Relay Selection & Power Allocation for Maximizing Sum-Throughput of a Buffered Relay Network
考虑两跳协作通信与缓冲半双工中继，这项工作联合优化中继选择和发送功率在中继，以最大化网络的总吞吐量最小的吞吐量要求的每一跳和发送功率约束。解决了优化问题，提出了两种新的缓冲区感知选择方案，即联合中继功率分配和选择方案（JPASS）和比率选择方案（RSS）。数值结果表明，这两个计划的平均吞吐量和是高达40%以上的文献中现有的计划相比。
2020-11-25 cs.IT math.IT
Power Allocation for Conventional and Buffer-Aided Link Adaptive Relaying Systems with Energy Harvesting Nodes
能量收集节点在没有连续供电的协作通信系统中发挥着重要作用。在本文中，我们考虑传统的和缓冲区辅助链路自适应EH中继系统的优化，其中EH源通过EH解码转发中继与目的地通信。在传统的中继中，源和中继在连续的时隙中发送信号，而在缓冲器辅助的链路自适应中继中，源-中继和中继-目的地信道的状态确定是源还是中继被选择用于传输。我们的目标是最大限度地提高系统吞吐量在有限数量的传输时隙的中继协议。在传统中继的情况下，我们提出了一个离线和几个在线的联合源和中继发送功率分配方案。对于离线功率分配，我们制定了一个优化问题，可以最佳地解决。对于在线的情况下，我们提出了一个动态规划（DP）的方法来计算最佳的在线发射功率。为了减轻DP固有的复杂性，我们还提出了几个次优的在线功率分配方案。对于缓冲器辅助链路自适应中继，我们表明，联合离线优化的源和中继的发射功率，随着链路选择的结果在一个混合整数非线性规划，我们最佳地解决使用空间分支定界方法。我们还提出了一个有效的在线功率分配方案和一个朴素的在线功率分配方案的缓冲器辅助链路自适应中继。我们的研究结果表明，链路自适应中继提供了一个更高的计算复杂性的代价比传统的中继性能的改善。
2012-09-11 cs.IT math.IT
Distributed Power Allocation in Multi-User Multi-Channel Relay Networks
这篇论文已被作者撤回，因为他们认为暂时不适合发表这篇论文。
2010-08-31 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
Achievable Rates and Optimal Resource Allocation for Imperfectly-Known Fading Relay Channels
本文研究了已知衰落中继信道的可达速率。假设通信开始于网络训练阶段，在该阶段中接收机估计它们各自信道的衰落系数。在数据传输阶段，考虑了放大转发和解码转发两种中继方式，得到了相应的可达速率表达式。然后利用可达速率表达式确定最优资源分配策略。
2007-05-08 cs.IT math.IT
Resource Allocation for Wireless Fading Relay Channels: Max-Min Solution
作为衰落中继信道的基本信息论模型，本文首先研究了并行中继信道，推导了并行中继信道容量的上下界。对于具有退化子信道的并行中继信道，建立了容量，并通过高斯情况进一步证明，获得了同步和同步容量。分析了源节点和中继节点在子信道间实现功率分配的能力。衰落中继信道，然后研究，其中资源分配，最大限度地提高可实现的速率获得全双工和半双工的情况下。容量建立衰落中继信道，满足一定的条件。
2007-07-06 cs.IT math.IT
Power Allocation in Two-way Relaying Networks
本文研究了由源、目的和多个半双工解码转发（DF）中继组成的双向中继网络中的中继选择和功率分配问题。有目的地引入了一个三个子时隙的传输模型。在第一个子时隙中，选择的中继应用时间交换协议来收集源和目的地辐射的射频能量;在剩余的子时隙中，选择的中继帮助源和目的地交换信息。针对数据缓冲区和中继电池容量有限的情况，提出了一种最优中继选择和功率分配策略，以最大化网络总吞吐量。一个障碍是底层吞吐量和优化问题的固有非凸性。通过仔细解耦乘法变量和放松二进制变量为一个实数，我们将这个问题转化为一个凸优化问题，然后使用Karush-Kuhn-Tucker（KKT）条件来解决它。
2022-12-15 cs.IT math.IT
Optimum Power Allocations for Fading Decode-and-Forward Relay Channel
在本文中，对于衰落解码和转发全双工中继信道，我们解析地推导出最佳功率分配。个别电源和继电器的功率约束的假设和相关的优化问题进行了分析，为两种情况。首先，对源功率、中继功率以及源和中继的发射信号之间的相关系数进行优化。然后，对于相关系数的固定值，优化问题进行了分析。它也被证明，优化问题是凸的这两种情况。最后，通过模拟每个场景的理论结果的影响进行了讨论。
2012-02-06 cs.IT 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
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
Energy-Aware Relay Selection and Power Allocation for Multiple-User Cooperative Networks
研究了在符号出错率（SER）受限的多用户协作网络中，以生存期最大化为目标，采用两种不同的网络功率管理策略：组生存期最大化（GLM）和最小加权总功率（MWTP）时的中继分配和功率分配问题。与最优功率分配的解决方案，获得每个政策，我们表明，最优的中继分配可以得到使用瓶颈匹配（BM）算法和最小加权匹配（MWM）算法GLM和MWTP政策，分别。针对BM算法的中继分配效率不高的问题，提出了一种新的最小瓶颈匹配（MBM）算法来解决GLM策略下的中继分配问题。为了进一步降低中继分配的复杂度，我们提出了次优中继选择（SRS）算法，该算法的复杂度与源节点和中继节点的数量成线性关系。仿真结果表明，基于GLM策略的中继选择和功率分配策略比基于MWTP策略的中继选择和功率分配策略具有更好的网络生命周期性能。与MBM算法和SRS算法相比，基于BM算法的GLM策略的中继分配在较低的更新间隔下具有较差的网络生命周期性能。我们发现，基于MBM算法的中继分配实现了最大的网络生命周期性能和SRS算法的中继分配的性能非常接近它。
2016-06-07 cs.IT math.IT
Resource Allocation for MC-NOMA Systems with Cognitive Relaying
研究了协作认知中继多载波非正交多址接入（MC-NOMA）系统的资源分配算法设计。特别地，辅基站服务于多个辅用户，并且同时充当辅助主网络中的信息传输的中继。资源分配的目标是通过联合优化主网络和辅网络的功率和子载波分配，同时满足主用户的服务质量要求，来最大化加权系统吞吐量。将算法设计转化为一个混合组合非凸优化问题。我们应用单调最优化理论来解决这个问题，导致最优的资源分配政策。此外，我们开发了一个低复杂度的计划，以找到一个次优的解决方案。我们的仿真结果表明，所提出的次优算法的性能接近的最佳之一。此外，MC-NOMA和认知中继的结合大大提高了系统的吞吐量相比，传统的多载波认知中继系统。
2017-07-20 cs.IT math.IT
Auction-based Resource Allocation for Multi-relay Asynchronous Cooperative Networks
研究了多中继无线网络中协作传输的资源分配问题。提出了两种拍卖机制，SNR拍卖和功率拍卖，用于分布式协调多个中继之间的功率分配。在SNR拍卖中，用户选择具有最低加权价格的中继。在电力拍卖中，用户可以选择同时使用多个继电器，这取决于网络拓扑和继电器的价格。给出了纳什均衡的存在性（在两种拍卖中）和唯一性（在信噪比拍卖中）的充分条件。进一步讨论了SNR拍卖的公平性和功率拍卖的有效性。它也被证明，用户可以达到唯一的纳什均衡分布式通过最佳反应更新在一个完全异步的方式。
2008-01-20 cs.IT math.IT
Power Allocation and Effective Capacity of AF Successive Relays
在源和目的地之间具有$K$中继的基于中继的电信中，单个帧传输需要$K+1$时隙或频隙。然而，在没有中继的情况下，仅一个时隙或频隙用于单个帧传输。因此，尽管中继系统有好处，但从频谱效率的观点来看，这种类型的通信并不高效。减少此问题的一个解决方案可能是全双工（FD）中继。一种旧技术，最近被重新考虑，以提高电信系统的频谱效率。然而，FD中继有一定的复杂性，因此，一些类似的技术，如连续中继，几乎相同的性能，但复杂性较低的考虑现在。在连续中继系统中，在源和目的地之间采用两个中继器，它们接收从源发送的帧并将其连续地中继到目的地。该结构通常用作FD继电器。本文对中继站采用功率分配策略的放大转发（AF）连续中继系统的有效容量性能进行了研究。然而，虽然两个连续的中继之间的相互依赖干扰（IRI）必须得到很好的管理，功率分配和有效容量推导出不同的假设下的IRI。通过这种方式，我们假设对IRI的弱或强，短期或长期约束。然后，我们提取的最佳传输功率在中继，以最大限度地提高有效容量下，这些约束。
2016-09-13 cs.IT math.IT
Power Allocation Strategies across N Orthogonal Channels at Both Source and Relay
我们考虑一个无线中继网络与一个源，一个中继和一个目的地，节点之间的通信是通过N个正交信道。例如，当正交频分复用用于数据通信时就是这种情况。由于在源和中继可用的功率是有限的，我们研究在源和中继的最优功率分配策略，以最大限度地提高整体的源-目的地的能力下，在源和/或中继的个别功率约束。根据源端和中继端的信道状态信息的可用性，在源端和中继端或仅在中继端执行最优功率分配策略。考虑到不同的设置的问题，各种优化问题的制定和解决。最优解的一些性质也得到了证明。
2010-06-25 cs.IT math.IT
Relay Selection and Power Allocation in Cooperative Cellular Networks
我们考虑一个系统，一个单一的基站与多个用户在正交信道上通信，同时由多个中继。最近的一些研究表明，在这种情况下，选择，即，单个中继帮助源，就所产生的复杂性和开销而言，是最佳的中继选择。然而，在多用户环境中，最优中继分配是一个组合问题。在本文中，我们制定了一个相关的凸优化问题，提供了一个非常紧密的性能上限，并表明选择，几乎总是固有的解决方案。我们还提供了一个启发式找到一个接近最优的中继分配和功率分配的用户支持一个单一的中继。使用现实的信道模型的仿真结果表明，所提出的方案的有效性，但也提出了一个问题，中继的收益是否值得额外的成本。
2009-03-13 cs.IT math.IT
Low Complexity Power Allocation Schemes in Regenerative Multi-user Relay Networks
在中继辅助的无线通信中，由于对更高网络吞吐量和连接性的需求增加，多源、单中继和单目的地系统（$M$ -1-1系统）越来越重要。以前，$M$ -1-1系统中的功率分配假设瞬时信道状态信息（CSI）的可用性，这是相当理想的。本文研究了一种基于$M$ -1-1解码转发（DF）、全双工、正交频分多址（OFDMA）的中继系统，并分析了该系统的可达速率$R$。我们展示了如何$R$只能最大化的数值功率分配方案，具有高复杂度的顺序$\mathcal O(M^3)$。通过在可达速率分析中引入一个有理近似，我们开发了两个低复杂度的功率分配方案，可以获得非常接近最大$R$的系统可达速率。最重要的是，我们表明，我们的功率分配方案的复杂性是为了$\mathcal O(M\log M)$。然后，我们展示了我们的功率分配方案是如何适用于多用户中继系统，其中的优先级是最大限度地提高系统吞吐量，或在功率分配方案中的较低的计算是必不可少的。本文的工作将是有价值的实时多用户中继系统的设计和实现工作在现实的信道条件下。
2016-08-25 cs.IT math.IT
Sum-Rate Maximization with Minimum Power Consumption for MIMO DF Two-Way Relaying: Part I - Relay Optimization
研究了由两个源节点和一个中继节点组成的多输入多输出（MIMO）解码转发（DF）双向中继系统的功率分配问题。结果表明，在这样的系统中，实现最大的和速率并不一定需要在继电器的所有可用功率的消耗。相反，可以通过具有最小功耗的有效功率分配来实现最大和速率。然而，推导这样的功率分配是不平凡的，因为它通常会导致非凸问题。在这两部分的论文的第一部分中，找到了一个最小功耗和速率最大化的功率分配MIMO DF双向中继，其中中继优化自己的功率分配策略给定的源节点的功率分配策略。提出了一种基于相对水位思想的中继最优功率分配算法。所考虑的情况下，由于中继优化其功率分配，而不协调的源节点的事实，具有低复杂度。作为低复杂度的权衡，它表明，可以有浪费的功率在源节点，因为没有中继和源节点之间的协调。仿真结果验证了该算法的性能和非对称性对系统的影响。
2013-01-09 cs.IT math.IT
Optimal Power Allocation for Minimizing Outage Probability of UAV Relay Communications
近年来，无人机（UAV）网络发展迅速，对各种应急通信场景具有吸引力。在本文中，我们认为无人机作为中继节点，以协助从基站（BS）到地面用户（GU）的无线传输。推导了莱斯衰落信道下基于无人机中继的BS-GU传输中断概率的闭式表达式。然后，我们制定了一个优化问题，以最大限度地减少中断概率的无人机中继通信与约束的BS和GU的总传输功率。证明了我们所提出的优化问题是凸的，并找到了一个最优的功率分配解决方案的中断概率最小化。仿真结果表明，随着功率分配因子的增大，中断概率先减小后增大，表明存在最优功率分配解。此外，它表明，建议的最优功率分配方案显着优于传统的等功率分配的中断概率。
2019-05-02 cs.IT math.IT
Optimal Power Allocation for A Massive MIMO Relay Aided Secure Communication
在本文中，我们解决的问题，在中继两跳安全通信在实际条件下的最佳功率分配。为了保证长距离传输过程中的安全通信，研究了大规模MIMO（M-MIMO）中继技术，以显著提高无线安全性。本文的重点是分析和设计解码转发（DF）M-MIMO中继的最优功率分配，以最大化的秘密中断容量和最小化的拦截概率，分别。我们的研究揭示了一个非负的秘密中断容量的条件，获得了封闭形式的最佳功率的表达式，并提出了保密性能的渐近特性。仿真结果验证了所提方案的有效性。
2015-08-31 cs.IT math.IT
Optimal Power Allocation for Secure Communications in Large-Scale MIMO Relaying Systems
在本文中，我们解决的问题，在中继两跳安全通信的最佳功率分配。为了解决安全通信中短距离侦听的挑战性问题，利用大规模MIMO（LS-MIMO）中继技术的优势，即使在没有窃听者信道状态信息（CSI）的情况下，也能显著提高保密性能。本文的重点是分析和设计中继的最优功率分配，以最大化秘密中断容量。我们揭示了秘密中断容量为正的条件，证明了存在且只有一个最优功率，并给出了一个最优功率分配方案。此外，秘密中断容量的渐近特性进行了保密性能优化提供了一些清晰的见解。仿真结果验证了该方案的有效性。
2015-01-19 cs.IT math.IT
Subcarrier Pairing as Channel Gain Tailoring: Joint Resource Allocation for Relay-Assisted Secure OFDMA with Untrusted Users
研究了具有非信任用户的协作安全正交频分多址（OFDMA）通信系统中的联合资源分配问题，包括子载波分配、子载波配对（SCP）和功率分配的优化.放大和转发（AF）和解码和转发（DF）的操作模式被认为是与源和中继的单独的功率预算约束。在找到AF中继系统的最优子载波分配问题后，证明了联合功率分配问题是一个广义凸问题，并给出了最优解。与传统的信道增益匹配观点相比，最优SCP被强调为信道增益剪裁的一个新概念。我们证明了最优SCP对子载波，使得有效信道增益之间的方差最小化。对于DF中继系统，我们表明，取决于源和中继的功率预算，SCP可以是在一个从属的角色，它提高了能量效率，或在一个主要的角色，它提高了系统的频谱效率。在AF中继系统中，我们证实了SCP的关键作用，并提高了系统的频谱效率。仿真结果验证了SCP的信道增益剪裁特性以及SCP在提高协作通信系统频谱和能量效率方面的各种作用。
2019-01-11 cs.IT math.IT
Resource Allocation for Mixed RF and Hybrid RF/FSO Relaying
在本文中，我们考虑了一个混合的RF和混合RF/FSO系统，其中几个移动用户通过RF链路将其数据发送到中继节点（例如，小小区基站），并且中继通过混合RF/FSO回程链路将信息转发到目的地（例如，宏小区基站）。中继站和目的地采用多个天线通过RF链路进行发送和接收，而每个移动用户具有单个天线。RF链路相对于FSO链路是全双工的，并且相对于彼此是半双工的，即，用户-中继RF链路或中继-目的地RF链路是活动的。对于这种通信设置，我们推导出最佳的资源分配策略，用于共享RF链路之间的RF带宽资源。我们的数值计算结果表明，所提出的通信架构和资源分配政策的有效性，和现有的计划相比，只采用一种类型的回程链路的优越性。
2015-06-16 cs.IT math.IT
Resource Allocation and Relay Selection In Full-Duplex Cooperative Orthogonal Frequency Division Multiple Access Networks
研究了带内全双工协作蜂窝网络上行链路中继选择问题。假设一个正交频分多址（OFDMA）蜂窝网络，我们开发了一个中继选择和资源分配算法，该网络。中继选择算法基于用户之间的距离和工作在放大转发（AF）模式下的信号与干扰加噪声比（SINR）来选择最佳中继。该优化问题为所有用户分配最优的子载波和功率，以最大化网络的平均和速率。此外，优化问题的约束条件是每个用户的服务质量（QoS）和发射功率。仿真结果表明了该方法的良好性能。
2017-02-07 cs.IT math.IT
Throughput Maximization for Mobile Relaying Systems
中继技术是在恶劣的通信环境下实现可靠无线连接的有效技术。然而，大多数现有的中继方案是基于具有固定位置的中继，或\emph{static relaying}。在本文中，我们考虑了一种新的\emph{mobile relaying}技术，中继节点被假定为能够以高速移动。与静态中继相比，移动中继通过仔细的中继轨迹设计提供了一个新的自由度，以提高性能。我们研究了移动中继系统中的吞吐量最大化问题，通过优化源/中继发送功率以及中继轨迹，受到实际的移动性约束（中继速度和初始/最终中继位置），以及由于其解码存储转发（DSF）策略的\emph{information-causality constraint}在中继。结果表明，对于固定的中继轨迹，随着时间的推移，吞吐量最优的源/中继功率分配遵循“阶梯”注水（WF）结构，\emph{non-increasing}和\emph{non-decreasing}水位分别在源和中继。另一方面，在给定功率分配的情况下，可以通过连续凸优化中继轨迹来进一步提高吞吐量。因此，提出了一种迭代算法来交替优化功率分配和中继轨迹。此外，在中继初始位置和中继最终位置自由的特殊情况下，推导了联合最优功率分配和中继轨迹。数值结果表明，通过优化中继的轨迹和功率分配自适应其引起的信道变化，移动中继是能够实现显着的吞吐量增益比传统的静态中继。
2016-04-09 cs.IT math.IT
Statistical Analysis of Multi-Antenna Relay Systems and Power Allocation Algorithms in a Relay with Partial Channel State Information
研究了双跳MIMO中继网络的性能。假设中继站可以访问其先前信道和后续信道的统计信道状态信息，并且假设中继站的天线处的衰落是相关的。首先研究了接收端接收信噪比的累积密度函数（cdf），推导了完全相关和非相关情形下的渐近表达式;然后进一步研究了接收端信噪比的统计特性，推导了任意相关情形下接收端信噪比的近似cdf。cdf是一个多部函数，它不容易进行进一步的数学计算，例如，速率优化然而，我们使用它来提出一个简单的功率分配算法，我们称之为“比例功率分配”。该算法的情况下，两个天线和三个天线在中继和扩展的算法与任意数量的天线的中继进行了讨论。虽然所提出的方法并不声称是最佳的，结果是无法区分的基准使用穷举搜索。从实用的角度来看，该算法的简单性与其精度相结合确实是有吸引力的。
2015-05-02 cs.IT math.IT
Energy-Efficient Power Allocation for Secure Communications in Large-Scale MIMO Relaying Systems
在本文中，我们解决的问题，能量有效的功率分配安全通信放大转发（AF）的大规模多输入多输出（LS-MIMO）中继系统中存在一个被动窃听。利用AF LS-MIMO中继的优点来显著提高保密性能，特别是保密能量效率（比特每焦耳）。首先分析了中继节点发射功率对保密中断容量的影响，证明了在非常实际的假设条件下，即无窃听者信道状态信息（CSI）和不完全合法CSI的情况下，保密中断容量是发射功率的凹函数.然后，我们提出了一种能量有效的功率分配方案，以最大限度地提高保密能量效率。最后，仿真结果验证了所提出的能量有效的计划相比，容量最大化计划的优势。
2014-08-24 cs.IT math.IT
Optimal Relay-Subset Selection and Time-Allocation in Decode-and-Forward Cooperative Networks
我们提出了最佳中继子集的选择和传输时间的解码和转发，半双工合作网络的任意大小。资源分配是通过最大化针对每个可能的活动中继子集获得的速率来获得的，并且针对每个集合的唯一时间分配可以通过求解线性方程组来获得。我们还提出了一个简单的递归算法的优化问题，减少了计算量，找到所需的矩阵求逆，并减少了所需的迭代次数。我们的研究结果，在停电率方面，确认的好处，增加潜在的继电器到一个小的网络和边际收益递减为一个更大的网络。我们还表明，优化的信道资源，确保更多的中继是活跃在一个更大的SNR范围内，线性网络星座显着优于网格星座。通过仿真，优化被证明是强大的节点编号。
2008-12-19 cs.IT math.IT
Optimal Power Allocation for Three-phase Bidirectional DF Relaying with Fixed Rates
携带延迟敏感信息（诸如语音和/或视频信号）的无线系统通常以固定的数据率进行传输，但是可能偶尔遭受由衰落信道的随机特性引起的传输中断。如果发射机具有可用的瞬时信道状态信息（CSI），则它可以通过利用功率分配来补偿这些中断的显著部分。在本文中，我们考虑了传统的双跳双向解码转发（DF）中继系统的最优功率分配与三相传输协议。所提出的策略最小化的平均功率消耗的终端节点和中继，受到一些最大允许的系统中断概率（OP），或等效地，最小化的系统OP，同时满足平均功率约束在终端节点和中继。我们表明，在建议的功率分配方案，终端节点和继电器调整其输出功率所需的最低水平，以避免停电，但有时会沉默，以节省电力，延长其寿命。对于所提出的方案，端节点使用其各自的源中继链路的瞬时CSI，并且中继使用两个链路的瞬时CSI。
2014-03-31 cs.IT math.IT
On Design of Collaborative Beamforming for Two-Way Relay Networks
我们考虑一个双向中继网络，其中两个源节点，S1和S2，通过中继节点的集群交换信息。中继节点在第一时隙中接收来自S1和S2的和信号。在第二时隙中，每个中继节点将其接收到的信号乘以复系数，并将信号重传到两个源节点，这导致协作双向波束成形系统。通过应用模拟网络编码的原理，S1和S2处的每个接收机消除来自中继集群的接收信号中的“自干扰”，并对消息进行解码。本文研究了具有协作波束形成的双向中继网络的二维可达速率域。在源-中继和中继-源信道之间的信道互易性的不同假设下，可达速率区域的特征在于两种设置。首先，与互易信道，我们调查的可达速率区域时，中继集群是受总功率约束或个人功率约束。我们表明，从解决加权和逆SNR最小化（WSISMin）问题获得的最佳波束形成向量是足够的特征，相应的可实现的速率区域。此外，我们推导出这些最佳波束形成向量的封闭形式的解决方案，从而提出了部分分布式算法来实现最佳波束形成，其中每个中继节点只需要本地信道信息和一个全局参数。其次，与非互易信道，可实现的速率区域的特点也为总功率约束的情况下和单独的功率约束的情况下。虽然没有封闭形式的解决方案，在此设置下，我们提出了有效的数值算法。
2010-10-24 cs.IT math.IT
Optimal Distributed Resource Allocation for Decode-and-Forward Relay Networks
针对具有大量源、中继和目的节点的解码转发（DF）中继网络，提出了一种分布式资源分配算法，用于联合优化功率分配、信道分配和中继选择。众所周知的对偶分解技术不能直接应用于解决这个问题，因为DF中继的可达到的数据率不是严格凹的，并且因此局部资源分配子问题可能具有非唯一解。我们解决了这个非严格的凸性问题，通过使用邻近点方法的思想，它增加了二次项，使目标函数严格凹。然而，近似解在典型的基于对偶的方法上增加了额外的迭代层，这可以显着降低收敛速度。为了解决这个关键的弱点，我们设计了一个快速算法，而不需要这个额外的迭代层，它收敛到最优解。该算法只需要进行局部信息交换，能够很容易地适应网络规模和拓扑结构的变化。我们证明了我们的分布式资源分配算法收敛到最优解。进一步提出了一种信道资源调整方法，为瓶颈链路提供更多的信道资源，实现业务负载均衡。数值结果说明了我们的算法的好处。
2013-02-20 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
Joint resource allocation in SWIPT-based multi-antenna decode-and-forward relay networks
在本文中，我们考虑中继辅助的同时无线信息和功率传输（SWIPT）的两跳合作传输，其中一个半双工多天线中继采用解码和转发（DF）中继策略的信息转发。中继被假定为是无能量的，并且需要从源节点收获能量。通过在每个中继天线处嵌入功率分裂（PS）来协调接收的能量和信息，在多天线中继节点处确定PS比和功率分配的联合问题被公式化以最大化端到端可达速率。我们表明，在这样的SWIPT系统中的多天线中继等效为一个虚拟的单天线中继，并与封闭形式的最优解的问题。为了降低PS方案的硬件成本，我们进一步提出了天线分簇方案，其中中继处的多个天线被划分为两个不相交的组，分别专门用于信息解码和能量收集。最优聚类算法是首次提出的，但具有指数复杂度。在此基础上，提出了一种贪婪聚类算法，该算法具有线性复杂度，且性能接近最优.通过理论分析和仿真结果提供了一些有价值的见解。
2017-06-18 cs.IT math.IT
Optimal Cooperative Power Allocation for Energy Harvesting Enabled Relay Networks
针对解码转发中继增强协作无线系统，提出了一种新的功率分配方案。虽然源节点和中继节点都可能具有有限的传统布朗电源或固定的绿色能量存储，但混合源节点也可以从周围的射频（RF）信号汲取功率。特别是，我们假设一个确定性的RF能量收集（EH）模型，在该模型下，由中继器传输的信号作为源节点的可再生能源。对于源节点和中继节点之间的转发信号的给定传输功率和信道条件，所收获的能量的量是已知的。为了在满足由非可持续能源和可再生能源施加的约束的同时最大化总吞吐量，制定并求解优化问题。基于不同的收获效率和信道条件，推导出了源和中继功率联合优化分配的封闭解。它表明，而不是要求高的上网电源或高绿色能源的可用性，系统可以实现兼容或更高的吞吐量，通过利用收获的能量。
2014-07-07 cs.IT math.IT
Power Allocation Based on SEP Minimization in Two-Hop Decode-and-Forward Relay Networks
研究了独立瑞利衰落信道下两跳解码转发协作中继网络中中继节点间的最优功率分配问题。假设只有正确解码源消息的中继站才有助于数据传输。此外，只有统计信道状态信息的知识是可用的。推导出一个新的简单的平均符号错误概率的封闭形式的表达式。在此基础上，提出了一种新的功率分配方法，该方法以平均误符号概率最小为目标，同时考虑了所有中继节点的总平均功率和每个中继节点的最大瞬时功率约束。相应的优化问题被证明是一个凸问题，可以使用内点方法来解决。然而，一个近似的封闭形式的解决方案，并显示实际上更有吸引力，由于显着的复杂性降低。讨论了近似的精度。此外，如此获得的封闭形式的解决方案提供了额外的见解的最佳功率分配问题。仿真结果证实了所提出的功率分配方案相比，其他计划的改进性能。
2011-04-21 cs.IT math.IT
Collaborative Relay Beamforming for Secrecy
在本文中，协作使用中继形成一个波束成形系统，并提供物理层的安全性进行了研究。特别是，解码和转发（DF）和放大和转发（AF）中继波束成形设计下的总和个人中继功率约束的研究与保密率最大化的目标时，完美的信道状态信息（CSI）是可用的。在DF方案中，总功率约束导致封闭形式的解决方案，并且在这种情况下，最佳波束形成结构被确定在低和高信噪比（SNR）制度。波束成形设计下的个人中继功率约束的最优化问题，这是很容易解决的，使用两种不同的方法，即半定规划和二阶锥规划。一个简化的和次优的技术，降低了计算复杂度下的个人功率约束。在AF方案中，没有解析解的最优波束形成设计下的总功率和个人的约束，提出了一种迭代算法，以获得最优的波束形成结构，并最大化的保密率。最后，针对基于DF的中继波束成形，研究了在不理想CSI条件下的稳健波束成形设计，并给出了优化框架
2010-06-22 cs.IT math.IT
Resource Allocation for Selection-Based Cooperative OFDM Networks
本文研究了在基于选择的正交频分复用网络中，通过资源分配来实现最大最小公平性，其中源节点由固定的解码转发中继来辅助.传输策略选择、中继分配和功率分配的联合问题是一个具有指数复杂度的组合问题。为了有效地解决这些问题，我们分两个阶段来解决这些问题。第一组问题假设理想的源中继通道;这种简化有助于说明我们的一般方法以及为什么我们的解决方案提供严格的界限。然后，我们制定了传输策略选择，中继分配和功率分配在源和中继考虑所有通信信道的一般问题，即，有限电源中继通道。在到目前为止提到的两组问题中，假设子载波上的传输是独立的。然而，考虑到同步和使用FFT/IFFT对的实现的附带问题，在子载波级的资源分配似乎是不切实际的。因此，我们在整个OFDM块的级别上考虑资源分配。虽然最佳的资源管理需要一个详尽的搜索，我们开发了较低的复杂性紧边界。最后，我们提出了一个分散的基于块的中继方案。使用COST-231信道模型的仿真结果表明，该方案产生接近最佳的性能，同时提供了许多计算的好处。
2011-12-13 cs.IT math.IT
Power Allocation for Relayed OFDM with Index Modulation Assisted by Artificial Neural Network
在这封信中，我们提出了一种中继正交频分复用与索引调制（OFDM-IM）系统的功率分配方案。提出的功率分配方案基于人工神经网络（ANN）和深度学习在源节点和中继节点的各个子载波之间分配发射功率。功率分配方案的目标是在一组约束条件下最小化总发射功率。在不失一般性的情况下，我们假设源节点和中继节点处的所有子载波独立地分布有不同的统计分布参数。中继节点采用固定增益放大转发（FG AF）中继协议。我们采用自适应矩估计方法（亚当）来实现反向传播学习和模拟所提出的功率分配方案。分析和仿真结果表明，所提出的功率分配方案能够提供与最优解相当的性能，但具有较低的复杂度。
2020-10-24 cs.IT eess.SP math.IT
Relay-Enabled Backscatter Communications: Linear Mapping and Resource Allocation
针对中继辅助反向散射通信中连续时间分配不可行的问题，提出基于帧结构的离散时间方案，采用线性映射确定子帧分配与功率，联合优化反射系数、接入点功率和映射矩阵以最大化吞吐量，并设计低复杂度迭代算法验证其优越性。
2023-07-26 cs.IT math.IT
Joint Power Allocation and Beamforming for Energy-Efficient Two-Way Multi-Relay Communications
研究了中继通信中用户功率分配和中继波束赋形的联合设计问题，多对单天线用户在两个时隙内通过多天线中继进行信息交换。所有用户在第一时隙中向中继站发送其信号，而中继站在第二时隙中向所有用户广播波束成形信号。其目的是最大限度地提高系统的能源效率（EE）的服务质量（QoS）的限制，在交换吞吐量的要求。QoS约束是非凸的，有许多非线性交叉项，所以找到一个可行点已经是计算上的挑战。总吞吐量出现在分子中，而总消耗功率出现在EE目标函数的分母中。前者是一个非凹函数，后者是一个非凸函数，使分式规划无用的EE优化。然而，开发了低复杂度的有效迭代以获得其优化解。通过对多用户多中继网络在不同场景下的性能评估，验证了本文的研究成果。
2017-01-25 cs.IT math.IT
IRS Meets Relaying: Joint Resource Allocation and Passive Beamforming Optimization
智能反射面（IRS）是近年来兴起的一种通过无源信号反射来提高无线通信性能的新技术。在这封信中，我们解锁IRS控制器在中继信息的潜力，并提出了一种新的IRS辅助通信系统与IRS被动反射和主动中继。具体来说，我们共同优化解码和转发（DF）中继的IRS控制器和IRS被动波束形成的时间分配，以最大限度地提高所提出的系统的可实现的速率。我们还比较了所提出的系统的速率性能与传统的IRS没有中继，并揭示了一个优于其他的条件。仿真结果表明，该设计可以显著提高IRS辅助系统的覆盖/速率性能。
2021-06-23 cs.IT math.IT
Power Allocation for Multi-Pair Massive MIMO Two-Way AF Relaying with Linear Processing
在本文中，我们考虑一个多对双向放大转发中继系统中，多个源交换信息，通过一个中继节点配备了大规模的天线阵列。考虑到信道估计是非理想的，中继采用最大比合并/最大比传输（MRC/MRT）或迫零接收/迫零传输（ZFR/ZFT）波束成形，我们推导出两个相应的封闭形式的下界表达式的遍历可达速率的每对源。的封闭形式的表达式，使我们能够设计一个最佳的功率分配（OPA）计划，最大限度地提高频谱效率的总和在一定的实际约束。当天线阵列尺寸趋于无穷大且信噪比变得很大时，推导出了简单封闭形式的渐近最优功率分配方案。通过仿真验证了容量下限是系统性能的准确预测，所提出的OPA优于等功率分配（EPA）。研究还发现，在渐近状态下，当中继节点采用MRC/MRT且链路端到端大尺度衰落因子相等时，分配给用户的最优功率与用户到中继节点的信道大尺度衰落因子成反比，而采用ZFR/ZFT时，OPA接近EPA.
2016-05-25 cs.IT math.IT
Optimal Power Allocation Strategies in Full-duplex Relay Networks
在这项工作中，我们考虑一个双跳，解码和转发网络中的中继可以工作在全双工（FD）或半双工（HD）模式。我们将残留自干扰建模为加性高斯噪声，其方差与中继发射功率成比例，并且我们假设源处的输入分布为高斯分布。与以前的工作不同，我们假设源只知道中继在给定的时间范围内通过的发射功率分布，但不知道中继当前正在发送的符号。该假设更好地反映了中继节点也转发信令业务或由其他源发起的数据的实际情况。在这些条件下，我们确定了最佳的功率分配策略在源和中继，这在某些情况下符合半双工传输模式。特别是，我们证明，这种策略意味着无论是FD传输在整个帧，或FD/HD传输在一个可变的部分帧。我们确定的最佳发射功率电平在源和中继为每帧，或其部分。我们比较所提出的方案对参考FD和HD技术的性能，它假设源是知道的中继瞬时传输的符号。我们的研究结果强调，我们的计划密切接近或优于这些参考策略。
2017-08-04 cs.IT math.IT
Optimal Resource Allocation and Relay Selection in Bandwidth Exchange Based Cooperative Forwarding
在本文中，我们研究了联合最优中继选择和资源分配下的带宽交换（BE）启用激励合作转发无线网络。我们考虑一个自治网络，其中N个节点在上行链路中向接入点（AP）/基站（BS）发送数据。我们考虑的情况下，每个节点得到一个初始量（相等，最佳的直接路径或任意）的带宽，并使用此带宽作为一个灵活的激励两跳中继。我们专注于阿尔法公平的网络效用最大化（NUM）和中断减少在这种环境中。我们的贡献是双重的。首先，我们提出了一种基于激励转发的资源分配算法，该算法在保持每个协作节点的初始效用的同时，使全局效用最大化。其次，定义每个中继对的链路权重为由于合作（非合作）的效用增益，我们表明，在阿尔法公平NUM的最佳中继选择减少到最大加权匹配（MWM）问题在一个非二分图。数值结果表明，所提出的算法提供了20- 25%的频谱效率增益和90-98%的中断概率减少。
2012-10-13 cs.IT math.IT
Joint Beamforming Design and Power Allocation for Full-Duplex NOMA Cognitive Relay Systems
在本文中，我们考虑了一个非正交多址接入认知无线电网络，其中一个全双工多天线中继协助从基站（BS）到一个认知远用户的传输，而在同一时间，BS发送到一个认知近用户。我们的目标是扩大远-近用户速率区域，通过在远用户速率高于某个阈值的约束下最大化近用户速率。为此，一个非凸联合优化问题的中继波束成形和在BS和认知中继的发射功率解决作为一个半定松弛问题，结合一个有效的可解线搜索方法。为了比较，我们还考虑了低复杂度的固定波束形成器设计，其中BS和认知中继之间的最佳功率分配被解决。我们的研究结果表明，所提出的联合优化可以显着减少的影响，在FD中继和用户间干扰的近用户的情况下，在残留的自干扰。
2017-08-13 cs.IT math.IT
On the Power Allocation for Hybrid DF and CF Protocol with Auxiliary Parameter in Fading Relay Channels
在衰落信道中，基于信道状态的功率分配比固定的恒功率模式可以带来速率的增加。这样的速率增量被称为功率分配增益。预期功率分配增益对于不同的中继协议而变化。在本文中，解码和转发（DF）和压缩和转发（CF）协议被认为是。首先建立了半双工中继信道中DF和CF中继功率分配的一般框架，并分别给出了带辅助参数的中继功率分配的最优解。然后，我们重新考虑一个混合方案的功率分配问题，总是选择DF和CF之间的更好的一个，并获得一个接近最优的混合方案，通过引入一个辅助率函数，以及避免非凹率优化问题。
2014-12-24 cs.IT cs.NI math.IT
Enhancing Physical Layer Security in AF Relay Assisted Multi-Carrier Wireless Transmission
本文研究了基于双跳正交频分复用（OFDM）的无线通信系统中的物理层安全问题。首先，我们考虑一个单用户单中继系统，并研究了在源和中继的联合功率优化问题，在两个节点的个人功率约束。其目标是最大化端到端的保密率与不同的子载波上的最佳功率分配。稍后，我们考虑更一般的多用户多中继场景。在端到端保密率的高信噪比近似下，将基站功率分配、中继选择、用户子载波分配和每个中继节点的功率负载联合优化，建立了一个优化问题.目标是最大化系统的整体安全性，该系统受到每个发送节点处的独立功率预算限制和基于OFDMA的独占子载波分配约束。通过对偶理论得到了一个联合优化解。对偶分解允许利用凸优化技术来找到源节点和中继节点处的功率负载。此外，还研究了在基站处固定功率分配的中继节点处的功率负载以及中继选择和子载波分配的优化。最后，一个次优方案，探讨在所有发射节点的联合功率分配的固定子载波分配和中继分配的影响。最后，仿真结果验证了所提出的方案的性能。
2018-01-11 cs.IT math.IT
Adaptive Mode Selection and Power Allocation in Bidirectional Buffer-aided Relay Networks
在本文中，我们考虑的问题和速率最大化的双向中继网络中的衰落。由此，用户1和用户2仅通过中继器彼此通信，即，用户1和用户2之间的直接链接不存在。在该网络中，存在六种可能的传输模式：四种点对点模式（用户1到中继、用户2到中继、中继到用户1、中继到用户2）、多址模式（两个用户到中继）和广播模式（中继到两个用户）。大多数现有的协议假设使用上述传输模式的子集的固定调度，因此，总和速率受到与每个时隙中的中继相关联的最弱链路的容量的限制。出于这种限制，我们开发了一个协议，它不限于遵守预定义的时间表使用的传输模式。因此，可以基于所涉及链路的瞬时信道状态信息（CSI）自适应地使用双向中继网络的所有传输模式。为此，中继器必须配备有两个缓冲器，用于分别存储从用户1和2接收的信息。对于所考虑的网络，给定所有节点的总平均功率预算，我们联合优化的传输模式选择和功率分配的基础上，在每个时隙的瞬时CSI和速率最大化。仿真结果表明，所提出的协议优于现有的协议的所有信噪比（SNR）。具体来说，我们获得了相当大的增益在低信噪比由于自适应功率分配和高信噪比由于自适应模式选择。
2013-06-11 cs.IT math.IT
Resource Allocation for Energy-Efficient 3-Way Relay Channels
本文研究了三路中继信道的吞吐量和能量效率。与以前的贡献，我们考虑一个循环的消息交换。首先，一个外边界和可达到的和速率表达式不同的中继协议推导出3路中继信道。总容量的特征在于某些SNR制度。接下来，利用推导出的可实现的和速率表达式，合作和竞争的能源效率最大化被认为是。对于协作情况，设计了低复杂度和全局最优的用户和中继联合功率分配算法，以最大化系统的全局能量效率。对于竞争的情况下，采取了博弈论的方法，它是保证最佳响应动态收敛到一个纳什均衡。开发了毫米波板对板通信的功耗模型，并提供了数值结果来证实和提供对理论研究结果的见解。
2015-03-03 cs.IT math.IT
Statistical Delay Control and QoS-Driven Power Allocation Over Two-Hop Wireless Relay Links
无线信道的时变特性通常使得数据传输的硬延迟界限难以保证。与此相反，具有小的违规概率的严格有界延迟已被广泛用于延迟服务质量（QoS）的表征和评估。现有的研究主要集中在单跳链路的时延控制上，本文提出了两跳无线中继链路上QoS驱动的功率分配方案，对解码转发（DF）中继传输下的端到端时延进行统计上界。具体来说，通过应用有效容量和有效带宽理论，我们首先分析了两个顶部每个独立的服务过程的延迟约束违反概率。然后，我们证明了一个有效的方法，为精确的延迟保证是使两个跳的延迟分布相同，然而，需要通过非对称的资源分配在两个跳。出于这一事实，我们制定和解决的优化问题，旨在最大限度地减少平均功耗，以满足指定的端到端的延迟约束违反概率在两跳中继链路。还进行了一组模拟结果显示的QoS要求，流量负载，和中继节点的位置上的功率分配下，我们提出的最佳方案的影响。
2011-04-30 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
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
Relay Selection and Resource Allocation for Two Way DF-AF Cognitive Radio Networks
研究了双向中继认知无线电网络中采用半双工解码转发（DF）和放大转发（AF）系统的最优资源功率分配和中继选择问题。假设主网络和辅网络同时接入频谱，使得由辅网络引起的引入到主网络的干扰应该低于某个干扰阈值。此外，在不影响主网络的服务质量的情况下，根据所获得的辅助总和速率来应用AF和DF方案之间的选择策略。基于遗传算法的次优方法也提出了解决我们的问题。仿真结果表明，所提出的次优算法的性能接近最优解的性能，具有相当大的复杂度节省。
2013-05-19 cs.IT math.IT
Use of Non-Orthogonal Multiple Access in Dual-hop relaying
为了提高双跳中继系统的和速率，提出了一种新的非正交多址接入（NOMA）两阶段功率分配方案。在该方案中，在从源接收到具有功率分配的叠加编码符号之后，中继节点向目的地转发具有另一功率分配的新的叠加编码符号。通过采用最大比合并（MRC），目的地联合解码来自源和中继的信息符号。假设瑞利衰落信道，在高信噪比（SNR）的遍历SR的封闭形式的解决方案，推导出一个实际的功率分配也被设计为建议的NOMA计划。数值结果表明，与已有的工作相比，该方案的性能有了明显的提高。
2016-04-13 cs.IT math.IT
