End-to-End Joint Antenna Selection Strategy and Distributed Compress and Forward Strategy for Relay Channels
多跳中继信道使用多个中继级，每个中继级具有多个中继节点，以促进源和目的地之间的通信。以前，分布式空时码被提出来最大化可实现的分集复用折衷，然而，它们未能实现最佳分集复用折衷的所有点。在存在从目的地到每个中继级和源的低速率反馈链路的情况下，本文提出了一种端到端天线选择（EEAS）策略作为分布式空时码的替代方案。EEAS策略使用每个中继级的天线子集将源信号传输到目的地，并在每个中继级进行放大和转发。选择子集使得它们最大化目的地处的端到端互信息。EEAS策略实现了最佳分集复用折衷（对应于最大分集增益和最大复用增益）的角点，并且在复用增益的中间值处实现了更好的分集增益，而不是最佳已知的分布式空时编码策略。提出了一种分布式压缩转发策略，实现了多中继节点的两跳中继信道的最优分集复用折衷。
2009-05-13 cs.IT math.IT
Performance Analysis of Project-and-Forward Relaying in Mixed MIMO-Pinhole and Rayleigh Dual-Hop Channel
在这封信中，我们提出了一个端到端的性能分析的双跳项目和转发中继在一个现实的情况下，源中继和中继目的地链路正在经历MIMO针孔和瑞利信道条件，分别。我们推导出的概率密度函数的中继后处理和端到端的信噪比，并得到的表达式被用来推导中断概率的分析系统，以及它的端到端遍历容量的广义函数。然后应用留数理论对Mellin-Barnes积分进行分析，推导出系统在不同信道参数下的渐近行为。由于二元Meijer-G函数参与分析，我们提出了一个新的和快速的MATLAB实现，使复杂的积分轮廓的自动定义。广泛的蒙特卡罗模拟被调用，以证实分析结果。
2016-02-17 cs.IT math.IT
Capacity Region Bounds and Resource Allocation for Two-Way OFDM Relay Channels
在本文中，我们考虑双向正交频分复用（OFDM）中继信道，其中两个终端节点之间的直接链路太弱，不能用于数据传输。众所周知的每子载波解码转发（DF）中继策略将每个子载波视为单独的信道，并且在每个子载波上执行独立的信道编码。我们表明，这种每子载波的DF中继策略只是一个次优DF中继策略，并提出了一个多子载波DF中继策略，利用跨子载波信道编码，以实现更大的速率区域。然后，我们提出了一个最佳的资源分配算法来表征可达到的速率区域的多子载波DF中继策略。该算法的计算复杂性远小于标准拉格朗日对偶优化算法。我们进一步分析了双向中继策略的渐近性能，包括上述两个DF中继策略和放大转发（AF）中继策略。分析结果表明，多子载波DF中继策略在低信噪比条件下能够达到双向OFDM中继信道的容量区域，而AF中继策略在高信噪比条件下能够达到双向OFDM中继信道的复用增益区域。数值结果证明了所有的分析结果和所提出的最优资源分配算法的有效性。
2013-03-24 cs.IT math.IT
Upper-Bounding the Capacity of Relay Communications - Part I
本文重点研究了点对点中继通信的容量，其中发送端由中间中继辅助。详细介绍了割集和放大转发（AF）保护策略的数学模型。从信息论的角度和高斯信道的网络中，我们提出了每种中继策略的容量上限。通过两个不同的案例研究，我们分析了所述策略的各种外部区域能力。结果表明，在低信噪比环境下，割集策略的性能优于放大和前向策略。
2013-01-11 cs.IT math.IT
Broadcasting over the Relay Channel with Oblivious Cooperative Strategy
本文研究了具有两个用户（或两个可能的信道结果）的同时中继信道上的信息传输问题，其中一个用户采用解码转发（DF）策略，另一个用户采用压缩转发（CF）策略。在这种设置中，假设源希望向每个用户（或信道结果）发送公共和私有信息。这一问题涉及：（i）在具有不同中继策略的广播中继信道（BRC）上的信息传输，以及（ii）在源不注意中继的编码策略的常规中继信道上的信息传输。提出了一种新的编码，同时结合DF和CF计划，并推导出一般的无记忆BRC的情况下的容量区域的内界。作为特殊情况下，高斯BRC的研究表明，通过建议的广播编码的共同速率可以提高现有的战略相比。这些结果的应用出现在广播场景中的中继或在无线场景中的源不知道是否与源或与目的地的中继并置。
2010-10-19 cs.IT math.IT
Mixed Noisy Network Coding and Cooperative Unicasting in Wireless Networks
考虑了在多个中继节点存在的情况下，将单个消息传送到目的地的问题，称为协作单播网络。首先，我们介绍了“混合噪声网络编码”（MNNC）方案，它概括了“噪声网络编码”（NNC），其中允许中继解码和转发（DF）消息，而所有的中继（无一例外）发送噪声描述他们的意见。这些描述被利用在目的地和DF中继的目的是解码传输的消息，同时创建节点之间的充分合作。此外，目的地和DF中继器可以独立地选择要被解码或被视为干扰的描述的集合。该概念被进一步扩展到多跳场景，称为“分层MNNC”（LMNNC），其中DF中继被组织成表示网络中的一跳的不相交的组。对于合作单播加性高斯白噪声（AWGN）网络，我们表明，-提供DF中继适当选择- MNNC提高了所有先前建立的恒定间隙的割集界。其次，我们考虑了复合协作单播网络，其中信道参数在通信开始前随机抽取，在传输过程中保持固定。假设每次抽奖在源处未知，在目的地处完全已知，但在中继处仅部分已知。我们通过MNNC方案引入的概念，“选择性编码策略”（SCS），使中继动态地决定是否，除了通信嘈杂的描述，是可能的解码和转发消息。通过慢衰落AWGN中继网络证明，SCS明显优于传统的编码方案。
2014-10-19 cs.IT math.IT
Throughput Maximization of Mixed FSO/RF UAV-aided Mobile Relaying with a Buffer
在本文中，我们考虑一个无人机（UAV）辅助移动中继系统下的缓冲区约束。我们提出了一种新的中继协议，采用混合自由空间光/射频（FSO/RF）通信，即，在UAV中继节点处的缓冲器约束下，源-中继和中继-目的地链路分别利用FSO和RF链路。考虑RF和FSO链路传输速率不平衡的情况，以最大化端到端数据吞吐量为目标，研究了缓存受限的无人机中继节点的轨迹优化问题。特别地，我们根据延迟要求分类了两种中继传输方案，即，i）延迟受限传输和ii）延迟容忍传输。以最大化地面用户终端的吞吐量为目标，求解无人机的局部最优轨迹问题。因此，我们提出了一个迭代算法，有效地找到一个局部最优解的吞吐量最大化问题。通过该算法，我们提出了在大气条件下，缓冲区大小，和延迟要求的轨迹。此外，我们显示了最佳的缓冲区大小和吞吐量延迟权衡一个给定的系统。我们的数值结果验证，建议的缓冲区辅助移动中继方案实现65.55%的吞吐量增益相比，传统的静态中继方案。
2020-07-07 cs.IT eess.SP math.IT
Multi-hop Relaying with Mixed Half and Full Duplex Relays for Offloading to MEC
本文研究能量受限设备通过多跳中继向MEC服务器卸载计算任务的问题，提出混合半双工与全双工的多跳中继方案，证明问题为凸优化问题，并在任务按时完成概率和能耗方面均优于现有方案。
2024-01-12 cs.IT cs.NI math.IT
Coarse Network Coding: A Simple Relay Strategy to Resolve Interference
提醒的奇偶校验功能在网络编码的蝴蝶网络，它示出了转发一个偶数/奇数指示符位的标量量化的中继观测恢复1位的信息在两个目的地在无噪声干扰信道中的干扰被视为噪声。基于这一观察，提出了一种编码策略，以提高在干扰信道中使用中继节点的两个用户在同一时间的速率。在该策略中，中继器观察两个源信号的线性组合，并且通过每个信道使用速率为R 0比特的共享带外链路向两个目的地广播公共消息。中继消息由从复平面中的平方格的2^R0路划分获得的结构化分箱方案的分箱索引组成。我们表明，这样的标量量化分仓中继策略渐近地实现了切割集约束在干扰信道与一个共同的带外中继链路的有限速率，提高了两个比特的总和速率为每一个比特中继，渐近地在高信噪比（SNR），当干扰被视为噪声。然后，我们使用低密度奇偶校验（LDPC）码与比特交织编码调制（BICM）作为一个实际的编码方案所提出的战略。我们考虑匹配和不匹配的情况下，这取决于是否干扰信号的输入字母是已知的或未知的解码器，分别。对于匹配的情况下，我们表明，所提出的策略的结果在SNR的显着增益。对于不匹配的情况下，我们表明，所提出的策略的结果在速率的改善，没有中继，不能仅仅通过增加发射功率来实现。最后，我们使用广义互信息分析来表征不匹配场景的理论性能，并验证我们的仿真结果。
2010-09-08 cs.IT math.IT
On the transmit strategy for the interference MIMO relay channel in the low power regime
本文研究了低发射功率下MIMO中继存在时两发射两接收的干扰信道。使用了一种结合块马尔可夫编码、波束形成和Willems反向解码的通信方案。利用该方案，我们得到了一个信道增益依赖于信号功率的干扰信道。提出了该方案的功率分配，并给出了该功率分配下的可达速率域。我们表明，在低发射功率，在中继和发射机具有相等的功率约束，MIMO中继的干扰信道实现了功率线性的和速率。该和速率由通道设置确定。我们还表明，在存在丰富的功率在中继，传输策略显着简化，和MAC从发射机到中继形成的瓶颈的系统从和速率的角度来看。
2009-10-20 cs.IT math.IT
Uplink Non-Orthogonal Multiple Access over Mixed RF-FSO Systems
在本文中，我们考虑了中继辅助上行链路非正交多址（NOMA）系统。在该系统中，两个射频（RF）用户被分组，以在每个资源块上同时传输到中间中继。然后，在存在多用户干扰的情况下，中继站将用户的聚合信号的放大版本转发到相对较远的目的地。为了满足用户对更高数据率的日益增长的需求，采用高吞吐量的自由空间光学（FSO）链路作为中继目的地回程链路。假设FSO回程链路受到具有指向误差的伽马-伽马湍流的影响。此外，瑞利衰落模型被认为是用户中继接入链路。在这些假设下，我们推导出封闭形式的中断概率和易处理的形式，只涉及一维积分，遍历容量的表达式。此外，中断概率和遍历容量分析扩展到传统的RF回程系统中存在多用户干扰的中继和目的节点，和莱斯衰落的中继目的RF链路。我们的结果揭示了与RF回传相比，FSO回传对于高吞吐量和高可靠性NOMA系统的优越性。这项工作可以被认为是双跳上行NOMA系统的一般分析，以及第一次尝试将功率域NOMA在混合RF-FSO系统。
2020-02-16 cs.IT math.IT
Maximizing Data Rate for Multiway Relay Channels with Pairwise Transmission Strategy
在多路中继信道（MWRC）中，成对传输策略可以在不显著牺牲数据率的情况下降低中继和用户的计算复杂性。然而，这种成对策略的性能受到用户配对传输的方式的影响。在本文中，我们研究了配对的共同速率和总速率的MWRC与功能解码转发（FDF）中继策略，用户体验非对称信道条件下的效果。为此，我们首先开发了一个图形模型的MWRC与成对传输策略。使用这个模型，我们然后找到最大可实现的共同速率和总和速率以及用户配对，实现这些速率。这标志着在MWRC设置中FDF中继的最终性能。此外，我们表明，通过最佳用户配对实现的速率增强变得不那么明显，在较高的信噪比。使用计算机模拟，性能的最佳配对与文献中提出的其他配对。
2016-08-29 cs.IT math.IT
Opportunistic Relay Selection over Generalized Fading and Inverse Gamma Composite Fading Mixed Multicast Channels: A Secrecy Tradeoff
多径效应和阴影效应的同时出现会严重影响真实无线多播场景的保密性能。为了解决这一安全威胁，在这项工作中，提出了一个机会主义的中继为基础的双跳无线组播框架，在该框架中，源发送机密信息的一堆接收器下，通过中间中继窃听多个窃听者的尝试。两种情况下，即非视线（NLOS）和视线（LOS）通信以及乘法和LOS阴影被认为是其中第一种情况下假设的eta-mu和eta-mu/逆伽马（IG）复合衰落信道和后一个如下kappa-mu和kappa-mu/IG复合衰落信道作为源中继和中继接收机的以及窃听者的链路，分别。秘密分析是通过推导三个常见的保密措施，即安全中断概率组播，概率非零保密组播容量，遍历保密组播容量的封闭形式的表达式。我们进一步利用这些表达式来观察所有系统参数的影响，这些参数通过Monte-Carlo模拟再次得到证实。我们的观察表明，可以建立一个秘密的中继和接收器，窃听器和阴影参数的数量之间的权衡，以保持可接受的安全级别，通过减少衰落，阴影，组播接收器和窃听器的数量的不利影响。
2021-12-08 cs.IT math.IT
Optimal Power Allocation for Two-Way Decode-and-Forward OFDM Relay Networks
针对正交频分复用（OFDM）中继网络，提出了一种新的双向解码转发（DF）中继策略。这种DF中继策略采用多子载波联合信道编码来利用频率选择性衰落，因此可以实现比传统的每子载波DF中继策略更高的数据率。我们进一步提出了一个低复杂度，最佳的功率分配策略，以最大限度地提高所提出的中继策略的数据率。仿真结果表明，我们的策略获得了每子载波DF中继策略的实质性增益，也优于放大转发（AF）中继策略在宽信噪比（SNR）区域。
2012-02-09 cs.IT cs.NI math.IT
On the Capacity and Diversity-Multiplexing Tradeoff of the Two-Way Relay Channel
本文研究了多输入多输出（MIMO）双向中继信道，其中两个节点希望使用多个中继来交换数据。当每个中继采用放大转发策略时，提出了一种迭代算法来获得最优的可达速率区域。迭代算法在每一步都解决了功率最小化问题，但受到最小信号干扰噪声比约束，该问题是非凸的，然而，对于该问题，Karush Kuhn Tuker条件足以保证最优性。最优AF策略假设每个中继站具有全局信道状态信息（CSI）。为了简化CSI要求，还提出了一种简单的放大和转发策略，称为双信道匹配，其仅需要本地信道状态信息，并且其可达到的速率区域接近于最优AF策略的速率区域。在大量中继的渐近制度，我们表明，可实现的双信道匹配的速率区域和上限不同的只有一个常数项，并建立容量的双向中继信道的缩放定律。中继策略实现最佳的分集复用权衡也被认为是一个单一的中继节点。的压缩和转发策略被证明是最佳的实现分集复用的全双工情况下，在一般情况下，在某些情况下，半双工的情况下，权衡。
2008-10-21 cs.IT math.IT
Exact Outage Probability Analysis of the Mixed RF/FSO System With Variable-Gain Relays
本文对具有多个可变增益放大转发继电器的射频/自由空间光混合中继系统进行了统一分析。采用部分中继选择（PRS）来选择用于进一步重传的活动中继。由于第一RF跳的快速衰落统计，假设RF链路的信道状态信息是过时的，其用于中继增益调整和PRS过程两者。射频跳频会受到瑞利衰落的影响，而自由空间光通信跳频则会受到大气湍流和指向误差的影响。大气湍流引起的光信号强度起伏采用广义Malaga（M）分布模型，该模型考虑了多散射分量的影响。导出了中断概率的精确表达式。此外，提供了高信噪比近似，其可用于有效地确定中断概率底限。通过蒙特卡罗仿真验证了数值结果，并分析了系统参数和信道参数对RF/FSO系统性能的影响。
2022-09-22 cs.IT cs.NI math.IT
Multiuser Precoding for Sum-Rate Maximization in Relay-Aided mmWave Communications
中继辅助传输被认为是应对毫米波通信中出现的严重路径损耗和链路阻塞的关键策略。这项工作认为，中继辅助多用户毫米波通信的情况下，旨在通过最佳的传输和中继预编码器设计的总和速率最大化。我们提出了一种新的联合预编码器的设计策略，利用加权最小均方误差（WMMSE）使用其等效的总和速率最大化。我们获得了发射和中继预编码器的封闭形式的表达式，并建议通过交替优化迭代来计算它们，而不必求助于复杂的数值优化技术。数值结果验证了所提出的预编码策略的优越性相比，传统的预编码方案。
2020-03-06 cs.IT math.IT
Asymptotic Capacity of Large Fading Relay Networks with Random Node Failures
为了理解网络对大规模物理攻击的响应，研究了当中继节点数$N$无限大时，具有随机节点故障的半双工衰落中继网络的渐近容量.在本文中，一个简化的独立的攻击模型，假设每个中继节点的失败与一定的概率。被认为是非相干中继方案，这对应于零前向链路信道状态信息（CSI）的情况下，在中继。因此，整个中继网络可以等效为一个瑞利衰落信道，我们推导出$ε$中断容量上限根据多址接入（MAC）割集，和$ε$中断可实现率的放大和转发（AF）和解码和转发（DF）的策略。此外，我们表明，DF策略是渐近最优的中断概率$ε$为零，AF策略严格次优的所有信号噪声比（SNR）制度。关于由于随机攻击而导致的速率损失，AF策略在高SNR区域中遭受的速率损失比DF策略少，而DF策略在低SNR区域中表现出更鲁棒的性能。
2010-01-29 cs.IT math.IT
Selective Coding Strategy for Unicast Composite Networks
考虑一个复合单播中继网络，其中信道统计是从一组由随机变量索引的条件分布中随机抽取的，该随机变量假设在源处未知，在目的地处完全已知，并且在中继处仅部分已知。通常，在每个中继的编码策略是固定的，而不管其信道测量。提出了一种适用于多中继单播复合网络的编码方法。这使得中继能够基于其信道测量动态地选择压缩转发（CF）和解码转发（DF）之间的最佳编码方案。作为主要结果的一部分，概括的噪声网络编码的情况下，单播一般网络的中继器之间划分使用DF和CF编码。此外，使用DF方案的中继可以通过偏移编码来利用基于CF方案的中继的帮助。通过数值结果表明，这种新的编码，称为选择性编码策略（SCS），优于传统的编码方案。
2012-05-22 cs.IT math.IT
Analysis of a Cooperative Strategy for a Large Decentralized Wireless Network
本文研究了合作的好处，并提出了一个大型的无线网络与多个发射机的中继激活策略。在这个框架中，一些节点与附近的节点合作，充当中继，使用解码和转发协议，和其他使用直接传输。该网络被建模为一个独立标记的泊松点过程，源节点可以从非活动节点集合中选择中继。虽然合作可能会导致通信对性能的显着改善，但中继会导致网络中的额外干扰，增加其他节点看到的平均噪声。我们调查源节点应该如何平衡合作与干扰，以获得可靠的传输，并为此目的，我们研究和优化的中继激活策略的中断概率。令人惊讶的是，在高可靠性制度，优化策略包括所有继电器的激活或根本没有，这取决于网络参数。我们提供了一个简单的封闭形式的表达式，表示当继电器应该是活跃的，我们引入封闭形式的表达式，量化该方案的性能增益相对于一个网络，只使用直接传输。
2013-06-12 cs.IT math.IT
Simultaneous Diagonalization: On the DoF Region of the K-user MIMO Multi-way Relay Channel
研究了K个用户通过一个中继节点进行消息交换的K用户MIMO Y信道。提出了一种基于迫零波束形成的信道对角化传输策略。然后，该策略与信号空间对齐网络编码相结合，并推导出可实现的自由度区域。一个新的自由度的外界也来自它表明，该策略实现了这个外界，如果用户有更多的天线比中继。
2014-04-08 cs.IT math.IT
On Channel Inseparability and the DoF Region of MIMO Multi-way Relay Channels
全双工多路中继是用于在未来物联网（IoT）和5G网络中支持高数据率的潜在解决方案。因此，在本文中，全双工MIMO多路信道组成的3个用户（Y信道）与$M$天线每个和一个共同的中继节点与$N$天线进行了研究。每个用户都希望通过中继与所有其他用户交换消息。提出了一种基于信道对角化的传输策略，将信道分解为并行的子信道，并在这些子信道上进行物理层网络编码。结果表明，该策略实现了最佳的自由度区域的信道，如果$N\leq M$。此外，所提出的策略，需要在多个子信道的联合编码相比，另一种策略，在每个子信道单独编码。事实证明，联合编码的子信道是必要的最佳传输策略。这表明MIMO Y信道是不可分割的。
2014-12-02 cs.IT math.IT
Relay Assisted F/TDMA Ad Hoc Networks: Node Classification, Power Allocation and Relaying Strategies
本文考虑了中继辅助的F/TDMA ad hoc网络的设计与多个中继节点，其中每个节点协助传输的一个预定义的子集的源节点到各自的目的地。考虑总容量作为性能指标，我们解决了最优分配的问题，每个中继节点的总功率之间的传输，它是协助。我们考虑四种不同的中继传输策略，即再生解码转发（RDF）、非再生解码转发（NDF）、放大转发（AF）和压缩转发（CF）。我们首先获得的中继节点，采用统一的中继策略的最佳功率分配政策的所有节点。我们发现，最佳的RDF和NDF的情况下的功率分配修改注水解决方案。我们观察到，对于一个给定的中继传输功率，NDF总是优于RDF，而CF总是提供更高的总和容量比AF。当CF和NDF进行比较，它是观察到，CF或NDF可能优于其他在不同的情况下。这一观察表明，总容量可以进一步提高每个中继采用中继策略，帮助不同的源节点。我们接下来研究这个问题，并确定中继节点协助的每个源节点的最佳功率分配和中继策略。我们观察到，最佳功率分配的中继节点与混合中继策略提供了更高的总容量比纯RDF，NDF，AF或CF中继策略。
2007-01-02 cs.IT math.IT
Achievable rate regions for bi-directional relaying
在双向中继信道中，两个节点希望在中继的帮助下在共享的无线半双工信道上交换独立的消息。在本文中，我们推导出四个新的半双工协议，并比较这些现有的半双工协议和外部边界的可实现的速率区域。在时间上，我们的协议包括两个或三个阶段。在两阶段协议中，两个用户在第一阶段期间同时发送，并且中继器在第二阶段期间单独发送，而在三阶段协议中，两个用户顺序地发送，随后是来自中继器的发送。中继可以转发信息的四种方式之一，我们概述了现有的放大和转发（AF），解码和转发（DF）和压缩和转发（CF）中继方案，并介绍了新的混合转发方案。后者是一个方向上的CF和另一个方向上的DF的组合。我们得出可实现的速率区域的CF和混合中继方案的两个和三个阶段的协议。在这项工作的最后一部分，我们提供了一个全面的治疗8可能的半双工双向中继协议在高斯噪声，获得各自的可实现的速率区域，外边界，以及它们的相对性能在不同的SNR和中继几何。
2009-05-15 cs.IT math.IT
Short Message Noisy Network Coding with Rate Splitting
提出了一种基于速率分割的短消息噪声网络编码（SNNC-RS）编码策略。Hou和Kramer已经表明，在有利位置的中继执行解码转发（DF）并且其余中继执行短消息噪声网络编码（SNNC）的混合协作策略可以优于噪声网络编码（NNC）。我们提出的策略进一步提高了这种混合SNNC-DF合作策略的速率性能。在所提出的方案中，叠加编码被纳入SNNC编码，以促进部分干扰消除DF中继，从而提高整体速率。为了证明所提出的SNNC-RS策略的增益，分析了具有一个DF中继和一个SNNC-RS中继的离散无记忆双中继网络的可实现速率，并与没有速率分裂的情况进行了比较。在高斯双中继网络中评估所获得的速率，并证明了在没有速率分裂的情况下所获得的速率增益。
2014-12-19 cs.IT math.IT
Distributed Compute-and-Forward Based Relaying Strategies in Multi-User Multi-Relay Networks
在本文中，我们提出了不同的实用分布式方案来解决基于计算和转发（CMF）的多用户多中继网络中的秩失效问题，没有中央协调器，其中的中继没有关于对方的先验信息。首先，提出了一种新的中继策略的基础上CMF，命名为增量计算和转发（ICMF），执行相当不错的中断概率。我们表明，分布式ICMF计划甚至可以超过集中式最优CMF在足够强的中继间链路的可实现的速率，具有更低的复杂性。然后，作为第二种方案，放大转发和计算（AFC）中的方程是在目的地，而不是在中继恢复。最后，将ICMF和AFC方案结合起来，提出了混合计算放大转发（HCAF）中继方案，该方案综合了ICMF和AFC的优点，大大提高了ICMF的性能。我们评估所提出的策略的中断概率的性能，并与传统的CMF策略，解码和转发（DF）策略，以及集中式最优CMF的结果进行比较。结果表明，所提出的计划相比，传统的计划，特别是对大量的用户和中继的显着优越性。
2015-04-04 cs.IT math.IT
Leveraging Coherent Distributed Space-Time Codes for Noncoherent Communication in Relay Networks via Training
对于点到点多输入多输出系统，Dayal-Büller-Varanasi已经证明了如果使用训练部分形成的信道的简单最小均方误差估计用于基础空时分组码（STBC）的相干检测，则训练码实现与基础空时分组码相同的分集阶数。在这封信中，一个类似的策略，涉及结合现有的相干分布式STBC的训练，信道估计和检测提出了AF中继网络中的非相干通信。仿真结果表明，所提出的简单的策略优于分布式差分空时编码AF中继网络。最后，将该策略扩展到使用正交频分复用的异步中继网络。
2008-09-03 cs.IT math.IT
Link Regime and Power Savings of Decode-Forward Relaying in Fading Channels
在本文中，我们重新研究中继信道下的解码转发（DF）策略。与块马尔可夫编码始终是速率最优DF策略的既定信念相反，在某些信道条件下（链路机制），源和中继之间的独立信令实现相同的传输速率，而不需要相干信道相位信息。此外，这种独立的信令机制允许中继器节省功率。因此，我们设计了一个复合DF中继策略，实现了相同的速率块马尔可夫DF，但所需的中继功率较少。从链路自适应的角度来看，这一发现是有吸引力的，以适应中继编码和中继功率根据链路状态。我们研究这种链路自适应衰落下完美的信道状态信息（CSI）和实际的CSI，其中节点有完美的接收和长期发送CSI，并得出相应的中继节省功率在这两种情况下。我们还推导出中断概率的复合中继方案，适应信令的链路制度。通过仿真，我们暴露了一个新的权衡中继放置显示，中继保存最多的功率时，更接近的目的地，但实现最大的速率增益时，更接近的源。
2015-12-17 cs.IT math.IT
Relay Strategies Based on Cross-Determinism for the Broadcast Relay Channel
我们考虑一个两个用户高斯多输入多输出（MIMO）广播信道与一个共同的多天线中继，和一个共享的数字（无噪声）中继和两个目的地之间的链接。针对该信道，本文提出了一种渐进实现容量和的量化转发中继策略。我们的技术来设计一个渐近最佳的中继量化器是基于确定一个交叉确定性关系的中继观测，源信号，和目的地观测。在中继信道中，近似交叉确定性关系对应于近似确定性关系，其中中继观测在某种程度上是源和目的地信号的确定性函数。我们表明，交叉决定性可以作为量化惩罚的措施。通过确定一个确定性的广播中继信道和高斯MIMO中继信道之间的类比，我们提出了一个三阶段的脏纸编码策略，随着接收器波束成形和量化在中继，渐近实现扩展的可实现的速率区域的MIMO广播信道与一个共同的多天线中继。
2010-10-11 cs.IT math.IT
Parity Forwarding for Multiple-Relay Networks
本文提出了一种多中继网络的中继策略，其中每个中继解码由其他发送终端发送的消息的选择，并转发解码码字的奇偶校验。该协议提高了以前已知的可实现的速率的解码和转发（DF）的多中继网络的策略，允许中继解码只有一个选择的消息从中继与强链接到它。因此，每个中继可能有几个选择，哪些消息解码，并为一个给定的网络可能存在许多不同的奇偶校验转发协议。设计了一种树结构来描述任意多中继网络中的一类奇偶校验转发协议。基于这种树结构，这些DF方案的可达速率的封闭形式的表达式推导。它表明，奇偶校验转发是实现新形式的退化中继网络的容量。
2007-11-17 cs.IT math.IT
Joint SIC and Relay Selection for Cooperative DS-CDMA Systems
在这项工作中，我们提出了一个跨层设计策略的基础上联合连续干扰消除（SIC）检测技术和多中继选择算法的合作直接序列码分多址（DS-CDMA）系统的上行链路。我们设计了一个低成本的贪婪列表为基础的SIC（GL-SIC）策略与RAKE接收机作为前端，可以接近最大似然检测器的性能。与现有技术不同，所提出的GL-SIC算法利用感兴趣的用户之间的欧几里德距离、多重排序和它们的星座点来构建检测候选的有效列表。我们还提出了一个低复杂度的多中继选择算法的贪婪技术的基础上，可以接近一个穷举搜索的性能。提出了一种结合GL-SIC算法和贪婪中继选择的跨层设计策略。仿真结果表明，与现有技术相比，所提出的检测和中继选择算法具有良好的比特出错率性能。
2014-10-02 cs.IT math.IT
Efficient Linear Transmission Strategy for MIMO Relaying Broadcast Channels with Direct Links
本文提出了一种新的线性传输策略，用于在直接信道（DC）下的多输入多输出（MIMO）中继广播信道中，在基站（BS）设计线性预编码矩阵（PM），在中继站（RS）设计波束成形矩阵（BM）。后向通道和前向通道，以设计线性BM。然后，我们给出了一个相当紧的下限的可实现的和速率的网络与建议的策略来衡量的性能。仿真结果表明，当RS与BS距离较近时，该策略的性能优于现有方法。
2020-03-11 cs.IT eess.SP math.IT
Distributed Power Allocation Strategies for Parallel Relay Networks
我们考虑一个源-目的地对辅助并行再生解码和转发中继操作在正交信道。我们研究分布式功率分配策略，该系统的有限的信道状态信息在源和中继节点。首先，我们提出了一个分布式决策机制，每个中继单独作出决定是否转发的源数据。决策机制要求每个中继，能够解码的信息，从源比较其中继到目的地的信道增益与给定的阈值。我们确定的最佳分布式功率分配策略，最大限度地减少总发射功率，同时提供一个目标的信号-噪声比在目标中断概率的目的地。该策略决定了源功率的最佳选择以及继电器的阈值。接下来，我们考虑两种更简单的分布式功率分配策略，即源功率和中继阈值固定的被动源模型，以及仅允许一个中继转发源数据的单中继模型。这些模型的动机的限制，可用的信道状态信息，以及易于实现相比，最佳的分布式策略。仿真结果证明了所提出的分布式功率分配方案的性能。具体而言，我们观察到显着的功率节省与随机中继选择相比，所提出的方法。
2008-01-03 cs.IT math.IT
Relay Placement for Physical Layer Security: A Secure Connection Perspective
研究了采用解码转发和随机转发两种中继策略的协作无线通信中的安全连接问题。四个节点的情况下，蜂窝的情况下被认为是。对于典型的四节点（源，目的地，中继，窃听）的情况下，我们推导出DF策略的最优功率分配，并发现RF策略总是优于DF，以提高安全连接。在蜂窝网络中，我们表明，没有中继，很难建立从基站到小区边缘用户的安全连接。通过仿真验证了中继布置对小区边缘用户的影响。对于这两种情况下，我们发现，中继传输的好处增加时，路径损耗变得更复杂。
2012-04-08 cs.IT math.IT
Upper-Bounding the Capacity of Relay Communications - Part II
本文重点研究了对等中继通信的容量，其中发送器由任意数量的并行中继辅助，即中继之间没有链路和协作。详细介绍了不同中继策略的数学模型，包括割集放大和转发策略。给出了割集容量的上界，作为比较其他现实策略的参考。我们提出了它的外区容量，这是低于现有文献中。我们表明，多个并行中继网络实现其最大容量凭借只有一个继电器或凭借所有继电器一起。增加一个中继甚至可能会减少整体容量，也可能不会改变它。我们讨论了各种外部区域容量的解决方案与两个不同的案例研究。结果表明，在低信噪比环境下，割集策略的性能优于放大转发策略，而在高信噪比环境下则相反。
2014-04-05 cs.IT math.IT
The Gaussian Interference Relay Channel: Improved Achievable Rates and Sum Rate Upperbounds Using a Potent Relay
我们认为高斯干扰信道与中间中继作为一个主要的构建块的合作干扰网络。在可扩展性方面，我们考虑基于压缩和转发的策略。具体而言，广义压缩和转发策略，其中的目的地联合解码的压缩索引和源消息，被证明是改善后的压缩和转发策略，顺序解码的压缩索引和源消息，以及最近提出的广义散列和转发策略。我们还构造了一个基于嵌套格码的计算转发中继方案，当直接链路较弱时，该方案的性能优于其他中继方案。在这种情况下，它示出，与中继，干扰链路可以是有用的解码源消息。注意到需要上界的容量为这个通道，我们提出了一种新的技术，可以限制的总和速率。特别是，当中继节点具有丰富的功率时，通过考虑信道，总容量是有上限的，因此被命名为有效的。对于具有强中继的高斯干扰中继信道，研究了强干扰和弱干扰的情况，建立了其总容量，并以此作为有限中继功率GIFRC总容量的上界.数值结果表明，上界比割集界更紧，并且与许多感兴趣的场景中已知的可实现的和率相吻合。此外，当继电器具有大功率时，GIFRC的自由度被示出为2，使用压缩转发可实现。
2011-01-31 cs.IT math.IT
A General Achievable Rate Region for Multiple-Access Relay Channels and Some Certain Capacity Theorems
本文在中继端采用译码转发策略，发射端采用叠加编码的情况下，得到了多址中继信道（MARC）的一般可达速率域和某些容量定理。我们的一般速率域（i）将Slepian-Wolf多址接入容量定理的可扩展性部分推广到MARC，（ii）将Cover-El Gamal最佳可达速率推广到MARC，（iii）给出了MARC的Kramer-Wijengaarden速率域，（iv）满足最大流最小割上界，并导出了MARC中一些重要类的容量域.
2011-08-16 cs.IT math.IT
Resource Allocation with Subcarrier Pairing in OFDMA Two-Way Relay Networks
研究了一种基于正交频分多址接入（OFDMA）的多用户双向中继网络，其中多个移动台（MS）通过多个中继站（RS）与一个公共基站（BS）进行通信。研究了基于子载波配对的中继功率分配、中继选择和子载波分配的联合优化问题。该问题被公式化为一个混合整数规划问题。通过使用对偶方法，我们提出了一个有效的算法来解决问题的渐近最优的方式。仿真结果表明，该方法可以显着提高系统的性能比传统的方法。
2011-12-30 cs.IT math.IT
Relay Selection for Cooperative NOMA
本文研究了中继选择对协作非正交多址接入系统性能的影响。特别地，提出了一种两阶段的RS策略，分析结果表明，这种两阶段的策略可以实现最小的中断概率在所有可能的RS方案，并实现最大的分集增益。仿真结果表明，合作NOMA与这两个阶段的RS计划优于传统的最大-最小的方法，也可以产生一个显着的性能增益超过正交多址。
2016-04-04 cs.IT math.IT
Joint PIC and relay selection based on greedy techniques for cooperative DS-CDMA systems
在这项工作中，我们提出了一个跨层的设计策略的基础上的并行干扰消除（PIC）检测技术和多中继选择算法的合作直接序列码分多址（DS-CDMA）系统的上行链路。我们设计了一个低成本的贪婪列表为基础的PIC（GL-PIC）策略与RAKE接收机作为前端，可以接近最大似然检测器的性能。我们还提出了一个低复杂度的多中继选择算法的贪婪技术的基础上，可以接近一个穷举搜索的性能。仿真结果表明，与现有技术相比，所提出的检测和中继选择算法具有良好的比特出错率性能。
2014-06-02 cs.IT math.IT
The Optimal Input Distribution for Partial Decode-and-Forward in the MIMO Relay Channel
研究了高斯多输入多输出（MIMO）中继信道下的部分解码转发（PDF）策略。与已知高斯信道输入是最优的解码转发（DF）策略或点对点（P2P）传输不同，使高斯MIMO中继信道的可实现PDF速率最大化的输入分布迄今为止仍然未知。对于某些特殊情况，例如，对于中继信道，其中最佳PDF策略简化为DF或P2P传输，可以推断高斯输入使PDF速率最大化。然而，就一般情况而言，这个问题到目前为止仍然没有解决。在这项工作中，我们通过证明高斯MIMO中继信道的最大可实现PDF速率始终通过高斯信道输入来实现来解决这个问题。我们的证明依赖于信道增强技术，这最初是由Weingarten等人引入的。推导出高斯MIMO广播信道的（私有消息）容量区域。通过将这种技术与原始分解方法相结合，我们首先建立联合高斯源和中继输入最大化对齐高斯MIMO中继信道的可实现PDF速率。随后，我们使用一个限制的参数，以扩展这一结果从对齐的一般高斯MIMO中继信道。
2014-09-30 cs.IT 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
Joint Power Splitting and Antenna Selection in Energy Harvesting Relay Channels
在这封信中，同时无线传输的信息和功率的帮助下，配备了多个天线的中继被认为是在这封信中，提出了一个收获和转发策略。特别地，中继器通过联合使用天线选择（AS）和功率分配（PS）技术从具有射频信号的源获得能量和信息，然后处理的信息被放大并依赖于所收获的能量被转发到目的地。这封信共同优化AS和PS，以最大限度地提高拟议战略的可实现速率。考虑到联合优化是根据非凸问题，提出了一个两阶段的过程来确定最佳的接收信号功率分配比的能量收集，和优化的天线集从事信息转发。仿真结果证实了两阶段过程的准确性，并表明，建议的收获和转发策略优于传统的放大和转发（AF）中继和直接传输。
2014-11-11 cs.IT math.IT
The Effect of Noise Correlation in AF Relay Networks
在无线中继网络中，中继器处的噪声可能由于来自前一跳的公共干扰或噪声传播而相关。在这项工作中，我们考虑了一个并行继电器网络与噪声相关。对于放大转发（AF）的中继策略，我们确定了最佳速率最大化中继增益时，相关知识在中继。相关的中继网络的性能上的影响进行了分析的情况下，相关性的全部知识是在继电器，当没有知识的相关结构。有趣的是，我们发现，平均而言，噪声相关性是有益的，无论继电器是否知道噪声协方差矩阵。然而，相关性的知识可以大大提高性能。通常，从相关性知识的性能改善增加与继电器功率和继电器的数量。当中继器数目小于中继器数目时，利用完备的相关知识，系统能够消除干扰。对于双跳多址并行网络，我们得到了最大和速率和最优中继策略的封闭形式的表达式。本文还研究了三跳网络的中继优化问题。对于第一级继电器的任何继电器增益，这表示具有相关噪声的并联继电器网络。基于噪声相关的两跳网络的结果，提出了一种求解三跳网络中继优化问题的算法。
2007-07-07 cs.IT math.IT
Improved Capacity Approximations for Gaussian Relay Networks
考虑一个高斯中继网络，其中许多源在几层中继的帮助下与目的地通信。最近的工作表明，在中继的压缩和转发为基础的策略可以实现该网络的容量内的附加差距。在这种策略中，中继站将它们的观测值映射到噪声水平，并将其映射到随机高斯码本。所得到的容量间隙与网络中信道的SNR无关，但与节点总数成线性关系。在本文中，我们表明，如果中继器的信号在一个分辨率随着网络中的节点数的减少，添加剂的差距，以容量可以对数的节点数为一类分层的，时变的无线中继网络。这表明，在当前文献中，在用于压缩和转发的噪声水平下对接收信号进行滤波的经验法则可能是非常次优的。
2013-04-27 cs.IT math.IT
Cyclic Communication and the Inseparability of MIMO Multi-way Relay Channels
研究了由多个带有$M$天线的$K$用户和一个带有$N$天线的公共中继节点组成的$K$ -用户MIMO多路中继信道（Y信道）。每个用户都希望通过中继与所有其他用户交换消息。针对该信道提出了一种传输策略。所提出的策略是基于两个步骤：信道对角化和循环通信。通过使用迫零波束形成来应用信道对角化。在信道对角化之后，信道被分解为并行的子信道。然后应用循环通信，其中在每个子信道上使用用于网络编码的信号空间对准。该策略在$N\leq M$条件下实现了信道的最优自由度区域。为了证明这一点，一个新的自由度的外边界。作为副产品，我们得出结论，MIMO Y信道是不可分离的，即，在单独的子信道上独立编码是不够的，必须在几个子信道上联合编码。
2015-10-12 cs.IT math.IT
Opportunistic Cooperation Strategies for Multiple Access Relay Channels with Compute-and-Forward
本文研究了计算转发技术在多址中继信道（MARC）中的应用。尽管计算并转发在提高网络吞吐量方面有很大的优势，但将其应用于MARC并不简单。本文提出了两种有效的机读目录与计算转发的协作策略。这两个建议的策略是机会主义的意义上说，中继和目的地之间的合作，只有当它是为了高传输效率的需要进行。在第一种策略中，中继通过发送其局部最优整数系数向量来帮助目的地，而不考虑目的地处的所得整数系数矩阵是满秩的。相比之下，在第二种策略中，中继转发其"最佳"系数向量，其总是确保在目的地处的满秩系数矩阵。这两种策略都能在高信噪比下实现两倍于现有策略的网络吞吐量。它们也具有较低的中断概率，独立于中继位置。此外，第一种策略几乎实现了二阶分集增益，而第二种策略恰好实现了二阶分集增益，这是现有策略无法实现的。
2020-08-08 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
Study of Max-Link Relay Selection with Buffers for Multi-Way Cooperative Multi-Antenna Systems
在本文中，我们提出了一种中继选择策略的多路协作多天线系统，是由一个中央处理器节点的帮助下，其中一个集群形成的两个用户被选择同时发送到对方的帮助下，中继。特别是，我们提出了一种新的多路中继选择策略的基础上选择的最佳链路，利用使用缓冲区和物理层网络编码，即所谓的多路缓冲区辅助最大链路（MW-Max-Link）。我们比较建议的MW-Max-Link现有的技术的误出错率，成对错误概率，总和率和计算复杂性。仿真，然后评估所提出的和现有的技术的性能。
2019-07-16 cs.IT math.IT
Achievable Rate Regions for Two-Way Relay Channel using Nested Lattice Coding
本文研究高斯双向中继信道，其中两个通信节点通过中继交换消息。假设所有节点在通信节点之间没有任何直接链路的情况下以半双工模式操作。首先提出了一种基于嵌套格码的压缩转发中继策略。然后，所提出的方案进行了改进，通过执行分层编码：一个共同的层是由两个接收机解码和细化层恢复只有接收机具有最佳的信道条件。新方案的可实现的速率的特点，并被证明是高于解码和转发策略在某些地区提供的。
2013-11-21 cs.IT math.IT
Achievable Rates and Upper bounds for the Interference Relay Channel
研究了具有全双工中继的两用户高斯干扰信道。通过使用精灵辅助的方法，两个新的上界的可实现的和速率在此设置中导出。这些上界被证明是严格的比以前已知的界限在某些条件下。此外，提出了一种传输策略，这种设置。该策略利用了以下元素：块马尔可夫编码与Han-Kobayashi方案相结合的源，解码和转发在中继，和Willems的后向解码在接收机。该计划示出在有限的间隙内实现我们的上界在某些情况下。
2010-08-13 cs.IT math.IT
Approximate capacity of the two-way relay channel: A deterministic approach
研究了两个节点一个中继的全双工双向（或双向）中继信道的容量。假设前向方向上的信道与后向方向上的信道不同（通常），即不假设信道互易性。我们使用最近提出的确定性方法来捕捉问题的本质，并确定一个良好的传输和中继策略的高斯信道。根据各个信道增益的比率，我们建议在中继器处使用简单的放大转发或特定的叠加编码策略。我们分析了可实现的速率区域，并表明该方案实现了3位内的割集界的所有值的信道增益。
2008-08-22 cs.IT math.IT
Relay Subset Selection in Wireless Networks Using Partial Decode-and-Forward Transmission
本文考虑了在两跳无线网络中选择一个节点子集作为中继来帮助源-目的地对之间的通信的问题。最优中继子集选择的目标是最大限度地提高整体吞吐量是一个困难的问题，取决于多个因素，包括节点的位置，队列长度和功耗。本文采用部分解码转发策略，提高了中继选择问题的易处理性和整个网络的性能。请注意，所选中继的数量最终决定了网络的性能。本文基准此性能通过确定净多样性实现使用选择的中继和部分解码转发策略。该框架随后被用来进一步转换成一个更简单的继电器放置问题的继电器选择，和两个基于邻近的近似算法的开发，以确定适当的一组继电器选择在网络中。其他选择策略，如随机中继选择和贪心算法，依赖于信道状态信息也被提出。本文的结论表明，建议的基于邻近的中继选择策略产生接近最优的预期率为少数选定的中继。
2008-05-22 cs.IT math.IT
Cooperative Strategies for Simultaneous and Broadcast Relay Channels
考虑由一组中继信道组成的\emph{simultaneous relay channel}（SRC），其中源希望向每个目的地发送公共和私有信息。这个问题被认为是等同于发送公共和私人信息到几个目的地的帮助中继器的存在，其中每个信道结果成为一个分支的\emph{broadcast relay channel}（BRC）。研究了两个无记忆中继信道的协作方案和容量域。提出的基于\emph{Decode-and-Forward}（DF）和\emph{Compress-and-Forward}（CF）的编码方案必须能够同时向这样的集合中的所有目的地发送信息。根据源到中继和中继到目的地信道的质量，推导出一般BRC的容量的内界。考虑了三种特别令人感兴趣的情况：合作是基于两个用户的发展便利化战略（称为发展便利化-发展便利化区域），合作是基于两个用户的合作便利化战略（称为合作便利化-合作便利化区域），合作是基于一个目的地的发展便利化战略和另一个目的地的合作便利化战略（称为发展便利化-合作便利化区域）。这些结果可以看作是前人工作的推广和统一。还导出了一般BRC容量的外界。容量的结果得到半退化和退化的高斯同时中继信道的特定情况下。速率是针对高斯模型进行评估的，其中源必须保证向两个用户发送最小量的信息，同时向每个用户发送额外的信息。
2012-10-14 cs.IT math.IT
