On the Frame Error Rate of Transmission Schemes on Quasi-Static Fading Channels
众所周知，利用相应迭代解码器的收敛阈值可以准确地逼近准静态衰落信道上Turbo码的帧出错率。本文认为，准静态衰落信道，并证明，非迭代方案也可以由一个类似的阈值，基于此，他们的帧出错率可以很容易地估计。特别是，我们表明，这个阈值是一个函数的成功帧检测加性高斯白噪声的概率，归一化的平方瞬时信噪比。我们将我们的方法应用到未编码的二进制相移键控，卷积编码和Turbo编码，并证明近似的帧出错率是在0.4 dB的仿真结果。最后，我们引入性能评估图来探讨帧大小对所研究方案的性能的影响。
2008-02-16 cs.IT math.IT
A Survey on Space-Time Turbo Codes
随着无线通信系统专注于组成从语音通信到交互式互联网数据的过渡，实现更高的比特率变得越来越合乎需要和具有挑战性。空时编码（STC）是用于存在多个发射天线和单个或多个接收天线的无线系统的通信技术。空时码利用了多天线提供的空间分集和时变衰落下的时间分集的优点。空时码可分为分组码和格形码。空时网格编码将接收机处的信号处理与适合于多个发射天线的编码技术合并。空时码的优点使其在高速无线应用中具有非常重要的意义。STC最初的研究工作集中在窄带平坦衰落信道。空时Turbo码STTC的译码复杂度随分集度和传输速率呈指数增长。本文综述了空时Turbo码的各种设计技术。本文还讨论了研究人员处理的技术，以建立多个发射和接收天线的编码器和解码器部分。此外，未来的增强给出了改进和发展各种代码的总体思路，这将涉及在多天线场景中实现具有软解码的维特比解码器。此外，可以使用一些可用的度量来分析空时码，并且最终针对不同的接收天线配置来仿真它。
2010-04-10 cs.IT math.IT
Low-Density Parity-Check Codes for Nonergodic Block-Fading Channels
本文解决了在块衰落信道下设计具有迭代译码功能的低密度奇偶检验（LDPC）码的问题。我们首先研究的情况下，最大似然解码，并表明，设计标准是相当简单的。不幸的是，最大似然解码的最佳构造在迭代解码下表现不佳。为了克服这一限制，我们然后介绍了一个新的家庭的全分集LDPC码，表现出近中断极限性能下的迭代解码的所有块长度。这个家庭的竞争与多路复用并行涡轮码适合于非遍历信道，最近在文献中报道。
2007-10-05 cs.IT math.IT
Turbo Autoencoder with a Trainable Interleaver
可靠通信的一个关键方面涉及编码的设计，该编码允许在噪声条件下对传输进行鲁棒且计算有效的解码。可靠编码设计方面的进展是由编码理论推动的，而且是零星的。最近，研究表明，与现代编码相当的信道编码可以仅通过深度学习来学习。特别地，由Jiang等人引入的Turbo Autoencoder（TURBOAE），在加性高斯白噪声信道下，该方法可以达到Turbo码的可靠性。在本文中，我们专注于应用TURBOAE的想法，各种实际的信道，如衰落信道和啁啾噪声信道。我们介绍TURBOAE-TI，一种新的神经架构，结合TURBOAE与可训练交织器的设计。我们开发了一个精心设计的训练过程和一个新的交织器惩罚函数，这是至关重要的交织器和TURBOAE联合学习。我们证明了TURBOAE-TI优于TURBOAE和LTE Turbo码的几个感兴趣的信道。我们还提供解释分析，以更好地了解TURBOAE-TI。
2021-11-22 cs.IT eess.SP math.IT
Analysis of cubic permutation polynomials for turbo codes
二次置换多项式（QPP）已被广泛研究，并作为Turbo码的编码器。然而，很少有人关注三次置换多项式（CPP）。本文证明了三次置换多项式为零置换多项式的一个充要条件。该结果被用来降低搜索复杂度的CPP扩频器的短长度（8的倍数，在40和352之间），通过改善的距离频谱的多项式集与最大的扩频因子。在AWGN信道和独立衰落瑞利信道下，从搜索复杂度、误比特率（BER）和误帧率（FER）的上界、出错率（BER）和出错率（FER）的上界等方面与QPP算法进行了比较。三次置换多项式导致更好的性能比二次置换多项式被发现为某些长度。
2012-03-12 cs.IT math.IT
Turbo DPSK in Bi-directional Relaying
针对双向中继系统中的联合信道解码和物理层网络编码（JCNC）方法，研究了迭代差分相移键控（DPSK）解调和信道解码方案。Bahl，Cocke，Jelinek，和Raviv（BCJR）算法的相干和非相干检测推导出软输入软输出解码的DPSK信号在两个用户多址信道与瑞利衰落。然后，我们提出了一个务实的方法与JCNC计划反复利用外部代码的外部信息。通过相干检测，我们证明了DPSK可以很好地与简单的卷积码级联，以实现像传统点对点通信场景一样的出色编码增益。所提出的非相干检测，它本质上要求在两个连续的符号上的信道保持恒定，可以工作，而无需显式的信道估计。仿真结果表明，迭代过程收敛非常快，大部分编码增益在两次迭代内获得。
2013-02-11 cs.IT math.IT
Space-time coding techniques with bit-interleaved coded modulations for MIMO block-fading channels
空时比特交织编码调制（ST-BICM）是在块衰落MIMO信道中获得高分集增益和编码增益的有效技术。其最大似然（ML）性能计算理想交织条件下，这使得全局优化考虑到信道编码。由于多样性上界来自Singleton界，一个适当的选择的时间维度的空时编码是可能的，这最大化的多样性，同时最小化的复杂性。在此基础上，提出了一种优化的交织器和一组线性预编码器，称为色散核代数（DNA）预编码器。所提出的预编码器相对于现有技术具有良好的性能，并且对于任何数量的发射天线和任何时间维度都存在。对于turbo码，它们表现出不随帧长度增加的帧出错率。
2007-06-15 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
Quasi-Static SIMO Fading Channels at Finite Blocklength
我们研究了在准静态单输入多输出（SIMO）衰落信道下，给定块长和错误概率的最大可达速率。在温和的条件下的信道增益，它示出了信道色散是零，无论是否衰落实现在发射机和/或接收机。结果如下从计算和分析听话的逆和可扩展性的界限。通过数值计算，我们验证，在某些情况下，零色散确实需要快速收敛到中断容量的块长度的增加。在特定的1*2 SIMO Rician信道的示例中，与具有相同容量的AWGN信道所需的块长度相比，实现90%容量所需的块长度大约小一个数量级。
2013-05-16 cs.IT math.IT
Empirical Output Distribution of Good Delay-Limited Codes for Quasi-Static Fading Channels
本文研究了准静态衰落信道中长时间功率受限下的时延受限通信。对于准静态衰落信道，如果码实现了延迟受限容量，则长度为$n$的延迟受限码的序列被称为是容量实现的，延迟受限容量被定义为延迟受限码可实现的最大速率。延迟受限容量有时被称为无线通信中的零中断容量。对于衰落信道上的语音和视频等时延敏感的应用，时延受限容量是性能度量的合适选择。结果表明，对于任意一个错误概率为零的容量实现延迟受限码序列，长度$n$码的输出分布与容量实现输出分布的$n$倍积（记为$\frac{1}{n}D(p_{Y^n}\|p_{Y^n}^*)$）之间的归一化相对熵收敛于零.此外，我们将我们的收敛结果扩展到具有非零错误概率的容量实现延迟有限码。
2016-11-14 cs.IT math.IT
Covert Wireless Communications under Quasi-Static Fading with Channel Uncertainty
隐蔽通信使发射机能够在对手存在的情况下可靠地发送信息，对手希望检测传输是否发生。我们认为隐蔽通信在准静态块衰落信道，用户遭受信道的不确定性。我们调查对手威利的最佳检测性能在两个极端的情况下，即，理想信道状态信息（CSI）的情况和仅信道分布信息（CDI）的情况。结果表明，在大的检测误差制度，威利的检测性能，这两种情况下基本上是不可区分的，这意味着CSI的质量并没有帮助威利在提高他的检测性能。这一结果使我们能够研究隐蔽传输设计，而不需要在威利的信道不确定性的确切数量的因素。然后，我们得到的最优和次优的封闭形式的解决方案的隐蔽传输设计。我们的研究结果揭示了在准静态衰落信道的情况下和以前研究的情况下的非衰落AWGN信道的设计之间的根本区别。
2020-09-28 cs.IT math.IT
On Secrecy Metrics for Physical Layer Security over Quasi-Static Fading Channels
物理层安全的理论研究通常采用保密中断概率作为准静态衰落信道下无线通信的性能度量。从实际的角度来看，保密中断概率有两个局限性：a）它没有给出任何洞察窃听者的机密消息的可解码性; b）它不能表征当中断发生时，信息泄漏给窃听者的量。受保密中断概率的限制，我们提出了三个新的准静态衰落信道上的安全传输的保密度量。第一个度量建立了保密中断的概念和窃听者的消息的可解码性之间的联系。第二个度量提供了一个基于错误概率的保密度量，它通常用于安全无线系统的实际实现。第三个度量表征了机密信息泄露给窃听者的程度或速度。我们表明，建议的保密指标集体给出了一个更全面的理解衰落信道的物理层安全性，并使人们能够适当地设计安全的通信系统，不同的观点如何保密测量。
2016-07-19 cs.IT math.IT
A Polar Code Based TIN-SIC Scheme for the Unsourced Random Access in the Quasi-Static Fading MAC
研究了准静态瑞利衰落信道中的无源随机接入问题。在先前的工作中，作者已经提出了基于联合的LDPC码的解决方案，并且将干扰视为噪声与连续干扰消除（TIN-SIC）解码器架构相结合。作者表明，TIN-SIC解码明显优于联合解码方法，并且从实现的角度来看要简单得多。在本文中，我们继续分析的TIN-SIC解码。本文推导了TIN-SIC译码器采用随机编码时的有限长度可扩展性界，并提出了一种实用的基于极化码的TIN-SIC译码方案。与基于LDPC码的解决方案相比，后者的性能变得明显更好，并且接近有限长度的可扩展性界限。
2020-05-14 cs.IT math.IT
Error Rate Analysis for Coded Multicarrier Systems over Quasi-Static Fading Channels
本文提出了两种方法来近似编码多载波系统的性能工作在频率选择性，准静态衰落信道与非理想交织。第一种方法是基于近似的性能的系统在每个实现的信道，并适合于获得这种类型的系统的中断性能。第二种方法是基于频域信道增益的相关矩阵的知识，并且可以用于直接获得平均性能。这两种方法都适用于采用正交幅度调制（QAM）的卷积编码交织系统。作为例子，这两种方法被用来研究性能的多频带正交频分复用（OFDM）的建议，高数据速率超宽带（UWB）通信。
2006-03-31 cs.IT math.IT
Quasi-Static Multiple-Antenna Fading Channels at Finite Blocklength
本文研究了在准静态多输入多输出（MIMO）衰落信道中，在发送端和/或接收端有和没有信道状态信息（CSI）的情况下，对于给定的块长度和错误概率的最大可达速率。主要的发现是，中断容量，尽管是一个渐近量，是一个尖锐的代理有限块长度的基本限制慢衰落信道。具体地说，信道色散被证明是零，无论衰落实现是在发射机和接收机，在只有一个，或在他们都没有。这些结果遵循从分析听话的逆和可扩展性界限。这些界限的数值计算验证了零色散可能确实意味着快速收敛到中断容量的块长度的增加。在特定$1 \times 2$单输入多输出（SIMO）莱斯衰落信道的示例中，与具有相同容量的AWGN信道所需的块长度相比，实现$90\%$容量所需的块长度大约小一个数量级。对于该特定场景，在高级LTE标准中采用的编码/解码方案针对有限块长度可扩展性和逆边界进行基准测试。
2014-04-16 cs.IT math.IT
Static Address Generation Easing: a Design Methodology for Parallel Interleaver Architectures
对于高吞吐量的应用，涡轮式迭代解码器实现与并行架构。然而，为了高效，并行架构需要避免冲突访问，即并发读/写访问不应针对相同的存储器块。这种考虑适用于两种主要的类turbo码，即低密度奇偶检验（LDPC）和turbo码。在本文中，我们提出了一种方法，找到了一个无冲突的映射变量的存储体，并优化所产生的交错架构。最后，我们通过一个教学的例子，我们的方法相比，国家的最先进的技术的兴趣。
2010-02-21 cs.AR cs.IT math.IT
Deep-Learning Based Blind Recognition of Channel Code Parameters over Candidate Sets under AWGN and Multi-Path Fading Conditions
Sharif University of Technology（谢里夫理工大学）
我们考虑的问题，恢复信道编码参数的候选集，仅通过分析接收到的编码信号。我们提出了一种基于深度学习的解决方案，I）能够识别任何编码方案的信道编码参数（例如LDPC、卷积码、Turbo码和极化码），II）对像多径衰落的信道损害是鲁棒的，III）不需要信道状态或信噪比（SNR）的任何先前知识或估计，和IV）在检测正确码参数的概率方面优于相关工作。
2021-01-30 cs.IT cs.LG eess.SP
Writing on Dirty Paper with Resizing and its Application to Quasi-Static Fading Broadcast Channels
本文研究了经典问题“写在脏纸上”的一个变体，其中输入和干扰或污垢的总和乘以一个随机变量，该随机变量对解码器已知，但对编码器未知。Costa的脏纸编码（DPC）计划的可实现的速率计算和比较的情况下，解码器的也知道污垢。在遍历的情况下，相应的速率损失渐近消失在高和低信噪比（SNR）的限制，并在所有有限的SNR为典型的分布，如瑞利，Rician，Nakagami是小的。在准静态的情况下，DPC计划是无损的，在所有SNR的中断概率。作为鲁棒性的应用，研究了无发送信道状态信息（CSI）的准静态衰落广播信道（BC）。结果表明，DPC计划导致中断可达率区域，严格占主导地位的时分。
2007-04-20 cs.IT math.IT
Over-the-Air Federated Multi-Task Learning via Model Sparsification and Turbo Compressed Sensing
University of Electronic Science and Technology of China（电子科技大学）；University of California at Davis（加州大学戴维斯分校）
为了实现通信高效的联合多任务学习（FMTL），我们提出了一个空中FMTL（OAFMTL）框架，其中部署在边缘设备上的多个学习任务在边缘服务器（ES）的协调下共享非正交衰落信道。在OA-FMTL中，边缘设备的本地更新被稀疏化、压缩，然后以叠加的方式通过上行链路信道发送。ES在存在任务间干扰的情况下采用空中计算。更具体地说，所有的任务的模型聚合从信道的观察同时重建，基于涡轮压缩感知（Turbo-CS）算法的修改版本（命名为M-Turbo-CS）。我们分析了所提出的OA-FMTL框架的性能与M-Turbo-CS算法。此外，基于分析，我们制定了一个通信学习优化问题，以提高系统的性能，通过调整边缘设备的任务之间的功率分配。数值模拟结果表明，我们提出的OAFMTL有效地抑制了任务间的干扰，并实现了学习性能相媲美的正交多任务传输。它还表明，所提出的任务间的功率分配优化算法大大降低了整体的通信开销，通过适当地调整任务之间的功率分配。
2022-05-08 cs.IT cs.LG math.IT
Coding for Quasi-Static Fading Channel with Imperfect CSI at the Transmitter and Quantized Feedback
本文针对发射端具有不完美信道状态信息和量化反馈的准静态衰落信道，通过在 SK 型收发机中引入模格函数与辅助信号，完全消除了由 I-CSIT 引起的译码错误，成功设计了高效的 SK 型编码方案。
2025-07-02 cs.IT math.IT
Decoding for Punctured Convolutional and Turbo Codes: A Deep Learning Solution for Protocols Compliance
针对现有神经译码方法难以适配删余码可变码率、不满足协议兼容性的问题，本文提出带删余感知嵌入和平衡误码率训练的LSTM统一译码器，经仿真验证在两类信道下译码精度和鲁棒性均优于传统方法。
2025-10-30 cs.IT cs.LG math.IT
Stability of Scheduled Multi-access Communication over Quasi-static Flat Fading Channels with Random Coding and Independent Decoding
研究了消息随机编码、独立译码的调度多址通信系统的稳定性。可以被调度用于同时传输的消息的数量被限制到给定的最大值，并且从发射机到接收机的信道是准静态的、平坦的并且具有独立的衰落。假设对消息传输的请求根据i.i.d.到达过程。然后，我们显示以下内容：（1）在大消息字母表大小的限制下，稳定区域具有干扰受限的信息理论容量解释，（2）状态无关调度策略实现该渐近稳定区域，以及（3）在对应于立即接入的渐近限制下，非空闲调度策略的稳定区域被示出为是相同的，而与接收信号功率无关。
2005-07-26 cs.IT math.IT
Error Rate Analysis for Coded Multicarrier Systems over Quasi-Static Fading Channels
最近的几个标准，例如IEEE 802.11a/g、IEEE 802.16和用于高数据速率超宽带（UWB）的ECMA多带正交频分复用（MB-OFDM），在准静态衰落信道上采用比特交织卷积编码的多载波调制。由于缺乏适当的出错率分析技术，这种流行的系统和信道模型，我们提出了两种新的分析方法的比特出错率（BER）估计的编码多载波系统工作在频率选择性准静态信道与非理想交织。在第一种方法中，针对信道的每个实现计算系统的近似性能，这适合于获得中断BER性能（例如，MB-OFDM系统的常见性能测量）。第二种方法假设瑞利分布的频域子载波信道增益和知识，它们的相关矩阵，可以用来直接获得平均BER性能。这两种方法都适用于采用正交幅度调制（QAM）的卷积编码交织多载波系统，并且还能够考虑窄带干扰（建模为音调干扰的总和）。为了说明所提出的分析的应用，这两种方法被用来研究音调干扰受损的MB-OFDM系统的性能。
2006-06-20 cs.IT math.IT
Analysis and Optimization of a Frequency-Hopping Ad Hoc Network in Rayleigh Fading
本文提出了一种新的方法来优化存在瑞利衰落的跳频ad hoc网络。假设系统使用容量接近码（例如，Turbo或LDPC）和非相干二进制连续相位频移键控（CPFSK）调制。以传输容量为性能指标，对跳频信道数、CPFSK调制指数和码率进行联合优化。网络中的移动台被假定为均匀地位于有限区域内。给出了具有物理干扰信道的网络的中断概率的闭式表达式。中断概率首先被发现条件上的移动台的位置，然后平均的移动台的空间分布。传输容量是空间频谱效率的度量，从中断概率获得。考虑到CPFSK调制和容量逼近编码的约束，对传输容量进行了修正。提出了两种最大化输电容量的优化方法。第一种是蛮力法，第二种是梯度搜索算法。从优化获得的结果棚新的洞察到跳频信道的数量，调制指数，和纠错码的速率之间的基本权衡。
2012-07-14 cs.IT math.IT
Random Beamforming over Quasi-Static and Fading Channels: A Deterministic Equivalent Approach
在这项工作中，我们研究了随机等距预编码器在准静态和相关衰落信道的性能。我们推导出确定性近似的互信息和信号干扰加噪声比（SINR）的最小均方误差（MMSE）接收机的输出，并提供简单的可证明收敛的定点算法计算。虽然这些近似值仅在发射机和接收机处具有无限多个天线的渐近状态下被证明是精确的，但模拟表明它们与小维系统的性能密切匹配。我们示范性地将我们的结果应用到多蜂窝通信系统，多输入多输出多址接入信道（MIMO-MAC），MIMO干扰信道的性能分析。数学分析基于Stieltjes变换方法。这使得确定性等价的高维随机矩阵的泛函的推导。与以前的工作相比，我们的分析不依赖于参数从自由概率论，使考虑随机矩阵模型的渐近自由不成立。因此，这项工作的结果也是一个新的贡献领域的随机矩阵理论和适用于广泛的实际系统。
2012-05-11 cs.IT math.IT
Pilot-Based Unsourced Random Access with a Massive MIMO Receiver in the Quasi-Static Fading Regime
在这项工作中，我们对待无源随机接入问题的瑞利块衰落AWGN信道与多个接收天线。具体来说，我们考虑缓慢衰落的情况下，相干块长度是大的活跃用户的数量相比，可以在一个相干块中发送的消息。无源随机接入是指一种免授权随机接入形式，其中用户被认为是先验不可区分的，并且接收器恢复所发送消息的列表直到排列。在这项工作中，我们表明，当相干块的长度是足够大的，一个传统的方法的基础上传输的非正交导频序列与随后的信道估计和最大比合并（MRC）提供了一个简单的节能的解决方案，其性能可以很好地近似在封闭的形式。对于有限块长度的仿真，我们使用随机子采样的DFT矩阵作为导频矩阵，使用低复杂度的近似消息传递算法进行活动检测，并使用最先进的极化码作为单用户纠错码，并使用连续消除列表解码器。这些模拟证明了所提出的方法的可扩展性和分析的质量。
2021-08-10 cs.IT math.IT
Unsourced Random Access in MIMO Quasi-Static Rayleigh Fading Channels with Finite Blocklength
本文研究MIMO准静态瑞利衰落信道下无信源随机接入的基本极限，推导了活跃用户数估计错误概率上界与最小每比特能量的非渐近界，验证了界的紧致性并分析了相关性能优势。
2024-04-14 cs.IT math.IT
Second-Order Asymptotics for Covert Communication over Quasi-Static Multiple-Antenna Fading Channels
Beihang University（北京航空航天大学）；School of Automation and Intelligent Manufacturing, Southern University of Science and Technology（南方科技大学自动化与智能制造学院）；Shanghai AI Laboratory（上海人工智能实验室）
本文研究了在准静态多天线衰落信道中，基于KL散度的隐秘通信的有限块长性能，揭示了多天线系统提供的空间多样性增益，并扩展了准η-邻域框架以应对随机信道矩阵的挑战。
2026-08-12 cs.IT math.IT
Stability of Scheduled Multi-access Communication over Quasi-static Flat Fading Channels with Random Coding and Joint Maximum Likelihood Decoding
本文研究了具有随机编码和联合最大似然译码的预定多址消息通信的稳定性。我们在这里考虑的框架模型的随机消息到达和随后的可靠的通信，通过适当地结合技术，从排队论和信息论。可以被调度用于同时传输的消息的数量被限制到给定的最大值，并且从发射机到接收机的信道是准静态的、平坦的并且具有独立的衰落。假设对消息传输的请求根据i.i.d.到达过程。然后，（i）我们推导出一类固定调度策略可实现的消息到达率向量区域的外界，（ii）我们证明对于满足外界的任何消息到达率向量，存在一个固定的状态无关策略，该策略导致相应消息到达过程的稳定系统，以及（iii）在大消息长度的限制下，我们表明，消息NAT到达率向量的稳定区域具有信息论容量区域解释。
2006-01-22 cs.IT math.IT
Optimal Throughput-Diversity-Delay Tradeoff in MIMO ARQ Block-Fading Channels
在本文中，我们考虑了一个自动重传请求（ARQ）重传协议信令块衰落多输入多输出（MIMO）信道。与以前的工作不同，我们允许多个衰落块内的每个传输（ARQ回合），我们约束发射机的固定速率的复杂信号星座图构建的代码。特别是，我们研究了一般情况下的平均输入功率约束的星座，以及实际上重要的有限离散星座的情况。该场景是在MIMO ARQ信道上采用正交频分复用技术的实际无线通信系统的合适模型。两种情况下的衰落动态被认为是，即短期的静态衰落信道衰落增益随机变化的每个ARQ轮，和长期的静态衰落信道衰落增益保持恒定的所有ARQ轮有关的一个给定的消息。作为我们的主要结果，我们证明了对于块衰落MIMO ARQ信道与离散输入信号星座满足短期功率约束，最佳的信噪比（SNR）指数是由一个修改的Singleton界，所有的系统参数。为了证明理论分析的实际意义，我们提出的数值结果表明，实际的Singleton界实现最大距离可分离码实现最佳的SNR指数。
2007-01-20 cs.IT math.IT
Performance Analysis of Network Coded Systems Under Quasi-static Rayleigh Fading Channels
在基本和网络编码协作通信领域，经常需要预期的端到端比特出错率（BER）值来比较所提出的编码、中继和解码技术。而不是通过耗时的蒙特卡罗模拟获得这些值，使用近似值导出封闭形式的表达式是至关重要的。在这项工作中，最终的目标是获得一个近似的平均误码率表达式的网络编码系统。在达到这一目标时，我们首先考虑了协作系统的瞬时误码率值，这通常是由多个变量的Q-函数。对于这些Q-函数，我们研究了采样性质的收敛特性，并将此性质推广到任意多元函数。其次，我们适应等效信道的方法，以网络编码的情况下，为便于分析，并提出了一个网络解码器，降低了复杂度。最后，通过结合这些技术，我们表明，所获得的封闭形式的表达式与仿真结果在很宽的信噪比范围内。
2013-12-05 cs.IT math.IT
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。
2015-07-14 cs.IT math.IT
Performance Analysis over Slow Fading Channels of a Half-Duplex Single-Relay Protocol: Decode or Quantize and Forward
在这项工作中，一个新的静态中继协议介绍了半双工单中继网络，其性能进行了研究的背景下，通信慢衰落无线信道。所提出的协议是基于解码或量化和转发（DoQF）的方法。在慢衰落的情况下，两个性能指标是相关的和互补的，即中断概率增益和分集复用权衡（DMT）。首先，我们分析了当信噪比趋于无穷大时，与所提出的协议相关联的中断概率P_o的行为。在这种情况下，我们证明了SNR^2 P_o收敛于一个常数。我们指的是这个常数的中断增益，我们推导出其封闭形式的表达为一般类的无线信道，包括瑞利和赖斯信道作为特殊情况。我们还证明了DoQF协议具有最好的可实现的中断增益在宽类的半双工静态中继协议。还提供了一种用于最小化关于源和中继之间的功率分布以及关于时隙的持续时间的中断增益的方法。接下来，我们专注于瑞利分布衰落信道推导出DMT与建议的DoQF协议。我们的结果表明，对于复用增益r < 0.25，DoQF的DMT达到2 × 1 MISO上限。
2009-08-28 cs.IT math.IT
Exploiting Delay Correlation for Multi-Antenna-Assisted High Speed Train Communications
在高速训练通信中，最具挑战性的问题是如何应对快速衰落信道。与静态信道估计相比，移动信道估计要消耗过多的能量和频谱才能达到相似的性能。为了解决这个问题，我们利用多天线阵列的线性时空结构中固有的延迟相关性，基于此，快速衰落信道可以近似为一个虚拟的慢衰落信道。随后，错误概率和频谱效率重新检查此静态信道。特别是，我们制定的两个指标之间的定量权衡的兴趣，通过调整在每帧中的试点的百分比。数值结果验证了所提出的方案的良好性能，并阐明了权衡。
2014-03-31 cs.IT math.IT
Performance bounds and codes design criteria for channel decoding with a-priori information
在这篇文章中，我们专注于在先验信息的存在下的信道解码问题。特别是，假设先验信息的可靠性是不完美的估计在接收机，我们得到一个新的分析框架，用于评估解码器的性能。得出了一个重要的结果，即一个“好的代码”，允许充分利用先验信息的潜在益处的代码必须将具有高汉明权重的信息序列与具有低汉明权重的码字相关联。在此基础上，分析了卷积码、随机码和Turbo码的性能。此外，我们认为相关的二进制源从独立的节点，一个有几个实际应用的问题，例如，在传感器网络的情况下，传输。在这方面，我们提出了一个非常简单的联合信源信道Turbo解码方案，每个解码器的工作原理，利用先验信息由其他解码器。在块衰落信道的情况下，它示出的信息信号之间的固有相关性提供了一种形式的非合作分集，从而允许联合信源信道解码优于基于分离的方案。
2007-11-13 cs.IT math.IT
Performance Analysis of OFDM-based System for Various Channels
对高速移动无线通信的需求正在迅速增长。正交频分复用（OFDM）技术有望在不久的将来成为实现无线通信系统的高数据容量和频谱效率要求的关键技术。本文研究了OFDM系统在静态和非静态信道或衰落信道下的性能。为了研究这一点，已经创建了一个仿真模型，并使用MATLAB实现。在静态信道和衰落信道下，比较了相干调制和差分调制的性能。在衰落信道中，人们发现OFDM系统的性能严重依赖于多普勒频移，而多普勒频移又依赖于用户的速度。已经发现，如预期的那样，性能随着多普勒频移的增加而降低。本文还对基于OFDM的系统在不同衰落信道下的性能进行了比较研究，发现它的性能优于莱斯信道，正如预期的那样，系统性能随着莱斯因子值的增加而改善。最后，本文采用了一种编码技术--格雷编码，来改善系统性能，实验结果表明，格雷编码可以使系统的误码率降低25- 32%。
2013-03-17 cs.IT math.IT
The Second-Order Coding Rate of the MIMO Rayleigh Block-Fading Channel
研究了多输入多输出（MIMO）准静态瑞利衰落信道下的二阶编码速率。我们解决这个问题，通过信息谱的方法和统计界的基础上，最近的随机矩阵理论技术。我们推导出一个中心极限定理（CLT）来分析的信息密度在该政权的块长度n和发送和接收天线的数量K和N，分别同时增长大。当编码速率在渐近容量的O（（nK）^-1/2）范围内时，这个结果导致了最优平均错误概率的封闭形式的上界和下界的特征。
2015-10-09 cs.IT math.IT
Energy Efficiency of Massive Random Access in MIMO Quasi-Static Rayleigh Fading Channels with Finite Blocklength
研究了MIMO准静态瑞利衰落信道中的大规模随机接入问题。具体而言，我们推导出的可扩展性和逆边界上的最小能量每比特所需的每个活跃用户发送$J$位块长度$n$和功率$P$下的每用户的错误概率（PUPE）的约束，在有和没有\emph{a priori}信道状态信息在接收机（CSIR和无CSI）的情况下。在无CSI的情况下，我们考虑了在知道和不知道活动用户的$K_a$数量的情况下的设置。可扩展性边界依赖于"好区域“的设计。数值计算结果表明，在大多数考虑的制度下，在CSIR的情况下，可扩展性和逆边界之间的差距小于$2.5$ dB，在无CSI的情况下，小于$4$ dB。当$K_a$的分布是已知的，与不知道$K_a$的值的情况下的性能差距是小的。例如，在具有块长度$n=1000$、有效载荷$J=100$、误差要求$ε=0.001$和$L=128$接收天线的设置中，与具有已知$K_a$的情况相比，当$K_a$是未知的并且被分布为$K_a\sim\text{Binom}(K,0.4)$时，额外需要的每比特能量在相反侧小于$0.3$ dB并且在可扩展性侧小于$1.1$ dB。在CSIR情况下，频谱效率随着$L$近似线性地增长，而增长率随着无CSI而降低。此外，我们研究了性能的导频辅助方案，这是次优的，特别是当$K_a$是大的。建立在非渐近的结果，当所有的用户都是活跃的和$J=Θ(1)$，我们得到如下的…
2022-10-21 cs.IT math.IT
BER Performance of Polar Coded OFDM in Multipath Fading
正交频分复用（OFDM）技术近年来得到了广泛的应用。由于其普及性，OFDM已被采用为蜂窝技术和无线局域网（WLAN）通信系统中的标准。为了改善比特出错率（BER）性能，通常使用前向纠错（FEC）码来保护信号免受未知干扰和信道退化。在本文中，我们应用软判决FEC，更具体地说，极化码和卷积码，在准静态多径衰落信道中的OFDM系统，并比较在各种信道的BER性能。我们研究了极性码字内交织比特的效果。最后，对每种情况下的仿真结果的文件。
2016-09-30 cs.IT math.IT
The Streaming-DMT of Fading Channels
我们考虑在块衰落多输入多输出（MIMO）信道上的消息流的顺序传输。新消息到达每个相干块的开始，并且在延迟$T$相干块之后，要求解码器顺序地输出每个消息。在当$T=1$时的特殊情况下，建立简化为准静态衰落信道。我们建立了最佳的分集复用折衷（DMT）在高信号噪声比（SNR）制度，并表明它等于$T$倍的DMT的准静态信道。相反的是基于利用延迟约束来放大与消息相关联的局部中断事件，全局地跨越所有相干块。这种方法似乎是新的。我们提出了两种编码方案，实现最佳DMT。第一种方案涉及消息的交织，使得每个消息跨$T$连续的相干块发送。该方案需要在编码器和解码器处的延迟约束的知识。我们的第二编码方案涉及顺序树码并且是延迟通用的，即，编码器不需要知道解码延迟。然而，在该方案中，我们要求相干块长度增加为$\log\mathrm{({SNR})}$，以获得最佳DMT。最后，我们讨论的情况下，当多个消息到达均匀的时间间隔{ \em内}每个相干周期。通过一个简单的例子，我们展示了次优交织，并提出了另一种方案，实现最佳DMT。
2014-08-12 cs.IT math.IT
Wireless Information-Theoretic Security - Part I: Theoretical Aspects
在这篇由两部分组成的论文中，我们考虑通过无线窃听信道传输机密数据。第一部分提出了一个信息理论问题的制定，其中两个合法的合作伙伴在一个准静态衰落信道上进行通信，窃听者通过另一个独立的准静态衰落信道观察他们的传输。我们定义的保密能力中断概率方面，并提供了一个完整的表征的最大传输速率，窃听者无法解码任何信息。与高斯窃听信道（无反馈）的已知结果形成鲜明对比，我们的贡献表明，在存在衰落的信息理论的安全性是可以实现的，即使当窃听者有一个更好的平均信噪比（SNR）比合法的接收机-衰落，从而变成了朋友，而不是敌人。不完美的信道状态信息的问题也得到了解决。第二部分介绍了无线信息理论安全的实用方案，在某些情况下接近本文给出的保密容量限制。
2006-11-22 cs.IT math.IT
Robust Uplink Communications over Fading Channels with Variable Backhaul Connectivity
两个移动用户通过两个基站与中央解码器通信。移动用户和基站之间的通信发生在具有恒定信道增益或准静态衰落的高斯干扰信道上。相反，基站通过正交有限容量链路连接到中央解码器，其连接性受到随机波动的影响。仅存在接收侧信道状态信息，并且因此移动用户不知道信道状态和回程连接状态，而基站知道衰落系数但不确定回程链路的状态。基站不注意移动用户的码本，并采用压缩转发将信息中继到中央解码器。上，下界推导出平均可实现的吞吐量相对于衰减系数和回程链路的状态的先验分布。通过提出广播编码方法和分层分布式压缩技术相结合的策略，得到了下界。通过假设所有节点都知道信道状态来获得上界。数值结果证实了所提出的方法相对于传统的非鲁棒性的策略，在这两种情况下，没有衰落的优势。
2013-01-29 cs.IT math.IT
Unsourced Random Access in MIMO Quasi-Static Rayleigh Fading Channels: Finite Blocklength and Scaling Law Analyses
本文研究MIMO准静态瑞利衰落信道下的无信源随机接入问题，推导了活跃用户数估计误差的非渐近界与标度律，以及最小每比特能量的可达界和逆界，揭示了MIMO在低成本通信中的潜力。
2025-03-21 cs.IT math.IT
Ring Compute-and-Forward over Block-Fading Channels
准静态信道中的计算和转发协议通常采用基于有理数整数$\mathbb{Z}$、高斯整数$\mathbb{Z}\left[i\right]$或爱森斯坦整数$\mathbb{Z}\left[ω\right]$的格码，而其扩展到更一般的信道通常假设在发射机处的信道状态信息（CSIT）。在本文中，我们提出了一种新的方案，计算和转发块衰落信道中没有CSIT，这是被称为环计算和转发，因为衰落系数量化的代数整数环的规范嵌入。由于所采用的代数格的乘法闭包，中继能够解码格码字的代数整数线性组合。我们分析了它的可实现的计算速度，并显示它优于传统的计算和转发的基础上$\mathbb{Z}$格。通过研究Diophantine近似的代数共轭效应，证明了优化计算速率的自由度为${n}/{L}$，其中$n$为块数，$L$为用户数.
2019-05-10 cs.IT math.IT
A Greedy Link Scheduler for Wireless Networks with Fading Channels
我们考虑衰落信道下无线网络的链路调度问题，其中链路速率随时间变化。由于吞吐量最优调度器的高计算复杂性，我们提供了一个低复杂度的贪婪链路调度器GFS，具有可证明的性能保证。我们表明，我们的贪婪调度器的性能可以使用本地池化因子（LPF）的网络图，它以前已被用来表征的贪婪最大调度（GMS）策略的稳定性与静态信道的网络进行分析。我们推测，在衰落信道下，GFS的性能是GMS性能的一个下界
2012-03-09 cs.IT cs.NI math.IT
Scalable Content Delivery with Coded Caching in Multi-Antenna Fading Channels
本文研究了在衰落多输入单输出信道下，缓存辅助用户的内容分发问题。我们感兴趣的等效内容交付率的可扩展性时，用户的数量，$K$，是大的。分析结果表明，使用编码缓存和无线多播，没有信道状态信息在发射机（CSIT），线性缩放的内容传输速率相对于$K$可以实现在一些不同的方式。首先，如果多播传输跨越$L$独立子信道，例如，如果是$L = 1$，则在准静态衰落中，如果是$L>1$，则在块衰落或多载波系统中，当发射天线的数量和子信道的数量的乘积与$K$成比例时，可以获得线性比例。第二，即使有固定数量的天线，我们可以实现线性缩放与基于阈值的用户选择只需要一位的反馈，从用户。当CSIT是可用的，我们提出了一个混合的策略，结合空间复用和组播。数值结果表明，通过优化空间复用和多播之间的功率分配，我们可以实现一个显着的增益的内容交付率与适度的缓存大小。
2020-06-03 cs.IT math.IT
Pairwise Check Decoding for LDPC Coded Two-Way Relay Block Fading Channels
在双向中继（TWR）信道中，部分解码比完全解码具有实现更大容量区域的潜力。然而，现有的部分解码实现被设计用于高斯信道并且具有静态物理层网络编码（PLNC）。在本文中，我们提出了一种新的解决方案，联合网络编码和信道解码的中继，称为成对校验解码（PCD），低密度奇偶校验（LDPC）编码的TWR系统在块衰落信道。主要思想是结合广播（BC）阶段中的自适应PLNC映射，在多址（MA）阶段中形成用于叠加的LDPC编码分组对的校验关系表（check-relation-tab）。使用PCD，然后，我们提出了一种部分解码方法，两阶段最近邻聚类与PCD（TS-CNC-PCD），以最大限度地减少最坏的成对错误概率。此外，我们提出了最小相关优化（MCO）选择更好的检查关系标签。仿真结果证实，所提出的TS-CNC-PCD提供了一个相当大的增益比传统的异或与信念传播（BP）在衰落信道中。
2012-03-01 cs.IT math.IT
Coding for Fading Channels with Imperfect CSI at the Transmitter and Quantized Feedback
本文提出了一种适用于多路径衰落信道的 SK 类方案，通过中继策略提升传输速率并转换时域信道为频域 MIMO 信道。
2026-01-10 cs.IT math.IT
Multi-User Cooperation for Covert Communication Under Quasi-Static Fading
针对上行多用户场景，提出由被选用户利用专用正交资源发射干扰以协助隐蔽用户隐藏通信，并给出闭式参数与最优开-关策略。
2023-04-10 cs.IT eess.SP math.IT
AMC and HARQ: How to Increase the Throughput
在这项工作中，我们考虑在块衰落信道传输，并假设自适应调制和编码（AMC）和混合自动重传请求（HARQ）的实施。知道在高信噪比下，HARQ与AMC的常规组合从吞吐量的角度来看是适得其反的，我们采用所谓的层编码HARQ（L-HARQ）。L-HARQ允许连续的分组共享信道，并在AMC和HARQ之间保持很大程度的分离;这使得编码和解码非常简单，并允许我们使用可用/优化的代码。数值例子表明，L-HARQ可以提供显着的吞吐量增益相比，传统的HARQ。L-HARQ还使用turbo码来实现，这表明吞吐量增益在实践中也是实现的。
2018-02-20 cs.IT math.IT
Outage-Efficient Downlink Transmission Without Transmit Channel State Information
本文研究了在准静态衰落高斯广播信道（BC）下行链路传输，模型延迟敏感的应用程序在缓慢时变衰落信道。系统性能的特征在于中断可达速率区域。与以前的大多数工作相比，这里的问题是研究的关键假设下，发射机只知道衰落系数的概率分布，但不知道他们的实现。对于标量输入信道，提出了两种编码方案。第一种方案被称为盲脏纸编码（B-DPC），其利用脏纸编码的鲁棒性来在发射机处执行预编码。第二种方案被称为统计叠加编码（S-SC），其中每个接收器自适应地执行连续解码，其过程由实现的衰落统计地控制。B-DPC和S-SC方案导致相同的中断可达速率区域，该区域总是主导分时的中断可达速率区域，而不管特定的衰落分布。S-SC方案可以扩展到具有多个发射天线的BC。
2007-11-10 cs.IT math.IT
Transforming Fading Channel from Fast to Slow: IRS-Assisted High-Mobility Communication
在本文中，我们研究了一种新的智能折射表面（IRS）辅助高移动性通信与部署在高速移动的车辆IRS，以协助其乘客的通信与静态基站（BS）在路边。车辆的高多普勒频率导致BS与乘客/用户之间的快速衰落信道，这使得与仅具有低移动性用户的常规情况相比，具有大量折射元件的IRS的信道估计成为更具挑战性的任务。为了减轻多普勒效应，并获得完整的IRS无源波束形成增益与低的训练开销，我们提出了一种新的和有效的传输协议来执行信道估计和IRS折射设计的数据传输。具体地说，通过利用准静态信道之间的IRS和用户都以相同的高速移动，我们首先估计级联的BS IRS用户信道的多普勒效应补偿。然后，我们估计的瞬时BS用户快衰落信道（没有IRS折射），并相应地调整IRS折射随着时间的推移对齐级联的信道与BS用户的直接信道，从而最大限度地提高IRS的被动波束形成增益，以及将它们的组合信道从快到慢衰落。仿真结果表明，所提出的信道估计方案和被动波束形成设计的有效性相比，各种基准计划。
2021-03-09 cs.IT eess.SP math.IT
The Capacity Region of the Wireless Ergodic Fading Interference Channel with Partial CSIT to Within One Bit
基本容量限制的两个用户的无线遍历衰落IC与部分信道状态信息在发射机（CSIT），其中每个发射机配备了一个任意的确定性函数的信道状态（这个模型产生一个完全控制有多少状态信息是可用的）。在衰落网络的分析中，特别是包括衰落IC的多接收器网络，主要挑战之一是获得有效的容量外边界。本文针对两用户遍历衰落信道建立了一个新的容量外界。为此目的，通过广播信道技术（即，利用Csiszar-Korner恒等式对向量随机变量组成的互信息函数进行操作）和基因辅助技术，首先导出了由包含辅助随机变量的互信息函数表征的单字母外界。然后，通过新的论点，导出的界限优化其辅助工具，仅使用熵功率不等式。除了被很好地描述，我们的外边界是有效的，从几个方面。具体地说，它是最佳的衰落IC均匀强干扰。此外，它是均匀混合干扰的信道的速率和最优的。更重要的是，它被证明，当每个发射机有机会获得任何数量的CSIT，其中包括其非对应的接收机的干扰噪声比，外部边界的差异不超过一个比特从可实现的速率区域由Han-Kobayashi计划。这个结果被视为一个自然的概括的ETW内的一个比特的容量结果的静态信道的无线遍历衰落的情况。
2013-02-14 cs.IT math.IT
Analysis and Optimization of HARQ for URLLC
在本文中，我们调查的混合自动重传请求（HARQ）技术在提供高可靠性和低延迟在有限块长度（FBL）制度在单用户上行链路的情况下的有效性。在AWGN和Rayleigh衰落信道下，分析了采用$m$重传的追赶合并HARQ（CC-HARQ）和增量冗余HARQ（IR-HARQ）的出错率（PER）、吞吐量和时延性能。此外，我们考虑了一个准静态衰落信道模型，这是更准确的比过于简化的i.i.d.块衰落或连续分组上的相同信道假设。我们使用有限状态马尔可夫模型下的FBL机制相关衰落模型。数值结果提出了有趣的洞察HARQ的可靠性延迟权衡。此外，我们制定了一个优化问题，以最大限度地提高吞吐量性能的IR-HARQ减少过多的重传开销为目标的分组错误性能在不同的SNR，多普勒频率和速率制度。
2021-10-05 cs.IT math.IT
