Proximal Decoding for LDPC-coded Massive MIMO Channels
针对LDPC编码的大规模MIMO信道，提出了一种新的基于优化的译码算法。建议的解码算法是基于一个近似梯度法求解近似最大后验概率（MAP）解码问题。关键思想是使用码约束多项式惩罚远离码字的向量作为近似MAP目标函数中的正则化器。码邻近算子自然地从码约束多项式导出。所提出的算法，称为邻近解码，可以描述为一个简单的递归组成的梯度下降步骤的负对数似然函数和代码的邻近操作。数值实验表明，该算法优于已知的大规模MIMO检测算法，如MMSE检测器与置信传播解码。
2021-02-10 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
Reduced Complexity Decoding for Bit-Interleaved Coded Multiple Beamforming with Constellation Precoding
多波束形成是通过奇异值分解的信道矩阵，这是假设是已知的发射机和接收机。比特交织编码多波束形成（BICMB）可以实现全分集，只要码率Rc和所使用的子信道的数目S满足条件RcS<=1。另一方面，具有星座预编码的比特交织编码多波束形成（BICMB-CP）可以在不满足条件RcS<=1的情况下实现全分集。然而，BICMB-CP的解码复杂度远高于BICMB。本文提出了一种基于球形译码（SD）的降低译码复杂度的方法来降低BICMB-CP的最大似然（ML）译码的复杂度。降低的复杂度解码实现了几个数量级的减少，在获得一个预编码比特度量所需的实数乘法的平均数量方面，不仅相对于常规ML解码，而且相对于常规SD。
2011-09-14 cs.IT math.IT
Discovering the Unequal Importance of Coded Bits in the Decoding of Polar Codes
本文研究极化码译码中编码比特的重要性，通过暴力搜索和代理优化识别关键比特，并将其映射至最可靠信道，在基于OFDM的系统中实现最高7倍的BER性能增益。
2025-07-11 cs.IT math.IT
Pairwise Check Decoding for LDPC Coded Two-Way Relay Block Fading Channels
在双向中继（TWR）信道中，部分解码比完全解码具有实现更大容量区域的潜力。然而，现有的部分解码实现被设计用于高斯信道并且具有静态物理层网络编码（PLNC）。在本文中，我们提出了一种新的解决方案，联合网络编码和信道解码的中继，称为成对校验解码（PCD），低密度奇偶校验（LDPC）编码的TWR系统在块衰落信道。主要思想是结合广播（BC）阶段中的自适应PLNC映射，在多址（MA）阶段中形成用于叠加的LDPC编码分组对的校验关系表（check-relation-tab）。使用PCD，然后，我们提出了一种部分解码方法，两阶段最近邻聚类与PCD（TS-CNC-PCD），以最大限度地减少最坏的成对错误概率。此外，我们提出了最小相关优化（MCO）选择更好的检查关系标签。仿真结果证实，所提出的TS-CNC-PCD提供了一个相当大的增益比传统的异或与信念传播（BP）在衰落信道中。
2012-03-01 cs.IT math.IT
Reduced Complexity Detection for Network-Coded Slotted ALOHA using Sphere Decoding
网络编码时隙ALOHA（NCSA）是对经典时隙ALOHA协议的改进，其通过使用物理层网络编码（PNC）在每个ALOHA时隙实现多个源传输来提高吞吐量。接收机在每个时隙期间检测比特的网络编码组合，并通过求解线性方程组来恢复信息比特。这项工作开发了一种接收器，能够检测网络编码的位组合在考虑任意数量的源，正交调制，和块衰落信道的时隙。随着信源数目的增加，在接收机处的网络编码符号的最大似然检测变得复杂。为了降低这种复杂性，在接收机处应用球形解码以限制接收机必须考虑用于检测的星座符号的数量。该系统是模拟两个调制阶数和两个通过五个源，并提供误码性能的结果。
2015-12-09 cs.IT math.IT
Guessing Random Additive Noise Decoding of Network Coded Data Transmitted over Burst Error Channels
针对突发错误信道中的网络编码数据传输，提出T-GRAND算法，利用错误统计依赖性，以高于伴随式解码的概率恢复数据包，并降低计算复杂度。
2024-02-12 cs.IT math.IT
Reconstruction of Network Coded Sources From Incomplete Datasets
在本文中，我们研究的问题，恢复源信息从一个不完整的网络编码数据集。我们首先研究了这种系统的最大后验（MAP）解码的理论性能，并推导出作为系统参数的函数的解码错误的概率上界。我们还建立了使译码错误概率低于一定水平所需的网络编码符号数的充分条件。然后，我们提出了一个低复杂度的迭代解码算法的消息传递的基础上解码的网络编码数据的一个特定类别的统计依赖源，目前成对线性相关。该算法在捕获网络编码约束的图上操作，而关于源相关性的知识直接并入在图上交换的消息中。我们测试所提出的方法上的合成数据和相关的图像序列，并证明了有关的源相关性的先验知识可以有效地利用在解码器，以提供一个良好的重建传输的数据的情况下，在解码器的网络编码数据是不足以进行精确的解码。
2015-03-13 cs.IT math.IT
Capacity of Single-Server Single-Message Private Information Retrieval with Private Coded Side Information
研究了单服务器单消息带私有编码边信息的私有信息检索（PIR-PCSI）问题。在这个问题中，有一个存储数据库的服务器，和一个知道数据库中消息的随机子集的随机线性组合的用户。对用户的边信息有贡献的消息的数量对于服务器是先验已知的，而它们的索引和系数对于服务器是先验未知的。用户希望从服务器检索消息（以最小的下载成本），同时保护需求和辅助信息消息的身份。根据需求是否是编码边信息的一部分，我们考虑两个不同的模型的问题。对于模型中的需求没有贡献的边信息，我们证明了所有（线性和非线性）PIR协议的最小下载成本的下限;和其他模型，其中的需求是一个消息，有助于边信息，我们证明了所有标量线性PIR协议的下限。此外，我们提出了新的PIR协议，实现这些下限。
2019-01-26 cs.IT math.IT
Capacity-Achieving Private Information Retrieval Codes from MDS-Coded Databases with Minimum Message Size
我们考虑构建容量实现的线性代码与最小的消息大小的私人信息检索（PIR）从$N$非串通数据库，其中每个消息是使用最大距离可分离（MDS）代码编码，使它可以恢复访问任何$T$数据库的内容。它示出的最小消息大小（有时也被称为子分组因子）是显着的，事实上是指数，低于以前认为的。更准确地说，当$K>T/\textbf{gcd}(N,T)$，其中$K$是系统中的消息的总数和$\textbf{gcd}(\cdot,\cdot)$意味着最大公约数，我们建立，通过提供新的代码结构和匹配的逆，最小的消息大小为$\textbf{lcm}(N-T,T)$，其中$\textbf{lcm}(\cdot,\cdot)$意味着最小公倍数。另一方面，当$K$是小的，我们表明，它实际上是可能的设计代码的消息大小甚至小于$\textbf{lcm}(N-T,T)$。
2020-01-22 cs.IT math.IT
Maximum Likelihood Decoding of Convolutionally Coded Noncoherent ASK Signals in AWGN Channels
在这项工作中，我们开发了最大似然检测（MLD）算法的非相干幅度移位键控（NCASK）系统在加性高斯白噪声（AWGN）信道。所开发的算法被用来调查与卷积编码和软判决维特比译码的NCASK系统的性能。紧和简单的上界已被推导出描述系统的性能，仿真结果表明，推导出的上界是在0.1 dB的模拟点。
2019-11-08 cs.IT math.IT
Private Information Delivery with Coded Storage
在私人信息传递（PID）问题中，存在跨$N$服务器存储的$K$消息，每个服务器都能够存储$M$消息和用户。服务器希望将其中一条$K$消息传递给用户，而不泄露所传递消息的标识（索引）。PID问题的容量被定义为所需消息的最大比特数，可以私下传送，每比特的总通信，给用户。对于复制系统的受限情况，不允许编码消息或将一个消息拆分到多个服务器，Hua Sun在"Private Information Delivery，IEEE Transactions on Information Theory，December 2020"中根据$K, N$和$M.$描述了PID的容量。对于一类称为{\it双正则PID}的问题，我们描述了$N=K/M$和$N>K/M$的容量，我们提供了一个可实现的方案。在这两种情况下，所实现的速率都高于复制系统所实现的速率。
2022-02-08 cs.IT math.IT
Coded Iterative Computing using Substitute Decoding
在本文中，我们提出了一种新的编码计算技术称为“替代解码”一般迭代分布式计算任务。在本文的第一部分中，我们使用PageRank作为一个简单的例子来说明替代解码可以使幂迭代计算稀疏矩阵上的PageRank对分布式系统中的擦除具有鲁棒性。对于这些稀疏矩阵，具有密集生成器矩阵的代码可以显著增加存储成本，并且优选具有低密度生成器矩阵（LDGM）的代码。令人惊讶的是，我们通过理论分析和仿真表明，当使用替代解码，编码迭代计算与极低密度的代码（2或3个非零在每行的生成矩阵）可以实现几乎相同的收敛速度无噪声技术，尽管差的纠错能力的LDGM码。在论文的第二部分，我们讨论了替代解码在解决线性系统和PageRank之外的应用。这些应用包括（1）计算特征向量，（2）计算截断奇异值分解（SVD），以及（3）梯度下降。这些例子表明，替代译码算法有着广泛的应用。
2018-05-15 cs.IT math.IT
Capacity of Single-Server Single-Message Private Information Retrieval with Coded Side Information
研究了带编码边信息的单服务器单消息私有信息检索问题。在该问题中，存在存储数据库的服务器，以及知道数据库中的消息子集的线性组合作为边信息的用户。对边信息有贡献的消息的数量对于服务器是已知的，但是这些消息的索引和系数对于服务器是未知的。用户希望私下从服务器下载消息，即，而不暴露它正在请求哪个消息，同时最小化下载成本。在这项工作中，我们考虑两种不同的设置PIR-CSI问题取决于所需的消息是或不是一个消息有助于边信息。对于每一个设置，我们证明了一个上限的最大下载速率作为数据库的大小和边信息的大小的函数，并提出了一个协议，实现速率上限。
2018-06-13 cs.IT math.IT
Approximate Message Passing in Coded Aperture Snapshot Spectral Imaging
我们考虑一个压缩高光谱成像重建问题，其中三维空间光谱信息的场景是由编码孔径快照光谱成像仪（CASSI）。近似消息传递（AMP）框架被用来重建高光谱图像从CASSI测量，和自适应维纳滤波器被用作AMP内的三维图像去噪。我们称我们的算法为“AMP-3D-Wiener”。“模拟结果表明，AMP-3D-Wiener优于现有的广泛使用的算法，如梯度投影稀疏重建（GPSR）和两步迭代收缩/阈值（TwIST）给定相同的运行时间。此外，与GPSR和TwIST相比，AMP-3D-Wiener不需要调整任何参数，这简化了重建过程。
2015-09-08 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
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
Windowed Decoding for Delayed Bit-Interleaved Coded Modulation
延迟比特交织编码调制（DBICM）通过将不同延迟的码字子块调制到相同的信号上来推广比特交织编码调制（BICM）。由于DBICM能够利用解码延迟子块的外部信息检测未延迟子块，因此DBICM比BICM提高了传输可靠性。在这项工作中，我们提出了一种新的窗口解码算法的DBICM，它使用的外部信息的解码延迟和未延迟的子块，以提高对所有子块的检测。数值结果表明，所提出的加窗解码显着优于原来的解码。
2021-08-15 cs.IT eess.SP math.IT
Non-iterative Joint Detection-Decoding Receiver for LDPC-Coded MIMO Systems Based on SDR
半定松弛（SDR）检测器已被证明是成功的接近最大似然（ML）性能，而时间复杂度只有多项式。我们提出了一种新的接收机联合利用前向纠错（FEC）码信息的SDR检测过程。通过码约束的加强，联合SDR检测器向下游解码器提供可靠性大大提高的软信息，因此以显著的增益优于现有的接收器。
2018-08-15 cs.IT math.IT
On Improving the Balance between the Completion Time and Decoding Delay in Instantly Decodable Network Coded Systems
本文研究了在具有记忆的无线广播删除信道上的可即时解码网络编码（IDN）系统中完成时间（作为吞吐量的度量）和解码延迟性能之间的复杂相互作用，并提出了两种新的算法来改善广播分组的完成时间和解码延迟之间的平衡。我们首先制定的IDNC数据包选择问题，提供联合控制的完成时间和解码延迟作为一个统计最短路径（SSP）的问题。然而，由于使用SSP技术找到最佳的数据包选择策略是计算复杂的，我们采用它的几何结构，找到一些指导方针，并使用它们提出两个启发式数据包选择算法，可以有效地提高完成时间和解码延迟之间的平衡广播擦除信道与广泛的内存条件。它示出的两个算法中的每一个是优越的特定范围内的内存条件。此外，我们表明，所提出的算法实现了改进的公平性在所有接收器的解码延迟。
2013-11-11 cs.IT math.IT
Coded-Caching using Adaptive Transmission
编码缓存是一种很有前途的技术，以减少在高流量期间回程链路的峰值速率要求。在这封信中，我们研究了自适应传输对基于编码缓存的网络性能的影响。特别是，集中在减少回程高峰负荷在高流量期间，我们开发自适应速率和功率分配方案，最大限度地提高网络成功传输的概率，这被定义为事件的概率与所有缓存节点正确解码其预期的信号。此外，我们研究了不同的消息解码和缓冲方案对系统性能的影响。正如我们所展示的，编码缓存网络的性能受到速率/功率分配以及消息解码/缓冲方案的极大影响。
2021-03-12 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
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
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
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
FEC-Assisted Parallel Decoding of Polar Coded Frames: Design Considerations
本文讨论了短极化码的两个主要问题：FEC辅助解码的潜力和各种设计场景下的最佳码级联策略。码级联和FEC辅助解码系统，假设一个分组系统。结果表明，FEC辅助译码可以任意提高逐次抵消译码的误帧率出错率，但代价是一定的码率损失和译码复杂度随帧内码字数线性增加。这是比较列表解码的复杂性与列表的大小以及码字的数量线性增长。在此基础上，提出了一种实用的帧构造方法和解码算法.考虑到传输协议的有效吞吐量，在极化码长度、帧长和目标帧成功率约束下，建立了级联码的优化设计问题。假设加性高斯白噪声和瑞利衰落信道进行仿真。它示出的分割级联策略长帧不会导致任何相当大的增益。它还表明，FEC辅助解码的帧的性能得到改善，而传统的连续抵消解码经历了显着的性能损失的帧长度的增加。
2016-07-25 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
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
An enhanced decoding algorithm for coded compressed sensing
编码压缩感知是一种适用于高维空间稀疏恢复的算法框架。这个框架最初设想的无源多址接入信道，一个无线范例调谐到机器类型的通信。编码压缩感知使用分治方法将稀疏恢复任务分解为子组件，其尺寸适合于传统的压缩感知求解器。然后使用低复杂度解码器将恢复的片段缝合在一起。本文介绍了一种增强的编码压缩感知解码算法，其中片段恢复和拼接过程是串联执行的，在它们之间传递信息。这种新颖的方案可以提高性能并显着降低计算复杂性。该算法机会源于这样的认识，即编码压缩感测固有的奇偶结构可以用于动态地限制后续恢复算法的搜索空间。
2019-10-22 cs.IT eess.SP math.IT
Approximating Throughput and Packet Decoding Delay in Linear Network Coded Wireless Broadcast
在本文中，我们研究了无线分组广播系统，使用线性网络编码（LNC），以帮助接收器恢复数据包丢失，由于数据包擦除。我们研究了两个交织的性能指标，即吞吐量和平均分组解码延迟（AVDD），并建立强/弱近似关系的基础上，是否近似持有的每个接收器的性能（强）或所有接收器的平均性能（弱）。我们证明了强吞吐量近似和强APDD近似之间的等价性。我们证明，吞吐量最佳的LNC技术可以强烈近似APDD，基于分区的LNC技术可能会弱近似吞吐量。我们还证明了无记忆LNC技术，包括即时可解码的网络编码技术，不是强吞吐量和AVDD近似，也不是弱吞吐量近似技术。
2017-01-17 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
Lifting Private Information Retrieval from Two to any Number of Messages
我们研究了可能存在合谋服务器的编码数据上的私有信息检索（PIR）。在存在合谋和编码数据的情况下，设计具有最优下载速率的PIR方案仍然是一个开放的问题。我们提供了一个提升操作，可以将我们所说的两个消息的一次性PIR方案转换为任何数量的消息的方案。我们应用此提升操作现有的PIR计划，并描述两个直接的影响。首先，我们得到了新的PIR方案，在MDS编码数据和服务器合谋的情况下，具有改善的下载速率。其次，我们提供了一个简化的描述现有的最佳PIR方案复制数据提升秘密共享的PIR。
2018-05-29 cs.IT math.IT
Low Complexity Decoding for Punctured Trellis-Coded Modulation Over Intersymbol Interference Channels
如Ungerboeck在1976/1983年引入的经典网格编码调制（TCM）使用与每个PAM符号具有一位冗余的未编码传输相比具有两倍基数的信号星座，即，当$2^{n}$表示信号星座的基数时，应用具有速率$\frac{n-1}{n}$的码。因此，原始方法仅包括整数传输速率，即，此外，当在符号间干扰（ISI）信道上发送时，最佳解码方案将联合地执行信道码的均衡和解码。在本文中，我们允许通过打孔的卷积码（CC）的TCM方案是基于的速率调整。在这种情况下，一个非平凡的映射的输出符号的CC信号点的结果在一个时变网格。我们提出了一种有效的技术，集成到这个网格的ISI通道，并表明，计算复杂性可以显着降低通过减少状态序列估计（RSSE）算法的时变网格。
2013-12-05 cs.IT math.IT
An Enhanced Decoding Algorithm for Coded Compressed Sensing with Applications to Unsourced Random Access
无源随机接入（URA）已经成为下一代分布式传感器网络的一个实用框架。在URA内，通常采用级联编码结构来确保中央基站可以在给定传输时段期间准确地恢复所发送的码字集。许多URA算法采用独立的内部和外部解码器，这可以以性能下降为代价来帮助降低计算复杂性。本文针对由多种内码和基于树的外码组成的级联编码结构，提出了一种增强的译码算法。结果表明，这种算法的增强有可能同时改善错误性能和降低解码器的计算复杂性。这种增强的解码算法被应用到现有的两个URA算法和算法的性能优势的特点。数值模拟结果的支持。
2021-12-01 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
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
Low Complexity Decoding for Higher Order Punctured Trellis-Coded Modulation Over Intersymbol Interference Channels
网格编码调制（TCM）是一种功率和带宽有效的数字传输方案，它提供了非常低的数据流的结构延迟。传统TCM使用与未编码传输相比基数为两倍的信号星座，其中每个PAM符号具有一位冗余，即，当$2^{n}$表示信号星座的基数时，应用具有速率$\frac{n-1}{n}$的码。最近发表的工作允许速率调整TCM通过打孔的卷积码（CC）上的TCM scheme是basedon.In本文中，它示出了如何打孔的TCM信号发送的符号间干扰（ISI）信道可以顺利地被解码。通过减少状态序列估计，可以在只有很小的性能损失的情况下实现显着的复杂性降低。
2014-05-27 cs.IT math.IT
On the latency of multi-level polar coded modulations
与比特交织编码调制相比，多级编码的一个普遍假设的缺点是其高延迟：实际上，必须顺序解码各个级别。在本文中，我们考虑极化码来编码每个级别。我们表明，解码的时间复杂度的多级方案，使用逐次取消列表解码每个极化码，只有1.5倍的一个单一的极化码，无论信噪比和级别的数量。
2022-06-01 cs.IT math.IT
Bit-Interleaved Coded Energy-Based Modulation with Iterative Decoding
本文提出了一种低复杂度的准最优非相干接收机，用于多级能量编码调制系统。受Turbo处理原理的启发，我们将比特交织编码调制与迭代解码（BICM-ID）的基本原理融入到所提出的接收机设计中。该系统被称为比特交织编码基于能量的调制与迭代解码（BICEM-ID）和它的错误性能进行了分析研究。具体来说，我们推导出上界的平均成对错误概率（PEP）的非相干BICEM-ID系统中的反馈自由（FF）和无错误反馈（EFF）的情况下。结果表明，最近邻的定义，这是很重要的性能分析FF的情况下，是非常不同的相干BICM-ID对应。分析还揭示了如何从编码比特到能量水平的映射影响的分集阶数和编码增益的BICEM-ID系统。一个良好的映射的设计标准，然后制定和算法，提出了找到一组最佳的映射BICEM-ID。最后，仿真结果证实了主要的分析结果。
2022-11-23 cs.IT eess.SP 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
Bounds on the ML Decoding Error Probability of RS-Coded Modulation over AWGN Channels
研究了加性高斯白噪声信道下RS码的最大似然译码错误概率的界。为了解决欧氏距离谱依赖于信号映射方式所带来的困难，我们提出使用随机映射，从而产生RS编码调制（RS-CM）系统的集成。对于这个合奏RS-CM系统，解析界推导出，这可以从已知的（符号级）汉明距离谱进行评估。本文还提出了基于仿真的界限，这是适用于任何特定的RS-CM系统，可以评估的援助列表解码（在欧几里德空间）算法。基于仿真的边界不需要距离谱，并且在字出错率（WER）不太低的情况下，对于短RS码在数值上是紧的。数值比较结果至少在三个方面是相关的。首先，在短码长体制下，采用随机映射BPSK调制的RS-CM比二进制随机线性码具有更好的性能。第二，具有随机映射（时变）的RS-CM可以具有比具有特定映射更好的性能。第三，数值结果表明，最近提出的Chase型译码算法实质上是短RS码的ML译码算法。
2014-01-21 cs.IT math.IT
Private Information Retrieval with Private Coded Side Information: The Multi-Server Case
本文研究了多服务器环境下带私有编码边信息的私有信息检索问题。在该问题中，存在$K$消息的数据库，其副本在$N$服务器之间复制，并且存在知道数据库中的$M$消息的随机子集的随机线性组合作为边信息的用户。用户希望从服务器下载一个消息，同时保护请求消息和形成辅助信息的消息的身份。我们假设服务器预先知道形成用户的边信息的消息的数量，而这些消息的索引及其在边信息中的系数对于任何服务器都是先验未知的。我们的目标是表征（或推导出其下限）容量，即，最大可实现的下载速率，用于以下两种设置。在第一设置中，形成用户可用作辅助信息的线性组合的消息集合不包括用户所要求的消息。对于此设置，我们证明容量等于$\left(1+{1}/{N}+\dots+{1}/{N^{K-M-1}}\right)^{-1}$。在第二设置中，需求消息作为辅助信息贡献于用户可用的线性组合，即，请求消息是形成用户侧信息的消息之一。对于这种设置，我们表明，容量是由$\left(1+{1}/{N}+\dots+{1}/{N^{K-M}}\right)^{-1}$下界。所提出的可验证性方案和证明技术利用了我们最近提出的单服务器PIR-PCSI问题的方法以及Sun和Jafar提出的多服务器私有计算问题的技术。
2019-06-26 cs.IT math.IT
Mapping and Coding Design for Channel Coded Physical-layer Network Coding
虽然BICM在传统接收机中通过解映射和译码之间的迭代处理可以显著改善误码率性能，但其在PNC系统中的设计和性能研究较少。本文研究了高斯双向中继信道中采用物理层网络编码（PNC）的比特交织编码调制（BICM）方案。特别是，我们首先提出了一个专门为PNC设计的迭代解映射和解码框架。在此基础上，我们比较了该框架下不同的星座映射方案，并利用EXIT图进行了收敛性分析。结果表明，反Gray映射的译码性能优于传统译码方案中的最佳映射Gray映射。最后，通过数值仿真验证了该映射框架的有效性.
2013-10-02 cs.IT math.IT
Polar-Coded Non-Coherent Communication
针对信道状态信息未知的信道，提出了一种联合信道估计和译码的极化码传输（PCT）方案。CSI经由连续消除（SC）解码和由冻结比特施加的约束来估计。使用外码的SC列表解码提高了性能，包括在使用正交相移键控（QPSK）和格雷标记时解决相位模糊。使用5G极化码和QPSK的仿真显示，对于各种非相干模型，在$10^{-4}$的出错率（FER）下，与导频辅助传输相比，增益高达$2$ ~dB。此外，对于具有完美CSI的相干接收器，PCT在十分之几dB内执行。对于瑞利块衰落信道，PCT优于基于随机编码的FER上限，并且在下限的1dB内。
2021-02-22 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
Graph-Cover Decoding and Finite-Length Analysis of Message-Passing Iterative Decoding of LDPC Codes
本文的目标是推导出一个框架，用于低密度奇偶校验码的消息传递迭代译码的有限长度分析。为此，我们引入了图覆盖解码的概念。而在最大似然解码中，代码中的所有码字都竞争成为接收向量的最佳解释，在图覆盖解码下，代码的Tanner图表示的所有有限覆盖中的所有码字都竞争成为最佳解释。我们对图覆盖解码感兴趣，因为它是一种理论工具，可以用来显示线性规划解码和消息传递迭代解码之间的联系。也就是说，一方面，事实证明，图覆盖解码本质上等同于线性规划解码。另一方面，由于迭代的、局部操作的解码算法（如消息传递迭代解码）无法区分底层的Tanner图和任何覆盖图，因此图覆盖解码可以作为解释消息传递迭代解码行为的模型。理解图覆盖解码的行为相当于理解所谓的基本多面体。因此，我们给出了这个多面体的一些特征，并解释了它与早期概念的关系，这些概念是为了理解有限长度代码的消息传递迭代解码的行为而引入的。
2005-12-20 cs.IT math.IT
Stochastic Binning and Coded Demixing for Unsourced Random Access
无源随机接入是一种新型的通信模式，旨在处理大量的不协调的用户，偶尔发送非常短的消息。在此模型下，编码压缩感知（CCS）已成为一个低复杂度的计划，表现出良好的错误性能。然而，CCS所面临的挑战之一涉及解开存在于单个因子图上的大量码字。为了缓解这个问题，本文介绍了一种修改后的CCS计划，主动设备随机分割成组，利用单独的采样矩阵低交叉相干的消息传输。在接收端，采用来自压缩解混领域的思想来进行支持恢复，并为每个聚类中的消息消歧创建单独的因子图。这减少了因子图上的活动用户数量，从而在典型场景中显著提高了性能。实际上，编码解混随着组的数量增加而降低错误的概率，直到某一点。研究结果与数值模拟的支持。
2021-07-21 cs.IT math.IT
Protograph-Based LDPC Code Design for Ternary Message Passing Decoding
提出了一种低密度校验码的三值消息传递（TMP）译码算法。在可变节点和校验节点之间交换的所有消息具有三进制字母表，并且可变节点利用来自信道的软信息。一个密度演化分析开发的非结构化和基于原图的合奏。对于非结构系综的稳定性条件。TMP解码的优化合奏显示渐近增益高达0.6 dB的合奏优化二进制消息传递解码。有限长度的模拟代码从TMP优化的合奏显示TMP下的增益高达0.5 dB相比，基于原图的代码设计用于未量化的信念传播解码。
2018-10-11 cs.IT math.IT
Coded Compressed Sensing with Successive Cancellation List Decoding for Unsourced Random Access with Massive MIMO
无源随机接入（URA）是一种日益流行的通信范例，其与\textit{Internet-of-Things}（IoT）网络中的机器驱动数据传输相协调。在典型的URA设置中，非常大的群体内的活动设备的小子集希望向中央基站发送短消息。最初定义的基站配备了一个单一的天线，URA范式最近已扩展到实际的情况下，涉及基站与大量的天线由Fengler等人提出的级联编码方案，其中利用了非贝叶斯稀疏恢复算法，再加上由Amalladinne等人介绍的树码。在编码压缩感知的背景下。目前，现有的MIMO实现方式孤立地使用这两个组件。本文介绍了一种增强的连续取消列表解码风格的计划，促进稀疏恢复算法和树解码器之间的动态交互。这种修改可以大大减少AD算法的搜索空间，并且它在错误性能和计算复杂性方面都有显着的改善。仿真结果表明，对于一个系统与100个活跃用户，建议的解码器减少所需的天线在基站的数量由23%，以实现类似于Fengler等人的方案的性能。
2021-05-05 cs.IT math.IT
Decoding Network Codes by Message Passing
在本文中，我们展示了如何从网络代码构建因子图。这为使用消息传递算法进行解码提供了系统框架。所提出的消息传递解码器利用底层通信网络拓扑的知识来简化解码。对于具有无错误链路的网络上的唯一可解码线性网络码，仅需要传递消息支持（而不是消息值本身）。本文提出的简化支持消息算法是和积算法的一个实例。我们的消息传递框架提供了一个基础的网络代码的设计和网络拓扑结构的控制，以期在汇终端的量化的复杂性降低。
2009-04-21 cs.IT math.IT
Protograph-Based LDPC Code Design for Bit-Metric Decoding
提出了一种基于原模图的低密度奇偶校验（LDPC）码设计方法。该方法联合优化LDPC码节点度和编码比特到比特交织编码调制（BICM）比特信道的映射。对于具有均匀输入的BICM和具有概率整形的BICM，构造了二进制输入双输出代理信道并用于码设计。所构造的码的性能与Zhang和Kschischang（2013）的多边型码一样好。对于具有概率整形的64-ASK，构造块长度为64800的码，其在0.5log（1+SNR）的0.69 dB内以4.2比特/信道使用的频谱效率和1 e-3的帧出错率操作。
2015-01-22 cs.IT math.IT
Binary Message Passing Decoding of Product Codes Based on Generalized Minimum Distance Decoding
提出了一种基于分量码广义最小距离译码（GMDD）的乘积码二进制消息传递译码算法，GMDD的最后一级基于汉明距离进行判决.该算法关闭了传统的迭代有界距离解码（iBDD）和基于Chase-Pyndiah算法的Turbo乘积解码之间的差距的一半，在一些复杂度增加的代价。此外，所提出的算法只需要一个有限的增加数据流相比，iBDD。
2019-01-23 cs.IT math.IT
Covert, Low-Delay, Coded Message Passing in Mobile (IoT) Networks
我们引入了一个类似于八卦的协议，当爱丽丝和鲍勃在一个由监狱长威利监视的区域移动时，他们之间进行秘密消息传递。该地区拥有大量的（战场）物联网（IO \b{eta} T）对象。Alice和Bob在一个随机正则图上进行随机游动。Io \b{eta} T对象驻留在该图的顶点上，并且一些对象可以充当Alice和Bob之间的中继。协议开始时，爱丽丝将她的消息分成小块，她可以秘密地将其存放到她遇到的中继中。协议以Bob收集块结束。Alice可以在传播之前对她的数据进行编码。威利既可以像爱丽丝和鲍勃那样进行随机漫步，也可以对该区域进行统一的监视。在任何一种情况下，他一次只能观察一个继电器。我们通过隐蔽概率和消息传递延迟来评估系统的性能。在我们的协议中，爱丽丝分裂她的消息，以增加隐蔽性的概率，并添加（编码）冗余，以减少传输延迟。性能指标取决于图形、通信延迟和代码参数。我们表明，在大多数情况下，它是不可能找到的设计参数，同时最大化的隐蔽性概率和最小化的消息延迟。
2021-12-21 cs.IT cs.MA math.IT
URLLC with Coded Massive MIMO via Random Linear Codes and GRAND
无线通信中的当前挑战是确保超可靠和低延迟通信（URLLC）。虽然可靠性方面是公知的，通过使用长码字的信道编码来改善，但这通常意味着使用引入不期望的延迟的双绞线。使用短码字是使解码延迟最小化所需的改变。这项工作提出了一个编码和解码方案的组合，连同空间信号处理作为一种手段，以提供URLLC在衰落信道。本文提出了在大规模MIMO（mMIMO）信道上使用随机线性码（RLC），并采用标准迫零检测和猜测随机加性噪声解码（GRAND）。在mMIMO平坦衰落信道上对几种方案的性能进行了评估。所提出的方案大大优于使用5G极化编码和解码的等效方案，以获得感兴趣的信噪比（SNR）。虽然极化码的复杂度在所有SNR下都是恒定的，但使用具有GRAND的RLC可以在大部分SNR范围内实现更快的解码时间，从而进一步减少延迟。
2023-03-14 cs.IT math.IT
