Diversity of MIMO Multihop Relay Channels
我们考虑慢衰落中继信道与一个单一的多天线源-目的地终端对。源信号通过N-1层中继经过N跳到达目的地。我们分析了这样的信道的多样性与固定的网络规模在高信噪比。在集群的情况下，在同一层内的中继可以有充分的合作，合作解码和转发（DF）计划被证明是最佳的分集复用权衡（DMT）。得到了DMT的上界，即割集界。在非集群的情况下，我们表明，天真的放大和转发（AF）计划具有最大的信道复用增益，但在多样性是次优的，相比割集界。通过对多跳信道的并行划分，引入空时中继处理，提高了分集性能。这个想法是让源信号在多跳信道中通过K个不同的“AF路径”。这种并行AF方案在时域中创建并行信道，并且如果分区被适当地设计，则具有最大分集。由于该方案一般不能实现最大复用增益，因此我们提出了一种由并行AF方案构建的翻转转发（FF）方案。结果表明，FF方案实现了最大的多样性和复用增益在任意大小的分布式多跳信道。为了实现中继策略所承诺的DMT，还提出了近似通用的编码方案。
2007-08-02 cs.IT math.IT
Asymptotic Outage Probability Analysis for General Fixed-Gain Amplify-and-Forward Multihop Relay Systems
在本文中，我们提出了一个固定增益放大转发（AF）多跳中继链路在高信噪比制度的中断概率的分析。我们的分析利用梅林变换的属性，即使当每跳信道增益坚持完全不同的衰落模型，推导出一个渐近近似是准确的。本文的主要结果是中断概率的一般表达式，它是每跳信道增益的梅林变换的函数。此外，我们明确地计算四个不同的系统的渐近中断概率，从而在每个系统中的每跳信道坚持要么Nakagami-m，威布尔，Rician，或霍伊特衰落配置文件，但其中的分布参数可能会有所不同，从跳到跳。这一分析导致我们的第二个主要结果，这是一个半一般的封闭式公式一般固定增益AF多跳系统的中断概率。我们利用该公式来分析四跳系统的示例场景，其中每跳信道遵循上述四个衰落模型，即，第一个信道是Nakagami-m衰落，第二个信道是Weibull衰落，等等。最后，我们提供了仿真结果来证实我们的分析。
2012-06-14 cs.IT math.IT
Joint Channel Estimation and Data Detection for Multihop OFDM Relaying System under Unknown Channel Orders and Doppler Frequencies
研究了时变信道下多跳中继正交频分复用（OFDM）系统的信道估计和数据检测问题。不同于以往的工作，高度依赖于统计信息的双选择性信道（DSC）和噪声提供准确的信道估计和数据检测结果，我们专注于更实际的情况下，未知的信道阶数和多普勒频率。首先，我们整合多链路，多跳信道矩阵成一个复合信道矩阵。然后，我们制定了未知的信道使用广义复指数基扩展模型（GCE-BEM）与一个大的过采样因子，以引入信道稀疏的延迟多普勒域。为了能够识别非零条目，采用具有Gamma超先验的稀疏增强高斯分布。在变分推理框架下提出了一种迭代算法。该算法在一个OFDM符号中仅使用有限的导频子载波，迭代估计信道，利用Viterbi算法恢复未知数据，并学习信道和噪声统计信息。仿真结果表明，在不需要任何统计信息的情况下，该算法的性能与最优信道估计和数据检测算法非常接近，而最优信道估计和数据检测算法需要系统结构、信道抽头位置、信道长度、多普勒频移以及噪声功率等具体信息。
2012-05-24 cs.IT math.IT
LT Codes Combined with Network Coding for Multihop Powerline Smart Grid Networks
本文介绍了一种新的方法，结合卢比变换（LT）代码和网络编码（NC）的背景下，电力线通信（PLC）智能电网网络。多跳传输的LT编码的数据在PLC网络被认为是和算法相结合的数据在中继节点提出。不需要解码然后重新编码总的接收数据流，中继节点可以转发接收数据流，同时添加它们自己的数据。仿真结果证实了所提出的算法的良好性能。
2015-09-20 cs.IT math.IT
Interference Suppression and Group-Based Power Adjustment via Alternating Optimization for DS-CDMA Networks with Multihop Relaying
本文提出了一种适用于多跳DS-CDMA网络和解码转发（DF）协议的联合干扰抑制和功率分配算法。提出了一种基于组功率约束的中继间联合功率分配方案和干扰抑制线性接收机设计方案。一个有约束的最小均方误差（MMSE）设计的接收滤波器和功率分配向量的MMSE信道估计器一起设计。为了有效地解决所提出的优化问题，提出了一种有效用户组的形成方法和一种交替优化策略，采用递归交替最小二乘（RALS）算法对接收机参数、功率分配和信道进行估计。仿真结果表明，所提出的算法获得显着的增益在现有的计划的容量和性能。
2013-04-06 cs.IT math.IT
Rate and Power Adaptation for Multihop Regenerative Relaying Systems
在这项工作中，我们提供了一个全球性的框架分析的多跳中继系统，其中发射机（TX）与接收机（RX）通过一组中间中继部署在串联或并联。假设基于再生的中继方案，诸如重复编码的解码转发（DF），其中解码是基于阈值的。为了反映广泛的衰落，我们介绍了广义$H$函数（也称为福克斯- $H$函数）分布模型，使无线电频率（RF）衰落，如威布尔和伽马，以及自由空间光学（FSO），如双广义伽马和马拉加衰落的建模。在这种情况下，我们介绍了各种功率和速率自适应政策的基础上，在TX和RX的信道状态信息（CSI）的可用性。最后讨论了中继拓扑结构、中继数目和衰落模型等因素对链路自适应策略性能可靠性的影响。
2021-07-06 cs.IT eess.SP math.IT
On the Performance of Multihop THz Wireless System Over Mixed Channel Fading with Shadowing and Antenna Misalignment
现有的中继辅助太赫兹（THz）无线系统仅限于双跳传输，存在指向误差和短时衰落，没有考虑阴影效应。本文分析了在阴影衰落和天线失调误差下，多跳辅助回程通信与接入链路混合的性能。我们推导出统计结果的信噪比（SNR）的多跳链路考虑独立的，但不相同的分布（i.ni.d）$α$ - $μ$衰落信道与指向错误采用信道辅助（CA）和固定增益（FG）放大转发（AF）中继的每一跳。我们分析了中断概率，平均误码率，遍历容量性能的混合系统考虑广义$K$阴影衰落模型与AF和解码转发（DF）协议的接入链路。我们推导出CA-多跳系统与DF中继的最后一跳和FG-多跳系统使用FG和DF中继在最后一个中继的性能上界的性能指标的精确表达式。我们还开发了渐近分析，在高信噪比，以获得系统的分集阶数，并使用计算机模拟提供设计和部署方面的多个中继在回程链路，以扩展太赫兹无线传输的通信范围。
2022-04-08 cs.IT eess.SP math.IT
Secure Transmission in Linear Multihop Relaying Networks
研究了大规模二维空间中存在随机分布窃听者的线性多跳网络的设计和保密性能。根据是否有反馈从接收器到发送器，我们研究了两种传输方案：开-关传输（OFT）和非开-关传输（NOFT）。在OFT方案中，如果瞬时接收信噪比（SNR）下降到给定阈值以下，则传输被暂停，而在NOFT方案中不存在传输暂停。我们调查的线性多网络的最佳设计方面的窃听码的最佳速率参数以及最佳跳数。这些设计参数是高度相关的，因为更多的跳减少了每跳通信的距离，这完全改变了窃听编码速率的最佳设计。尽管分析困难，我们能够表征的最佳设计和由此产生的安全传输吞吐量在数学上易于处理的形式在高信噪比制度。我们的数值结果表明，我们的分析结果在高信噪比制度是准确的，在实际的SNR值。因此，这些结果为设计具有目标物理层安全性能的线性多跳网络提供了有用的指导。
2017-11-06 cs.IT math.IT
A Novel Cooperative Strategy for Wireless Multihop Backhaul Networks
5G无线网络架构将为室外和室内流量带来称为{ \em small cells}的密集基站部署。其密集部署的可行性取决于高数据速率传输网络的存在，该高数据速率传输网络可以提供从数据业务发起和终止的聚合节点到每个这样的小小区的高数据回程。由于高频带中的无线电信号的有限范围，可能需要在每个接入节点和聚合节点之间建立多跳无线连接。在本文中，我们提出了一种新的传输方案，用于5G网络的无线多跳回程。该方案由1）{ \em组连续中继}和2）优化的量化映射和转发（QMF）编码方案组成，所述\em建立中继调度以有效地利用半双工中继，所述优化的量化映射和转发（QMF）编码方案改善QMF的性能并降低解码复杂度和延迟。我们推导出该方案的可实现速率区域，并在渐近情况下获得了几种感兴趣的网络模型的封闭形式的表达式。结果表明，该方案提供了一个显着的增益超过多跳路由（基于解码和转发），这是目前提出的无线多跳回程网络的解决方案。此外，性能差距随着网络变得更密集而增加。对于所提出的方案，我们然后开发能源效率的路由，确定{ \em组}的参与中继每一跳。为了反映路由算法中使用的度量，我们将其称为{ \em干扰治理}路由。通过将干扰转化为有用的信号，与其他路由方案相比，每个中继需要较低的传输功率来实现期望的性能。最后，我们提出了一个低复杂度的连续解码器，这使得它可以在实际中使用所提出的方案。
2015-08-01 cs.IT math.IT
Joint Maximum Sum-Rate Receiver Design and Power Adjustment for Multihop Wireless Sensor Networks
在本文中，我们考虑了一个多跳无线传感器网络（WSN）与多个中继节点的每一跳的放大和转发（AF）计划。我们提出了一种策略，通过交替优化的方法，最大限度地提高无线传感器网络的总速率的线性接收机和功率分配参数联合设计。我们推导出约束最大和速率（MSR）的表达式，以及一种算法来计算线性接收机和功率分配参数的最佳复放大系数为每个中继节点。计算机模拟表明，我们提出的方法在和速率方面与等功率分配的方法相比，具有良好的性能。
2013-03-15 cs.IT math.IT
On the Performance of Multihop-Intervehicular Communications Systems over n*Rayleigh Fading Channels
研究了具有再生中继和非再生中继的多跳车间通信系统的性能。我们认为所谓的“n* 瑞利分布”作为一个足够的多径衰落信道模型的车辆到车辆的通信场景。我们推导出一种新的近似中断概率的最大比合并（MRC）分集接收。此外，我们分析了衰落的数量和优化的功率分配的调查情况。数值结果表明，再生系统是更有效的比非再生系统时，级联阶数（n）是小的，然而，对于大的n，我们的研究结果表明，这两种中继技术的性能是相当相似的。
2016-09-01 cs.IT math.IT
Communications with decode-and-forward relays in mesh networks
我们认为网状网络组成的中继节点的解码和转发模式，其中每个节点从一组中继信息到下一组中的所有节点组。我们在两种设置中研究这些网络，一种是节点具有来自传输给它们的节点的完整信道状态信息，另一种是它们只有信道的统计信息。我们推导出节点错误概率的递归表达式，并给出了这些网络中使用的检测器的几种实现。我们比较网状网络与多跳网络，后者是由一组多个中继节点的平行部分。我们证明了大量的模拟，在各种情况下，在多跳网络的网状网络的性能有显着的改善。
2012-10-16 cs.IT math.IT
Ultra-Reliable and Low-Latency Short-Packet Communications for Multihop MIMO Relaying
本文研究了短分组通信下的多跳多输入多输出中继网络，以实现超可靠性和低延迟通信。我们假设在发射侧利用发射天线选择（TAS）方案，而在接收侧利用选择组合（SC）或最大比组合（MRC）来实现分集增益。对于准静态瑞利衰落信道和有限块长度制度，我们推导出近似封闭形式的表达式的端到端（e2 e）块出错率（BLER）的TAS/MRC和TAS/SC计划。在高信噪比制度的渐近性能推导出，从TAS/MRC和TAS/SC计划的分集阶数，e2 e的BLER损失，和SNR差距的比较。还分析了所考虑的方案的e2 e延迟和吞吐量。通过蒙特卡罗模拟证实了我们分析的正确性。
2021-12-20 cs.IT eess.SP math.IT
Power Control and Soft Topology Adaptations in Multihop Cellular Networks with Multi-Point Connectivity
LTE标准考虑使用中继来增强小区边缘附近的覆盖。在传统拓扑中，移动设备可以建立到基站（BS）的直接链路或到中继站的链路，但不能同时建立两者。在本文中，我们考虑的好处，多点连接，允许用户设备（UE）分裂他们的发射功率同时链接到BS和中继，实际上发送两个并行流。我们对UE的决策进行建模，以：（i）连接到哪个接入点（中继或中继和BS或仅BS）;以及（ii）如何在这些链路上分配发射功率，以便最大化其总速率。我们表明，这种灵活性的接入点的选择导致大量的网络容量增加时，节点在一个固定的网络拓扑结构。由于干扰和回程链路过载的可能性，UE在接入点和发射功率方面的个体自适应是相互依赖的。我们表明，这些决定可以收敛，没有任何明确的合作，并得出一个封闭形式的发射功率电平的表达式。
2015-01-16 cs.IT math.IT
On the Computation of the Higher-Order Statistics of the Channel Capacity for Amplify-and-Forward Multihop Transmission
信道容量的高阶统计量（HOS）提供关于以特定速率的信号传输的可靠性水平的有用信息。在这封信中，我们提出了一种新的和统一的分析，这是基于矩生成函数（MGF）的方法，有效地和准确地计算HOS的信道容量放大和转发多跳传输广义衰落信道。更确切地说，我们的数学公式是易于使用和易于处理的，特别是只需要的瞬时信号-噪声比分布的传输跳的倒数MGF。数值和模拟结果表明，所提出的基于MGF的分析的实用性，是在完美的协议。
2012-08-20 cs.IT math.IT math.PR
Opportunism in Multiuser Relay Channels: Scheduling, Routing and Spectrum Reuse
为了理解中继辅助蜂窝多跳网络中多用户分集技术的关键优点，本文分析了机会（即，信道感知的）调度算法在衰落多用户中继信道上，其中$K$用户处于大（但有限）数量用户的渐近状态。使用极值理论的工具，我们的特点是限制分布的频谱效率集中在I型收敛，并利用它在调查的大系统行为的多用户中继信道的用户数和物理信道信噪比（SNR）的函数。我们的分析结果在大（但有限）的$K$制度非常准确的公式，从多跳路由和频谱重用政策的潜在性能增强机会主义调度的多用户分集增益的存在下，提供了见解，并有助于确定的制度和条件，中继辅助多用户通信提供了一个明显的优势，直接多用户通信。
2007-08-16 cs.IT math.IT
Jointly Optimal Channel Pairing and Power Allocation for Multichannel Multihop Relaying
研究了多信道多跳中继网络中的信道配对和功率分配问题，以提高端到端的数据率。放大转发（AF）和解码转发（DF）中继策略被认为是。给定固定的功率分配的信道，我们表明，在多跳的信道配对可以分解成独立的配对问题，在每个中继，排序的SNR信道配对策略是速率和最优的，每个中继配对其输入和输出信道的SNR顺序。对于在总功率和个体功率约束下的信道配对和功率分配的联合优化问题，我们证明了该问题可以解耦为两个子问题分别求解。通过观察联合最优解中的排序SNR和排序信道增益之间的等效性来建立该分离原理。它大大降低了寻找联合最优解的计算复杂性。由此可见，联合优化中的信道配对问题可以基于排序的信道增益再次分解为每个中继处的独立配对问题。最后给出了DF中继功率分配的最优解和AF中继的渐近最优解。数值结果表明，显着的性能增益的联合最优解决方案比一些次优的替代品。它也被观察到，更多的增益是从最佳的信道配对比最佳的功率分配，通过明智地利用多个信道之间的变化。通过数值算例研究了信道增益、信道数和跳数的变化对性能增益的影响。
2015-12-11 cs.IT cs.NI cs.PF
On the Stability Region of Amplify-and-Forward Cooperative Relay Networks
本文研究了一种具有衰落状态的放大转发中继网络。放大转发方案（及其变体）是实现无线网络中协作通信的核心机制，因此理解放大转发方案下的网络稳定区域是非常重要的。然而，在采用放大转发的中继网络中，节点之间的交互是根据实值"分组“（信号）而不是离散分组（比特）来描述的。这限制了中继节点以期望的速率重新编码分组。因此，采用放大转发方案的中继网络的稳定性分析绝不是基于分组的网络中的稳定性分析的简单扩展。本文给出了四节点中继网络稳定域的特征，并提出了一种简单的联合调度和速率分配的吞吐量优化算法。
2009-08-06 cs.IT math.IT
Multihop Optical Wireless Communication Over ${\cal{F}}$-Turbulence Channels and Generalized Pointing Errors with Fog-Induced Fading
多跳中继是光无线通信中一种很有潜力的信道损伤抑制技术。在本文中，多个固定增益放大和转发（AF）中继，以提高OWC性能的大气湍流，指向误差和雾的综合影响下。我们考虑了一个远程OWC链路的大气湍流的Fisher-Snedecor ${\cal{F}}$分布，指向误差的广义非零bobbin模型，和随机路径损耗由于雾。我们还考虑了一个短距离OWC系统忽略大气湍流的影响。我们推导出新的概率密度函数（PDF）和累积分布函数（CDF）的端到端的信号噪声比（SNR）的短距离和长距离的多跳OWC系统的上界开发精确的统计结果下的${\cal{F}}$湍流信道，非零botherboard指向错误，和雾引起的衰落的综合影响下的单跳OWC系统。基于这些表达式，我们提出了中断概率（OP）和平均误码率（ABER）性能的分析表达式所考虑的OWC系统涉及单变量福克斯的H和梅杰的G功能。此外，在高信噪比区域的中断概率的渐近表达式，开发使用简单的伽马函数提供的信道和系统参数的影响的见解。推导出的解析表达式进行了验证，通过蒙特卡洛模拟，并与单跳传输的比较，OWC的性能与中继节点的数量的缩放证明。
2022-04-16 cs.IT math.IT
Optimal Relay Power Allocation for Amplify-and-Forward Relay Networks with Non-linear Power Amplifiers
在本文中，我们提出了一个最佳中继功率分配的放大转发中继网络与非线性功率放大器。基于Bussgang线性化理论，将非线性放大过程描述为线性系统，便于分析系统性能。为了获得空间分集，我们设计了一个完整的非线性失真感知接收机的实用框架。考虑总中继功率约束，我们提出了一个最佳的功率分配方案，以最大限度地提高接收机的信噪比。仿真结果表明，所提出的中继功率优化分配方法确实能够提高系统容量，抵抗非线性失真。它也被验证，所提出的传输方案优于其他传输方案不考虑非线性失真。
2011-04-30 cs.IT math.IT
A Supervised-Learning Detector for Multihop Distributed Reception Systems
我们考虑一个多跳分布式上行链路接收系统，其中$K$用户发送独立的消息到一个数据中心的$N_{\rm r} \geq K$接收天线，与多跳中间中继的帮助。特别地，为了功率效率，数据中心的每个天线都配备有一位模数转换器（ADC）。在该系统中，由于端到端通道传递函数（由继电器操作和1位ADC创建）的非线性，开发低复杂度检测器极具挑战性。此外，没有有效的方法来估计这样的复杂的函数与有限数量的训练数据。出于这一动机，我们提出了一个监督学习（SL）检测器，通过引入一种新的Bernoulli类模型，其中训练数据直接用于设计检测器，而不是估计信道传递函数。结果表明，建议的SL检测器优于现有的SL检测器基于高斯模型的一位量化（二进制观测）系统。此外，我们显着降低了所提出的SL检测器使用快速kNN算法的复杂性。仿真结果表明，所提出的SL检测器可以产生一个有吸引力的性能与一个显着降低的复杂度。
2018-12-10 cs.IT math.IT
Amplify-and-Forward in Wireless Relay Networks
一般类的无线中继网络与一个单一的源-目的地对。网络中的中间结点采用放大转发方案来中继它们的输入信号。在这种情况下，从源经由中继到目的地的整个输入-输出信道有效地表现为具有有色噪声的码间干扰信道。与以前的工作不同，我们制定的最大可达速率在这种设置的问题作为一个优化问题，没有假设的网络规模，拓扑结构，和接收的信噪比。以前的工作只考虑继电器使用所有功率放大接收信号的情况。我们证明，这可能并不总是最大化放大转发中继网络中的最大可实现速率。所提出的配方使我们不仅可以恢复已知的结果的放大和转发方案的性能为一些简单的中继网络，但也表征性能更复杂的放大和转发中继网络，不能在一个简单的方式使用现有的方法来解决。使用割集参数，我们得出简单的上限一般无线中继网络的容量。通过各种例子，我们表明，一个大类的放大转发中继网络可以实现这些上界的常数因子内的网络参数渐近速率。
2011-06-01 cs.IT math.IT
Multiplexing Gain of Amplify-Forward Relaying in Wireless Multi-Antenna Relay Networks
本文研究了一般的多天线多中继网络。网络的每两个节点要么通过瑞利衰落信道连接在一起，要么断开。我们研究了在高信噪比制度的网络的遍历容量。我们证明了传统的放大转发中继实现了网络的最大复用增益。此外，我们证明了网络的最大复用增益等于网络的底层图的最小顶点割集，这可以在多项式时间内计算的网络节点的数量。最后，该论点扩展到多播和多址接入的情况下。
2009-12-20 cs.IT math.IT
Coverage Region Analysis for MIMO Amplify-and-Forward Relay Channel with the Source to Destination Link
本文研究和分析了在中继站采用放大转发策略的半双工多输入多输出（MIMO）中继信道的覆盖区域。通过假设混合瑞利和莱斯衰落信道与两种不同的中继站的情况下，我们考虑的目标是最大化的覆盖区域为一个给定的传输速率，并找到最佳的中继位置的意义上最大化的覆盖区域。使用蒙特卡罗模拟，示出了对于不同衰落情况和不同中继站位置的覆盖区域和容量界限。最后，我们比较我们的结果与以前的解码和转发（DF）MIMO中继信道。
2014-10-11 cs.IT math.IT
A Case For Amplify-Forward Relaying in the Block-Fading Multi-Access Channel
本文论证了在慢衰落环境中，多址用户共享一个放大转发中继可以获得显著的增益。建议的协议，即多接入中继放大转发，允许一个低复杂度的中继，并实现了最佳的分集复用权衡高复用增益。协议的分析表明，它均匀地占主导地位的压缩转发策略，并进一步优于动态解码转发协议在高复用增益。所提出的协议的一个有趣的特点是，在高复用增益，它类似于一个多输入单输出系统，并在低复用增益，它为每个用户提供了相同的分集复用权衡，如果没有竞争的中继从其他用户。
2007-01-08 cs.IT math.IT
On Achievable Schemes of Interference Alignment in Constant Channels via Finite Amplify-and-Forward Relays
本文阐述了在恒定信道中通过有限放大转发（AF）中继实现干扰对齐的方案。考虑$K$源与$K$目的地通信，除了中继连接之外没有直接链路。继电器的总数是有限的。目标是实现所有用户对的干扰对齐，以获得其无干扰自由度的一半。一般来说，采用两种策略：在边缘编码和在中间编码，其中继电器表现出不同的角色。的贡献是，两个基本的和关键的元素被捕获，使在这个网络中的干扰对齐：信道随机性或相关性;子空间维度抑制。
2012-11-18 cs.IT math.IT
Differential Amplify-and-Forward Relaying Using Linear Combining in Time-Varying Channels
在无线中继网络中，可以采用差分编码和解码来规避信道估计。本文研究了时变信道中采用线性组合和任意固定组合权值的差动放大转发中继。精确的比特出错率（BER）的分析，获得了该系统使用DBPSK调制和随时间变化的瑞利衰落信道。几组组合权重和在各种衰落情况下的仿真结果验证了分析。
2015-12-04 cs.IT math.IT
Relay Selection for Two-way Relaying with Amplify-and-Forward Protocols
在本文中，我们提出了一个中继选择放大和转发（RS-AF）协议在一般的双向中继网络与两个源和$N$中继。在所提出的方案中，两个源首先同时向所有中继发送信号，然后选择符号和出错率（SER）最小的单个中继将接收到的信号广播回两个源。为了便于选择过程中，我们提出了一个简单的次优Min-Max中继选择标准，其中一个单一的中继，最大限度地减少两个源节点的SER将被选择。仿真结果表明，所提出的最小最大选择具有几乎相同的性能与最优选择具有较低的复杂度。我们还提出了一个简单的渐进SER表达式，并与传统的全参与放大转发（AP-AF）中继方案进行了比较。通过仿真验证了分析结果。为了提高系统的性能，最佳功率分配（OPA）之间的源和中继的渐近SER的基础上确定。仿真结果表明，建议RS-AF计划与OPA产生相当大的性能改善比一个相等的功率分配（EPA）计划，特别是与大量的中继节点。
2011-11-30 cs.IT math.IT
Full-duplex Amplify-and-Forward Relaying: Power and Location Optimization
在本文中，我们考虑了全双工（FD）放大转发（AF）中继系统，并优化其功率分配和中继位置，以最小化系统的符号出错率（SER）。首先，我们推导出的渐进表达式的中断概率和SER性能，考虑到残留自干扰（RSI）的FD系统。然后，我们制定的最小SER标准的基础上的优化问题。分析和数值计算结果表明，优化中继位置和功率分配可以显著提高系统误码率性能，通过优化中继位置和功率分配可以显著降低由中继干扰引起的系统性能地板。
2017-03-21 cs.IT math.IT
SNR Degradation due to Carrier Frequency Offset in OFDM based Amplify-and-Forward Relay Systems
在这封信中，信噪比（SNR）性能的正交频分复用（OFDM）放大转发（AF）中继系统中存在的载波频率偏移（CFO）的衰落信道进行了分析。推导了单中继节点情况下的信噪比表达式，并将其推广到多中继节点情况。分析结果表明，信噪比对频偏十分敏感，而信噪比对频偏的敏感性主要取决于相应链路信道的功率和增益因子。
2017-03-21 cs.IT math.IT
Average Sum-Rate of Distributed Alamouti Space--Time Scheme in Two-Way Amplify-and-Forward Relay Networks
在本文中，我们提出了一种分布式阿拉姆空时码（DASTC）的双向中继网络采用一个单一的放大转发（AF）中继。首先，我们推导出封闭形式的表达式近似的平均和率的建议DASTC计划。我们的分析是通过与蒙特卡洛模拟结果的比较进行验证。数值结果验证了我们所提出的方案的有效性比传统的DASTC与单向通信。
2010-11-05 cs.IT math.IT
Latency Optimization for Wireless Federated Learning in Multihop Networks
ECE Department, University of Alabama in Huntsville（阿拉巴马大学亨茨维尔分校电子与计算机工程系）；VinUniversity（文大学）
针对多跳无线联邦学习的时延最小化问题，提出PAFL框架与结合能量收集的联合优化算法，实现最高69.37%的时延降低。
2025-06-08 cs.AI cs.IT cs.NI
Low Latency Communications
许多应用要求通信方案，最大限度地减少传输延迟，同时达到给定的可靠性水平。一个极端的例子是高频交易，在芝加哥和纽约之间的路线上节省几分之一毫秒就可以改变游戏规则。虽然这种通信通常通过光纤进行，但微波链路可以减少长距离传输的延迟，这是由于更直接的路由和更快的波传播。为了桥接长距离，信息通过多跳中继网络发送。出于这些应用，本文提出了一种信息理论的方法来设计最佳的多跳微波网络，最大限度地减少端到端的传输延迟。为了表征编码引入的延迟，我们推导出多跳网络中可实现的误差指数。我们制定和解决的优化问题，确定放大转发和解码转发继电器的最佳选择。我们提出了几个例子的网络的最佳解决方案。我们证明了在高信噪比的最佳传输方案是所有中继执行放大和转发。然后，我们分析了部署噪声反馈的影响，
2013-02-22 cs.IT math.IT
Outage Probability of Overhearing Amplify-and-Forward Cooperative Relaying
研究了采用空时网络编码（STNC）的偷听放大转发（AF）协作中继的中断性能。首先，这种中继系统的传输协议，即，提出了一种基于STNC的具有偷听AF中继的协作中继（STNC-OHAF）。然后分析了STNC-OHAF的瞬时端到端信噪比表达式。在此基础上，STNC-OHAF在独立但不一定同分布（i.n.i.d）的瑞利衰落信道的中断概率的显式表达式的理论推导。数值结果验证了我们的理论分析，并表明通过引入中继间的偷听，系统的中断性能可以大大改善。它还表明，有一个折衷的系统总中断容量和发送的符号数。
2015-01-04 cs.IT math.IT
Outage Capacity of Bursty Amplify-and-Forward with Incremental Relaying
我们推导出中断容量的突发版本的放大转发（BAF）协议的小信号噪声比时，使用增量中继。我们表明，BAF的中断容量和割集界之间的比率是独立的中继位置和BAF是中断最优的目标速率R的某些条件下。这是相反的解码和转发与增量中继，中继位置强烈地决定了合作协议的性能。我们进一步推导出了由任意数量的中继节点组成的网络的中断容量。在这种情况下，中继器在整个传输块的后续分区中进行传输，并且目的地累积信噪比，直到它能够解码。
2010-01-13 cs.IT math.IT
Distributed Space Time Codes for the Amplify-and-Forward Multiple-Access Relay Channel
在这项工作中，我们提出了一个家庭的空时分组码的多址放大转发中继信道与两个用户和一个单一的半双工中继的建设。假设在发射机处没有信道侧信息，并且不允许它们一起协作。使用分集复用权衡作为评估性能的工具，我们证明了所提出的方案是在一定意义上的最优。此外，我们提供的数值结果表明，新的方案优于正交传输方案，e。G.分时并提供显着的收益。
2008-04-09 cs.IT math.IT
Detectability of Symbol Manipulation by an Amplify-and-Forward Relay
本文研究了源节点依靠中继节点向其他节点转发信息来检测潜在恶意中继节点的问题。考虑了两个源节点同时向中继发送符号的信道模型。中继器被约定以放大转发方式将其接收到的符号转发回源。然而，存在中继可能将改变的符号发送回源的机会。每个源尝试通过将其从中继接收的以其自身发送的符号为条件的符号的经验分布与信道的已知随机特性进行比较来单独地检测中继的这种恶意行为。研究表明，当且仅当信道满足不可操纵的条件时，中继的恶意性才能被渐近检测到，且该条件易于检验.因此，不可操纵的条件为我们提供了一个明确的标准，以确定上述类别的符号操纵攻击的可检测性可能进行的中继。
2012-05-14 cs.IT math.IT
Optimum Relay Scheme in a Secure Two-Hop Amplify and Forward Cooperative Communication System
研究了一种MIMO安全两跳无线通信系统。在这个模型中，源-目的地和源-窃听者之间没有直接的链接。问题是在所有可能的放大转发（AF）中继策略上最大化系统的保密容量，使得源节点和中继节点处的功率消耗是有限的。当所有节点都配置单天线时，充分刻画了该非凸优化问题。当所有节点（除了预定接收机）都配备有多个天线时，基于信道增益矩阵的广义特征值-特征向量来表征优化问题。
2011-10-15 cs.IT math.IT
Robust Beamforming for Amplify-and-Forward MIMO Relay Systems Based on Quadratic Matrix Programming
研究了基于最小均方误差（MMSE）准则的双跳放大转发MIMO中继系统的鲁棒收发机设计问题。信道估计误差被建模为高斯随机变量，然后将其影响纳入基于贝叶斯框架的鲁棒收发器。提出了一种迭代算法来联合设计源端的预编码器、中继端的前向矩阵和目的端的均衡器，并利用二次矩阵规划（QMP）方法有效地解决了联合设计问题。
2010-05-31 cs.IT math.IT
Partial-Duplex Amplify-and-Forward Relaying: Spectral Efficiency Analysis under Self-Interference
我们提出了一种新的放大转发继电器的操作模式，其中继电器的输入和输出信号的频谱部分重叠。该部分双工中继模式包括作为特定情况的半双工和全双工。通过将部分双工中继视为一个带宽保持的线性周期时变系统，分析了存在自干扰时的频谱效率。与以前的作品相比，自干扰被认为是一个有用的信息承载组件，而不是简单地同化为噪声。这种方法表明，之前关于自干扰对（全双工）中继性能影响的结果过于悲观。基于频域解释的自干扰的影响，一些次优解码架构在目的节点也进行了讨论。据发现，部分双工中继模式可以提供一个有吸引力的折衷之间的频谱效率和接收机的复杂性。
2017-08-21 cs.IT math.IT
Amplify-and-Forward Relaying in Two-Hop Diffusion-Based Molecular Communication Networks
本文研究了一个三节点网络，在该网络中，一个中间的纳米收发器，作为中继，被放置在一个纳米发射器和一个纳米接收器之间，以提高基于扩散的分子通信的范围。受传统无线通信系统中中继协议的启发，我们研究了分子通信系统中具有固定和可变放大因子的放大转发（AF）中继。为此，我们推导出一个封闭形式的表达式的预期端到端的错误概率。此外，我们推导出中继节点处最佳放大因子的封闭形式表达式，以使网络预期错误概率的近似值最小化。我们的分析和仿真结果表明，AF中继的潜力，以提高纳米网络的整体性能。
2015-04-14 cs.IT math.IT
Securing Full-Duplex Amplify-and-Forward Relay-Aided Transmissions Through Processing-Time Optimization
我们调查的全双工（FD）放大转发（AF）中继信道的物理层安全性。我们提供了一个新的角度来看这个问题，并表明，在继电器的处理时间（延迟）可以利用，以提高系统的安全性。我们发现，FD AF中继信道可以被看作是一个符号间干扰（ISI）的信道，因此，离散傅立叶变换（DFT）可以用于数据调制和解调转换的频率选择性信道平坦衰落信道的每个子信道/子载波。通过利用需要通过插入循环前缀来清除信道存储器的事实，Alice注入了仅伤害窃听节点的人工噪声（AN）信号。该AN信号的强度及其干扰等级由中继的处理时间控制。
2021-01-25 cs.IT math.IT
Power Allocation Strategies for Fixed-Gain Half-Duplex Amplify-and-Forward Relaying in Nakagami-m Fading
在本文中，我们研究了一个固定增益放大转发中继网络采用多个中继的功率分配策略。我们考虑两个中继网络的优化问题：1）最佳的功率分配，以最大化的端到端的信噪比（SNR）和2）最小化的总消耗功率，同时保持端到端的信噪比超过一个阈值。我们研究这两个问题的两个中继协议的所有参与中继和选择性中继和多种情况下的可用信道状态信息（CSI）在中继。我们表明，SNR最大化问题是凹的，功率最小化问题是凸的所有协议和CSI的情况下考虑。我们获得了封闭形式的表达式，这两个问题的情况下，为全CSI和CSI的所有中继目的地链路在中继和解决问题，通过凸规划时，全CSI或CSI的中继目的地链路在中继不可用。数值结果表明，在两个优化问题的继电器有充分的CSI的好处。然而，他们还表明，CSI开销可以通过在中继器处仅具有部分CSI来减少，而性能仅略有下降。
2012-12-16 cs.IT math.IT
Performance of SWIPT-based Differential Amplify-and-Forward Relaying with Direct Link
针对基于差分放大转发的无线信息和功率同步传输系统，推导了两跳链路的一种新的渐近闭合概率密度函数.在此基础上，推导出了单TH链路和直接链路与线性合并方案相结合的TH链路的平均比特-出错率的渐近闭合表达式。蒙特卡罗模拟验证了解析表达式。
2017-05-11 cs.IT math.IT
Asymptotic Analysis of Amplify and Forward Relaying in a Parallel MIMO Relay Network
本文考虑了一个并行MIMO中继网络的设置，其中$K$中继，每个配备有$N$天线，协助发射机和接收机，每个配备有$M$天线，在半双工模式下，假设$N\geq{M}$。该设置已在文献中进行了研究，如\cite{nabar}、\cite{nabar2}和\cite{qr}。在本文中，一个简单的计划，所谓的增量合作波束形成，介绍和示出，以实现在渐进的情况下，$K\to{\infty}$的网络容量的间隙不超过$O(\frac{1}{\log(K)})$。只要继电器的功率按$ω(\frac{\log^9(K)}{K})$缩放，该结果就被证明是成立的。最后，研究了渐进信噪比行为，证明了所提出的方案实现了充分的复用增益，无论中继的数量。
2007-03-30 cs.IT math.IT
Ergodic Capacity of Triple-Hop All-Optical Amplify-and-Forward Relaying over Free-Space Optical Channels
在本文中，我们提出了一个全面的研究三跳全光中继自由空间光（FSO）系统中存在的所有主要噪声源，包括背景，热和放大自发辐射（ASE）噪声，并考虑光自由度（DoF）的影响。使用完整的CSI中继，我们推导出在目的地的噪声方差的精确表达式。然后，为了简化全CSI中继的解析表达式，我们还提出并研究了不同的近似在目的地的噪声方差的有效性。最后，我们评估了所考虑的三跳全光中继FSO系统的性能方面的遍历容量。
2018-10-04 cs.IT math.IT
Power-Bandwidth Tradeoff in Multiuser Relay Channels with Opportunistic Scheduling
本文的目标是了解多跳中继技术的关键优点，共同在他们的能源效率和频谱效率的优势，在存在多用户分集增益从机会（即，信道感知）调度，并识别中继辅助多用户通信提供优于直接多用户通信的明显优势的机制和条件。为此目的，我们使用香农理论工具来分析在大（但有限）用户数量的渐近状态下具有$K$用户的衰落多用户中继信道上的能量效率和频谱效率之间的权衡（称为功率带宽权衡）（即，密集网络）。受益于\cite{Oyman_isit07}的极值理论的结果，我们描述了功率带宽的权衡和相关的能量和频谱效率的措施，带宽有限的高信噪比（SNR）和功率有限的低信噪比制度，并利用它们在调查的大系统行为的多用户中继信道的用户数和物理信道信噪比的函数。我们的分析结果在大（但有限）的$K$制度，量化能源和频谱效率性能非常准确的封闭形式的公式，并提供见解的影响，多跳中继和多用户分集技术的功率带宽权衡。
2008-10-28 cs.IT math.IT
Selection Combining for Differential Amplify-and-Forward Relaying Over Rayleigh-Fading Channel
本文提出并分析了慢瑞利衰落信道下差分放大前向（D-AF）中继的目的端选择合并（SC）算法。选择组合器选择具有判决变量的最大幅度的链路，用于发送符号的非相干检测。因此，与最大比合并（MRC）相反，在目的地不需要信道信息。精确的平均比特错误率（BER）的建议SC推导和验证与仿真结果。它还表明，SC方法的性能是非常接近的MRC方法，虽然具有较低的复杂度
2014-03-31 cs.IT math.IT
A Theorem on the Asymptotic Outage Behavior of Fixed-Gain Amplify-and-Forward Relay Systems
给出了一个描述固定增益放大转发（FGAF）中继系统高信噪比中断行为的定理。定性地，该定理指出，中断概率根据幂律衰减，其中功率由潜在的每跳衰落分布的矩的极点决定。当前导极点（平面中最右边的极点）是二阶或二阶以上时，幂律衰减会受到对数因子的抑制。该定理易于应用，并给出了几个例子。
2014-07-09 cs.IT math.IT
Amplify-and-Forward Full-Duplex Relay with Power Splitting-Based SWIPT
针对放大转发全双工中继网络，提出了一种基于功率分配的无线信息和功率同步传输的虚拟收获-发送模型和收获-发送-存储模型。中继节点采用由两个可充电电池组成的电池组。通过在每个传输块的两个连续时隙中在用于充电和放电的两个电池之间周期性地切换，每个块中的所有收集的能量已经被应用于虚拟收集-传输模型中的全双工传输。通过采用能量调度，中继节点在块级的收集、中继、收集-中继和空闲行为之间切换，使得块中收集的能量的一部分可以在收集-发送-存储模型中被调度用于未来使用。一个贪婪的切换策略被设计来实现收获-传输-存储模型，其中FDR节点发送时，其剩余能量确保在目的地解码。数值结果验证了所提出的方案的中断性能。
2016-07-05 cs.IT math.IT
A Tutorial on the Optimization of Amplify-and-Forward MIMO Relay Systems
多输入多输出（MIMO）无线信道的显着承诺，激发了激烈的研究活动，以表征与不同操作条件下的发送（源）和接收（目的地）处理矩阵的设计相关的理论和实际问题。这项活动主要集中在点对点（单跳）通信，但最近有一个广泛的工作，在两跳或多跳设置，其中单个或多个中继用于提供信息从源到目的地。本教程的目的是提供一个最新的基本成果和设计放大和转发MIMO中继系统的实际实现问题的概述。
2013-03-12 cs.IT math.IT
Amplify-and-Forward Two-Way Relaying System over Free-Space Optics Channels
本文分析了自由空间光通信信道中的双向副载波强度调制放大转发中继系统的性能。该分析同时考虑了由于大气湍流、几何扩展和指向误差引起的衰减。我们推导出，在广义无穷幂级数表达式，紧的上界和下界的总中断概率和平均错误概率的系统。研究发现，这种使用二进制相移键控（BPSK）调制的双向子载波强度调制AF中继系统可以用于实际应用中的情况下，弱湍流制度，其中所需的SNR约为30 dB，以获得平均误比特概率为10-6。还注意到，指向误差明显地降低了双向副载波强度调制AF中继系统的性能。
2017-08-16 cs.IT math.IT
Optimal Amplify-and-Forward Schemes for Relay Channels with Correlated Relay Noise
本文研究了单向和双向中继信道的放大转发（AF）方案。与大多数现有的作品假设独立的噪声在继电器，我们认为一个更一般的情况下，相关的继电器噪声。首先提出了一种基于二阶锥规划（SOCP）的二次约束分式规划的有效求解方法。然后证明了本文所研究的AF继电器优化问题可以转化为二次约束分式优化问题。因此，所提出的方法可以作为一个统一的框架来解决最佳AF率的单向中继信道和最佳AF率区域的双向中继信道下的总和和个人中继功率约束。特别地，对于单个中继功率约束下的单向中继信道，我们提出了两个封闭形式的次优AF方案。它表明，他们是近似最优的某些条件下的利益。此外，我们发现一个有趣的结果，平均而言，噪声相关性是有益的，无论中继知道噪声协方差矩阵或不为这种情况。总的来说，所得到的结果恢复和推广现有的几个结果的不相关的对应。（未提交）
2013-07-07 cs.IT math.IT
Diversity-Multiplexing-Delay Tradeoffs in MIMO Multihop Networks with ARQ
研究了多跳MIMO中继网络中采用ARQ的分集、复用和时延的折衷问题，其中随机时延是由发送和ARQ重传引起的。这导致了一个最佳的ARQ分配问题，每跳延迟或端到端延迟约束。最优ARQ分配必须在接收机在分配的最大ARQ轮中未能解码的ARQ错误和由于延迟引起的分组丢失之间进行权衡。这两个概率的错误，其特征在于使用分集复用延迟权衡（DMDT）（无延迟）和随机延迟的尾概率，分别使用大偏差技术。然后，最优ARQ分配问题可以被表述为凸优化问题。我们发现，最佳的ARQ分配应该平衡每个链路的性能，以及避免显着的队列延迟，这也是通过数值例子证明。
2010-01-05 cs.IT math.IT
