08-04 cs.IT eess.SP math.IT
Re-encoding reformulation and application to Welch-Berlekamp algorithm
里德-所罗门码的主要译码算法都是基于二元内插步长的,这种算法的时间复杂度很高。为了降低这一过程的复杂性,提出了许多插值方法,但它们仍然昂贵。然后Koetter,Ma和Vardy在2010年提出了一种称为重新编码的技术,该技术可以减少实际运行时间。然而,这个技巧只适用于Koetter插值算法。我们提出了一个重新编码的任何插值方法。这种重新表述的假设只允许将其应用于Welch-Berlekamp算法。
2014-07-11 cs.IT math.IT
Joint Design of Source-Channel Codes with Linear Source Encoding Complexity and Good Channel Thresholds Based on Double-Protograph LDPC Codes
提出用三角子基矩阵替代单位矩阵改进DP-LDPC JSCC设计,实现信道阈值提升0.41 dB和符号错误率提升0.5 dB。
2023-09-26 cs.IT math.IT
New EVENODD+ Codes with More Flexible Parameters and Lower Complexity
本文提出一种新型EVENODD+码构造,使每盘存储比特数可灵活设为奇数减一乘以任意正整数,并在保持渐近最优复杂度的同时降低编码、解码和更新复杂度。
2024-04-30 cs.IT math.IT
Multilevel LDPC Lattices with Efficient Encoding and Decoding and a Generalization of Construction D'
格码是一种优雅而强大的结构,不仅可以实现AWGN信道的容量,而且也是许多利用线性特性的多端方案的关键成分。然而,构造能够以低复杂度实现这些优点的格码仍然是一个具有挑战性的问题。本文针对由构造D'构造的复杂度与编码比特数成线性关系的多级二进制LDPC格,提出了高效的编译码算法。此外,提出了构造D'的推广,其放松了对分量码的奇偶校验矩阵的一些嵌套约束,从而导致更简单和改进的设计。在此基础上,设计了低复杂度的多级LDPC格,在功率不受限的AWGN信道下,其多级译码性能与极坐标格相当,接近于低密度格码(LDLC)。
2018-11-22 cs.IT math.IT
The Encoding and Decoding Complexities of Entanglement-Assisted Quantum Stabilizer Codes
量子纠错码用于保护量子信息不受退相干的影响。通过编码电路将原始状态映射到码字,使得可以在解码过程之后去除来自噪声量子信道的最可能的量子错误。一个好的编码电路应该具有低的深度、少的门数等特性,本文给出了如何利用$c$最大纠缠态对实现一个门复杂度为$O(n(n-k+c)/\log n)$的$[[n,k;c]]$量子稳定码的编码电路.对于具有$c=0$的$[[n,k]]$稳定器代码的特殊情况,编码复杂度为$O(n(n-k)/\log n)$,其先前已知为$O(n^2/\log n)$。对于$c>0,$,这表明共享纠缠的好处是以编码复杂度为额外代价的。最后,我们讨论了纠缠辅助量子稳定子码的译码问题,并推广了先前已知的量子稳定子码译码的计算难度结果。
2019-04-30 cs.IT math.IT quant-ph
Quantitative Coding and Complexity Theory of Continuous Data
解决计算问题需要固定输入和输出的编码:将图形编码为邻接矩阵,将字符编码为整数,将整数编码为位串,反之亦然。对于这样的离散数据,实际的编码通常是直接的和/或复杂的-理论上是不重要的(比如说,直到多项式时间);但是对于连续数据,实数已经自然地提出了各种编码(所谓的代表)具有非常不同的属性,范围从可计算的“不合理的”二进制扩展,通过定性多项式,甚至线性复杂性-理论上“合理的”签署,数字扩展但是,如何区分微积分和数值中常见的其他空间(如Sobolev)的不合适的编码?关于定性的可计算性,Kreitz和Weihrauch(1985)已经将可容许性确定为无限二元序列在康托空间上的表示是“合理的”的关键标准。[doi:10.1007/11780342_48]。将拓扑空间上的可计算性细化为度量空间上的复杂性,发展了多项式/线性可容许性理论,作为定性可容许性的两个定量细化。我们还将数量容许性重新表述为表示及其集值逆的数量连续性,后者采用了[doi:10.4115/jla.2013.5.7]多函数的“序列”连续性的新概念。通过建立紧超度量空间之间的集值函数的定量连续选择定理,我们可以将上述定量主定理从函数推广到集值函数,也就是搜索问题。更高类型的复杂性是通过将Cantor(和Baire)的基空间编码推广到其他(紧凑)ULRA度量空间来捕获的。
2021-08-24 cs.IT cs.LO math.IT
Low-Complexity Vector Source Coding for Discrete Long Sequences with Unknown Distributions
针对未知分布离散长序列,提出利用频率、支撑集及空间结构并结合 Golomb 游程编码的低复杂度信源编码,实现接近熵的比特率。
2023-09-11 cs.IT math.IT
Posterior Matching over Binary-Input Memoryless Symmetric Channels: Non-Asymptotic Bounds and Low-Complexity Encoding
Bilkent University(比尔肯特大学)
本文研究了在二进制输入无记忆对称信道上的可变长度反馈编码,通过后验匹配和小足够差异划分,提出非渐近界和低复杂度编码方案,覆盖广泛信道类,包括连续输出信道。
2026-04-03 cs.IT math.IT
A Matrix Completion Approach for the Construction of MDP Convolutional Codes
本文提出一种矩阵补全框架,通过将小域上的结构化超正则矩阵扩展为稀疏滑动生成矩阵,构造部分单位记忆 MDP 卷积码,有效降低了编码复杂度。
2025-07-14 cs.IT math.IT
Duality of Channel Encoding and Decoding - Part II: Rate-1 Non-binary Convolutional Codes
本文是关于双向Bahl-Cocke-Jelinek-Raviv(BCJR)软输入软输出(SISO)最大后验概率(MAP)解码算法的系列论文的第二部分。第一部分回顾了码率为1的二进制卷积码的BCJR MAP译码算法,提出了一种在复数域使用移位寄存器的线性复杂度译码器。第二部分提出了一种低复杂度的解码器率-1非二进制卷积码,实现了相同的错误性能的双向BCJR SISO MAP解码算法。在$GF(q)$中,我们观察到码率为1的卷积码的编码和解码之间的明确关系。基于这一关系,BCJR的前向和后向译码采用内容为复数向量的移位寄存器,由双编码器实现。双编码器的输入是接收符号的概率质量函数(pmf),双编码器的输出是信息符号的pmf。双向BCJR MAP解码通过线性组合用于前向和后向解码的双编码器的移位寄存器内容来实现。该译码器在卷积码长度受限的情况下,将双向BCJR MAP算法的计算复杂性从指数降低到线性。为了进一步降低复杂度,应用快速傅立叶变换(FFT)。数学证明和仿真结果提供了验证我们提出的解码器。
2018-01-08 cs.IT math.IT
Achievable Rates and Low-Complexity Encoding of Posterior Matching for the BSC
Horstein、Burnashev、Shayevitz和Feder、Naghshvar等人已经研究了使用后验匹配在具有完全无噪声反馈的二进制对称信道(BSC)上的K比特消息的顺序传输。Yang等人使用鞅分析提供了可实现速率的改进的下限,该鞅分析依赖于Naghshvar等人引入的足够小的差异(SED)划分。SED需要相对复杂的编码器和解码器。为了降低复杂性,本文取代SED与宽松的限制,允许足够小的绝对差(SEAD)划分规则。主要的分析结果表明,高于杨等人发现的可压缩率的界限是可能的,即使在新的约束,这是比SED限制较少。新的分析不使用鞅理论的确认阶段,并应用代理渠道技术,收紧的结果。初始系统传输进一步增加了可实现的速率界限。与SEAD相关联的简化编码器具有低于O(K^2)阶的复杂度,并且允许对至少1000比特的消息大小进行模拟。例如,对于目标码字出错率为10(-3),仿真实现了信道的0.50比特容量的99%,平均块大小为200比特。
2023-03-10 cs.IR cs.IT math.IT
Low-complexity Multiclass Encryption by Compressed Sensing
压缩感知可以用于加密来自未经授权的接收器的信息的想法已经被设想过,但从未深入探讨过,因为其安全性可能会受到其编码过程的线性度的影响。在本文中,我们应用这个简单的编码来定义一个通用的私钥加密方案,其中发射机分配相同的编码测量到不同类别的接收器,提供部分损坏的编码矩阵,从而允许解码所获得的信号在可证明的不同水平的恢复质量。该方案的安全性能进行了深入分析:首先,我们的多类加密的属性从理论上研究,推导性能界的恢复质量达到较低的类接收器相对于高类的。然后,我们对测量结果进行了统计分析,结果表明,尽管压缩感知并不完全安全,但它可以以几乎为零的成本提供一定程度的安全性,从而使资源有限的应用程序受益。除此之外,我们报告了一些示例性的应用程序的多类加密的语音信号,心电图的轨道和图像,其中质量退化被量化为不可能的一些特征提取算法,以获得敏感信息从适当退化的信号恢复压缩传感。
2015-02-17 cs.IT math.IT
An efficient centralized binary multicast network coding algorithm for any cyclic network
我们给出了一个算法,找到网络编码和解码方程的无差错多播网络与多个源和汇。给出的算法是有效的(多项式复杂度),并适用于任何类型的网络(非循环,链接循环,流循环,甚至在节点的存在)。关键的思想是在编码过程中适当地使用延迟(自然的和附加的)。所得到的代码将始终以有限延迟和二进制编码系数工作。
2007-05-01 cs.IT math.IT
Linear Network Code for Erasure Broadcast Channel with Feedback: Complexity and Algorithms
本文研究了线性网络码的构造,用于向多个用户广播一组数据包。从源到用户的链路被建模为独立的擦除信道。允许用户通过反馈信道通知源节点是否正确接收到分组。为了最小化分组传输的数量直到所有用户已经成功地接收到所有分组,如果用户成功地接收到数据分组,则有必要将他或她已经接收到的编码向量所跨越的向量空间的维度增加1。这样的编码向量被称为创新的。我们证明了创新的线性网络码在最小化用户下载延迟方面是一致最优的。当有限域的大小严格小于用户数时,新息向量的存在性判定问题被证明是NP-完全的。当字段大小大于或等于用户数时,创新向量总是存在的,随机线性网络码(RLNC)能够以高概率找到一个创新向量。虽然RLNC在完成时间方面是最佳的,但由于需要求解线性方程组,因此它具有高解码复杂度。为了减少解码时间,我们建议使用稀疏线性网络码,因为在求解线性方程组时可以利用编码向量的稀疏性。然而,生成具有大的有限域大小的稀疏编码向量被证明是NP难的。构造了一种近似算法,保证生成的编码向量的汉明权重小于最优值的某个因子。我们的仿真结果表明,我们提出的方法有很好的性能在完成时间和优于RLNC解码时间。
2013-12-09 cs.CC cs.IT math.IT
Encoding-dependent generalization bounds for parametrized quantum circuits
该研究针对现有参数化量子电路(PQC)泛化界未考虑数据编码方式的问题,借助三角函数表示PQC模型,用Rademacher复杂度和度量熵推导了依赖数据编码策略的泛化界,可助力最优编码策略选择,凸显了合理编码的重要性。
2023-05-08 cs.IT math.IT quant-ph
A Family of Low-Complexity Binary Codes with Constant Hamming Weights
本文构造了一类基于锚定可解码序列的低复杂度二进制恒重码,其编码为线性复杂度、解码为多对数复杂度,无需计算二项式系数,并在大小上达到信息论上界的高阶最优。
2024-06-30 cs.IT math.CO math.IT
Comparing Quantum Encoding Techniques
本研究面向混合量子-经典机器学习场景,采用QuClassi架构对MNIST数据集的3、6数字做二分类,从性能、抗噪性、资源消耗等维度对比了基、振幅、旋转三类基础量子编码方法。
2024-10-23 cs.ET cs.IT cs.LG