Polar-Coded Modulaton
提出了一个框架，允许联合描述和优化的二进制极化编码和$2^m$ -ary数字脉冲幅度调制（PAM）方案，如多级编码（MLC）和比特交织编码调制（BICM）。详细指出了极性编码和多级编码在概念上的等价性。基于信道极化现象的一种新的表征，开发了采用极化码的编码调制方案中标记的最佳选择规则。仿真结果的错误性能的AWGN信道上所提出的计划。
2013-02-12 cs.IT math.IT
Importance of Symbol Equity in Coded Modulation for Power Line Communications
使用具有置换码的多频移键控调制解决了电力线通信系统中的永久窄带噪声干扰问题。在本文中，我们扩展这种编码调制方案的基础上置换码一般的代码，并引入了一个额外的新参数，更精确地捕捉代码的性能对永久窄带噪声。因此，我们定义了一类新的代码，即，公平的符号重量码，这是最佳的关于这个措施。
2013-08-26 cs.IT math.IT
Shaping Bits
具有比特整形的比特交织编码调制（BICM）（即，基础二进制码中的非等概率比特概率）。对于高斯信道，利用BICM和比特整形可实现的速率实际上与编码调制或多级编码的速率相同。这个恒等式适用于信噪比值的整个范围。此外，BICM的随机编码误差指数明显超过了多级编码，与编码调制非常接近。
2010-01-18 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
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
Multilevel Illumination Coding for Fourier Transform Interferometry in Fluorescence Spectroscopy
傅里叶变换干涉测量（FTI）是用于获取超光谱（HS）数据的干涉测量过程。最近，已经观察到，在称为编码照明-FTI（CI-FTI）的过程中，可以在FTI采集之前对突出显示（生物）样本的光源进行编码。这将HS数据重建转化为由HS数据的稀疏性正则化的压缩感知（CS）问题。CI-FTI结合了FTI的高光谱分辨率和生物学中减少曝光成像的优势。本文利用CS理论中最近发展起来的多级采样方案，使CI-FTI的编码策略适应荧光光谱（FS）中HS数据的光谱稀疏结构。这种结构实际上是从FS中使用的实际荧光染料的光谱特征中提取的。因此，最佳照明编码以及理论上的恢复保证。我们进行了大量的数值实验的合成和实验数据表明，所提出的理论的忠实性实验观察。
2018-03-08 cs.IT math.IT
Space-Time Signal Design for Multilevel Polar Coding in Slow Fading Broadcast Channels
慢衰落广播信道在无线网络中有着广泛的应用。由于延迟要求和信道状态信息在发射机（CSIT）处的不可用性，这些信道对于许多应用是非遍历的。在非遍历信道中设计信号的适当度量是中断概率。在本文中，我们提供了一种方法来优化空时分组码的基础上中断概率在中等信噪比。多电平极化编码调制是一种新型的编码调制技术，它具有低复杂度的解码器和简单的速率匹配。在本文中，我们推导出中断最优性条件的多级解码，并提出了一个规则，用于确定分量码速率。我们还推导出了一个上界的中断概率的空时分组码设计的集合划分为基础的标签。最后，由于最小化长码空时分组码的最优性，我们介绍了一种新的方法，用于联合优化的短到中等长度的极化码和空时分组码。
2019-07-22 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
Polar Coded Quantization for Distributed Source Coding
Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）；Huawei Technologies Duesseldorf GmbH（华为技术有限公司杜塞尔多夫分公司）；Technion—Israel Institute of Technology（以色列理工学院）
本文提出极化编码量化用于高斯源分布式源编码，通过均方误差失真实现，设计短块长多级5G极化码以实现Wyner-Ziv极化编码量化，显著降低总失真。
2026-04-20 cs.IT math.IT
Space Shift Keying with Reconfigurable Intelligent Surfaces: Phase Configuration Designs and Performance Analysis
可重构智能表面（RIS）辅助传输和空间移位键控（SSK）出现作为未来的节能无线系统的有前途的候选人。本文提出了两种基于RIS的SSK方案，分别有效地改善了传统SSK系统的错误和吞吐量性能。第一种称为RIS-SSK与被动波束形成（RIS-SSK-PB），采用RIS进行波束形成，并以任意两个决策点之间的最小平方欧几里德距离最大化为目标。第二种称为具有Alamouti空时块编码的RIS-SSK（RIS-SSK-ASTBC），其采用用于ASTBC的RIS，并且使得RIS能够传输其自身的Alamouti编码信息，同时将入射的SSK信号反射到目的地。分别针对RIS-SSK-PB和RIS-SSK-ASTBC设计了低复杂度的波束形成器和高效的最大似然（ML）检测器。源和/或RIS的平均比特错误概率的近似表达式推导出封闭形式假设ML检测。大量的计算机模拟进行验证的性能分析。结果表明，RIS-SSK-PB明显优于现有的无RIS和基于RIS的SSK方案，RIS-SSK-ASTBC能够实现高可靠的传输，提高吞吐量。
2021-02-03 cs.IT math.IT
Polar-Coded Pulse Position Modulation for the Poisson Channel
提出了一种用于深空光通信的偏振编码调制方案。研究了具有脉冲位置调制（PPM）的光子计数泊松信道.我们使用的事实，PPM是特别适合于与多级代码来设计一个极化编码调制方案的系统中考虑。证明了基于高斯近似的泊松信道极化码的构造是准确的。该方案使用了循环冗余校验外码和一个连续的取消解码器与列表解码，它被证明是优于竞争计划。
2018-12-07 cs.IT math.IT
Lower Bounds on the Minimum Pseudodistance for Linear Codes with $q$-ary PSK Modulation over AWGN
我们提出的最小伪码字有效欧几里德距离（或最小“伪距离”）的编码调制系统，使用线性码与$q$ -ary相移键控（PSK）调制在加性高斯白噪声（AWGN）信道的下限。这些界限适用于使用编码符号的直接调制映射的二进制和非二进制编码调制系统。最小伪距离可以用作线性编程和基于消息传递的接收器的纠错性能的一阶度量。在基于线性规划的接收机的情况下，最小伪距离可用于形成系统的码字出错率的精确界限。
2008-06-12 cs.IT math.IT
Multishot Codes for Network Coding: Bounds and a Multilevel Construction
Koetter和Kschischang引入子空间信道作为执行随机线性网络编码的多播网络的从源节点到汇聚节点的通信信道的适当模型。到目前为止，注意力已经被给予了一次子空间码，即，仅使用子空间信道一次的码。与此相反，本文探讨了使用子空间信道一次以上的想法，并研究了所谓的多拍子空间码。我们提出的问题，一个激励的例子，代码的大小的上下界，和一个多级构造的代码块编码调制的基础上的定义。
2009-01-12 cs.IT math.IT
Scalable Syndrome-based Neural Decoders for Bit-Interleaved Coded Modulations
本研究提出可将基于校正子的神经译码器应用于高阶比特交织编码调制的框架，通过比特对数似然比输出的理论信道建模拓展其适用范围，在两种极化码上用RNN和Transformer架构实现并对比了误比特率性能与计算复杂度。
2024-03-05 cs.IT math.IT
Efficient Multi-Dimensional Mapping Using QAM Constellations for BICM-ID
比特交织编码调制与迭代解码（BICM-ID）提供了非常好的错误性能，在加性高斯白噪声（AWGN）和衰落信道，如果它使用一个明智的设计信号映射。此外，通过采用多维（MD）调制，可以显著改善BICM-ID的错误性能。然而，除了使用较小星座的MD调制之外，通过计算机搜索技术获得合适的MD映射，二进制相移键控（BPSK）、正交相移键控（QPSK）和$8$进制相移键控（$8$ -PSK）作为基本调制。MD调制的字母表大小随着基本调制的阶数的增加而呈指数增加，并且计算机搜索变得棘手。在本文中，我们提出了一个系统的映射方法的MD调制。我们提出的方法的创新之处在于，它产生MD映射使用$16$ -和$64$ -正交幅度调制（QAM）非常有效。数值结果表明，该方法提高了BICM-ID的出错率。
2016-12-30 cs.IT math.IT
Phase-Equivariant Polar Coded Modulation
针对短包低时延通信中导频开销降低频谱效率的问题，提出相位等变极化编码调制方案，利用极化码对相位旋转的等变性与冻结比特选择，无导频即可联合解码消相位模糊，性能优于导频辅助传输。
2023-05-03 cs.IT math.IT
Active Hypothesis Testing for Quantum Detection of Phase-Shift Keying Coherent States
本文通过主动假设检验研究相移键控相干态的量子检测，提出带位移和能量约束的Dolinar类接收机，证明开环误差指数及贝叶斯误差上界，发现高暗计数下二进制PSK最优策略非简单时间共享。
2025-01-27 cs.IT cs.SY eess.SY
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
Code-Aided Channel Estimation in LDPC-Coded MIMO Systems
针对未知CSI的MIMO系统，提出一种联合导频和数据信道估计的LDPC编码传输方案，利用码约束微调CSI，并通过坐标上升算法降低复杂度，在WiMAX LDPC码和QPSK调制下较导频辅助传输获得高达1.3 dB的增益。
2023-11-13 cs.IT math.IT
Cache-Aided Modulation for Heterogeneous Coded Caching over a Gaussian Broadcast Channel
编码缓存是一种信息理论方案，通过在低高峰时段部分预取用户本地存储中的文件来减少高峰时段的流量。本文认为异构分散式缓存系统的用户和内容库文件的缓存可能有不同的大小。服务器通过高斯广播信道与用户通信。本文的主要贡献是一种新的调制策略，映射的编码缓存交付阶段产生的多播消息的信号星座的符号，使用户可以利用他们的缓存内容解调所需的符号具有更高的可靠性。为了简单起见，在本文中，我们只专注于未编码调制和逐符号的错误概率。然而，我们的方案结合多级编码调制可以扩展到信道编码在一个更大的块长度。
2020-01-16 cs.IT math.IT
Coded DS-CDMA Systems with Iterative Channel Estimation and no Pilot Symbols
在本文中，我们描述了直接序列码分多址（DS-CDMA）系统与四相移键控，其中信道估计，相干解调和解码迭代进行，而不使用任何训练或导频符号。针对采用非规则重复累积码的DS-CDMA系统，提出了一种基于期望最大化的信道估计算法，该算法能够估计出在干扰和热噪声共同作用下的衰落幅度、相位和干扰功率谱密度（PSD）。在从接收的符号获得衰落幅度、相位和干扰PSD的初始估计之后，通过使用来自信道解码器的软反馈来迭代地更新这些参数的后续值。更新后的估计与接收到的符号相结合，并迭代地传递给解码器。导频符号的消除简化了系统设计，并且允许增强的信息吞吐量、改进的比特出错率或更高的频谱效率。干扰功率谱估计使DS-CDMA系统能够有效地抑制干扰。
2010-08-19 cs.IT math.IT
Probabilistic Shaped Multilevel Polar Coding for Wiretap Channel
针对高斯窃听信道中离散星座输入与高斯保密容量之间的差距，提出概率成形多级极化编码方案，优化输入分布并集成多级极化码，证明可达保密容量并满足安全条件，仿真验证优于均匀输入。
2024-11-10 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
Performance-Complexity-Latency Trade-offs of Concatenated RS-SDBCH Codes
本文研究AWGN信道下码率0.88的级联RS-SDBCH码在PAM4调制中的性能、复杂度与延迟权衡，并给出相关曲线。
2024-10-21 cs.IT math.IT
Modulation Augmentation and Constellation Shaping for LDPC-Coded QPSK
Samsung Research America（三星美国研究所）；University of Minnesota, Twin Cities（明尼苏达大学双城分校）；Indian Institute of Science（印度科学学院）；Duke University（杜克大学）
针对QPSK星座整形应用受限的问题，提出将短整形码融入LDPC编码QPSK系统，通过稀疏码字实现概率整形，联合优化码本、映射和星座，在5G NR LDPC编码QPSK和QAM-16上分别获得0.6 dB和0.53 dB增益。
2026-10-02 cs.IT math.IT
Multilevel LDPC Lattices with Efficient Encoding and Decoding and a Generalization of Construction D'
格码是一种优雅而强大的结构，不仅可以实现AWGN信道的容量，而且也是许多利用线性特性的多端方案的关键成分。然而，构造能够以低复杂度实现这些优点的格码仍然是一个具有挑战性的问题。本文针对由构造D'构造的复杂度与编码比特数成线性关系的多级二进制LDPC格，提出了高效的编译码算法。此外，提出了构造D'的推广，其放松了对分量码的奇偶校验矩阵的一些嵌套约束，从而导致更简单和改进的设计。在此基础上，设计了低复杂度的多级LDPC格，在功率不受限的AWGN信道下，其多级译码性能与极坐标格相当，接近于低密度格码（LDLC）。
2018-11-22 cs.IT math.IT
Polar Codes for SCMA Systems
在本文中，我们设计和比较多级极化编码（MLPC）和比特交织极化编码调制（BIPCM）的上行链路稀疏码多址（SCMA）系统，工作在快速和块衰落信道。连续消除（SC）和连续消除列表（SCL）解码算法被认为是。仿真结果表明，无论使用哪种解码器，BIPCM的性能都优于MLPC。此外，当SCL技术用于解码时，BIPCM和MLPC都表现出优于LTE涡轮编码和WiMAX LDPC SCMA系统的性能优势。
2017-07-03 cs.IT math.IT
Polar Coded Modulation via Hybrid Bit Labeling
比特交织编码调制（BICM）和多级编码调制（MLC）通常用于组合极化码与高阶调制。BICM具有设计简单、编码调制分离等优点，而MLC在逐次抵消译码下表现出更好的性能。在本文中，我们提出了一种混合极化编码调制方案，位于BICM和MLC之间，其中一小部分的比特被分配给集分区（SP）标记，其余的比特被分配给格雷标记。SP标记的比特使用类似于MLC的迭代解调和极化解码进行顺序解调，而Gray标记的比特首先被并行解调，然后被发送用于类似于BICM的解码。极化码或其他信道码（诸如LDPC码）可以用于格雷标记的比特。对于256-QAM上的长度2048速率1/2极化码，BICM（仅格雷标记）和MLC（仅SP标记）之间的性能差距可以通过混合方案几乎完全闭合。值得注意的是，混合方案具有比MLC显著的延迟优势。这些性能增益使得所提出的方案对于诸如6 G的未来通信系统具有吸引力。
2022-02-15 cs.IT math.IT
Bit-permuted coded modulation for polar codes
我们考虑在AWGN信道上使用具有高阶调制的极化码的问题。与先前的工作不同，我们专注于使用调制独立的极化码。也就是说，不基于所使用的调制来重新设计极化码。相反，我们提出了比特置换编码调制（BPCM）：一种用于任意极化码的多级编码（MLC）方法的技术。BPCM技术利用MLC和极化码之间的自然联系。它涉及在将极化码映射到更高阶调制之前应用比特置换。经由密度演进设计比特置换以将由高阶调制的各种比特级别提供的速率与极化码的速率相匹配。我们证明了性能的BPCM技术使用链路模拟和密度演化的AWGN信道。我们比较了BPCM技术和比特交织编码调制（BICM）技术。当使用为BPSK调制设计的极化码时，我们显示了BPCM在BICM上的增益，其中随机交织器对于4-ASK、8-ASK和16-ASK分别高达0.2 dB、0.7 dB和1.4 dB。
2016-09-30 cs.IT math.IT
Asymmetric Dual-Mode Constellation and Protograph LDPC Code Design for Generalized Spatial MPPM Systems
为了实现自由空间光通信（FSO）的可靠高效传输，设计了一种基于弱湍流信道的原型图低密度奇偶校验（PLDPC）编码广义空间多脉冲位置调制（GSMPPM）系统。具体而言，我们调查的PLDPC码，广义空间移位键控（GSSK）调制，和MPPM星座。首先，我们提出了一种新型的GSMPPM星座，智能集成GSSK到MPPM，称为非对称双模（ADM）星座，以提高PLDPC编码的GSMPPM系统的性能。此外，利用原模图外部信息传输（PEXIT）算法，我们构造了一种改进的PLDPC码，称为I-PLDPC码，它优于现有的PLDPC码在弱湍流信道。分析和仿真结果表明，建议的ADM星座和建议的I-PLDPC码可以获得显着的性能增益比他们的同行。因此，建议的PLDPC编码的GSMPPM系统与ADM星座是称职的，以满足高可靠性的要求FSO应用。
2023-03-07 cs.IT math.IT
Non-Binary Polar Codes for Spread-Spectrum Modulations
本文提出了一种新的编码调制方案，在很低的信噪比下的短数据包的可靠传输，结合循环码移键控调制和非二进制极化编码。我们考虑非二进制极化码定义在伽罗瓦域上，并提出了一种新的设计方法，旨在优化核系数的选择。数值结果表明，系统性能接近有限块长度制度的可实现的限制。
2022-04-05 cs.IT math.IT
Constellation Shaping for Bit-Interleaved LDPC Coded APSK
提出了一种能量有效的比特交织低密度奇偶校验（LDPC）编码幅度相移键控（APSK）系统整形方法。由二进制LDPC编码器输出的交织比特的子集通过非线性成形编码器，该非线性成形编码器的输出更可能是零而不是一。“整形”比特用于从多个子星座中进行选择，而未整形比特用于选择子星座内的符号。因为整形比特是有偏的，所以来自较低能量子星座的符号比来自较高能量子星座的符号更频繁地被选择。迭代解码器在LDPC解码器、APSK解映射器和整形解码器之间共享信息。信息速率计算的离散集的APSK环半径和成形比特概率，并确定这些参数的最佳组合的加性高斯白噪声（AWGN）信道。借助外部信息传输（EXIT）图，LDPC码的度分布进行了优化，以与成形的APSK星座一起使用。仿真结果表明，整形，度分布优化和迭代解码的组合可以实现超过1 dB的增益在AWGN的速率为3比特/符号相比，系统，不使用整形，使用未优化的代码从DVB-S2标准，并没有解码器和解调器之间的串扰。
2012-07-10 cs.IT math.IT
Space-Time Polar Coded Modulation
在加性高斯白噪声（AWGN）信道下，极化码具有与Turbo/LDPC码相当甚至更好的有限长性能。极化编码是基于由底层二进制输入信道上的变换引起的所谓的信道极化现象。信道极化在许多信号处理问题中具有普遍性，并已被应用于编码调制方案中。在本文中，信道极化进一步扩展到多天线传输的多级编码原则。通过三级信道变换，将正交幅度调制（QAM）下的多输入多输出（MIMO）信道变换为一系列合成的二进制输入信道。基于这种广义的信道极化，所提出的空时极化编码调制（STPCM）方案允许二进制极化编码，调制和MIMO传输的联合优化。此外，还提供了一种在衰落信道上构造极化码的实用解决方案，其中衰落信道近似为与原始信道共享相同容量的AWGN信道。在具有非相关瑞利快衰落的MIMO信道上的仿真结果表明，所提出的STPCM方案在所有仿真情况下的性能都优于比特交织Turbo编码方案，而后者已被许多现有的通信系统所采用。
2014-05-19 cs.IT math.IT
Noncoherent LDPC-Coded Physical-Layer Network Coding using Multitone FSK
提出了一种非相干双向中继系统，该系统采用物理层网络编码，在衰落信道中比传统中继系统提高了吞吐量。使用多音频移键控（FSK）实现节能非相干操作。一种新的软输出解调器的中继，并找到相应的可实现的交换率瑞利衰落和AWGN信道。比特-出错率性能接近可实现的速率实现使用容量接近信道码和接收机架构，迭代之间的解调和信道解码。执行迭代解码，将信息从信道解码器反馈到解调器。此外，通过对LDPC码的优化，使系统的误码性能更接近于可达到的速率。通过增加调制阶数获得的能量效率改进对于所提出的物理层网络编码方案比对于常规点对点系统更显著。使用优化的LDPC码，比特-出错率性能比广泛已知的标准化LDPC码提高多达1.1dB，并且达到对应于可实现速率的极限的0.7dB以内。在整个工作中，物理层网络编码的性能相比，传统的网络编码。当使用非相干FSK时，物理层网络编码能够实现更高的可实现速率，并且传统网络编码在低速率下表现出更好的能量效率。
2018-01-31 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
On the Energy Efficiency of LT Codes in Proactive Wireless Sensor Networks
针对具有路径损耗的Rayleigh衰落信道，深入分析了采用频移键控（FSK）调制的Luby变换（LT）码在无线传感器网络（WSN）中的能量效率。我们描述了一个积极主动的系统模型，根据一个灵活的占空比机制，在实际的传感器装置。目前的分析是基于现实的参数，包括在IEEE 802.15.4标准中使用的信道带宽，活动模式持续时间和计算能量的影响。通过对LT码速率和编码增益的概率质量函数的仿真研究，综合分析表明，在未编码的FSK和各种经典的信道编码方案中，当距离d大于预定阈值水平d_T时，优化的LT编码FSK是最节能的方案，其中对编码和调制参数进行优化。此外，虽然优化的未编码FSK优于d < d_T的编码方案，但是与其他编码方案相比，对于d < d_T，LT编码和未编码FSK之间的能量间隙是可忽略的。这些结果来自LT码的灵活性，以调整其速率，以适应瞬时信道条件，并建议LT码是有益的，在实际的低功耗无线传感器网络与动态位置传感器节点。
2010-11-13 cs.IT math.IT
Throughput-based Design for Polar Coded-Modulation
通常，前向纠错（FEC）码是基于给定码率的出错率的最小化来设计的。然而，对于结合混合自动重传请求（HARQ）协议和自适应调制和编码的应用，吞吐量是比出错率更重要的性能度量。极化码是一种新的具有简单速率匹配的FEC码，可以有效地优化以最大化吞吐量。在本文中，我们的目标是使用多级极化编码调制（MLPCM）设计HARQ方案。因此，我们首先开发了一种方法来确定一个基于集合分割的比特到符号的映射高阶QAM星座。我们简化了集合分割QAM星座的LLR估计的多级解码器，我们介绍了一组算法来设计吞吐量最大化MLPCM的连续抵消解码（SCD）。这些码对于非合并（NC）和追赶合并（CC）HARQ协议特别有用。此外，由于SCD的优化码对于SC列表解码器（SCLD）不是最佳的，因此我们提出了一种速率匹配算法来找到SCLD的最佳速率，同时使用针对SCD优化的极化码。当与NC或CC HARQ一起使用时，所得到的码提供接近于容量的吞吐量以及低解码复杂度。
2018-11-05 cs.IT math.IT
On the Energy Efficiency of LT Codes in Proactive Wireless Sensor Networks
本文首次深入分析了在具有路径损耗的瑞利平坦衰落信道下，在主动无线传感器网络（WSN）中采用非相干M进制频移键控（NC-MFSK）（称为绿色调制[1]）的LT码的能量效率。我们描述的主动系统模型，根据一个预先确定的基于时间的过程中使用的实际传感器节点。目前的分析是基于现实的参数，包括在IEEE 802.15.4标准中使用的信道带宽的效果，和活动模式持续时间。通过对LT码速率和编码增益的概率质量函数的仿真研究，综合分析表明，在未编码的NC-MFSK和各种经典信道编码方案中，优化的LT编码的NC-MFSK是最节能的方案，距离$d$大于预定阈值水平$d_T$，其中优化是在编码和调制参数上执行的。另外，尽管未编码的NC-MFSK优于$d < d_T$的编码方案，但是与其它编码方案相比，对于$d < d_T$，LT编码的和未编码的NC-MFSK之间的能量间隙是可忽略的。这些结果来自LT码的灵活性，以调整其速率，以适应瞬时信道条件，并建议LT码是有益的，在实际的低功耗无线传感器网络与动态位置传感器节点。
2009-12-04 cs.IT math.IT
Space-Time Block Coded Reconfigurable Intelligent Surface-Based Received Spatial Modulation
可重构智能表面（RIS）结构根据传输信道条件自适应地调整相位反射入射信号，以提高接收端的信号质量。此外，空间调制（SM）技术是一个可能的候选人，为未来的能源效率的无线通信，由于提供更好的吞吐量，低成本的实现和良好的错误性能。此外，阿拉米德的空时分组编码（ASBC）在分集增益和简化的ML检测方面是一种重要的空时编码技术。本文提出了一种基于ASBC的RIS辅助接收空间调制（RSM）方案，即RIS-RSM-ASBC。在所提出的系统模型中，术语RIS分为两部分。每一个都被用作接入点（AP），以发送其Alamplitude编码的信息，同时将无源信号反射到所选择的接收天线。最佳的最大似然（ML）检测器的建议RIS-RSM-ASBC计划的设计。进行了大量的计算机模拟，以证实理论推导。结果表明，与传统的RIS辅助发送同步码（RIS-TSM）、RIS辅助发送正交同步码（RIS-TQSM）、RIS辅助接收同步码（RIS-RSM）、RIS辅助发送空移键控同步码（RIS-TSSK-ASBC）和RIS-TSSK-VBLAST方案相比，RIS-RSM-ASBC系统具有高可靠性和数据率提高。
2022-03-28 cs.IT eess.SP math.IT
Polar Decomposition of Mutual Information over Complex-Valued Channels
对于幅度和相位相互独立的输入，提出了复值信道输入和输出之间的互信息的极坐标分解。互信息被对称地分解为三个项：幅度项、相位项和交叉项，由此交叉项在高信噪比下可以忽略。对于高斯输入的加性高斯白噪声信道，导出了幅度项和相位项的理论界。这种分解，然后应用到最近提出的幅度相移键控与产品星座（产品APSK）的输入。从信息论的角度表明，使用积APSK的编码调制方案能够优于使用常规正交幅度调制（QAM）的编码调制方案，同时保持低复杂度。
2013-03-31 cs.IT math.IT
Coherent Detection for Short-Packet Physical-Layer Network Coding with FSK Modulation
研究了双向中继信道中短分组传输的物理层网络编码（PNC）相干检测问题。PNC将叠加的EM波转换为网络编码消息，以提高中继系统的吞吐量。为了实现这一点，在中继准确的信道信息是必要的。许多先前的工作应用于信道估计。对于长分组，由于大的数据有效载荷，前导码开销低。对于短数据包，情况并非如此。为了避免过多的开销，我们考虑一个设置，其中短数据包没有优先级。一个关键的挑战是中继如何能够估计信道和检测网络编码的消息联合从两个终端用户的接收信号的基础上。我们设计了一个相干检测器，利用置信传播（BP）算法来做到这一点。为了具体起见，我们着重于频移键控（FSK）调制。我们展示了如何可以简化BP算法，并与高斯混合物通过实用。此外，我们证明，先验知识的渠道分布是不需要与我们的框架。对检测器的信道分布的先验知识进行基准测试，数值结果表明，我们的检测器可以有几乎相同的性能，没有这样的先验知识。
2019-04-17 cs.IT math.IT
Four-Dimensional Coded Modulation with Bit-wise Decoders for Future Optical Communications
本文从信息论角度研究光通信中四维编码调制的逐比特译码器，证明广义互信息比互信息更能预测FEC后误比特率，并发现独立偏振正交传输的星座可带来高达4 dB的增益。
2015-01-20 cs.IT math.IT physics.optics
Performance of Hybrid Concatenated Trellis Codes CPFSK with Iterative Decoding over Fading Channels
级联是一种从较短的代码中构建长代码的方法，它试图通过将所需的计算分解为可管理的片段来解决解码复杂性的问题。级联连续相位频移键控（CPFSK）有助于强大的纠错功能。CPFSK还具有带宽效率高和与非线性放大器兼容的优点。针对加性高斯白噪声（AWGN）和瑞利衰落信道，设计了带宽有效的级联编码调制方案。给出了串行级联卷积码（SCCC）和并行级联卷积码（PCCC）的性能分析界，并与第三类混合级联格码（HCTC）进行了比较。得到了这三种方案的平均最大似然误比特概率的上界。讨论了使交织器增益最大化的并行码、外码和内码的设计原则。最后，提出了一种低复杂度的迭代译码算法，该算法具有较好的性能。
2011-05-22 cs.IT math.IT
Constellation Design for Media-based Modulation using Block Codes and Squaring Construction
有效的星座设计对于提高通信系统的性能具有重要意义。在多维编码调制和空时编码MIMO系统的背景下，多维星座设计问题已经在文献中被广泛研究。这种星座在形式上被称为格码，其中基于某些标准从某个高维格中选择有限的点集。在本文中，我们认为基于媒体的调制（MBM），最近的MIMO信道调制方案，有前途的理论和实际效益的星座/信号集设计的问题。MBM的星座设计与多维编码调制和传统MIMO系统的星座设计有着根本的不同，这主要是因为MBM信号矢量的固有稀疏结构。具体来说，我们需要一个结构化的稀疏格码具有良好的距离属性。在这项工作中，我们表明，使用（N，K）的非二进制分组码结合基于格的多级平方结构，它是可能的，系统地构建一个信号集MBM具有一定的保证最小距离。使用所提出的结构获得的MBM信号集示出实现显着改善的比特错误性能相比，传统的MBM信号集。特别是，建议的信号集被发现，以实现更高的多样性斜率在低到中等的SNR制度。
2020-04-13 cs.IT math.IT
Asymptotic Analysis on LDPC-BICM Scheme for Compute-and-Forward Relaying
计算转发（CAF）方案因其在双向中继信道上的高带宽效率而引起了人们的极大兴趣。在CAF方案中，中继尝试解码从其他终端或中继发送的消息的线性组合。研究实用的纠错码是实现低计算复杂性的CAF方案的关键。在本文中，我们提出了一种有效的比特交织编码调制（BICM）的CAF计划与相移键控（PSK）调制。特别是，我们研究的渐近译码性能的BICM计划与低密度奇偶校验（LDPC）码通过使用密度进化（DE）的方法。基于信道模型的非对称性，我们利用人口动力学方法的DE方程没有全零码字的假设。结果表明，对于QPSK和8 PSK调制的双向中继信道，LDPC-BICM方案提供了更高的可达速率相比，替代分离解码方案。
2019-01-16 cs.IT math.IT
Two-Stage Polarization-Based Nonbinary Polar Codes for 5G URLLC
本文提出了一种新的用于超可靠低延迟通信（URLLC）的两级极化非二进制极化码，其中外部（符号级）极化通过使用2 × 2 q元矩阵[1 0; β1]作为核来实现，内部（比特级）极化通过每个输入符号的二进制极化矩阵来实现。通过两级极化，引入了比特级码构造，从而产生部分冻结的符号，其中这些符号中的冻结比特可以用作有效校验比特以便于解码器。该码的编/解码器具有与原始二进制极化码相同的结构，允许易于配置和灵活的实现，这是现有的基于Reed-Solomon（RS）码的非二进制极化码的明显优势。为了支持URLLC中的高频谱效率，除了具有场匹配调制阶数的单级编码调制方案之外，我们还提出了具有任意调制阶数的混合多级编码调制方案，以权衡延迟与复杂度。仿真结果表明，我们提出的非二进制极化码表现出与基于RS 4的极化码相当的性能，并且在低解码延迟的情况下优于二进制极化码，这表明了5G URLLC的潜在应用。
2019-02-23 cs.IT math.IT
Performance-Complexity-Latency Trade-offs of Concatenated RS-SDBCH Codes
该研究提出级联RS-SDBCH码方案的半解析FER估计公式，无需蒙特卡洛模拟，可在大规模码空间中搜索性能、复杂度和时延三者间权衡最优的码。
2025-01-18 cs.IT math.IT
Efficient Demodulation for Coset Codes on Lattices
Rampart Communications
本文提出快速量化-游走解调（FQWD），将多级陪集码（MLCC）在格上的软解调复杂度从$O(d2^{sd})$降至$O(sd2^d)$，并在AWGN信道下实现接近最大似然的性能，首次在$s>2$比特/维度的高维格上获得优于QAM多级极化码的BLER增益。
2026-10-06 cs.IT math.IT
Coding for the Gaussian Channel in the Finite Blocklength Regime Using a CNN-Autoencoder
University of British Columbia（不列颠哥伦比亚大学）；École Polytechnique de Tunisie（突尼斯综合理工学院）；Cairo University（开罗大学）
针对有限块长场景下低时延与高可靠性的编码矛盾，本文提出基于CNN自编码器的高斯信道编码方案，实验证明其性能优于多种基准编码方案，能逼近理论最大可达速率。
2023-05-25 cs.IT cs.LG math.IT
Analysis and Optimization of Tail-Biting Spatially Coupled Protograph LDPC Codes for BICM-ID Systems
作为带宽高效技术的典型示例，具有迭代解码的比特交织编码调制（BICM-ID）在各种无线通信场景中提供期望的频谱效率。本文对BICM-ID系统中的咬尾（TB）空间耦合原模图（SCP）低密度奇偶校验（LDPC）码进行了全面的研究。具体来说，我们首先开发了一个两步设计方法，制定一种新型的星座映射器，称为标记位部分匹配（LBPM）星座映射器，基于SC-P的BICM-ID系统。LBPM星座映射器可以与高阶调制无缝组合，例如M进制相移键控（PSK）和M进制正交幅度调制（QAM）。在此基础上，我们提出了一种新的比特级交织方案--可变节点匹配映射（VNMM）方案，该方案充分利用了SC-P码的结构特点和标记比特的不等保护度特性来触发TB-SC-P码的波形收敛。此外，我们提出了一个分层的外部信息传输（EXIT）算法来预测收敛性能（即，解码阈值）。理论分析和仿真结果表明，基于LBPM映射的SC-P BICM-ID系统明显优于现有的映射系统。此外，所提出的基于SC-P的BICM-ID系统可以在VNMM方案的帮助下实现更好的错误性能。因此，所提出的LBPM星座映射器和VNMM方案使得基于SC-P的BICM-ID系统成为下一代无线通信系统的有利选择。
2019-11-06 cs.IT math.IT
