TTCM-aided rate-adaptive distributed source coding for Rayleigh fading channels

Adaptive turbo-trellis-coded modulation (TTCM)-aided asymmetric distributed source coding (DSC) is proposed, where two correlated sources are transmitted to a destination node. The first source sequence is TTCM encoded and is further compressed before it is transmitted through a Rayleigh fading channel, whereas the second source signal is assumed to be perfectly decoded and, hence, to be flawlessly shown at the destination for exploitation as side information for improving the decoding performance of the first source. The proposed scheme is capable of reliable communications within 0.80 dB of the Slepian-Wolf/Shannon (SW/S) theoretical limit at a bit error rate (BER) of 10-5. Furthermore, its encoder is capable of accommodating time-variant short-term correlation between the two sources

Pairwise Check Decoding for LDPC Coded Two-Way Relay Block Fading Channels

Partial decoding has the potential to achieve a larger capacity region than full decoding in two-way relay (TWR) channels. Existing partial decoding realizations are however designed for Gaussian channels and with a static physical layer network coding (PLNC). In this paper, we propose a new solution for joint network coding and channel decoding at the relay, called pairwise check decoding (PCD), for low-density parity-check (LDPC) coded TWR system over block fading channels. The main idea is to form a check relationship table (check-relation-tab) for the superimposed LDPC coded packet pair in the multiple access (MA) phase in conjunction with an adaptive PLNC mapping in the broadcast (BC) phase. Using PCD, we then present a partial decoding method, two-stage closest-neighbor clustering with PCD (TS-CNC-PCD), with the aim of minimizing the worst pairwise error probability. Moreover, we propose the minimum correlation optimization (MCO) for selecting the better check-relation-tabs. Simulation results confirm that the proposed TS-CNC-PCD offers a sizable gain over the conventional XOR with belief propagation (BP) in fading channels.Comment: to appear in IEEE Trans. on Communications, 201

Coded DS-CDMA Systems with Iterative Channel Estimation and no Pilot Symbols

In this paper, we describe direct-sequence code-division multiple-access (DS-CDMA) systems with quadriphase-shift keying in which channel estimation, coherent demodulation, and decoding are iteratively performed without the use of any training or pilot symbols. An expectation-maximization channel-estimation algorithm for the fading amplitude, phase, and the interference power spectral density (PSD) due to the combined interference and thermal noise is proposed for DS-CDMA systems with irregular repeat-accumulate codes. After initial estimates of the fading amplitude, phase, and interference PSD are obtained from the received symbols, subsequent values of these parameters are iteratively updated by using the soft feedback from the channel decoder. The updated estimates are combined with the received symbols and iteratively passed to the decoder. The elimination of pilot symbols simplifies the system design and allows either an enhanced information throughput, an improved bit error rate, or greater spectral efficiency. The interference-PSD estimation enables DS-CDMA systems to significantly suppress interference.Comment: To appear, IEEE Transactions on Wireless Communication

LDPC-coded modulation for transmission over AWGN and flat rayleigh fading channels

La modulation codée est une technique de transmission efficace en largeur de bande qui intègre le codage de canal et la modulation en une seule entité et ce, afin d'améliorer les performances tout en conservant la même efficacité spectrale comparé à la modulation non codée. Les codes de parité à faible densité (low-density parity-check codes, LDPC) sont les codes correcteurs d'erreurs les plus puissants et approchent la limite de Shannon, tout en ayant une complexité de décodage relativement faible. L'idée de combiner les codes LDPC et la modulation efficace en largeur de bande a donc été considérée par de nombreux chercheurs. Dans ce mémoire, nous étudions une méthode de modulation codée à la fois puissante et efficace en largeur de bande, ayant d'excellentes performances de taux d'erreur binaire et une complexité d'implantation faible. Ceci est réalisé en utilisant un encodeur rapide, un décoder de faible complexité et aucun entrelaceur. Les performances du système proposé pour des transmissions sur un canal additif gaussien blanc et un canal à évanouissements plats de Rayleigh sont évaluées au moyen de simulations. Les résultats numériques montrent que la méthode de modulation codée utilisant la modulation d'amplitude en quadrature à M niveaux (M-QAM) peut atteindre d'excellentes performances pour toute une gamme d'efficacité spectrale. Une autre contribution de ce mémoire est une méthode simple pour réaliser une modulation codée adaptative avec les codes LDPC pour la transmission sur des canaux à évanouissements plats et lents de Rayleigh. Dans cette méthode, six combinaisons de paires encodeur modulateur sont employées pour une adaptation trame par trame. L'efficacité spectrale moyenne varie entre 0.5 et 5 bits/s/Hz lors de la transmission. Les résultats de simulation montrent que la modulation codée adaptative avec les codes LDPC offre une meilleure efficacité spectrale tout en maintenant une performance d'erreur acceptable