Channel Feedback Based on AoD-Adaptive Subspace Codebook in FDD Massive MIMO Systems
信道反馈是频分复用（FDD）大规模多输入多输出（MIMO）系统中必不可少的环节。不幸的是，以前的多用户MIMO的工作已经表明，信道反馈的码本大小应该与基站（BS）的天线，这是大大增加在大规模MIMO系统的数量呈指数级。为了减少码本大小和反馈开销，我们提出了一种用于FDD大规模MIMO系统信道反馈的自适应子空间码本。我们的关键见解是利用观察路径AoD变化比路径增益更慢。在角度相干时间内，通过利用恒定的AoD信息，所提出的AoD自适应子空间码本能够以更准确的方式对信道矢量进行估计。我们还提供了性能分析的建议的码本在大的维度制度，在那里我们证明，以限制在一个可接受的水平内的容量退化，所需的反馈位数只与可分辨的（路径）AoD，这是远远小于BS天线的数量线性缩放。此外，我们比较量化的信道反馈使用建议的AoD自适应子空间码本与模拟信道反馈。提供了大量的模拟，验证了分析结果。
2017-04-03 cs.IT math.IT
Universal decoding using a noisy codebook
我们考虑的主题是通用解码的解码器，不具有直接存取的码本，但只有嘈杂的版本的各种随机生成的码字，一个问题的动机由生物识别系统。生成原始（干净）码字的源和在生成噪声码字时破坏它们的信道以及用于通信消息的主信道都由非单线有限状态系统（隐马尔可夫模型）建模。在以前的作品中的通用解码，在这里也是，我们提出的通用解码器的平均错误概率被证明是最佳的最大似然（ML）解码器一样小，直到一个乘法factorthat是一个次指数函数的块长度。因此，每当ML解码器具有正误差指数时，它具有相同的误差指数。通用解码度量基于每个噪声码字与给定信道输出向量的Lempel-Ziv（LZ）增量解析，但该度量与Ziv（1985）以及Lapidoth和Ziv（1998）在有限状态信道的通用解码的早期工作中提出的度量有些不同。差异的原因是，在这里，不像在那些早期的作品，概率分布，支配（噪声）码字是，在一般情况下，不均匀的支持。码字分布的这种不均匀性也使我们的推导更具挑战性。更具挑战性的分析的另一个原因是，在发送消息的噪声码字和主信道输出之间的有效诱导信道通常不是有限状态信道。
2016-09-02 cs.IT math.IT
A New Achievable Rate-Distortion Region for Distributed Source Coding
在这项工作中，被认为是相关源对的有损分布式压缩。传统上，香农的随机编码参数-使用随机生成的非结构化码本，其块长度被认为是渐近大-被用来获得可扩展性的结果。然而，最近观察到，在各种多终端通信场景中，与传统方法相比，使用具有恒定有限块长度的随机码可以导致改进的可实现区域。换句话说，在某些网络通信场景中，用于信息源的分布式处理的随机生成代码的块长度存在有限的最优值。受此启发，提出了一种编码方案，其由两个码本层组成：i）具有恒定有限块长度的主码本，以及ii）块长度被取为渐近大的辅助码本。可实现的区域分两步分析。在第一步中，可实现的区域的特性是使用信息措施，这是多字母概率分布的函数。在下一步骤中，可计算的单字母内绑定到可实现的区域。它示出通过几个例子，所得到的率失真区域是严格大于Berger Tung可实现的区域。
2020-10-19 cs.IT math.IT
Channel input adaptation via natural type selection
我们考虑一个独立于通道的解码器，这是i.i.d.随机码的最大互信息解码器是什么常数组成码。我们表明，这种解码器的结果完全相同的i.i.d.随机编码误差指数和几乎相同的正确解码指数对于给定的码本分布作为最大似然解码器。我们提出了一种算法，用于计算的最佳正确解码指数的通道无关的解码器上的相应表达式进行操作。所提出的算法有两个版本：计算在一个固定的速度和一个固定的斜率。该算法的固定斜率版本提出了一种替代Arimoto算法计算的随机编码指数函数在正确的解码制度。计算算法的固定速率版本转化为随机迭代算法，以适应i.i.d.码本分配到一个离散的无记忆的信道在大的块长度的限制。适配方案使用i.i.d.利用信道独立解码器进行随机编码，并且依赖于每个发送块的一位反馈。假设通信本身以恒定速率$R$可靠。在迭代结束时，如果$R + Δ$小于信道容量，则对于解码置信度$Δ> 0$的某个预定参数，所得到的码本分布保证对于低于$R + Δ$的所有速率的可靠通信。
2018-11-04 cs.IT math.IT
An Effective Limited Feedback Scheme for FD-MIMO Based on Noncoherent Detection and Kronecker Product Codebook
信道状态信息（CSI）的低复杂度量化和三维（3D）信道的垂直自由度利用是\emph{full dimension multi-input-multi-output}（FD-MIMO）系统有限反馈设计中的两个关键问题。在本文中，我们提出了一个有效的有限反馈方案。我们首先采用基于Kronecker积的码本（KPC）来探索3D通道的垂直自由度，将有限反馈从二维（2D）扩展到3D。结果，我们使用非相干序列检测（NCSD）来量化CSI，其中包括垂直和水平信道信息。该方法利用码本搜索和NCSD之间的对偶性，将KPC上的CSI量化转化为两个并行的NCSD。该算法的复杂度随着天线数目的增加从指数下降到线性。我们还表明，所提出的计划不影响系统的分集增益，通过展示全分集阶数。Monte Carlo仿真结果表明，与传统的二维有限反馈方案相比，该方案至少提供了1.2dB的编码增益。此外，该方案优于其他FD/3D CSI量化方案的0.8dB的编码增益与适度的复杂度时，信道高度空间相关。
2016-05-03 cs.IT math.IT
Exact Error Exponents of Concatenated Codes for DNA Storage
本文研究DNA存储级联码的错误指数，推导恒定速率线性读段场景下的精确错误指数并证明优于现有结果，还将结果扩展到超线性读段及低速率场景，揭示了低速率下的相关复杂特性。
2025-06-18 cs.IT math.IT
Low-Complexity Run-Length-Limited ISI-Mitigation (RLIM) Codes for Molecular Communication
University of Cambridge（剑桥大学）；Koç University（科奇大学）
本文提出了一种低复杂度的RLIM码，通过覆盖排名框架和恒定重量计数减少存储需求，提升分子通信的误码率性能。
2026-09-15 cs.IT math.IT
Ensemble-Tight Second-Order Asymptotics and Exponents for Guessing-Based Decoding with Abandonment
本文研究带弃权的猜测式解码，推导其系综紧致一阶与二阶渐近、误差及强逆指数，证明在信道容量超过输入分布熵一半时优于传统测试式解码。
2025-08-08 cs.IT math.IT
Generalized Random Gilbert-Varshamov Codes: Typical Error Exponent and Concentration Properties
本文给出了在DMC信道下广义似然译码下的常数复合广义随机Gilbert-Varshamov（RGV）码的精确的典型误差指数。我们表明，典型的RGV集成的错误指数是等于删除的错误指数，只要RGV码本参数选择适当。我们还证明了随机编码指数依概率收敛于典型误差指数，并导出了相应的非渐近集中率。我们的结果表明，下尾的衰减率是指数，而上尾的衰减率是双指数以上的删除误差指数。的RGV距离函数的衰减率的明确依赖的特点。
2022-11-22 cs.IT math.IT
Exact Error and Erasure Exponents for the Asymmetric Broadcast Channel
考虑具有随机叠加码本的非对称广播信道，该码本可以由恒定组成或\iid码字组成。通过应用Forney的最佳解码器为个人的消息和消息对接收器解码的消息，准确的（合奏紧密）错误和擦除指数。它示出的最佳解码器设计用于解码的消息对实现的总的和未检测到的指数与最佳解码器的私人消息之间的最佳权衡。凸优化为基础的程序，以有效地评估指数。最后给出了数值例子来说明结果。
2019-06-07 cs.IT math.IT
Codeword or noise? Exact random coding exponents for slotted asynchronism
我们考虑时隙异步编码通信的问题，在每个时间帧（时隙），发射机是沉默的或从一个给定的（随机选择的）码本发送码字。解码器的任务是判断是否已经发生传输，如果是，则对消息进行解码。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。对于这个检测/解码规则，然后我们推导出单字母的确切指数率的表征，这三个概率的平均代码在合奏。
2013-08-21 cs.IT math.IT
A Low Complexity Detection Algorithm for SCMA
稀疏码多址接入（SCMA）是一种新的支持大规模连接的多址接入技术。与当前的长期演进（LTE）系统相比，它能够在有限的正交资源上实现活动用户的过载，从而满足第五代（5G）无线网络的要求。然而，现有检测算法的计算复杂度随着$d_f$（资源节点的度）呈指数增长。尽管码本被设计为具有低密度，但是检测仍然花费相当长的时间。参数$d_f$必须设计得非常小，这在很大程度上限制了码本的选择。本文提出了一种新的检测算法，通过离散化层节点（变量节点）的概率分布函数（PDF）。给定$M$作为一个码本的大小，每个资源节点（功能节点）的检测复杂度从$O(d_f M^{d_f})$降低到$O(d_f^3 \ln (d_f))$。在离散化过程中，随着采样间隔的减小，其检测精度可以迅速接近已有的检测算法。
2016-11-27 cs.IT math.IT
Soft GRAND under Channel Uncertainty: Minimax Posterior-Envelope Ordering and Gallager-Exponent Preservation
Harvard University（哈佛大学）
针对信道不确定性下的软GRAND解码，提出后验包络排序以最小化最坏情况秩-后验乘积，并证明在均匀输入无记忆信道上其误差指数保持为Gallager指数。
2026-09-25 cs.IT math.IT
Expurgated Bounds for the Asymmetric Broadcast Channel
这项工作包含两个主要的贡献，关于净化的层次系综的非对称广播信道。第一个是最佳的最大似然（ML）解码器的弱和强用户的分析。将使用两种不同的代码删除方法，这将提供两个相互竞争的错误指数。第二部分是广义随机似然解码器（GLD）下的删除指数的推导。我们证明GLD指数至少与Averbuch和Merhav（2017）在早期工作中导出的随机编码误差指数与我们的一个基于ML的删减指数之间的最大值一样紧密。通过这一点，我们实际上证明了分层码本的存在，实现最好的随机编码指数和删除指数同时为两个用户。
2017-11-28 cs.IT math.IT
Analogy and duality between random channel coding and lossy source coding
这里，我们以统一的方式（使用“R（P，Q，D）”）写出信道编码和有损信源编码中的随机编码指数。我们推导出它们的显式形式，并表明，对于一个给定的随机码本分布Q，信道解码错误指数可以被看作是一个编码成功指数在有损信源编码，和信道正确解码指数可以被看作是一个编码失败指数在有损信源编码。然后，我们将通道指数扩展到任意D，对于D > 0，对应于擦除解码，对于D < 0，对应于列表解码。为了比较，我们也得到确切的随机编码指数为福尼的最佳权衡解码器。
2017-10-29 cs.IT math.IT
Random Spherical Codes at High SNR: Error Transitions, Fixed-Error Data Rates, and Converse Gaps
Innopolis University（因诺波利斯大学）
研究高信噪比下实加性高斯白噪声信道上随机球面码本，通过刻画错误概率转变规律得到集合可达数据速率的高SNR展开，分析其与逆界的关系及差距，确定了错误概率固定时差距随码长变化情况及相关可靠性缩放。
2026-07-22 cs.IT math.IT
The AWGN Red Alert Problem
考虑以下不等错误保护场景。一个特殊的消息，被称为“红色警报”消息，需要有一个非常小的概率错过检测。其余的消息必须保持它们的平均错误概率和虚警概率低于某个阈值。然后，目标是设计一个码本，使红色警报消息的错误指数最大化，同时确保错误的平均概率和虚警概率随着块长度趋于无穷大而趋于零。此红色警报指数先前已针对离散无记忆通道进行了表征。本文完整地刻画了加性高斯白噪声信道中块功率约束下的最优红色告警指数。
2012-08-13 cs.IT math.IT
Exponential Source/Channel Duality
我们提出了一个源/信道的对偶指数制度，在信源编码的成功/失败平行错误/正确性在信道编码，和失真约束成为对数似然比（LLR）阈值。我们建立这种对偶性，首先推导精确指数的有损编码的无记忆源P，在失真D，对于一般的i.i.d.对于编码成功（R < R（P，Q，D））和失败（R > R（P，Q，D））两者，码本分布Q。然后，我们转向具有i.i.d.的无记忆信道P上的最大似然（ML）解码。输入Q，并且示出如果我们在LLR失真度量下代入P=QP、Q=Q和D=0，则解码错误的精确指数（R < I（Q，P））和严格正确解码的精确指数（R > I（Q，P））分别作为信源编码成功/失败的指数的特殊情况。此外，通过让阈值D取一般值，获得了简化Forney解码器下擦除（D > 0）和列表解码（D < 0）的精确随机编码指数。最后，我们推导出确切的随机编码指数Forney的最佳权衡擦除/列表解码器，并表明，在擦除制度，它符合Forney的下限和简化的解码器指数。
2017-01-26 cs.IT math.IT
Fundamental Limits of Noncoherent Massive Random Access Networks
Universidad Rey Juan Carlos（雷乌纳·胡安·卡洛斯大学）；Universidad Carlos III de Madrid（马德里卡洛斯三世大学）
本文研究非相干大规模随机接入蜂窝网络的容量极限，推导严格界，揭示干扰衰落衰减速度决定容量是否有界，并采用突发信令证明无界情形。
2025-09-25 cs.IT math.IT
Random Coding Error Exponents for the Two-User Interference Channel
本文研究了在两用户干扰信道下，采用多个信号集的随机编码体制时，系统的误码指数的下界。具体来说，我们首先分析标准随机编码集合，其中码本由独立且同分布（i.i.d.）码字对于该集成，我们关注最佳解码，这与文献中已经使用的其他次优解码规则（例如，联合典型性解码、将干扰视为噪声等）。干扰信号是码字而不是i.i.d.噪声处理，使最佳解码器的性能分析的传统技术的应用复杂化。而且，不幸的是，这些常规技术导致松散的边界。使用植根于统计物理学的分析工具，以及先进的工会界，我们推导出单字母公式的随机编码误差指数。我们比较我们的结果与最知名的误差指数的下限，并表明我们的指数可以严格更好。然后，在本文的第二部分中，我们考虑了更复杂的编码集成，并找到了一个下界的错误指数与著名的Han-Kobayashi（HK）的随机编码集成，这是基于叠加编码。
2017-06-20 cs.IT math.IT
Soft Covering via Hypothesis Testing: Typical-Code Exponents and Mismatched Detection
The Viterbi Faculty of Electrical and Computer Engineering（维特比电气与计算机工程学院）；Technion – Israel Institute of Technology（以色列理工学院）
研究软覆盖中奈曼-皮尔逊检验的典型码虚警和漏检误差指数，证明自平均性，并扩展到失配似然比检验，刻画失配下的误差指数退化。
2026-06-06 cs.IT math.IT
Error Exponent for Multiple-Access Channels:Lower Bounds
给出了一个统一的框架，以获得所有已知的下界（随机编码，典型的随机编码和删除界）的点到点离散无记忆信道（DMC）的可靠性函数。通过对两用户离散无记忆（DM）多址接入信道（MAC）使用类似的思想，推导出可靠性函数的三个下界。第一个（随机编码）与DM-MAC的可靠性函数的最佳已知下限相同。结果表明，随机编码界是恒定组成码系综中平均码的性能。第二个界限（典型随机编码）是恒定组成码集合的典型性能。为了得到第三边界（删除），我们从码本中以较大的速率消除一些码字。这是该类型中第一个明确使用MAC删除方法的绑定。结果表明，对于所有速率对，典型随机编码的指数和删除的界都大于或等于已知随机编码界的指数。此外，给出了一个例子，其中删除界的指数严格较大。所有这些界限可以普遍获得的所有离散无记忆MAC与给定的输入和输出字母。
2010-10-07 cs.IT math.IT
Mismatched Multi-Letter Successive Decoding for the Multiple-Access Channel
本文研究离散无记忆多址信道的信道编码问题。一个多字母的连续解码规则取决于一个任意的非负的解码度量被认为是，和可实现的速率区域和错误指数都来自标准的MAC（独立码本），并为认知MAC（一个用户知道这两个消息）与叠加编码。在认知的情况下，率区域和错误指数示出相对于合奏平均是紧的。速率区域进行比较，通常认为解码器，选择的消息对最大化的解码度量，并给出了数值例子，连续解码产生严格较高的总和率为一个给定的对输入分布。
2017-12-06 cs.IT math.IT
Hemispherical Concentration Subset Recovery in Many-Access Gaussian Multiple-Access Channels
Dept. of Electrical and Computer Engineering Colorado State University（科罗拉多州立大学电气与计算机工程系）
研究多接入高斯多址信道中共享球形码本的子集恢复问题，发现当0<β<2时，传输的K_a(n)子集几乎必然位于单个半球内，且仅当β<1/4时才能可靠解码，提出两阶段解码方法以提高可靠性。
2026-05-02 cs.IT math.IT
