Explicit and Efficient Constructions of Coding Schemes for the Binary Deletion Channel and the Poisson Repeat Channel
本文给出了二进制删除信道和泊松重复信道的纠错码族的显式构造。在具有参数$p$（BDC $_p$）的二进制删除信道中，以概率$p$独立地删除每个比特。关于BDC $_p$ \cite{mitzenmacher2006simple}的容量，$(1-p)/9$的下限是已知的，然而没有已知的明确构造来实现该速率。对于每个$p$，我们给出了一类速率为$(1-p)/16$的显式码族.这改进了Guruswami和Li \cite{guruswami2017efficiently}给出速率$(1-p)/120$构造的工作。在我们的家庭的代码有多项式时间的编码和解码算法。在这项工作中考虑的另一个信道是泊松重复信道与参数$λ$（PRC $_λ$），其中每个位被替换为该位的离散泊松拷贝数，其中拷贝数具有平均值$λ$。我们表明，我们的建设工程，以及为这一渠道。据我们所知，这是PRC $_λ$的纠错码的第一个显式构造。
2019-10-15 cs.IT math.IT
Transmission of a continuous signal via one-bit capacity channel
我们研究了当前观察到的时变信号通过一个通道的传输问题，该通道只能为底层过程的每次测量发送单个二进制信号。对于编码和解码，我们提出了一种改进的自适应增量调制算法。这种修改确保了时变信号的跟踪。我们得到了无噪声传输的情况下的误差的上限估计。
2015-01-21 cs.IT math.IT math.OC
Maximal Ratio Transmission in Wireless Poisson Networks under Spatially Correlated Fading Channels
这里考虑无线网络的下行链路，其中多天线基站（BS）使用最大比传输（MRT）与单天线移动站（MS）通信。BS的位置由齐次泊松点过程（PPP）建模，并且每个BS的多个天线和每个MS的单个天线之间的信道增益被建模为空间任意相关的瑞利随机变量。我们首先提出了新的封闭形式的表达式的干扰的功率分布所造成的一个预期的和一个非预期的MRT在所考虑的相关衰落信道的共存。推导出的表达式，然后使用获得封闭形式的表达式的成功概率和区域频谱效率的无线通信网络的调查。仿真结果证实了所提出的表达式的有效性。这项工作的一个关键结果是，空间相关性对网络吞吐量的影响可能是对比取决于BS的密度，信号干扰噪声比（SINR）的水平，和背景噪声功率。
2015-08-27 cs.IT math.IT
MIMO ARQ with Multi-bit Feedback: Outage Analysis
研究了离散输入星座的多输入多输出（MIMO）块衰落信道中增量冗余自动重传请求（INR-ARQ）传输的渐近中断性能。我们首先表明，传输与随机码使用的离散信号星座在所有的发射天线实现了最佳中断分集的Singleton界。然后，我们分析了MIMO块衰落信道下INR-ARQ传输的最佳SNR指数和中断分集。我们表明，一个显着的增益中断分集获得通过提供一个以上的比特反馈，在每个ARQ轮。因此，INR-ARQ传输的中断性能可以显着改善与最小的额外开销。一个次优的反馈和功率自适应规则，实现最佳的中断分集，提出了MIMO INR-ARQ，展示了多比特反馈提供的好处。
2010-06-10 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
Explicit and Efficient Construction of (nearly) Optimal Rate Codes for Binary Deletion Channel and the Poisson Repeat Channel
具有同步误差的信道的两个最常见的模型是具有参数$p$（$\text{BDC}_p$）的二进制删除信道--码字的每一位以概率$p$被i.i.d删除的信道，以及具有参数$λ$（$\text{PRC}_λ$）的泊松重复信道--码字的每一位被重复$\text{Poisson}(λ)$次的信道。先前基于同步串的构造产生的码的速率远低于这些信道的容量[CS 19，GL 18]，并且在撰写本文时在BDC上实现容量的唯一有效构造是基于更先进的极化码方法[TPFV 21]。在这项工作中，我们提出了一种新的方法级联同步码，并使用它来构建简单而有效的编码和解码算法的两个信道几乎最佳的速率。
2022-06-17 cs.IT math.IT
Transmission of Bernoulli Sources Using Convolutional LDGM Codes
在本文中，我们建议利用卷积低密度生成矩阵（LDGM）码传输的伯努利源二进制输入输出对称（BIOS）信道。为此，我们提出了一个新的框架来证明线性码的编码定理，它统一了信道编码定理，信源编码定理和联合信源-信道编码（JSCC）定理。在所提出的框架中，系统比特和相应的奇偶校验比特扮演不同的角色。准确地说，噪声系统比特用于限制典型码字的列表大小，而噪声奇偶校验比特用于从列表中选择最大似然码字。线性码的这种新框架允许系统比特和奇偶校验比特以不同的方式在不同的信道上传输。在这个框架下，我们证明了伯努利生成矩阵码（BGMCs）是容量实现的BIOS通道，熵实现的伯努利源，也是系统容量实现的JSCC应用程序。推导了线性码的比特出错率下界，该下界可用于预测误码平层，为JSCC系统的设计提供了一个简单的工具。数值结果表明，卷积LDGM码在瀑布区域表现良好，并与推导的错误地板匹配良好，如果需要，可以通过简单地增加编码内存来降低。
2022-06-06 cs.IT math.IT
Non-Coherent Joint Transmission in Poisson Cellular Networks Under Pilot Contamination
本文研究了下行链路蜂窝网络的性能与非相干联合（多点）传输和实际的信道估计。在随机几何框架下，空间平均信噪比（SNR）的特点，考虑到由于导频污染的信道估计误差的影响。在导频序列随机生成、信道和接入点位置先验信息最小的假设下，得到了一个简单、易于计算的信噪比表达式。该SNR表达式允许关键系统设计参数（诸如协作AP的数量和训练开销）的有效联合优化。除其他外，它示出，多点传输是优选的，在某些操作条件下，传统的（非合作）蜂窝操作。此外，分析见解获得有关（a）所需的最小训练开销，以实现一个给定的SNR降级相比，完美的信道估计的情况下，和（b）的最佳数量的合作AP时，可以提供任意大的训练开销。对于后者，特别是，相变现象被识别，其中协作AP的最佳数量是有限的或无限的，这分别取决于路径损耗因子是小于还是等于某个值。
2019-07-01 cs.IT math.IT
How Much Training is Needed in One-Bit Massive MIMO Systems at Low SNR?
本文研究了采用1位模数转换器（ADC）的大规模多输入多输出（MIMO）系统中基于训练的传输。我们假设每个相干传输块由导频训练阶段和数据传输阶段组成。基站（BS）首先采用线性最小均方误差（LMMSE）方法来估计信道，然后使用最大比合并（MRC）接收机来检测数据符号。首先，我们得到一个近似的封闭形式的表达式，在低信噪比区域的上行链路可达到的速率。在此基础上，研究了两种情况下，使总频谱效率最大化的最优训练长度：i）训练功率和数据传输功率均为最优; ii）训练功率和数据传输功率相等。数值结果表明，与传统的大规模MIMO系统相比，1比特大规模MIMO系统的最优训练长度大于用户数，并依赖于相干间隔和平均发射功率等参数。此外，与传统系统不同，观察到就总频谱效率而言，单独优化训练和数据功率的益处相对较小。
2016-08-19 cs.IT math.IT
Energy Efficiency of Fixed-Rate Wireless Transmissions under Queueing Constraints and Channel Uncertainty
研究了在信道不确定性和传输约束条件下，固定速率传输的能量效率问题。假设发射机和接收机在传输之前都没有信道侧信息。信道系数在接收机处借助于训练符号经由最小均方误差（MMSE）估计来估计。进一步假设系统在缓冲区违规概率限制形式的统计约束下运行。确定分配给训练的功率的最佳分数。频谱效率-比特能量权衡分析在低功耗和宽带制度，采用有效容量公式。特别是，它示出的位能量增加，而没有约束，在低功率政权的平均功率为零。另一方面，它被证明，比特能量减少到其最小值，在宽带制度的可用带宽增加。对于这种情况下，表达式的最小比特能量和宽带斜率。总的来说，能源成本的渠道不确定性和排队的限制。
2009-01-20 cs.IT math.IT
Free Ride on LDPC Coded Transmission
在本文中，我们制定了一个新的问题，以应付在现有的编码传输链路（称为编码有效载荷链路）的额外比特的传输，而无需任何额外的传输能量或额外的带宽的成本。这是可能的，因为对于实际代码通常存在与信道容量的间隙。一个新的概念，被称为可访问的能力，被引入到指定的最大速率，在该速率下，额外的比特的叠加传输是可靠的，并且对编码的有效载荷链路的性能的影响可以忽略不计。对于二进制输入输出对称（BIOS）无记忆信道，可访问容量可以表征为信道容量与编码有效载荷链路的互信息速率之间的差，其可以针对非常短的有效载荷代码进行数值评估。对于一般的有效载荷码，我们提出了一个简单的下限上的可访问的容量，由信道容量减去有效载荷码的编码率。然后，我们专注于低密度奇偶校验（LDPC）码的情况下实现的有效载荷链路。我们建议通过随机叠加来传输额外的比特进行编码，并通过穷举搜索（借助统计学习）进行解码。我们进一步建议，通过在二进制字段上建立由“迫零”引起的辅助信道（称为综合症信道），使用重复码和一阶Reed-Muller（RM）码等结构化码传输额外比特。数值结果表明，高达60个额外的比特可以可靠地传输与1/2的LDPC码的长度为8064。
2019-06-26 cs.IT math.IT
Massive MIMO 1-Bit DAC Transmission: A Low-Complexity Symbol Scaling Approach
我们研究了多用户大规模多输入单输出（MISO）系统，并专注于下行链路传输，其中基站（BS）采用了一个大的天线阵列与低成本的1位数模转换器（DAC）。现有的波束成形方案与1位DAC的直接组合被示出为导致在中高SNR状态下的错误平层，这是由于DAC的粗略量化具有有限的精度。在本文中，基于建设性的干扰，我们考虑一个量化的线性波束形成方案，我们解析地获得最佳波束形成矩阵，和一个非线性映射方案，我们直接设计的发射信号矢量。由于1比特量化，非线性映射方案的公式化优化被示出为非凸的。为了解决这个问题，首先放松1位DAC的非凸约束，然后进行逐元素归一化以满足1位DAC传输。我们进一步提出了一个低复杂度的符号缩放方案，包括三个阶段，其中每个天线单元上的量化发射信号被顺序选择。数值结果表明，所提出的符号缩放方案实现了基于优化的非线性映射方法相当的性能，而其相应的复杂度是可以忽略不计的非线性方案相比。
2017-11-08 cs.IT eess.SP math.IT
Communication Beyond Transmitting Bits: Semantics-Guided Source and Channel Coding
经典的通信模式专注于在有噪声的信道上准确地传输比特，香农理论为可靠通信的速率提供了基本的理论限制。在这种方法中，比特被平等对待，并且通信系统不知道这些比特传达什么含义或者它们将如何被使用。可以预见的是，未来的通信朝着智能和简洁的方向发展将发挥主导作用，连接智能代理的扩散需要对编码传输范式进行彻底的重新思考，以支持即将出现的新通信形态。最近提出的"语义通信"概念提供了一个很有前途的研究方向。在编码传输设计中引入语义指导，实现语义感知的通信，在有效性和可靠性方面有很大的突破潜力。本文提出了一种基于语义的信源编码和信道编码的语义通信传输模式，它利用了数据语义的多样性和无线信道的多样性来提高整个系统的性能。我们提出了一般的系统架构和关键技术，并指出了一些开放的问题，在这个主题。
2022-06-02 cs.IT math.IT
Error correction, authentication, and false acceptance, probabilities for communication over noisy quantum channels: converse upper bounds on the bit transmission rate
本文针对噪声量子信道上的经典比特码字通信，推导出比特传输速率的严格上界，该上界依赖于字母表大小和剪枝过程，有助于分类协议悖论并构造抗噪纠错码，同时实现纠错最大化与误接受最小化。
2026-09-15 cs.IT math.IT math.PR
Information capacity of direct detection optical transmission systems
我们表明，直接检测传输系统的频谱效率是最多1位/秒/赫兹小于采用相干检测具有相同的调制格式的系统的频谱效率。相应地，在使用直接检测的系统中，每个复数自由度的容量最多低1比特。
2017-11-06 cs.IT math.IT physics.optics
On the Capacity and Energy Efficiency of Training-Based Transmissions over Fading Channels
在本文中，容量和能量效率的训练为基础的通信计划用于传输先验未知的瑞利块衰落信道进行了研究。在这些方案中，在接收端使用周期性发送的训练符号来获得信道衰落系数的最小均方误差（MMSE）估计。首先，考虑估计误差和发送信号的乘积被假定为高斯噪声的情况。在这种情况下，它示出，位能量的要求增长没有约束的信号-噪声比（SNR）为零，和最小的位能量是在一个非零的SNR值，低于它不应该操作。块长度的最小比特能量和SNR值的最小值达到的效果进行了研究。闪光灯的训练和传输方案进行了分析，并显示，以提高能源效率在低信噪比制度。在论文的第二部分中，基于训练的计划的容量和能量效率的信道输入时，受到峰值功率约束的影响。实现能力的输入结构的特点和最佳输入的幅度分布示出为离散的有限数量的质量点。通过数值分析得到了系统的容量、比特能量需求和最优资源分配策略。由于峰值约束的存在，当SNR降低到零时，比特能量再次无约束地增长。研究了采用固定峰值功率和零占空比的开关键控时能量效率的提高。训练为基础的和非相干传输方案的性能比较。
2007-12-19 cs.IT math.IT
Causal (Progressive) Encoding over BinarySymmetric Channels with Noiseless Feedback
传统的具有反馈的信道编码仅在所有消息比特在发射机处可用之后才构造和发送码字。本文加入了Guo & Kostina和Lalitha et.在开发因果（或渐进）编码的方法中，发射机可以在第一消息比特一到达就开始发射码字符号。在Horstein、Shayevitz和Feder以及Naghshvar et.例如，该论文扩展了我们先前用于传统后验匹配的计算上有效的系统算法，以产生仅使用因果可用的消息比特来渐进编码的四相编码器。系统编码在具有反馈的信道上与后验匹配工作良好，并且当采用因果编码而不是传统编码时，它们提供了直接的益处。我们的算法捕获额外的增益在感兴趣的区域中的传输速率μ是高于速率λ的消息位变得可用。在该区域中，在传统编码器开始传输之前，系统比特之外的附加符号的传输进一步提高了性能
2021-04-29 cs.IT math.IT
Asynchronous Transmission over Gaussian Interference Channels with Stochastic Data Arrival
本文研究了在随机数据到达~（GIC-SDA）下具有两个发射机-接收机~（Tx-Rx）对的高斯干扰信道。信息比特根据独立的异步伯努利过程~（Tx-Tx~ xyy）到达发送器。每个信息源在生成给定的总比特数之后关闭。传输是\textit{asynchronous}（Tx-Rx~ Rx y），在这个意义上，每个Tx在其缓冲器中有足够的比特可用之后立即向其Rx发送码字。与现有的Tx-Rx同步传输方案相比，这种异步传输方式显着降低了传输延迟。接收机通过采用顺序联合典型性检测来学习两个发射机的活动帧。因此，Tx-Rx调制下的GIC-SDA由具有在接收器处已知的状态的标准GIC表示。状态空间的基数是$\binom{2N_1+2N_2}{2N_2}$，其中$N_1, N_2$是由两个发射机发射的码字的数目。状态的每个实现对$N_1, N_2$施加两组约束，称为几何约束和可靠性约束。在发射机仅知道Tx-Tx-Tx_y的统计的情况下，示出了如何设计$N_1,N_2$以实现两个用户的目标传输速率并最小化不成功解码的概率。
2016-10-25 cs.IT math.IT
NOMA for VLC Downlink Transmission with Random Receiver Orientation
可见光通信（VLC）是一种新兴的技术，有望解决传统射频（RF）频段的频谱紧缩问题。在这项工作中，我们考虑一个下行链路多用户VLC网络，用户随机改变他们的位置和垂直方向。为了提高频谱效率，我们考虑了非正交多址（NOMA）传输，同时服务于多个用户。特别是，我们提出了个人和基于组的用户订购技术与各种用户反馈计划的NOMA。为了降低计算复杂性和链路开销，提出了使用垂直角度的平均值（而不是精确的瞬时值）以及距离信息来计算关于信道质量的反馈。此外，针对基于组的用户调度，提出了一种基于距离和垂直角度的双比特反馈机制，区别于传统的仅基于距离的单比特反馈机制.推导了中断概率和和速率的解析表达式，与仿真结果吻合较好。数值结果表明，实际反馈方案的平均垂直角达到了接近最优的和速率性能，和2位反馈显着优于1位反馈。
2019-02-25 cs.IT math.IT
16 QAM Communication with 1-Bit Transmitters
提出了一种新的非线性预编码技术，用于在1比特大规模多用户（MU）多输入单输出（MISO）下行链路系统中传输16个正交幅度调制（QAM）符号。我们在发射机处部署低分辨率数模转换器（DAC），以降低与大规模MISO系统相关的高能耗。为了减小低分辨率DAC带来的多用户干扰和失真，在以前的工作中引入了最小误码率预编码器。然而，该预编码器技术限于正交相移键控（QPSK）信令。我们的方法包括将该方法升级到16 QAM符号的传输。仿真结果表明，大规模MISO增益显著提高了系统的未编码误码率。
2016-12-15 cs.IT math.IT
An Opportunistic-Bit Scheme with IP Styled Communication
这项工作的动机是需要从根本上提高频谱效率与传输控制协议和互联网协议（TCP/IP）的传输。为了强调物理层的工作，我们定义了一个比特单元（BU），它在概念上类似于一个IP数据包，包含足够的信息，其目的地节点识别地址和解释的内容，在执行消息通信。根据这些功能，我们将一个BU分为两部分，分别定义为机会比特（OB）和常规比特（CB）。此外，我们设计的顺序时隙（TS）的方式，OB可以被映射到TS的索引，和CB可以携带相应的TS。为了实现通信，我们在发送器和接收器两者处预存储比特到TS映射表。理论分析和仿真结果表明，该方法可以节省时间资源，提高频谱利用率。
2017-06-07 cs.IT math.IT
Joint Throughput Maximization and Power Control in Poisson CoopMAC Networks
研究了一种随机分布助手的协作媒体访问控制（CoopMAC）网络.我们引入了一个新的助手选择方案，最大限度地提高平均吞吐量，同时保持低功耗配置文件中的网络。为此，假设所有传输都使用功率控制来执行。我们假设每个节点可以估计自己和接收节点之间的信道。然后，它评估实现期望的信噪比（SNR）所需的最小发射功率。如果所需的传输功率小于节点的最大传输功率，则认为通信成功。否则，传输被取消。此外，我们根据IEEE 802.11b标准的传输速率将助手分为六组。为了提高系统的平均吞吐量，我们假设从能够成功转发源信号到目的地的协作链路中选择传输速率最高的协作链路。此外，当存在具有相同速率的若干链路时，具有最小所需功率的链路被给予最高优先级。假设帮助者分布为具有固定强度的泊松点过程，我们推导出网络的平均吞吐量和功耗的精确表达式。仿真结果表明，我们的计划是能够显着增加吞吐量相比，传统的CoopMAC网络。与没有功率控制方法的网络相比，它还能够降低功耗。
2016-12-13 cs.IT cs.NI math.IT
Multimedia Transmission over Cognitive Radio Channels under Sensing Uncertainty
该文研究了在发射功率和干扰功率受限的情况下，认知无线电（CR）系统中基于分层调制的多媒体传输的性能。研究了采用分层正交幅度调制（HQAM）的数据传输的不等差错保护（UEP），其中高优先级（HP）数据比低优先级（LP）数据受到更多的保护。在这种设置中，封闭形式的比特出错率（BER）的表达式，HP数据和LP数据中得出Nakagami- $m$衰落信道中存在的感知错误。在此基础上，推导了在峰值/平均发射功率和平均干扰功率约束下，使HP比特和LP比特的平均误码率加权和或其上界最小的最优功率控制，并提出了一种低复杂度的功率控制算法。在三种不同的场景中确定功率电平，这取决于传输和干扰链路的完美信道辅助信息（CSI）、两个链路的统计CSI或传输链路的完美CSI和干扰链路的不完美CSI的可用性。认知传输的出错率性能的不完善的信道感知决策的影响也进行了评估。此外，重新传输的次数，衰落的严重程度，和峰值信噪比（PSNR）的质量之间的权衡进行了数值分析。此外，多媒体传输与传统的正交幅度调制（QAM）和HQAM的性能比较，以及建议的功率控制策略进行的接收数据质量和重传次数。
2015-09-02 cs.IT math.IT
Artificial-Noise-Aided Secure Multi-Antenna Transmission with Limited Feedback
我们提出了一种优化的安全多天线传输方法的基础上人工噪声辅助波束成形，从一个所需的单天线接收器的反馈有限。为了处理波束形成器的量化误差以及未知的窃听信道特性，我们的方法的目的是在双重性能约束下最大化吞吐量-所需的通信信道上的连接中断约束和保密中断约束，以防止窃听。我们提出了一种自适应传输策略，明智地选择窃听编码参数，以及人工噪声和信息信号之间的功率分配。这个优化的解决方案揭示了几个重要的差异，以前设计的解决方案的假设下完美的反馈。我们还研究了如何最有效地利用反馈位的问题。仿真结果表明，一个很好的设计策略是使用这些比特的大约20%来分配信道增益信息，剩余的用于分配信道方向，并且这种分配对所施加的保密中断约束很大程度上不敏感。此外，我们发现，每个发射天线的8个反馈位是足够的，以实现约90%的吞吐量与完美的反馈。
2015-01-21 cs.IT math.IT
Comparing the Bit-MAP and Block-MAP Decoding Thresholds of Reed-Muller Codes on BMS Channels
RM码是否实现容量的问题是编码理论中长期存在的开放问题，最近对于擦除信道上的传输给出了肯定的回答[1]，[2]。值得注意的是，这个证明并不依赖于RM码的特殊性质，除了它们的对称性。实际上，主要的技术结果在于示出具有双传递置换群的线性码的任何序列在比特MAP解码下在无记忆擦除信道上实现容量。因此，一个自然的问题是在块MAP解码下会发生什么。在[1]、[2]中，通过利用码的进一步对称性，位映射阈值被示出为足够尖锐，使得块擦除概率也收敛到0。然而，这种技术严重依赖于传输是在擦除信道上的事实。我们提出了一种替代方法，以加强关于位MAP阈值块MAP阈值的结果。这种方法是基于对RM码的重量分布的仔细分析。特别地，主要结果的味道如下：假设对于某些$δ>0$，比特映射错误概率衰减为$N^{-δ}$。然后，块MAP错误概率也收敛到0。这种技术适用于任何二进制无记忆对称信道上的传输。因此，它可以被认为是第一步，在扩展证明RM码是实现容量的一般情况下。
2016-07-09 cs.IT math.IT
Joint Channel-Estimation/Decoding with Frequency-Selective Channels and Few-Bit ADCs
我们提出了一种快速和接近最佳的方法，联合信道估计，均衡和解码的编码单载波（SC）传输频率选择性信道与几位模数转换器（ADC）。我们的方法利用参数双线性广义近似消息传递（PBiGAMP），以减少联合信道估计和（软）符号解码的实现复杂度的几个快速傅立叶变换（FFT）。此外，它学习并利用信道脉冲响应中的稀疏性。我们的工作是出于毫米波系统的带宽上的Gsamples/sec的顺序，其中几位ADC，SC传输，和快速处理都导致显着降低功耗和实施成本。我们用数字证明我们的方法，使用根据IEEE 802.11ad无线局域网（LAN）标准生成的信号和信道，在这种情况下，接收器使用模拟波束成形和一个ADC。
2018-12-09 cs.IT math.IT
Low-SNR Analysis of Interference Channels under Secrecy Constraints
本文研究了弱高斯干扰信道下不同传输方案的保密率。我们专注于低信噪比制度，并获得最小比特能量E_b/N_0_min值，和宽带斜率区域的TDMA和复用传输方案。我们发现，保密约束引入了惩罚的最小位能量和斜率区域。此外，我们确定在什么条件下TDMA或复用传输是最佳的。最后，我们表明，TDMA更有可能是最优的保密约束的存在。
2009-01-20 cs.IT math.IT
Asymptotic Properties of One-Bit Distributed Detection with Ordered Transmissions
考虑由连接到公共融合中心的远程节点组成的传感器网络。在最近的工作中，Blum和Sadler [1]提出了有序传输的想法-具有更多信息样本的传感器首先发送消息-并证明仅使用总消息的子集就可以实现最佳检测性能。采取这种方法的一个极端，我们表明，只有一个单一的交付允许尽可能小的检测误差，为一个足够大的网络规模：一个比特的检测方案可以是渐近一致的。传输排序是基于一些本地统计量的模（MO系统）。我们推导出分析结果证明的渐近一致性，并为特定的情况下，当地的统计量是对数似然（\ell -MO系统），我们也得到了一个界的误差收敛速度。在传感器个数为随机数的一般情况下证明了上述定理。计算机实验证实了分析和地址的应用程序的典型例子，包括：非均匀泊松部署的网络，检测每传感器审查，监测的能量约束现象。
2011-03-26 cs.IT cs.MA math.IT
The Impact of QoS Constraints on the Energy Efficiency of Fixed-Rate Wireless Transmissions
研究了在服务质量（QoS）约束下，当接收端只有信道边信息时，无线衰落信道上的传输问题。由于不知道信道条件，假设发射机以固定速率发送信息。在这些假设下，采用两状态（ON-OFF）传输模型，其中在ON状态下以固定速率可靠地传输信息，而在OFF状态下不发生可靠的传输。QoS限制施加缓冲区违规概率的约束，和有效的容量配方是用来确定最大吞吐量的无线信道可以维持，同时满足统计QoS约束。能量效率的调查，通过获得零频谱效率和宽带斜率在宽带和低功率制度假设接收机具有完美的信道侧信息（CSI）所需的比特能量。在宽带和低功耗制度，由于QoS约束的存在而增加的能量需求进行量化。与可变速率/固定功率和可变速率/可变功率的情况下的比较。在信道不确定性的存在下，进一步分析了能量效率。在QoS约束下确定分配给训练的功率的最佳比例。它被证明，在低功率政权的最小比特能量是在一定的非零功率水平下，比特能量增加，而没有约束的消失功率。
2008-12-09 cs.IT math.IT
On the Capacity of MISO Channels with One-Bit ADCs and DACs
一位无线收发器是一种很有前途的通信架构，它不仅可以方便毫米波通信系统的设计，而且可以极大地降低功耗。然而，在收发器处由一比特量化引起的非线性失真效应改变了通信速率的基本限制。在本文中，一个多输入单输出（MISO）衰落信道的容量与1比特收发机的特点是在一个封闭的形式时，完美的信道状态信息（CSI）在发送器和接收器都可用。一个主要的发现是，容量实现传输策略是均匀地使用四个多维星座点。四个多维星座点被最佳地选择为信道和信噪比（SNR）的函数之间的信道输入集构造的空间点阵调制方法。作为一个副产品，它示出，几个比特的CSI反馈足以实现的能力。对于CSI不完全知道的情况下，接收机，实际的信道训练和CSI反馈方法，有效地利用推导出的容量实现传输策略。
2018-11-14 cs.IT math.IT
Efficient Non-linear Equalization for 1-bit Quantized Cyclic Prefix-Free Massive MIMO Systems
针对大规模多输入多输出（MIMO）基站，利用1位模数转换器（ADC）量化上行信号的数据检测问题。量化的大规模MIMO系统的现有文献处理循环前缀（CP）传输频率选择性信道。在本文中，我们提出了一个计算效率的块处理均衡器的基础上的期望最大化（EM）算法在CP免费传输的1比特量化系统。我们研究的最佳块长度和重叠因子的信道脉冲响应（CIR）长度的基础上的比特错误率（BER）性能指标。由于EM是一种非线性算法，最优估计是根据算法的初始起始点迭代地找到的。通过数值模拟，我们表明，初始化的EM算法与维纳滤波器（WF）的估计，这需要考虑到潜在的量化，实现优越的BER性能相比，与其他起始点的初始化。
2018-06-28 cs.IT math.IT
Short Packets over Block-Memoryless Fading Channels: Pilot-Assisted or Noncoherent Transmission?
我们提出了非渐近的上限和下限的最大编码速率时，可实现传输短数据包在莱斯无记忆块衰落信道的数据包错误概率的给定要求。我们专注于实际相关的情况下，没有\emph{a priori}信道状态信息可在发射机和接收机。建立在最小-最大逆的上限相比，两个下限：第一个依赖于一个非相干传输策略，其中的衰落信道不明确估计在接收机;第二个采用导频辅助传输（PAT），其次是最大似然信道估计和缩放失配最近邻解码在接收机。我们的界限是紧到足以揭开最佳数量的分集分支，一个数据包应该跨越，使每比特所需的能量，以实现一个目标的数据包错误概率最小化，对于一个给定的约束的码率和数据包的大小。此外，边界揭示了非相干传输比PAT更节能，即使当导频符号的数量和它们的功率被优化时。例如，对于在块大小等于$8$符号的块衰落信道上使用速率为$0.48$比特/信道使用的信道码来发送$168$符号的编码分组的情况，PAT需要每信息比特额外的$1.2$ dB能量，以实现与适当设计的非相干传输方案相比为$10^{-3}$的分组差错概率。最后，我们设计了一个PAT计划的基础上打孔咬尾准循环码和有序统计解码，其性能接近（$1$ dB差距在$10^{-3}$分组错误概率），我们的PAT下界预测。这表明，PAT下限提供了有用的指导方针，实际PAT计划的设计。
2017-12-18 cs.IT math.IT
Data Bits in Karnaugh Map and Increasing Map Capability in Error Correcting
为了在数据传输中提供可靠的通信，纠错能力是至关重要的。本文提出了一种利用卡诺图检测和纠正传输码错误的简单算法。参考过去所做的研究和证明新的定理，并使用一个简单的技术，利用卡诺图的简单概念，我们提供了一个算法，以减少占用的广场在地图上的数量，因此，大大减少执行时间放置数据位在卡诺图。本文在前人研究的基础上，首先提出了一种纠正码中两个同时错误的算法。然后，定义地图的空方格的规格，我们限制选择新方格的选择。此外，发送代码中的突发错误进行了讨论，并将系统地纠正他们的码字。
2018-10-01 cs.IT math.IT
SLNR Based Precoding for One-Bit Quantized Massive MIMO in mmWave Communications
大规模多输入多输出（MIMO）是5G无线通信的关键技术，有望大幅提高容量。低分辨率数据转换器的使用对于大规模MIMO至关重要，以使整体传输尽可能具有成本效益和能源效益。在这项工作中，我们考虑了下行毫米波（mmWave）传输的情况下，多个用户同时服务的大规模MIMO与一位数/模（D/A）转换器。特别是，我们提出了一种新的预编码器设计的基础上的信号泄漏加噪声比（SLNR），最大限度地减少能量泄漏到不需要的用户，同时考虑到由于非线性一位量化的损害。我们表明，众所周知的正则化迫零（RZF）预编码器是一个特定版本的建议SLNR为基础的预编码器，这是当量化损伤完全忽略。数值结果强调显着的性能改善，以及所提出的SLNR为基础的预编码器相比，无论是RZF或迫零（ZF）预编码器。
2019-02-12 cs.IT math.IT
Capacity Bounds for the Poisson-Repeat Channel
本文针对泊松重复信道推导容量上下界，通过引入输出长度边信息的辅助信道获得更紧的上界，并利用信息速率与熵率给出下界构造方法。
2024-10-03 cs.IT math.IT
Performance Analysis and Optimization for Interference Alignment over MIMO Interference Channels with Limited Feedback
在本文中，我们解决了问题的干扰对齐（IA）在MIMO干扰信道有限的信道状态信息（CSI）反馈的基础上的量化码本。由于有限的反馈和因此不完美的IA，存在跨不同链路和不同数据流的残余干扰。因此，IA的性能与CSI的准确性（即反馈比特数）和数据流的数量（即传输模式）有很大关系。为了提高IA的性能，根据信道条件对系统参数进行优化是很有意义的。受此启发，我们首先给出了一个定量的性能分析IA有限反馈下，并推导出一个封闭形式的平均传输速率的反馈比特和传输模式的表达式。通过最大化平均传输速率，我们得到一个自适应反馈分配方案，以及一个动态模式选择方案。此外，通过渐近分析，我们得到了一些清晰的见解系统的性能，并提供了一些指导系统的设计。仿真结果验证了理论分析的正确性，并表明通过动态调整反馈比特或自适应选择传输模式可以获得明显的性能增益。
2014-02-03 cs.IT math.IT
Heterogeneous Semantic and Bit Communications: A Semi-NOMA Scheme
本文针对语义与比特传输共存问题，提出半NOMA方案，通过比特流分割与灵活资源分配，证明其在语义对比特速率区域和功率区域上优于OMA和NOMA。
2022-09-14 cs.IT eess.SP math.IT
1-Bit Massive MIMO Transmission: Embracing Interference with Symbol-Level Precoding
本文综述了1比特大规模MIMO系统中利用符号级预编码、借助建设性干扰提升误码率性能的研究，阐述了相关技术原理、方案增益及未来挑战。
2021-01-23 cs.IT eess.SP math.IT
Enhanced ODMA for Massive Sparse Access: Hybrid Data-Frozen Bit Transmission and Fixed-Point Analysis over Block Fading Channels
School of Communication Engineering, Xidian University（西安电子科技大学通信工程学院）；Department of Intelligent Information Engineering and Science, Doshisha University（立命馆大学智能信息工程科学系）
研究针对大规模稀疏接入提出增强型ODMA传输方案，通过插入少量冻结符号实现联合多用户信道估计与迭代解码，性能等同于用户信道已知情况。还提出定点分析方法，可准确估计多用户块衰落信道迭代收敛性能，为多用户码设计提供有效工具。
2026-07-21 cs.IT math.IT
Finite Word Length Effects on Transmission Rate in Zero Forcing Linear Precoding for Multichannel DSL
串音干扰是铜线传输的限制因素。串扰消除技术在DSL传输速率的下一次飞跃中显示出巨大的潜力。在硬件中实现串扰消除技术时的一个重要问题是有限世界长度对性能的影响。在本文中，我们提供了一个分析的线性迫零预编码器的性能，用于串扰补偿，在有限的字长错误的存在。我们量化分析预编码器字长和传输速率退化之间的权衡。更具体地说，我们证明了一个简单的公式的传输速率损失作为用于预编码，信噪比，和标准线路参数的位数的函数。我们证明，通过模拟真实线路，我们的估计的准确性。此外，我们的结果是稳定的信道估计误差的存在。最后，我们展示了如何使用这些估计作为DSL线性串扰预编码器的设计工具。例如，我们表明，对于标准的VDSL 2预编码系统，14位表示的预编码器条目的结果在容量损失低于1%的线路超过300米。
2008-10-09 cs.IT math.IT
Secure Transmission of Delay-Sensitive Data over Wireless Fading Channels
本文研究了随机源产生的延迟敏感数据的安全无线传输的吞吐量和能量效率。考虑了一个衰落广播模型，在该模型中，发射机向两个接收机发送机密和公共消息。假设从马尔科夫源生成的公共和机密数据在传输之前存储在缓冲区中，并且发射机在缓冲区/延迟违规概率的约束下操作。在这样的统计服务质量（QoS）约束下，时变无线传输的有效容量和马尔可夫源的有效带宽被用来确定吞吐量。特别地，保密容量用于描述包含机密消息的缓冲器的服务速率。此外，每比特能量被用作能量效率度量，并且在低信噪比（SNR）状态下研究能量效率。具体地，确定公共和机密消息的可靠通信所需的每比特的最小能量，并且识别宽带斜率表达式。缓冲器/延迟约束，信道之间的相关性，源特性/突发性，在发射机的信道知识，功率分配和保密要求的吞吐量和能源效率的共同和机密的消息传输的影响被确定。
2017-04-06 cs.IT math.IT
Uplink Performance of Wideband Massive MIMO with One-Bit ADCs
模数转换器（ADC）占大规模MIMO基站总功耗的很大一部分。1位ADC是降低功耗的一种方法。本文分析了使用1位ADC的大规模MIMO系统中单载波和OFDM传输的频谱效率。封闭形式的可实现速率，即，对于具有大量信道抽头的宽带系统，推导出容量的下限，该宽带系统采用低复杂度线性信道估计和符号检测。量化在符号检测中导致两种类型的误差。在大规模MIMO中，循环对称误差变为高斯，并且随着天线数量的增加而消失。接收干扰能量中符号持续时间的变化会引起幅度失真，严重影响OFDM系统的性能。随着信道抽头数的增加，幅度失真消失，OFDM具有与单载波传输相同的性能。本文的一个主要结论是宽带大规模MIMO系统与1位ADC配合使用效果良好。
2016-10-17 cs.IT math.IT
Signal power and energy-per-bit optimization problems in systems mMTC
目前，物联网技术的运营问题正在积极研究中。大量不同的自供电传感器的操作是在使用随机访问方法的大规模机器类型通信场景的框架内。在这种类型的通信的主题问题是：降低传输信号功率和增加设备的持续时间，通过减少每比特的消耗能量。在无重发和有重发的系统中，使传输功率和每比特消耗的能量最小化的任务的公式化和分析，以获得可重传性界限。系统的模型进行了描述，其中最小化信号功率和能量消耗的给定参数（信息比特的数量，系统的频谱效率，和数据包传输率）的四个问题，制定和描述。给出了求解这些优化问题的数值结果，从而可以得到有损耗和无损耗系统中所考虑的特性的可扩展性界。在消息长度不受限制的情况下，给出了由Shannon公式得到的下界。所获得的结果表明，解决最小化问题的参数（信号功率或每比特的消耗能量）之一并不最小化第二个参数。这种差异对于与物联网场景相对应的小信息消息长度最为显著。所获得的结果允许评估的潜力，最大限度地减少传输信号的功率和消耗能量，每比特在随机多址系统与大规模的机器类型的通信场景。在不考虑报文传输平均时延的情况下，解决了上述问题.
2021-09-29 cs.IT eess.SP math.IT
Energy Efficiency Analysis in Amplify-and-Forward and Decode-and-Forward Cooperative Networks
在本文中，我们研究了合作网络的能量效率，无论是在固定的放大和转发（AF）或选择性解码和转发（DF）模式。在给定比特出错率（BER）约束条件下，考虑了多进制正交幅度调制（MQAM）星座尺寸的优化问题。在计算能量消耗时，考虑了电路、传输和重传能量。在瑞利衰落假设下，通过中断概率确定链路可靠性和重传概率。一些有趣的意见与实际影响。可以看出，虽然大的星座是首选在小的传输距离，星座的大小应该随着距离的增加而减少;计算的合作增益比较直接传输和合作传输。
2010-04-06 cs.IT math.IT
Deterministic Identification For MC ISI-Poisson Channel
分子通信（MC）的几个应用程序的特点是一个报警提示行为，其中普遍的香农容量可能不是适当的性能指标。识别能力作为一种替代措施，这种系统已在文献中的动机和建立。在本文中，我们研究了具有符号间干扰（ISI）的离散时间\emph{Poisson}信道（DTPC）的确定性识别（DI），其中发射机被限制为平均和峰值分子释放率约束。这样的通道作为扩散MC系统的模型，具有长通道脉冲响应，并采用分子计数接收器。当ISI信道抽头$K$的数量可以随着码字长度$n$而增长时，我们推导出具有ISI的DTPC的DI容量的下限和上限（例如，由于增加的符号率）。作为一个关键发现，我们确定，对于确定性编码，码本大小缩放为$2^{(n\log n)R}$，假设ISI信道抽头的数量缩放为$K = 2^{κ\log n}$，其中$R$是编码速率，$κ$是ISI速率。此外，我们表明，优化$κ$导致一个有效的识别率[位/秒]，与$n$，这是在对比的典型的传输速率[位/秒]，是独立的$n$的线性比例。
2022-12-06 cs.IT math.IT
Delayed Channel State Information: Incremental Redundancy with Backtrack Retransmission
在许多实际的无线系统中，可应用于特定传输的信号干扰噪声比（SINR）（被称为信道状态信息（CSI））只能在传输已经发生之后才能被获知，并且因此是过时的（延迟的）。例如，这发生在间歇性干扰下。我们设计的反向重传（BRQ）计划，它使用延迟CSIT发送最佳量的增量冗余（IR）。BRQ使用固定长度的分组、固定速率的R传输码本，并且作为马尔可夫块编码来操作，其中相邻分组之间的相关性取决于IR奇偶校验比特的量。当延迟的CSIT是满的并且R渐近地增长时，BRQ的平均吞吐量变得等于用先前的CSIT和固定功率发射机实现的值;然而，以增加的延迟为代价。第二个贡献是当有限数量的反馈比特可用于报告延迟CSIT时采用BRQ的方法。主要的新颖性是通过矢量量化来组装多个反馈机会并报告多个SINR的想法。这挑战了ARQ协议中的传统智慧，在ARQ协议中，反馈比特仅用于对紧接在前的传输的CSIT进行解调。
2014-01-27 cs.IT math.IT
Multi-packet Hybrid ARQ: Closing gap to the ergodic capacity
在这项工作中，我们考虑增量冗余（IR）混合自动重传请求（HARQ），其中传输回合进行独立的块衰落信道。我们提出了所谓的多分组HARQ，其中发射机允许不同的分组共享相同的信道块。以这种方式，资源（块）在整个传输循环中被最优地分配。这与常规HARQ形成对比，在常规HARQ中，每个传输回合占用整个块。我们分析了叠加编码和分时传输策略，并优化了参数，以最大限度地提高吞吐量。除了传统的一比特反馈（ACK/NACK）之外，我们还考虑了丰富的多比特反馈。为了解决优化问题，我们制定了一个马尔可夫决策过程（MDP）的问题，其中的决定是使用累积的互信息（AMI）从接收器通过延迟反馈。当仅使用1比特反馈来通知发送器关于解码成功/失败（ACK/NACK）时，使用部分状态信息马尔可夫决策过程（PSI-MDP）框架来获得最优策略。在瑞利衰落信道下的数值算例表明，提出的多分组HARQ比传统的HARQ性能提高了5 dB以上，具有较高的频谱效率。
2014-12-30 cs.IT math.IT
Simple Coding Techniques for Many-Hop Relaying
在本文中，我们研究的问题，中继一个单一的信息位在一系列的二进制对称信道，和相关的权衡之间的跳数$m$，传输时间$n$，和错误概率。我们介绍了一个简单，有效，和确定性的协议，达到积极的信息速度（即，非零比率$\frac{m}{n}$和小的错误概率），并且比这样做的现有协议明显更简单。此外，我们的信息速度的最佳低噪声和高噪声的缩放定律的特征，我们适应我们的1位协议传输$k$位在$m$跳与$O(m+k)$传输时间。
2022-12-08 cs.IT math.IT
Information-bit error rate and false positives in an MDS code
本文计算了MDS码的权分布的一个改进。具体地说，在信息部分和冗余部分中具有固定数量的非零比特的码字的数量被获得。在通过离散无记忆信道的块传输中，这种细化改进了信息比特和符号出错率的理论近似，即信道比特出错率。由于假定了有界距离再现编码器，因此提供了这里所谓的假阳性（没有信息符号错误的解码失败）的计算。因此，提出了一种新的MDS码的性能分析。
2013-01-27 cs.IT math.IT
Communication Beyond Transmitting Bits: Semantics-Guided Source and Channel Coding
Beijing University of Posts and Telecommunications（北京邮电大学）
经典的通信模式专注于在有噪声的信道上准确地传输比特，香农理论为可靠通信的速率提供了基本的理论限制。在这种方法中，比特被平等对待，并且通信系统不知道这些比特传达什么含义或者它们将如何被使用。可以预见的是，未来的通信朝着智能和简洁的方向发展将发挥主导作用，连接智能代理的扩散需要对编码传输范式进行彻底的重新思考，以支持即将出现的新通信形态。最近提出的“语义通信”概念提供了一个很有前途的研究方向。在编码传输设计中引入语义指导，实现语义感知的通信，在有效性和可靠性方面有很大的突破潜力。本文提出了一种基于语义的信源编码和信道编码的语义通信传输模式，它利用了数据语义的多样性和无线信道的多样性来提高整个系统的性能。我们提出了一般的系统架构和关键技术，并指出了一些开放的问题，在这个主题。
2022-08-04 cs.AI cs.IT cs.LG
6G Downlink Transmission via Rate Splitting Space Division Multiple Access Based on Grouped Code Index Modulation
提出了一种基于分组码索引调制（GrCIM）的第六代（6 G）下行链路速率分裂空分多址（SDMA）传输方案。所提出的RSMA-GrCIM方案通过空分多址（SDMA）技术向多个用户设备（UE）发送信息，并利用码索引调制进行速率分割。由于CIM方案通过所选择的Walsh码的索引和二进制相移键控（BPSK）信号来传送信息比特，所以我们的RSMA方案通过索引来传送每个用户的私有消息，并且通过BPSK信号来传送公共消息。此外，沃尔什码集被分成几个正交的子集，以消除来自其他用户的干扰。利用最大似然（ML）检测器恢复源比特，并对每个用户的误码率上限进行了数学分析。我们提出的方案和传统的SDMA方案在频谱利用率，可用的UE数等方面进行了比较。数值结果验证了所提出的SDMA-GrCIM方案的有效性。
2021-03-01 cs.IT eess.SP math.IT
Semantic-Aware Command and Control Transmission for Multi-UAVs
针对无人机指挥控制传输中比特导向网络无法满足URLLC需求的问题，提出一种语义感知传输框架，利用语义相似度实现多播传输，并通过PPO算法联合优化传输模式和资源分配，显著提升传输效率。
2026-06-12 cs.IT eess.SP math.IT
Deep Reinforcement Learning-Based Resource Allocation for Hybrid Bit and Generative Semantic Communications in Space-Air-Ground Integrated Networks
本文提出一种结合比特级与生成式语义通信的混合框架，利用无人机中继和深度强化学习优化资源分配，在空天地一体化网络中实现低延迟、高可靠性的图像传输。
2025-05-26 cs.IT eess.SP math.IT
Deep Learning Based Near-Orthogonal Superposition Code for Short Message Transmission
大规模机器类型通信（mMTC）已经吸引了针对可靠的短消息传输而优化的新编码方案。提出了一种新的基于深度学习的近正交叠加（NOS）编码方案，用于在加性高斯白噪声（AWGN）信道中可靠传输mMTC应用中的短消息。类似于最近的高维调制（HDM），NOS编码器将信息比特扩展到多个近正交的高维向量，以组合（叠加）成单个向量用于传输。NOS解码器首先估计信息向量，然后执行循环冗余校验（CRC）辅助的K最佳树搜索算法以进一步降低分组出错率。所提出的NOS编码器和解码器是深度神经网络（DNN），其被联合训练为自动编码器和解码器对，以学习具有近正交码字的新的NOS编码方案。仿真结果表明，所提出的基于深度学习的NOS方案在短（32比特）消息传输中优于具有CRC辅助列表解码的HDM和极化码。
2021-11-11 cs.IT eess.SP math.IT
