On the Optimality of D2D Coded Caching with Uncoded Cache Placement and One-shot Delivery
我们考虑由Ji，Caire和Molisch [1]引入的类型的高速缓存辅助的无线设备到设备（D2D）网络，其中放置阶段由中央服务器编排。我们假设设备的缓存充满了未编码的数据，整个内容数据库包含在缓存的集合中。在缓存放置阶段之后，用户请求的文件通过设备间多播通信提供服务。对于这样的系统设置，我们提供了准确的表征的最佳负载内存权衡的假设下，未编码的位置和一次性交付。特别地，对于每个用户处置的给定的个体高速缓存存储器大小，我们导出D2D传输的最小平均值（在均匀分布的需求下）和最小最坏情况的总负载。此外，我们表明，该方案的性能是在信息理论的最佳因素$4$。利用一次性交付属性，我们还提出了一个扩展所提出的计划，提供对随机用户不活动的鲁棒性。
2021-06-12 cs.IT math.IT
On the Optimality of Coded Caching With Heterogeneous User Profiles
在本文中，我们考虑一个编码缓存的情况下，用户有异构的利益。考虑到系统模型最初提出的王和Peleato，其中最终接收用户被分成组，根据他们的文件偏好，我们开发了一种新的信息理论的最佳最坏情况下的通信负载下未编码的缓存放置。有趣的是，开发的逆界，与王和Peleato提出的编码方案之一，使我们能够表征最佳的最坏情况下的通信负载下未编码的预取在一个恒定的乘法间隙的$2$。虽然我们限制的缓存策略是未编码的，我们的工作提高了以前已知的顺序最优结果所考虑的缓存问题。
2022-10-12 cs.IT math.IT
Structural Properties of Uncoded Placement Optimization for Coded Delivery
Maddah-Ali和Niesen提出了一种集中式编码缓存方案，以减少网络的最坏情况负载，该网络由一个可以访问N个文件的服务器组成，并通过共享链接连接到K个用户，每个用户都配备了大小为M的缓存。然而，这种集中式编码高速缓存方案不能利用不均匀的、可能非常偏斜的文件流行度分布。在这项工作中，我们考虑相同的网络设置，但旨在减少任意（已知）文件流行度分布下的平均负载。首先，我们考虑一类集中式编码缓存计划，利用一般的未编码的位置和特定的编码交付策略，这是由一个一般的文件分区参数指定。然后，我们制定了编码的缓存设计优化问题的考虑类的计划与2^K2^N变量，以最大限度地减少平均负载，通过优化文件分区参数下的任意文件流行度。此外，我们表明，优化问题是凸的，所得到的最优解一般提高后，已知的计划。接下来，我们分析优化问题的结构特性，以获得设计见解并降低复杂性。具体地说，我们得到了一个等价的线性优化问题（K+1）N变量下的任意文件流行度和一个等价的线性优化问题（K +1）N变量下的均匀文件流行度.在统一的文件流行度下，我们还得到了封闭形式的最优解，它对应于Maddah-Ali-Niesen的集中式编码缓存方案。最后，我们提出了一个信息理论的逆界的平均负载下的任意文件流行度。
2017-07-22 cs.IT math.IT
Phase Noise Estimation for Uncoded/Coded SISO and MIMO Systems
在发射机和接收机处的非理想振荡器引入了时变相位噪声，该时变相位噪声以非线性方式与所发射的数据相互作用。相位噪声成为一个有害的问题，需要进行估计和补偿。在本论文中，接收机算法的推导和评估，以减轻在数字通信系统中的相位噪声的影响。第三章研究了单输入单输出（SISO）系统的相位噪声估计问题。首先，硬判决定向扩展卡尔曼滤波器（EKF）被施加到一个未编码的系统。接下来，使用期望最大化（EM）框架的编码系统的迭代接收机算法执行码辅助Turbo同步。两个软决策直接估计在文献中的卡尔曼滤波的基础上进行评估。低密度奇偶检验（LDPC）码被用来计算边缘后验概率和构造软判决符号。通过仿真比较了两种估计器的出错率性能。第四章研究了多输入多输出（MIMO）系统中的相位噪声估计问题。首先，一个低复杂度的硬判决引导的EKF应用到未编码的系统。其次，提出了一种基于EM框架的编码MIMO系统联合估计和检测接收算法。提出了一种低复杂度的软判决引导的扩展卡尔曼滤波器和平滑器（EKFS），跟踪相位噪声参数在一个帧，以执行最大化步骤。建议EKFS为基础的方法相结合的迭代检测器，利用比特交织编码调制，并采用LDPC码。最后，仿真结果证实，所提出的基于EM的方法的出错率性能接近于在低到中等信噪比下相位噪声的完美知识的情况。
2012-10-23 cs.IT math.IT
Hybrid Coded-Uncoded Caching in Multi-Access Networks with Non-uniform Demands
本文针对超密集蜂窝网络中非均匀内容流行度和用户可接入不同数量缓存的场景，提出多接入混合编码-未编码缓存（MAHC）方案，并通过优化与仿真证明其优于传统未编码和现有多接入编码缓存方案。
2024-01-14 cs.IT cs.NI math.IT
Decentralized and Online Coded Caching with Shared Caches: Fundamental Limits with Uncoded Prefetching
由Maddah-Ali和Niesen提出的分布式编码缓存方案假设缓存中没有协调。这项工作确定了一个分散的编码缓存方案-在未编码的放置的假设下-共享缓存网络，其中每个缓存服务于多个用户。每个用户只能访问一个缓存，并且缓存的数量小于或等于用户的数量。对于此设置，我们推导出任何用户到缓存关联配置文件的最佳最坏情况下的交付时间，其中每个此类配置文件描述了每个缓存服务的用户数量。使用索引编码的逆的最优性。此外，我们还改进了交付计划，以适应多余的需求。此外，提出了一个最佳的线性纠错交付计划的最坏情况下的需求情况。接下来，我们考虑最近最少发送（LRS）的在线编码缓存方案，其中缓存需要更新的基础上，由用户的需求序列。如果任何所需的文件未在用户处部分缓存，则会发生缓存更新。更新是通过用新文件替换最近最少发送的文件来完成的。但是，最近发送的文件不需要是唯一的。在这种情况下，需要对部分缓存的文件进行某种排序，否则必须假设不存在集中式协调。如果每个用户随机删除任何最近最少使用的文件，则下一个交付阶段将无法达到此目的。建议通过合并文件的排序对该方案进行修改。此外，所有上述结果与共享缓存扩展到在线设置。
2021-01-23 cs.IT math.IT
On the Fundamental Limits of Device-to-Device Private Caching under Uncoded Cache Placement and User Collusion
在编码缓存问题中，最初由Maddah-Ali和Niesen提出，服务器通过无噪声共享广播链路与具有本地存储能力的多个用户进行通信。为了使用户能够从编码的多播传输中解码出其所需的文件，所有用户的需求必须是全局已知的，这可能会侵犯用户的隐私。为了克服这个隐私问题，Wan和Caire最近提出了几种方案，这些方案在获得编码多播增益的同时保证了用户需求的信息论隐私。在设备到设备（D2 D）网络中，需求隐私问题由于每个用户也是发送器的事实而进一步恶化，发送器看起来需要其余用户所要求的文件的知识以便形成其编码的多播传输。本文展示了如何解决这个看似不可行的问题。本文的主要贡献是开发新的可实现的和相反的界限D2 D编码缓存，是在一个恒定的因素，彼此的隐私时，用户的需求必须得到保证，即使在存在串通用户。
2022-05-05 cs.IT math.IT
Memory-Rate Tradeoff for Caching with Uncoded Placement under Nonuniform File Popularity
对于非统一的文件流行度的缓存，我们的目标是在未编码的缓存放置的内存速率权衡的特点。我们考虑最近提出的修改编码缓存方案（MCCS）与优化的缓存位置的基础上流行的第一的方法，以最大限度地减少平均交付率。我们介绍了两个信息理论的平均速率下未编码的放置缓存的下限。对于$K = 2$用户，我们表明，优化MCCS达到下限，是最佳的缓存与未编码的位置。对于具有不同文件请求的一般$K$用户，优化的MCCS达到基于流行度优先的下限。当有冗余的文件请求之间的$K$用户，我们显示了优化MCCS和下限，这是由于零填充通常用于编码交付之间可能的差距。我们分析了零填充的影响及其局限性。仿真研究表明，该损耗一般很小，仅在有限的情况下存在。
2021-01-16 cs.IT math.IT
Sampling Overhead Analysis of Quantum Error Mitigation: Uncoded vs. Coded Systems
量子误差抑制（QEM）是一种很有前途的保护量子-经典混合计算不受退相干影响的技术，但它的采样开销影响了计算速度。在这篇论文中，我们提供了一个全面的分析QEM所施加的采样开销。特别是，我们表明，泡利误差引起的采样开销最低的一大类现实量子信道具有相同的平均保真度。此外，我们表明，去极化错误引起的采样开销最低的各种泡利错误。此外，我们还提出了一种将QEM与量子信道编码相结合的方案，并分析了其相对于纯QEM的采样开销降低。特别是，我们观察到存在一个临界数量的门包含在量子线路，超过这一点，他们的合并是更可取的纯QEM。
2020-12-15 cs.IT math.IT quant-ph
Asynchronous Coded Caching with Uncoded Prefetching
编码缓存是一种技术，它承诺大大减少内容分发网络中的网络流量。然而，最初的表述和该领域的几个后续贡献假设来自用户的文件请求是同步的，即，它们同时到达服务器。在这项工作中，我们制定和研究的编码缓存问题时，从用户的文件请求到达不同的时间。我们假设每个用户也有一个规定的截止日期，他们希望他们的请求被完成。在离线的情况下，我们假设服务器在开始传输之前知道到达时间，而在在线的情况下，用户请求随着时间的推移被透露给服务器。我们提出了一个线性规划公式的离线情况下，最大限度地减少了总利率的约束，每个用户满足他/她的最后期限。虽然在线的情况下是更难，我们介绍了一种新的启发式的在线情况下，并表明，在一定的条件下，每个用户的请求可以满足她/他的最后期限的概率很高。我们的模拟结果表明，在存在轻度缓存的情况下，编码缓存的大部分好处仍然可以利用。
2020-06-18 cs.IT cs.NI math.IT
Throughput Analysis of Decentralized Coded Content Caching in Cellular Networks
研究了下一代蜂窝网络中的分布式编码内容缓存技术。的内容被线性组合和缓存在未充分利用的用户终端（UT）的缓存和它的吞吐量容量相比，分散的未编码的内容缓存。在这两种情况下，我们考虑多跳设备到设备（D2D）的通信和网络中的毫微微缓存的使用。结果表明，分散式编码内容缓存可以增加网络吞吐量的能力相比，分散式未编码缓存，通过减少所需的跳数提供所需的内容。此外，Zipfian内容请求分发的吞吐量计算和它示出的分散式编码内容缓存放置可以增加蜂窝网络的吞吐量容量的一个因素的$(\log(n))^2$，其中$n$是由femtocache服务的节点的数量。
2016-11-09 cs.IT math.IT
Uncoded Storage Coded Transmission Elastic Computing with Straggler Tolerance in Heterogeneous Systems
针对异构速度、存储约束及掉队者问题，提出USCTEC组合优化框架及启发式算法，以降低矩阵-矩阵乘法的期望计算时间并减少存储开销。
2024-01-22 cs.DC cs.IT math.IT
On Coded Caching with Correlated Files
本文研究了相关文件的共享链接编码缓存问题的基本限制，其中具有$N$文件库的服务器与可以本地缓存$M$文件的$K$用户进行通信。给定一个整数$r \in [N]$，相关性建模如下：文件的每个r子集包含一个唯一的公共块。缓存大小和平均传输负载之间的权衡被认为是。首先，在未编码的高速缓存放置的约束下的逆边界（即，每个用户直接存储库位的子集）。然后，每个用户都要求一个不同的文件（可能为$N \geq K$）的情况下的高速缓存方案被证明是最佳的约束下的未编码的缓存位置。当（i）对于每个需求类型（即，当所要求的文件不一定是不同的时），以及（i i）当不同的所要求的文件的数量不大于四个时。最后，一个两阶段的交付计划的基础上干扰对齐被证明是最佳的，在一个因素为2的约束下，未编码的高速缓存放置的每一个可能的需求。作为一个副产品，所提出的干扰对齐方案，以减少（最坏情况下或平均）负荷的国家的最先进的计划的编码缓存的问题，其中用户可以请求多个文件。
2021-06-12 cs.IT math.IT
Distributed Sensing with Orthogonal Multiple Access: To code or not to Code?
考虑了有限个传感器节点的分布式传感系统的估计失真问题，其中节点观测到一个共同的现象，并通过正交信道将其观测值传输到融合中心。特别是，我们调查是否编码方案（单独的源-信道编码）优于未编码方案（联合源-信道编码）或不。为此，我们明确地推导出不同的节点和信道配置的编码异构传感系统的估计失真。基于这个结果，我们表明，在一个均匀的传感系统具有相同的节点和信道配置，编码方案优于未编码的方案，如果节点的数量是$K=1$或$K=2$。对于具有$K\geq3$节点的同质传感系统和一般的异构传感系统，我们还提出了明确的条件，编码方案比未编码方案的性能更好。此外，我们建议使用混合编码来最小化异构传感系统的估计失真，即，一些节点使用编码方案，而其它节点使用未编码方案。为了确定最优的混合编码策略，我们开发了三种贪心算法，其中纯贪心算法最小化失真贪婪，组贪心算法通过使用一组潜在的子策略来提高性能，排序贪心算法通过使用预先求解的迭代顺序来降低计算复杂性。我们的数值计算和蒙特卡洛结果表明，所提出的算法接近最优策略的平均估计失真。
2020-01-27 cs.IT math.IT
Uncoded Placement Optimization for Coded Delivery
我们认为经典的编码缓存问题所定义的Maddah-Ali和Niesen，其中一个服务器与一个图书馆的$N$文件的大小相等的连接到$K$用户通过一个共享的无错误的链接。每个用户都配备了一个容量为$M$文件的缓存。我们的目标是设计一个静态的内容放置和交付方案，使共享链接的平均负载最小化。我们首先提出了一类集中式编码缓存方案组成的一般内容放置策略指定的文件分区参数，使高效和灵活的内容放置，和一个特定的内容交付策略，使负载降低利用不同用户的共同请求。对于建议的类的计划，我们考虑两种情况下的文件分区参数的优化，这取决于是否允许或不允许一个大子包化级别。在一个不受限制的子包化水平的情况下，我们制定的编码缓存优化，以尽量减少平均负载下的任意文件的流行程度。问题的直接公式化涉及$N2^K$变量。通过施加一些附加条件，将问题归结为一个线性规划问题，其中变量为任意文件流行度下的$N(K+1)$和变量为统一文件流行度下的$K+1$.我们可以恢复Yu { \em et al.}的最优方案的统一文件流行度作为我们的问题的最优解决方案。当一个低的子分组化水平是理想的，我们引入一个子分组化水平的约束，涉及每个文件的$\ell_0$规范。同样，通过施加相同的附加条件，我们可以将问题简化为具有$N(K+1)$变量的两个凸函数（DC）的差的问题，该问题可以被有效地求解。
2018-07-07 cs.IT math.IT
Cyclic Wrap-Around Multi-Access Coded Caching with Private Caches
研究具有私有和访问缓存的循环环绕多址编码缓存问题，基于割集论证推导最优最坏情况传输速率下界，提出一种未编码放置方案，证明其在大内存机制下达到最优。
2024-08-23 cs.IT math.IT
Device-to-Device Coded Caching with Distinct Cache Sizes
本文考虑了一种缓存辅助的设备到设备（D2D）系统，其中用户配备有不同大小的缓存存储器。在低业务量时间期间，服务器将内容放置在用户的高速缓存存储器中，知道用户在高峰业务量时间期间请求的文件将必须仅通过D2D传输来递送。通过联合设计未编码的高速缓存放置和线性编码的D2D递送，最坏情况的D2D递送负载被最小化。接下来，提出了关于具有未编码放置的D2D递送负载的新的下限，并且用于针对若干感兴趣的情况明确地表征具有未编码放置的最小D2D递送负载（MD2D）。特别是，具有相等的高速缓存大小的MD2的特点，它示出了相同的交付负载可以实现在网络中与不相等的高速缓存大小的用户，只要最小的高速缓存大小大于一定的阈值。MD2 Cache还具有小缓存大小机制、大缓存大小机制和三用户情况的特征。提供了基于服务器的递送负载与D2D递送负载的比较。最后，高速缓存辅助的D2D系统和编码的分布式计算（CDC）系统之间的连接和数学上的相似之处进行了讨论。
2019-03-19 cs.IT math.IT
Queued cross-bar network models for replication and coded storage systems
编码技术对于数据中心数据生存性以及减少业务拥塞可能是有用的。我们提出了一种排队交叉网络（QCN）的方法，可用于复制/未编码和编码的存储系统的流量分析。我们开发了一个框架，通过分析它们的冲突图稳定集多面体（SSP）生成QCN率区域（RR）。在这样做的时候，我们应用最近的结果从图论的特定图形SSP的特征。我们的特征SSP的QCN冲突图下的各种流量模式，允许其有效的RR计算。对于未编码的系统，我们将展示如何计算RR和找到速率最优调度算法。对于编码存储，我们开发了一个RR上限，我们提供了一个直观的解释。我们表明，编码存储RR上界是可以实现的，在某些编码系统中，驱动器存储足够的编码信息，以及在某些动态编码系统。数值例子表明，编码存储可以导致约50%的RR量的增益，平均跨交通模式。
2014-06-23 cs.IT math.IT
Fundamental Limits of Caching in Heterogeneous Networks with Uncoded Prefetching
这项工作探讨了编码缓存在异构网络中的基本限制，其中多个（$N_0$）天线/天线，服务于不同的用户相关联（链接）共享缓存，其中每个这样的缓存有助于任意数量的用户。在未编码的缓存放置的假设下，工作得出确切的最佳最坏情况下的延迟和自由度，对于广泛的用户到缓存的关联配置文件，其中每个这样的配置文件描述了有多少用户被每个缓存的帮助。这是通过提出一个信息理论的基础上的索引编码，简洁地捕捉用户到缓存关联的影响，以及通过提出一个编码的缓存方案，最佳地适应的关联配置文件，通过利用编码的好处，共享同一个缓存的用户。这项工作揭示了共享缓存和多个缓存/天线之间强大的相互作用，我们现在可以得出惊人的结论，只要每个缓存至少为$N_0$用户服务，增加一个缓存冗余度可以产生等于$N_0$的DoF增加，而同时-不管简档如何-从1到$N_0$天线将传递时间减少了$N_0$的因子。最后对多文件请求编码缓存的相关问题也得出了一些结论。
2018-11-15 cs.IT math.IT
Analysis of Coded Selective-Repeat ARQ via Matrix Signal-Flow Graphs
我们提出了两个方案的选择性重复ARQ协议的数据包擦除信道与不可靠的反馈：（i）一个混合ARQ协议与软合并在接收机，和（ii）编码的ARQ协议，通过建立在未编码的基线方案的ARQ，开发的Ausavapattanakun和Nosratinia。我们的方法利用离散时间排队和编码理论来分析所提出的数据传输方法的性能。我们结合前向纠错来减少按序传输延迟，并利用矩阵信号流图的方法来分析协议的吞吐量和延迟。我们证明和对比的编码协议的性能与未编码的计划，说明编码传输的好处。
2018-01-31 cs.IT cs.NI math.IT
Rate-Memory Trade-off for Multi-access Coded Caching with Uncoded Placement
我们研究了一个多访问变体的流行的编码缓存框架，它包括一个中央服务器的目录的$N$文件，$K$缓存有限的内存$M$，和$K$用户，这样每个用户都可以访问$L$连续的缓存与循环环绕，并请求一个文件从中央服务器的目录。服务器通过在共享的无错误链路上传输大小为$R$的消息来协助文件传递，目标是表征最佳的速率-内存权衡。Hachem等人先前研究了这种设置，其中导出了可实现的速率和信息理论下限。然而，它们之间的乘法差距被证明与访问程度$L$成线性比例，因此无法建立顺序最优性。最近的一系列工作已经使用了一个自然的映射的编码缓存的问题，以著名的索引编码的问题，以获得更严格的表征的最佳速率-内存权衡的额外假设下，高速缓存存储未编码的内容。我们遵循类似的策略的多访问框架，并提供新的界限的最佳速率-内存权衡$R^*(M)$在所有未编码的布局政策。特别是，我们推导出一个新的可实现的速率为任何$L \ge 1$和一个新的下限，它适用于任何未编码的布局策略和$L \ge K/2$。然后，我们建立了新的可实现的速率和下限之间的（乘法）差距是最多$2$独立的所有参数，从而建立了一个顺序最优的表征$R^*(M)$的任何$L\ge K/2$。这是一个显着的改进，以前已知的差距的结果，虽然在未编码的放置政策的限制。最后，我们还描述了$R^*(M)$的几个特殊情况。
2020-03-07 cs.DC cs.IR cs.IT
Decentralized Uncoded Storage Elastic Computing with Heterogeneous Computation Speeds
针对异构速度下虚拟机动态加入且无法协调存储分配的问题，本文提出DUSEC去中心化无编码存储弹性计算方案，达到闭式最优计算时间，并在MNIST与腾讯云实验中接近CUSEC最优性能。
2024-03-01 cs.IT math.IT
Impact of Different Spreading Codes Using FEC on DWT Based MC-CDMA System
研究了不同扩频码对基于小波变换的MC-CDMA无线通信系统性能的影响。在本文中，我们提出了不同的扩频码（Walsh-Hadamard码，正交Gold码和Golay互补序列）的比特出错率（BER）性能使用前向纠错（FEC）的建议系统。在编码和未编码的情况下，不同的扩频码之间的数据进行了分析和比较。通过计算机模拟发现，无论采用何种扩频码，编码系统的性能都要优于未编码系统，并且在所有调制方案下，编码和未编码的扩频码都具有近似的性质。
2012-07-17 cs.IT cs.PF 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
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
Decoding and Computing Algorithms for Linear Superposition LDPC Coded Systems
本文研究线性叠加系统，其中叠加信号的所有分量都用一个相同的二进制低密度奇偶校验码（LDPC）进行编码。
2019-09-20 cs.IT math.IT
Private Computation with Individual and Joint Privacy
研究了边信息存在下的单服务器私有计算问题。在此问题中，存在一个存储$K$ i.i.d.的服务器。消息，以及具有$M$未编码消息的子集或它们的编码线性组合作为边信息的用户，其中这些消息的身份对于服务器是未知的。用户想要私下计算（通过从服务器下载信息）$D$其他消息的子集的线性组合，其中这些消息的身份必须单独地或共同地保持私密。对于每种设置，我们将容量定义为所有可实现的下载速率的上确界。我们的特点与编码和未编码的SI PC的能力时，需要个人隐私，所有$K, M, D$。我们的研究结果表明，这两种设置具有相同的容量。此外，我们建立了一个非平凡的下限与编码SI的PC的容量时，联合隐私是必需的，一系列的参数$K, M, D$。这个下限是相同的下限，我们以前建立的PC与未编码的SI时，需要联合隐私的容量。
2020-01-19 cs.IT math.IT
Space-time Coded Differential Modulation for Reconfigurable Intelligent Surfaces
本文提出一种集成差分反射调制的差分空时调制方案，以规避可重构智能表面系统中信道状态信息获取难题，并实现误码率增益，仿真验证了其有效性。
2025-08-14 cs.IT math.IT
A Trellis Coded Modulation Scheme for the Fading Relay Channel
针对瑞利衰落环境下的半双工中继信道，提出了一种基于译码转发协议的网格编码调制（TCM）方案。所提出的方案可以实现大于或等于每信道使用一比特（bpcu）的任何频谱效率。提出了一种用于建议TCM方案的近ML解码器。结果表明，这种近ML解码器的高信噪比性能接近最佳ML解码器的性能。这种近ML解码器的高SNR性能与源-中继链路的强度无关，并且接近具有理想源-中继链路的最佳ML解码器的性能。基于导出的成对错误概率（PEP）界，设计准则，以最大限度地提高分集和编码增益。仿真结果表明，所提出的TCM方案的SNR比未编码的通信以及直接传输没有中继有很大的增益。此外，它示出，即使对于未编码的传输方案，在源和中继使用的标签方案（从比特映射到复杂的符号）的选择显着影响BER与SNR性能。我们为$2^l$ -PSK信号集提供了一个很好的标记方案，其中$l\geq 2$是一个整数。
2011-09-05 cs.IT math.IT
Combinatorial Multi-Access Coded Caching with Private Caches
本文研究用户同时连接私有缓存和多个接入缓存的编码缓存问题，提出一种未编码放置下的可实现方案并推导传输次数下界，同时给出最优最坏情况速率的上下界，数值结果表明在用户访问存储量较大时该方案接近下界。
2024-06-30 cs.IT math.IT
Memory-Rate Tradeoff for Caching with Uncoded Placement under Nonuniform Random Demands
对于一个多用户的缓存系统，我们的目标是表征的内存速率权衡与未编码的缓存放置，根据非统一的文件流行度。关注于最近由Yu等人提出的修改的编码缓存方案（MCCS），我们制定的MCCS的缓存布局优化问题，以最大限度地减少不均匀的文件流行度下的平均交付率，限制到一类流行的第一个位置。然后，我们提出了两个信息理论上的平均速率与未编码的位置，一个一般的缓存位置和其他限制的流行第一的位置缓存的下限。通过比较优化的MCCS的平均速率与下限，我们证明了优化的MCCS达到一般的下限为两个用户的情况下，提供准确的内存速率折衷。此外，它获得了基于流行度第一的情况下，一般K用户的不同文件请求的下限。在这两种情况下，我们的研究结果还表明，流行第一的位置是最佳的MCCS，和零填充编码交付中使用的不会导致最优性的损失。对于K个用户有冗余文件请求的情况，我们的分析表明，由于零填充，优化的MCCS和下限之间可能存在差距。接下来，我们充分表征的最佳流行第一的缓存放置MCCS，这是具有一个简单的文件分组结构，可以通过一个有效的算法，使用封闭形式的表达式计算。最后，我们扩展我们的研究，以适应不均匀的文件的流行程度和大小，在那里我们表明，优化MCCS达到了两个用户的情况下，提供确切的内存速率权衡的下限。数值结果表明，对于一般的设置，优化MCCS之间的差距，下限只存在于有限的情况下，是非常小的。
2022-07-27 cs.IT math.IT
Combinatorial Multi-Access Coded Caching: Improved Rate-Memory Trade-off with Coded Placement
本文针对组合多接入编码缓存问题，提出两种基于MDS码编码放置的缓存方案，分别在高内存和低内存区域优于未编码放置最优方案，并推导信息论下界证明其最优性或常数因子近似最优。
2024-01-17 cs.IT math.IT
Combinatorial Multi-Access Coded Caching with Private Caches under Intersecting Index Constraints
研究相交索引约束下的组合多访问编码缓存系统，提出集中式编码缓存方案并刻画速率-存储器折衷，推导下界并通过数值比较验证性能。
2025-06-30 cs.IT math.IT
Golden Space-Time Block Coded Modulation
本文提出了一种适用于慢衰落信道的2 × 2 MIMO系统的分组编码调制方案，其内码为Golden码。该计划是基于一组分区的黄金代码使用双边理想，其规范是一个权力的2。在这种情况下，最小行列式的下界由最小汉明距离给出。的环结构的描述的决定因素建议进一步优化，以改善整体分布的决定因素。性能仿真表明，GC-RS方案实现了显着的增益比未编码的黄金码。
2008-05-29 cs.IT math.IT
An Optimal Linear Error Correcting Delivery Scheme for Coded Caching with Shared Caches
经典的编码缓存设置有利于每个用户有一个专用的缓存。这被推广到更一般的共享缓存方案，并且在[E. Parrinello，A. Unsal，P. Elia，“Fundamental Limits of Caching in Heterogeneous Networks with Uncoded Prefetching，”available on arXiv：1811.06247 [cs.IT]，Nov. 2018].针对这种情况，提出了一种最优的线性纠错传输方案，并建立了相应的峰值速率表达式。此外，提出了一种新的交付计划，它给出了一个改进的速率的情况下，需求是不明确的。
2019-01-08 cs.IT math.IT
Coded Computation over Heterogeneous Clusters
在大规模分布式计算集群（如Amazon EC2）中，有几种类型的“系统噪声”可能导致性能的严重下降：由于有限的通信带宽造成的瓶颈，由于落后节点造成的延迟等。另一方面，这些系统享有丰富的冗余-大量的计算节点和大存储容量。最近的研究结果表明，编码的影响，有效利用计算和存储冗余，以减轻在同质集群中的掉队者和通信瓶颈的影响。在本文中，我们专注于一般的异构分布式计算集群组成的各种不同的计算能力的机器。我们提出了一个编码框架，通过交换冗余来减少计算延迟，从而加快异构集群中的分布式计算。特别是，我们提出了异构编码矩阵乘法（HCMM）算法进行分布式矩阵乘法异构集群，可证明是渐近最佳的广泛的一类处理时间分布。此外，我们表明，HCMM是unboundedly快于任何未编码的计划。为了证明HCMM的实用性，我们在Amazon EC2集群上进行了实验，发现HCMM分别比三种基准负载分配方案（Uniform Uncoded、Load-balanced Uncoded和Uniform Coded）快$61\%$、$46\%$和$36\%$。此外，我们提供了一个泛化的异构环境中的最优负载分配问题，在那里我们考虑到与集群相关的货币成本。我们认为，HCMM是渐近最优的约束条件下的情况下，以及，我们开发了一个启发式算法（HCMM）的负载分配有限的计算任务。
2019-06-19 cs.DC cs.IT math.IT
The Optimal Memory-Rate Trade-off for the Non-uniform Centralized Caching Problem with Two Files under Uncoded Placement
针对非均匀需求下的集中式编码缓存问题，提出了一种新的解决方案。所提出的布局策略的显着特点是，它承认平等的子包化的所有文件，同时允许用户分配更多的缓存的文件更受欢迎。这在传递阶段中创建了自然的广播机会，这同时对请求不同流行度的文件的用户有帮助。对于两个文件的情况下，我们提出了一种新的交付策略的基础上干扰对齐，使每个用户解码他想要的文件后，两层剥离解码器。此外，我们扩展了现有的逆界一致的需求下未编码的位置，非均匀的情况下。为了实现这一点，我们构建$N!$辅助用户，对应于所有排列的$N$文件，每个缓存仔细选择的子包的文件。每个辅助用户提供不同的逆向边界。总的逆界是所有这些$N!$界的最大值。我们证明，我们的两个文件的情况下，可实现的传输速率满足这一逆，从而建立最佳预期的内存速率权衡的情况下，$K$用户和两个文件的任意流行下未编码的位置。
2019-07-25 cs.IT math.IT
Multidimensional Constellations for Uplink SCMA Systems --- A Comparative Study
稀疏码多址接入（Sparse Code Multiple Access，SCMA）是一类非正交多址接入（Non-Orthogonal Multiple Access，NOMA），被提出用于支持上行链路机器类型通信服务。在SCMA系统中，多维星座的设计对系统的性能起着重要的作用。由于多维星座的行为高度依赖于信道的类型，因此采用适合于特定应用的星座至关重要。在本文中，我们首先强调和审查的关键性能指标（KPI）的多维星座，应考虑在其设计过程中的各种渠道的情况。然后，我们提供了一个调查已知的多维星座的SCMA系统的背景下，他们的设计标准。通过大量的仿真，在不同的信道条件下，对未编码的、高速率的和低速率的LTE Turbo编码的SCMA系统的这些星座的性能进行了评估。所有涡轮编码的比较进行比特交织编码调制，级联检测和解码方案。仿真结果表明，满足某一信道场景的KPI的多维星座优于其他星座。此外，未编码系统的比特出错率性能和编码系统的性能与它们的比特标记相关联。系统的性能还显著地取决于多用户检测器在不同信噪比区域的行为。
2018-10-27 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
Golden Space-Time Trellis Coded Modulation
在本文中，我们提出了一种级联编码方案的高速率$2\times 2$多输入多输出（MIMO）系统在慢衰落信道。内码是Golden码\cite{Golden05}，外码是网格码。Golden码的集合分割是专门设计来增加最小行列式的。外部网格码的分支用这些分区标记。网格译码采用维特比译码算法。为了计算分支度量，使用格型球解码器。给出了代码优化的一般框架。通过仿真对所提出的级联方案的性能进行了评估。结果表明，该方案实现了显着的性能增益比未编码的黄金码。
2007-01-11 cs.IT math.IT
Achievable Rates for Four-Dimensional Coded Modulation with a Bit-Wise Receiver
本文研究基于逐比特接收机的四维编码调制可达速率，发现 PM-QPSK 比最佳未编码 4D 星座优约 1 dB，并用 LDPC 码数值结果验证。
2013-10-15 cs.IT math.IT physics.optics
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
On the Placement and Delivery Schemes for Decentralized Coded Caching System
基于分布式内容缓存的网络是一种新的体系结构，以缓解对多媒体流量的持续爆炸性需求。在缓存网络中，编码缓存是最近提出的技术，实现显着的性能增益相比，未编码的缓存方案。在本文中，我们推导出一个平均速率的下限与内存约束的家庭的缓存分配位置和家庭的XOR合作交付。下限启发我们如何放置和交付影响的速率内存权衡。根据这些线索，我们设计了一个新的布局和两个新的交付算法。一方面，新的布局方案可以更灵活地分配缓存分组方案相比。另一方面，新的交付可以利用更多的合作机会相比，已知的计划。模拟验证了我们的想法。
2017-10-13 cs.IT math.IT
Optimal Fairness Scheduling for Coded Caching in Multi-AP Wireless Local Area Networks
本研究针对多AP无线局域网的按需视频流场景，研究编码缓存的比例公平调度下的用户速率分布与可实现速率区域，同时提出低复杂度策略并与未编码缓存、频率复用等现有技术对比。
2023-05-24 cs.IT math.IT
Low Complexity Decoding for Higher Order Punctured Trellis-Coded Modulation Over Intersymbol Interference Channels
网格编码调制（TCM）是一种功率和带宽有效的数字传输方案，它提供了非常低的数据流的结构延迟。传统TCM使用与未编码传输相比基数为两倍的信号星座，其中每个PAM符号具有一位冗余，即，当$2^{n}$表示信号星座的基数时，应用具有速率$\frac{n-1}{n}$的码。最近发表的工作允许速率调整TCM通过打孔的卷积码（CC）上的TCM scheme是basedon.In本文中，它示出了如何打孔的TCM信号发送的符号间干扰（ISI）信道可以顺利地被解码。通过减少状态序列估计，可以在只有很小的性能损失的情况下实现显着的复杂性降低。
2014-05-27 cs.IT math.IT
On the Coded Caching Delivery Design over Wireless Networks
编码缓存是一种很有前途的网络负载迁移技术，在高峰时段，它获得了比未编码缓存更显着的收益。编码缓存方案可以分为两种类型，即集中式和分散式方案，根据放置过程是精心设计的还是随机操作的。然而，前面的大多数分析都假设服务器和用户之间的连接是无错误的。在本文中，我们探讨了编码缓存的无线网络中，所有连接的无线链路是不同的交付设计。对于集中和分散的情况下，我们提出了两个交付计划，即正交交付计划和并发交付计划。我们专注于满足系统请求所花费的传输时隙，并证明了对于集中式和分散式的情况下，并发交付总是优于正交交付方案。此外，对于正交传输方案，我们推导出分散和集中的情况下，这基本上是不超过1.5之间的传输时间方面的差距。
2016-11-15 cs.IT math.IT
Decentralized Coded Caching Without File Splitting
编码缓存技术是减少无线网络中冗余业务的一种有效技术。现有的编码高速缓存方案需要将文件分割成可能大量的子文件，即，它们执行编码的子文件高速缓存。在缓存过程中保持文件的完整性实际上是很有吸引力的，因为它的实现更简单。然而，很少有人知道这种编码文件缓存在降低数据传输速率的有效性。在本文中，我们提出了这样一个文件缓存方案，它使用一个分散的算法的内容放置和一个在线集团覆盖或匹配算法的丢失数据的交付。我们使用微分方程方法推导出这两种方案的预期传输率的近似值，并通过浓度分析和计算机模拟证明它们是紧的。我们的数值结果表明，建议的编码文件缓存是显着更有效的比未编码的缓存在降低交付率。此外，我们显示了所提出的方案的性能的额外改进时，其应用程序扩展到子文件缓存与少量的子文件。
2019-01-30 cs.IT math.IT
Network Coded Handover in IEEE 802.11
我们提出了一个网络编码切换的两个IEEE 802.11接入点（AP）之间移动的站。为了解决这种新提出的框架上的小小区WiFi到WiFi AP切换，我们提出了一种新的模型的分布式协调功能（DCF）的WiFi IEEE 802.11与固定的平均竞争窗口。我们提供了一个单一的数据包传输模型，已扩展到N-数据包传输模型，并没有碎片。我们还为未编码/编码的数据包广播的N-数据包传输建模，以比较IEEE 802.11不可靠的可靠的编码广播与ACK。我们分析了所有的延迟，单播和广播传输，考虑的情况下，与一个WiFi AP的拓扑切换前。利用一组模型及其相应的平均完成时间（延迟），我们分析了不同机制的性能。最后，我们提供了一种新的配方的边缘切换时，站是移动的，允许导出的最佳传输策略，可以定义一个最佳的时间，当切换到其他AP的网络编码。
2018-09-10 cs.IT math.IT
Coded Multicast Fronthauling and Edge Caching for Multi-Connectivity Transmission in Fog Radio Access Networks
本文研究了在雾天无线接入网（F-RAN）系统中采用编码多播技术的优点。在该系统中，基带处理单元（BBU）池中的控制单元（CU）通过有限容量的多播前传链路连接到分布式边缘节点（EN），并且EN具有基带处理和缓存能力。每个用户设备（UE）请求在CU处可用的内容库中的文件，并且所请求的文件由最近的EN基于缓存的内容和在多播前传链路上接收的信息来服务。编码多播前传的性能进行了研究的前提下，管道传输的前传和边缘链路和单用户的编码和解码策略的基础上的硬传输文件的前传链路上的假设下，所请求的内容的传递延迟。大量的数值结果提供了验证的编码多播方案相比，未编码的单播和多播策略的优势。
2017-05-11 cs.IT math.IT
On sparse sensing and sparse sampling of coded signals at sub-Landau rates
在最近的工作中，信息论的理解进展连续未编码信号的稀疏采样超过朗道率的采样率。这项工作检查稀疏采样的编码信号在子朗道采样率。它示出，与编码信号的朗道条件可以放宽和信号重建和支持检测所需的采样率可以低于有效带宽。等价地，在相应的稀疏感知问题中的测量的数量可以小于支持大小。信息速率和信号和支持检测性能的严格界限推导出高斯稀疏采样信道和频率稀疏信道使用的上下文状态相关的信道。通过仿真验证了支撑检测结果。当系统是高维的时，所需的SNR被示出为有限的，但是高并且随着采样率的减小而上升，在一些实际应用中，可以通过减少关于支持的先验不确定性（例如，通过将频率支持集中到有限数量的子带中）来降低SNR。
2013-03-01 cs.IT math.IT
Punctured Trellis-Coded Modulation
在经典的网格编码调制（TCM）中，当与未编码的传输相比时，应用两倍基数的信号星座，使得能够传输每个PAM符号的一个冗余比特，即，当$2^{K+1}$表示信号星座的基数时，$\frac{K}{K+1}$的速率。为了支持不同的速率，多维（即，$\mathcal{D}$（$\mathcal{D}$ -维）星座已经通过组合随后的一维或二维调制步骤而被提出，从而导致每实维具有$\frac{1}{\mathcal{D}}$比特冗余的TCM方案。相比之下，在本文中，我们提出了执行速率调整TCM通过打孔的卷积码（CC）上的TCM方案是basedon. It示出，由于非平凡的映射的情况下，打孔的CC的输出符号的信号点，相应的维特比解码器算法的修改和优化的CC和打孔方案是必要的。
2013-01-17 cs.IT math.IT
Efficient File Delivery for Coded Prefetching in Shared Cache Networks with Multiple Requests Per User
我们考虑一个集中式缓存网络，其中一个服务器服务于几组用户，每个用户都有一个共同的共享同质固定大小的缓存，并请求任意多个文件。采用现有的编码预取方案，其中每个文件被分成多个片段，并且每个高速缓存存储多个编码分组，每个编码分组通过对来自不同文件的片段进行异或而形成。对于这样一个系统，我们提出了一个有效的文件传输方案与明确的结构，由服务器，以满足任意多个请求的所有用户组。具体地，基于编码的文件片段的组成，将每个高速缓存的存储的编码分组分类为四种类型。提出了一种先分别传递每种类型数据包的一部分，然后在最后一级组合传递其余不同类型数据包的传递策略。分析了该方案的传输速率和最坏传输速率。我们表明，我们的缓存模型和交付计划可以将一些现有的编码缓存计划作为特殊情况。此外，对于统一请求和未编码预取的特殊情况，我们与现有的结果进行了比较，并表明我们的方法可以实现较低的交付率。我们还提供了所提出的计划的交付率的数值结果。
2018-08-02 cs.IT math.IT
Caching and Coded Delivery over Gaussian Broadcast Channels for Energy Efficiency
考虑了高速缓存辅助的$K$ -用户高斯广播信道（BC）。发射机有一个$N$等速率文件库，每个用户都需要一个。研究了等容量接收机缓存对满足所有用户需求所需的最小发射功率的影响。考虑到整个库中的均匀随机需求，研究了最小平均功率（所有需求组合的平均值）和最小峰值功率（满足所有需求组合所需的最小功率）。上限上的最小所需的平均和峰值发射功率作为缓存容量的函数，考虑集中式和分散式缓存。假设未编码的高速缓存放置的最小所需的平均和峰值功率值的下限也来自。峰值和平均功率值的界限被证明是紧密的集中的情况下，通过数值模拟。本文中的结果表明，主动缓存和编码交付可以提供显着的节能无线网络。
2018-04-30 cs.IT math.IT
Turbo Coded Single Sideband OFDM-OQAM Signaling through Frequency Selective Rayleigh Fading Channels
IIT Kanpur（坎普尔印度理工学院）
本文提出了一种基于涡码和子载波分集的OFDM-OQAM信号传输方案，通过根升余弦脉冲和希尔伯特变换实现复值滤波，以提高在频率选择性瑞利衰落信道中传输的BER性能。
2026-02-21 cs.IT math.IT
