Rate Adaptive Autoencoder-based Geometric Constellation Shaping
Ognjen Jovanovic, Metodi P. Yankov, Francesco Da Ros, Darko Zibar
自动编码器用于优化比特到符号的映射，以进行几何星座整形。映射允许净速率自适应，而无需额外的硬件复杂性，同时与均匀QAM相比，实现高达300 km的传输距离。
An autoencoder is used to optimize bit-to-symbol mappings for geometric constellation shaping. The mappings allow for net rate adaptivity without additional hardware complexity, while achieving up to 300km of transmission distance compared to uniform QAM.
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
Rate Adaptive Geometric Constellation Shaping Using Autoencoders and Many-To-One Mapping
本研究提出一种基于自编码器和多对一映射的几何星座整形方案，在固定调制格式与FEC引擎下实现细粒度速率适配，通过自编码器优化标记和星座点位置。
Joint Optimization of Geometric and Probabilistic Constellation Shaping for OFDM-ISAC Systems
针对OFDM-ISAC系统，利用自动编码器框架比较几何、概率及联合星座成形，提出含感知性能的损失函数，实现通信与感知的动态权衡，联合成形显著优于传统调制。
Multidimensional Voronoi Constellations vs. Short Blocklength Probabilistic Shaping: A Comparison for Multilevel Coding Approach
本文在AWGN信道下比较多维Voronoi星座与短块长概率整形在级联多层编码中的性能，发现VCs相比块长200的PS-QAM可获得最高1.3 dB信噪比增益。
Joint Probabilistic and Geometric Constellation Shaping for Complexity-Constrained Direct Detection Optical Systems
研究针对直接检测光学系统，通过强化学习评估联合概率与几何星座整形，用于复杂度受限联合均衡和解调，在特定模拟系统中验证了该技术对受限接收器的有效性。
Joint Precoding and Probabilistic Constellation Shaping using Arithmetic Distribution Matching
本文提出联合整形与预编码方案，通过平稳马尔可夫模型优化符号转移概率以降低发射功率，并采用算术编码生成整形序列。
Constellation Shaping for OFDM-ISAC Systems: From Theoretical Bounds to Practical Implementation
本文提出了一种适用于OFDM-ISAC系统的星座整形方法，通过理论分析和实际优化，实现了感知与通信性能的灵活权衡，提升了系统整体性能。
End-to-end Learning of a Constellation Shape Robust to Variations in SNR and Laser Linewidth
我们提出了一种基于自动编码器的几何整形，学习星座鲁棒SNR和激光线宽估计误差。该星座在各种SNR和激光线宽值上相对于QAM保持互信息中的整形增益（高达0.3比特/符号）。
Fiber Nonlinearity Mitigation by Short-Length Probabilistic Constellation Shaping for Pilot-Aided Signaling
概率星座成形（PCS）提供了一个显着的性能改善均匀信令。最近发现，当在非线性光纤信道上传输时，不需要长块来实现最大成形增益，因为短长度PCS有效地减轻了光纤非线性干扰（NLI）。这种行为的原因是，短长度的PCS隐含地在成形的传输序列中引入了一些对光纤信道有益的时间特性。为了实现高阶QAM的鲁棒的数据辅助数字信号处理，通常将周期性四相移键控导频插入到高阶QAM发射序列中。在这项工作中，我们调查在模拟中的影响，这样的导频辅助信令NLI缓解。尽管修改了整形发射序列的时间特性，但发现1/32的导频速率不会改变短长度PCS的有益效果。该发现的操作意义在于，即使利用导频辅助信令，最大整形增益也不需要长PCS块长度。
Does Probabilistic Constellation Shaping Benefit IM-DD Systems without Optical Amplifiers?
概率星座成形（PCS）由于其在均匀信令上的成形增益和对底层光纤信道条件的细粒度速率自适应而被广泛应用于放大相干光传输。这些优点激发了将PCS应用于以强度调制（IM）直接检测（DD）系统为主的短距离应用的研究。由于商业IM-DD系统通常不采用光放大来节省成本和功耗，因此它们不再受到平均功率约束（APC）而是受到峰值功率约束（PPC），这对充分利用PCS提出了独特的挑战。本文提供了一个全面的研究PCS在IM-DD系统中没有光放大器。特别是，我们发现，如果发射机提高信号的峰均功率比，PPC系统可以部分甚至完全转换为APC系统，其中经典的PCS提供其优点。研究结果通过使用4-和8-ary脉冲幅度调制的IM-DD实验进行了验证。
Probabilistic Constellation Shaping for OFDM-Based ISAC Signaling
本文针对OFDM ISAC信号中数据随机性影响感知性能的问题，提出概率星座整形方法，通过设计星座点概率分布实现感知与通信的可扩展权衡，并通过仿真验证其优于传统均匀星座。
Geometric Constellation Shaping with Low-complexity Demappers for Wiener Phase-noise Channels
我们表明，在优化的，基于机器学习的几何星座成形的光通信系统的解映射器中分离同相和正交分量，降低了所需的计算复杂度，同时保持了良好的性能。
Geometric Constellation Shaping for Phase-noise Channels Using a Differentiable Blind Phase Search
我们使用二进制自动编码器，包括差分盲相位搜索（BPS）进行几何星座成形与优化的比特标记。我们的方法使光相干收发器的完整的端到端的培训，同时考虑到数字信号处理。
Physical-Layer Sensing Privacy via Constellation Shaping for OFDM-ISAC Systems: Theory, Design, and Experiments
针对OFDM-ISAC系统，提出基于星座成形的感知隐私增强框架，通过分析测距MSE差距，设计Eve感知与不可知方案，实验验证了隐私与通信的权衡。
On the Performance of Multidimensional Constellation Shaping for Linear and Nonlinear Optical Fiber Channel
本文通过AWGN与光纤仿真比较了高达32维的多维星座整形，发现不存在通用星座，并指出在特定光传输场景下需联合权衡所需SNR与有效SNR。
End-to-End Learning of Joint Geometric and Probabilistic Constellation Shaping
我们提出了一种新的基于自动编码器的学习联合几何和概率星座成形编码调制系统。它可以最大化互信息（用于符号度量解码）或广义互信息（用于比特度量解码）。
Optimization of Geometric Constellation Shaping for Wiener Phase Noise Channels with Varying Channel Parameters
提出了一种新的方法来研究信道参数变化对采用盲相位搜索算法的通信系统的几何形状星座图的影响。我们发现，引入的不对称性显着提高性能，如果适应不断变化的信道参数。
Optimized Geometric Constellation Shaping for Wiener Phase Noise Channels with Viterbi-Viterbi Carrier Phase Estimation
针对维纳相位噪声信道，提出通过几何星座整形修改发射星座，将标准V&V算法扩展到更高阶调制格式。
On Shaping Gain of Multidimensional Constellation in Linear and Nonlinear Optical Fiber Channel
本文提出一种基于解析NLI功率模型的整形增益估计方法，扩展NLI模型至4D联合分布，实现对双偏振光传输系统中多维调制格式的快速性能评估，并验证线性整形增益与调制相关NLI需联合考虑。
Adaptive Turbo Equalization of Probabilistically Shaped Constellations
首次研究了概率成形星座的自适应Turbo均衡光纤非线性补偿。通过结合概率整形、单通道数字反向传播和自适应Turbo均衡，证明了超过100%的传输范围扩展的潜力。
Low-Complexity Geometric Shaping
本文研究多维欧几里得空间中基于格的几何整形调制格式，提出低复杂度调制解调算法以支持超大规模星座，并在光纤信道中相比4-QAM实现超过38%的传输距离提升。
Capacity Bounds and Low-Complexity Constellation Shaping under Mixed Gaussian-Impulsive Noise
本文提出了一种在混合高斯-冲击噪声环境下，通过熵功率不等式推导信道容量界限，并设计低复杂度星座塑形方法，实现高互信息传输。
Adaptive Probabilistic Constellation Shaping based on Enumerative Sphere Shaping for FSO Channel with Turbulence and Pointing Errors
本文提出一种基于枚举球形整形的自适应概率星座整形技术，通过提升频谱利用和控制精度，在湍流和指向误差环境下实现高可靠性通信。
Reshaping the ISAC Tradeoff Under OFDM Signaling: A Probabilistic Constellation Shaping Approach
针对OFDM信号下集成感知与通信的权衡问题，提出概率星座整形方法，通过优化四阶矩约束下的可达信息速率，实现可扩展的感知与通信性能权衡，并验证了其优于均匀星座。
Grassmannian Constellation Design for Noncoherent MIMO Systems Using Autoencoders
在这封信中，我们提出了一个自动编码器（AE）设计格拉斯曼星座在非相干（NC）多输入多输出（MIMO）系统。为了保证格拉斯曼星座的性质，建议AE构造的传输符号后，酉空时调制。它在训练过程中根据交叉熵惩罚输入和输出符号之间的差异，这被认为是一种通用的优化方法。与非格拉斯曼星座和传统构造的格拉斯曼星座相比，所提出的AE学习的星座在高SNR范围内具有显著的符号出错率（SER）性能增益。所得到的格拉斯曼星座的建议AE实现更高的多样性比非格拉斯曼星座在i.i.d.瑞利信道此外，所提出的方法可以适应不同的信道统计通过训练与相应的信道实现。
Intensity Fluctuation Spectra as a Design Guide for Nonlinear-Tolerant Constellation Shaping
本文提出了一种统一框架，通过强度波动谱与星座塑形的块级能量统计关联，为非线性容忍的高速率WDM系统设计提供了降低低频内容的指导。
Multi-dimensional Joint Probabilistic and Geometric Shaping Strategies for Nonlinear Fiber Communications
针对WDM无中继系统，对星座成形进行了研究和修正。结果表明，对于星座尺寸受限的系统，以前的优化技术可以是高度次优的，并提出了一个优越的优化算法。
Geometrically-Shaped Constellation for Visible Light Communications at Short Blocklength
本文提出了一种在峰值和平均强度约束下设计短包可见光通信几何成形星座的通用框架，利用大偏差理论刻画最优成形区域的二阶渐近性，并基于Construction B格的嵌套结构构造多维星座，结合粗成形与细编码策略及快速映射解调算法，实现了显著的编码与成形增益。
End-to-End Learning of Probabilistic Constellation Shaping through Importance Sampling
本文提出基于重要性采样的新型损失函数，用于自编码器学习概率星座整形，实现精确梯度优化，并在AWGN和IM/DD信道上验证了与现有方法一致的结果。
How Does Probabilistic Constellation Shaping Control Ranging Sidelobe Levels in ISAC?
该研究揭示概率星座整形（PCS）可精确控制ISAC中OFDM系统的码字级ISLR，提出的基于类型的PCS方法在相同ISLR约束下通信速率更高。
Probabilistic Constellation Shaping for OFDM ISAC Signals Under Temporal-Frequency Filtering
针对OFDM ISAC信号在时频滤波下感知性能受信号随机性影响的问题，提出统一概率星座整形框架，通过约束感知CSI的MSE等指标最大化通信速率，实现灵活S&C权衡，仿真和实测验证有效。
End-to-end Optimization of Constellation Shaping for Wiener Phase Noise Channels with a Differentiable Blind Phase Search
本文通过可微分盲相位搜索实现 Wiener 相位噪声信道下几何与概率星座的端到端联合优化，提出无导频鲁棒调制方案，并在 64 进制系统中取得显著增益。
Hierarchical Distribution Matcher Design for Probabilistic Constellation Shaping Based on a Novel Semi-Analytical Optimization Approach
本文提出基于半解析优化方法的分层分布匹配器设计，用于概率星座整形，实现2.8%的整形增益提升。
Probabilistic Constellation Shaping With Denoising Diffusion Probabilistic Models: A Novel Approach
本文提出利用去噪扩散概率模型（DDPM）实现无线通信中的概率星座整形，通过从噪声中生成星座符号以模仿接收端重构过程，在低信噪比和非高斯噪声下优于DNN基准，并在64-QAM下实现互信息三倍提升。
High-Cardinality Geometrical Constellation Shaping for the Nonlinear Fibre Channel
本文提出了设计方法，高效优化的几何形状的星座，以最大限度地提高光通信中的数据吞吐量。它描述了分析计算信息理论损失和这种损失的梯度作为输入星座形状的函数的方法。\ac{MI}和\ac{GMI}的梯度对于几何形状星座的优化是至关重要的。它提出了相对于输入星座的可实现的信息速率度量的解析导数。所提出的方法允许更高的基数和更高维的星座优化线性和非线性光纤传输吞吐量的改进设计。本文提出了一种在二维和四维空间都能达到8192个点的近容量星座，其广义互信息（GMI）在加性高斯白噪声信道（AWGN）容量的0.06 bit/2Dsymbol以内。此外，设计算法减少设计计算时间从几天到几分钟的介绍，允许线性AWGN和非线性光纤信道的信号噪声比的宽范围内的优化星座的介绍。
High-Cardinality Hybrid Shaping for 4D Modulation Formats in Optical Communications Optimized via End-to-End Learning
在本文中，我们进行了联合优化的概率（PS）和几何整形（GS）的四维（4D）调制格式在长距离相干波分复用（WDM）光纤通信使用自动编码器框架。我们提出了一个4D 10比特/符号的星座图，我们通过光纤信道的分步傅立叶模型进行端到端深度学习来获得。与普遍采用的偏振复用32-QAM格式相比，星座在大约400 Gbits/s的数据速率下实现了13.6%的到达增加，前向纠错开销为20%。
Deep Autoencoder-Based Constellation Design in Multiple Access Channels
针对多址接入信道中传统星座图无法缓解用户间干扰的问题，提出基于深度自编码器的星座图设计框架，能智能生成抗干扰星座图，降低误码率并提升和容量，在多场景下表现优异。
End-to-end Waveform Learning Through Joint Optimization of Pulse and Constellation Shaping
随着通信系统被预见到能够实现诸如联合通信和感测的新服务并利用亚太赫兹频谱的部分，能够支持这些新兴应用的新颖波形的设计变得越来越具有挑战性。在这项工作中，我们提出了一个端到端的学习方法来设计波形，通过联合学习的脉冲整形和星座的几何形状，连同一个神经网络（NN）为基础的接收机。进行优化以最大化可实现的信息速率，同时满足带外发射和功率包络的约束。我们的研究结果表明，所提出的方法，使数量级较小的相邻信道泄漏比（ACLR）与峰均功率比（PAPR）与传统的过滤器竞争，没有显着的信息率损失的加性高斯白噪声（AWGN）信道，并没有额外的复杂性在发射机。
Geometric Constellation Shaping for Fiber-Optic Channels via End-to-End Learning
本文在分步傅里叶方法建模的光纤信道上，比较了基于容积卡尔曼滤波器的无梯度优化、无模型优化与反向传播在端到端学习中的表现，并分析了转换器有限比特分辨率量化对几何整形星座的影响。
Mapper Side Geometric Shaping for QAM Constellations in 5G MIMO Wireless Channel with Realistic LDPC Codes
在无线通信系统中，存在用于信号传输的许多阶段。其中，映射和解映射将比特序列转换为复数序列，反之亦然。这个操作是由星座系统来完成的--由复平面上的一组标记点来完成。通常，星座的几何形状是固定的，并且星座点是均匀间隔的，例如，相同的正交幅度调制（QAM）用于宽范围的信噪比（SNR）。通过消除星座的一致性，可以实现更大的容量值。由于当前标准的限制，很难在映射器或解映射器侧改变星座。在这种情况下，可以使用原始方法仅在映射器或解映射器侧优化星座。通过容量的数值计算，说明了最佳几何星座的选择依赖于信噪比。通过最大化互信息（MI）来进行优化。MI函数描述通过具有最佳编码的信道传输的信息量。为了证明这种方法的有效性，我们使用现实的LDPC码和MIMO 5G OFDM信道在现代物理级Sionna仿真器中提供了数值实验。
Cutoff Rate Bounds and Constellation Shaping under Mixed Gaussian-Impulsive Noise
本文针对混合高斯-脉冲噪声，通过推导截止速率的紧致闭式上下界，并利用投影梯度法联合优化星座的几何位置与概率分布，实现了显著的速率提升。
Neural Network-Based Single-Carrier Joint Communication and Sensing: Loss Design, Constellation Shaping and Precoding
本文研究单载波JCAS中高阶调制对感知性能的影响，用神经网络实现收发与感知模块，并借助Cramér-Rao界和互信息设计与SNR及快照数解耦的损失。
Constellation Shaping under Phase Noise Impairment for Sub-THz Communications
针对sub-THz通信中相位噪声和PAPR挑战，通过几何星座整形设计了一种对相位噪声鲁棒且PAPR适中的SC波形，利用增广拉格朗日和反向传播启发技术实现优化。
On Geometric Shaping for 400 Gbps IM-DD Links with Laser Intensity Noise
提出一种适用于RIN主导IM-DD链路的几何成形方法，使400 Gbps链路错误概率改善，放宽激光器设计要求3 dB。
High-Capacity and Low-PAPR BICM-OFDM Systems Using Non-Equiprobable and Non-Uniform Constellation Shaping With Clipping and Filtering
本文提出了一种结合非均匀星座塑形、裁剪和滤波的BICM-OFDM系统，实现低PAPR和高频谱效率。
Optimization of Probabilistic Constellation Shaping for Optical OFDM Systems with Clipping Distortion
本文针对光OFDM系统中PCS集成导致的PAPR增加和削波失真问题，提出基于投影梯度下降的PCS优化方法以最大化信道容量，仿真验证其在严重削波下优于均匀信令。
A Weighted Autoencoder-Based Approach to Downlink NOMA Constellation Design
本文提出一种加权自编码器框架用于下行NOMA星座设计，通过调整损失权重平衡不同用户错误概率，结合SICNet解码器实现性能显著提升。
Probabilistic Constellation Shaping for Enhancing Spectral Efficiency in NOMA VLC Systems
本文针对LED调制带宽受限问题，提出自适应编码概率整形的NOMA方案，通过交替优化编码速率、星座间隔和概率质量函数，显著提升多用户VLC系统的频谱效率并逼近容量。
End-to-End Learning of Geometrical Shaping Maximizing Generalized Mutual Information
针对基于GMI的端到端星座优化非凸问题，提出用Gray标记APSK初始化并直接梯度优化坐标，获得二维和四维先进星座，最高较QAM提升26%传输距离。
Model-Based Deep Learning of Joint Probabilistic and Geometric Shaping for Optical Communication
应用基于自动编码器的深度学习来联合优化光学相干通信的几何和概率星座成形。优化的星座成形优于256 QAM麦克斯韦-玻尔兹曼概率分布，具有额外的0.05比特/4D符号互信息，用于170 km SMF链路上的64 GBd传输。
DNN-assisted optical geometric constellation shaped PSK modulation for PAM4-to-QPSK format conversion gateway node
提出了一种将四电平脉冲幅度调制转换为具有整形增益的正交相移键控调制格式的光网关，以利用非均匀相位噪声实现灵活的强度到相位映射。通过在接收器侧对生成的具有非均匀相位噪声的QPSK信号进行基于DNN的决策，可以节省光调制格式转换的功耗。原理验证实验已经表明，光学几何星座形状的QPSK调制信号从具有高斯分布噪声的规则PAM 4信号生成。通过使用数字神经网络信号恢复，整形后的QPSK信号的误码率和广义互信息都有1dB的增益改善。
First Single-Carrier Transmission at Net Data Rates of 1.6 Tb/s over 9075 km and 2.4 Tb/s over 1210 km Using 300 GBd Dual-Polarization Signals and Probabilistic Constellation Shaping
本文首次展示基于300 GBd双偏振单载波与概率星座整形的长距离光传输，分别以PCS-16QAM和PCS-36QAM实现9075 km上1.6 Tb/s及1210 km上2.4 Tb/s的净数据率。
An Autoencoder-Based Constellation Design for AirComp in Wireless Federated Learning
针对无线联邦学习中数字调制AirComp的和信号准确解码难题，提出基于自编码器的端到端通信系统，联合优化收发端星座图，填补相关研究空白，助力FL在现代无线系统的部署。
Increasing Achievable Information Rates via Geometric Shaping
可压缩的信息速率被用作通过几何成形来设计新颖的调制格式的度量。建议的几何形状的256元星座实现高达1.18 dB的SNR增益。
Sequence-Selection-Based Constellation Shaping for Nonlinear Channels
本文针对非线性光纤信道，利用序列选择挖掘概率成形的非线性增益，并分析其与 FEC、复杂度及载波相位恢复的关系。
A Simplified Method for Optimising Geometrically Shaped Constellations of Higher Dimensionality
本文提出一种简化损失函数计算方法，用于几何整形中优化高维星座，并设计出最高12维、4096点的星座，相比现有最优方案获得最高0.31 dB增益。
End-to-end Learning for GMI Optimized Geometric Constellation Shape
提出了基于自动编码器的几何整形，包括优化比特映射。对于各种数据率和存在收发器损伤的情况，在GMI中实现高达0.2比特/QAM符号增益。增益可以收获与标准的二进制FEC在没有成本w.r.t.常规BICM。
Joint Learning of Probabilistic and Geometric Shaping for Coded Modulation Systems
我们介绍了一种可训练的编码调制方案，使联合优化的逐位互信息（BMI），通过概率整形，几何整形，位标记，和解映射的特定信道模型和广泛的信噪比（SNR）。与概率幅度整形（PAS）相比，所提出的方法不限于对称概率分布，可以针对任何信道模型进行优化，并且以任何码率$k/m$工作，$m$是每个信道使用的比特数，$k$是从$1$到$m-1$的范围内的整数。所提出的方案使得能够学习由SNR确定的星座几何形状和概率分布的连续体。此外，利用神经网络（NN）扩展了具有Maxwell-Boltzmann（MB）作为成形分布的PAS架构，该神经网络根据SNR控制正交幅度调制（QAM）星座的MB成形，使得能够学习用于QAM的MB分布的连续体。在加性高斯白噪声（AWGN）和非匹配瑞利块衰落（RBF）信道下，对所提出的联合概率和几何成形方案进行了仿真.
Model-aided Geometrical Shaping of Dual-polarization 4D Formats in the Nonlinear Fiber Channel
利用一种新的非线性干涉模型，对光纤信道中的双偏振四维星座进行了几何优化。与偏振复用格式相比，获得了0.27 bit/4D速率增益和13%的可达性增加。
Huffman-Coded Sphere Shaping for Extended-Reach Single-Span Links
Huffman编码球形成形（HCSS）是一种用于有限长度概率星座成形的算法，其以低实现复杂度提供接近最优的能量效率。在本文中，我们实验研究的HCSS采用双偏振64进制正交幅度调制（DP-64 QAM）在一个扩展的范围单跨链路，包括200公里的标准单模光纤（SSMF）的非线性性能。我们研究了整形序列长度、符号映射的维数和整形率的影响。我们确定麦克斯韦-玻尔兹曼分布匹配的朴素方法-在加性高斯白噪声信道中是最优的-在无限长的体制中提供了0.18比特/4D符号的最大可实现的信息速率增益。相反，HCSS可以使用32的幅度序列长度实现0.37比特/4D符号的增益，这可以在没有乘法的情况下实现，仅使用整数比较和加法运算。编码系统的性能，与净数据速率约425 Gb/s的形状和均匀的输入，也进行了分析。
Interference-Aware Super-Constellation Design for NOMA
本文提出基于自编码器的AE-NOMA方法，通过设计干扰感知超星座消除符号重叠，从而无需SIC即可降低误码率，并验证了其在不同信道场景下的适应性和实现NOMA系统的潜力。
扫码添加微信好友，提出您的宝贵建议 👇
💡 备注请填写：网站反馈
发表机构由 AI 从论文文本抽取，如发现错误，欢迎反馈修正建议。