Unequal Message Protection: Asymptotic and Non-Asymptotic Tradeoffs
我们研究了一种形式的不等错误保护，我们称之为“不等消息保护”（UMP）。UMP代码的消息集是$m$不相交消息类的联合。每个类都有自己的错误保护要求，有些类需要比其他类更好的错误保护。我们分析了这些代码的错误保护级别的消息类的速率之间的权衡。我们证明，有一个明确的性能损失相比，同质（经典）代码具有相同的参数。这与以前考虑UMP码的文献形成鲜明对比。为了得到我们的结果，我们推广有限块长度可扩展性和由于Polyanskiy-Poor-Verdú的逆界。我们评估我们的二进制对称和二进制擦除通道的界限，并分析了在固定误差和中等偏差制度的界限的渐近特性。此外，我们考虑两个问题有关的实际建设的UMP码。首先，我们研究了一个“头”的建设，前缀的消息类到一个头，其次是数据保护使用标准的同构代码。我们表明，在一般情况下，这种结构是不是最佳的有限块长度。我们进一步证明，我们的主要UMP可扩展性界可以使用陪集码，这表明了一条路径，以实现易处理的UMP码。
2014-05-05 cs.IT math.IT
Unequal Error Protection Querying Policies for the Noisy 20 Questions Problem
针对噪声20题问题，提出了一种基于叠加编码的开环不等错误保护查询策略。在这个问题中，玩家希望通过提出二进制查询并接收噪声响应来连续地改进对连续随机变量的值的估计。当查询被非自适应地设计为单个块并且噪声响应被建模为二进制对称信道的输出时，20个问题问题可以被映射为具有不等错误保护（UEP）的信道编码的等价问题。介绍了一种新的基于UEP叠加编码的非自适应查询策略，其估计误差以指数收敛率下降，明显优于Variani等人（2015）介绍的UEP重复编码。与建议的查询策略，查询数量的指数下降率匹配的闭环自适应方案的查询顺序设计的反馈的好处的速度。此外，可达到的错误指数是显着优于随机分组码采用相等的错误保护。
2017-09-28 cs.IT math.IT
Layered construction of Message-Wise Unequal Error Protection Codes
Dept. of Information and Communication Engineering, Nagoya University（名古屋大学信息通信工程系）
针对短分组通信，提出一种通过将保护结构嵌入码本汉明距离结构的分层构造方法，实现消息级不等差错保护，并推导了正确分组分类的理论条件。
2026-05-22 cs.IT math.IT
Polar and Convolutional Codes for the Unequal Message Protection Problem
German Aerospace Center（德国航空航天中心）；Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）
本文提出极码和卷积码的极码设计，以解决短块长情况下不等信息保护问题中的速率损失问题，通过两步解码架构实现信息类分离和最大似然解码。
2026-04-20 cs.IT math.IT
Unequal Error Protection by Partial Superposition Transmission Using LDPC Codes
在本文中，我们考虑设计低密度奇偶校验（LDPC）编码调制系统，以实现不等错误保护（UEP）。我们提出了一种新的UEP方法部分叠加传输称为UEP-by-PST。在UEP-by-PST系统中，信息序列被区分为两部分，即较重要的数据（MID）和较不重要的数据（LID），这两部分都用LDPC码编码。对应于MID的码字被叠加在对应于LID的码字上。利用离散密度演化方法可以分析系统性能。本文还提出了一个标准，从实用的角度来比较不同的UEP方法的效率。数值结果表明，在加性高斯白噪声（AWGN）信道和非相关瑞利衰落信道下，1）UEP by PST方法比传统的等差错保护（EEP）方法对MID具有更高的编码增益，而对LID的性能损失可以忽略不计; 2）在数字视频广播（DVB）系统中，UEP by PST比UEP方法更有效。
2013-09-16 cs.IT math.IT
Unequal Error Protection: An Information Theoretic Perspective
在指数误差界的基础上，建立了不等错误保护的信息论框架。对于DMC上的定长分组码，在没有反馈的情况下，论证了按位不等错误保护（UEP）和按消息不等错误保护（UEP）的根本区别。通过变长分组码研究了反馈的影响。它示出，反馈结果在两个逐位和消息的UEP显着改善（除了单消息的情况下错过检测）。还考虑了消息式UEP的虚警和误检形式化之间的区别。所有结果都是在接近能力的速度。
2009-10-25 cs.DM cs.IT math.CO
An Optimal Unequal Error Protection LDPC Coded Recording System
针对RLL约束记录系统中高编码率限制纠错能力的问题，提出基于UEP的LDPC编码方案，结合比特分配、信号标记设计及差分进化优化，提升系统纠错性能。
2023-10-10 cs.IT math.IT
LDPC Decoders Prefer More Reliable Parity Bits: Unequal Data Protection Over BSC
本文针对BSC信道下的正则LDPC码，研究奇偶校验位更可靠的非均等数据保护机制，结合掺杂与多种译码器验证其可显著提升阈值与收敛速度，且简单3级字母表译码器即可实现该增益。
2023-04-30 cs.IT math.IT
Weighted Unequal Error Protection over a Rayleigh Fading Channel
Radio Systems Research（无线电系统研究）；Nokia Bell Labs（诺基亚贝尔实验室）
本文研究了信道编码中的一种非等保护变体，通过将信息位分成有限块并最大化加权的每块解码成功概率。分析了两种方案在渐近和有限块长下的性能，结果表明PDS优于ORA，但两者性能差异小于2%。
2026-04-08 cs.IT math.IT
Optimization of Unequal Error Protection Rateless Codes for Multimedia Multicasting
无速率码已被证明能够为多播应用提供比固定速率码更大的灵活性和效率。在下文中，我们优化的不等错误保护（UEP）的多媒体多播到一组异构用户的无比率码。所提出的设计的目标是提供有保证的或尽力的服务质量（QoS）。提出了一种随机交织的无码率编码器，用户只需要解码符号到自己的QoS水平。建议的编码器进行了优化的基础上测量的标准化猛禽码在无线信道上的传输特性。结果表明，一个有保证的QoS问题制定可以转化为一个凸优化问题，产生一个全局最优解。数值结果表明，所提出的优化随机交织UEP无比率编码器的性能优于最近提出的其他UEP无比率码。
2015-01-10 cs.IT cs.MM math.IT
Unequal Error Protection for Digital Semantic Communication with Channel Coding
Department of Electrical Engineering, POSTECH（浦项工科大学电气工程系）
本文提出两种不等错误保护框架，通过优化块长和提升效率，在语义通信中实现更高的可靠性和传输效率。
2026-09-29 cs.IT eess.SP math.IT
Distributed Hypothesis Testing based on Unequal-Error Protection Codes
提出了噪声网络上二进制假设检验的编码和检验方案，并推导出相应的第二类误差指数。当通信是在一个离散的无记忆信道（DMC），我们的计划相结合的Shimokawa-Han-Amari的假设检验计划与Borade的不等错误保护（UEP）的信道编码。采用单独的源信道编码架构。所得指数对于新引入的\emph{generalized testing against conditional independence}类是最优的。当通信通过MAC或BC时，我们的方案将混合编码与UEP相结合。由此产生的误差指数在MAC是最佳的情况下，广义测试对条件独立性与独立的观察在两个传感器，当MAC分解成两个单独的DMC。在这种情况下，单独的源-信道编码是足够的;当测试是反对独立性时，在任意相关的传感器观测下，这个相同的结论也成立。对于BC，具有UEP的混合编码的误差指数区域在两个决策中心处获得的指数之间表现出折衷。当两个接收机都以最大化不同假设下的误差指数为目标，并且传感器观测值的边际分布在这些假设下不同时，则可以使用以下策略来减轻这种折衷。传感器的假设，提出了一个试探性的猜测，并适用于我们的编码和测试方案的DMC只为决策中心，是不感兴趣的猜测假设下的指数最大化。
2018-06-14 cs.IT math.IT
Straggler Mitigation through Unequal Error Protection for Distributed Approximate Matrix Multiplication
大规模机器学习和数据采掘方法通常将计算分布在多个代理上以并行处理。在代理处的计算所需的时间受到本地资源的可用性和/或引起“掉队者问题”的不良信道条件的影响。为了解决这个问题，我们采用不等错误保护（UEP）码来获得分布式计算设置中的矩阵乘积的近似，以提供对最终结果具有更高影响的块的更高保护。我们从理论上描述了所提出的方法的性能，通过约束具有不相关条目的矩阵的预期重建误差。我们还将所提出的编码策略应用于训练深度神经网络（DNN）中的反向传播步骤的计算，用于评估梯度中的图像分类任务。我们的数值实验表明，它确实是可能的，以获得显着改善所需的总时间，以实现DNN的训练收敛，通过产生近似矩阵产品使用UEP码在存在的掉队者。
2021-07-27 cs.DC cs.IT math.IT
Straggler Mitigation through Unequal Error Protection for Distributed Matrix Multiplication
大规模机器学习和数据采掘方法通常将计算分布在多个代理上以并行处理。计算所需的时间在代理的影响，本地资源的可用性引起的“掉队者问题”，其中的计算结果是由无响应的代理举行。对于这个问题，可以使用矩阵子块的线性编码来引入对离散的弹性。参数服务器（PS）利用信道码并将矩阵分发给工作器以进行乘法。然后，它使用在给定的截止日期收到的计算结果来产生所需矩阵乘法的近似值。在本文中，我们建议采用不等错误保护（UEP）码，以减轻掉队的问题。每个子块的弹性水平根据其范数来选择，因为具有较大范数的块对矩阵乘法的结果具有较高的影响。我们验证了我们的计划的有效性，理论和数值计算。我们推导了使用随机线性码的UEP性能的理论表征，并将其与等错误保护的情况进行了比较。我们还将所提出的编码策略应用于深度神经网络（DNN）训练中的反向传播步骤的计算，为此我们研究了精度和计算所需时间之间的基本权衡。
2021-03-19 cs.DC cs.IT math.IT
Adaptive Unequal Error Protection for Semantic Split Learning over Wireless Channels
University of Novi Sad（诺维萨德大学）；Institute for Artificial Intelligence Research and Development of Serbia（塞尔维亚人工智能研发研究所）；College of Electronic and Information Engineering, Tongji University（同济大学电子与信息工程学院）
该研究提出面向无线边云推理的任务感知语义分割学习框架，采用MI驱动的UEP为关键潜在分量分配更高功率，在物联网感知数据实验中优于EEP和固定UEP基线，适用性广泛。
2026-08-18 cs.IT eess.SP math.IT
Unequal Error Protection Achieves Threshold Gains on BEC and BSC via Higher Fidelity Messages
基于图的编码由于其接近容量的性能而具有广泛的应用，包括通信和存储。在这些编码中，不等错误保护（UEP）可以在有限的速率损失下提供性能增益。磁记录（MR）系统中的最新经验结果表明，通过约束编码对低密度奇偶校验（LDPC）码的奇偶校验位进行额外保护会导致显著的密度增益。特别地，当经由更可靠的奇偶校验位应用UEP时，奇偶校验位的更高保真度消息通过消息传递算法被扩展到所有位，从而实现性能增益。阈值分析是衡量基于图的代码或编码方案的有效性的工具。在本文中，我们提供了一个理论分析的UEP的想法，使用外部信息传输（EXIT）图表中的二进制擦除信道（BEC）和二进制对称信道（BSC）。我们使用EXIT函数来研究奇偶校验位的互信息的变化对整个编码方案的影响。我们提出了一种设置，其中重复累积（RA）LDPC码的奇偶校验位具有较低的擦除或交叉概率比输入信息位。我们推导出先验和外在的互信息函数的校验节点和变量节点的代码。在将我们的UEP设置应用于信息函数之后，我们制定了一个线性规划问题，以找到在解码收敛约束下最大化码率的最佳度分布。结果表明，通过更高保真度奇偶校验位的UEP分别在BEC和BSC上实现高达约$17\%$和$28\%$阈值增益。
2021-01-22 cs.IT eess.SP math.IT
An Integer Programming Approach to UEP Coding for Multiuser Broadcast Channels
本文提出了一种整数规划方法来构造多用户广播信道的不等差错保护（UEP）码。我们表明，最佳的代码可以构造满足整数规划界。在此基础上，我们计算了衰落广播信道的渐近码率，并进行了吞吐量分析。
2014-01-21 cs.IT math.IT
Rateless Codes with Progressive Recovery for Layered Multimedia Delivery
本文提出了一种新的方法，基于不等错误保护，以增强无比率码与渐进恢复分层多媒体传输。采用并行编码结构，提出的渐进无比率码（PRC）分配不等的冗余，根据其重要性的每一层。每个输出符号包含来自所有层的信息，并且因此流层可以以输出符号的预期接收比率渐进地恢复。此外，层之间的依赖性自然被考虑。PRC的性能进行了评估，并与一些相关的UEP方法进行了比较。结果表明，我们的PRC的方法提供了更好的恢复性能与较低的开销在理论上和数值。
2012-06-13 cs.IT cs.MM math.IT
Structured Superposition of Autoencoders for UEP Codes at Intermediate Blocklengths
University of Novi Sad（诺维萨德大学）
针对中等分组长度下基于自编码器（AE）的不等错误保护（UEP）编码复杂性高的问题，提出一种结构化AE架构，通过将编解码结构化为子块并引入叠加编码与SIC解码，实现了更大分组长度下的高效训练与可靠性灵活微调，且性能优于既有可达性界限。
2025-08-10 cs.IT cs.LG math.IT
A New Approach to UEP-HARQ via Convolutional Codes
提出了一种新的基于修剪卷积码的支持不等差错保护的第二类混合自动重传请求（HARQ）传输方案。假设要发送的数据由重要比特（IB）和标准比特（SB）组成。在所提出的方案中，所有比特首先使用单个母CC编码并在信道上传输。如果在IB中检测到解码错误，则使用CC（通常具有更好的纠错能力）进行IB的{仅\em}的重传。接下来，利用修剪CC的属性，解码的IB被用来增加SB的解码可靠性。数值模拟表明，该方案提供了强大的保护IB以及改善的可靠性，为其余的比特相比，其他UEP方案。
2015-09-28 cs.IT math.IT
Distributed Rateless Codes with UEP Property
当多个数据源需要通过单个中继将它们的无比率编码符号发送到共同的目的地时，可以采用分布式无比率码而不是几个单独的传统无比率码来编码输入符号，以提高传输效率和灵活性。本文提出了分布式无比率码DU-rateless，可以为具有不同数据块长度和不同重要性级别的分布式源提供不等错误保护（UEP）。我们分析我们提出的DU-无码率码采用与或树分析技术。接下来，我们设计了几套最佳的DU-无速率码的各种设置采用多目标遗传算法，并评估其性能。
2010-06-07 cs.IT math.IT
Improved LT Codes in Low Overhead Regions for Binary Erasure Channels
我们研究了鲁比变换（LT）码的改进度分布，它具有改善的比特出错率性能，特别是在低开销区域。我们通过修正Robust孤子分布来构造度分布。我们提出的LT码的性能进行评估，并通过与或树分析传统的LT码相比。然后，我们提出了一种传输方案的基础上提出的度分布，以改善其帧出错率在全恢复区域。将改进的度分布应用于分布式多源中继网络和不等差错保护。结果表明，我们的计划实现了更好的性能和降低的复杂性，特别是在低开销区域，与传统的计划相比。
2013-09-12 cs.IT math.IT
Coding and Decoding Schemes for MSE and Image Transmission
在这项工作中，我们探讨了编码和解码的可能性量身定制的均方误差评估的错误，如图像传输的上下文中。为此，我们引入了一个损失函数，表示离散信道的编码和解码方案的整体性能，并交换通常的目标，最大限度地减少错误概率的预期损失。在这种环境中，我们探索的可能性，使用有序的解码器，以创建一个消息明智的不等错误保护（UEP），其中最有价值的信息是通过放置在其邻近信息的字，不同的一个小值的错误保护。我们给出明确的例子，使用灰度图像，包括小规模的性能分析和可视化模拟的BSMC。
2014-11-05 cs.IT math.IT
Polar Coding for the Large Hadron Collider: Challenges in Code Concatenation
在这项工作中，我们提出了一个级联的重复极性编码方案，其目的是在应用程序需要高度不平衡的不平等的比特错误保护，如在欧洲核子研究中心的大型强子对撞机的光束联锁系统。尽管这种级联方案很简单，但它揭示了在设计使用极化码作为内码的级联方案时可能遇到的重大挑战，例如误差相关和不寻常的判决对数似然比分布。我们解释和分析这些挑战，并提出两种方法来克服它们。
2017-12-01 cs.IT eess.SP math.IT
Precoding by Priority: A UEP Scheme for RaptorQ Codes
Raptor码是第一类具有线性时间编码和译码的喷泉码。在诸如第三代合作伙伴计划（3GPP）和数字视频广播的标准中推荐这些码。RaptorQ码是Raptor码的扩展，具有更好的编码效率和灵活性。标准Raptor和RaptorQ代码是系统的，具有相同的数据错误保护。然而，在诸如MPEG传输的许多应用中，存在对不等错误保护（UEP）的需要：即，一些数据符号与其他数据符号相比需要更高的纠错能力。我们提出了一种方法，我们称之为基于优先级的预编码比（PBPR），以实现UEP系统的RaptorQ和Raptor码。我们的UEP假设源块中的所有符号属于相同的重要性类。UEP通过根据源块中的信息符号的优先级改变预编码符号的数量来实现。PBPR为具有不同重要性类别的源块提供具有相同数量的解码开销符号的UEP。我们证明了一致的改进，在较高的重要性类的纠错能力相比，较低的重要性类在整个范围内的信道擦除概率。我们还表明，PBPR不会导致解码和编码时间的显着增加相比，标准的实现。
2014-02-18 cs.IT math.IT
Connecting Spatially Coupled LDPC Code Chains for Bit-Interleaved Coded Modulation
本文研究了比特交织编码调制（BICM）方案中由连接链系综构造的空间耦合低密度奇偶校验（SC-LDPC）码的设计。对于短耦合长度，连接多个SC-LDPC链可以提高单链的解码性能，并施加结构化不等错误保护（UEP）。提出了一种利用连接链系综和比特映射的联合设计方法，以进一步从编码和高阶调制中挖掘UEP。数值结果表明，所提出的设计优于现有的连接链系综和单链系综与现有的位映射设计。
2021-07-07 cs.IT eess.SP math.IT
LDPC coded transmissions over the Gaussian broadcast channel with confidential messages
本文针对具有机密信息的高斯广播信道，设计并评估了几种实用的低密度奇偶校验（LDPC）编码传输方案。该信道模型不同于经典的窃听信道模型，因为未经授权的接收器（Eve）必须能够解码信息的某些部分。因此，可靠性和安全性目标与窃听信道的目标不同。为了设计和评估实际的编码方案，我们使用的出错率作为一个度量的性能所取得的授权接收器（鲍勃）和未经授权的接收器（夏娃）。我们研究了系统的可行性，并表明，两个不同的水平，对噪音的保护，需要对公众和秘密的消息。这可以通过两种方式来实现：i）通过使用具有所传输的信息比特的不等错误保护（UEP）的LDPC码，或者ii）通过使用具有不同速率的两个经典的非UEP LDPC码。我们比较了这两种方法，并表明，所考虑的例子，利用UEP LDPC码的解决方案是更有效的比使用非UEP LDPC码。
2014-04-10 cs.CR cs.IT math.IT
Faulty Successive Cancellation Decoding of Polar Codes for the Binary Erasure Channel
研究了二进制擦除信道下极化码的错误逐次抵消译码问题。为此，一个简单的基于擦除的故障模型被引入到表示在解码器中的错误，它示出，在此模型下，极化不会发生，这意味着完全可靠的通信是不可能的，在任何速率。此外，提供了错误SC解码下极化码的帧出错率的下限，然后将其与公知的上限一起使用，以便选择在错误解码下最小化擦除概率的块长度。最后，提出了一种不等错误保护方案，该方案可以在较小的速率损失下重新启用渐进无擦除传输，并且仅保护解码器的恒定部分。同样的计划也被证明是显着提高有限长度的性能的故障连续消除解码器保护少至1.5%的解码器。
2017-11-10 cs.IT math.IT
An Empirical Study of Irregular AG Block Turbo Codes over Fading Channels
本研究将介绍代数几何不规则分组Turbo码的设计、构造与实现。此外，我们将使用不同的调制方案（BPSK，QPSK，16QAM和64QAM）在快衰落信道下评估其性能。AGIBTC的设计思想是克服代数几何块Turbo码（AGBTC）的高系统复杂度，同时保持高的比特出错率（BER）性能。这种设计的灵感来自于信息符号的不平等保护思想，这是IBTC的核心。我们的实验进行了衰落信道的最坏情况下，这是快衰落信道，这是为了显示的BER增益或系统复杂性的降低，可以通过这种设计的幅度。我们的实验表明，尽管在BPSK和QPSK调制方案的系统复杂性显着降低非常轻微的负增益。然而，当应用更高的调制方案时，BER和系统复杂度都获得了增益。
2016-02-17 cs.IT math.IT
Design and Analysis of Delayed Bit-Interleaved Coded Modulation with LDPC Codes
研究了基于低密度奇偶校验码（LDPC）的延迟比特交织编码调制（DBICM）的设计和性能。对于Gray标记的正方形$M$ -ary正交幅度调制（QAM）星座，在给定的信噪比和固定的最大延迟时隙数下，研究了具有最大频谱效率的DBICM的最优延迟方案.在分析DBICM的容量时，我们发现了两个重要的性质：由于延迟编码比特被映射到传输符号的实部和虚部而导致的容量改善是彼此独立的;具有相同比特信道容量的延迟编码比特的一对延迟方案导致等效的DBICM容量。使用这两个属性，我们有效地优化任何均匀的Gray-QAM系统的延迟方案。此外，这两个属性使得关于经由比特信道类型分类的不等错误保护的高效LDPC码设计成为可能。此外，我们使用基于原型图的外部信息传递图，以联合优化度分布和信道分配的LDPC码，并提出了一个约束的渐进边增长的算法，联合构造LDPC码和比特的DBICM，考虑独特的比特信道的容量。仿真结果表明，所设计的LDPC编码DBICM系统性能明显优于LDPC编码BICM系统。
2021-03-03 cs.IT math.IT
Joint Source-Channel Coding System for 6G Communication: Design, Prototype and Future Directions
本文提出基于QC-LDPC码并结合UEP的JSCC方案，利用可重构硬件与分层解码实现语义信息保护，并通过浮点及6比特量化BER测试验证性能。
2023-10-02 cs.IT cs.NI eess.SP
