A low complexity approach of combining cooperative diversity and multiuser diversity in multiuser cooperative networks
本文研究了在时间资源分配（TRA）框架下，将多用户协作网络中的协作分集（CD）和多用户分集（MUD）相结合的调度方案。广播阶段用于直接传输，而中继阶段用于中继传输。在此TRA框架的基础上，提出了一种基于用户选择的低复杂度中继协议（US-LCRP）。在广播阶段的每个时隙（TS）中，选择“最佳”用户用于传输以便获得MUD。在中继阶段，中继节点按照固定的顺序转发特定用户的消息，然后调用有限的反馈信息来实现CD。我们证明了多样性复用权衡（DMT）的US-LCRP是优于现有的计划，其中更多的TS被分配用于直接传输，以共同利用CD和MUD。我们的分析和数值结果表明，US-LCRP构成了一个更有效的资源利用方法比现有的计划。此外，US-LCRP可以以低复杂度实现，因为在整个传输期间仅估计直接链路的信道状态信息（CSI）。
2013-10-11 cs.IT math.IT
General Auction-Theoretic Strategies for Distributed Partner Selection in Cooperative Wireless Networks
假设自组织无线网络中的所有节点都愿意参与协作通信是不现实的，特别是如果它们期望的服务质量（QoS）可以经由直接传输实现的话。提出了一种基于激励机制的拍卖机制，以诱导无线网络中的合作行为，重点是非对称信道衰落条件下的用户。研究了单目标二次价格拍卖在电子商务运营商网络中的合作伙伴选择问题。此外，多目标捆绑拍卖的选择多个同时合作伙伴的合作正交频分复用（OFDM）设置进行了分析。对于这两种情况下，我们的特点是均衡中断概率性能，卖方收入和反馈界限。基于拍卖的合作伙伴选择允许获胜的投标人，以实现他们所期望的QoS，同时补偿谁帮助他们的卖方。在本地层面上，卖家的目标是收入最大化，而在网络层面上，连接被吸引到最小-最大公平性。所提出的合作伙伴选择策略在自配置的合作无线网络中被证明是强大的条件下的不确定性的用户请求合作的数量，以及最小的拓扑结构和信道链路信息提供给个人用户。
2010-08-19 cs.IT math.IT
Cooperative Diversity with Mobile Nodes: Capacity Outage Rate and Duration
中断概率是协作分集系统的一个重要性能指标。然而，在移动环境中，中断概率并不完全描述的行为的合作分集方案，因为所涉及的节点的移动性引入的信道增益的变化。因此，容量中断事件在时间上是相关的，并且需要可实现的信息理论容量的二阶统计参数，例如平均容量中断率（AOR）和平均容量中断持续时间（AOD），以获得对协作分集协议的性质的更完整的描述。在本文中，假设慢瑞利衰落，我们推导出精确的表达式的AOR和AOD的三个著名的合作分集协议：可变增益放大和转发，解码和转发，选择解码和转发中继。此外，我们开发渐近紧高信噪比（SNR）的近似，这提供了重要的见解，各种系统和信道参数的AOR和AOD的影响。特别是，我们表明，在一个双对数尺度上，类似的中断概率，AOR渐近衰减的SNR的斜率取决于合作协议的分集增益，而AOD渐近衰减的斜率为-1/2独立的分集增益。
2011-10-31 cs.IT math.IT
Approximately universal optimality over several dynamic and non-dynamic cooperative diversity schemes for wireless networks
在这项工作中，我们明确地提供了有史以来第一个最佳的，相对于郑Tse分集复用增益（D-MG）的权衡，无线中继网络的合作分集方案。该计划是基于完美的空时码的变体，是最佳的任何数量的用户和所有统计对称（在某些情况下，不对称）的衰落分布。我们推断，相对于D-MG权衡，在中间中继和无限延迟的信道知识是不必要的。我们还表明，非动态选择解码和转发策略，非动态放大和转发，非动态接收和转发，动态放大和转发和动态接收和转发协作分集策略允许完全相同的D-MG的最佳性能。
2005-12-07 cs.IT math.IT
Cooperative Transmission Protocols with High Spectral Efficiency and High Diversity Order Using Multiuser Detection and Network Coding
协同传输是一种利用无线信道广播特性的新兴通信技术。然而，由于低频谱效率和正交信道的要求，其在未来无线网络中的应用潜力是有限的。本文利用多用户检测和网络编码技术，提出了一种具有高频谱效率、分集阶数和编码增益的协作传输协议。与传统的单用户检测协作传输协议相比，多用户检测协作传输协议的分集增益仅针对一个源用户，其优点是一个用户链路的改善也能使其他用户受益。另外，在中继站处使用MUD提供了可以采用网络编码的环境。充分利用中继站与目的站之间的链路，可以获得较高的编码增益和分集阶数。从分析和仿真结果可以看出，所提出的协议实现更高的分集增益，更好的渐近效率，和更低的比特出错率，相比传统的多用户检测和现有的合作传输协议。
2007-04-25 cs.IT math.IT
Comments on Cooperative Density Estimation in Random Wireless Ad Hoc Networks
在Onur等人[“Cooperative density estimation in random wireless ad hoc networks，”IEEE Commun.信件：第16卷，第3期，269页。331-333，2012年3月]，Onur等人介绍了无线随机网络中的两种新颖的密度估计（DE）方法，分别以合作和个人的方式进行。这两种方法都是通过最大似然（ML）方法得出的。然而，在获得个体DE（I-DE）方法时出现了一个隐含但致命的错误。这封信评论了Onur等人，并指出了上述错误。通过研究随机网络中的距离顺序统计量（DOS）分布，提出并讨论了正确的I-DE方法。仿真结果也表明，正确的I-DE优于错误的。更重要的是，本文提出了一种新的方法，可以得到任意单变量或多变量的DOS分布，这将有助于无线通信和网络的研究。
2018-07-04 cs.IT math.IT
Joint Transmit Diversity Optimization and Relay Selection for Cooperative MIMO Systems using Discrete Stochastic Algorithms
针对译码转发（DF）协作MIMO系统，提出了一种基于离散随机优化的联合发射分集选择（TDS）和中继选择（RS）算法，TDS和RS联合进行，采用连续最小二乘信道估计（CE），所有节点均采用线性最小均方误差（MMSE）接收机，中继间无需通信。通过比特出错率（BER）的比较和多样性分析，所提出的方案的性能进行评估，并收敛到最佳的穷举解。
2013-06-10 cs.IT math.IT
Cognitive Non-Orthogonal Multiple Access with Cooperative Relaying: A New Wireless Frontier for 5G Spectrum Sharing
两种面向5G无线网络的新兴技术，即非正交多址（NOMA）和认知无线电（CR），将在未来提供更有效的无线频谱利用。在这篇文章中，我们将NOMA与CR集成到一个整体系统中，即认知NOMA网络，以实现更智能的频谱共享。认知NOMA网络的设计原则完全符合5G无线网络的功能要求，例如高频谱效率，大规模连接，低延迟和更好的公平性。提出了三种不同的认知NOMA结构，包括NOMA网络，覆盖NOMA网络和CR启发的NOMA网络。针对认知NOMA网络中网络间和网络内干扰严重影响网络性能的问题，提出了协作中继策略。对于每一个认知NOMA架构，我们提出的合作中继策略显示出其潜在的显着降低中断概率。此外，我们还讨论了认知NOMA网络实现面临的挑战和未来的研究方向。
2018-01-12 cs.IT math.IT
Error Performance and Diversity Analysis of Multi-Source Multi-Relay Wireless Networks with Binary Network Coding and Cooperative MRC
本文对多源多中继网络编码协作分集协议进行了理论分析、设计和性能评估。这些协议是有用的，以抵消频谱效率低的重复为基础的合作。我们提供了一个通用的分析框架，分析和设计的无线网络使用解调和转发（DemF）协议与二进制网络编码（NC）在中继和合作最大比合并（C-MRC）在目的地。我们的系统模型包括一个任意数量的中继，提供两个合作水平：i）完全合作的中继，推迟自己的数据帧的传输，以帮助通过DemF中继和二进制NC的源的传输;和ii）部分合作的中继，利用NC传输自己的数据帧以及从源接收的数据包。继电器可以适用于NC上的不同子集的源，这是不平等的多样性订单提供的来源。选择要组合的数据包的准则，即，给出了实现所需分集阶数的网络码。我们的研究表明，部分合作中继提供没有贡献的多样性秩序的来源。理论研究结果和设计指导方针进行了验证，通过广泛的蒙特卡罗模拟。
2013-03-21 cs.IT math.IT
Performance Analysis of Hybrid Relay Selection in Cooperative Wireless Systems
混合中继选择（HRS）方案，自适应地选择放大转发（AF）和解码转发（DF）协议，是非常有效的，以实现无线网络中的鲁棒性能。本文分析了HRS方案在一般协作无线网络中在源节点不使用和使用差错控制编码时的帧出错率。首先，我们开发了一种改进的信噪比（SNR）阈值为基础的FER近似模型。然后，我们推导出一个解析的平均FER表达式，以及在高信噪比的HRS方案的渐近表达式，并推广到其他中继方案。仿真结果与理论分析吻合良好，验证了推导的FER表达式的正确性。
2011-12-04 cs.IT math.IT
Wireless-Powered Cooperative Communications via a Hybrid Relay
在本文中，我们考虑一个无线供电的协作通信网络，它由一个混合接入点（AP），一个混合中继，和一个信息源。与传统的合作网络相比，所考虑的网络中的源被假定为没有嵌入式能源供应。因此，在上行链路（UL）中向AP发送信息之前，首先需要在下行链路（DL）中从具有恒定电源的AP和/或中继器广播的信号中获取能量。混合中继器不仅可以帮助在UL中转发信息，而且还可以在DL中利用无线能量传输对源充电。考虑到不同的可能操作的混合中继，我们提出了两个合作协议所考虑的网络。我们共同优化的时间和功率分配的DL能量传输和UL信息传输，以最大限度地提高系统吞吐量的建议协议。数值结果比较所提出的协议的性能，并说明系统参数的影响。
2014-08-20 cs.IT math.IT
Outage Probability of Wireless Ad Hoc Networks with Cooperative Relaying
在本文中，我们分析了随机节点位置的无线ad hoc网络中的协作传输的性能。根据消息传输的竞争概率，每个源节点可以发送自己的消息信号或充当其他源节点的潜在中继。因此，每个目的地节点可以潜在地接收消息信号的两个副本，一个来自直接链路，另一个来自中继链路。考虑到节点位置的随机性和干扰，我们推导出了目的节点处不同合并方案下的中断概率的闭式表达式。特别是，中断性能的最佳组合，最大比组合，并选择合并策略进行了研究和量化。
2013-01-24 cs.IT math.IT
Average Peak Age of Information Analysis for Wireless Powered Cooperative Networks
信息时代（AoI），一个指标来分析数据的新鲜度，是在即将到来的无线网络的时间关键型应用的兴趣。此外，无线能量传输（WPT）也是延长无线传感器网络寿命的关键。因此，我们研究了一个平坦衰落的无线供电合作网络，其中一个源和一个继电器充电的有限大小的电容器从一个远程发电站收集能量。对于两种传统的解码转发（DF）和放大转发（AF）中继，研究了平均AoI和峰值AoI（PAoI），以说明数据/功率传输信道的随机性和电容器的大小如何影响年龄指标，以及何时利用协作传输比直接传输更有益。结果表明，虽然功率受限的中继施加更多的延迟开销，年龄指标在某些情况下得到改善。即使对于具有更多信号处理等待时间的DF方案，由于增强了端到端通信可靠性，我们也可以实现较低的平均PAoI。此外，所提出的WPT协作系统的特殊情况下进行了讨论，例如全功率节点和一次性成功的数据传输的情况下。最后，数值结果提供突出的影响，传输功率，电容器的大小，和路径损耗指数的年龄指标。
2020-07-13 cs.IT math.IT
Ultra-Reliable Cooperative Short-Packet Communications with Wireless Energy Transfer
分析了在准静态瑞利衰落下，有限块长和有限电池能量的协作无线通信系统。源节点和中继节点由无线能量传输（WET）过程供电，同时使用收集的能量来馈送其电路，发送导频信号以估计接收器处的信道，并用于无线信息传输（WIT）。考虑数据传输功率之外的其他功耗源。在理想的直接通信系统中，在理想/不理想信道状态信息（CSI）下，研究了错误概率，同时达到精确的闭合形式近似。我们认为超可靠通信（URC）场景正在讨论下一个第五代（5G）无线系统。数值结果表明，存在一个最佳的导频发射功率的信道估计，这与收获的能量增加。我们还显示了合作的重要性，即使考虑到复用损耗，以满足错误和延迟的限制URC系统。
2018-01-01 cs.IT math.IT
Joint Adaptive Modulation-Coding and Cooperative ARQ for Wireless Relay Networks
本文提出了一种跨层的方法，联合设计自适应调制和编码（AMC）的物理层和协作截断自动重传请求（ARQ）协议的数据链路层。首先，我们推导出一个精确的封闭形式的频谱效率的联合AMC合作ARQ计划的表达。为了最大化该系统性能指标，我们优化了直接满足数据链路层规定的分组丢失率约束的AMC方案。结果表明，采用协作ARQ作为重传策略，与物理层仅采用AMC的系统相比，显著提高了系统的频谱效率。此外，建议的自适应速率协作ARQ方案优于固定速率对应时，在源和中继的传输模式选择的基础上的信道统计。这反过来量化了无线中继网络中AMC和ARQ的联合设计所实现的可能增益。
2008-11-26 cs.IT math.IT
Energy Harvesting Cooperative Networks: Is the Max-Min Criterion Still Diversity-Optimal?
研究了一个具有M个源-目的节点和一个中继节点的能量收集协作网络，其中中继节点只调度m个用户对进行传输.对于m = 1的特殊情况，所解决的调度问题等价于具有一个SD对和M个中继的场景的中继选择。在传统的协作网络中，最大最小选择准则被认为是一种分集最优的中继选择和用户调度策略。本文的主要贡献是表明，使用的最大-最小准则将导致损失的多样性增益的能量收集合作网络。特别是当只有一个用户被调度时，分析结果表明，通过最大最小准则实现的分集增益仅为（M+1）/2，远小于最大分集增益M。最大最小准则遭受这种多样性损失，因为它没有反映这样一个事实，即在能量收集网络中，源中继信道比中继目的地信道更重要。受此启发，一些用户调度方法量身定制的能量收集网络的发展和他们的性能进行了分析。仿真结果证明了开发的分析结果的准确性，并促进性能比较。
2014-03-03 cs.IT math.IT
Wireless Information and Power Transfer for Multi-Relay Assisted Cooperative Communication
在本文中，我们认为同时无线信息和功率传输（SWIPT）的多中继辅助两跳中继系统，其中多个中继节点同时协助从源到目的地的传输使用分布式空时编码的概念。每个中继应用功率分配协议来协调接收信号能量以用于信息解码和能量收集。针对解码转发（DF）和放大转发（AF）中继协议，推导了中继节点功率分配比的优化问题。提出了有效的算法来寻找最优解。仿真结果验证了所提方案的有效性。
2016-02-22 cs.IT math.IT
On the Performance of NOMA-based Cooperative Relaying with Receive Diversity
非正交多址（NOMA）被广泛认为是第五代（5G）无线标准中用于有效频谱利用的潜在多址（MA）技术。在本文中，我们提出了一个合作中继系统（CRS）使用NOMA与两种不同的接收分集方案-选择合并（SC），其中具有最高的瞬时信噪比（SNR）的天线被选中，和最大比合并（MRC）的可达和速率分析。我们还提出了中断概率和分集分析的CRS-NOMA系统。分析结果表明，CRS-NOMA系统优于传统的正交多址（OMA）的CRS，通过实现更高的频谱效率在高的发送SNR，并实现了全分集阶数。
2019-02-14 cs.IT math.IT
Improved Performance of RF Energy Powered Wireless Sensor Node with Cooperative Beam Selection
射频能量收集是一种很有前途的潜在解决方案，可以为低功耗无线传感器网络提供方便和永久的能量供应。在本文中，我们调查的能量收集性能的无线传感器节点供电的收获RF能量从现有的多用户MIMO系统。具体来说，我们提出了一个随机酉波束形成（RUB）的合作波束选择方案，以提高在传感器的能量收集性能。在恒定的总传输功率约束下，多用户MIMO系统试图选择最大数量的活动波束进行数据传输，同时满足传感器处的能量收集要求。我们推导出精确的封闭形式的分布函数的收获能量在相干时间在瑞利衰落信道。我们进一步研究的平均收获的能量在传感器与多用户MIMO系统的总速率的性能权衡。
2014-05-21 cs.IT math.IT
Network-Level Cooperative Protocols for Wireless Multicasting: Stable Throughput Analysis and Use of Network Coding
本文研究了多播协作无线网络中中继节点的网络编码对稳定吞吐率的影响。与传统的物理层协作协议相比，该协议采用网络级协作，并在中继节点采用随机线性网络编码。假设业务是突发的，中继节点在源静默期间转发其分组，这允许更好地利用信道资源。我们的研究结果表明，合作将导致更高的稳定吞吐率比传统的重传策略，并在中继使用随机线性网络编码可以进一步增加稳定的吞吐量，增加网络编码字段的大小或数量的数据包进行编码。
2010-08-31 cs.IT math.IT
Wireless Powered Cooperative Relaying using NOMA with Imperfect CSI
研究了由一个信源、两个用户和一个EH中继节点组成的能量收集（EH）协作非正交多址（NOMA）网络中不完美信道状态（CSI）信息的影响.中继器不配备固定电源，而是充当无线供电节点，以帮助向用户传输信号。针对固定功率分配和动态功率分配两种不同的功率分配策略，推导了不完美信道状态信息下两个用户的中断概率的封闭表达式。蒙特卡洛模拟被用来数值评估不完美的CSI的效果。这些结果证实了理论中断分析，并表明NOMA可以优于正交多址，即使有不完美的CSI。
2018-09-29 cs.IT math.IT
Physical Layer Security Schemes for Full-Duplex Cooperative Systems: State of the Art and Beyond
由于无线介质的广播特性，无线通信极易受到窃听攻击。传统上，安全的无线数据传输依赖于网络层的密码技术，这导致高计算能力和复杂性。作为一种替代方案，物理层安全（PLS）正在成为一个有前途的范例，以保护无线系统，利用无线信道的物理特性。在众多的PLS方法中，基于协作通信的PLS方法是一种很好的方法，受到了研究界的广泛关注。虽然具有半双工中继的PLS方案已经被广泛发现，但是具有全双工（FD）中继的协作系统中的PLS问题远未被全面理解。在本文中，我们首先提出了最先进的PLS方法提出的FD合作系统。然后，我们提供了一个案例研究中，提出了一个基于源的干扰方案，以提高保密性能的合作系统与不可信FD中继。最后，我们概述了几个有趣的，但具有挑战性的未来研究问题，在这个主题。
2017-11-15 cs.IT math.IT
Power Allocation for Secure SWIPT Systems with Wireless-Powered Cooperative Jamming
本文考虑无线供电的合作干扰（CJ），以确保发送器（Tx）和信息接收器（IR）之间的通信，在存在的能量接收器（ER），这被称为潜在的窃听者。全双工干扰器从Tx的信息信号中获取能量，同时发送干扰信号，其中干扰信号不仅混淆ER（潜在窃听者），而且还对ER充电。我们的目标是最大限度地提高保密信息率，通过联合优化在Tx和干扰机的功率分配，同时保持收获的能量要求的ER。所研究的问题是非凸的，我们提出了基于拉格朗日方法的最优解。仿真结果表明，该方案的性能明显优于基准方案。
2017-02-18 cs.IT math.IT
On the Broadcast Latency in Finite Cooperative Wireless Networks
本文的目的是研究合作对系统延迟的影响，量化为将广播消息传递给所有预期接收器所需的重传次数。与现有的广播方案，节点之间的距离没有明确考虑的作品，我们研究小尺度衰落和传播路径损耗的联合效应。此外，我们研究合作的应用有限的网络，即当合作节点的数量是小的。随机几何和顺序统计量被用来开发分析模型，紧密配合非合作的情况下的仿真结果，并提供了一个合作设置的延迟下限。我们证明，即使是一个简单的洪水的情况下，合作广播实现显着降低系统延迟。
2013-06-18 cs.IT math.IT
Study of Buffer-Aided Distributed Space-Time Coding for Cooperative Wireless Networks
本文提出了一种自适应缓冲辅助分布式空时编码方案，并针对具有缓冲辅助中继的无线网络提出了反馈算法。所提出的方案采用最大似然接收机在目的和可调码受功率约束的放大转发合作策略在中继。每个中继器配备有缓冲器，并且能够存储接收到的符号块，并且如果选择则将数据转发到目的地。不同的天线配置和无线信道，如静态块衰落信道，被认为是。使用缓冲器辅助中继，以改善出错率（BER）性能的效果进行了研究。开发了可调节的中继选择和优化算法，利用配备缓冲器的中继的额外自由度来提高BER性能。我们还分析了在协作网络中使用所提出的方案和算法时系统的成对错误概率和多样性。仿真结果表明，所提出的方案和算法获得的性能增益比以前报道的技术。
2016-09-17 cs.IT math.IT
Comments on "Finite-SNR Diversity-Multiplexing Tradeoff for Network Coded Cooperative OFDMA Systems"
在论文“网络编码协作OFDMA系统的信噪比分集复用权衡”中，作者采用了最近提出的子载波分配算法，旨在向具有网络编码协作（NCC）的基于OFDMA的网络提供最佳频率分集，其中$P$源节点在$M$中继节点的帮助下向公共目的地发送独立信息，在具有$L$相干块频率选择性信道中。然而，在上述论文中提出的所谓的NCC-OFDMA方案的分析假设子载波分配算法能够向网络中的所有链路提供全频率分集，这在实践中通常不成立，因为该分配仅从单个目的地的角度来看是最优的。因此，在这篇文章中，我们重新评估了一个更现实的情况下，只有发送到目的地的消息受益于由子载波分配算法提供的全频率分集的NCC-OFDMA的中断概率，表明分集阶数从$L(M+1)$降低到$M+L$。
2017-06-19 cs.IT math.IT
Cooperative Relaying in a Poisson Field of Interferers: A Diversity Order Analysis
本文分析了在干扰受限的网络中，由于干扰和衰落而导致中断的协作中继的增益。基于点过程理论的随机模型被用来捕捉当代无线网络中存在的空间随机性。使用修改的多样性的阶度量，选择解码和转发的可靠性增益研究了几种情况。主要结果如下：可实现的\emph{spatial-contention}分集阶数（SC-DO）等于1，而不管信道的类型，这是由于中继在MAC阶段（发送分集）的无效性。在BC阶段（接收分集）中，SC-DO取决于衰落量和空间干扰相关性。在没有衰落的情况下，取决于系统参数，在SC-DO之间存在一个或两个的硬转换。
2013-05-15 cs.IT math.IT
Cooperative Strategies for Interference-Limited Wireless Networks
考虑在大型无线网络中，节点形成齐次泊松点过程的情况下，由附近的中继辅助的单用户通信。由于该网络是干扰受限的，因此渐近错误概率由用户经历的中断概率从上而下限定。我们研究了著名的合作计划，即解码和转发（DF）和压缩和转发（CF）的中断行为。在这种情况下，中断事件是由衰落和相邻节点的空间接近度引起的，这些相邻节点产生最强的干扰，因此是最差的通信情况。在某些情况下是紧的渐近误差概率的上限和下限。结果表明，存在一个明确的权衡网络密度和用户合作的好处。这些结果是有用的，以评估性能和优化中继方案的背景下，大型无线网络。
2011-03-11 cs.IT math.IT
Resource Allocation and Interference Mitigation Techniques for Cooperative Multi-Antenna and Spread Spectrum Wireless Networks
本章介绍了联合干扰抑制和功率分配算法的DS-CDMA和MIMO网络的多跳和放大转发和解码转发（DF）协议。提出了一种中继间功率电平联合分配和线性干扰抑制的方案。我们还考虑了另一种策略，联合干扰抑制和中继选择，最大限度地提高系统中的多样性。仿真结果表明，所提出的跨层优化算法获得显着的增益在现有的计划的容量和性能。
2013-01-24 cs.IT math.IT
Outage Probability in Network Coding Based Cooperative Wireless Networks over Nakagami-m Fading Channels
针对Nakagami-m衰落信道下基于网络编码的两源两中继协作网络，推导各S-D对中断概率闭式解，扩展至多中继多S-D对场景，并分析链路衰落因子影响及分集阶数。
2024-01-27 cs.IT math.IT
Accumulate then Forward: An Opportunistic Relaying Protocol for Wireless-Powered Cooperative Communications
研究了一个由信源、信宿和多天线解码转发中继组成的无线供电协作通信网络。我们认为继电器是一个无线供电的节点，没有外部电源，但它配备了一个能量收集（EH）单元和一个可充电电池，这样它就可以从源广播的射频信号中收集和积累能量。通过充分结合EH功能的中继，我们开发了一个机会的中继协议，称为积累，然后转发（ATF），考虑WPCCN。然后，我们采用离散马尔可夫链模型的动态充电和放电行为的继电器电池。在此基础上，我们推导出一个封闭形式的表达式所提出的ATF协议的确切中断概率。数值结果表明，ATF方案可以优于直接传输的一个，特别是当中继的信息转发所消耗的能量量进行了优化。
2016-06-16 cs.IT math.IT
Incremental Redundancy Cooperative Coding for Wireless Networks: Cooperative Diversity, Coding, and Transmission Energy Gain
研究了一种适用于无线网络的增量冗余协作编码方案。为了利用空间分集的好处，我们提出了一个基于簇的协作策略的准静态瑞利衰落信道模型和基于网络的几何距离配置文件。我们的计划，提高了网络的性能，通过嵌入一个IR合作编码方案到现有的非合作路由。更准确地说，对于每一跳，我们形成一个协作集群的M-1节点之间的（跳）发送方和（跳）目的地。使用母码对所发送的消息进行编码，并将其划分为对应于M个时隙中的每个时隙的M个块。在第一个时隙中，（跳）发送方通过发送第一个块来广播其信息，并且其助手尝试中继此消息。在剩余的时隙中，剩余的M-1个块中的每一个或者通过已经成功解码消息的助手发送，或者直接由（跳）发送器发送，其中动态调度基于来自集群的基于ACK的反馈。通过使用强大的好代码（例如，Turbo码、LDPC码和Raptor码），其性能的特征在于阈值行为，我们的方法不仅通过协作分集效益而且通过编码优势来提高多跳路由的可靠性。基于最大似然解码的帧出错率（FER）的一个新的简单阈值界，对该方案的分集和编码增益进行了研究。平均FER上限和它的渐近（在大信噪比）版本推导出作为平均衰落信道信噪比和码阈值的函数。
2007-02-17 cs.IT math.IT
Harvest-Then-Cooperate: Wireless-Powered Cooperative Communications
在本文中，我们考虑了一个无线供电的合作通信网络组成的一个混合接入点（AP），一个源，和一个中继。与传统的协作网络相比，所考虑的网络中的源和中继没有嵌入式能量供应。它们需要依靠从AP广播的信号中收集的能量来进行协作信息传输。基于此三节点参考模型，我们提出了一个收获然后合作（HTC）协议，其中源和中继收获能量从AP在下行链路和源的信息传输在上行链路合作工作。考虑时延受限的传输模式，该协议的平均吞吐量的近似封闭形式的表达式推导出在瑞利衰落信道。随后，这一分析扩展到多中继的情况下，HTC协议与两个流行的中继选择方案的近似吞吐量。还提供了在高信噪比无线电吞吐量性能的渐近分析所考虑的计划。所有的理论结果都得到了数值模拟的验证。系统的参数，如时间分配，中继数目，中继位置，对吞吐量性能的影响进行了广泛的研究。
2015-03-01 cs.IT math.IT
Power Allocation Strategies in Energy Harvesting Wireless Cooperative Networks
在本文中，无线协作网络中，多个源-目的地对通过能量收集中继相互通信。本文的重点是中继的策略来分配收获的能量之间的多个用户和他们对系统性能的影响。具体地说，非合作策略是使用从第i个源收集的能量作为中继传输功率到第i个目的地，渐近结果表明，其中断性能随着logSNR在SNR上衰减。本文提出的两种集中式策略可以实现更快的衰减速率，1/SNR，其中基于注水的策略可以在多个标准方面实现最佳性能，但代价是高复杂度。基于拍卖的功率分配方案也被提出来实现系统性能和复杂度之间的更好的折衷。仿真结果证实了开发的分析结果的准确性，并有利于更好的性能比较。
2013-07-15 cs.IT math.IT
Joint Channel Coding and Cooperative Network Coding on PSK Constellations in Wireless Networks
本文研究了RS（Reed-Solomon）信道编码联合纠错和协作网络编码在非二进制相移键控（PSK）调制信号中的应用。中继器在应用网络编码（NC）之前，首先通过使用比特级异或（XOR）操作来解码每个在时隙中从所有源接收的RS信道编码消息。然后，根据网络配置，在将网络编码的结果消息传输到下一个中继站或目的地之前，对网络编码的结果消息进行信道编码。与中继器不执行信道编码/解码的情况相比，该情形示出了优越的性能。对于不同阶数的PSK调制和不同的无线配置，仿真结果表明，从符号出错率（SER）与信噪比（SNR）的使用RS信道编码的改善。
2019-02-05 cs.IT math.IT
Resource Allocation for Cooperative D2D-Enabled Wireless Caching Networks
在本文中，我们研究了资源分配问题的合作设备到设备（D2D）使能的无线缓存网络，其中每个用户随机缓存流行的内容到其内存和附近的用户通过D2D链路共享的内容。为了增强频谱共享D2D链路的吞吐量，其可能受到D2D链路之间的干扰的严重限制，我们使得一些D2D链路之间的协作能够消除它们之间的干扰。我们制定了一个联合链路调度和功率分配问题，以最大限度地提高合作D2D链路（CDLs）和非合作D2D链路（NDL）的整体吞吐量，这是NP难的。为了解决这个问题，我们将其分解为两个子问题，分别最大化CDLs和NDL的总和率。对于CDL优化，我们提出了一种基于半正交的联合用户调度和功率分配算法。对于NDL优化，我们提出了一种新的低复杂度算法来执行链路调度，并开发了一个凸函数的差异（DC）。规划方法来解决非凸功率分配问题。仿真结果表明，协作传输可以显着增加服务的用户数和系统的整体吞吐量。
2018-08-21 cs.IT math.IT
A Simple Distributed Antenna Processing Scheme for Cooperative Diversity
在这封信中，多个中继信道的性能进行了分析的情况下，其中多个天线部署在中继。研究了中继站采用两种不同天线处理技术的简单重复编码解码转发协议。天线组合技术是用于接收的最大比组合（MRC）和用于发射的发射波束成形（TB）。结果表明，这些分布式天线组合技术可以利用全空间分集的中继信道，而不管在每个中继的中继和天线的数量，并提供显着的功率增益超过分布式空时编码技术。
2008-02-19 cs.IT math.IT
Wireless Powered Cooperative Jamming for Secrecy Multi-AF Relaying Networks
本文研究了一组无线能量收集（WEH）启用放大转发（AF）中继执行合作干扰（CJ）和中继的帮助下的保密传输。网络中的源节点在第一阶段中与采用功率分配（PS）接收器的每个中继器进行同时无线信息和功率传输（SWIPT）;每个中继器进一步划分其收获的功率以用于转发接收到的信号并在第二传输阶段中生成用于干扰窃听者的人工噪声（AN）。在集中的情况下，与全球信道状态信息（CSI），我们提供了封闭形式的表达式的最佳和/或次优AF中继波束成形向量，以最大限度地提高可实现的保密率的中继的个人功率约束，使用半定松弛（SDR），这被证明是紧的技术。一个完全分布式的算法，仅利用本地CSI在每个中继也提出了作为一个性能基准。仿真结果验证了所提出的多AF中继与CJ比其他次优设计的有效性。
2015-11-11 cs.IT math.IT
An Adaptive Transmission Protocol for Wireless-Powered Cooperative Communications
在本文中，我们考虑了一个无线供电的协作通信网络，其中包括一个混合接入点（AP），一个源和一个中继，以协助信息传输。与传统的合作网络，源和中继被假定为没有嵌入式能源供应所考虑的系统。因此，在上行链路（UL）中的信息传输之前，它们需要首先从AP在下行链路（DL）中辐射的射频（RF）信号中收获能量。受最近提出的先收获后传输（HTT）和先收获后合作（HTC）协议的启发，我们提出了一种新的自适应传输（AT）协议。在所提出的协议中，在每个传输块的开始，AP向源收费。AP和源然后执行信道估计以获取它们之间的信道状态信息（CSI）。基于CSI估计，AP自适应地选择源以直接或与中继协作地执行UL信息传输。我们推导出一个近似的封闭形式的平均吞吐量的建议在Nakagami-m衰落信道的AT协议的表达式。然后通过Monte Carlo模拟验证了分析。实验结果表明，该协议的性能明显优于HTT和HTC协议。
2015-08-08 cs.IT math.IT
Cooperative Transmission in a Wireless Relay Network based on Flow Management
提出了一种通用多节点半双工无线中继网络的协作传输设计。假设节点以半双工模式操作，并且信道信息在节点处可用。所提出的设计涉及到解决一个凸流优化问题的图形模型的中继网络。在此基础上提出了一种更简单的广义链路选择协议。建议的流量优化协议和广义链路选择协议，以实现最佳的分集复用折衷（DMT）的中继网络。此外，仿真结果量化的差距所提出的协议的性能和最大流量最小切割类型的界限，中断概率。
2009-11-16 cs.IT math.IT
Study of Buffer-Aided Space-Time Coding for Multiple-Antenna Cooperative Wireless Networks
在这项工作中，我们提出了一个自适应缓冲区辅助空时编码方案的合作无线网络。最大似然接收机和可调码向量被认为是受功率约束的放大和转发合作策略。每个多天线中继器配备有缓冲器，并且能够在将接收到的符号转发到目的地之前存储它们。我们还提出了一种自适应中继选择和优化算法，在每个链路的瞬时信噪比计算和比较在目的地。在每个中继的反馈信道获得的可调码矢量被用来形成空时编码矢量，实现比标准方案更高的编码增益。提出了一种随机梯度算法来计算可调码矢量的参数，降低了计算复杂性。仿真结果表明，所提出的缓冲区辅助方案和算法获得的性能增益比现有的方案。
2015-07-04 cs.IT math.IT
Cooperative Jamming for Wireless Physical Layer Security
协同干扰是最近提出的一种用于在存在窃听者的情况下提高无线网络的基于物理层的安全性的方法。当源向其目的地发送其消息时，中继节点发送干扰信号以在窃听者处产生干扰。在本文中，被认为是一个场景中，中继配备有多个天线。提出了一种新的系统设计方案，通过确定信源和中继的天线权值和发射功率，使得系统的保密率在总发射功率约束下最大化，或者在保密率约束下最小化.由于这些问题的最优解很难获得，因此提出了次优封闭形式解，该解引入了额外的约束，即，干扰信号在目的地完全无效。
2009-07-28 cs.IT math.IT
Full-Duplex Cooperative Cognitive Radio Networks with Wireless Energy Harvesting
提出并分析了一种新的具有无线能量收集功能的全双工协作认知无线电网络。我们认为次级接收器配备有FD无线电并且充当FD混合接入点（HAP），其旨在从其相关联的EH次级发射器（ST）收集信息并且中继信号。假设ST配备有EH单元和可充电电池，使得其可以从由主发射器（PT）和HAP发射的射频（RF）信号收集和积累能量。我们开发了一种新的合作频谱共享（CSS）协议所考虑的系统。在所提出的协议中，由于其FD能力，HAP可以同时接收PT的信号并发送能量承载信号以给ST充电，或者同时转发PT的信号并接收ST的信号。我们推导出解析表达式的可实现的吞吐量的主要和次要的链接通过表征的ST电池的动态充电/放电行为作为一个有限状态马尔可夫链。我们提出的数值结果来验证我们的理论分析，并证明了所提出的协议的优点，其非合作对应。
2017-03-20 cs.IT math.IT
Improving Physical-Layer Security in Wireless Communications Using Diversity Techniques
由于无线电传播的广播性质，未经授权的使用者很容易偷听无线传输以进行截取，因此极易受到窃听攻击。为此，物理层安全正在成为一个有前途的范例，以保护无线通信免受窃听攻击，通过利用无线信道的物理特性。传统的人工噪声产生和波束形成技术通常需要消耗额外的功率来产生人工噪声，并且波束形成器的设计具有很高的实现复杂度。我们提出了几种多样性的方法来提高无线物理层的安全性，包括多输入多输出（MIMO），多用户分集和合作分集。为了说明通过多样性的安全性的改善，我们提出了一个案例研究，利用合作中继，以协助从源到目的地的信号传输，同时抵御窃听攻击。本文从保密容量和截获概率两个方面分析了协作中继传输在瑞利衰落环境下的安全性能。结果表明，随着中继节点数目的增加，协作中继传输的保密容量和截获概率都有显著提高，这说明利用协作分集技术可以提高物理层的安全性.
2014-05-15 cs.IT math.IT
Intercept Probability Analysis of Cooperative Wireless Networks with Best Relay Selection in the Presence of Eavesdropping Attack
由于无线介质的广播特性，无线通信极易受到窃听攻击。物理层安全是利用无线信道的物理特性来防止窃听者窃听的一种新的安全模式，近年来受到了广泛的关注。在本文中，我们考虑的物理层安全的协作无线网络中的多个解码和转发（DF）中继和研究的最佳中继选择存在窃听攻击。为了比较的目的，我们还研究了传统的直接传输没有中继和传统的最大最小中继选择。推导了直接传输和传统最大最小中继选择的截获概率表达式，并提出了瑞利衰落信道下的最佳中继选择方案。数值结果表明，所提出的最佳中继选择方案严格优于传统的直接传输和最大最小中继选择方案的拦截概率。此外，随着中继节点数目的增加，传统的最大最小中继节点选择方案和最佳中继节点选择方案的截获概率均显著降低，显示出利用多个中继节点对抗窃听攻击的优势.
2013-05-09 cs.IT math.IT
Delay-Limited Cooperative Communication with Reliability Constraints in Wireless Networks
研究时变无线网络中时延受限协作通信的最优资源分配问题。出于实时应用程序，具有严格的延迟约束，我们开发了一个动态的合作策略，使网络资源的最佳利用，以实现目标中断概率（可靠性）为每个用户的平均功率约束。利用李雅普诺夫优化技术，我们首先提出了一个一般的框架来解决这个问题，然后推导出准封闭形式的解决方案，在文献中提出的几个合作协议。与以前的作品，我们的计划不需要先验知识的数据包到达，信道状态和节点的移动性过程的统计描述，并可以实现在一个在线的方式。
2009-10-07 cs.IT math.IT math.OC
Cooperative Non-Orthogonal Multiple Access with Simultaneous Wireless Information and Power Transfer
在本文中，同时无线信息和功率传输（SWIPT）的非正交多址（NOMA）网络中，用户是空间随机定位的应用进行了研究。提出了一种新的协作式SWIPT NOMA协议，在该协议中，靠近源的近NOMA用户作为能量收集中继来帮助远NOMA用户。由于用户的位置对性能有很大的影响，提出了三种基于用户到基站的距离的用户选择方案。为了表征所提出的选择方案的性能，中断概率和系统吞吐量的封闭形式的表达式。这些分析结果表明，使用SWIPT不会危及分集增益相比，传统的NOMA。所提出的结果证实，机会使用节点位置的用户选择可以实现低中断概率和提供优越的吞吐量相比，随机选择方案。
2015-11-09 cs.IT math.IT
Efficient Coded Cooperative Networks with Energy Harvesting and Wireless Power Transfer
研究了采用能量收集和无线能量传输的多用户多中继网络离线能量管理的最优方案。具体地说，用户能够在连续的传输中收集和传输能量，尽管他们没有固定的能量供应。同时，在中继处对用户的消息进行网络编码，以使得能够与源节点以独立但不一定同分布（i.n.i.d.）Nakagami- $m$衰落信道。因此，同时进行两级合作，即，开展信息、能源合作。能量效率（EE）的约束下的能源因果关系和预定义的中断概率阈值的最大化的问题，制定和被证明是非凸的。利用分式规划和几何规划，提出了一种基于凸形的迭代算法来有效地求解该问题。在此基础上，研究了中继节点位置和无线能量传输效率对能量分配和能量协作的影响，并与现有方案进行了性能比较，结果表明所提出的能量协作策略能够更有效地管理能量。
2016-09-27 cs.IT math.IT
Towards the Optimal Amplify-and-Forward Cooperative Diversity Scheme
在慢衰落信道中，如何找到一种能够达到发射分集上界的协作分集方案仍然是一个悬而未决的问题。事实上，所有先前提出的放大和转发（AF）和解码和转发（DF）方案在复用增益r高于0.5的分集复用折衷（DMT）方面不随着中继器的数量而改善。在这项工作中，我们研究了一类时隙放大转发（SAF）计划。我们首先建立一个上限的DMT任何SAF方案与任意数量的中继N和时隙M的数量。然后，我们提出了一个顺序SAF计划，可以利用潜在的分集增益在高复用增益制度。更确切地说，在某些条件下，顺序SAF方案实现了所提出的DMT上界，当M趋于无穷大时，DMT上界趋向于发射分集界。特别地，对于两个中继器的情况，三时隙顺序SAF方案实现了所提出的上限，并且对于复用增益r < 2/3，优于Azarian等人的两个中继器非正交放大转发（NAF）方案。数值结果表明，我们的计划比以前提出的AF计划，特别是在高频谱效率和大的网络规模政权显着的增益。
2006-11-30 cs.IT math.IT
Secure Data Transmission in Cooperative Modes: Relay and MAC
云中的合作为5G无线网络提供了一种有前途的技术，支持更高的数据率。通过无线云传输数据的安全性可能会对设备造成限制;是否合作。因此，我们的目标是提供分析框架的物理层上的安全性，这样的设置，并定义与合作体现在小尺寸的无线云的约束。在本文中，两个合法的发射机爱丽丝和约翰合作，以增加由他们共同的合法接收机鲍勃，其中一个窃听者，夏娃存在的可靠传输速率。我们提供了可实现的安全数据传输速率与合作中继，当没有合作存在创建一个多址接入信道（MAC）。本文考虑了不同的合作场景的分析：有两个中继设备的合作场景，没有中继的合作场景，非合作场景，从一方的合作。我们推导出最优功率分配的解析表达式，最大限度地提高可实现的保密率的不同的情况下，可实现的保密率的合作的影响进行了分析。我们提出了一种分布式算法，允许设备选择是否合作或不合作，并选择他们的最佳功率分配的基础上选择的合作框架。此外，我们还定义了距离约束，以加强无线云中设备之间的合作。
2014-05-14 cs.IT math.IT
Spreading Code and Widely-Linear Receiver Design: Non-Cooperative Games for Wireless CDMA Networks
研究了接收端采用宽线性检测的多用户无线码分多址数据网上行链路非协作收发机的优化问题。虽然以前在这方面的工作集中在一个简单的实信号模型，在本文中使用的数据的基带复表示，以便适当地考虑到接收信号的I和Q分量。对于接收信号不正确的情况，考虑了一种宽线性接收结构，分别处理数据及其复共轭。几个非合作的资源分配游戏被认为是这种新的情况下，通过使用宽线性检测的性能增益进行了评估，通过理论分析。数值结果证实了理论研究结果的有效性，并表明，利用非合作资源分配中的数据的不适当的性质带来显着的多用户无线系统的性能改善。
2009-06-18 cs.GT cs.IT math.IT
On the Performance of DCSK MIMO Relay Cooperative Diversity in Nakagami-m and Generalized Gaussian Noise Scenarios
混沌通信以其优良的抗衰落、抗截获、抗干扰能力等优点，引起了无线通信界的广泛关注。差分混沌键控（DCSK）由于其低复杂度和低功耗以及许多吸引人的特性而特别令人感兴趣。然而，大多数DCSK研究文献中报道的加性高斯白噪声环境中的非合作场景。此外，出错率和其他性能度量的分析推导和评估通常以积分形式保留，并使用数值技术进行评估。为了规避这些问题，这项工作是专门提出了一个新的近似出错率分析的多址多输入多输出双跳中继DCSK协作分集（DCSK-CD）在Nakagami-m衰落信道（包括作为一个特殊情况下的瑞利衰落）。在此基础上，推导了无差错中继和解码转发中继的平均出错率的封闭表达式。测试结果验证了推导的解析表达式的准确性。
2016-07-31 cs.IT math.IT
Optimal Stochastic Coordinated Beamforming for Wireless Cooperative Networks with CSI Uncertainty
在信道状态信息（CSI）不确定的情况下，无线协作网络的传输优化和资源分配是一个重要而又具有挑战性的问题。在本文中，我们建立了一个通用的随机协调波束形成（SCB）的框架，提供灵活的信道不确定性建模，同时保证最优的传输策略。我们采用了一般的随机模型CSI的不确定性，这是适用于各种实际情况。SCB问题原来是一个联合机会约束规划（JCCP），是众所周知的是非常棘手的。针对以往求解JCCP的算法只能找到可行的次优解的问题，提出了一种新的具有最优性保证的随机DC（Difference-of-Convex）规划算法，该算法可以作为评价启发式算法和次优算法的基准.关键的观察是，高度棘手的概率约束可以等效地重新表述为DC约束。这进一步使得高效算法能够实现最优性。仿真结果表明了该算法的收敛性、保守性、稳定性和性能增益。
2014-06-27 cs.IT math.IT
On the Diversity Order and Coding Gain of Multi-Source Multi-Relay Cooperative Wireless Networks with Binary Network Coding
研究了一种采用二进制调制和二进制网络编码的多源多中继协作无线网络。系统模型包括：i）中继站处的解调转发协议，其中转发接收到的分组而不管它们的可靠性;以及ii）目的地处的最大似然最优解调器，其考虑中继站处可能的解调错误。推导出了端到端错误概率的渐近紧闭表达式，该表达式清晰地反映了每个信源的分集阶数和编码增益。与文献中的其他论文不同，所提出的框架具有三个主要的可区分的特征：i）它对一般网络拓扑和任意二进制编码向量是有用的; ii）它显示了网络编码和两跳转发协议如何影响分集阶数和编码增益;以及ii）它考虑了现实的衰落信道和中继处的解调误差。该框架提供了三个主要结论：i）每个源实现等于网络码的分离向量的分集阶数; ii）每个源的编码增益随着中继处的混合分组的数量而减小;以及iii）如果目的地不能考虑中继处的解调错误，则其损失了大约一半的分集阶数。
2012-04-23 cs.IT math.IT
