A Balanced Tree Approach to Construction of Length-Compatible Polar Codes
本文提出一种基于平衡二叉树的长度灵活极化码编码方案，通过长度自适应操作实现编解码，并提出SNR相关与无关的构造方法及PSC解码算法，性能与5G极化码相当且有效降低解码延迟。
2023-04-08 cs.IT math.IT
Low-Complexity Near-ML Decoding of Large Non-Orthogonal STBCs Using PDA
来自具有大维度的循环划分代数（CDA）的非正交空时分组码（STBC）是有吸引力的，因为它们可以同时实现高频谱效率（对于给定数量的发射天线，与V-BLAST中相同的频谱效率）{ \em}以及全发射分集。具有数百个维度的非正交STBC的解码一直是一个挑战。本文提出了一种基于概率数据关联（PDA）的大维数非正交空时分组码解码算法。我们的仿真结果表明，提出的基于PDA的算法实现了近SISO AWGN未编码的BER以及近容量编码的BER（约5 dB的理论容量内）的大型非正交空时分组码从CDA。我们研究了空间相关性对误码率的影响，并表明，由于空间相关性的性能损失可以通过提供更多的接收空间维度来减轻。我们报告良好的BER性能时，使用基于训练的迭代解码/信道估计（而不是假设完美的信道知识），在信道具有较大的相干时间。PDA算法和似然上升搜索（LAS）算法（在我们最近的工作报告）的性能的比较。
2009-01-13 cs.IT math.IT
ML Decoding Complexity Reduction in STBCs Using Time-Orthogonal Pulse Shaping
空间键控（SSK）和空间调制（SM）系统采用时间正交脉冲成形（TOPS）滤波器来获得发射分集增益，本文针对这两种系统的最新发展，提出了一种用于空时分组码（STBC）的TOPS滤波器。我们表明，任何空时分组码的重量矩阵集划分成P个子集的等价关系称为公共支持关系下，可以通过适当地采用跨空间和时间的TOPS波形的P -组解码。此外，通过考虑一些著名的STBC在文献中，我们表明，他们的最大似然解码复杂度的顺序可以大大降低TOPS的应用。
2012-04-25 cs.IT math.IT
Balanced Low-Complexity and Flexible Error-Correction List Flip Decoding for Polar Codes
针对极化码列表翻转译码复杂度与纠错效率难以平衡的问题，提出奇偶校验辅助的D-SCLF译码器，通过简化翻转度量和混合校验方案，在保持灵活高阶纠错能力的同时实现低复杂度，平均复杂度降低达51.1%。
2025-03-30 cs.IT math.IT
Asynchronous Orthogonal Differential Decoding for Multiple Access Channels
我们提出了几种差分解码方案的异步多用户MIMO系统的基础上正交空时分组码（OSTBC）的发射机和接收机都没有知识的信道。首先，我们推导出新颖的低复杂度差分解码器，通过执行干扰消除的时间和采用不同的解码方法。这些方案的解码复杂度随着用户数量线性增长。然后，我们提出了额外的差分解码方案，执行显着优于我们的低复杂度解码器，优于现有的同步差分方案，但需要更高的解码复杂度相比，我们的低复杂度解码器。所提出的方案适用于任何平方OSTBC，任何恒定幅度星座，任何数量的用户，和任何数量的接收天线。此外，我们分析了所提出的计划的多样性，并推导出条件下，我们的计划提供充分的多样性。对于两个和四个发射天线的情况下，我们提供PSK星座图的例子，以实现全分集。仿真结果表明，我们的差分方案提供了良好的性能。据我们所知，所提出的差分检测方案是异步多用户系统的第一差分方案。
2014-12-19 cs.IT math.IT
A Balanced Tree Transformation to Reduce GRAND Queries
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Northeastern University（东北大学）
本文提出了一种基于平衡树变换的方法，通过高效推导多个约束来减少GRAND查询，提升解码效率。
2025-03-24 cs.IT math.IT
Low-Complexity Near-ML Decoding of Large Non-Orthogonal STBCs using Reactive Tabu Search
具有{ \em大维度}的非正交空时分组码（STBC）是有吸引力的，因为它们可以同时实现高频谱效率（对于给定数量的发射天线，与V-BLAST中相同的频谱效率）{ \em以及}全发射分集。具有大维度的非正交STBC的解码一直是一个挑战。在本文中，我们提出了一个反应禁忌搜索（RTS）为基础的算法解码的非正交空时分组码从循环划分代数（CDA）具有大的维度。在i.i.d衰落和接收端的理想信道状态信息（CSIR）下，我们的仿真结果表明，基于RTS的$12\times 12$ STBC从CDA和具有288实维度的4-QAM解码在SNR仅偏离SISO AWGN性能0.5 dB的情况下实现了$i)$ $10^{-3}$未编码BER，并且$ii)$编码BER性能接近理论MIMO容量的约5 dB以内，在18 bps/Hz的频谱效率下使用速率-3/4 turbo码。RTS被证明可以实现接近SISO AWGN的性能，其维数比LAS算法（我们最近报道的）少，但复杂度比LAS高。我们还报告了良好的BER性能的RTS时，I.I.D衰落和完美的CSIR假设放宽考虑空间相关的MIMO信道模型，并通过使用基于训练的迭代RTS解码/信道估计方案。
2009-01-13 cs.IT math.IT
On the Uniqueness of Balanced Complex Orthogonal Design
本文证明在列数固定时，所有不可分解的平衡复正交设计具有相同参数且彼此等价，揭示了 BCODs 结构的唯一性。
2023-07-07 cs.IT math.CO math.IT
Quasi-Orthogonal STBC With Minimum Decoding Complexity
本文研究了一种具有最小译码复杂度的准正交空时分组码（MDC-QO-STBC）。我们制定其代数结构，并提出了一个系统的方法，其建设。我们表明，一个最大似然（ML）解码器的MDC-QOSTBC，对于任何数量的发射天线，只需要联合检测两个真正的符号。假设使用正方形或矩形二次振幅调制（QAM）或多相移键控（MPSK）调制的MDC-QOSTBC，我们也得到了最佳的星座旋转角度，以实现全分集和最佳的编码增益。我们表明，这些MDC-QOSTBC的最大可实现的码率是1三个和四个天线和3/4五至八个天线。我们还表明，建议MDC-QOSTBC有几个理想的属性，如更均匀的天线之间的功率分布和更好的可扩展性，在调整发射天线的数量相比，协调交织正交设计（CIOD）和非对称CIOD（ACIOD）码。对于奇数个发射天线的情况，MDC-QO-STBC也具有比CIOD更好的解码性能。
2006-03-16 cs.IT math.IT
Separable Implementation of L2-Orthogonal STC CPM with Fast Decoding
在本文中，我们提出了一种替代的可分离实现的L2正交空时码（STC）的连续相位调制（CPM）。在这种方法中，我们分裂成一个单一的传统CPM调制器和校正滤波器组的STC CPM发射机。虽然CPM调制器对于所有发射天线是共用的，但是校正滤波器组对每个天线应用不同的校正单元。因此，期望的码特性，如正交性和全分集，是可以实现的，只是稍微大的带宽需求。这种新的代表性有三个主要优点。首先，它允许容易地将正交性条件推广到任意数量的发射天线。其次，对于我们详细描述的一组相当一般的校正函数，可以证明实现了全分集。第三，通过分离接收器内部的调制和校正步骤，可以将更简单的接收器设计为一组数据独立的逆校正滤波器，后面跟着单个CPM解调器。因此，在该实现中，仅需要一个相关滤波器组来检测所有发送的信号。解码工作量仅随发射天线的数量线性增长。
2009-02-28 cs.IT math.IT
Unique Decoding of Explicit $ε$-balanced Codes Near the Gilbert-Varshamov Bound
Gilbert-Varshamov界（非构造性地）建立了距离$1/2 -ε$和速率$Ω(ε^2)$的二进制码的存在性（其中$O(ε^2\log(1/ε))$的上界是已知的）。Ta-Shma [STOC 2017]给出了$ε$平衡二进制码的显式构造，其中任何两个不同的码字都位于$1/2 -ε/2$和$1/2+ε/2$之间的距离处，实现了接近最佳速率的$Ω(ε^{2+β})$，其中$β\to 0$为$ε\to 0$。我们开发独特的和列表解码算法（基本上）的家庭的代码构造的Ta-Shma。我们证明了以下结果$ε$平衡码块长度$N$和率$Ω(ε^{2+β})$在这个家庭：-对于所有$ε, β> 0$有明确的代码，可以唯一解码的错误的一半最小距离的时间$N^{O_{ε, β}(1)}$。- 对于任何与$ε$无关的固定常数$β$，都有一个明确的代码构造，它可以被唯一地解码，直到误差为时间上最小距离$(\log(1/ε))^{O(1)} \cdot N^{O_β(1)}$的一半。- 对于任何$ε> 0$，存在具有速率$Ω(ε^{2+β})$的显式$ε$平衡码，其可以在时间上被列表解码直到错误$1/2 - ε'$ $N^{O_{ε,ε',β}(1)}$，其中$ε', β\to 0$为$ε\to 0$ .我们算法的起点是Alev等人的列表解码框架。[SODA 2020]，它使用平方和SDP层次结构。…
2020-11-11 cs.DS cs.IT math.IT
Soft Decision Decoding of the Orthogonal Complex MIMO Codes for Three and Four Transmit Antennas
对于MIMO编码，随机性是非常期望的属性。它实现了逐符号解码，其中其他符号估计中的错误不会影响结果，从而提供了值得追求的最优性。另一个有益的特性是低复杂度软判决解码器，其对于正交复MIMO码对于两个发射（Tx）天线是已知的，即对于Alamanti码。我们提出了新的软判决解码器的正交复MIMO码的三个和四个Tx天线和扩展的最大比合并（MRC）的旧结果，以涵盖所有正交码多达四个Tx天线。通常，复杂的传输方案包括前向纠错（FEC）编码，并且其性能在FEC解码器而不是在MIMO解码器处测量。我们介绍的接收机结构，提供MIMO解码器的软决策的解调器，这反过来又曲柄出对数的似然比（LLR）的每个比特，并将它们提供给FEC解码器。这对接收机做出了显著的改进，其中最大似然（ML）MIMO解码器在过早的阶段做出硬判决。此外，额外的增益是以惊人的低复杂性实现的。
2010-01-11 cs.IT math.IT
Constructions and List Decoding of Sum-Rank Metric Codes Based on Orthogonal Spaces over Finite Fields
本文基于有限域上正交空间构造Sum-rank度量码，提出两种构造方法，并利用子空间设计计算列表译码的列表大小，从而提升译码成功率。
2025-07-22 cs.IT math.IT
Practical Power-Balanced Non-Orthogonal Multiple Access
本文研究了用于功率平衡非正交多址（NOMA）的实用5G策略。通过允许多个用户共享相同的时间和频率，与现有的正交多址（OMA）相比，NOMA可以扩大服务用户的数量并提高频谱效率。当具有可比接收功率的用户一起发送时，具有连续干扰消除（SIC）的传统NOMA方案不能很好地工作。为了实现功率平衡的NOMA（更准确地说，近功率平衡的NOMA），本文研究了一种新的NOMA架构，命名为网络编码多址（NCMA）。NCMA的一个显著特点是联合使用物理层网络编码（PNC）和多用户解码（MUD）来提高NOMA吞吐量。我们首先表明，一个简单的NCMA架构，其中所有用户使用相同的调制，称为速率均匀NCMA，可以实现大幅提高吞吐量基于SIC的NOMA下近功率平衡的情况下。然后，我们提出了一种新的NCMA架构，称为速率分集NCMA，其中不同的用户可以采用不同的调制相称于他们的相对信噪比。速率分集NCMA的一个挑战是信道编码PNC系统的设计。本文首次尝试设计信道编码速率分集PNC。在我们的软件无线电原型上的实验结果表明，速率多样的NCMA的吞吐量可以超过最先进的速率均匀的NCMA的80%。总的来说，速率多样化NCMA是近功率平衡NOMA的实用解决方案。
2017-01-24 cs.IT cs.NI math.IT
Block Orthogonal Sparse Superposition Codes for Ultra-Reliable Low-Latency Communications
低速率和短分组传输对于超可靠低延迟通信（URLLC）是重要的。本文提出了一类新的URLLC稀疏叠加码，称为块正交稀疏叠加（BOSS）码。我们首先提出了一个代码构造方法的有效编码的BOSS码。其核心思想是通过字典矩阵的正交列的叠加和顺序位映射策略来构造码字。我们还提出了一个近似的最大后验概率（MAP）解码器与两个阶段。近似MAP解码器经由并行解码结构显著地减少了解码延迟，同时保持与极化码的连续消除列表（SCL）解码器相当的解码复杂度。此外，为了衡量在有限块长度制度的代码性能，我们推导出一个精确的解析表达式块出错率（BLER）的单层BOSS码的相关代码参数。最后，我们提出了一个循环冗余校验辅助BOSS（CA-BOSS）码，简单的列表解码，以提高代码的性能。我们的实验验证，CA-BOSS与简单的列表解码器优于CA极化码与SCL解码在低速率和有限块长度的制度，同时实现有限块长度的容量上限内的一dB的信噪比。
2022-08-14 cs.IT math.IT
Low-delay, High-rate Non-square Complex Orthogonal Designs
如果$n$是偶数，则用于$n$发射天线的非平方复正交设计的最大速率是$1/2+\frac{1}{n}$，并且如果$n$是奇数，则用于$n$发射天线的非平方复正交设计的最大速率是$1/2+\frac{1}{n+1}$，并且Liang（IEEE Trans. Inform. Theory，2003）和Lu等人（IEEE Trans. Inform. 2005年），以达到这一目标。关于最大速率复正交设计的解码延迟的下界已经由Adams等人（IEEE Trans. Inform. Theory，2007），并且观察到Liang的构造实现了$n$等于1和3模4的延迟上的界限，而Lu等人的构造实现了等于1和3模4的延迟上的界限。的构造达到了$n=0,1,3$ mod 4的界限。对于$n=2$ mod 4，Adams等人（IEEE Trans. Inform. Theory，2010）已经示出了最小解码延迟是下限的两倍，在这种情况下，Liang和Lu等人都证明了最小解码延迟是下限的两倍。的构造实现了最小的解码延迟。当$n=2$ mod 4时为%。对于大的$n$值，观察到速率接近一半并且解码延迟非常大。Tarokh等人（IEEE Trans. Inform. Theory，1999）。%构造了一类对所有$n$都具有低译码延迟的码率为1/2的码。本文对所有的$n$构造了另一类码率为1/2的码，在这种…
2011-12-07 cs.IT math.IT
Decoding Balanced Linear Codes With Preprocessing
本文提出带预处理的平衡线性码解码算法，利用短对偶码字建议将错误容忍率提升至$O((\log n)^2/n)$，并证明其渐近最优性，揭示低噪声LPN密码应用漏洞。
2025-10-16 cs.CC cs.IT math.IT
Semantic-Aided Iterative Decoding for Uplink Non-Orthogonal Transmission
School of Electrical and Computer Engineering, The University of Sydney（悉尼大学电气与计算机工程学院）
本文提出语义辅助迭代解码（Sem-IR）方案，结合ByT5语言模型与物理层迭代，在8dB时较无语义反馈的NOMA将块错误率降低一个数量级，性能优于TDMA。
2026-08-11 cs.IT math.IT
Noise Recycling
我们介绍了噪声回收，一种方法，大大提高了解码性能的正交信道相关噪声，而不需要联合编码或解码。该方法可以与代码、码率和解码技术的任何组合一起使用。在该方法中，通过从其接收信号中减去其解码输出来从前导信道估计噪声的连续实现。该估计被再循环以降低正经历相关噪声的正交信道的信噪比（SNR），从而提高其解码的准确性。在该设计中，信道仅通过提供解码后的噪声估计来彼此辅助。对于一个系统与任意噪声相关的正交信道之间经历潜在的不同条件，我们介绍了一种算法，确定一个静态的解码顺序，最大限度地提高总的有效SNR。我们证明，这种解决方案的结果在更高的有效信噪比比独立解码，这反过来又导致一个更大的速率区域。我们推导出上界和下界的能力，任何顺序解码的正交信道的相关噪声的编码器是独立的，并表明这些界限几乎是紧的。我们数值比较的上限与容量的联合高斯噪声信道的联合编码和解码，显示它们匹配。仿真结果表明，噪声回收可以采用任何组合的代码和解码器，它给出了显着的块出错率（BLER）的好处时，应用静态预定顺序用于增强速率区域。我们进一步确定，通过动态噪声回收可以实现额外的BLER改善，其中前导信道不是预先确定的，而是基于哪个解码器提供最有信心的解码来实时选择的。
2020-06-08 cs.IT math.IT
Majority Logic Decoding of Affine Grassmann Codes Over Nonbinary Fields
本文研究非二元域上仿射Grassmann码的译码问题，通过利用不同秩矩阵和码的自同构群构建正交校验集，实现了多数逻辑译码，其纠错能力与复杂度与现有Grassmann码译码器相同。
2025-07-13 cs.IT math.IT
On the Search for High-Rate Quasi-Orthogonal Space-Time Block Code
准正交空时分组码（QO-STBC）具有比正交空时分组码更高的编码速率和比非正交空时分组码更低的译码复杂度。本文首先推导了QO-STBC的代数结构，然后将其应用于一种新的基于图的搜索算法中，以找到码率大于1的高速率QO-STBC。从使用这种方法发现的四天线码，它被发现，最大码率被限制为5/4与符号分集水平为4，和4与符号分集水平为2。这些高速率QO-STBC的最大似然解码可以在两个单独的符号子组上执行。码率为5/4的码是第一种已知的具有全符号分集水平的码率大于1的QO-STBC。
2008-06-20 cs.IT math.IT
Block Orthogonal Sparse Superposition Codes for $ \sf{L}^3 $ Communications: Low Error Rate, Low Latency, and Low Power Consumption
针对衰落信道下BOSS码性能下降问题，提出了MMSE-A-MAP和NSD两种联合解调解码算法，在降低复杂度与延迟的同时提升了性能，并验证了其在低功耗传输中的可行性。
2024-03-23 cs.IT eess.SP math.IT
Achievable Rate Region of Non-Orthogonal Multiple Access Systems with Wireless Powered Decoder
非正交多址（NOMA）是5G系统中用于大量无线节点的同时接入的候选多址方案。另一方面，RF使能的无线能量收集是用于自我可持续的无线节点的有前途的技术。在本文中，我们考虑了一个NOMA系统，其中附近的用户从强无线电信号中获取能量以打开信息解码器。结合传统的时间切换和功率分配方案，提出了一种广义的能量收集方案。所提出的方案的可实现的速率区域的特点下，恒定和动态解码功耗模型。在解码功率恒定的情况下，通过求解两个凸优化子问题得到了可达速率区域，并给出了时间切换和功率分配两种特殊情况下的可达速率区域的封闭形式。如果解码功率与数据率成正比，则可通过穷举搜索算法找到可达到的速率区域。数值结果表明，该广义方案的可达速率域大于时间切换方案和功率分配方案，速率相关的译码器设计有助于扩大可达速率域。
2018-06-07 cs.IT math.IT
Non-Orthogonal Multiple Access Schemes in Wireless Powered Communication Networks
我们的时间和功率分配，以优化的非正交多址接入（NOMA）的无线供电通信网络（WPCN）的总吞吐量。在我们的设置中，一个能量丰富（ER）源将无线能量广播到多个设备，这些设备使用它在上行链路上同时向接入点（AP）传输数据。与大多数先前的工作不同，在本文中，我们考虑一个通用的场景，其中ER和AP不重合，即，是两个独立的实体。研究了两种NOMA译码方案，即低复杂度译码（LCD）和连续干扰消除译码（SICD）。对于每个方案，我们制定了一个有限范围内的总吞吐量优化问题。尽管LCD优化问题的复杂性，由于它的非凸性，我们重铸成一系列的几何规划。另一方面，我们建立了SICD优化问题的凸性，并提出了一个算法来找到它的最优解。我们的数值结果表明，使用连续的干扰消除在WPCN与NOMA的重要性，并显示如何的能量应该作为系统参数的函数分布。
2017-03-03 cs.IT math.IT
Cache-Aided Non-Orthogonal Multiple Access: The Two-User Case
在本文中，我们提出了一个高速缓存辅助非正交多址接入（NOMA）方案的频谱效率的下行链路传输。所提出的方案不仅收获与NOMA和缓存相关的好处，而且还利用缓存在用户处的数据进行干扰消除。因此，高速缓存可以帮助降低残余干扰功率，使得用户处的多个解码顺序可行。解码中的所得灵活性可用于改进的NOMA检测。我们描述了缓存辅助NOMA的可达速率区域，并推导出形成速率区域边界的Pareto最优速率元组。此外，我们优化缓存辅助NOMA完成文件传输所需的时间最小化。最佳的解码顺序和最佳的发射功率和速率分配的缓存状态，文件大小，和信道条件的函数。仿真结果证实，相比于几个基线方案，所提出的高速缓存辅助NOMA方案显着扩展了可实现的速率区域，并增加了下行链路传输的总速率，这转化为大大减少文件传输时间。
2019-03-19 cs.IT math.IT
On the nonexistence of $[\binom{2m}{m-1}, 2m, \binom{2m-1}{m-1}]$, $m$ odd, complex orthogonal design
利用复正交设计（CODs）构造空时分组码。具有参数$[p, n, k]$的COD $\mathcal{O}_z$是$p\times n$矩阵，其中非零条目由$\pm z_i$或$\pm z^*_i$、$i = 1, 2,..., k$填充，使得$\mathcal{O}^H_z \mathcal{O}_z = (|z_1|^2+|z_2|^2+...+|z_k|^2)I_{n \times n}$。Adams等人在“The final case of the decoding delay problem for maximum rate complex orthogonal designs”，IEEE Trans. Inf. Theory，vol.56，no.1，pp. 103-122，2010年1月，首次证明了不存在$[\binom{2m}{m-1}, 2m, \binom{2m-1}{m-1}]$，$m$奇数，COD。结合前面的解码延迟应为$\binom{2m}{m-1}$的整数倍的结果，解决了最大速率复正交设计的解码延迟问题的最终情形$n \equiv 2 \pmod 4$。本文给出了参数为$[\binom{2m}{m-1}, 2m, \binom{2m-1}{m-1}]$，$m$奇的COD不存在的另一个证明.我们的新证明是基于等价运算下$[\binom{2m}{m-1}, 2…
2011-09-13 cs.IT math.IT
Unitary Differential Space-Time Modulation with Joint Modulation
提出了两种新的酉差分空时调制（DSTM）的设计方案，具有较低的译码复杂度。如果DSTM码本包含N个码字，则它们的解码器可以被分成几个并行解码器，每个解码器具有小于sqrt（N）的解码搜索空间。这两种设计都基于联合调制的概念，这意味着与传统的逐符号调制不同，联合调制几个信息符号。第一种设计是基于正交空时分组码（O-STBC）的联合星座构造的球形码。第二种设计是基于准正交空时分组码（QO-STBC）与专门设计的成对星座集。所提出的两种酉DSTM方案都具有比许多现有DSTM方案低得多的解码复杂度，包括那些基于Group Code和Sp（2）的DSTM方案，其对于N个码字的码本大小通常具有N的解码搜索空间，并且具有比现有O-STBC DSTM方案好得多的解码性能。在两种设计中，基于O-STBC的DSTM通常具有更好的解码性能，而基于QO-STBC的DSTM在8个发射天线时具有更低的解码复杂度。
2008-06-20 cs.IT math.IT
Parallel Coding for Orthogonal Delay-Doppler Division Multiplexing
本文针对ODDM调制提出并行信道编码（PCE）传输策略及结合连续解码反馈的迭代检测解码算法，在降低解码复杂度的同时显著提升了整体错误性能。
2025-02-03 cs.IT eess.SP math.IT
NOMA in the Uplink: Delay Analysis with Imperfect CSI and Finite-Length Coding
我们研究是否使用非正交多址接入（NOMA）在移动网络的上行链路可以提高性能的正交多址接入（OMA）时，系统需要超可靠的低延迟通信（URLLC）。为了回答这个问题，我们首先考虑一个理想的系统模型，完美的信道状态信息（CSI）在发射机和长码字，其中我们确定最佳的解码顺序时，解码器使用连续干扰消除（SIC）和推导出封闭形式的表达式时，联合解码的最佳速率。虽然联合解码即使在严格的延迟约束下也表现良好，但具有SIC解码的NOMA通常比OMA表现更差。对于低延迟系统，我们还必须考虑有限长度信道编码以及基于速率自适应的不完美CSI的影响。我们推导出封闭形式的近似相应的中断或错误概率，并发现这些影响创建一个更大的性能惩罚NOMA比OMA。因此，具有SIC解码的NOMA可能经常不适合于URLLC。
2019-03-22 cs.IT math.IT
High-rate Space-Time-Frequency Codes Achieving Full-Diversity with Partial Interference Cancellation Group Decoding
部分干扰消除（PIC）分组译码是近年来提出的一种基于空时分组码（STBC）设计准则的全分集译码方法，它能有效地解决译码复杂度和码率之间的矛盾。它提供了一个框架来安排的速率复杂度性能权衡选择一个合适的大小的信息符号组。本文提出了一种简单的线性色散空时频（STF）码的设计方法，并给出了在接收端采用PIC分组译码时，在频率选择性信道中多径情况下实现高码率的设计准则。通过适当的分组方案和PIC分组译码，STF码可以获得与最大似然（ML）译码（即全维球形译码）相似的分集增益，但译码复杂度较低。它似乎是ML接收机和迫零（ZF）接收机之间的中间解码。所提出的用于PIC组解码以实现部署正交频分复用（OFDM）技术的全分集的分组设计准则也是码字的loopumML满秩准则与用于等效频率选择性信道矩阵的列向量的最强ZF线性独立性条件之间的中间条件。对于任意数量的子载波，可以利用PIC组解码来实现全分集，并且可以使数据率变高。文中给出了几个编码实例，验证了该编码方案的可行性.仿真结果表明，所提出的STF码能够很好地解决多输入多输出正交频分复用（MIMO-OFDM）通信系统的速率-性能-复杂度的折衷问题。
2011-01-27 cs.IT math.IT
On the Outage Probability of Multiuser Multiple Antenna Systems with Non-Orthogonal Multiple Access for Air-Ground Communications
本文在几何随机空地信道模型中研究多用户多天线系统的中断概率，提出三种解码方法，其中联合分组解码即使仅两组也能显著提升频谱效率。
2026-06-24 cs.IT eess.SP math.IT
Wireless Powered Communications with Non-Orthogonal Multiple Access
研究了一种无线供电的非正交多址接入上行通信系统，该系统由一个基站和多个能量收集用户组成。更具体地说，我们专注于个人的数据率优化和公平性的改善，我们表明，制定的问题可以最佳和有效地解决无论是线性规划或凸优化。在所提供的分析中，考虑了两种类型的解码顺序策略，即固定解码顺序和分时。此外，我们提出了一个有效的贪心算法，这是适合的分时策略的实际实施。仿真结果表明，该方案优于基线正交多址接入方案。更具体地说，它表明，NOMA提供了相当大的改善吞吐量，公平性和能源效率。此外，系统吞吐量，最低个人数据率，和收获的能量之间的依赖关系被揭示，以及一个有趣的权衡率和能源效率之间。最后，对所提出的贪心算法的收敛速度进行了评估，并表明所需的迭代次数与用户数成线性关系。
2016-02-27 cs.IT math.IT
Orthogonal Sparse Superposition Codes for Ultra-Reliable Low-Latency Communications
本文提出了一种新的稀疏叠加码，适用于加性高斯白噪声信道中的低速率短分组通信。新的码是正交稀疏叠加（OSS）码。OSS码的码字被表示为稀疏子码字的叠加，稀疏子码字的支持集相互不重叠。为了以计算高效的方式构造这样的码字，提出了连续编码方法。利用子码字之间的正交性，提出了一种简单而接近最优的译码方法，该方法采用逐次支持集消去进行逐元素最大后验译码。该解码器的块长度线性解码复杂度超快，远低于商业上使用的现代信道码的信道解码器。分析得出了几层OSS码的块出错率的上界随块长度和码率的变化关系。事实证明，单层OSS码在功率受限的情况下达到了最终的香农极限，即使使用线性复杂度解码器。通过仿真，所提出的OSS码被证明比商业上使用的编码调制技术在低速率和短延迟通信场景中表现更好。
2020-11-22 cs.IT eess.SP math.IT
Maximum-rate, Minimum-Decoding-Complexity STBCs from Clifford Algebras
众所周知，来自正交设计（OD）的空时分组码（STBC）是单符号可解码的/逐符号可解码的（SSD），并且可从Clifford代数的酉矩阵表示获得。然而，SSD码也可以从非正交的设计中获得。最近，已经研究了两类这样的SSD码：（i）坐标交织正交设计（CIOD）和（ii）来自准OD（QOD）的最小解码复杂度（MDC）STBC。来自OD、CIOD和MDC-QOD的代码是相互不相交的代码类。当被写成由Hassibi和Hochwald提出的线性色散码（LDC）时，CIOD类具有{ \it非酉权重矩阵}，而包括COD的若干已知SSD码具有{ \it酉权重矩阵}。本文从Clifford代数的矩阵表示出发，得到了具有酉权矩阵的SSD码，称为Clifford酉权SSD（CUW-SSD）。本文的一个主要结果是推导出一个可实现的上限上的任何酉重量SSD码为$\frac{a}{2^{a-1}}$的$2^a$天线，这是大于的COD是$\frac{a+1}{2^a}$。结果表明，几类已知的SSD码都是CUW-SSD码，并且CUW-SSD码满足这个上界。文中还给出了保证全分集的信号集条件和编码增益的表达式。得到了一大类具有非酉权矩阵的SSD码，其中包含CIOD作为其真子类。
2007-12-14 cs.IT math.IT
Exact Joint MAP Decoding for Unknown Load and Message Counts in Orthogonal Unsourced Random Access
Imperial College London（帝国理工学院）；IHP – Leibniz Institute for High Performance Microelectronics（莱布尼茨高性能微电子研究所）
针对正交非源随机接入中未知负载与消息计数的联合恢复问题，提出精确联合MAP解码器，可在O(M+K_max log M)时间内估计负载与消息计数向量，在2dB下能显著降低无活动虚警概率与归一化计数误差。
2026-10-14 cs.IT math.IT
On Four-group ML Decodable Distributed Space Time Codes for Cooperative Communication
针对Jing-Hassibi和最近提出的广义非正交放大转发（GNAF）两种基于相位的协作分集协议，构造了一类新的具有全分集和低最大似然（ML）译码复杂度的分布式空时码（DSTC）协议的Rajan等人。建议的DSTC的显着特点是，他们满足协议施加的额外约束，也是四个-组ML可解码，这导致与所有现有DSTC构造相比ML解码复杂度的显著降低。此外，这些代码具有均匀的继电器之间的功率分布，以及在时间上。此外，仿真结果表明，这些代码执行更好的相比，唯一已知的DSTC具有相同的速率和解码复杂度，即坐标交织正交设计（CIOD）。此外，它们的性能非常接近具有相同速率但更高解码复杂度的字段扩展的DSTC。
2007-01-09 cs.IT math.IT
Orthogonal Designs and a Cubic Binary Function
正交设计是在用于无线传输的空时分组码的构造中使用的基本数学概念。设计有两个重要的参数，速率和解码延迟，该理论的主要问题是构造最大化速率和最小化解码延迟的设计。所有已知的COD构造都是归纳的或算法的。在本文中，我们提出了一个显式的最佳CODs的建设。我们不应用递归程序，直接计算矩阵元素。我们的公式是基于一个三次函数在两个二进制n-向量。在我们以前的工作（通信数学物理，2010，and J. Pure and Appl. Algebra，2011），我们利用这个函数定义了一系列推广经典八元数代数的非结合代数，并得到了Hurwitz-Radon型平方和恒等式.
2012-03-02 cs.IT math.CO math.IT
L2 OSTC-CPM: Theory and design
空时编码（STC）和连续相位调制（CPM）的结合是一个很有吸引力的研究领域，因为空时编码和CPM都为无线通信带来了许多优点。Zhang和Fitz [1]首先通过构建基于网格的方案来应用这一思想。但是对于这些码，解码工作量随着发射天线的数量呈指数增长。Wang和Xia [2]引入的正交码避免了这一问题。不幸的是，基于Alamanti码[3]，这种设计仅限于两个天线。然而，通过放松正交性条件，我们证明了在这里，它是可能的设计L2正交空时码，实现全速率和全分集低解码努力。在第一部分中，我们将Wang和Xia [2]提出的双天线码从点态推广到L2正交，在第二部分中，我们提出了第一个三天线CPM的L2正交码。在本报告中，我们详细介绍了这些结果，并重点介绍了这些代码的属性。特别感兴趣的是比特出错率的优化，这取决于系统的初始阶段。我们的模拟结果说明了这些条件的系统行为。
2008-06-17 cs.IT math.IT
On the Design of Secure Non-Orthogonal Multiple Access Systems
本文提出了一种新的设计非正交多址接入（NOMA）的保密考虑。我们专注于一个NOMA系统，其中一个发射机发送机密消息给多个用户在一个外部窃听者的存在。研究了解码顺序、传输速率和分配给每个用户的功率的最优设计。考虑到实际的被动窃听的情况下，窃听者的瞬时信道状态是未知的，我们采用的保密中断概率作为保密度量。我们首先考虑的问题，最小化的传输功率受到保密中断和服务质量的约束，并推导出封闭形式的解决方案，这个问题。然后，我们探讨了最大化的最小机密信息率的用户之间的秘密中断和发射功率约束的问题，并提供了一个迭代算法来解决这个问题。我们发现，在所研究的问题中的保密中断约束不改变NOMA的最佳解码顺序，和一个应该增加分配给用户的功率，其信道是相对较差的保密约束变得更加严格。最后，我们展示了NOMA的优势，在正交多址在研究问题的分析和数值。
2017-05-23 cs.IT math.IT
Robust Receiver Design for Non-orthogonal Multiple Access
非正交多址接入（NOMA）已经被提出用于未来几代无线通信中的大规模连接。一种占主导地位的NOMA方案是基于功率优化的，其中假设目标用户的解码是完美的。在这项工作中，而不是在功率域上优化，我们的目的是提出一个鲁棒的接收机，可以检测和解码的FEC码分集的目标用户的数据流。与现有的NOMA接收机相比，我们的新接收机大大提高了误码率（BER）的性能，和BER地板甚至可以通过分配适当的交织模式，以不同的用户消除。
2018-10-21 cs.IT math.IT
Design and Decoding of Polar Codes for the Gaussian Multiple Access Channel
大规模机器类型通信（mMTC）是未来5G网络的关键应用场景之一。非正交多址接入（NOMA）是一种很有前途的用于mMTC场景的技术。本文研究了基于极化码的NOMA方案。本文比较了两种可能的译码技术：联合逐次抵消算法和联合迭代算法。为了优化代码（选择冻结位），我们提出了一个特殊的和有效的设计算法。我们调查的性能所产生的方案在高斯多址接入信道（GMAC）通过模拟。该方案优于基于LDPC的解决方案约1 dB，并接近GMAC的可扩展性界限。
2019-01-22 cs.IT math.IT
Group-Decodable Space-Time Block Codes with Code Rate > 1
多输入多输出（MIMO）系统中的高速率空时分组码（STBC，码率> 1）能够同时提供空间复用增益和分集增益，但具有较高的最大似然（ML）译码复杂度。由于组解码（准正交）码结构可以降低解码复杂度，本文提出了系统的方法来构建组解码的高速率空时分组码与全符号的分集增益为任意发射天线数和码长。我们表明，建议的组解码STBC可以实现高的码率，几乎线性增加的发射天线数，这种近线性的依赖性的斜率随着码长的增加。与现有的低速率和高速率码（如正交STBC和代数STBC）进行比较，以显示所提出的代码的解码复杂度降低和良好的代码性能。
2010-11-18 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
Minimum-Polytope-Based Linear Programming Decoder for LDPC Codes via ADMM Approach
在这封信中，我们开发了一个有效的线性规划（LP）译码算法的低密度奇偶校验（LDPC）码。我们首先放松的最大似然（ML）解码问题的LP问题，通过使用检查节点分解。然后，为了解决由此产生的LP问题，我们提出了一个有效的迭代算法的基础上交替方向乘法器（ADMM）技术。最后，对该算法进行了可行性分析.此外，通过利用LP问题的稀疏性和正交性结构，所提出的译码算法的计算复杂性随着LDPC码的长度线性增加。仿真结果表明，我们提出的算法取得了更好的性能比其他竞争算法的解码时间。
2019-01-23 cs.IT 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
Sum-Rate Maximization of Uplink Rate Splitting Multiple Access (RSMA) Communication
研究了上行链路速率分裂多址（RSMA）通信中最大化无线用户和速率的问题。在所考虑的模型中，每个用户发送一个叠加的两个消息到一个基站（BS）与单独的发射功率和BS使用一个连续的解码技术来解码接收到的消息。为了使每个用户的传输速率最大化，用户必须调整它们的发射功率，并且BS必须确定从用户发送到BS的消息的解码顺序。通过调整用户的发射功率和基站的解码顺序，将该问题转化为具有比例速率约束的和速率最大化问题。然而，由于优化问题中的解码顺序变量是离散的，所以可以将具有发射功率和解码顺序变量的原始最大化问题转化为仅具有速率分裂变量的问题。然后，确定每个用户的最佳速率分裂。给定每个用户的最优速率分割和解码顺序，计算每个用户的最优发射功率。其次，通过穷举搜索方法确定最佳解码顺序。为了进一步降低RSMA中用于和速率最大化的优化算法的复杂度，引入了基于用户配对的算法，该算法使得每对中的两个用户能够使用RSMA，并且还使得不同对中的用户能够被分配正交频率。为了比较，最佳的和速率最大化的解决方案与比例速率约束的非正交多址（NOMA），频分多址（FDMA），时分多址（TDMA）的封闭形式。仿真结果表明，与NOMA、FDMA和TDMA相比，RSMA的和速率增益分别达到10 0%、2 2 2%和83 7%。
2019-06-10 cs.IT math.IT
Coexistence of URLLC and eMBB services in the C-RAN Uplink: An Information-Theoretic Study
针对多小区云无线接入网（C-RAN）架构的上行链路中增强型移动宽带（eMBB）和超可靠低延迟通信（URLLC）用户的复用，研究了正交和非正交多址接入的性能。虽然eMBB用户可以在时间和频率上扩展的长码字上操作，但是URLLC用户的传输由于其低延迟要求而在时间上是随机和局部化的。这些要求还要求在边缘节点（EN）处执行其数据包的解码，而eMBB流量可以利用云处集中解码的干扰管理功能。使用信息理论的参数，eMBB和URLLC流量类型之间的性能权衡的影响，前者的速率，后者的速率，访问延迟和可靠性。分析包括具有不同解码架构的非正交多址（NOMA），诸如打孔和连续干扰消除（SIC）。该研究揭示了有效的设计选择作为小区间干扰，信噪比水平和前传容量限制的函数。
2018-04-18 cs.IT cs.NI math.IT
On Hermitian LCD codes from cyclic codes and their applications to orthogonal direct sum masking
循环码是一类有趣的线性码，由于其高效的编码和译码算法，在通信和存储系统中有着广泛的应用。证明了存在渐近好的Hermitian LCD码。本文的目的是构造有限域上的循环Hermitian LCD码并分析其参数。这些代码的尺寸解决和下限的最小距离。本文提出的厄米特LCD码大多不是BCH码。此外，我们采用厄米特LCD代码提出了一个厄米特正交直接和掩蔽方案，实现了对故障注入攻击的保护。结果表明，具有大的最小距离的代码是理想的，以提高电阻。
2017-01-15 cs.IT math.IT
Low Complexity Iterative Receiver Design for Sparse Code Multiple Access
稀疏码多址接入（Sparse Code Multiple Access，SCMA）是未来5G通信中最有前途的非正交多址接入技术之一。与其他非正交多址接入技术如低密度签名（LDS）相比，SCMA由于其码字的成形增益而具有更好的性能。然而，尽管码字的稀疏性，由SCMA利用的当前消息传递算法（MPA）的解码复杂度仍然过高。本文通过对SCMA码字的格型结构的研究，提出了一种基于列表球译码（LSD）的低复杂度译码算法。LSD避免了对所有可能假设的穷举搜索，并且仅考虑超球体内的信号。由于LSD可以看作是一种深度优先的树搜索算法，我们进一步提出了几种方法来修剪冗余的访问节点，以减少搜索树的大小。仿真结果表明，该算法在性能损失较小的情况下，大大降低了译码复杂度。
2020-02-27 cs.IT eess.SP math.IT
Decoding for Punctured Convolutional and Turbo Codes: A Deep Learning Solution for Protocols Compliance
针对现有神经译码方法难以适配删余码可变码率、不满足协议兼容性的问题，本文提出带删余感知嵌入和平衡误码率训练的LSTM统一译码器，经仿真验证在两类信道下译码精度和鲁棒性均优于传统方法。
2025-10-30 cs.IT cs.LG math.IT
Full Rate L2-Orthogonal Space-Time CPM for Three Antennas
为了将连续相位调制（CPM）的功率效率与衰落环境中的增强性能相结合，一些作者已经建议将CPM与空时码（STC）结合使用。最近，我们提出了一个CPM ST编码方案的基础上L2正交的两个发射天线。在本文中，我们将这种方法扩展到三个天线的情况下。我们分析得出一个家庭的编码方案，我们称之为并行代码（PC）。该码族具有全速率，我们证明了所提出的编码方案实现了全分集，并通过仿真证实。我们详细介绍了一个例子，建议的ST码，可以被解释为一个传统的CPM计划，不同的字母集，用于不同的发射天线，从而导致在一个简化的实施。由于L2正交性，通常与发射天线的数量成指数比例的解码复杂度被降低到线性复杂度。
2009-02-17 cs.IT math.IT
Revisited Design Criteria For STBCs With Reduced Complexity ML Decoding
使用众所周知的球形解码器（SD）提供低复杂度ML解码的线性STBC的设计在过去几年中已经被广泛研究。第一个考虑的方法，以获得设计标准的建设，这样的代码是基于Hurwitz-Radon（HR）理论的权重矩阵之间的相互正交定义的线性代码。该方法用于构造允许快速球译码的新的码族，如多组可译码、快速可译码和快速组可译码。在第二种二次形式方法中，线性STBC的快速球解码（FSD）复杂度由基于其本质的HR理论的Hurwitz Radon二次形式（HRQF）矩阵捕获。在这项工作中，我们重新审视的STBC承认快速球解码的权重矩阵的结构。首先，我们提出了新的充分条件和设计标准，考虑到任意数量的天线和线性空时编码器的任意编码率的降低复杂度ML可解码的线性空时编码器。然后，我们将导出的标准应用到上述三个系列的代码，并提供分析证明，表明FSD的复杂性只取决于权重矩阵和它们的顺序，而不是信道增益或天线的数量，并解释为什么迄今为止使用的HR理论为基础的方法是次优的。
2016-05-10 cs.IT math.IT
Design and Analysis of Massive Uncoupled Unsourced Random Access with Bayesian Joint Decoding
本文针对6G大规模机器类通信，提出一种无需奇偶校验比特的无耦合无源随机接入框架，并设计基于贝叶斯最优正交近似消息传递的低复杂度联合解码算法，通过码字检测与拼接恢复消息，提升频谱效率，仿真验证了方案有效性。
2024-05-06 cs.IT math.IT
STBCs with Reduced Sphere Decoding Complexity for Two-User MIMO-MAC
该文针对两用户多输入多输出（MIMO）衰落多址信道，构造了一种降低球形译码复杂度（SDC）的空时分组码。在这种设置中，两个用户使用相同的STBC，并且目的地对两个用户的符号执行球形解码。首先，我们确定由格生成元的Q-R分解产生的$\textbf{R}$矩阵中的零点的位置，使得（i）最坏情况SDC（WSDC）和（ii）平均SDC（ASDC）减小。然后，一组必要和充分条件的格生成器上提供，使得$\textbf{R}$矩阵具有在所识别的位置处的零。随后，明确的STBC的结构，从而减少ASDC。所提出的设计的速率（以每个信道使用的复符号为单位）至多为$2/N_{t}$，其中$N_{t}$表示每个用户的发射天线的数量。我们还表明，类STBC从复杂的正交设计（比Alamandra设计）减少WSDC，但不是ASDC。
2009-08-08 cs.IT math.IT
