Effect of the Error Propagation on the Error Performance of Cooperative Communications with the Best Relay Selection Schemes
本文研究了在存在从角色到目的地的误差传播的情况下，采用最佳中继选择方案的协作通信系统的误码性能。首先推导了在M个中继中选择最佳中继时的误差传播表达式。推导出的端到端误码率表达式与计算机模拟进行了验证。结果表明，最佳中继选择不保证M+1分集阶下的错误传播不同于完美的解码。此外，中继门限的选择对系统的误码性能有着重要的影响。
2018-07-12 cs.IT eess.SP math.IT
Nonlinear Equalization for Optical Communications Based on Entropy-Regularized Mean Square Error
提出了一种用于短距离光信道非线性均衡的熵正则化均方误差（MSE-X）代价函数。对于相干光传输实验，MSE-X实现了与标准MSE代价函数相同的比特出错率和显著更高的可实现信息速率。
2022-06-02 cs.IT eess.SP math.IT
Performance analysis of dual-hop optical wireless communication systems over k-distribution turbulence channel with pointing error
本文研究了强大气湍流和对准误差共同作用下的双跳自由空间光通信系统的性能。我们认为中继辅助链路使用解码和转发（DF）中继协议之间的源和目的地的假设，信道状态信息是在发送和接收终端。大气湍流信道采用k分布模型，考虑指向误差的影响。推导了中断概率和误比特率出错率的精确闭式表达式，并通过数值曲线进行了说明。进一步的BER结果进行了比较，为不同的调制方案。
2017-09-16 cs.IT math.IT
Zero Crossing Modulation for Communication with Temporally Oversampled 1-Bit Quantization
当今的通信系统通常使用高分辨率模数转换器（ADC）。然而，考虑到数据率在100 Gbit/s量级的未来通信系统，由于高采样率，ADC功耗成为主要因素。一种有前途的替代方案是基于1位量化和过采样w.r.t.的接收器。信号带宽。这种方法需要重新设计调制、接收机同步和解映射。过零调制是自然的选择，因为需要在过零时刻携带信息。本文综述了零交叉调制、可达速率、序列映射和解映射、基于1比特的信道参数估计以及作为替代零交叉调制方案的连续相位调制。
2019-12-02 cs.IT eess.SP math.IT
Compressed Error HARQ: Feedback Communication on Noise-Asymmetric Channels
在具有反馈的现代通信系统中，存在越来越多的发射机具有比接收机小得多的功率的场景（例如，医疗植入设备），我们将其称为噪声非对称信道。对于这样的信道，反馈链路比前向链路具有更高的质量。然而，用于蜂窝通信的反馈方案，例如混合ARQ，没有充分利用高质量的反馈链路。为此，我们引入压缩错误混合ARQ，一个概括的混合ARQ适合噪声非对称信道的接收机发送其估计的消息到发射机，和发射机和谐的混合ARQ和压缩错误重传之间的切换。我们表明，我们提出的方法显着提高了可靠性，延迟，和频谱效率相比，传统的混合ARQ在各种实际情况下，发射机资源受限。
2023-02-20 cs.IT math.IT
Capacity and Error Rate Analysis of MIMO Satellite Communication Systems in Fading Scenarios
研究了静止轨道上单颗和多颗双极化卫星与地面移动多天线接收站构成的多输入多输出（MIMO）卫星系统的容量和出错率性能。我们评估了两个系统参数的影响，如卫星数量，接收天线的数量，和SNR和环境因素，包括大气信号衰减和信号相位干扰的整体系统性能上使用MIMO卫星系统的分析和空间模型。
2014-08-09 cs.IT math.IT
Communication Cost of Transforming a Nearest Plane Partition to the Voronoi Partition
本文研究二维的格点最近格点的分布式计算问题。被认为是一个互动的沟通模式。我们解决的问题，重新配置一个特定的矩形分区，最近的平面，或Babai，分区，到Voronoi分区。表达式推导出的错误概率作为通信位的总数的函数。与无限数量的允许的通信轮，实现零错误概率的平均成本是有限的。对于交互式模型，与一个单一的一轮的通信，表达式获得的错误概率作为交换的位的函数。我们观察到，误差指数取决于晶格。
2017-01-30 cs.IT math.IT
Performance Metrics for Communication Systems with Forward Error Correction
我们重新审视FEC的光通信系统的性能指标。我们说明了普遍性的概念，并讨论了最广泛的性能阈值。最后，我们通过例子展示了如何将FEC纳入传输实验。
2022-04-11 cs.IT cs.SY eess.SY
Energy-Efficient Communication in the Presence of Synchronization Errors
通信系统传统上被设计成具有紧密的发射机-接收机同步。该要求在高SNR状态下具有可忽略的开销。然而，在许多应用中，例如无线传感器网络，通信需要主要发生在低SNR的节能机制中，其中需要紧密同步可能是非常次优的。在本文中，我们模型的噪声信道同步错误的插入/删除/替换信道。对于这个信道，我们提出了一个新的通信方案，只需要松散的发射机-接收机同步。我们表明，该方案是渐近最优的高斯信道同步误差的能量效率，衡量每单位能量的速率。在这个过程中，我们还建立了同步的缺乏导致的能源效率可以忽略不计的损失。我们进一步表明，对于一般离散无记忆信道的同步误差和一般输入成本函数承认一个零成本的符号，所提出的计划实现的每单位成本的速率是在信息理论的最优的两个因素。
2015-08-24 cs.IT math.IT
Bit Error and Block Error Rate Training for ML-Assisted Communication
ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院）；NVIDIA（英伟达）；Southeast University（东南大学）
尽管机器学习（ML）技术正在通信中广泛使用，但如何训练通信系统的问题却很少受到关注。在本文中，我们证明了常用的二进制交叉熵（BCE）损失在未编码系统中是一个明智的选择，例如，用于训练ML辅助数据检测器，但在编码系统中可能不是最佳的。我们提出了新的损失函数，旨在最大限度地减少块出错率和SNR去加权，这是一种在一定信噪比范围内训练通信系统以获得最佳性能的新方法。建议的损失函数的效用，以及SNR降权显示通过模拟在NVIDIA Sionna。
2023-03-06 cs.IT cs.LG eess.SP
Activated zero-error classical communication over quantum channels assisted with quantum no-signalling correlations
我们研究了激活的量子无信令辅助零错误经典容量，首先允许从一些无噪声的前向通信信道的援助，后来偿还的帮助者的成本。该激活的通信模型将附加的前向无噪声信道视为通信的催化剂。首先，我们表明，一次性激活容量可以制定为一个半定规划，我们得出了一些惊人的性能，这种能力。我们进一步提出了一个充分条件下，一个嘈杂的通道可以被激活。其次，我们证明了一比特无噪声经典通信能够完全激活任何经典量子信道，以实现其渐近容量，或半定（或分数）包装数。第三，我们证明了任何量子信道的渐近激活容量不能超过其初始渐近容量。我们还证明了量子信道的渐近无信令辅助零差错容量不等于半定填充数，这与经典量子信道的情况不同。
2017-12-18 cs.IT math.IT quant-ph
Pragmatic Goal-Oriented Communications under Semantic-Effectiveness Channel Errors
CEA-Leti；Université Grenoble Alpes（格勒诺布尔阿尔卑斯大学）
本文针对AI辅助6G网络中因语言不匹配导致的语义与有效性错误，提出数学建模及基于最优传输理论的算法，有效补偿失真并提升噪声环境下的通信可靠性。
2024-06-04 cs.IT cs.LG math.IT
Gaussian bosonic synergy: quantum communication via realistic channels of zero quantum capacity
与经典信息一样，纠错码使得量子信息能够通过噪声或有损信道进行可靠传输。与经典理论相反，不完美的量子信道表现出一种强烈的协同作用：存在成对的离散的无记忆量子信道，每个信道的量子容量为零，当它们一起使用时，它们获得正的量子容量。在这里，我们表明，这种“超激活”现象也发生在更现实的设置与衰减和高斯噪声的光通道。这为其在实际通信系统中的实验实现和应用铺平了道路。
2011-02-22 cs.IT math.IT quant-ph
Understanding Error Correction and its Role as Part of the Communication Channel in Environments composed of Self-Integrating Systems
技术系统复杂性的提高也提高了建立和维护这些系统所需的知识。发展这种系统的成本可能是令人望而却步的。因此，在自主计算领域，技术系统应该具有各种自我修复能力，允许系统所有者仅提供部分的、可能不一致的系统更新。自修复或自集成系统应找出通信和功能的其余更改，以便适应更改，但仍能恢复功能。在物联网和工业互联网的背景下，这个问题变得更加有趣，在物联网和工业互联网中，可以组装以前意想不到的设备组合，以提供令人惊讶的新功能。为了追求更高层次的自我整合能力，我建议把自我整合看作是复杂的纠错通信。因此，本文讨论了一个扩展范围的纠错，其目的是强调纠错的作用，作为一个集成的元素，双向通信信道中的自我整合，自主通信的情况。
2016-12-21 cs.AI cs.IT math.IT
Effects of Forward Error Correction on Communications Aware Evasion Attacks
Hume Center for National Security and Technology, Virginia Tech（弗吉尼亚理工大学休姆国家安全与技术中心）；Department of Electrical and Computer Engineering, University of California, San Diego（加州大学圣地亚哥分校电气与计算机工程系）
最近的工作表明了对抗性机器学习对为射频机器学习（RFML）应用开发的深度神经网络（DNN）的影响。虽然这些攻击已被证明是成功地破坏窃听者的性能，但它们无法完全支持成功的预期通信的主要目标。为了解决这个问题，最近开发了一种通信感知攻击框架，通过DNN的新用途智能地创建对抗性通信信号，可以在逃避和预期通信的对立目标之间实现更有效的平衡。鉴于前向纠错（FEC）编码在大多数部署的系统中几乎无处不在地使用以纠正出现的错误，将FEC并入该框架中是该先前工作的自然扩展，并且将允许在更不利的环境中改进性能。因此，这项工作提供了贡献的框架，通过改进的损失函数和设计考虑因素，将固有的知识使用的FEC码内发送的信号。性能分析表明，FEC编码改进了通信感知对抗攻击，即使没有假设编码方案的明确知识，并且允许在平衡逃避和预期通信的相反目标方面优于现有技术的改进性能。
2020-05-27 cs.CR cs.IT cs.LG
Zero vs. epsilon Error in Interference Channels
传统的多源、多终端干扰信道的研究通常允许通信中的错误概率为零。受网络编码研究的启发，本文研究了在干扰信道环境下坚持零差错通信时，量化速率损失的问题。
2013-07-28 cs.IT math.IT
Communication-Efficient Search for an Approximate Closest Lattice Point
我们考虑在n维欧氏空间中找到一个向量的最近格点的问题，当向量的每个分量在网络中的一个不同的节点是可用的。我们的目标是（i）最小化通信成本和（ii）获得错误概率。这里考虑的近似最近的晶格点是使用最近平面（Babai）算法获得的。假设一个三角形的特殊基础的格，我们开发的通信有效的协议计算的近似格点，并确定的通信成本为维度n>1的格。基于现有的约化基参数化方法，我们解析地确定了最近平面算法在二维的格上的误差概率，并给出了一个三维的计算误差估计算法.对于2维和3维，我们的结果表明，错误的概率与晶格的填充密度增加。
2018-01-29 cs.IT math.IT
On the Achievable Error Rate Performance of Pilot-Aided Simultaneous Communication and Localisation
本文针对多无人机向基站传输信号、基站需同时解码信号与定位无人机的场景，研究导频辅助同时通信与定位（PASCAL）系统的误码率性能，推导了定位参数估计的高斯分布特性及平均SER，验证了理论分析。
2024-11-26 cs.IT eess.SP math.IT
Pilot Quantum Error Correction for Global-Scale Quantum Communications
真正的全球规模量子通信和量子密钥分发系统无法通过当前的光纤和自由空间链路实现。这些链路具有高衰减、低偏振保持能力或对环境极端敏感。空间-地球量子信道是解决这一问题的一个潜在方案。这些信道没有吸收，因为信号状态在空的空间中传播，然而这些信道的一小部分在大气中，这引起轻微的去偏振效应。此外，地面站和卫星的相对运动导致量子态的偏振旋转。在补偿这些类型的偏振误差的当前方法中，需要高计算成本和额外的物理设备。在这里，我们介绍了一种新的方法，打破了目前开发的量子纠错计划的传统观点。提出的量子纠错技术可以用来修正空间-地球量子通信系统中的偏振误差。此外，信道编码方案提供了在轻微去极化空间-地球信道上实现通信的能力。
2013-02-01 cs.IT math.IT quant-ph
Relay Assisted Cooperative OSTBC Communication with SNR Imbalance and Channel Estimation Errors
针对蜂窝系统下行链路通信，提出了一种两跳中继辅助的协作正交空时分组码（OSTBC）传输方案，其中基站（BS）和中继站（RS）协作，以分布式方式向用户设备（UE）发送数据。我们分析了BS-UE和RS-UE链路之间的SNR不平衡的影响，以及在UE接收器处的不完美的信道估计。在瑞利平坦衰落条件下分析了该算法的性能，结果表明信噪比不平衡对空间分集阶数没有影响。另一方面，信道估计误差对系统性能有较大的影响。仿真结果证实了分析的正确性。
2010-01-20 cs.IT math.IT
Bit Error Rate Performance and Diversity Analysis for Mediumband Wireless Communication
本文通过统计分析和仿真研究了TmTs平面上中带信道的未编码误码率与分集阶数性能极限，证明合理设计的中带无线系统可利用深衰落避免效应在非视距环境中实现更优误码率和更高阶分集。
2023-11-21 cs.IT eess.SP math.IT
A mathematical theory of imperfect communication: Energy efficiency considerations in multi-level coding
完美的纠错总是值得麻烦吗？本文提出了一种用于分析多级通信系统中的错误检测和纠正的框架，该框架考虑了不同层次分析所关注和忽略的自由度。从该分析得出，对于多级编码系统，在许多级跳过或不完全纠错可以节省能量，并提供与完美纠错同样好的结果。这与近似计算和机器学习应用的鲁棒性问题有关。这一发现在自然系统中也具有重要意义，如神经元信号传导、视觉和分子遗传学，这些系统很容易被描述为依赖于多层不充分的纠错。
2020-01-14 cs.IT math.IT
Communication Through a Large Reflecting Surface With Phase Errors
假设源和目的地之间的通信由大反射表面（LRS）支持，该大反射表面由具有可调节反射相位的反射器元件阵列组成。通过知道由通过LRS的复合传播信道引起的相移，可以配置反射器的相位，使得信号在目的地相干地组合，这提高了通信性能。然而，完美的相位估计或反射相位的高精度配置是不可行的。在本文中，我们研究了通过LRS的相位误差具有一般分布的传输。我们表明，基于LRS的复合信道是等价的点对点Nakagami衰落信道。这种等效表示允许性能的理论分析，并可以帮助系统设计人员研究性能，相位误差的分布和反射器的数量之间的相互作用。有限数量的反射器的错误概率的数值评估证实了理论预测，并表明，该性能是非常强大的相位误差。
2019-06-25 cs.IT eess.SP math.IT
Zero-error information equals amortized communication complexity
IQC, University of Waterloo（滑铁卢大学量子计算研究所）
本文解决随机通信复杂度中直积猜想的核心形式，证明任意函数的摊销期望随机通信复杂度等于其零错误信息复杂度，还将该结果应用于集合不交性问题并反驳了DFHL18的相关猜想。
2026-08-06 cs.CC cs.IT math.IT
Private communication via zero-private-capacity quantum channels
QudeLeap Research（量子跃迁研究）；Thrust of Artificial Intelligence, Information Hub,The Hong Kong University of Science and Technology (Guangzhou)（香港科技大学（广州）信息枢纽人工智能组）
本文通过构造两个零私有容量信道的联合使用实现超激活，证明私有容量不能单独决定信道安全通信价值，并给出超过0.0001903私有比特的编码方案。
2026-09-10 cs.IT math.IT quant-ph
Online Label Recovery for Deep Learning-based Communication through Error Correcting Codes
我们证明，纠错码（ECC）可以用来构建一个标记的数据集微调的“可训练”的通信系统，而不牺牲已知符号的传输资源。这使得自适应系统能够进行实时训练，以补偿信道条件的缓慢波动或变化的硬件损伤。我们研究了损坏的训练数据的影响，并表明基于正确的标签进行训练至关重要。所提出的方法可以应用于完全端到端训练的通信系统（自动编码器），以及只有一些可训练的组件的系统。这通过用可在运行时间优化的可训练预均衡器神经网络（NN）扩展常规OFDM系统来例示。
2018-07-02 cs.IT eess.SP math.IT
Error Detection and Correction in Communication Networks
设$G$是$n$顶点上的连通图，$C$是定义在字母集$\{0,1\}^m$上的具有$d\ge 2$的$(n,k,d)$码。假设对于$1\le i\le n$，$G$的第$i$个顶点保存输入符号$x_i\in\{0,1\}^m$，并且让$\vec{x}=(x_1,\ldots,x_n)\in\{0,1\}^{mn}$是由这些符号形成的输入向量。假设$G$的每个顶点可以通过沿着边发送消息来与其邻居通信，并且这些顶点必须根据预定的通信协议确定性地决定是否是$\vec{x}\in C$。那么解决这个问题的最小通信成本是多少呢？此外，如果$\vec{x}\not\in C$，比如说，在$x_i$中有少于$\lfloor(d-1)/2\rfloor$的输入错误，那么纠错的最小通信成本是多少？本文对这两个问题进行了初步的研究。对于错误检测问题，我们得到了两个下界的$n,k,d,m$的函数的通信成本，我们的边界是紧的几个图和代码。对于纠错问题，我们设计了一个协议，可以有效地纠正一个单一的输入错误时，$G$是一个循环和$C$是一个重复码。我们还提出了几个有趣的问题，为进一步研究。
2020-04-03 cs.IT math.CO math.IT
Reliability-based Error Detection for Feedback Communication with Low Latency
本文提出了一种基于可靠性的反馈变长编码译码方案，并通过仿真证明，它可以实现比Polyanskiy等人更高的速率。的随机编码下界的可变长度反馈（VLF）编码的BSC和AWGN信道。该方案使用的可靠性输出维特比算法（ROVA）计算的字错误概率后，每次解码尝试，这是比较对目标错误阈值，并作为一个停止标准，以终止传输。所需的唯一反馈是每次解码尝试的单个比特，通知发射机ROVA计算的字错误概率是否足够低。此外，ROVA确定是否可以在不需要降低速率的CRC的情况下终止传输/解码。
2013-05-24 cs.IT math.IT
Physical Layer Security of Large Reflecting Surface Aided Communications with Phase Errors
针对存在相位误差的LRS辅助无线链路，基于等效标量衰落信道分析其物理层安全性能，揭示合法与窃听链路信噪比的不同缩放规律及粗相位量化下的安全增益。
2020-07-25 cs.IT eess.SP math.IT
SimCommSys: Taking the errors out of error-correcting code simulations
在本文中，我们提出了SimCommSys，通信系统的模拟器，我们正在释放下的开源许可证。该项目的核心是一组定义通信系统组件的C++库和一个分布式Monte Carlo模拟器。主要关注的是差错控制编码组件，其中实现了各种二进制和非二进制码，包括turbo、LDPC、重复累积和Reed-Solomon。该项目还包含一些实现通信系统各个阶段（如编码器和解码器）的现成二进制文件，一个完整的模拟器和一个系统基准测试。最后，SimCommSys还提供了许多shell和python脚本来封装例程用例。只要SimCommSys中已经提供了所需的组件，用户就可以模拟自己设计的完整通信系统，而无需任何额外的编程。严格分离开发（只需要实现新组件）和使用（模拟特定结构），鼓励实验工作的可重复性，并减少错误的可能性。在概述了该框架之后，我们提供了一些如何使用该框架的示例，包括一个简单编解码器的实现，通信系统的规范及其仿真。
2018-02-23 cs.IT math.IT
Zero-Error Communication over Adversarial MACs
我们认为零错误的通信在两个发射机确定性对抗多址接入信道（MAC）的对手谁拥有访问的传输两个代理（因此称为无所不知），旨在恶意破坏通信。编码器、干扰器和解码器都不允许使用私有或公共随机性进行随机化。这加强了问题的组合性质。我们的模型涵盖了文献中研究的一个大家庭的通道，包括所有确定性离散无记忆噪声或无噪声MAC。在这项工作中，给定一个任意的两个发射机的确定性全知对抗MAC，我们刻画了当容量区域1）有非空的内部（特别是，是二维的）; 2）由两个线段组成（特别是，有空的内部）; 3）由一个线段组成（特别是，是一维的）; 4）或仅包含$ (0,0) $（特别是，是零维的）。这将Wang，Budkuley，Bogdanov和Jaggi（2019）的最新结果从点对点设置扩展到多路访问设置。事实上，我们的逆论点建立在他们的广义Plotkin界，并涉及微妙的情况下分析。技术挑战之一是兼顾“联合混淆性”和“边缘混淆性”。特别是，边缘混淆性的治疗不遵循王等人的点对点结果。我们的可混淆性结果遵循随机编码与删减。
2021-01-29 cs.IT math.IT
Using spatial partitioning to reduce the bit error rate of diffusion-based molecular communications
这项工作建立在我们早期的工作设计解调器的扩散为基础的分子通信使用马尔可夫方法。解调滤波器采用常微分方程（ODE）的形式，该常微分方程（ODE）计算在给定受体活动的连续历史的情况下观察到传输符号的对数后验概率。我们早期工作的一个局限性是接收器被假设为一个称为体素的小立方体。在这项工作中，我们扩展的最大后验解调的情况下，接收器可能由多个体素和推导出的ODE对数后验概率计算。这种扩展使我们能够研究不同体积和形状的接收器行为。特别是，它还允许我们考虑空间分区的接收器，其中接收器中的化学品不允许混合。本文的主要结果是，空间分割可以用来降低比特出错率在基于扩散的分子通信。
2019-12-16 cs.IT math.IT
Rate and Detection-Error Exponent Tradeoff for Joint Communication and Sensing of Fixed Channel States
研究固定信道状态下联合通信与感知的速率-检测误差指数权衡，刻画单静态与双静态场景的权衡区域，并证明联合策略优于连续策略。
2023-05-16 cs.IT math.IT
Average Error Probability in Wireless Sensor Networks with Imperfect Sensing and Communication for Different Decision Rules
本文提出了一个框架来评估的概率，决策错误事件发生在无线传感器网络，包括传感和通信错误。我们考虑一个场景，传感器需要确定是否发生了一个给定的事件，根据其周期性的，嘈杂的，观察一个给定的信号。关于信号的这种信息需要被发送到融合中心，该融合中心决定在该特定观测时间的实际状态。通信链路-单跳或多跳-被建模为二进制对称信道，其可能具有不同的错误概率。融合中心的决策基于对与各个传感器观测相关联的接收信号的OR、AND、K-OUT-OF-N和MAJORITY布尔运算。我们推导出作为系统参数（例如传感器和跳数）和输入信号特性的函数的平均决策错误概率的封闭式方程。我们的分析表明，最佳决策规则与观测事件发生的频率和传感器数量密切相关。在我们的数值例子中，我们表明，与规则优于多数，如果这样的事件是罕见的，只有少数传感器。相反，如果有大量传感器或更均匀分布的事件发生，则MAJORITY是最佳选择。我们进一步表明，虽然使用的MAJORITY规则的错误概率渐近去0与传感器的数量增加，它也更容易受到更高的信道错误概率。
2016-02-16 cs.IT math.IT
Generalizing the Sampling Property of the Q-function for Error Rate Analysis of Cooperative Communication in Fading Channels
本文推广了文献中在无线通信系统性能研究和比较中经常使用的用于识别闭合形式的比特出错率（BER）表达式的一些近似方法。利用这组近似方法，计算了一些分析起来比较复杂，并且通过Monte Carlo模拟计算具有很高计算复杂性的期望积分。对于这些积分，通过使用一个或多个参数的被积函数的采样特性，可靠的BER表达式揭示的多样性和编码增益的推导。虽然我们提出的方法是有效的一个更大的类的集成问题，在这项工作中，我们显示了一步一步推导的BER表达式的一个规范的合作通信的情况下，除了网络编码系统从基本的积木。推导出的表达式同意与仿真结果的信号噪声比（SNR）值的范围很广。
2013-01-28 cs.IT math.IT
Log-concavity property of the error probability with application to local bounds for wireless communications
清楚地了解错误概率（EP）作为信噪比（SNR）和其他系统参数的函数的行为是评估数字无线通信系统设计的基础，我们提出了一个分析框架的基础上，我们证明了一个广泛的家庭的多维调制格式中存在的高斯干扰和衰落的EP的对数-对数特性。基于此属性，我们构造了一类本地的EP，提高已知的通用边界在一个给定的区域的SNR和可逆的，以及易于处理的进一步分析的界限。该概念的动机是以下事实：通信系统通常在某个感兴趣区域（ROI）中以性能操作，并且因此，在该区域内具有更严格的界限而不是对所有SNR有效的通用界限可能是有利的。我们提出了一个可能的应用这些局部界限，但其相关性超出了本文中的例子。
2009-02-20 cs.IT math.IT
Finite-Blocklength and Error-Exponent Analyses for LDPC Codes in Point-to-Point and Multiple Access Communication
本文应用误差指数和色散分析方法，推导了低密度奇偶校验码（LDPC）在点对点信道（PPC）和多址信道（MAC）上的有限块长可扩展性界。错误指数分析应用Gallager的错误指数来限制MAC中可实现的对称和非对称速率。分散型分析开始于从具有i.i.d.的随机码集合对随机编码联合（RCU）界的推广。将码字概括为随机码集合，其中码字可以是统计相关的;这种概括是有用的，因为诸如随机LDPC码的随机线性码的码字是相关的。应用RCU界产生改进的有限块长度误差界和渐近可扩展性的结果i.i.d.随机码和新的有限块长度的错误界和LDPC码的可扩展性结果。对于离散的，无记忆的信道，这些结果表明，LDPC码实现一阶和二阶的性能是最佳的PPC和相同的最佳先验结果的MAC。
2020-05-13 cs.IT math.IT
Exponential communication gap between weak and strong classical simulations of quantum communication
经典地模拟量子态的通信的最普通的方法是传输量子态本身的经典描述。然而，如果模拟是准确的，这需要无限数量的经典通信。一个更有趣、要求可能更低的策略是将量子态的全部信息编码到通信变量的概率分布中，这样就不会在每次Single Shot中发送这些信息。这种模拟称为弱模拟，与强模拟相反，强模拟中的量子态在单个镜头中进行通信。在本文中，我们介绍了一个有界错误的弱协议，用于模拟任意数量的量子比特的通信和随后的两个结果的测量组成的任意纯态投影仪和它的补充。该协议需要与量子比特的数量无关并且与Delta^{-1}成比例的经典通信量，其中Delta是协议的误差和自由参数。相反，有界错误强协议需要大量的经典通信，随着固定错误的量子位数呈指数增长。我们的结果改进了以前的协议，基于Johnson-Lindenstrauss引理，通信成本缩放为Delta^{-2} log Delta^{-1}。
2013-01-15 cs.IT math.IT quant-ph
Optimal Error Rates for Interactive Coding I: Adaptivity and Other Settings
我们认为，在对抗性错误的存在下，互动通信的任务，并在一些不同的设置中的可容忍的错误率提出严格的界限。最重要的是，我们探索自适应交互式通信，通信双方决定谁应该发言的基础上的历史互动。Braverman和Rao [STOC'11]表明，对于低于1/4但不超过1/4的任何恒定出错率，可以进行非自适应编码。他们询问是否可以使用自适应性来改进此界限。我们回答这个开放的问题是肯定的（与略有不同的收集资源）：我们的自适应编码方案容忍任何出错率低于2/7，我们表明，容忍更高的出错率比1/3是不可能的。我们还表明，在Franklin等人[CRYPTO'13]的设置中，各方共享对手未知的随机性，自适应性将可容忍的出错率从1/2增加到2/3。对于列表可解码的交互式通信，其中每一方输出可能结果的恒定大小的列表，严格容许的出错率是1/2。我们的负面结果举行，甚至无限的通信和计算，而我们的积极结果通信和计算多项式有界。大多数先前的工作考虑了具有线性通信量的编码方案，同时允许无界计算。我们认为，在这种宽松的背景下，研究可容忍的出错率有助于确定一个设置的内在最佳出错率。我们提出了一个强有力的工作假设，规定任何设置的最大可容忍的出错率是独立的许多计算和通信复杂性的措施。我们相信这一假设是一个强大的指导方针，简单，自然，高效的编码方案的设计和理解（IM）的可能性编码的交互式通信。
2022-08-05 cs.DS cs.IT math.IT
Integrated Communication and Binary State Detection Under Unequal Error Constraints
研究ISAC中二元状态检测问题，将错误概率分解为虚警与漏检，分析通信速率与感知错误指数的三方折中，并在固定状态和i.i.d.状态模型下表征最优折中区域。
2025-01-31 cs.IT eess.SP math.IT
The Age of Incorrect Information: an Enabler of Semantics-Empowered Communication
在本文中，我们介绍了不正确的信息时代（AoII）作为语义授权的通信，一个新倡导的通信范式围绕数据的作用和它的有用性的通信目标的使能者。首先，我们揭示了传统的通信模式，其角色盲的数据方法，是容易受到性能瓶颈。接下来，我们强调了几个建议的性能指标的缺点注定要处理传统的通信范式的局限性，即信息时代（AoI）和基于错误的度量。我们还展示了AoII如何解决这些缺点，并更有意义地捕捉数据的目的。之后，我们考虑的问题，最小化的平均AoII在一个发射机-接收机对的情况。我们证明了最优传输策略是一个随机阈值策略，我们提出了一个算法，找到最优参数。此外，我们提供了AoII框架和标准的基于错误的度量对应之间的理论比较。有趣的是，我们表明，AoII最优策略也是错误最优的信息源模型。同时，反过来也不一定正确。最后，我们实现我们的政策在各种应用程序中，我们展示了它的性能优势相比，误差最优和AoI最优的政策。
2022-10-11 cs.IT math.IT
An Analysis of Minimum Error Entropy Loss Functions in Wireless Communications
Centre for Wireless Communications (CWC), University of Oulu（奥卢大学无线通信中心）
针对无线通信深度学习场景，本文引入最小误差熵（MEE）准则并提出低复杂度版本，经空中回归、室内定位仿真验证，其准确率较传统损失函数提升超20%，为相关任务提供了更优的损失函数选择。
2024-09-25 cs.IT cs.LG eess.SP
Performance of Source transmit Antenna selection for MIMO cooperative communication System Based DF protocol: Symbol Error Rate and Diversity order
在这项工作中，我们研究了一个单一的中继多输入多输出（MIMO）协作通信系统的解码和转发（DF）中继协议的基础上的两种策略，使用发送天线选择在源的性能。第一种策略在中继站和目的站之间使用一根天线，第二种策略使用空时分组编码（STBC）。所有信道都遵循瑞利衰落分布。推导了多进制相移键控（M-PSK）系统的误符号率（SER）的表达式和上界，以及两种策略的分集阶数。分析结果表明，在相同的分集阶数和相同的速率R下，第二种策略的性能优于第一种策略。
2017-11-06 cs.IT eess.SP math.IT
Adaptive Real-Time Software Defined MIMO Visible Light Communications using Spatial Multiplexing and Spatial Diversity
在本文中，我们实验证明了一个实时的【形】软件定义的多输入多输出（MIMO）可见光通信（VLC）系统采用链路自适应的空间复用和空间分集。采用基于现场可编程门阵列（FPGA）的通用软件无线电外设（USRP）实现了实时的【形】MIMO信号处理。MIMO VLC的软件定义植入可以帮助实现自适应和可重新配置的通信系统而无需硬件改变。我们测量了使用空间分集和空间复用的单载波M-QAM MIMO VLC的误差矢量幅度（EVM）、比特出错率（BER）和频谱效率性能。结果表明，空间分集MIMO VLC提高了错误性能的空间复用应该提高的频谱效率的代价。我们提出了自适应MIMO解决方案，调制方案和MIMO方案都动态地适应不断变化的信道条件，以提高错误性能和频谱效率。自适应2x2 MIMO VLC的平均无差错频谱效率在2米室内动态传输上达到12 b/s/Hz。
2016-12-27 cs.IT math.IT
Distributed Hypothesis Testing with Variable-Length Coding
当\emph{average}而不是\emph{maximum}的通信负载如在以前的作品中受到约束时，被认为是分布式测试与可变长度编码的独立性的问题。本文给出了在无噪声速率$R$链路和带停止反馈的离散无记忆信道（DMC）上通信时，在最大I类错误概率下，单传感器单决策中心系统的最优II类错误指数的特征。具体地，令$ε$表示最大允许的I类错误概率。然后，在平均通信负载的约束下具有速率- $R$链路的系统的最优指数与在最大通信负载约束下具有速率$R/(1-ε)$链路的这种系统的最优指数一致。因此，在平均通信负载约束下，强逆命题不成立。类似的观察也适用于测试对DMC的独立性。在可变长度编码和停止反馈的情况下，在平均通信负载约束下，当通信在容量为$C(1-ε)^{-1}$的DMC上时，在容量为$C$的DMC上的最佳II类差错指数等于在固定长度编码和最大通信负载约束下的最佳指数。特别地，在具有停止反馈的DMC上的变长编码下，强逆结果不成立，并且最佳误差指数仅通过其容量依赖于DMC的过渡律。
2020-05-18 cs.IT math.IT
Joint Beamforming Design for IRS-Aided Communications with Channel Estimation Errors
研究了智能反射面（IRS）辅助多用户（MU）多输入多输出（MIMO）下行传输中波束形成方案的联合设计。信道估计误差与最小均方误差（MMSE）估计假设和加权和速率（WSR）被采用作为性能指标。低分辨率移相器（PS）在实际实现中也被考虑在内。在发射功率和离散移相器（PS）的约束下，最大化所有用户的WSR的优化问题。为了在IRS上获得最优波束形成矩阵，分别提出了基于优化最小化（MM）和逐次凸逼近（SCA）方法的两种解决方案。仿真结果表明，这两种方案都能显著提高WSR。此外，基于SCA的解决方案的优越性进行了论证。总体而言，在具有信道估计误差的IRS辅助MU-MIMO下行链路通信系统中，提供了两种可行的联合波束成形设计解决方案。
2020-07-14 cs.IT eess.SP math.IT
Burst-Error Propagation Suppression for Decision-Feedback Equalizer in Field-Trial Submarine Fiber-Optic Communications
本文介绍了一个在南海18.8km无色散补偿海底光缆上进行的C波段72 Gbit/s光开关键控（OOK）系统的现场试验。18.8km海底光缆的色散（CD）导致72 Gbit/s OOK信号在36 GHz带宽上出现4个频谱零点，这是影响其误码率（BER）性能的主要障碍。判决反馈均衡器（DFE）是一种有效的频谱零点补偿方法。但是，当潜艇环境不稳定，出现突发错误时，DFE存在严重的突发错误传播缺陷。加权DFE（WDFE）可以用来减轻突发错误的传播，但它不能完全补偿频谱零点，因为只有一部分反馈符号是直接决定的。幸运的是，最大似然序列估计（MLSE）可以添加后的WDFE，同时消除抵抗频谱失真，实现最佳检测。与DFE和MLSE联合算法相比，WDFE和MLSE联合算法能有效地抑制突发错误传播，最大可使$\boldsymbol{Q}$因子提高2.9dB，并消除了BER floor现象。最大似然估计算法和WDFE算法的联合应用可以有效地解决光纤通信系统中突发错误的传播问题。
2021-02-27 cs.IT math.IT
Performance Analysis of Passive Retro-Reflector Based Tracking in Free-Space Optical Communications with Pointing Errors
在这封信中，我们提出了一个多样性实现后向反射器为基础的精细跟踪系统的自由空间光通信（FSO）。我们发现，多个回射器部署在航空器的通信望远镜周围，节省有效载荷的容量，并提高中断性能的精细跟踪系统。通过对多个回射器的联合指向损耗的分析，推导出了接收功率的有序矩。我们的分析可以进一步利用多输入多输出（MIMO）-FSO的研究。在基于矩的接收功率分布估计之后，我们数值分析了中断性能。基于后向反射器的FSO通信的最大挑战是功率的显著降低。尽管如此，我们选择的数值结果表明，从中断的角度来看，所提出的方法可以超过传统的方法。
2023-03-16 cs.IT eess.SP math.IT
MOCZ for Blind Short-Packet Communication: Some Practical Aspects
我们将调查的实际方面最近推出的盲（非相干）通信方案，称为共轭倒数零（MOCZ），它使可靠的传输零星和短数据包在超低延迟在未知的无线多径信道，这是静态的接收持续时间的一个数据包的调制。这里，信息被调制在所发送的离散时间基带信号的$z-$变换的零点上。由于发射机和接收机时钟之间普遍存在的损伤，在下变频到基带之后将发生载波频率偏移（CFO），这导致零的共同旋转。为了识别零模式中底角的分数旋转，我们提出了一种过采样直接零测试解码器来识别最可能的一个。循环旋转对应于二进制消息的循环移位，我们通过循环可置换码（CPC）进行补偿。此外，将CPC嵌入到循环码中，允许利用加性纠错，这极大地降低了误码率。此外，我们利用信号自相关中的三叉结构来估计定时偏移和信道的有效延迟扩展。最后，我们展示了如何通过接收天线分集来大大改善这些损伤估计，从而在低延迟和SNR下实现极端突发可靠的通信。
2019-02-08 cs.IT math.IT
The adaptive zero-error capacity for a class of channels with noisy feedback
具有无噪声反馈的离散无记忆信道（DMC）的自适应零差错容量已被证明是正的，只要存在至少一个信道输出“不证明者”，即，不能从至少一个输入到达的信道输出。此外，只要存在一个disprover，自适应零错误容量达到香农（小错误）的能力。在这里，我们研究的DMC的零错误容量时，信道反馈是嘈杂的，而不是完美的。我们表明，噪声反馈的自适应零错误容量是下界的前向信道的零未检测到的错误容量，并表明在一定条件下，这是紧。
2017-04-04 cs.IT math.IT
Optimal Error Rates for Interactive Coding II: Efficiency and List Decoding
我们研究了交互通信中纠错的编码方案。这样的交互式编码方案在破坏高达$ρN$传输的对抗信道上使用$N$循环来模拟任何$n$循环交互式协议。编码方案的重要性能度量是其最大容许差错率$ρ$、通信复杂度$N$和计算复杂度。我们给出了第一个编码方案的标准设置，在所有三个措施中表现最佳：我们的随机非自适应编码方案具有近线性的计算复杂性，并容忍任何错误率$δ< 1/4$与线性$N = Θ(n)$通信复杂性。这改善了先前的结果，每个在这些措施中的两个表现良好。我们也给其他设置的结果，即，第一个计算和通信效率的计划，容忍$ρ< \frac{2}{7}$自适应，$ρ< \frac{1}{3}$，如果只有一方需要解码，和$ρ< \frac{1}{2}$，如果列表解码是允许的。这些是相应设置的最佳容许出错率。这些编码方案还具有接近线性的计算和通信复杂度。这些结果是通过两种技术获得的：我们给出了一个一般的黑盒减少，减少独特的解码，在各种设置中，列表解码。我们还展示了如何提高任何列表解码器的计算和通信效率，使其接近线性。
2014-04-16 cs.DS cs.IT math.IT
Impact of Phase-Shift Error on the Secrecy Performance of Uplink RIS Communication Systems
可重构智能表面（RIS）被认为是第六代移动通信网络（6 G）的一项有前途的技术。RIS的关键特征是通过智能信号反射重新配置传播环境。此外，最近已经提出了有源RIS方案来克服RIS辅助通信系统中固有的深度路径损耗衰减。因此，本文考虑的保密性能的上行链路RI辅助多用户多输入单输出（MU-MISO）通信系统，在存在多个被动窃听。在现有的工作相比，我们调查的RIS相移误差的保密性能的影响。考虑到复杂的环境，其中一般的莱斯信道模型采用的所有通信链路，封闭形式的遍历保密率的近似表达式推导出三种RIS配置，即i）被动RIS，ii）主动RIS，iii）主动RIS与能量收集（EH RIS）。然后，基于推导出的表达式，我们优化的相位偏移在RIS，以提高系统的性能。此外，最好的RIS配置选择被认为是一个给定的目标保密率和用户可用的功率量。最后，通过Monte-Carlo仿真验证了分析的正确性，并研究了不同系统参数对保密性能的影响。研究结果表明，在存在相移误差的RIS辅助通信系统中，特别是当用户发射功率受限时，可以采用主动RIS方案来提高系统的保密性能。
2022-12-31 cs.IT eess.SP math.IT
On the Capacity of Zero-Drift First Arrival Position Channels in Diffusive Molecular Communication
Hon Hai (Foxconn) Research Institute（鸿海（富士康）研究院）
本文研究了扩散分子通信中零漂移首到达位置信道的容量，提出了一种新的 characterization 方法，并发现三维信道容量是二维的两倍，提供了更直观的估算公式。
2023-10-11 cs.IT eess.SP math.IT
MIMO OFDM Dual-Function Radar-Communication Under Error Rate and Beampattern Constraints
在这项工作中，我们考虑了一个多输入多输出（MIMO）双功能雷达通信（DFRC）系统，该系统可以感知多个空间方向，并为多个用户提供服务。在采用正交频分复用（OFDM）传输格式和差分相移键控（DPSK）调制方式的基础上，研究了雷达和用户采用的辐射波形和接收滤波器的设计。该方法是以通信为中心的，在这个意义上，雷达为导向的目标优化的约束下的平均发射功率，对特定方向的功率泄漏，和每个用户的错误率，从而保障通信服务质量（QoS）。我们采用了一个统一的设计方法，允许一个广泛的家庭的雷达目标，包括估计和检测为导向的价值函数。我们设计了一个次优的解决方案的基础上交替优化所涉及的变量，一个凸的可行的搜索集的限制，和minorization-maximization，提供一个单一的算法在考虑家庭的所有雷达价值函数。最后，通过数值算例对算法的性能进行了检验.
2021-12-09 cs.IT eess.SP math.IT
