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
Index Coding with Coded Side-Information
这封信研究了一类新的索引编码问题。一个发送器广播数据包到多个用户，每个用户都希望一个子集，通过利用数据包的线性组合的先验知识。我们将这类问题称为具有编码边信息的索引编码。我们的目标是表征发送方需要发送以同时满足所有用户请求的最小索引码长度。我们表明，最佳的二进制向量索引码的长度等于最小秩（minrank）的矩阵，其元素包括所需的分组索引和边信息编码矩阵的集合。这是在存在编码的边信息的情况下矩阵minrank的自然扩展。利用导出的表达式，我们提出了一个贪婪的随机算法，以最小化导出矩阵的秩。
2014-12-31 cs.IT math.IT
Golden-Coded Index Coding
我们研究的问题，构建良好的空时码的广播$K$独立的消息通过MIMO网络的$L$用户，其中每个用户要求所有的消息，已经有一个子集的消息作为边信息。作为第一次尝试，我们考虑的$2\times 2$的情况下，并提出黄金编码的索引编码划分成$K$子码，一个为每个消息的黄金代码。所提出的方案被证明具有的属性，对于任何边信息配置，代码的最小行列式随边信息中包含的信息量呈指数增加。
2017-04-24 cs.IT math.IT
Explicit Performance Bound of Finite Blocklength Coded MIMO: Time-Domain versus Spatiotemporal Channel Coding
本文研究了有限块长编码MIMO在时域与空时编码下的性能差异，通过信息密度统计特性和正态近似推导出显式性能界，发现空时编码能利用空间自由度补偿短块长性能损失，实现极低错误率通信。
2025-04-01 cs.IT math.IT
A Novel Index Coding Scheme and its Application to Coded Caching
本文提出了一种新的实现方案的索引问题，并将其应用到缓存问题。索引编码和缓存都是接收端具有消息边信息的无噪声广播信道问题，在索引编码问题中，边信息集是固定的，而在缓存问题中，边信息集对应于缓存内容，缓存内容受系统设计者的控制。基于分布式信源编码和非唯一解码的索引编码方案严格地扩大了复合编码可达到的速率范围，然后在未编码缓存放置/预取的假设下，证明了应用于缓存问题的新索引编码方案与一个外边界（作者先前提出的，也是基于索引编码问题的已知结果）相匹配.
2017-02-23 cs.IT math.IT
Aspects of Polar-Coded Modulation
我们考虑联合设计的极化编码和高阶调制方案不断增加的频谱效率。详细描述了极化码构造和多级编码方法之间的密切联系。不同的调制方案之间的关系，如比特交织编码调制（BICM）和多级编码（MLC）的情况下，极化编码调制，以及应用的标记规则和冻结通道的选择的影响进行了论证。
2012-11-29 cs.IT math.IT
Bit-Interleaved Coded Multiple Beamforming with Perfect Coding
当发射机和接收机都知道信道状态信息（CSI）时，在多输入多输出（MIMO）系统中通常使用采用奇异值分解（SVD）的波束成形技术。在没有信道编码的情况下，在全分集和全复用之间存在折衷。当添加信道编码时，只要码率Rc和所使用的子信道的数目S满足条件RcS<=1，就可以实现这两者。通过添加适当设计的星座预编码器，对于未编码系统和编码系统两者，可以实现全分集和全复用两者，其中具有更高的解码复杂度的折衷，例如，完全预编码多波束成形（FPMB）和具有完全预编码的比特交织编码多波束成形（BICMB-FP），而没有条件RcS<=1。完美空时分组码（PSTBC）是一种全速率全分集空时码，可实现MIMO系统的高效成形和高编码增益。本文介绍了一种新的波束形成技术--比特交织编码多波束形成与完美编码（BICMB-PC）。BICMB-PC通过卷积编码SVD系统传输PSTBC。与BICMB-FP类似，BICMB-PC实现了全分集和全复用，其性能与BICMB-FP几乎相同。BICMB-PC的优点在于，它可以提供比BICMB-FP低得多的解码复杂度，因为对于2维和4维的BICMB-PC，接收信号的实部和虚部可以被分离，并且仅需要与编码比特相对应的部分来获取维特比解码器的一个比特度量。
2012-08-15 cs.IT math.IT
Space-time coding techniques with bit-interleaved coded modulations for MIMO block-fading channels
空时比特交织编码调制（ST-BICM）是在块衰落MIMO信道中获得高分集增益和编码增益的有效技术。其最大似然（ML）性能计算理想交织条件下，这使得全局优化考虑到信道编码。由于多样性上界来自Singleton界，一个适当的选择的时间维度的空时编码是可能的，这最大化的多样性，同时最小化的复杂性。在此基础上，提出了一种优化的交织器和一组线性预编码器，称为色散核代数（DNA）预编码器。所提出的预编码器相对于现有技术具有良好的性能，并且对于任何数量的发射天线和任何时间维度都存在。对于turbo码，它们表现出不随帧长度增加的帧出错率。
2007-06-15 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
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
Distributed Raptor Coding for Erasure Channels: Partially and Fully Coded Cooperation
针对一般的多用户协作无线系统，提出了一种新的无码率编码协作方案。我们开发的合作方法的基础上猛禽码的假设，信道面临的擦除特定的擦除概率和发射机没有信道状态信息。提出了一种全编码协作（FCC）和部分编码协作（PCC）策略，以最大化系统的平均吞吐量。PCC和FCC计划已通过与或树分析和线性规划优化问题，然后制定找到最佳度分布为每个方案。仿真结果表明，优化的度分布可以带来相当大的吞吐量增益相比，现有的度分布是专为点对点的二进制擦除信道。它还表明，PCC计划优于FCC计划的平均系统吞吐量。
2013-07-21 cs.IT math.IT
On Approximate Message Passing for Unsourced Access with Coded Compressed Sensing
具有近似消息传递（AMP）解码的稀疏回归码近年来得到了广泛的关注。正如Fengler、Jung和Caire首先指出的那样，这种编码方案的概念扩展到了编码压缩感知（CCS）的无源访问。更具体地说，他们的方法使用级联编码框架，其中内部AMP解码器后面是外部树解码器。在原始实现中，这两个组件彼此独立地工作，树解码器作用于AMP解码器的静态输出。本文介绍了一种新的框架，其中内部AMP解码器和外部树解码器串联操作，动态地来回传递信息，以充分利用底层CCS结构。增强的架构表现出显着的性能优势，在一系列的系统参数。仿真结果表明，所提出的接入方案比现有的方案在文献中提供的性能优势。
2020-01-11 cs.IT math.IT
Compress-and-Forward via Multilevel Coding and Trellis Coded Quantization
压缩转发（CF）中继可以提高通信速率，即使中继不能解码的源信号。CF的有效实现是当代感兴趣的话题，部分原因是其对诸如云RAN之类的无线技术的潜在影响。在高频谱效率机制中CF实现的性能与相应的信息理论可实现速率之间存在差距。我们首先重新制定了一个困境，造成这种差距，并提出了缓解的方法。我们利用网格编码量化（TCQ）在中继连同多级编码在源和中继，在一种方式，便于计算在联合解码的目的地的比特LLR。这项工作的贡献包括设计TCQ端到端的中继性能，因为失真最小化TCQ是次优的。所报告的改进包括比PSK调制的先前结果增加1dB增益。
2023-01-09 cs.IT math.IT
Coded Modulation for Power Line Communications
讨论了编码调制技术在电力线通信中的应用。我们结合多进制FSK与多样性和编码，使传输对永久频率干扰和脉冲噪声的鲁棒性。我们给出了一个特定的编码/调制方案的例子，这是在协议与现有的CENELEC规范。该方案可以被认为是编码跳频的一种形式，因此可扩展到任何频率范围。
2011-04-08 cs.IT math.IT
Multi-Server Coded Caching
在本文中，我们考虑多个缓存启用客户端连接到多个服务器通过中间网络。我们设计了几个拓扑感知的编码策略，这样的网络。基于中间网络的拓扑丰富性和内部节点的编码操作类型，我们定义了三类网络，即专用网络、灵活网络和线性网络。对于每一类，我们提出了一个可实现的编码方案，分析其编码延迟，并与信息论的下界进行了比较。对于灵活的网络，我们表明，我们的计划是为了最佳的编码延迟，有趣的是，最佳的记忆延迟曲线在某些制度。在一般情况下，我们的研究结果表明，在网络中有多个服务器的情况下，网络拓扑类型可以被利用，以减少服务延迟。
2015-03-01 cs.IT math.IT
Convolutional Polar Coded Modulation
$2^m$进制调制创建既不独立也不相同的$m$比特信道，并且这在应用极化编码时引起问题，因为极化码被设计用于独立的相同信道。与现有的多级编码（MLC）和比特交织编码调制（BICM）方案不同，本文提出了一种卷积极化编码调制（CPCM）方法，该方法保留了BICM的低复杂度特性，同时提高了频谱效率。数值结果表明，所提出的方法具有良好的性能。
2020-07-10 cs.IT math.IT
Achievable Information Rates for Coded Modulation with Hard Decision Decoding for Coherent Fiber-Optic Systems
我们分析了可实现的信息速率（AIR）的编码调制方案与QAM星座与逐位和逐符号解码器，对应的情况下，其中二进制码与高阶调制结合使用的比特交织编码调制（BICM）的范例和使用的情况下，分别在一个字段匹配的星座大小的非二进制码。特别是，我们认为硬判决解码，这是光纤通信系统的解码复杂性是一个问题的优选方案。最近，Liga \emph{et al.}分析了按位和按符号解码器的AIR，考虑了作者称之为\emph{hard decision decoder}的方法，然而，该方法利用了由硬检测产生的离散输入离散输出信道的转移概率的\emph{soft information}。因此，解码器的复杂度基本上与软判决解码器的复杂度相同。在本文中，我们分析，而不是标准的硬判决解码器，在实践中常用的，其中的解码是基于汉明距离度量的AIR。我们表明，如果使用标准的硬判决解码，逐位解码器产生显着更高的AIR比符号解码器。结果，与Liga \emph{et al.}的结论相反，二进制解码器与BICM范例一起对于光谱高效的光纤系统是优选的。我们还设计了二进制和非二进制的楼梯码，并表明，在协议的AIR，二进制码产生更好的性能。
2017-11-02 cs.IT math.IT
Fundamental Limits of Coded Caching: From Uncoded Prefetching to Coded Prefetching
为了表征多用户缓存系统的高速缓存存储器的量和递送传输速率之间的权衡的基本限制，在文献中已经提出了各种编码方案。这些方案在很大程度上可以分为两类，即未编码的预取方案和编码的预取方案。虽然未编码的预取方案一般提供顺序的最佳性能，编码的预取方案往往有更好的性能在低缓存内存制度。这两个类之间编码组件的显著差异可能会给人留下它们在很大程度上不相关的印象。在这项工作中，我们提供了由Maddah Ali和Niesen提出的未编码预取方案（及其改进版本由Yu等人）和由Tian和Chen提出的编码预取方案之间的连接。首先给出了一个关键的观察，其中田-陈方案中的编码组件可以用二进制码代替，这使我们能够将这两个方案视为更一般方案的极端。给出了一个明确的例子表明，这个一般计划的中间工作点，实际上可以提供新的内存速率权衡点以前不知道是在文献中实现。这个新的一般编码方案，然后提出和严格的分析，这产生了一个新的内界的内存速率权衡的缓存问题。
2017-12-22 cs.IT math.IT
Information Rates of Next-Generation Long-Haul Optical Fiber Systems Using Coded Modulation
本文基于失配译码原理评估长距离WDM光纤系统中HD/SD与逐比特/逐符号译码及不同均衡方案的可实现信息速率，发现非二进制HD可媲美SD，而HD二进制不适用。
2016-06-06 cs.IT math.IT
Scalable Syndrome-based Neural Decoders for Bit-Interleaved Coded Modulations
本研究提出可将基于校正子的神经译码器应用于高阶比特交织编码调制的框架，通过比特对数似然比输出的理论信道建模拓展其适用范围，在两种极化码上用RNN和Transformer架构实现并对比了误比特率性能与计算复杂度。
2024-03-05 cs.IT math.IT
Unsourced Random Access with Coded Compressed Sensing: Integrating AMP and Belief Propagation
具有近似消息传递（AMP）解码的稀疏回归码近年来得到了广泛的关注。这种编码方案的基本概念扩展到具有编码压缩感知（CCS）的无源随机接入，如Fengler、Jung和Caire首先证明的。具体地说，他们的方法采用了一个级联编码框架，内部AMP解码器后面跟着一个外部树解码器。在它们的原始实现中，这两个组件彼此独立地工作，树解码器作用于AMP解码器的静态输出。本文介绍了一种新的框架，其中内部AMP解码器和外部树解码器串联操作，动态地来回传递信息，以充分利用底层CCS结构。该方案需要重新设计的树代码，使信念传播在计算上易于处理的方式。增强的架构表现出显着的性能优势，在一系列的系统参数。该方案的误差性能可以通过一组方程准确预测，称为AMP的状态演化。这些发现都支持分析和通过数值方法。
2020-10-09 cs.IT math.IT
Structured Index Coding Problem and Multi-access Coded Caching
索引编码和编码缓存是信息论中两个相互关联的研究热点。受多路访问编码缓存问题的启发，研究了一类新的结构化索引编码问题。我们推导出这类ICP的最佳服务器传输速率的上限和下限，并证明它们最多相差两个因素。最后，我们将这些结果应用于多访问编码缓存问题，以获得比现有技术更好的边界。
2021-11-16 cs.DC cs.IT math.CO
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
Asynchronous Convolutional-Coded Physical-Layer Network Coding
本文研究了异步卷积编码物理层网络编码（PNC）系统的解码过程。具体来说，我们提出了一个分层的卷积编码PNC解码框架，包括三个层：符号重对齐层，码字重对齐层，联合信道解码网络编码（Jt-CNC）解码层。我们的框架可以处理多个源同时发送的信号之间的相位差和符号到达时间差。该框架的显著特征是它可以处理分数和整数符号偏移;先前提出的PNC解码算法（例如，XOR-CD和减少状态维特比算法）只能处理小数符号偏移。此外，Jt-CNC算法，基于置信传播（BP），是BER最优的同步PNC和异步PNC的近最优。除了卷积码之外，我们还将Jt-CNC解码算法推广到所有循环码。仿真结果表明，Jt-CNC算法在同步PNC系统中的性能比XOR-CD算法和减少状态的Viterbi算法提高了2dB。对于相位异步的PNC，Jt-CNC比其他两种算法的性能好4dB。重要的是，对于真实的无线环境测试，我们还实现了我们的解码算法在PNC系统建立在USRP软件无线电平台。实验结果表明，本文提出的Jt-CNC解码器在实际应用中效果良好。
2013-12-05 cs.IT math.IT
Generalized Fractional Repetition Codes for Binary Coded Computations
本文提出数值稳定的广义二进制分数重复梯度编码，支持异构服务器、近似平衡生成矩阵与低复杂度解码，并将其扩展为两类不同权衡的编码矩阵乘法方案。
2025-01-12 cs.IT cs.NA math.IT
Probability of Partially Decoding Network-Coded Messages
在文献中，存在接收器解码已使用随机线性网络编码编码的发送源消息的概率的解析表达式。在这项工作中，我们期待的概率，接收器将解码至少一小部分的源消息，并提出了一个精确的解决方案，这个问题的非系统和系统的网络编码。基于推导出的表达式，我们研究了这两种实现网络编码的信息理论的安全通信和数据的逐步恢复的潜力。
2017-05-10 cs.IT math.IT
Coded Computation Against Distributed Straggling Channel Decoders in the Cloud for Gaussian Uplink Channels
研究了云无线接入网络（CRAN）架构的上行链路，其中在云处的解码发生在分布式解码处理器处。为了减轻云中离散解码器的影响，云在将接收到的帧分发给解码处理器之前，通过线性码对接收到的帧进行重新编码。针对高斯信道，假设在用户端使用格码，推导了最大用户速率，使得所有服务器都能可靠地恢复与云端所用线性码对应的消息的线性组合。此外，开发了作为解码延迟的函数的帧出错率（FER）的两个分析上界，以便量化云的线性码在FER和云处的解码延迟之间的权衡方面的性能。
2018-07-12 cs.IT math.IT
Noisy Index Coding with PSK and QAM
研究了AWGN信道下的噪声索引编码问题。对于给定的索引编码问题和所选择的长度为$N$的标量线性索引码，我们建议将$N$索引编码比特作为来自$2^N$ - PSK星座的单个信号进行传输。通过以这种方式发送索引编码比特，所消耗的带宽减少了$N/2$倍。此外，具有满足某些条件的边信息的接收机相对于没有边信息的接收机获得编码增益。该编码增益是由于它们的边信息的适当利用，因此被称为“PSK边信息编码增益（PSK-SICG）"。给出了接收机获得PSK-SICG的一个充分必要条件。给出了一种将索引编码比特映射到PSK信号集的算法，使得对于边信息最大的接收机，得到的PSK-SICG最大。我们继续示出，代替将$N$索引编码比特作为来自$2^N$ - PSK的信号发送，我们也可以将它们作为来自$2^N$ - QAM的信号发送，并且所有结果包括获得编码增益的必要和充分条件。我们证明，发送索引编码位作为QAM信号是优于发送他们作为PSK信号时，接收器看到一个有效的信号集的八个点或更多。
2016-03-10 cs.IT math.IT
Collecting Coded Coupons over Generations
为了减少随机化网络编码内容分发中的计算复杂性和延迟（以及出于一些其他实际原因），编码不是在所有内容块上同时执行，而是在被称为代的小得多的子集上同时执行。代价是吞吐量降低。我们将几代人的编码建模为优惠券收集者的兄弟情谊问题。该模型使我们能够从理论上计算成功解码整个内容所需的编码分组的预期数量，以及解码失败的概率上的界限，并且进一步量化计算复杂性和吞吐量之间的权衡。有趣的是，随着代大小的适度增加，吞吐量很快接近链路容量。作为一个额外的贡献，我们得到了新的结果，广义收藏家的兄弟问题，也可以用于进一步研究的许多其他方面的编码世代。
2010-06-02 cs.IT math.IT
Improved List Decoding for Polar-Coded Probabilistic Shaping
提出一种用于Polar编码概率成型的改进SCL译码器，利用成型比特的确定性编码规则排除无效候选码字，从而提供错误检测、降低错误率并缩短外层循环冗余校验码长度。
2023-10-05 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
Caching and Coded Multicasting: Multiple Groupcast Index Coding
在过去的几年中，缓存网络的容量受到了相当大的关注。特别研究的设置是单个服务器的情况（例如，基站）和多个用户，每个用户将文件段高速缓存在有限库中。每个用户请求库中的一个（整个）文件，服务器发送一个共同的编码组播消息，以满足所有用户一次。这个问题包括找到最小可能的码字长度来满足这样的请求。在本文中，我们考虑的情况下，每个用户的地方$L \geq 1$请求的推广。明显的朴素方案包括对单个请求应用$L$乘以顺序最优方案，获得多播码字长度的线性$L$缩放。我们提出了一个新的可实现的计划，多个组播索引编码的基础上，实现了显着的增益在天真的计划。此外，通过信息论的逆，我们发现，所提出的计划是近似最优的一个常数的因素（最多）$18$。
2014-10-29 cs.IT math.IT
Maximum Likelihood Decoder for Index Coded PSK Modulation for Priority Ordered Receivers
研究了在AWGN广播信道上，对于给定索引编码问题（ICP）的索引编码PSK调制。对于一个选定的索引码和任意的映射（广播矢量到PSK信号点），我们推导出一个决策规则的最大似然（ML）解码器。接收机在高SNR下的消息错误性能由称为PSK索引编码增益（PSK-ICG）的参数表征。接收器的PSK-ICG由称为最小集合间距离的度量确定。对于一个给定的ICP与接收机之间的优先级顺序，和一个选定的$2^N$ -PSK星座，我们提出了一种算法来找到（索引码，映射）对，其中每一个给出了最好的性能方面的PSK-ICG的接收机。没有其他索引码对（长度为$N$，具有$2^N$广播向量）和映射可以为最高优先级接收机给出更好的PSK-ICG。而且，假定最高优先级接收机实现其最佳性能，则下一个最高优先级接收机以指定的顺序或优先级实现其可能的最大增益，依此类推。
2017-03-09 cs.IT math.IT
Distributed Source Coding, Multiple Description Coding, and Source Coding with Side Information at Decoders Using Constrained-Random Number Generators
本文统一分布式信源编码、多描述编码及解码器端带边信息的信源编码，证明两类多扩展问题等价，并基于约束随机数生成器构造可达码，刻画一般相关信源的多字母率失真区域。
2024-10-25 cs.IT math.IT
Coded Adaptive Linear Precoded Discrete Multitone Over PLC Channel
离散多音调制（DMT）系统利用正交子载波的能力，以有效地应对窄带干扰，高频衰减和多径衰落的帮助下，简单的均衡滤波器。自适应线性预编码离散多音系统（LP-DMT）是在经典DMT的基础上，结合线性预编码的一种系统。在本文中，我们研究的比特和能量分配算法的自适应LP-DMT系统考虑到信道编码方案。本文提出了一种适用于电力线通信（PLC）的编码自适应LPDMT系统，该系统具有一种在比特和能量计算中适应信道编码增益的加载算法。分析了一种级联信道编码方案的性能，该方案由一个内部的4维16状态网格码和一个外部的Reed-Solomon码组成，并与所提出的算法相结合。理论编码增益推导和仿真结果给出了一个固定的目标比特出错率在功率谱密度约束下的多载波的情况下。使用PLC信道的多径模型，它表明，建议的编码自适应LP-DMT系统的性能优于编码DMT，可以实现更高的吞吐量PLC应用。
2008-09-30 cs.IT math.IT
Performance Analysis of Coded OTFS Systems over High-Mobility Channels
正交时频空间（OTFS）调制是近年来发展起来的一种用于高移动环境下无线通信的多载波多时隙传输方案。本文研究了编码OTFS调制在高移动性信道中的误码性能。从OTFS方案的条件成对错误概率（PEP）的研究出发，推导出编码OTFS系统的PEP性能上界。然后，我们表明OTFS系统的编码改进取决于码字对之间的平方欧几里德距离和信道的独立可解析路径的数量。更重要的是，我们证明了OTFS系统的编码增益和分集增益之间存在一个基本的权衡，即，OTFS系统的分集增益随着可分辨路径的数目而提高，而编码增益下降。此外，基于我们的分析，信道编码参数对编码OTFS系统的性能的影响被揭示。然后，在高移动性信道上的各种编码OTFS系统的错误性能进行评估。仿真结果表明，在高移动性信道上，OTFS调制比传统的正交频分复用（OFDM）调制有显著的性能改善。分析结果和所提出的代码设计的有效性也验证了仿真与应用的经典和现代码OTFS系统。
2020-10-25 cs.IT math.IT
Noncoherent LDPC-Coded Physical-Layer Network Coding using Multitone FSK
提出了一种非相干双向中继系统，该系统采用物理层网络编码，在衰落信道中比传统中继系统提高了吞吐量。使用多音频移键控（FSK）实现节能非相干操作。一种新的软输出解调器的中继，并找到相应的可实现的交换率瑞利衰落和AWGN信道。比特-出错率性能接近可实现的速率实现使用容量接近信道码和接收机架构，迭代之间的解调和信道解码。执行迭代解码，将信息从信道解码器反馈到解调器。此外，通过对LDPC码的优化，使系统的误码性能更接近于可达到的速率。通过增加调制阶数获得的能量效率改进对于所提出的物理层网络编码方案比对于常规点对点系统更显著。使用优化的LDPC码，比特-出错率性能比广泛已知的标准化LDPC码提高多达1.1dB，并且达到对应于可实现速率的极限的0.7dB以内。在整个工作中，物理层网络编码的性能相比，传统的网络编码。当使用非相干FSK时，物理层网络编码能够实现更高的可实现速率，并且传统网络编码在低速率下表现出更好的能量效率。
2018-01-31 cs.IT math.IT
Cooperative Network Coded ARQ Strategies for Two Way Relay Channel
提出了一种新的双向中继网络中的协作自动重传请求（ARQ）方法。在分组传输失败时，网络进入协作阶段，其中分组的重传由中继节点辅助。该方法将网络编码技术与协作ARQ技术相结合，通过减少重传次数来提高网络吞吐量。对于连续重传，考虑了三种不同的选择重传节点的方法。分析比较了各种方法的吞吐量。该分析是基于二进制马尔可夫信道，它考虑了信道系数的时间相关性。分析结果表明，所提出的使用网络编码的吞吐量性能优于传统的ARQ和合作ARQ没有网络编码。它也被观察到，相关性可以有显着的性能上提出的合作网络编码的ARQ方法的影响。特别地，所提出的方法对于缓慢到适度快速衰落信道是有利的。
2013-11-26 cs.IT math.IT
Informed Network Coding for Minimum Decoding Delay
网络编码是无线网络中一种高效的数据分发机制。由于网络编码信息只能在递送足够数量的编码分组之后才能被恢复，因此所产生的解码延迟对于诸如实时媒体流传输之类的延迟敏感应用而言可能成为问题。出于这一观察，我们考虑了几种算法，最大限度地减少解码延迟，并通过仿真分析其性能。这些算法的不同之处在于所需的关于邻居缓冲区状态的信息以及使用这些信息来决定通过编码操作组合哪些分组的方式。我们的研究结果表明，一个贪心算法，其编码最大化的节点数，在编码的数据包是立即解码显着优于现有的网络编码协议。
2008-09-12 cs.IT math.IT
Joint Distributed Source-Channel Decoding for LDPC-Coded Binary Markov Sources
提出了一种新的分布式信源信道（DSC）编码系统的联合解码技术，用于在加性高斯白噪声（AWGN）信道上传输相关的二进制马尔可夫信源。在该方案中，相对较短的长度，低密度奇偶校验（LDPC）码被独立地用于编码每个源的比特序列。为了重建原始比特序列，联合信源信道解码（JSCD）技术，提出了利用时间和源相关性的知识。JSCD技术由迭代执行的两个阶段组成。首先，和积（SP）解码器与BCJR解码器串行级联，其中在{ \em局部（水平）迭代}期间利用源存储器的知识。然后，在{ \em全局（垂直）迭代}期间，使用源之间的相关性的估计来更新级联解码器。因此，源的相关性被假定为每个级联解码器的后续全局迭代中的边信息。从帧/比特出错率（FER/BER）的仿真结果，我们注意到，显着的增益是由所提出的解码方案相对于相关知识没有完全利用在解码器的情况下实现的。
2013-08-01 cs.IT math.IT
Coding for Network-Coded Slotted ALOHA
时隙ALOHA可以通过解码在时隙中同时发送的分组的一个或多个线性组合，形成线性方程组，来受益于物理层网络编码（PNC）。在不同的时隙中恢复不同的线性方程组。然后，消息解码器通过联合求解在不同时隙上获得的多个线性方程组来恢复所有用户的原始分组。提出了一种结合置信传播和局部高斯消去的批量BP解码算法。与纯高斯消去译码相比，该算法将译码复杂度从用户数的三次函数降低到线性函数。与普通的低密度生成矩阵码BP译码算法相比，该算法具有更好的译码性能和相同数量级的计算复杂性。通过对树型译码算法的推广，分析了批量BP译码算法的性能，并提出了一种优化系统性能的方法。
2015-02-13 cs.IT math.IT
A Coded Bit-Loading Linear Precoded Discrete Multitone Solution for Power Line Communication
线性预编码离散多音调制（LP-DMT）系统在电力线通信（PLC）环境中已经被证明具有自适应资源分配算法的优势。在本文中，我们研究的比特和能量分配算法的自适应LP-DMT系统考虑到信道编码方案。本文提出了一种基于PLC的编码自适应LP-DMT系统，它具有一种在比特和能量计算中兼顾信道编码增益的加载算法。本文分析了一种级联信道编码方案的性能，该方案由一个内部的4维16状态的魏氏格形码和一个外部的里德-所罗门码组成，并与该算法相结合。仿真结果给出了一个固定的目标比特出错率在多载波的情况下功率谱密度约束。使用PLC信道的多径模型，所提出的编码自适应LP-DMT系统的性能优于经典的编码离散多音。
2008-09-30 cs.IT math.IT
On the Benefits of Coding for Network Slicing
本文理论分析了网络切片的性能指标，比较非编码与编码协议，发现编码能降低资源需求并服务更多应用，进而提出选择性引入编码的混合方法，实现平滑过渡并降低成本。
2024-04-26 cs.IT cs.NI 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
Shaping Bits
具有比特整形的比特交织编码调制（BICM）（即，基础二进制码中的非等概率比特概率）。对于高斯信道，利用BICM和比特整形可实现的速率实际上与编码调制或多级编码的速率相同。这个恒等式适用于信噪比值的整个范围。此外，BICM的随机编码误差指数明显超过了多级编码，与编码调制非常接近。
2010-01-18 cs.IT math.IT
On the Average Complexity of Sphere Decoding in Lattice Space-Time Coded MIMO Channel
多输入多输出（MIMO）无线信道中一般空时码的基本球形译码器的精确平均复杂度分析是一个难点。在这项工作中，我们揭示了准静态，LAST空时（LAST）编码MIMO信道的球形解码的计算复杂性。具体来说，我们驱动解码器的计算复杂性的尾部分布的上限。我们表明，当计算复杂性超过一定的限制，这个上限成为主导的中断概率实现的LAST编码和球形解码方案。然后，我们计算的最小平均计算复杂性所需的解码器，以达到接近最佳性能的系统参数。我们的研究结果表明，存在一个截止率（复用增益）的平均复杂度保持有界。
2012-06-05 cs.IT math.IT
Network Coded Transmission of Fountain Codes over Cooperative Relay Networks
提出了一种喷泉码在协作中继网络中的传输策略。当有多个中继节点可用时，我们将网络编码应用于喷泉编码数据包。通过这样做，使得关于即将到来的消息块的部分信息可用于目的地节点。因此，它能够减少擦除信道上所需的传输次数，从而增加有效吞吐量。它的应用与瑞利衰落和AWGN噪声的无线信道进行了分析，从而模拟网络编码和最佳权重选择的作用。
2010-05-14 cs.IT math.IT
Noncoherent Analog Network Coding using LDPC-coded FSK
模拟网络编码（ANC）是一种用于双向中继信道（TWRC）的吞吐量增加技术，其中两个端节点在相同的时间和频带上同时向中继器发送，随后中继器向端节点广播接收到的信号总和。ANC下的相干接收是具有挑战性的，因为需要所有节点的振荡器同步，多普勒频移进一步加剧了这个问题。本文提出了一种实现ANC的非相干M进制移频键控（FSK）解调器，该解调器产生适合于容量接近信道码的软输出，并支持信道解码器的信息反馈。该公式的一个独特之处是在接收符号概率密度函数中存在无限求和。当截断求和包含足够数量的项时，检测和信道解码成功。通过Monte Carlo仿真研究了调制阶数为2、4和8，信道编码和未编码操作，以及有和没有从解码器到解调器的信息反馈时的比特出错率性能。考虑用于仿真的信道码是由DVB-S2标准定义的LDPC码。据我们所知，这项工作是第一个开发非相干软输出解调器的ANC。
2017-03-04 cs.IT math.IT
Lattice Codes Achieve the Capacity of Common Message Gaussian Broadcast Channels with Coded Side Information
格具有优雅的数学性质，以前已经在文献中使用，以表明结构化代码可以在各种通信场景中是有效的，包括编码的加性高斯白噪声（AWGN）信道，脏纸信道，Wyner-Ziv编码，编码的中继网络等。我们考虑单发射机多接收机高斯信道族，其中源向所有接收机发送一组公共消息（多播场景），并且每个接收机具有“编码边信息”，即，信息的线性组合形式的先验信息。该信道模型的动机是应用到多终端网络中，其中节点可以从先前的信号跳或通过正交信道访问消息的编码版本。该信道的容量是已知的，并且根据Tuncel（2006）的工作得出，其基于随机编码参数。在本文中，按照Erez和Zamir的方法，我们设计了这个家庭的通道时，源消息的符号从一个有限域'FP'的素数大小的格码。我们的编码方案利用在相同的素数域'FP'上设计的构造A格，并且对于可用作边信息的线性组合的每一个可能的集合，在解码器处使用代数分仓来去除信道码并获得良好的格子子码。我们的编码方案的可达速率是基础素域的大小'p'的函数，并且当'p'趋于无穷大时接近容量。
2017-12-17 cs.IT math.IT
A Trellis Coded Modulation Scheme for the Fading Relay Channel
针对瑞利衰落环境下的半双工中继信道，提出了一种基于译码转发协议的网格编码调制（TCM）方案。所提出的方案可以实现大于或等于每信道使用一比特（bpcu）的任何频谱效率。提出了一种用于建议TCM方案的近ML解码器。结果表明，这种近ML解码器的高信噪比性能接近最佳ML解码器的性能。这种近ML解码器的高SNR性能与源-中继链路的强度无关，并且接近具有理想源-中继链路的最佳ML解码器的性能。基于导出的成对错误概率（PEP）界，设计准则，以最大限度地提高分集和编码增益。仿真结果表明，所提出的TCM方案的SNR比未编码的通信以及直接传输没有中继有很大的增益。此外，它示出，即使对于未编码的传输方案，在源和中继使用的标签方案（从比特映射到复杂的符号）的选择显着影响BER与SNR性能。我们为$2^l$ -PSK信号集提供了一个很好的标记方案，其中$l\geq 2$是一个整数。
2011-09-05 cs.IT math.IT
Lifting Constructions of PDAs for Coded Caching with Linear Subpacketization
编码缓存是一种利用多播和编码机会在缓存网络中实现更好的速率-内存权衡的技术。编码缓存中的一个关键参数是子包化，即文件为了编码而被分割成的部分的数量。原始的Maddah-Ali-Niesen方案在子分组化时具有随着用户数量呈指数增长的阶最优速率。相比之下，使用放置交付阵列（PDA）设计的编码缓存中的放置和交付方案可以具有线性子分组化，并在速率上具有惩罚。在这项工作中，我们提出了几个建设有效的PDA，通过提升，其中一个基地PDA是扩大取代每个条目由另一个PDA。通过提出并使用Blackburn兼容PDA的概念，我们提供了多个提升结构，增加编码增益。我们比较了构建的编码缓存方案与其他现有的计划，适度高数量的用户，并表明所提出的建设是通用的，并实现了良好的速率-内存权衡在低subpacketizations。
2022-04-05 cs.IT math.IT
Channel Detection in Coded Communication
我们考虑分组编码通信的问题，在每个块中，信道法属于两个不相交的集合之一。解码器的目的是只解码已经经历了一个通道从一个集合的消息，因此必须检测包含占主导地位的通道的集合。我们从每个集合都是单例的简化情况开始。对于任何给定的代码，我们推导出最佳的检测/解码规则的意义上的最佳权衡之间的概率解码错误，虚警，和误检测，还介绍了次优检测/解码规则，更容易实现。然后，各种可实现的边界上的错误指数的推导，包括精确的单字母表征的随机编码指数的最佳检测器/解码器。然后，我们将随机编码分析扩展到一般的通道集，并表明存在一个通用的检测器/解码器，它执行渐近以及最佳的检测器/解码器，当调谐到检测一个通道从一个特定的通道对。详细讨论了一对二进制对称信道的情况。
2015-09-06 cs.IT math.IT
Correction to "The Generalized Stochastic Likelihood Decoder: Random Coding and Expurgated Bounds"
这封信的目的是处理在论文“广义随机似然解码器：随机编码和删除边界”中定理2的证明中发现的一个空白。"
2017-07-13 cs.IT math.IT
Lattice Sequential Decoding for LAST Coded MIMO Channels: Achievable Rate, DMT, and Complexity Analysis
分析了格型序列译码器在LAST编码MIMO信道下的渐近性能。我们确定的速率可实现格编码和顺序解码应用到这样的信道。推导出格序解码下的分集复用权衡（DMT）是其参数--偏置项的函数，偏置项对于控制解码阶段所需的计算量至关重要。实现低解码复杂度需要增加偏置项的值。然而，这是以失去信道的最佳折衷为代价的。在这项工作中，我们推导出尾部分布的解码器的计算复杂性在高信号噪声比制度。我们的分析表明，这样一个低复杂度的解码器的尾部分布是由底层编码方案的信道的中断概率。此外，尾部指数的复杂性分布是等价的DMT实现格编码和格顺序解码方案。我们推导出渐进平均复杂度的顺序解码器作为系统参数的函数。特别是，我们表明，存在一个截止复用增益的平均计算复杂性的解码器仍然有界。
2011-10-04 cs.IT math.IT
