Subpacketization-Beamformer Interaction in Multi-Antenna Coded Caching
我们研究了波束形成器结构和子分组值对低信噪比下缓存使能多天线通信可达速率的联合影响。使用具有低SNR近似的数学方法，以表明使用简单的波束形成器结构，增加子分组化降低了可实现的速率;与文献中针对更复杂的优化波束形成器结构所示的相比。结果表明，为了提高低信噪比率，子分组和波束形成器的复杂性，应共同增加。
2019-12-20 cs.IT math.IT
Comments on "Finite-SNR Diversity-Multiplexing Tradeoff for Network Coded Cooperative OFDMA Systems"
在论文“网络编码协作OFDMA系统的信噪比分集复用权衡”中，作者采用了最近提出的子载波分配算法，旨在向具有网络编码协作（NCC）的基于OFDMA的网络提供最佳频率分集，其中$P$源节点在$M$中继节点的帮助下向公共目的地发送独立信息，在具有$L$相干块频率选择性信道中。然而，在上述论文中提出的所谓的NCC-OFDMA方案的分析假设子载波分配算法能够向网络中的所有链路提供全频率分集，这在实践中通常不成立，因为该分配仅从单个目的地的角度来看是最优的。因此，在这篇文章中，我们重新评估了一个更现实的情况下，只有发送到目的地的消息受益于由子载波分配算法提供的全频率分集的NCC-OFDMA的中断概率，表明分集阶数从$L(M+1)$降低到$M+L$。
2017-06-19 cs.IT math.IT
Finite-SNR Analysis of Partial Relaying with Relay Selection in Channel-coded Cooperative Networks
本文研究了由两个信道编码源、多个中继和一个目的节点组成的协作网络的性能。由于频谱效率的限制，我们假设只有一个时隙专用于中继。传统的基于网络编码的协作（NCC）选择最佳中继，使用网络编码同时服务于两个源。然而，NCC的比特出错率（BER）方面的性能在文献中是不可用的。在本文中，我们首先推导出封闭形式的表达式的BER的NCC和分析表明，NCC总是实现多样性的顺序2，无论可用的中继和信道编码的数量。其次，在NCC的多样性损失的动机，我们提出了一种新的中继方案的基础上部分中继合作（PARC），其中两个最好的中继选择，每个转发一半的码字，以帮助一个源。推导了该方案的误码率和系统分集阶数的解析表达式。分析结果表明，PARC的分集阶数是工作信噪比（SNR）和信道码最小距离的函数。更重要的是，PARC中的全分集阶数可以通过适当的信道码实际操作有限SNR来实现。最后，密集的模拟提出了一个巨大的SNR增益的PARC NCC和参考方案没有中继选择。
2015-05-22 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
Coded Modulation Schemes for Voronoi Constellations
本文针对多维Voronoi星座图（VCs）在前向纠错编码后缺乏保持增益方案的问题，设计了基于软判决FEC码的BICM和MLCM编码调制方案及三种映射与LLR计算算法，仿真表明在AWGN信道下VCs比QAM获得最高1.84 dB和0.99 dB的SNR增益且复杂度极低。
2023-08-01 cs.IT 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
Signal Shaping for BICM at Low SNR
研究了比特交织编码调制（BICM）系统在低信噪比（SNR）下的互信息，即BICM容量，在宽带领域。引入了一种新的依赖于比特概率的线性变换。这种变换被用来证明某些BICM系统与均匀和非均匀输入分布之间的渐近等价性。使用已知的结果BICM系统具有均匀的输入分布，我们完全表征的组合的输入字母表，输入分布，和二进制标记，实现香农限-1.59 dB。主要结论是BICM系统在低信噪比下达到香农限当且仅当它可以表示为超立方体的零均值线性投影，这与均匀输入分布的条件相同。因此，除了几何整形所提供的之外，概率整形没有提供额外的自由度来优化BICM系统的低SNR互信息。数值结果证实了这些分析结论，同时也表明，对于固定的输入字母表，BICM的概率成形可以改善低信噪比和中等信噪比范围内的互信息，优于任何具有均匀输入分布的编码调制系统。
2012-09-13 cs.IT math.IT
Near Capacity Signaling over Fading Channels using Coherent Turbo Coded OFDM and Massive MIMO
推导了在衰落信道中无差错传输所需的最小平均信噪比（SNR），并证明了该信噪比等于加性高斯白噪声（AWGN）信道的SNR，即$-1.6$ dB。针对Turbo编码的多输入多输出（MIMO）正交频分复用（OFDM）系统，提出了一种用于定时和载波同步以及信道估计的离散时间算法。仿真结果表明，使用两个发射天线和两个接收天线，在每比特平均SNR为5.5 dB时，可以实现$10^{-5}$的出错率。然后，我们提出了一种近容量信令方法，其中每个发射天线使用不同的载波频率。使用近容量的方法，我们表明，它是可能的，以实现$2\times 10^{-5}$的BER在平均SNR每比特仅为2.5 dB，每个发射天线一个接收天线。当每个发射天线的接收天线的数目增加到128时，则在1.25 dB的每比特平均SNR下获得$2\times 10^{-5}$的BER。在所有情况下，发射天线的数量为2，并且频谱效率为1比特/传输或1比特/秒/Hz。换句话说，每个发射天线发送0.5比特/传输。只要每个发射天线使用不同的载波频率，就可以通过增加发射天线的数量来获得更高的频谱效率，而不会损失BER性能。近容量方法的发射信号频谱可以通过脉冲整形来限制。在所有的仿真中，使用了四状态Turbo码。对应的turbo解码器使用八次迭代。该算法可以在可编程硬件上实现，并且有很大的并行处理范围。
2017-11-28 cs.IT math.IT
Multi-Antenna Coded Content Delivery with Caching: A Low-Complexity Solution
我们研究了单小区网络中的下行链路波束成形与多天线基站服务缓存使能的用户。假设一个图书馆的文件具有共同的速率，我们制定的最小发射功率与主动缓存和编码交付作为一个非凸优化问题。虽然这个多个组播问题可以有效地解决连续凸近似（SCA），问题的复杂性呈指数增长的子文件的数量在每个时隙中传递给每个用户，这本身与用户的数量呈指数增长。我们引入了一个低复杂度的替代方案，通过分时，限制了用户在每个时隙收到的子文件的数量。然后，我们考虑联合设计的波束成形和内容交付与稀疏性约束，以限制在每个时隙中由用户接收的子文件的数量。数值仿真结果表明，低复杂度的计划只有一个很小的性能差距，通过解决稀疏约束的联合问题，并优于国家的最先进的结果在所有的信噪比（SNR）和速率值与足够数量的发射天线。低复杂度方案的可实现的自由度（DoF）的下限推导出其在高信噪比制度的性能特征。
2020-07-23 cs.IT math.IT
Coded Beam Training
针对6G超大规模MIMO中低信噪比远端用户波束训练速率下降问题，提出结合信道编码的编码波束训练框架，给出汉明码、卷积码两种实现，可在低开销下实现可靠波束训练。
2024-03-06 cs.IT eess.SP math.IT
Coded Beam Training for RIS Assisted Wireless Communications
针对RIS辅助通信中低信噪比导致波束训练精度下降的问题，提出编码波束训练框架，通过新码字设计准则和降维编码器，利用信道编码纠错能力，实现低信噪比下准确波束训练。
2025-01-23 cs.IT eess.SP math.IT
Low-Subpacketization Multi-Antenna Coded Caching for Dynamic Networks
多天线编码缓存将与网络中的总缓存大小成比例的全局缓存增益与源于多个发射天线的附加空间复用增益相结合。然而，经典的集中式编码缓存方案不适合动态网络，因为它们需要用户数量的先验知识来指示在放置阶段期间应该在每个用户处缓存什么数据。另一方面，完全分散的方案只有在用户数量非常大的情况下才能提供与集中式方案相当的收益。在本文中，我们提出了一种新的多天线编码的动态网络的缓存方案，而不是定义个人的缓存内容，我们将用户与一组有限的预定义的缓存配置文件。然后，在交付阶段，我们的目标是实现一个组合的缓存和空间复用增益，在很大程度上与完全集中式方案的理想情况下。由此产生的方案施加小的子分组化和波束成形开销，在动态网络条件下是鲁棒的，并且与集中式方案相比，引起小的有限SNR性能损失。
2021-11-15 cs.IT math.IT
LDPC Coded Multiuser Shaping for the Gaussian Multiple Access Channel
研究了输入星座和低密度奇偶校验（LDPC）码的联合设计，以逼近两用户高斯多址信道的对称容量。更具体地说，在每个用户处采用多级编码来构造高阶输入星座图，并且联合设计用户的星座图，以便最大化多用户成形增益。在接收端，多层编码的每一层在用户之间联合解码，而连续消除则跨层使用。使用EXIT图设计每个用户在每个层中使用的LDPC码，以支持指定的每层速率和SNR的用户之间的联合解码。数值模拟提供了验证建议的星座和LDPC码的设计。
2019-05-01 cs.IT math.IT
Time-Switching Based SWIPT for Network-Coded Two-Way Relay Transmission with Data Rate Fairness
本文从信息论的角度研究了网络编码双向中继传输中的能量和信息同时传输问题，其中两个源通过能量收集中继交换信息。针对时间交换（TS）中继接收机结构，提出了基于TS的双向重铺（TS-TWR）协议。为了探索系统吞吐量限制与数据率公平性，我们制定了一个优化问题下的总功率约束。为了解决这个问题，我们首先得到一些显式的结果，然后设计一个有效的算法.数值结果表明，在总可用功率相同的情况下，由于路径损耗对能量传输的影响，TS-TWR与传统的non-EH双向中继相比存在一定的性能损耗，在信噪比相对较低和相对较高的情况下，性能损耗相对较小。
2014-12-25 cs.IT math.IT
Near-Capacity Adaptive Analog Fountain Codes for Wireless Channels
在本文中，我们提出了一个容量接近模拟喷泉码（AFC）的无线信道。在AFC中，生成的编码符号的数量可能是无限的。与传统的二进制无比率码相反，AFC中的每个编码符号是实值符号，作为$d$随机选择的信息比特的加权和而生成，其中$d$和权重系数是从预定义的概率质量函数中随机选择的。编码后的符号然后直接通过无线信道发送。我们分析了AFC的错误概率，并设计了权重集，以最小化错误概率。仿真结果表明，AFC在较宽的信噪比范围内达到了高斯信道的容量。
2013-10-02 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
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
Approaching Gaussian Relay Network Capacity in the High SNR Regime: End-to-End Lattice Codes
我们提出了一个自然和低复杂度的技术，实现高信噪比制度的高斯中继网络的能力。具体来说，我们建议使用端到端的结构化格码与放大和转发策略，其中源使用嵌套格码编码的消息和目的地解码的消息格解码。所有的中间中继器只是简单地放大并通过网络将接收到的信号转发到目的地。我们表明，端到端的格编码放大和转发方案的分层高斯中继网络的能力在高信噪比制度。接下来，我们扩展我们的计划下的放大转发方案，这可以被看作是一个高斯符号间干扰（ISI）信道的非分层高斯中继网络。与其他方案相比，我们的方法是显着简单，只需要格的预编码和解码的端到端的设计。它不需要网络拓扑或单个信道增益的任何知识。
2013-09-16 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
Adaptive Modulation in Network-coded Two-way Relay Channel: A Supermodular Game Approach
Research School of Engineering, College of Engineering and Computer Science, the Australian National University（澳大利亚国立大学工程研究学院，工程与计算机科学学院）
研究网络编码双向中继信道中的自适应调制问题，提出双玩家博弈模型，证明其为超模ularity博弈，存在极值纯策略纳什均衡，提升频谱效率。
2016-05-01 cs.IT cs.SY eess.SY
Low-Complexity High-Performance Cyclic Caching for Large MISO Systems
已知多天线编码高速缓存将与在网络上发现的累积高速缓存大小成比例的全局高速缓存增益与源于使用多个发射天线的附加空间复用增益组合。然而，仔细观察揭示了两个严重的瓶颈;众所周知的指数子分组化瓶颈，大大降低了性能时，通信的文件大小是有限的，和相当大的优化复杂性波束成形多播消息时，SNR是有限的。在这里，我们提出了一个全新的缓存方案，称为\emph{cyclic multi-antenna coded caching}，其独特的结构允许在许多发射天线的关键政权的上述瓶颈的决议。对于这种制度，其中复用增益可以超过编码增益，我们的新算法是第一个实现精确的一次性线性最佳DoF的子分组复杂度，仅与用户数量呈线性关系，并且第一个受益于允许利用上行链路-下行链路二元性的多播结构，以产生优化的波束形成器超快。最后，我们的新解决方案为有限SNR，有限文件大小和许多用户的网络提供了出色的性能。
2021-10-11 cs.IT math.IT
Rich-ARQ: From 1-bit Acknowledgment to Rich Neural Coded Feedback
Department of Electrical and Electronic Engineering, The University of Hong Kong（电子与电气工程系，香港大学）
Rich-ARQ通过引入神经编码反馈机制，实现发端与收端的协同物理层信道编码，提升无线通信的SNR增益和时延性能。
2026-02-08 cs.AI cs.IT math.IT
Joint Design of Convolutional Code and CRC under Serial List Viterbi Decoding
研究了在串行列表维特比算法（S-LVA）下，为达到目标帧出错率（FER），最优卷积码（CC）和CRC码的联合设计问题。我们首先分析了S-LVA的性能与信噪比和列表大小，分别，并证明了收敛的期望解码尝试次数时，信噪比走向极端。然后，我们提出的编码信道容量作为标准，联合设计最佳的CC-CRC对和最佳的列表大小，并表明最佳的列表大小S-LVA总是所有可能的CC的基数。在最大列表大小的情况下，我们选择最佳CC-CRC对的设计度量作为SNR间隙到随机编码联合（RCU）界限，并且最佳CC-CRC对是以最小复杂度实现目标SNR间隙的CC-CRC对。最后，我们表明，一个较弱的CC与一个强大的最佳CRC码可以作为强大的CC没有CRC码。
2018-11-29 cs.IT math.IT
Learning-Based One-Bit Maximum Likelihood Detection for Massive MIMO Systems: Dithering-Aided Adaptive Approach
针对高SNR下一比特MIMO系统似然估计需大量训练的问题，提出一种基于学习的自适应抖动辅助最大似然检测框架，无需显式信道估计即可提升未编码与编码系统性能。
2024-03-22 cs.IT eess.SP math.IT
Belief-propagation-based joint channel estimation and decoding for spectrally efficient communication over unknown sparse channels
我们考虑在具有K稀疏L长度离散时间脉冲响应（0<K<L<N）的Rayleigh N块衰落信道上的频谱有效通信，其中发射机和接收机都不知道信道的系数及其支持。由于该信道的高SNR遍历容量已被证明服从C（SNR）=（1-K/N）log 2（SNR）+O（1），因此任何牺牲每个衰落块多于K维的导频的导频辅助方案在频谱上将是低效的。这引起了对传统的“压缩信道感测”方法的关注，该方法使用O（K polylog L）个导频。在本文中，我们证明了实际的频谱效率的通信确实是可能的。为此，我们提出了一种新的基于置信传播的接收方案，用于标准比特交织编码的正交频分复用（OFDM）发射机。特别是，我们利用“宽松的信念传播”的方法，这使我们能够执行联合稀疏信道估计和数据解码，只有O（LN）的复杂性。实验结果表明，我们的接收机实现了所需的容量pre-log因子1 - K/N，并在低信噪比和高信噪比下执行近基因辅助的界限。
2011-05-31 cs.IT math.IT
D2D Assisted Multi-antenna Coded Caching
提出了一种设备到设备（D2 D）辅助的多天线编码缓存方案，以提高平均递送速率并降低下行链路（DL）波束成形复杂度。新的波束成形和资源分配方案，提出了利用附近的用户之间的本地数据交换。传输分为两个阶段：本地D2 D内容交换和DL传输。在D2 D阶段，选择用户的子集以直接与相邻用户共享内容。{In在这方面，提出了一种低复杂度的D2 D模式选择算法，以找到用于D2 D阶段的适当的用户集合，其具有与最佳穷举搜索相当的性能。{在} DL阶段，基站多播所有用户请求的剩余数据。我们确定D2 D传输可以减少交付时间的场景和条件。此外，我们演示了如何将新的D2 D阶段添加到仅DL场景可以显著降低DL阶段中的波束形成器设计复杂度。结果进一步强调，通过在D2 D阶段中部分地递送所请求的数据，由于在后续DL阶段期间更有效地使用资源，可以提高传输速率。结果，整体内容递送性能大大增强，特别是在有限信噪比（SNR）状态下。
2023-02-01 cs.IT eess.SP math.IT
Fundamental Limits of Distributed Optimization over Multiple Access Channel
本文研究加性高斯MAC下分布式优化的收敛速率基本极限，推导了收敛下界，提出匹配该下界的数字通信方案，并分析了模拟方案在不同SNR下的性能表现。
2023-10-05 cs.DC cs.IT math.IT
Multi-User SR-LDPC Codes via Coded Demixing with Applications to Cell-Free Systems
本文提出MU-SR-LDPC编码，结合SR-LDPC码与编码分离技术，实现协调多用户非正交多址，在固定信噪比下以更高总速率达到目标误码率，并支持无蜂窝系统的本地联合解码。
2024-02-10 cs.IT eess.SP math.IT
Cache Aided Communications with Multiple Antennas at Finite SNR
研究了有限信噪比下多用户多天线蜂窝网络中的缓存辅助通信问题。假设用户具有非对称链路，由宽带衰落信道建模。我们表明，这个问题可以制定为一个线性规划，其解决方案提供了一个联合缓存分配以及预取和提取方案，最大限度地减少在交付阶段的通信的持续时间。建议的方案使用迫零和缓存干扰减法，因此允许每个用户以其自己的信道的速率被服务。因此，该方案优于以前公布的方案，是妥协的最贫穷的用户在通信组。我们还考虑了一个特殊情况下的参数，我们可以推导出一个封闭的形式的解决方案，并制定最佳的功率，速率和缓存优化。这种特殊情况表明，MIMO编码缓存的增益超出了吞吐量。特别是，它示出，在这种情况下，缓存是用来平衡用户，使公平性和吞吐量不再矛盾。更具体地，在这种情况下，严格的公平性与最大化网络吞吐量联合实现。
2018-08-08 cs.IT math.IT
Joint Channel Coding and Cooperative Network Coding on PSK Constellations in Wireless Networks
本文研究了RS（Reed-Solomon）信道编码联合纠错和协作网络编码在非二进制相移键控（PSK）调制信号中的应用。中继器在应用网络编码（NC）之前，首先通过使用比特级异或（XOR）操作来解码每个在时隙中从所有源接收的RS信道编码消息。然后，根据网络配置，在将网络编码的结果消息传输到下一个中继站或目的地之前，对网络编码的结果消息进行信道编码。与中继器不执行信道编码/解码的情况相比，该情形示出了优越的性能。对于不同阶数的PSK调制和不同的无线配置，仿真结果表明，从符号出错率（SER）与信噪比（SNR）的使用RS信道编码的改善。
2019-02-05 cs.IT math.IT
Bandlimited Communication With One-Bit Quantization and Oversampling: Transceiver Design and Performance Evaluation
我们研究了在带限高斯信道上的一比特输出量化通信的设计和性能。提出了一种收发器结构，该结构使用有限的时间限制和近似带限波形集生成信道输入，并通过一位量化器之前的积分和转储滤波器对信道输出进行过采样。波形集是基于具有某些过零特性的特定带限随机过程构造的，该过零特性可用于传达信息。在存在加性高斯白噪声的情况下，推导了收发机的离散无记忆信道模型。因此，我们确定了一个封闭形式的表达式的高信号噪声比（SNR）的渐近信息速率的收发器，这可以实现独立和相同分布的输入符号。通过评估分数功率约束带宽，我们进一步表明，在高SNR下，可实现的频谱效率大致随过采样因子而几何地增长，与不存在噪声时的显著结果一致[19]。此外，我们的收发器的错误性能进行了评估，低密度奇偶检验编码调制。数值结果表明，在适当的信噪比下，可以实现可靠的通信速率超过一个比特每奈奎斯特间隔。
2020-11-04 cs.IT math.IT
Deep Joint Source-Channel Coding for Wireless Image Transmission
University College London（伦敦大学学院）；Imperial College London（帝国理工学院）
我们提出了一种联合信源和信道编码（JSCC）技术的无线图像传输，不依赖于显式编码的压缩或纠错，而是直接映射的图像像素值的复值信道输入符号。我们通过两个联合训练的卷积神经网络（CNN）来参数化编码器和解码器功能，并且可以被认为是中间具有代表噪声通信信道的不可训练层的自动编码器。我们的研究结果表明，所提出的深度JSCC方案优于数字传输级联JPEG或JPEG 2000压缩，具有在低信噪比（SNR）和信道带宽值下实现信道编码的能力，在存在加性高斯白噪声（AWGN）。更引人注目的是，深度JSCC不受“悬崖效应”的影响，并且当信道SNR相对于训练期间假设的SNR值变化时，它提供了适度的性能降级。在慢瑞利衰落信道的情况下，深度JSCC学习噪声弹性编码表示，并在所有SNR和信道带宽值下显著优于基于分离的数字通信。
2019-06-17 cs.IT cs.LG eess.SP
Time Synchronization of Turbo-Coded Square-QAM-Modulated Transmissions: Code-Aided ML Estimator and Closed-Form Cramér-Rao Lower Bounds
本文介绍了一种新的最大似然（ML）解决方QAM传输中的码辅助（CA）定时恢复问题，并推导出，为第一次，其CA Cramér-Rao下界（CRLB）的封闭形式的表达式。通过利用平方QAM星座的完全对称性并进一步仔细研究格雷编码机制，我们明确地表达了系统的似然函数（LF）的码位的\textit{a priori}对数似然比（LLR）。然后，定时恢复任务被嵌入到turbo迭代环路中，其中，根据软输入软输出（SISO）解码器的输出来计算这种LLR的越来越精确的估计，并且在每次turbo迭代的基础上利用这些估计，以便改进ML时间延迟估计。然后，通过反馈到匹配滤波器（MF），后者用于更好地重新同步系统，以便为下一次turbo迭代获得更可靠的符号率样本。为了正确的基准新的CA ML估计，我们还推导出了第一次的封闭形式的表达式的确切CRLB的底层涡轮同步问题。计算机模拟将表明，新的封闭形式的CRLB完全符合以前使用详尽的蒙特卡罗模拟评估的经验对应。它们还将明确地显示由于解码器辅助而可以实现的时间同步的潜在性能增益。此外，新的CA ML估计几乎达到了基本的CA CRLB，即使是小信噪比，从而证实了其在实践中的统计效率。与现有最强大的ML解决方案，即组合和积和期望最大化（SP-EM）算法相比，它在计算复杂性方面也有显着改进。
2015-09-13 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
Bit Error and Block Error Rate Training for ML-Assisted Communication
ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院）；NVIDIA（英伟达）；Southeast University（东南大学）
尽管机器学习（ML）技术正在通信中广泛使用，但如何训练通信系统的问题却很少受到关注。在本文中，我们证明了常用的二进制交叉熵（BCE）损失在未编码系统中是一个明智的选择，例如，用于训练ML辅助数据检测器，但在编码系统中可能不是最佳的。我们提出了新的损失函数，旨在最大限度地减少块出错率和SNR去加权，这是一种在一定信噪比范围内训练通信系统以获得最佳性能的新方法。建议的损失函数的效用，以及SNR降权显示通过模拟在NVIDIA Sionna。
2023-03-06 cs.IT cs.LG eess.SP
Efficient Channel Autoencoders for Wideband Communications leveraging Walsh-Hadamard interleaving
WaveCoRE, Department of Electrical Engineering (ESAT), Katholieke Universiteit Leuven（荷语鲁汶大学电气工程系（ESAT）WaveCoE）
本文提出利用沃尔什-哈达玛交织的高效通道自编码器，实现节能的高吞吐量宽带通信，通过平衡计算复杂度、SNR和模拟功率消耗，达到与极码相近的性能并提升能效。
2026-01-20 cs.IT eess.SP math.IT
Performance Analysis of Adaptive Physical Layer Network Coding for Wireless Two-way Relaying
分析了物理层网络编码双向中继方案的调制方案，该方案采用两个阶段：多址（MA）阶段和广播（BC）阶段。这是由小池秋野等。根据信道条件自适应地改变在中继站处使用的网络编码映射大大降低了在MA阶段期间在中继站处发生的多址干扰的影响。取决于在端节点处使用的信号集，对于被称为奇异衰落状态的有限数量的信道衰落状态发生深度衰落。奇异衰落状态分为以下两类：由于信道中断而引起的并且其有害影响不能通过自适应网络编码来减轻的奇异衰落状态被称为\textit{non-removable singular fade states}。由于信号集的选择而发生的并且其有害影响可以通过适当选择自适应网络编码映射来消除的那些被称为\textit{removable}奇异衰落状态。在本文中，我们推导出一个上界的平均端到端的符号出错率（SER），有和没有自适应网络编码在中继，莱斯衰落的情况下。结果表明，在没有自适应网络编码的情况下，在高信噪比（SNR）下，对端到端SER的贡献来自以下错误事件，这些错误事件落为$\text{SNR}^{-1}$：与可移除奇异衰落状态相关联的错误事件，与不可移除奇异衰落状态相关联的错误事件以及BC阶段期间的错误事件。相反，对于自适应网络编码方案，与对平均端到端SER有贡献的可移除奇异衰落状态相关联的错误事件作为$\text{SNR}^{-2}$而下降，并且结果，自适应网络编码方案提供了优于不…
2012-03-26 cs.IT math.IT
Enhanced Feedback Mechanisms for Resource-Efficient Incremental Redundancy
Nokia Bell Labs（诺基亚贝尔实验室）；Duke University（杜克大学）
研究增量冗余中传统反馈机制的问题，提出两种增强反馈和调度机制，一种利用信道统计学习映射得可靠性下限，另一种基于首次传输可靠性信息做决策，两种机制都能提高解码成功率，节省资源。
2026-09-23 cs.IT math.IT
Effect of Interleaved FEC Code on Wavelet Based MC-CDMA System with Alamouti STBC in Different Modulation Schemes
本文研究了前向纠错（FEC）码即交织网格码对基于小波变换的MC-CDMA无线通信系统性能的影响，分析了系统的比特出错率（BER）与比特信噪比（SNR）的关系。在AWGN和Rayleigh衰落信道下，采用Walsh Hadamard码作为正交扩频码，对多进制调制方案（MPSK、MQAM和DPSK）的系统进行了仿真，以区分单个用户的消息信号。通过计算机模拟观察到，在瑞利衰落信道下，基于交织编码的系统的性能优于未编码的系统在所有调制方案。
2012-07-17 cs.IT cs.PF math.IT
Transmit Beamforming for MIMO Communication Systems with Low Precision ADC at the Receiver
多天线系统已经被设计在几GHz的带宽中操作的多吉比特通信系统的标准广泛使用。在本文中，我们研究了使用发射机（Tx）波束成形技术，以提高低精度ADC的MIMO系统的性能。我们激励的方法，使用本征模发射波束成形（这施加在完整的MIMO系统的对角结构），并使用本征模功率分配，最大限度地减少未编码的BER的有限精度系统。虽然我们不能保证这种方法的最优性，但我们观察到，即使是低精度ADC，它也可以在没有本征模功率分配的情况下执行高达全精度的系统。例如，在接收机处具有有限精度ADC的高吞吐量MIMO系统中，仿真结果表明，对于接收机处具有3比特精度ADC的3/4 LDPC编码的2x2 MIMO OFDM 16-QAM系统，在26 dB的SNR下实现了0.0001的BER。这比具有全精度但相等本征模功率分配的相同系统所需的好1dB。
2013-10-06 cs.IT math.IT
Generalizing the Sampling Property of the Q-function for Error Rate Analysis of Cooperative Communication in Fading Channels
本文推广了文献中在无线通信系统性能研究和比较中经常使用的用于识别闭合形式的比特出错率（BER）表达式的一些近似方法。利用这组近似方法，计算了一些分析起来比较复杂，并且通过Monte Carlo模拟计算具有很高计算复杂性的期望积分。对于这些积分，通过使用一个或多个参数的被积函数的采样特性，可靠的BER表达式揭示的多样性和编码增益的推导。虽然我们提出的方法是有效的一个更大的类的集成问题，在这项工作中，我们显示了一步一步推导的BER表达式的一个规范的合作通信的情况下，除了网络编码系统从基本的积木。推导出的表达式同意与仿真结果的信号噪声比（SNR）值的范围很广。
2013-01-28 cs.IT math.IT
Approaching the Capacity of Large-Scale MIMO Systems via Non-Binary LDPC Codes
在本文中，应用非二进制低密度奇偶校验（NBLDPC）码的MIMO系统中，采用数百个天线的发射机和接收机已被提出。与公知的低复杂度MMSE检测一起，中等长度的NBLDPC码可以更接近MIMO容量进行操作，例如，电容间隙约为3.5 dB（最佳已知间隙大于7 dB）。为了进一步降低MMSE检测的复杂度，本文还提出了一种新的软输出检测方法，该方法在低信噪比区域具有良好的编码性能，同时复杂度降低了99%。用蒙特卡罗密度演化方法分析了算法的渐近性能。发现NBLDPC码可以在MIMO容量的1.6dB内操作。此外，NBLDPC码在大型MIMO系统中的优点与存在的不完美的信道估计和空间衰落相关，这两者都是大型MIMO系统的现实情况也指出。
2012-11-21 cs.IT math.IT
Error Rate Analysis for Grant-free Massive Random Access with Short-Packet Transmission
免授权大规模随机接入（RA）是一种支持5G及更高网络中的大规模机器类型通信（mMTC）场景的有前途的协议。在本文中，我们专注于出错率分析在免授权的大规模RA，这是至关重要的实际部署，但还没有得到很好的研究。我们考虑一个两阶段的帧结构，与活动检测和信道估计的导频传输阶段，其次是编码的数据符号的数据传输阶段。考虑到短分组传输的特点，我们分析了块出错率（BLER）在有限块长度制度来表征数据传输性能。该分析包括表征活动检测和信道估计误差以及应用随机矩阵理论（RMT）来分析后处理信噪比（SNR）的分布。作为一个案例研究，推导出的BLER表达式进一步简化，以优化导频长度。仿真结果验证了我们的分析，并表明其有效性的导频长度优化。
2022-05-11 cs.IT eess.SP math.IT
Space-Time Codes from Structured Lattices
我们提出了基于格陪集编码的空时（ST）码的结构。首先，我们专注于短块长度情况下的ST码构造，即，当块长度等于或稍大于发射天线的数量时。我们提出了密集的晶格包装和嵌套格（Voronoi）成形的基础上的建设。我们的代码实现了最佳的分集复用折衷的准静态MIMO衰落信道的任何衰落统计，并表现得非常好，也在实际中，中等值的信噪比（SNR）。然后，我们扩展的建设的情况下，大块的长度，通过使用网格陪集编码。我们提供了构造网格编码调制（TCM）方案，赋予良好的包装和成形性能。短块和网格结构都允许基于最小均方误差广义判决反馈均衡器（MMSE-GDFE）格型解码的复杂度降低的解码算法，以及用于TCM情况的维特比TCM解码器的组合。除了有趣的代数结构，我们展示的代码，其性能是最先进的考虑类似的编码/解码复杂度的代码。
2008-04-10 cs.IT math.IT
Theoretical Analysis of Multi-coding with Arbitrary Correlations Among the Codes
本文对任意相关性的多码信令进行符号错误率理论分析，涵盖双正交扩展，提出蒙特卡洛积分与低复杂度上界方法，实现全信噪比高效计算并揭示非正交性影响。
2025-09-09 cs.IT eess.SP math.IT
