OFDM based Distributed Space Time Coding for Asynchronous Relay Networks
最近Li和Xia提出了一种基于Alamanti空时码和正交频分复用的无线中继网络传输方案，以对抗中继节点处的定时误差的影响。这种传输方案非常简单，并且对于任何数量的中继都可以实现2阶分集。由于其简单性，该方案被扩展到一个更一般的传输方案，可以实现充分的合作多样性的任何数量的中继。的分布式空时分组码（DSTBC）的结构，承认其应用在建议的传输方案的条件被确定，并指出，最近提出的全分集四组可解码的DSTBC从预编码的坐标交织正交设计和扩展的Clifford代数满足这些条件。然后，它示出了如何在源差分编码可以与所提出的传输方案相结合，以达到一个新的传输方案，可以实现完全的合作分集在异步无线中继网络中没有信道信息，也没有定时误差的知识在目的节点。最后给出了适用于这种二次幂中继传输方案的四种分组可译码的分布式差分空时分组码。
2008-04-19 cs.IT math.IT
Multi-Antenna Assisted Virtual Full-Duplex Relaying with Reliability-Aware Iterative Decoding
为了提高系统的频谱效率和可靠性，提出了一种多天线辅助的虚拟全双工（FD）中继，目的节点采用可靠性迭代译码。该方案使两个半双工中继节点（模拟FD中继）交替充当发送端和接收端，对解码后的数据信号进行中继而不考虑解码错误，同时利用QR分解消除中继间干扰。然后，通过部署可靠性感知的迭代检测/解码过程，目的节点可以有效地减轻帧间干扰和错误传播效应在同一时间。仿真结果表明，在不增加额外的时延和信令开销的情况下，该方案的误码率比传统的基于循环冗余校验的S-DF中继和基于门限的S-DF中继高8 dB.
2017-10-18 cs.IT math.IT
D-MG Tradeoff of DF and AF Relaying Protocols over Asynchronous PAM Cooperative Networks
针对非正交选择解码转发（NSDF）、正交选择解码转发（OSDF）、非正交放大转发（NAF）和正交放大转发（OAF）等中继协议，研究了一般两跳异步协作网络的分集复用折衷。假设发射机节点异步发送脉冲幅度调制（PAM）信号，其中信息符号由成形波形线性调制以发送到目的地。我们考虑两种不同的情况下，在时域中的整形波形的长度。在理论上的情况下，整形波形与无限时间的支持，它示出，双折射不影响DMT性能的系统和相同的DMT作为相应的同步网络获得所有上述协议。在有限长度成形波形的实际情况下，它示出了更好的分集增益可以实现在带宽扩展的代价。在解码和转发（DF）型协议中，异步网络在复用增益的整个范围内提供比相应同步网络更好的分集增益。在放大和转发（AF）类型的协议，异步网络提供相同的DMT的OAF协议下的相应的同步对应物，然而，更好的分集增益下NAF协议实现整个范围内的复用增益。具体地，在单中继异步网络中，NAF协议提供与2 { \times } 1多输入单输出（MISO）信道相同的DMT。
2011-02-18 cs.IT math.IT
List decoding for nested lattices and applications to relay channels
我们展示了一个嵌套格码的解码方案，它能够解码一个特定大小的列表，其中包含高概率的传输码字。该列表解码器类似于中继信道的可扩展性方案中的随机编码参数中使用的解码器，并且允许来自中继和源节点的信息的有效组合。使用该列表解码结果，我们证明了1）格码可以实现物理降级的AWGN中继信道的容量，2）使用格码的具有直接链路的双向中继信道的可实现速率区域，以及3）我们可以针对具有直接链路的双向中继信道的特定情况改进容量的恒定间隙。
2010-10-01 cs.IT math.IT
The Half-Duplex AWGN Single-Relay Channel: Full Decoding or Partial Decoding?
针对半双工高斯单中继信道，比较了部分译码前向编码策略和完全译码前向编码策略。我们分析表明，部分解码转发实现的速率优于更直接的完全解码转发最多12.5%。此外，在以下渐近情况下，部分解码转发速率与完全解码转发速率之间的间隙减小：（i）当中继接近源时，（ii）当中继接近目的地时，以及（iii）当SNR低时。此外，当SNR增加时，该间隙在归一化为完全解码转发速率时也减小。因此，通过优化中继应解码和转发的数据的部分，而不是简单地解码整个源消息，不能实现显著的性能改进。
2012-07-30 cs.IT math.IT
Joint Physical Network Coding and LDPC decoding for Two Way Wireless Relaying
本文研究了双向中继系统中信道编码和网络编码的联合设计，提出了一种低复杂度的物理网络编码和LDPC译码的联合方案。对于在两个源节点采用相同的LDPC码，我们表明，中继可以解码网络编码的码字从BPSK调制的多址接入信道接收的叠加信号。仿真结果表明，在AWGN信道和复杂MAC信道下，这种新的联合物理网络编码和LDPC译码方法的性能优于现有的MMSE网络编码和LDPC译码方法。
2013-02-20 cs.IT math.IT
Improved bounds on the decoding failure probability of network coding over multi-source multi-relay networks
研究了一种多源多中继网络，中继节点对源数据包采用基于随机线性网络编码的编码方案，并生成编码数据包。如果目的节点收集到足够多的编码数据包，它可以恢复所有源节点的数据包。源到中继节点和中继到目的节点之间的链路被建模为分组擦除信道。改进的边界上的解码失败的概率，这是显着接近模拟结果，并显着优于以前的界限。实例证明了新边界相对于旧边界的紧密性和实用性。
2016-07-20 cs.IT math.IT
Diversity-Multiplexing Tradeoff of Asynchronous Cooperative Diversity in Wireless Networks
中继节点的同步是无线网络中利用协作分集的一个重要而关键的问题。本文提出了两种异步协作分集方案，即分布式延迟分集和异步空时编码协作分集方案。在整体分集复用（DM）的权衡功能方面，我们表明，提出的独立编码的分布式延迟分集和异步空时编码的合作分集方案实现了相同的性能同步空时编码的方法，需要一个准确的符号级定时同步，以确保从不同的中继节点到达目的地的信号是完美的同步。这表明，即使在中继节点之间存在竞争的情况下，也能保持分集阶数。此外，当所有中继节点都成功解码源信息时，异步空时编码方法能够实现比同步方案更好的DM权衡，并且就DM权衡而言，与通过并行衰落信道传输信息等效。我们的研究结果表明，充分利用空时自由度在多天线系统中采用异步空时码，即使在频率平坦衰落信道的好处。此外，它示出异步空时编码系统能够实现更高的互信息比同步空时编码系统的任何有限的信号噪声比（SNR）时，适当地选择基带波形。
2007-08-08 cs.IT math.IT
Dispensing with Noise Forward in the "Weak" Relay-Eavesdropper Channel
Lai和El Gamal首先研究了“弱”中继窃听信道，他们的可实现方案引入了噪声转发（NF）并使用后向解码。我们提出了一种新的滑动窗口解码方案，具有两个块解码延迟，其中中继使用压缩转发与Wyner-Ziv（WZ）合并，但不使用NF。无线工程师将欢迎减少解码延迟。滑动窗口解码任务多块模糊度计算，免除NF使it. We确定九个制度，并制定了一个个案的中继信道码本和WZ bin大小的选择，以最大限度地提高保密率。多块模糊度计算可以是独立的兴趣。
2019-01-24 cs.IT math.IT
Compress-and-Forward Scheme for Relay Networks: Backword Decoding and Connection to Bisubmodular Flows
针对单播无线中继网络，提出了一种压缩转发后向解码方案。在源和中继处的编码是噪声网络编码方案（NNC）的推广。虽然它实现了与噪声网络编码方案相同的可靠数据率，但是与NNC方案的联合解码相比，后向解码允许更好的解码复杂度。表征分层解码方案被示出为等同于表征无线网络的信息流。给出了具有双子模容量约束的图的点流，并证明了它的最大流最小割定理，推广了计算机科学文献中关于容量约束图的流的许多著名结果.单播中继网络的结果被推广到具有多个源的网络，其中多个源具有针对单个目的地的独立消息。
2012-06-15 cs.IT math.IT
Noncoherent Low-Decoding-Complexity Space-Time Codes for Wireless Relay Networks
Kiran等人、Oggier等人和Jing等人针对使用由酉矩阵组成的码本的无线中继网络引入的差分编码/解码设置被扩展以允许由缩放的酉矩阵组成的码本。对于这样的码本中使用的Jing-Hassibi协议的合作分集，需要满足的条件，由中继矩阵和码本被确定。提出了一种速率为1、全分集、四组可编码和四组可解码的差分空时码（DSTC）作为分布式DSTC（DDSTC）。据我们所知，这是第一个已知的低解码复杂度DDSTC方案的合作无线网络。
2007-04-19 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
On the BCJR Algorithm for Asynchronous Physical-layer Network Coding
在实际的异步双向中继中，两个源节点发送的符号不可能完全对齐到达中继节点，需要认真考虑符号异步多址接入信道（MAC）。最近，Lu等人提出了具有矩形脉冲整形的符号异步MAC的Tanner图表示，并进一步开发了用于异步物理层网络编码的最佳解码的消息传递算法。本文提出了一种适用于任意脉冲整形的异步多址信道的通用模型。然后，Bahl，Cocke，Jelinek，和Raviv（BCJR）算法的异步MAC信道的最佳解码。该公式可以很好地用于开发各种低复杂度的算法，如Log-MAP算法、Max-Log-MAP算法等，具有良好的实用性。
2011-05-24 cs.IT math.IT
Signal Space Alignment for an Encryption Message and Successive Network Code Decoding on the MIMO K-way Relay Channel
本文研究了多输入多输出（MIMO）高斯无线网络的$K$ -用户和一个中间中继$M$天线的网络信息流问题。在该网络中，每个用户打算向所有其他用户传送多播消息，同时经由中间中继从其他用户接收$K-1$独立消息。该网络信息流被称为MIMO高斯$K$路中继信道。对于这个通道，我们表明，$\frac{K}{2}$自由度是可以实现的，如果$M=K-1$。为了证明这一点，我们提出了一个编码和解码策略的灵感来自密码学理论。所提出的编码和解码策略涉及用于多址接入阶段（MAC）的\textit{signal space alignment for an encryption message}和用于广播（BC）阶段的\textit{zero forcing with successive network code decoding}。\emph{signal space alignment for an encryption message}的思想是所有用户合作地选择预编码向量来发送消息，使得中继器可以接收具有特殊结构\textit{network code chain structure}的适当加密消息。在BC阶段期间，\emph{zero forcing combined with successive network code decoding}使所有用户能够解密来自中继的加密消息，尽管事实上他们…
2010-10-05 cs.IT math.IT
Compress-Forward without Wyner-Ziv Binning for the One-Way and Two-Way Relay Channels
我们认为的作用Wyner-Ziv分仓在压缩转发中继通道。在单向中继信道中，我们分析了一个压缩转发方案，没有Wyner-Ziv binning，但与联合解码的消息和压缩索引。它实现了与原始压缩转发方案相同的速率，具有合并和连续解码。因此，合并通过允许连续解码来帮助降低解码复杂度，但是对单向中继信道的可实现速率没有影响。另一方面，无分箱简化了继电器操作。通过扩展压缩转发没有binning双向中继信道，我们可以实现一个更大的速率区域比原来的压缩转发方案时，信道是不对称的两个用户。分箱和连续解码限制压缩率以匹配从中继到两个用户的较弱信道，而没有分箱，这种限制不再适用。与有噪网络编码相比，在高斯信道条件下，压缩-前向编码可以达到相同的码率范围，并且具有更小的延迟。这项工作是朝着理解Wyner-Ziv分箱在压缩转发中继中的作用迈出的一步。
2011-10-31 cs.IT math.IT
Two Birds and One Stone: Gaussian Interference Channel with a Shared Out-of-Band Relay of Limited Rate
研究了具有共享带外中继的两用户高斯干扰信道。中继器观察源信号的线性组合，并通过每个信道使用的固定有限速率$R_0$比特的完美链路向两个目的地广播公共消息。中继的带外性质由公共中继消息不干扰两个目的地处的接收信号的事实反映。一个一般的可实现的速率建立，随着上界的能力区域的高斯情况下。对于$R_0$值低于一定的阈值，这取决于信道参数，该信道的容量区域在本文中被确定为在$Δ=1.95$比特的恒定间隙内。我们确定的干扰制度，在可实现的速率的二比一的增益是可能的每一个比特中继，直到一个恒定的近似误差。仪器这些结果是一个精心设计的量化和转发类型的中继策略，以及在目的地端采用的联合解码方案。此外，我们还研究了连续的解码策略与最佳解码顺序（对应的顺序，共同的，私人的，和中继消息被解码），并表明，连续解码也实现了二对一的增益渐近制度，其中二对一的增益是可实现的联合解码;然而，连续解码产生无界的损失渐近相比，联合解码，一般。
2012-11-15 cs.IT math.IT
Joint Channel-Network Coding Strategies for Networks with Low Complexity Relays
我们研究联合网络和信道编码方案的网络时，中继节点不能执行信道编码操作。相反，信道编码在源节点处执行，而信道解码仅在目的地节点处完成。我们研究了三种不同的解码策略：独立的网络然后信道解码，串行网络和信道解码，以及联合网络和信道解码。此外，我们描述了如何实现这样的联合网络和信道解码使用迭代可解码的纠错码。使用简单的网络作为一个模型，我们得出可实现的速率区域，并使用模拟来证明这三个解码器的有效性。
2011-10-25 cs.IT math.IT
Coding and Decoding for the Dynamic Decode and Forward Relay Protocol
本文研究了在准静态衰落信道下，单天线、单中继的动态解码转发协议。DDF协议是公知的，并且已经在无限块长度限制中的分集复用折衷（DMT）方面进行了分析。我们刻画了有限块长度DMT，并给出了新的显式码的构造。有限块长分析阐明了以前文献中忽略的几个关键方面：1）我们证明了关于无限块长机制的退化的一个主要原因是中继器处的解码错误事件;（二）我们明确地考虑了这样的事实，即目的地通常不先验地知道中继从监听切换到监听的中继判决时间。传输模式。上述两个问题都可以通过仔细设计解码算法来解决。特别是，我们引入了一个决策拒绝标准在中继的基础上Forney的决策规则（一个变种的奈曼-皮尔逊规则），使中继触发传输时，其决定是可靠的。此外，我们表明，接收机的基础上的广义似然比测试规则，联合解码的中继决策时间和信息消息达到最佳DMT。我们的研究结果表明，没有循环冗余校验（CRC）的错误检测或额外的协议开销，以沟通的决定时间DDF需要。最后，我们调查使用最小均方误差广义判决反馈均衡器（MMSE-GDFE）格解码在中继和目的地，并表明它提供了接近最佳的性能在中等复杂度。
2008-01-16 cs.IT math.IT
A Unified Relay Framework with both D-F and C-F Relay Nodes
解码转发（D-F）和压缩转发（C-F）是Cover和El Gamal提出的两种根本不同的中继策略。个别地，他们中的任何一个已经成功地推广到多中继信道。在本文中，允许每个中继节点的自由选择这两种策略中的任何一种，我们提出了一个统一的框架，其中D-F和C-F策略可以同时在网络中使用。结果表明，要将D-F和C-F两种策略的优点充分结合到一个统一的框架中，主要的挑战在于：为了使D-F中继节点充分利用C-F中继节点的帮助，D-F中继节点处的解码应该在所有块完成之后才进行;然而，在多级D-F策略中，上游节点必须在下游节点之前解码以提供帮助，这使得在所有块已经完成之后在所有D-F中继节点处同时解码不适用。为了解决这个问题，在我们的框架中，嵌套块结合反向解码使用，使D-F中继节点在不同的级别可以执行反向解码在不同的频率。这样，上游D-F中继节点可以在下游D-F中继节点之前解码，并且在每个D-F中继节点处使用后向解码确保了充分利用其他D-F中继节点和C-F中继节点两者的帮助。在我们的统一中继框架下的可实现速率被发现结合了最知名的D-F和C-F可实现速率，并将它们作为特殊情况。
2012-09-21 cs.IT math.IT
Time-Asynchronous Gaussian Multiple Access Relay Channel with Correlated Sources
研究了一组相关信源$(U_1,\cdots,U_K)$在编码器间具有时间同步性的高斯多址中继信道上的传输。我们假设发射机之间的最大可能偏移${\mathsf{d_{max}}}(n)$随着块长度$n \rightarrow \infty$无限制地增长，而最大可能偏移与块长度的相对比率${\mathsf{d_{max}}(n) / n}$渐近地为零。对于这样一个联合源信道编码的问题，并在特定的增益条件下，我们推导出可靠的通信的必要和充分条件，并表明，单独的源和信道编码达到最佳性能。特别是，我们首先推导出一个一般的外边界上的源熵内容的所有通道增益作为我们的主要结果。然后，使用Slepian-Wolf信源编码结合信道编码方案引入\cite{Cover_McEliece:81}上的块马尔可夫编码，我们表明，从而实现的内界匹配的外界。因此，作为一个推论，我们还解决了在同一上下文中通过两个用户干扰信道发送一对相关源的问题。
2014-08-08 cs.IT math.IT
On Compress-Forward without Wyner-Ziv Binning for Relay Networks
噪声网络编码是Lim，Kim，El Gamal和Chung等人最近提出的一种适用于一般多源网络的编码方法。该方案建立在压缩转发（CF）中继，但涉及三个新的想法，即没有Wyner-Ziv分箱，放松同时解码和消息重复。在本文中，使用双向中继信道作为底层的例子，我们分析了这些想法的中继网络的可达速率区域的影响。首先，CF没有装仓，但与联合解码的消息和压缩索引可以实现一个更大的速率区域比原来的CF方案的多目的地中继网络。在合并和连续解码的情况下，每个中继站处的压缩率受到从中继站到目的地的最弱链路的约束;但是在没有合并的情况下，该约束被放松。第二，在不唯一解码压缩索引的情况下同时解码所有块上的所有消息可以完全去除对压缩率的约束，但是仍然受到消息块边界效应的影响。第三，消息重复是必要的，以克服这种边界效应，并实现多源网络的噪声网络编码区。随着重复次数的增加，速率区域扩大。我们还应用CF没有binning专门的单向和双向中继信道，并详细分析了速率区域。对于单向中继信道，它实现了与原始CF和噪声网络编码相同的速率，但只有1个块解码延迟。对于双向中继信道，我们推导出明确的信道条件，在高斯和衰落的情况下，CF没有合并，以实现相同的速率区域或总速率的噪声网络编码。这些分析可能是呼吁实际的实现，因为在CF的编码和解码延迟较短，没有合并。
2011-11-10 cs.IT math.IT
On the Optimal Compressions in the Compress-and-Forward Relay Schemes
.....联合解码在中继站选择压缩方面提供了更大的自由度。然而，问题仍然是这种选择压缩的自由是否一定会提高原始消息的可实现速率。在（El Gamal和Kim，2010年）中已经表明，在单中继情况下答案是否定的。在本文中，它进一步证明了在多个中继的情况下，有没有通过联合解码的可达速率的改善。更有趣的是，发现任何不支持连续解码的压缩实际上将导致原始消息的严格较低的可实现速率。因此，为了最大化原始消息的可实现速率，应该始终选择压缩以支持连续解码。此外，它示出，任何压缩不完全解码，即使与联合解码将不会提供任何贡献的原始消息的解码。上述现象也被示出存在于最近由（Lim，Kim，El Gamal和Chung，2010）提出的重复编码框架下，该重复编码框架在多个中继的情况下提高了可实现的速率。这里，另一个有趣的发现是，这种改进不是重复编码的结果，而是在所有块都完成之后延迟解码的好处。相同的速率被示出为可以用具有逐块反向解码过程的更简单的经典编码过程（Cover和El Gamal，1979）来实现。
2011-02-20 cs.IT math.IT
An Achievable Rate Region for a Two-Relay Network with Receiver-Transmitter Feedback
我们考虑一个具有两个中继和一个从接收端到发送端的反馈链路的中继网络。为了获得可扩展性结果，我们使用压缩和转发和随机合并技术结合确定性合并和限制解码。此外，我们使用联合解码技术来解码中继的压缩信息，以达到更高的速率在接收端。
2011-09-07 cs.IT math.IT
Soft-Decoding-Based Strategies for Relay and Interference Channels: Analysis and Achievable Rates Using LDPC Codes
我们提供了一个严格的数学分析两种通信策略：软解码和转发（软DF）中继信道，和软部分干扰消除（软IC）干扰信道。这两种策略都涉及软估计，这有助于解码过程。我们考虑LDPC码，不是因为它们的实际好处，而是因为它们的分析易处理性，这使得渐近分析类似于随机编码方法的信息论。与一些密切相关的解调和转发的作品，我们假设非记忆，代码结构感知的估计。利用软DF，我们开发了{ \it同时密度演化}来约束目的地的解码错误概率。这个结果适用于擦除中继信道。在软DF的一个变体中，中继应用Wyner-Ziv编码来增强其与目的地的通信，借用压缩转发。为了分析软IC，我们适应现有的迭代多用户检测技术，并专注于二进制输入加性高斯白噪声（BIAWGN）干扰信道。我们证明，最佳的点对点码是不适合的软IC，以及所有的策略，适用于部分解码，以改善单用户检测（SUD）和多用户检测（MUD），包括韩小林（HK）。
2013-11-30 cs.IT math.IT
An Improvement of Cover/El Gamal's Compress-and-Forward Relay Scheme
Cover和El Gamal在1979年提出的压缩转发中继方案在解码过程中作了改进。由于实现了目的地不需要解码中继的压缩观测，因此进行了改进;并且即使要解码压缩观测，也可以通过与原始消息联合解码而不是以连续的方式更容易地完成。还讨论了多个继电器的扩展。
2009-08-15 cs.IT math.IT
Asynchronous Orthogonal Differential Decoding for Multiple Access Channels
我们提出了几种差分解码方案的异步多用户MIMO系统的基础上正交空时分组码（OSTBC）的发射机和接收机都没有知识的信道。首先，我们推导出新颖的低复杂度差分解码器，通过执行干扰消除的时间和采用不同的解码方法。这些方案的解码复杂度随着用户数量线性增长。然后，我们提出了额外的差分解码方案，执行显着优于我们的低复杂度解码器，优于现有的同步差分方案，但需要更高的解码复杂度相比，我们的低复杂度解码器。所提出的方案适用于任何平方OSTBC，任何恒定幅度星座，任何数量的用户，和任何数量的接收天线。此外，我们分析了所提出的计划的多样性，并推导出条件下，我们的计划提供充分的多样性。对于两个和四个发射天线的情况下，我们提供PSK星座图的例子，以实现全分集。仿真结果表明，我们的差分方案提供了良好的性能。据我们所知，所提出的差分检测方案是异步多用户系统的第一差分方案。
2014-12-19 cs.IT math.IT
On the Capacity of the Binary-Symmetric Parallel-Relay Network
我们研究二进制对称并行中继网络，其中有一个源，一个目的地，和多个中继并行。我们表明，转发中继，中继只发送他们收到的信号，实现容量在两种方式：编码传输在源和有限数量的中继，或未编码的传输在源和足够大的中继数量。另一方面，解码中继，其中中继解码源消息，重新编码，并将其转发到目的地，实现的容量时，中继的数量是小的。此外，我们表明，任何编码方案，需要在任何中继解码是次优的大型并行中继网络中，转发中继实现严格较高的速率。
2012-07-16 cs.IT math.IT
Compute-and-forward relaying with LDPC codes over QPSK scheme
在本文中，我们研究了计算和转发（CAF）中继方案与低密度奇偶校验（LDPC）码，一种特殊的情况下，物理层网络编码，在正交相移键控（QPSK）调制。本文的创新之处在于从理论上分析了当两个接收机的接收功率不相等但接近时，CAF方案与传统的分离译码（SD）方案在联合译码或连续干扰消除（SIC）译码下的译码性能。首先，我们研究了线性随机编码（LRC）在CAF方案中的解码性能，其解码器是基于退化信道的。当两个星座的旋转角度的控制，我们表明，它们可以实现速率远远超出多址信道（MAC）与LRC的最佳旋转角度。其次，我们分析了CAF使用LDPC码的计算成本和置信传播（BP）解码器的解码性能的实际可行性。CAF方案的BP解码器的计算复杂度几乎等于SIC BP解码器的计算复杂度，并且小于SD方案中的联合BP解码器。利用密度演化的渐近可解码区域来评估解码性能。结果表明，在码率一定的情况下，CAF方案在高码率区的性能优于联合BP译码和SIC BP译码的SD方案。
2019-04-17 cs.IT math.IT
Reliability of Relay Networks under Random Linear Network Coding
我们考虑一个单源，多中继，单目的地的有损网络采用随机线性网络编码在所有发送节点。我们解决的问题，计算成功解码的概率在目的节点。与以前的一些研究相比，我们假设经典的RLNC方案，其中中继节点简单地重新编码数据包，而不诉诸解码。此外，我们考虑了任意字段大小，并考虑到中继节点之间的相关性。我们提出了一个新的上限为任意数量的继电器，这成为一个单一的继电器精确。使用Monte Carlo模拟，我们表明，建议的界限是非常准确的，表现出低至$10^{-6}$的均方误差。我们还证明了该方案的吞吐量增益替代编码和中继策略。
2019-04-11 cs.IT math.IT
Asynchronous Convolutional-Coded Physical-Layer Network Coding
本文研究了异步卷积编码物理层网络编码（PNC）系统的解码过程。具体来说，我们提出了一个分层的卷积编码PNC解码框架，包括三个层：符号重对齐层，码字重对齐层，联合信道解码网络编码（Jt-CNC）解码层。我们的框架可以处理多个源同时发送的信号之间的相位差和符号到达时间差。该框架的显著特征是它可以处理分数和整数符号偏移;先前提出的PNC解码算法（例如，XOR-CD和减少状态维特比算法）只能处理小数符号偏移。此外，Jt-CNC算法，基于置信传播（BP），是BER最优的同步PNC和异步PNC的近最优。除了卷积码之外，我们还将Jt-CNC解码算法推广到所有循环码。仿真结果表明，Jt-CNC算法在同步PNC系统中的性能比XOR-CD算法和减少状态的Viterbi算法提高了2dB。对于相位异步的PNC，Jt-CNC比其他两种算法的性能好4dB。重要的是，对于真实的无线环境测试，我们还实现了我们的解码算法在PNC系统建立在USRP软件无线电平台。实验结果表明，本文提出的Jt-CNC解码器在实际应用中效果良好。
2013-12-05 cs.IT math.IT
Multilevel Coding Schemes for Compute-and-Forward with Flexible Decoding
本文研究了在发送端没有信道状态信息的情况下，无线双向中继信道的编码方案设计问题。在计算和转发范式的精神，我们提出了一个多级编码方案，允许计算（或解码）的一类功能的继电器。然后根据信道实现来选择要计算（或解码）的函数。我们定义这样一类的功能，可以在中继使用建议的编码方案进行解码，并推导出速率，普遍实现了一组信道增益时，这类功能是在中继。我们开发我们的框架与一般的调制格式铭记，但数值结果的情况下，每个节点使用QPSK星座传输。QPSK的数值结果表明，我们提出的方案所提供的灵活性导致比始终使用固定函数或通过在中继器处调整函数但在GF（4）上编码所能实现的速率高得多。
2011-12-14 cs.IT math.IT
Universal Decoding for Asynchronous Slepian-Wolf Encoding
我们考虑的问题（几乎）无损信源编码的两个相关的无记忆源使用单独的编码器和一个联合的解码器，即Slepian-Wolf（S-W）编码。在我们的设置中，编码和解码是异步的，即，在两个源之间存在一定的相对延迟。编码器和解码器既不知道源参数也不知道相对延迟。由于我们假设两个编码器都实现了标准的随机合并，无论如何都不需要这样的知识，因此这项工作的重点是解码器。我们的主要贡献是提出了一种通用的解码器，它与未知的信源参数和相对时延无关，同时在随机编码误差指数方面渐近地与最优的最大后验概率（MAP）解码器一样好，因此，如果信源参数和相对时延为解码器所知，其可达到的速率区域也是相同的。
2020-07-25 cs.IT math.IT
Rate-Optimal Streaming Codes Over the Three-Node Decode-And-Forward Relay Network
本文研究了随机和突发数据包擦除情况下的三节点解码转发（D&F）中继网络。源希望通过中继向目的地传输无限的数据包流。三节点D&F中继网络受到T个分组的解码延迟的约束，即，由源在时间i发送的分组必须由目的地在时间i+T之前解码。对于从源到中继和中继到目的地的各个信道，我们假设一个基于延迟约束滑动窗口（DCSW）的数据包擦除模型，该模型可以被视为一个易于处理的近似，以普遍接受的吉尔伯特-埃利奥特信道模型。在该模型下，任何宽度为w的时间窗口包含最多为b（>= a）的随机擦除或擦除突发。因此，源-中继和中继-目的地信道被建模为（a_1，b_1，w_1，T_1）和（a_2，b_2，w_2，T_2）DCSW信道。我们首先推导出三节点D&F中继网络容量的上界。然后，我们表明，上界是紧的参数制度：最大{b_1，b_2}|（T-b_1-b_2-max{a_1，a_2}+1），a1=a2或b1=b2。码构造要求字段大小在T中是线性的，并且具有与解码MDS码的解码复杂度相等的解码复杂度。
2022-11-29 cs.IT math.IT
Performance Analysis of Protograph LDPC Codes for Nakagami-$m$ Fading Relay Channels
本文研究了Nakagami- $m$衰落中继信道下原模图（LDPC）码的误码性能。我们首先计算具有不同衰落深度的这种信道上的原模图码的解码阈值（即，不同值的$m$）。进一步，基于PEXIT分析，利用高斯近似，推导了无差错（EF）中继协议和解码转发（DF）中继协议的误码率（BER）表达式。最后将该门限与原模图码的理论误码率和仿真误码率进行了比较。结果表明，DF协议的性能与EF协议基本相同。此外，理论误码率表达式，这是合理的一致性与解码阈值和模拟误码率，能够评估系统性能和预测的解码阈值相比，修改后的PEXIT算法具有较低的复杂度。因此，本文的工作可以为无线通信系统的原型码设计提供参考。
2013-04-24 cs.IT math.IT
Wrap-Decoding in Asynchronous Unsourced Multiple Access With and Without Delay Information
针对异步无源多址信道，提出环绕解码方法，推导每用户错误概率上界，并证明无需延迟信息即可实现与完美延迟知识相近的能量效率。
2025-01-27 cs.IT math.IT
Finite Dimensional Lattice Codes with Self Error-Detection and Retry Decoding
针对有限维格码中最优系数仍可能解码失败的问题，本文提出带 CRC 嵌入式物理层错误检测的重试解码方案，并应用于单用户与 CF 中继，显著降低 WER。
2025-01-08 cs.IT math.IT
Asynchronous Physical-layer Network Coding: Symbol Misalignment Estimation and Its Effect on Decoding
在异步物理层网络编码（APNC）系统中，从多个发射机到公共接收机的符号可能未对准。符号未对准量的知识，因此其估计，对于PNC解码是重要的。本文讨论了符号失调估计问题和给定失调估计的最优PNC解码问题，假设APNC系统使用根升余弦脉冲来承载信号（RRC-APNC）。首先，我们提出了一个最佳的符号错位估计，利用双波特率的样本。然后，我们设计了最佳的解码器RRC-APNC在存在不准确的符号错位估计。特别地，我们提出了一种新的白化变换，以消除双波特率样本的噪声。最后，我们研究了RRC-APNC的各种估计和解码方案的解码性能。广泛的模拟表明：（i）我们的双波特率估计器产生比波特率估计器更准确的符号未对准估计。均方误差（MSE）增益高达8 dB。(ii)一个全面的估计和解码方案，其中估计和解码都是基于双波特率的样本产生更好的性能比其他方案。与估计和解码都基于波特率采样的方案相比，双波特率采样方案在AWGN信道中的符号出错率（SER）性能上产生4.5 dB增益，在瑞利衰落信道中的分组出错率（PER）性能上产生2 dB增益。
2017-01-21 cs.IT math.IT
Joint Physical Layer Coding and Network Coding for Bi-Directional Relaying
我们考虑两个发射机希望通过中间的中继交换信息的问题。假设发射机和中继之间的信道是同步的、平均功率受限的加性高斯白噪声信道，其具有信噪比（SNR）为1/2的实输入。容量的上限是双向中继信道的媒体访问阶段和广播阶段的每次使用每个发射机1/2 log（1+ 1）比特。我们表明，使用格码和格解码，我们可以获得1/2 log（0.5 + 100）位每发射机，这是在高信噪比基本上是最佳的速率。其主要思想是解码的码字的总和模的晶格在中继，随后由广播阶段，执行Slepian-Wolf编码与结构化代码。对于渐近低SNR的，联合解码的两个传输在中继（MAC信道）被证明是最佳的。我们还表明，如果这两个发射机使用相同的格子与最小角度解码，我们可以实现相同的速率的1/2 log（0.5 +）。所提出的方案可以被认为是一个联合的物理层，网络层的代码，它优于其他最近提出的模拟网络编码方案。
2008-05-01 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
Time Efficiency of BATS Coding on Wireless Relay Network With Overhearing
本文研究具有稳定供电中继和侦听能力的无线中继网络中BATS码的时间效率优化，通过启发式方法最大化单位时间平均解码速率，并指出中继节点每批次重编码包数等于源节点每批次发送包数并非最优。
2024-09-30 cs.IT math.IT
Decoding Probability Analysis of Network-Coded Data Collection and Delivery by Relay Drones
延迟容忍应用中的中继无人机被分派到远程位置，以便收集由源节点传输的数据。收集的数据存储在无人机上，并发送到一个或多个基地。本文考虑了两种方案，用于广播数据的无人机时，反馈信道不可用：数据轮播和系统随机线性网络编码（RLNC）。我们提出了一个理论框架的概率计算，基地将完全或部分恢复传输的数据和概率，所有涉及的基地将成功地获得数据，当基地是孤立的或互连的。通过仿真验证了理论结果。还讨论了设计考虑因素，包括RLNC使用的字段大小，中继无人机的数量和完整的数据恢复或检索的至少一部分数据的要求之间的关系。
2020-07-06 cs.IT cs.NI math.IT
Asymptotic Analysis of Spatial Coupling Coding for Compute-and-Forward Relaying
计算转发（CAF）中继是提高无线双向中继信道带宽利用率的有效方法。在CAF方案中，中继被设计为解码由来自其他终端或中继的发送消息组成的线性组合。适用于CAF中继方案的纠错码及其译码算法的设计是一个重要的研究课题。在本文中，我们将提出一个渐近性能分析的LDPC码在双向中继信道的基础上密度进化（DE）。由于信道的非对称特性，我们采用种群动力学DE结合非对称信道的DE公式来获得BP阈值。此外，我们还评估了空间耦合LDPC码的渐近性能双向中继信道。结果表明，与相应的非耦合码相比，空间耦合码在双向中继信道的BP阈值上有所提高。最后，我们将比较的互信息率和速率可重复性之间的CAF方案和MAC分离解码方案。我们证明了CAF方案在高速率区域具有更高可靠性的可能性。
2018-07-03 cs.IT math.IT
Asymptotic Analysis on LDPC-BICM Scheme for Compute-and-Forward Relaying
计算转发（CAF）方案因其在双向中继信道上的高带宽效率而引起了人们的极大兴趣。在CAF方案中，中继尝试解码从其他终端或中继发送的消息的线性组合。研究实用的纠错码是实现低计算复杂性的CAF方案的关键。在本文中，我们提出了一种有效的比特交织编码调制（BICM）的CAF计划与相移键控（PSK）调制。特别是，我们研究的渐近译码性能的BICM计划与低密度奇偶校验（LDPC）码通过使用密度进化（DE）的方法。基于信道模型的非对称性，我们利用人口动力学方法的DE方程没有全零码字的假设。结果表明，对于QPSK和8 PSK调制的双向中继信道，LDPC-BICM方案提供了更高的可达速率相比，替代分离解码方案。
2019-01-16 cs.IT math.IT
Achievable Rates for a Two-Relay Network with Relays-Transmitter Feedbacks
我们考虑一个具有两个中继和两个从中继到发送者的反馈链路的中继网络。为了获得可扩展性的结果，我们使用的压缩和转发和解码和转发的策略，以扩展设施和合作的模拟所提出的封面和El Gamal的中继信道。除了随机装箱，我们使用确定性装箱执行限制解码。我们展示了如何使用反馈链路的发送方和中继之间的合作来传输的信息，这是压缩在发送方和中继。
2011-11-10 cs.IT math.IT
Joint Channel Estimation and Channel Decoding in Physical-Layer Network Coding Systems: An EM-BP Factor Graph Framework
研究了物理层网络编码（PNC）系统中的联合信道估计和信道译码问题。在PNC中，多个用户同时向中继传输。PNC信道解码不同于传统的多用户信道解码：具体地，PNC中继的目的是解码网络编码的消息，而不是用户的个人消息。虽然先前的工作已经表明，PNC可以显着提高中继网络的吞吐量，改善是基于准确的信道估计的可用性。然而，PNC中的信道估计可能特别具有挑战性，因为1）多个用户的重叠信号; 2）由信道编码引起的数据符号之间的相关性;以及3）时变信道。我们结合期望最大化（EM）算法和信念传播（BP）算法在一个统一的因子图框架来应对这些挑战。在该框架中，通过EM子图执行信道估计，并且通过BP子图执行信道解码，BP子图对与PNC信道解码的目标匹配的虚拟编码器进行建模。这两个子图之间的迭代消息传递允许逐步接近两者的最优解。我们提出了广泛的仿真结果表明，我们的PNC接收器的优越性，比其他PNC接收器。
2013-11-22 cs.IT math.IT
Alternative Awaiting and Broadcast for Two-Way Relay Fading Channels
研究了一种基于存储转发的双向中继衰落信道，其中两个源节点希望在中继节点的帮助下交换信息。在时延趋于无穷大的情况下，给出了TWR衰落系统遍历和容量的一个新的上界，并进一步提出了两种可选的等待广播（AAB）方案：SF-I的纯部分译码（PPD）和SF-II的组合译码（CBD），它们在高信噪比下分别在时延无界和有界的情况下逼近新的上界.数值结果表明，所提出的AAB方案显着优于传统的物理层网络编码（PLNC）的方法没有延迟。与传统的TWR方案相比，没有延迟，建议CBD与SF-II方法显着提高了最大和速率，平均延迟只有几十秒的中继缓冲区。
2012-02-08 cs.IT math.IT
Approaching Gaussian Relay Network Capacity in the High SNR Regime: End-to-End Lattice Codes
我们提出了一个自然和低复杂度的技术，实现高信噪比制度的高斯中继网络的能力。具体来说，我们建议使用端到端的结构化格码与放大和转发策略，其中源使用嵌套格码编码的消息和目的地解码的消息格解码。所有的中间中继器只是简单地放大并通过网络将接收到的信号转发到目的地。我们表明，端到端的格编码放大和转发方案的分层高斯中继网络的能力在高信噪比制度。接下来，我们扩展我们的计划下的放大转发方案，这可以被看作是一个高斯符号间干扰（ISI）信道的非分层高斯中继网络。与其他方案相比，我们的方法是显着简单，只需要格的预编码和解码的端到端的设计。它不需要网络拓扑或单个信道增益的任何知识。
2013-09-16 cs.IT math.IT
LDPC Lattice Codes for Full-Duplex Relay Channels
低密度奇偶检验（LDPC）格是由构造D '和一族嵌套的二元LDPC码得到的。我们考虑一个特殊的情况下，这些格与一个二进制LDPC码作为底层代码。LDPC格的这种特殊情况可以通过使用构造A格提升二进制LDPC码来获得。LDPC格是第一个在高维中具有高效解码的格族。我们在协作传输框架中采用了LDPC格的编码和解码。提出了基于超立方体成形和Voronoi成形的两种高效成形方法，得到LDPC格码。然后，我们提出了使用LDPC格码实现单向和双向中继网络的块马尔可夫编码。这需要拥有用于将全速率码本分解成较低速率码本的有效方法。我们应用不同的分解方案的单向和双向中继信道的低密度格码（LDLC）的分解方法的修改版本。由于LDPC格的解码复杂度较低的LDLC相比，我们的计划的复杂度显着低于LDLC提出的。所提出的计划的效率，使用仿真结果。
2016-08-12 cs.IT math.IT
Multi-Source Transmission for Wireless Relay Networks with Linear Complexity
本文研究了多址接入中继网络（MARN）中的传输方案，其中$J$单天线源通过一个$M$天线中继向一个$N$天线目的地发送独立的信息。对于复杂度的考虑，我们提出了一个线性的框架，其中中继线性变换其接收到的信号，以产生转发的信号，而不解码和目的地使用其多天线，以充分解耦信号从不同的来源之前解码，通过该解码复杂度是线性的源的数量。为了实现高的符号率，我们首先提出了一种称为DSTC-ICRec的方案，在该方案中，所有源的信息流在源中继链路和中继目的地链路中同时传输。在该方案中，分布式空时编码（DSTC）应用在中继，它满足线性约束。DSTC还允许目的地进行最初为多天线系统提出的迫零干扰消除（IC）方案，以完全解耦来自不同来源的信号。分析表明，DSTC-ICRec的符号速率为$1/2$符号/信源/信道使用，分集增益的上界为$M-J+1$。为了实现更高的分集增益，我们提出了另一种称为TDMA-ICRec的方案，其中源时间共享源中继链路。中继站相干地组合其天线上的信号以最大化每个源的信噪比（SNR），然后并发地转发所有源的信息。目的地执行迫零IC。通过分析和仿真表明，当$N \ge 2J-1$，TDMA-ICRec实现相同的最大分集增益的全TDMA方案，其中来自每个源的信息流被分配到一个正交信道在两个链路中，但具有更高的符号率。
2010-11-09 cs.IT math.IT
Error Exponents for Asynchronous Multiple Access Channels. Controlled Asynchronism may Outperform Synchronism
本文用类型法的一种改进方法--子类型法，导出了帧异步离散无记忆异步多址信道的通用编译码的指数误差界。采用最大经验多信息解码。一个关键的工具是一个改进的包装引理，克服了码字重复所造成的技术困难，通过归纳为基础的新的论点。的渐近形式的界限承认数值评估。这表明，通过同步传输（如果可能的话）可实现的误差指数可以经由受控的并行性（即，码字的有意移位）被超播种。
2020-02-03 cs.IT math.IT
On the Structure of the Capacity Region of Asynchronous Memoryless Multiple-Access Channels
无记忆多路存取通道的异步容量区域是某些多面体的并集。众所周知，这种多面体的顶点可以通过称为连续解码的技术来接近。还已知的是，连续解码的扩展适用于这种多面体的主面。该扩展包括以这样的方式形成用户组，即组内的用户被联合解码，而组被相继解码。本文更进一步。它表明，连续解码扩展到上述多面体的每一个面。从分配给该面上的标签获得感兴趣面上的所有速率的组组成以及解码顺序。从标签中可以提取一些结构属性，例如对应面的尺寸以及两个面是否相交。任何给定尺寸的面数的表达式也来自标签。
2008-02-23 cs.IT math.IT
Joint Source-Channel Cooperative Transmission over Relay-Broadcast Networks
研究了离散无记忆信源在多中继中继广播网络中的可靠传输问题。受传感器网络应用的启发，假设中继站和目的站都可以访问与底层源信号相关的边信息。研究了联合信源信道协作传输，其中中继站利用其监听信号（如经典信道协作情形）和相关边信息，帮助信源信号传输到目的站。研究了多中继网络中基于解码转发的协作传输，提出了两种不同的协作传输方案：一种是在编码端不进行显式信源合并的规则编码和滑动窗口解码方案，另一种是基于边信息统计的半规则编码和后向解码方案。结果表明，这两种方案导致相同的源信道码率，这被示出为“源信道容量“的情况下，i）物理退化的中继网络，其中边信息信号也以与信道相同的顺序退化;以及ii）中继广播网络，其中所有终端都希望可靠地重建源，而它们中的至多一个可以充当中继。
2012-02-27 cs.IT math.IT
Performance Analysis of Hybrid ARQ with Incremental Redundancy over Amplify-and-Forward Dual-Hop Relay Channels
在本文中，我们考虑一个三节点中继网络，包括一个源，一个中继，和一个目的地。源使用具有增量冗余（IR）的混合自动重传请求（HARQ）将消息发送到目的地。中继器偷听到传输的消息，使用可变增益放大器将其放大，然后将消息转发到目的地。后者将源消息和中继消息结合起来，并试图解码信息。在解码失败的情况下，目的地发送否定确认。然后，在后续HARQ轮中发送包含新奇偶校验比特的消息的新副本。该过程继续，直到在目的地成功解码或达到最大循环数$M$。我们从信息论的角度研究了HARQ-IR在中继信道上的性能。我们推导出精确的表达式和界限的信息中断概率，平均传输次数，和平均传输速率。此外，我们评估所经历的延迟泊松到达数据包在所考虑的中继网络。我们还提供了预期的等待时间，逗留时间和能源效率的解析表达式。推导出的精确表达式进行了验证Monte Carlo模拟。
2014-04-08 cs.IT math.IT
Asymptotic Performance Analysis of a K-Hop Amplify-and-Forward Relay MIMO Channel
研究了多跳放大转发中继多天线通信信道的渐近性能。网络中的每个多天线终端放大由源发送的接收信号，并将其向上游重传到目的地。联合最佳检测和解码和实际的独立解码方案下的任意信令方案，以及平均比特出错率的各种接收机结构的遍历率推导出在政权中，在每个终端的天线的数量增长大，没有一个边界。为了克服在信道实现上平均的困难，我们应用基于统计物理学的副本方法的大系统分析。大系统分析的有效性，进一步验证了通过现实的有限尺寸系统的Monte Carlo模拟。
2016-03-09 cs.IT math.IT
