首页/论文/2207.04096

arXiv 2207.040962022-07-08cs.ITeess.SPmath.IT

非线性光纤信道中不同码元速率下的最佳枚举球整形块长

On Optimum Enumerative Sphere Shaping Blocklength at Different Symbol Rates for the Nonlinear Fiber Channel

Yunus Can Gültekin, Olga Vassilieva, Inwoong Kim, Paparao Palacharla, Chigo Okonkwo, Alex Alvarado

备注：: 3 pages, 3 figures, presented at the OECC/PSC 2022
DOI：: 10.23919/OECC/PSC53152.2022.9849911

阅读 PDF ↗

arXiv 页面 ↗HTML 原文 ↗

摘要英文摘要相关论文

摘要：

我们表明，0.9 dB的SNR改善，可以通过短块长度枚举球成形单跨度传输在56 GBd。对于更高的符号速率和更大数量的跨度，该增益消失。

英文摘要：

We show that a 0.9 dB SNR improvement can be obtained via short-blocklength enumerative sphere shaping for single-span transmission at 56 GBd. This gain vanishes for higher symbol rates and a larger number of spans.

机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。

阅读原文

阅读 PDF ↗

arXiv 页面 ↗HTML 原文 ↗

本文内容

摘要英文摘要相关论文

机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。

继续探索

相关论文

光纤通信中概率计数球整形的首次实验验证

First Experimental Demonstration of Probabilistic Enumerative Sphere Shaping in Optical Fiber Communications

我们发送概率枚举球形双极化64-QAM在350 Gbit/s/信道超过1610公里的SSMF使用短块长度为200。达到增加15%的恒定组成分布匹配相同的嵌段长度的证明。

2019-08-19cs.ITeess.SPmath.IT

短块长光通信系统中的枚举球整形

Introducing Enumerative Sphere Shaping for Optical Communication Systems with Short Blocklengths

基于恒定成分分布匹配（CCDM）的概率整形作为一种提高光纤通信系统容量的方法受到了广泛关注。CCDM在短块长度下遭受显著的速率损失，并且需要长块长度来实现高整形增益，这使得其实现非常具有挑战性。在本文中，我们提出使用枚举球成形（ESS），并研究其性能的非线性光纤信道。在相同的整形速率下，ESS比CCDM具有更低的速率损耗，这使得它成为实时高速光系统的合适候选者。在本文中，我们首先表明，有限块长度的ESS和CCDM表现出更高的有效信噪比比无限块长度的同行。这些结果表明，对于非线性光纤光信道，应避免大的块长度。然后，我们表明，对于400 Gb/s的双偏振64-QAM WDM传输系统，短块长度的ESS优于均匀信令和CCDM。在比特度量解码率和比特出错率方面的增益。与具有相同块长的CCDM相比，块长为200的ESS提供约200 km的延伸范围。块长度为200的ESS在均匀信令上获得的到达增加约为450 km（约19%）。

2019-09-19cs.ITmath.IT

有限块长下的最优功率控制

Optimum Power Control at Finite Blocklength

本文研究了在给定块长度$n$和错误概率$ε$的情况下，当码字受到长期（即，对所有码字平均）功率约束。最大信道编码速率的大$n$展开中的二阶项的特征在于加性高斯白噪声（AWGN）信道和具有在发射机和接收机处都可用的完美信道状态信息的准静态衰落信道。它表明，在这两种情况下，二阶项是成比例的$\sqrt{n^{-1}\ln n}$。对于准静态衰落的情况下，这个二阶项是通过截断的信道反转，即，通过级联的色散最优码的AWGN信道服从短期功率约束，与功率控制器，反转的信道时，衰落增益高于一定的阈值。最大信道编码率的估计是很容易的，对于AWGN和准静态衰落的情况下。

2015-07-14cs.ITmath.IT

WDM系统短块长球整形与非线性补偿的比较

Comparison of Short Blocklength Sphere Shaping and Nonlinearity Compensation in WDM Systems

在光通信系统中，短块长度的概率枚举球成形（ESS）提供了线性成形增益和非线性容限。在这项工作中，我们调查的性能和复杂性的ESS相比，光纤非线性补偿通过数字反向传播（DBP）与不同的步骤，每跨度。我们评估的非线性公差方面的整形块长度的影响，并考虑ESS的情况下，基于Volterra的非线性均衡器（VNLE），它提供了较低的复杂性比DBP。在单通道传输中，具有VNLE的ESS在有限长度比特度量解码速率方面实现了与每个跨度DBP一步的均匀信令相似的性能。在密集波分复用（WDM）传输系统的背景下，我们表明，ESS优于均匀信令与DBP不同的步长。

2020-10-10cs.ITmath.IT

有限块长准静态信道中量化反馈的有效吞吐量最大化

Goodput Maximization with Quantized Feedback in the Finite Blocklength Regime for Quasi-Static Channels

在本文中，我们研究了一个量化的反馈方案，以最大限度地提高有效吞吐量的有限块长度的通信场景在准静态衰落信道。假设接收机具有理想的信道状态信息（CSI），并通过分辨率受限的无差错反馈信道将CSI发送回发射机。利用该部分CSI，发射机应该选择最佳传输速率，使得其最大化通信系统的总有效吞吐量。这个问题已被研究的渐近块长度制度，然而，到目前为止还没有解决方案，有限块长度。在这里，我们研究这个问题在两种情况下：有和没有约束的可靠性。我们首先制定的优化问题，并分析解决它们。迭代算法，成功地利用这两种情况下的系统参数。它示出，虽然可实现的最大有效吞吐量减少与较短的块长度和更高的可靠性要求，可以实现显着的改善，即使与粗量化的反馈方案。

2022-07-01cs.ITmath.IT

Band-ESS：流枚举编码及其在概率整形中的应用

Band-ESS: Streaming Enumerative Coding with Applications to Probabilistic Shaping

概率幅度整形（PAS）有望成为旨在以高传输速率接近信道容量运行的通信系统事实上的编码调制标准。引起广泛关注的PAS的基本组成部分是幅度整形模块，通过该模块控制通道输入分布。该块负责将位串转换成具有某些属性的幅度序列，例如，固定成分、有限能量、有限能量变化等。最近，引入了带格枚举球面整形（B-ESS）作为实现有限能量变化的幅度整形技术，这在光通信场景中是有用的。B-ESS基于网格图操作，其中具有高能量变化的序列被修剪。在这项工作中，我们研究了B-ESS的实现。我们首先表明，由于这种修剪得到的网格结构，B-ESS可以实现非常低的存储复杂度。网格计算被证明是减少到一组递归乘法与标量因子。然后，我们表明，这个标量因子可以调整，使网格计算进一步简化，实现只有二进制移位。这种基于移位的B-ESS（1）可以针对任意长的块长度来实现，而不会导致复杂度的增加，并且（2）可以在类似于卷积编码的流模式下操作。

2022-08-15cs.ITeess.SPmath.IT

更多相关论文收起更多论文

具有可靠性和时延约束的无线供电通信网络速率控制

Rate Control for Wireless-Powered Communication Network with Reliability and Delay Constraints

我们考虑一个两相无线供电的通信网络下Nakagami-m衰落，无线能量传输过程中首先供电的传感器节点，然后使用这种能量来传输其数据的无线信息传输阶段。我们探讨了一个固定的传输速率计划，旨在应付系统的可靠性和延迟的限制，同时达到最佳的无线能量传输和无线信息传输块长度的封闭形式的近似。然后，一个更详细的速率控制策略，利用现成的电池充电信息的建议和结果证明其出色的性能相比，固定的传输速率，其中没有电池充电信息。它甚至达到了接近于在发送端需要完整信道状态信息的理想方案的平均速率性能。数值结果表明，在目的地的天线数量越多的积极影响，并证明，更大的可靠性约束，平均消息大小越小，最佳信息块长度越小。最后，我们证实了使用渐进块长度公式作为非渐进有限块长度结果的近似的适当性。

2019-08-30cs.ITcs.NImath.IT

有限块长传输的多用户uRLLC波束成形设计

Beamforming Design for Multiuser uRLLC with Finite Blocklength Transmission

随着物联网（IoT）设备的爆炸式增长以及对延迟和可靠性的严格要求，超可靠性和低延迟通信（uRLLC）已成为第五代（5G）及以后5G通信系统的三大关键通信场景之一。在本文中，我们专注于下行链路多用户uRLLC系统的波束成形设计问题。由于对可靠性和延迟有严格的要求，一般来说，短分组传输是uRLLC系统的有利形式，这表明文献Shannon的容量公式不再适用。在有限块长度传输中，可靠性和延迟对可达到的传输速率有很大影响。利用有限块长传输的可达传输速率公式，考虑最大允许传输功率和最小速率要求，分别将感兴趣的问题表述为加权和速率最大化、能量效率最大化和用户公平性最优化。值得指出的是，这是第一个工作，设计的下行链路多用户uRLLC系统的波束成形向量。为了解决这些非凸问题，通过分析可达交付率的函数，已经发现了一些重要的见解。例如，最小速率要求可以通过信号与干扰加噪声比的下限来实现。基于发现的结果，我们提供了算法来优化波束形成向量和功率分配，这是保证收敛到一个局部最优解的制定的问题，具有低计算复杂性。仿真结果表明，本文提出的波束形成算法优于现有文献中广泛使用的等功率迫零波束形成算法。

2020-11-27cs.ITmath.IT

短分组传输中的延迟和峰龄违反概率

Delay and Peak-Age Violation Probability in Short-Packet Transmissions

本文研究了在一个通信系统中的延迟和峰值年龄的分布信息，根据一个独立和同分布的伯努利过程产生的数据包，被放置在一个单服务器队列，先到先服务的原则，并通过加性高斯白噪声（AWGN）信道传输。当一个数据包被正确解码时，发送方会收到一个瞬时的无错误的肯定确认，然后将数据包从缓冲区中删除。在否定确认的情况下，重传数据包。通过利用有限块长度的AWGN信道的结果，我们表征的延迟违反和峰值年龄违反概率，而不诉诸近似的基础上大偏差理论在以前的文献。我们的分析表明，存在一个最佳的块长度，最大限度地减少延迟违反和峰值年龄违反概率。我们还表明，可以找到两个块长度值，导致非常相似的平均延迟，但显着不同的延迟违规概率。这突出表明了注重违规概率而不是平均值的重要性。

2018-06-19cs.ITmath.IT

并行信道与有记忆信道的散度最小化分布匹配

Divergence-Minimizing Distribution Matching for Parallel Channels and Channels with Memory

Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）

将散度最小化分布匹配扩展到有记忆分布，证明其选择最高概率序列，应用于并行AWGN信道，联合ESS相比乘积DM大幅降低短块长度下的速率损失。

2026-09-29cs.ITmath.IT

在异构不可靠多址信道上用HARQ实现最小年龄的轮询可证明是近最优的

Round-Robin is Provably Near-Optimal for Minimizing Age with HARQ over Heterogeneous Unreliable Multiaccess Channels

在异构不可靠多址接入网络中，其中终端共享具有不同错误概率的公共无线信道，现有工作已经表明，持久轮询（RR-P）调度策略（即，贪婪策略）在标准自动重传请求（ARQ）下的信息年龄（AoI）方面可能任意地比最优差，并且必须求助于Whittle的索引方法来获得最优AoI。在本文中，实际的混合自动重传请求（HARQ）计划，这是广泛使用的，在今天的无线网络被认为是。我们表明，RR-P是非常接近最佳的渐近许多终端在这种情况下，通过显式推导出紧密的，封闭形式的AoI之间的差距，最佳和可实现的AoI RR-P。特别是，它是严格证明，RR-P，在HARQ模型有关衰落信道（分别）。有限嵌段长度区域），与最佳值相比的相对AoI间隙在$(\sqrt{e}-1)^2/4\sqrt{e} \cong 6.4\%$的常数内（相应地，误差指数衰减率为$0.5$的$6.2\%$）。此外，RR-P具有实现简单、通道未知和易于分散操作的明显优势，这使其在实践中非常有利。

2020-10-21cs.ITcs.NImath.IT

基于嵌入约束的多相干块信道编码

Channel Coding over Multiple Coherence Blocks with Queueing Constraints

本文研究了无线系统的性能，采用有限块长度的信道编码传输和操作下的缓冲区溢出概率的限制的形式下的限制。一个块衰落模型，其中衰落保持不变，在每个相干块和块之间的变化独立，被认为是。假设在多个相干块上执行信道编码。由Feintein引理得到了传输速率的近似下界。这个下限被认为是服务率，并纳入有效容量的制定，其特征在于统计排队约束下可以支持的最大恒定到达率。研究了可变速率和固定速率传输的性能。变速率传输的最佳错误概率和固定速率传输的最佳编码速率是唯一的。此外，吞吐量和块的数量之间的折衷，在其上执行信道编码被识别。

2010-09-30cs.ITmath.IT

擦除和表译码的固定误差渐近性

Fixed Error Asymptotics For Erasure and List Decoding

我们推导出最佳的二阶编码率，称为二阶容量，擦除和列表解码。对于离散无记忆信道的擦除解码，我们证明了二阶容量是$\sqrt{V}Φ^{-1}(ε_t)$，其中$V$是信道色散，$ε_t$是总错误概率，即，擦除和未检测到的错误的总和。我们数值计算表明，在有限块长度的擦除解码的预期速率可以超过有限块长度的信道编码率。我们还表明，类似的结果也适用于具有解码器侧信息的无损信源编码，即，Slepian-Wolf编码对于列表解码，我们认为列表代码的确定性大小，规模为$\exp(\sqrt{n}l)$和二阶容量是$l+\sqrt{V}Φ^{-1}(ε)$，其中$ε$是允许的错误概率。我们还考虑列表的多项式大小$n^α$和推导出的三阶编码率的多项式$α$的顺序方面的界限。这些界限是严格的对称和奇异通道。利用简单的阈值解码器和转换的编码定理的直接部分证明了使用的假设检验逆的变体。

2014-04-21cs.ITmath.IT