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
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
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
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
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
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
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
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
Achievable Rates for Four-Dimensional Coded Modulation with a Bit-Wise Receiver
本文研究基于逐比特接收机的四维编码调制可达速率，发现 PM-QPSK 比最佳未编码 4D 星座优约 1 dB，并用 LDPC 码数值结果验证。
2013-10-15 cs.IT math.IT physics.optics
Bit-Interleaved Coded Modulation Revisited: A Mismatched Decoding Perspective
通过将比特交织编码调制（BICM）解码器建模为失配解码器，我们重新审视了BICM的信息论分析。失配解码模型是针对有限但任意的块长度而定义的，并且自然地捕获属于同一符号的比特之间的信道存储器。我们给出了两个独立的证明的BICM容量计算的Caire等人。BICM被建模为一组独立的并行二进制输入通道，其输出是逐位对数似然比。我们的第一个可交织性证明使用典型的序列，并表明，由于随机编码结构，交织器是不需要的。第二个证明是基于随机编码错误指数与不匹配的解码，其中最大可实现的速率是广义互信息。我们发现，广义互信息的失配解码器符合无限交织器BICM容量。我们还表明，错误指数-因此截止率-的BICM不匹配的解码器是上界的编码调制，因此可能低于无限交织模型。我们还考虑了用EXIT图分析BICM迭代译码时出现的互信息。我们表明，相应的符号度量的知识传输的符号和EXIT互信息承认一个表示为伪广义互信息，这是在一般情况下无法实现。一个不同的符号解码度量，其中的外部边信息是指假设的符号，诱导一个广义的互信息低于编码调制容量。
2008-05-09 cs.IT math.IT
Four-Dimensional Coded Modulation with Bit-wise Decoders for Future Optical Communications
本文从信息论角度研究光通信中四维编码调制的逐比特译码器，证明广义互信息比互信息更能预测FEC后误比特率，并发现独立偏振正交传输的星座可带来高达4 dB的增益。
2015-01-20 cs.IT math.IT physics.optics
Constellation Shaping for Bit-Interleaved LDPC Coded APSK
提出了一种能量有效的比特交织低密度奇偶校验（LDPC）编码幅度相移键控（APSK）系统整形方法。由二进制LDPC编码器输出的交织比特的子集通过非线性成形编码器，该非线性成形编码器的输出更可能是零而不是一。“整形”比特用于从多个子星座中进行选择，而未整形比特用于选择子星座内的符号。因为整形比特是有偏的，所以来自较低能量子星座的符号比来自较高能量子星座的符号更频繁地被选择。迭代解码器在LDPC解码器、APSK解映射器和整形解码器之间共享信息。信息速率计算的离散集的APSK环半径和成形比特概率，并确定这些参数的最佳组合的加性高斯白噪声（AWGN）信道。借助外部信息传输（EXIT）图，LDPC码的度分布进行了优化，以与成形的APSK星座一起使用。仿真结果表明，整形，度分布优化和迭代解码的组合可以实现超过1 dB的增益在AWGN的速率为3比特/符号相比，系统，不使用整形，使用未优化的代码从DVB-S2标准，并没有解码器和解调器之间的串扰。
2012-07-10 cs.IT math.IT
Error Probability Bounds for Coded-Index DNA Storage
考虑DNA存储通道，其中码字由$M$无序DNA分子组成。在读取时，对$N$分子进行置换取样，然后对每个分子进行测序。考虑了编码索引级联编码方案，其中码字的第$m$分子被限制为所有可能分子的子集（内码），其对于每个$m$是唯一的。解码器具有低复杂度，并且基于首先单独解码每个分子（内码），然后解码分子序列（外码）。只有温和的假设上的排序通道，在形式的存在的内部代码和解码器与消失的错误。分析了随机码和删余码的误码率，并证明其随$N$呈指数衰减。这确立了增加覆盖深度$N/M$以便获得低错误概率的重要性。
2022-05-20 cs.IT math.IT
On Scaling LT-Coded Blockchains in Heterogeneous Networks and their Vulnerabilities to DoS Threats
该研究针对异构网络中传统LT编码区块链解码器非最优的问题提出混合解码器及最优运行区间，同时首次揭示其非盲DoS安全漏洞，为编码区块链的安全可扩展设计提供新方向。
2025-10-22 cs.IT math.IT
On the Outage Capacity of a Practical Decoder Using Channel Estimation Accuracy
研究了在非理想信道估计条件下实现中断容量的最优译码器。首先，通过搜索到家庭的最近邻解码器，这可以很容易地实现在最实际的编码调制系统，我们推导出一个解码度量，最大限度地减少在所有信道估计错误的平均传输错误概率。对于任意无记忆信道，该度量实现了复合（更多噪声）信道的容量。接下来，根据我们以前的工作中引入的估计引起的中断容量（EIO容量）的概念，我们表征了与所提出的解码器相关联的最大可实现的信息速率。建议的解码度量在不相关的瑞利衰落MIMO信道的性能进行比较，经典的失配最大似然（ML）解码器和EIO容量（即最好的解码器在信道估计误差的存在下）给出的理论限制。数值结果表明，推导出的度量提供了显着的增益，在可实现的信息速率和比特出错率（BER），在比特交织编码调制（BICM）的框架，而不引入任何额外的解码复杂度。
2007-06-19 cs.IT math.IT
On the Outage Capacity of a Practical Decoder Accounting for Channel Estimation Inaccuracies
研究了在非理想信道估计条件下实现中断容量的最优译码器。首先，通过搜索到家庭的最近邻解码器，这可以很容易地实现在最实际的编码调制系统，我们推导出一个解码度量，最大限度地减少在所有信道估计错误的平均传输错误概率。接下来，我们专门我们的一般表达式，以获得相应的衰落MIMO信道的解码度量。根据我们以前的工作中引入的估计引起的中断（EIO）容量的概念，并假设没有信道状态信息（CSI）在发射机，我们表征最大可实现的信息速率，使用高斯码本，与建议的解码器。在不相关的瑞利衰落的情况下，这些可实现的速率进行比较的经典失配的最大似然（ML）解码器和EIO容量的最终限制所实现的速率。数值结果表明，推导出的度量提供了显着的增益所考虑的情况下，在可实现的信息速率和比特出错率（BER），在比特交织编码调制（BICM）的框架，而不引入任何额外的解码复杂度。
2007-08-27 cs.IT math.IT
Polar-Coded Pulse Position Modulation for the Poisson Channel
提出了一种用于深空光通信的偏振编码调制方案。研究了具有脉冲位置调制（PPM）的光子计数泊松信道.我们使用的事实，PPM是特别适合于与多级代码来设计一个极化编码调制方案的系统中考虑。证明了基于高斯近似的泊松信道极化码的构造是准确的。该方案使用了循环冗余校验外码和一个连续的取消解码器与列表解码，它被证明是优于竞争计划。
2018-12-07 cs.IT math.IT
Coded DS-CDMA Systems with Iterative Channel Estimation and no Pilot Symbols
在本文中，我们描述了直接序列码分多址（DS-CDMA）系统与四相移键控，其中信道估计，相干解调和解码迭代进行，而不使用任何训练或导频符号。针对采用非规则重复累积码的DS-CDMA系统，提出了一种基于期望最大化的信道估计算法，该算法能够估计出在干扰和热噪声共同作用下的衰落幅度、相位和干扰功率谱密度（PSD）。在从接收的符号获得衰落幅度、相位和干扰PSD的初始估计之后，通过使用来自信道解码器的软反馈来迭代地更新这些参数的后续值。更新后的估计与接收到的符号相结合，并迭代地传递给解码器。导频符号的消除简化了系统设计，并且允许增强的信息吞吐量、改进的比特出错率或更高的频谱效率。干扰功率谱估计使DS-CDMA系统能够有效地抑制干扰。
2010-08-19 cs.IT math.IT
Throughput-based Design for Polar Coded-Modulation
通常，前向纠错（FEC）码是基于给定码率的出错率的最小化来设计的。然而，对于结合混合自动重传请求（HARQ）协议和自适应调制和编码的应用，吞吐量是比出错率更重要的性能度量。极化码是一种新的具有简单速率匹配的FEC码，可以有效地优化以最大化吞吐量。在本文中，我们的目标是使用多级极化编码调制（MLPCM）设计HARQ方案。因此，我们首先开发了一种方法来确定一个基于集合分割的比特到符号的映射高阶QAM星座。我们简化了集合分割QAM星座的LLR估计的多级解码器，我们介绍了一组算法来设计吞吐量最大化MLPCM的连续抵消解码（SCD）。这些码对于非合并（NC）和追赶合并（CC）HARQ协议特别有用。此外，由于SCD的优化码对于SC列表解码器（SCLD）不是最佳的，因此我们提出了一种速率匹配算法来找到SCLD的最佳速率，同时使用针对SCD优化的极化码。当与NC或CC HARQ一起使用时，所得到的码提供接近于容量的吞吐量以及低解码复杂度。
2018-11-05 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
Coded Orthogonal Modulation for the Multi-Antenna Multiple-Access Channel
针对多天线多址通信中联合估计所有用户码字计算不可行的问题，提出低复杂度的编码正交调制多址（COMMA）方案，结合外部码与MMV-AMP算法，在性能上优于传统线性多用户检测，并推导了系统参数的界限与缩放定律。
2023-07-03 cs.IT math.IT
Coded Many-User Multiple Access via Approximate Message Passing
本文针对用户数随码长线性增长的高斯多址信道，提出面向编码CDMA的AMP解码器及AMP与置信传播结合的解码方案，并证明其在有限码长下达到最优性能。
2025-06-03 cs.IT eess.SP math.IT
Symbol-Decision Successive Cancellation List Decoder for Polar Codes
极化码是非常有趣的，因为它们可证明实现离散和连续无记忆信道的容量，同时具有显式构造。现有的极化码译码算法大多基于比特级硬判决或软判决。在本文中，我们提出了用于极化码的符号判决连续消除（SC）和连续消除列表（SCL）解码器，其使用符号式硬或软判决以获得更高的吞吐量或更好的错误性能。首先，我们建议使用递归信道组合来计算符号方式的信道转移概率，从而导致符号决策。我们提出的递归信道组合也有一个较低的复杂度比简单地结合逐位信道转移概率。我们提出的方法和Arikan的信道变换之间的相似性也有助于在计算比特和符号信道转移概率之间共享硬件资源。其次，提出了一种两阶段的列表修剪网络，以提供符号判决SCL解码器的错误性能和复杂度之间的折衷。第三，由于内存是SCL解码器的重要组成部分，我们提出了一个预计算内存节省技术，以减少SCL解码器的内存需求。最后，为了评估我们的符号判决解码器的吞吐量优势，我们设计了一个基于半并行连续取消列表解码器的架构。在这种架构中，考虑了不同的符号大小，排序实现和消息调度方案。我们的综合结果表明，在面积效率方面，我们的符号决定SCL解码器优于位和符号决定SCL解码器。
2015-01-20 cs.IT 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
Design and Analysis of the Tail Sequence for Short LDPC-Coded Space Communications
本文针对短LDPC编码空间遥控指令中译码器可能越过CLTU末端错误收敛的问题，研究尾序列所需特性并提出设计方法，仿真表明所提尾序列可显著改善TC拒绝概率，且在中等SNR下基于译码器的检测能以更低复杂度达到与似然比检验检测相同的性能。
2025-08-27 cs.IT math.IT
Error Performance of Coded AFDM Systems in Doubly Selective Channels
本文研究了双选择性信道下编码 AFDM 系统的误码性能，推导了条件成对错误概率与编码增益，揭示了分集增益与编码增益的权衡关系，并提出近最优 Turbo 译码器，证实其优于 OFDM 和 OTFS。
2023-11-27 cs.IT eess.SP math.IT
Low-Latency Successive-Cancellation List Decoders for Polar Codes with Multi-bit Decision
极化码作为第一种可证明容量实现的纠错码，近年来受到了广泛关注。然而，极化码与传统的连续消除（SC）算法的解码性能不能匹配的低密度奇偶校验（LDPC）或Turbo码。由于SC列表（SCL）译码算法能够显著提高极化码的纠错性能，因此SCL译码器的设计对于极化码的实际应用具有重要意义。然而，因为用于SC解码器的现有延迟减少方法不适用于SCL解码器，所以这些列表解码器遭受长延迟瓶颈。在本文中，我们提出了一种多位决策的方法，可以显着减少SCL解码器的延迟。首先，我们提出了一个重新制定的SCL算法，可以执行中间解码的2位在一起。该方法称为2位重构SCL（2b-rSCL）算法，在不降低性能的前提下，将SCL解码器的延迟从（3 n-2）个时钟周期降低到（2n-2）个时钟周期。然后，我们将2比特判决的思想推广到一般情况，提出了一种通用的译码方案，可以同时对任意2K比特进行中间译码。这种通用方法，称为2K-bit重构SCL（2Kb-rSCL）算法，可以将整体解码延迟减少到短至n/2K-2-2个周期。在此基础上，综合了2b-rSCL和4 b-rSCL译码器的VLSI结构。与现有的SCL解码器相比，所提出的（1024，512）2b-rSCL和4 b-rSCL解码器可以分别实现延迟减少21%和60%，在列表大小为2的情况下编码吞吐量增加1.66倍和2.77倍，并且在列表大小为4的情况下编码吞吐量增加2.11…
2014-09-20 cs.IT math.IT
Golden Space-Time Trellis Coded Modulation
在本文中，我们提出了一种级联编码方案的高速率$2\times 2$多输入多输出（MIMO）系统在慢衰落信道。内码是Golden码\cite{Golden05}，外码是网格码。Golden码的集合分割是专门设计来增加最小行列式的。外部网格码的分支用这些分区标记。网格译码采用维特比译码算法。为了计算分支度量，使用格型球解码器。给出了代码优化的一般框架。通过仿真对所提出的级联方案的性能进行了评估。结果表明，该方案实现了显着的性能增益比未编码的黄金码。
2007-01-11 cs.IT math.IT
Combining coded signals with arbitrary modulations in orthogonal relay channels
我们考虑一个中继信道，其中作出以下假设。(1)源-目的地和中继-目的地信道是正交的（频分中继信道）。(2)中继实现解码转发协议。(3)源和中继实现相同的信道编码器，即卷积编码器。(4)它们可以使用任意的和可能不同的调制。在这个框架中，我们得出的最佳组合器的意义上的最大似然（ML）在目的地和分支度量的网格与其信道解码器的ML组合器，也为最大比组合器（MRC），合作MRC（C-MRC），和最小均方误差（MMSE）组合器。
2009-02-16 cs.IT math.IT
Orthogonal Transform Multiplexing with Memoryless Nonlinearity: a Possible Alternative to Traditional Coded-Modulation Schemes
本文提出了一种基于离散傅里叶变换（DFT）或沃尔什-哈达玛变换（WHT）等正交线性变换的无记忆非线性串行级联的联合编码调制技术。我们证明，这样一个简单的信号结构可能会表现出随机码合奏的属性，作为接近信道容量的结果。我们的计算机模拟证实，如果解码器依赖于修改后的近似消息传递算法，所提出的调制技术表现出的性能与国家的最先进的编码调制方案，使用容量接近分量码。所提出的调制方案可以直接使用或作为传统的正交频分复用（OFDM）发射机的预编码器，导致系统具有OFDM的所有优点以及降低的峰均功率比（PAPR）。
2017-05-09 cs.IT math.IT
Performance Analysis of Network Coded Systems Under Quasi-static Rayleigh Fading Channels
在基本和网络编码协作通信领域，经常需要预期的端到端比特出错率（BER）值来比较所提出的编码、中继和解码技术。而不是通过耗时的蒙特卡罗模拟获得这些值，使用近似值导出封闭形式的表达式是至关重要的。在这项工作中，最终的目标是获得一个近似的平均误码率表达式的网络编码系统。在达到这一目标时，我们首先考虑了协作系统的瞬时误码率值，这通常是由多个变量的Q-函数。对于这些Q-函数，我们研究了采样性质的收敛特性，并将此性质推广到任意多元函数。其次，我们适应等效信道的方法，以网络编码的情况下，为便于分析，并提出了一个网络解码器，降低了复杂度。最后，通过结合这些技术，我们表明，所获得的封闭形式的表达式与仿真结果在很宽的信噪比范围内。
2013-12-05 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
Optimization of Chaos-based Coded Modulations for Compensation of Amplifier Nonlinearities
在这项工作中，我们扩大了一类已知的基于混沌的编码调制（CCM）系统的可能性，以解决高功率放大器（HPA）的非线性问题。假设CCM的非线性特性可以用来抵消其对系统性能的影响，从而避免了预失真器的需要。我们提出了一个优化的CCM的设计方法来证明这一假设。结果表明，对于给定的退避电平，可以设计一个非线性映射函数用于混沌编解码器，以补偿HPA对出错率的影响。
2020-04-20 cs.IT eess.SP math.IT
Punctured Trellis-Coded Modulation
在经典的网格编码调制（TCM）中，当与未编码的传输相比时，应用两倍基数的信号星座，使得能够传输每个PAM符号的一个冗余比特，即，当$2^{K+1}$表示信号星座的基数时，$\frac{K}{K+1}$的速率。为了支持不同的速率，多维（即，$\mathcal{D}$（$\mathcal{D}$ -维）星座已经通过组合随后的一维或二维调制步骤而被提出，从而导致每实维具有$\frac{1}{\mathcal{D}}$比特冗余的TCM方案。相比之下，在本文中，我们提出了执行速率调整TCM通过打孔的卷积码（CC）上的TCM方案是basedon. It示出，由于非平凡的映射的情况下，打孔的CC的输出符号的信号点，相应的维特比解码器算法的修改和优化的CC和打孔方案是必要的。
2013-01-17 cs.IT math.IT
Coded Kalman Filtering over MIMO Gaussian Channels with Feedback
针对带反馈的MIMO高斯信道，研究远程稳定动态系统问题，提出编码卡尔曼滤波器，建立有限MSE的充要条件，并证明线性码通常非最优。
2025-08-05 cs.IT cs.SY eess.SY
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
ARUM: Polar Coded HARQ Scheme based on Incremental Channel Polarization
提出了一种用于极化码的混合自动重传（HARQ）方案，称为掩码下活动比特重定位（ARUM）。在每次传输中，在通过信道传输之前，使用二进制向量对数据位进行编码和逐位XOR掩码。掩蔽过程将多个传输组合在一起，这形成传输信道间变换的另一步骤。可靠性在每次传输之后更新，并且在较早的比特中的较不可靠的比特被重新定位到最新传输的块中的较可靠的位置。ARUM是一种非常灵活的HARQ方案，它允许每次传输具有不同的母码长度，并在HARQ过程中采用具有充分信道状态反馈的独立速率匹配方案。仿真结果表明，ARUM可以获得接近最优的编码增益。
2018-05-17 cs.IT math.IT
Phase-Equivariant Polar Coded Modulation
针对短包低时延通信中导频开销降低频谱效率的问题，提出相位等变极化编码调制方案，利用极化码对相位旋转的等变性与冻结比特选择，无导频即可联合解码消相位模糊，性能优于导频辅助传输。
2023-05-03 cs.IT 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
30% Reach Increase via Low-complexity Hybrid HD/SD FEC and Nonlinearity-tolerant 4D Modulation
当前的光相干转发器技术正在将数据速率推向1 Tb/s/λ及更高。这种趋势需要高性能的编码调制方案和前向纠错（FEC）解码器的有效实现。这个问题的一个可能的解决方案是将先进的多维调制格式与低复杂度的混合HD/SD FEC解码器相结合。根据这一基本原理，在本文中，我们结合了两个最近推出的编码调制技术：几何形状的4D-64极化环切换和软辅助比特标记缩放的可靠性解码器。这种联合方案使我们能够实验性地演示11 x218 Gbit/s信道以5.2bit/4D-sym在跨大西洋距离上的传输。此外，与PM-8 QAM和用于乘积码的常规HD-FEC解码相比，展示了30%的范围增加。
2019-12-31 cs.IT eess.SP math.IT
Energy efficient coded random access for the wireless uplink
我们讨论的问题，使快速，低延迟，免授权和不协调的上行链路密集的无线节点的信道接入架构的设计。具体来说，我们研究了Polyanskiy'2017年为AWGN多址信道（MAC）引入的随机接入码，在实际上更相关的情况下，当信道增益对解码器未知时，用户会受到瑞利衰落的影响。我们提出了一个随机编码的可扩展性界，我们分析非渐近（在有限块长度）和渐近。作为一个候选的实际解决方案，我们提出了一个明确的稀疏图为基础的编码方案，以及交替的信念传播解码器。后者的性能被发现是令人惊讶的接近有限块长度的界限。我们的主要发现有两个方面。首先，就像在AWGN MAC中一样，我们看到联合解码大量用户导致令人惊讶的相变效应，其中在低于临界阈值（取决于可靠性为5-15 bps/Hz）的频谱效率下，完美的多用户干扰消除是可能的。第二，虽然瑞利衰落的存在显著地增加了最小所需的每比特能量$E_b/N_0$（从大约0-2 dB到大约8-11 dB），但是由信道引入的固有随机化使得通过迭代方案更容易获得最佳性能。总之，我们希望随机接入模型的原则性定义以及我们的信息理论分析将为统一基准测试和各种随机接入解决方案的性能比较开辟道路，例如目前讨论的5G/6 G候选方案（MUSA，SCMA，RSMA）。
2019-07-22 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
The Derivation Penalty in Premise-Erasure Caching: Capacity, Strong Converse, and Dispersion Dichotomy
Koguan School of Law, China Institute for Smart Justice, School of Computer Science, Shanghai Jiao Tong University（上海交大凯原法学院、中国智能司法研究院、计算机学院）
研究提出推导受限缓存与编码缓存的容量关系，揭示推导惩罚及相变特性。
2026-03-01 cs.IT math.IT
Polar Coded Diversity on Block Fading Channels via Polar Spectrum
由于极化码在容量实现上的优势，极化码已经被扩展到块衰落信道中，而大多数构造涉及复杂的迭代计算。在本文中，我们建立了一个系统的框架来分析极化码的错误性能的情况下，块映射和随机映射。对于这两种映射，通过引入分裂极化谱的概念，得到了极化信道的误码率上界，揭示了分集阶数L与码字块加权分布之间的关系。对于分块映射中L=2的特殊情况，我们基于广义MacWilliams恒等式设计了计算精确分裂极谱的枚举算法.对于随机映射中的任意分集阶数，借助于均匀交织，将极化谱与衰落模式概率结合，得到了近似的分裂极化谱。此外，我们提出了在块衰落信道下构造极化码的设计准则。全分集准则是实现分集增益的主要目标，而乘积距离准则要求最大化逐块汉明距离的乘积，从而获得编码增益。在这些准则的指导下，提出了极化分集权值（PDW）的构造度量来设计两种映射下的极化码。在块衰落信道中，这种简单的度量可以构造性能与基于传统方法的极化码相似或更好的极化码。
2020-03-30 cs.IT math.IT
Modulation Augmentation and Constellation Shaping for LDPC-Coded QPSK
Samsung Research America（三星美国研究所）；University of Minnesota, Twin Cities（明尼苏达大学双城分校）；Indian Institute of Science（印度科学学院）；Duke University（杜克大学）
针对QPSK星座整形应用受限的问题，提出将短整形码融入LDPC编码QPSK系统，通过稀疏码字实现概率整形，联合优化码本、映射和星座，在5G NR LDPC编码QPSK和QAM-16上分别获得0.6 dB和0.53 dB增益。
2026-10-02 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
Shannon's secrecy system with informed receivers and its application to systematic coding for wiretapped channels
香农的保密系统中的设置进行了研究，其中合法的解码器和窃听器都可以访问与源相关的边信息序列，但窃听器通过比合法解码器的相应信道更嘈杂的信道接收编码信息和边信息，而合法解码器又与编码器共享秘密密钥。一个单字母的表征提供了可实现的区域中的空间的五个数字的优点：在窃听器的含糊度，关键率，在合法的接收器，编码信道的带宽扩展因子的源重建的失真，和平均传输成本（广义功率）。除了这是早期研究的延伸之外，它还提供了一个框架，用于研究存在窃听信道的系统代码的基本性能限制。最佳可实现的性能的系统码，然后比较一般的代码在几个方面，并给出了几个例子。
2006-11-26 cs.IT math.IT
Coherent Detection of Turbo-Coded OFDM Signals Transmitted through Frequency Selective Rayleigh Fading Channels with Receiver Diversity and Increased Throughput
在这项工作中，我们讨论相干检测Turbo编码的正交频分复用（OFDM）信号，通过频率选择性瑞利（每个信道抽头的幅度是瑞利分布）衰落信道具有均匀的功率延迟分布传输的技术。除了加性高斯白噪声（AWGN）之外，信道输出还被载波频率和相位偏移进一步失真。提出了一种新的OFDM帧结构，它由已知的前导码、循环前缀、数据和已知的后同步码组成，与以前的工作相比具有更高的吞吐量。提出了一种鲁棒的Turbo码译码器，该译码器能在较宽的信噪比范围内有效地工作。对实际相干接收机的良好性能的关键贡献是由于使用了长前导码（512个QPSK符号），这可能在任何当前无线通信标准中都没有规定。我们还从计算机模拟中表明，使用更好的码可以获得更好的BER性能。推导了相干检测频偏估计误差方差的一个简单近似的Cramer-Rao界。所提出的算法非常适合在DSP平台上实现。
2015-11-03 cs.IT math.IT
Coded Computation Against Processing Delays for Virtualized Cloud-Based Channel Decoding
研究了云无线电接入网络架构的上行链路，其中经由商用现成服务器上的网络功能虚拟化在云处进行解码。为了减轻该平台中离散解码器的影响，提出了一种新的编码策略，由此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。首先考虑单个帧的传输，并且通过假设用于上行链路通信的二进制对称信道来导出作为解码延迟的函数的所得到的帧不可用概率的上界。然后，分析扩展到考虑随机帧到达时间。在这种情况下，平均解码延迟和帧出错率之间的权衡研究了两种不同的排队策略，由此服务器分别执行每帧解码或连续解码。数值例子表明，边界是有用的工具，代码的设计和编码是有助于获得一个理想的解码延迟和可靠性之间的妥协。
2018-08-28 cs.IT math.IT
Network-Coded Multiple Access with High-order Modulations
本文介绍了第一个网络编码多址（NCMA）系统的原型操作高阶调制高达16-QAM。NCMA联合利用物理层网络编码（PNC）和多用户解码（MUD）来提高多包接收系统的吞吐量。现有的NCMA解码算法，最初设计的BPSK，直接推广到高阶调制，将导致巨大的性能下降。吞吐量下降是由来自不同节点的接收信号之间的相对相位偏移引起的。为了避免相位偏移问题，本文研究了一种在接入点（AP）处具有多个接收天线的NCMA系统，简称MIMO-NCMA。我们提出了一种低复杂度的符号级NCMA解码器，与MIMO一起，可以大大减轻相对相位偏移引起的性能下降。为了证明MIMO-NCMA在高阶调制中的可行性和优势，我们在软件无线电上实现了我们的设计。实验结果表明，在信噪比为10 dB时，QPSK MIMO-NCMA的吞吐量是BPSK NCMA和QPSK MUD的两倍。对于可以支持16-QAM的较高SNR，MIMO-NCMA的吞吐量可以高达BPSK NCMA的3.5倍。总之，本文提供了一个可实现的框架，高阶调制NCMA。
2016-08-15 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 Non-Orthogonal Distributed Space-Time Coded Protocol Part I: Signal Model and Design Criteria
在这两部分的系列论文中，提出了一个广义的非正交放大和转发（GNAF）协议，推广了几个已知的合作分集协议。GNAF协议中的传输包括两个阶段-广播阶段和协作阶段。在广播阶段，源将其信息广播到中继站以及目的地。在协作阶段，源和中继站一起以分布式方式发送空时码。GNAF协议放松了Jing和Hassibi协议对代码结构的约束。在本文的第一部分中，得到了一个码的设计准则，并表明GNAF协议是延迟有效的，以及编码增益有效的。此外，GNAF协议使得能够在目的地使用具有非指数最大似然（ML）解码复杂度的球形解码器。在第二部分中，研究了几种低译码复杂度的码构造，并得到了GNAF协议分集复用增益折衷的下界。
2006-10-29 cs.IT math.IT
Distributed Transmission and Spatially Coupled Forward Error Correction in Regenerative Multipoint-to-Point Networks
研究了多跳再生光网络中编码调制的性能。我们分析了计算解码器输入LLR的选项，显示通过优化再生器位置和实验比较分布式FEC的策略和指南来增加覆盖范围。
2022-04-12 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
