Distributed Decode-Forward for Relay Networks
提出了一种适用于一般N节点中继网络的单播、组播和广播编码方案。提出的分布式解码转发方案结合并推广了单跳广播信道的Marton编码和3节点中继信道的Cover-El Gamal部分解码转发编码方案。该方案的核心思想是在源端对整个网络的所有码字进行预编码，通过多个块进行多编码。该编码步骤允许这些码字隐含地携带消息的部分信息，而无需复杂的速率分割和路由。然后，在中继节点处恢复该部分信息并进一步转发。对于N节点高斯单播、多播和广播中继网络，该方案实现了从割集界到容量（区域）的0.5N比特内，而不管网络拓扑、信道增益或功率约束。粗略地说，分布式解码转发是有噪网络编码的对偶，它将压缩转发推广到单播、多播和多址中继网络。
2017-01-11 cs.IT math.IT
Energy Efficiency Analysis in Amplify-and-Forward and Decode-and-Forward Cooperative Networks
在本文中，我们研究了合作网络的能量效率，无论是在固定的放大和转发（AF）或选择性解码和转发（DF）模式。在给定比特出错率（BER）约束条件下，考虑了多进制正交幅度调制（MQAM）星座尺寸的优化问题。在计算能量消耗时，考虑了电路、传输和重传能量。在瑞利衰落假设下，通过中断概率确定链路可靠性和重传概率。一些有趣的意见与实际影响。可以看出，虽然大的星座是首选在小的传输距离，星座的大小应该随着距离的增加而减少;计算的合作增益比较直接传输和合作传输。
2010-04-06 cs.IT math.IT
The Diversity-Multiplexing Tradeoff of the Dynamic Decode-and-Forward Protocol on a MIMO Half-Duplex Relay Channel
动态解码转发协议的分集复用折衷的特征在于半双工三终端（m，k，n）中继信道，其中源、中继和目的地终端分别具有m、k和n个天线。它是作为一个简单的，两个变量，凸优化问题的解决方案，并解决了这个问题的特殊类别的中继信道，即（1，k，1）中继信道，（n，1，n）中继信道和（2，k，2）中继信道的封闭形式。此外，用于某类中继信道（诸如（m，k，n>k）信道）的折衷曲线与用于全双工信道的解码和转发协议的折衷曲线相同，而对于其他类信道，它们在高复用增益处略低。我们的研究结果还表明，对于某些类别的中继信道和低复用增益的动态解码和转发协议协议的多样性订单大于静态压缩和转发协议，这反过来又被称为权衡所有{ \em静态}半双工协议的最优。通常，动态解码和转发协议具有与静态压缩和转发协议相当的性能，与动态解码和转发协议不同，静态压缩和转发协议需要中继节点处的全局信道状态信息。其性能也接近于全双工中继信道上的解码转发协议的性能，从而指示半双工约束可以通过中继的动态操作来补偿，其中中继基于源中继信道质量从接收模式切换到发送模式。
2010-08-09 cs.IT math.IT
On the Performance of Ultra-Reliable Decode and Forward Relaying Under the Finite Blocklength
在本文中，我们研究的解码和转发（DF）中继协议与有限块长度（FB）的性能。我们提供了三个不同的DF中继协议，假设信道是准静态瑞利衰落的整体中断概率。更重要的是，我们推导出了三种中继场景下的中断概率的封闭表达式。我们说明协议的合作通信优于直接传输（DT）。此外，我们比较了超可靠（UR）区域的合作计划的运作效率。
2017-06-21 cs.IT math.IT
Precoder Design for Multi-antenna Partial Decode-and-Forward (PDF) Cooperative Systems with Statistical CSIT and MMSE-SIC Receivers
协作通信是下一代无线网络的重要技术。除了传统的放大转发（AF）和解码转发（DF）协议之外，部分解码转发（PDF）协议是一种替代的中继方案，其对于中继节点不能可靠地解码完整源消息的场景特别有前途。然而，关于PDF协议的应用，有几个重要的问题需要解决。在本文中，我们提出了一个PDF协议和MIMO预编码器的设计在源和中继节点。预编码器的设计是适应相关MIMO信道的统计信道状态信息的基础上，并匹配到实际的最小均方误差连续干扰消除（MMSE-SIC）接收机在中继和目的节点。我们表明，在类似的系统设置下，建议的MIMO预编码器设计与PDF协议和MMSE-SIC接收机实现了显着的性能增强相比，传统的基线。
2012-02-28 cs.IT math.IT
Performance Analysis of Decode-and-Forward Relaying in Gamma-Gamma Fading Channels
研究了基于自由空间光链路的解码转发协作通信。我们分析了DF协议的性能在FSO链路以下的伽玛-伽玛分布。推导了一个包含Gamma-Gamma和高斯混合随机变量的随机变量的累积分布函数和概率密度函数。利用推导出的CDF和PDF，得到了DF中继的平均误比特率出错率。
2012-05-02 cs.IT math.IT
Using Superposition Codebooks and Partial Decode and Forward in Low SNR Parallel Relay Networks
提出了一种基于中继节点叠加编码和部分译码的高斯并行中继网络通信方案。提出了其中两个码本层被叠加的一些具体示例。第一级码本由来自二进制或三进制字母表的符号构成，而第二级码本由用高斯符号选择的码字组成。新的通信方案是解码转发、放大转发和突发放大转发的推广。渐近低信噪比制度研究使用可实现的速率和最小能量每比特的性能指标。它表明，新的计划优于所有以前已知的计划，某些信道和参数范围。
2012-05-15 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
A Partial Decode-Forward Scheme For A Network with N relays
研究了由一个源节点、一个目的节点和N个中继节点组成的离散无记忆中继网络，设计了一种基于部分解码转发中继的方案。源将其消息分成一个公共部分和N+1个私有部分，每个部分用于每个中继。它使用N阶块马尔可夫编码对这些消息部分进行编码，其中每个私有消息部分独立地叠加在当前块和N个先前块的公共部分上。使用同时滑动窗口解码，每个中继器完全恢复具有相同块索引的公共消息和其预期的私有消息，然后将它们转发到下一个块中的后续节点。该方案可以应用于任何网络拓扑结构。我们推导出其可达到的速度在一个紧凑的形式。结果减少到一个已知的解码转发下界的N-中继网络和部分解码转发下界的两级中继网络。然后，我们将该计划应用到高斯两级中继网络，并得到其容量下界考虑功率约束的发送节点。
2013-03-27 cs.IT math.IT
Capacity Theorems for the AWGN Multi-Way Relay Channel
研究了L用户加性高斯白噪声多路中继信道，多个用户通过一个中继站以相同的速率进行信息交换。现有的编码策略，即，完全解码前向和压缩前向被示出为在高信噪比（SNR）处远离割集上界。已知的是，在高SNR处，压缩转发速率与容量上限之间的间隙是恒定的，并且在高SNR处，完全解码转发速率与上限之间的间隙随着SNR而增加。本文提出了一种函数-解码-前向编码策略。结果表明，当L >= 3时，完全解码转发在SNR <= 0 dB时达到最大容量，而功能解码转发在SNR >= 0 dB时达到最大容量。对于L=$，函数解码前向实现的容量渐近SNR的增加。
2010-04-14 cs.IT math.IT
On the Optimality of Decode and Forward for Some Cooperative Broadcast Channels
Telecom Paris（巴黎电信学院）；Technion-Israel Institute of Technology（以色列理工学院）
本文研究了在某些协作广播信道中解码转发方案的最优性，通过分层编码和解码转发技术，确定了新的容量区域边界点，并应用于高斯信道和混合信道模型。
2026-01-13 cs.IT math.IT
Optimum Power Allocations for Fading Decode-and-Forward Relay Channel
在本文中，对于衰落解码和转发全双工中继信道，我们解析地推导出最佳功率分配。个别电源和继电器的功率约束的假设和相关的优化问题进行了分析，为两种情况。首先，对源功率、中继功率以及源和中继的发射信号之间的相关系数进行优化。然后，对于相关系数的固定值，优化问题进行了分析。它也被证明，优化问题是凸的这两种情况。最后，通过模拟每个场景的理论结果的影响进行了讨论。
2012-02-06 cs.IT math.IT
Performance Analysis of Relay Selection With Enhanced Dynamic Decode-and-Forward and Network Coding in Two-Way Relay Channels
本文采用Bletsas，Khisti，Reed和Lippman（2006）提出的中继选择（RS）协议，在两跳双向多中继网络中采用增强型动态解码转发（EDDF）和网络编码（NC）系统。所有节点都是单输入单输出（SISO）和半双工，即，它们不能同时发送和接收数据。中断概率进行了分析，我们展示了在瑞利衰落信道下的中断概率与各种情况下的比较。研究结果表明，在存在足够多中继的情况下，基于EDDF和网络编码的中继选择（RS-EDDF&NC）方案在中断概率意义上优于解码转发（DF）中继。此外，如果我们随机选择一个中继，性能损失很大。由此可见中继选择策略的重要性。
2016-01-20 cs.IT math.IT
Secrecy Outage Analysis of Two-Hop Decode-and-Forward Mixed RF/UWOC Systems
分析了采用解码转发中继的两跳射频/水下混合无线光通信系统的保密性能。所有RF和UWOC链路分别由$α-μ$和指数广义Gamma分布建模。我们首先推导出的秘密中断概率（SOP）的表达式，在精确的封闭形式，随后用于推导渐近表达式在高信噪比，只包括简单的功能，以进一步了解。此外，基于渐近表达式，我们可以确定各种RF和UWOC信道条件下的最佳发射功率。所有的分析都使用Monte Carlo模拟进行了验证。
2020-09-01 cs.IT math.IT
Partial Decode-Forward Binning Schemes for the Causal Cognitive Relay Channels
因果认知中继信道（CRC）具有两个发送者-接收者对，其中第二发送者从第一发送者因果地获得信息并辅助两个发送者的传输。在本文中，我们研究了全双工和半双工模式。在每一种模式下，我们提出了两个新的编码方案相继建立在另一个说明不同的编码技术的影响。第一种方案称为部分解码前向装仓（PDF-binning），其结合了部分解码前向中继和Gelfand-Pinsker装仓的思想。第二种方案称为Han-Kobayashi部分解码-前向合并（HK-PDF-binning），其通过进一步的分裂率和应用叠加编码、条件合并和松弛联合解码将PDF合并与Han-Kobayashi编码相结合。在这两种方案中，第二发送方解码来自第一发送方的消息的一部分，然后使用Gelfand-Pinsker分箱技术对解码的码字进行分箱，但是以允许状态无效和转发的方式。对于高斯信道，这种PDF分箱本质上是发射信号与分箱状态之间的相关性，其包含传统的脏纸编码分箱作为该相关因子为零时的特殊情况。我们还提供了封闭形式的最佳装箱参数为每个方案。两阶段半双工方案通过去除块马尔可夫编码、在不同阶段发送不同的消息部分以及在两个阶段应用联合解码而从全双工方案适应。分析表明，在这两种模式下的HK-PDF-binning方案涵盖了Han-Kobayashi速率区域，并实现了第一发送方的部分解码转发中继速率和第二发送方的无干扰速率。此外，该方案优于所有现…
2011-12-07 cs.IT math.IT
Broadcast Approach and Oblivious Cooperative Strategies for the Wireless Relay Channel - Part II: Block-Markov Decode-and-Forward (BMDF)
这是第二个两部分的一系列文件中的广播方法纳入不经意的协议的中继信道的源和中继并置。第I部分描述了广播方法及其在与顺序解码转发（SDF）方案一起使用时在可实现速率方面的益处。第二部分研究了另一种不经意的方案，在单层和双层传输下的块马尔可夫解码和转发（BLOCK）。对于单层，以前报道的结果得到了增强，并建立了关于源和中继传输之间的最佳相关系数的猜想。对于两个或更多个层的离散多层传输，它示出了完美的合作（2x 1 MISO）率，即使以较长的延迟为代价的低配置增益，改善后，可实现的SDF。
2010-07-26 cs.IT math.IT
Towards a Low-Complexity Dynamic Decode-and-Forward Relay Protocol
动态解码转发（DDF）中继协议是一种相对较新的协作方案，在分集复用增益折衷和出错率方面取得了令人满意的理论结果。在文献中已经广泛地研究了单个继电器的情况，并且已经提出了接近最佳性能的几种技术。然而，直到最近，对于多个继电器的情况的实际实现被认为更具挑战性。最近提出了一种基于旋转的DDF技术，适用于任何数量的继电器，有望克服重要的实施障碍。本文概述了DDF协议，描述了不同的实现技术，并比较了它们的性能。
2010-12-02 cs.IT math.IT
On the Capacity of CSI Based Transmission Link Selection in Decode-and-Forward Cooperative System
本文从容量的角度研究了解码转发协作系统中的最佳传输链路选择问题。传输链路可以是源节点和目的地节点之间的协作（经由中继）或直接链路。在具有多个中继和源与目的地之间的直接链路的两跳DF系统中，可以基于协作中涉及的所有链路的全部或部分信道状态信息（CSI）来执行传输链路选择。推导了DF协作系统中基于完全CSI和部分CSI的路径选择方案的遍历容量。此外，与这些表达式的帮助下，完全和部分CSI的链路选择方案进行了比较。
2014-07-04 cs.IT math.IT
Efficient Decoding Algorithms for the Compute-and-Forward Strategy
我们在本文中解决的计算和转发（CF）物理层网络编码策略的解码方面。已知CF的原始解码器是渐近最优的。然而，其性能差距，在实际设置中的最佳解码器仍然是未知的。在这项工作中，我们开发和评估新的解码算法的CF操作在多址信道的性能。对于衰落信道，我们分析了ML解码器，并开发了一种新的基于丢番图近似的解码算法，数值显示优于原来的CF解码器。对于高斯信道，我们研究了最大后验概率（MAP）解码器。我们推导出一种新的MAP解码度量和开发实用的解码算法，数值证明优于原来的。
2014-04-17 cs.IT math.IT
Opportunistic Buffered Decode-Wait-and-Forward (OBDWF) Protocol for Mobile Wireless Relay Networks
在本文中，我们提出了一个机会缓冲解码等待和转发（OBSENS）协议，利用中继缓冲和中继移动性，以提高系统的吞吐量和突发到达下的端到端的分组延迟。我们考虑一个点到点的通信链路K移动中继协助。我们表明，OBBEE协议可以实现更好的吞吐量和延迟性能相比，现有的基线系统，如传统的动态解码和转发（DDF）和转发（AF）协议。除了仿真性能，我们还推导出了封闭形式的渐近吞吐量和延迟表达式的OBBBER协议。具体地说，所提出的OBBACK协议实现了渐近吞吐量O（logK）与O（1）的总发射功率在中继网络。与传统协议中的最佳已知性能（O（logK）吞吐量和O（K）总发射功率）相比，这是显著的增益。在突发到达情况下，与传统DDF协议相比，该协议的稳定域和平均时延都能获得O（K）的性能增益。
2011-01-26 cs.IT math.IT
Macro and Micro Diversity Behaviors of Practical Dynamic Decode and Forward Relaying schemes
在本文中，我们提出了一个实际的实现的动态解码和转发（DDF）协议的基础上无比率码和HARQ。我们定义了从多个间歇源到单个目的地的传输的宏分集阶数。考虑到不同信源使用的符号集有限，推导了可实现宏分集阶数的上界。我们分析了DDF协议的几种中继方案的分集行为，并提出了修补技术，以增加宏和微观分集阶数。仿真结果表明，开环传输情况下的覆盖增益和闭环传输情况下的频谱效率增益。
2011-06-27 cs.IT math.IT
Partial Decode-Forward Relaying for the Gaussian Two-Hop Relay Network
研究了具有一个源、$N$中继和$L$目的地的高斯两跳中继网络的多播容量。它示出的部分解码-前向编码方案的仔细修改，从而通过降级的消息部分的中继合作，实现了割集上限内$(1/2)\log N$位，而不管信道增益和功率约束。该方案改进了Chern和Ozgur的先前方案，该方案也是基于部分解码-转发，但与$L \ge 2$目的地的割集有无界间隙。当专用于中继之间的独立码时，所提出的方案在距离割集界限的$\log N$位内实现。该松弛的计算涉及评估总$L 2^N$可能切割中的跨$L(N+1)$切割的互信息，提供了一个非常简单的线性复杂度算法来近似高斯两跳中继网络的单源多播容量。
2015-08-03 cs.IT math.IT
Spatially Coupled LDPC Codes for Decode-and-Forward in Erasure Relay Channel
我们考虑空间耦合的原模图为基础的LDPC码的三端擦除中继信道。据观察，BP阈值，解码错误概率收敛到零的信道的最大擦除概率，空间耦合码，特别是空间耦合的MacKay-Neal码，是接近理论极限的中继信道。实验结果表明，基于空间耦合原模图的LDPC码具有很大的潜力来达到一般中继信道的理论极限。
2011-06-19 cs.IT math.IT
Analysis of a Mixed Strategy for Multiple Relay Networks
在他们具有里程碑意义的论文中，Cover和El Gamal提出了不同的中继信道编码策略，其中单个中继支持通信对。这些策略是解码转发和压缩转发方法，以及依赖于前两种策略的混合应用的中继网络的容量的一般下限。到目前为止，他们的工作只有一部分-解码转发和压缩转发策略-已被应用于具有多个中继的网络。本文利用N +1层部分解码转发的组合方法和接收端不同边信息的逐次精化思想，推导出一种多中继网络的混合策略。在描述了协议结构之后，我们给出了离散无记忆中继信道和高斯多中继网络的可达速率。利用这些结果，我们比较了混合策略与一些特殊情况，例如。例如，在一个实施例中，多级解码和转发、分布式压缩和转发以及混合方法，其中一个中继节点以解码和转发模式操作而另一个以压缩和转发模式操作。
2007-10-23 cs.IT math.IT
Decode-and-Forward Based Differential Modulation for Cooperative Communication System with Unitary and Non-Unitary Constellations
在本文中，我们推导出一个最大似然（ML）解码器的差分数据在解码和转发（DF）的协作通信系统利用未编码的传输。该译码器适用于适合差分调制的复值酉和非酉星座。ML解码器有助于提高基于DF的差分协作系统使用错误的中继节点的分集。我们还推导出一个分段线性（PL）解码器的差分数据传输的DF为基础的合作系统。所提出的PL解码器显着降低了解码的复杂性相比，建议ML解码器没有任何显着的接收机性能下降。在基于DF的协作通信系统中，差分调制未编码数据的现有ML和PL解码器仅适用于二进制调制信号，如二进制相移键控（BPSK）和二进制频移键控（BFSK），而所提出的解码器适用于适合于未编码传输下的差分调制的复值酉星座和非酉星座。我们推导出一个封闭的表达式的未编码的平均符号出错率（SER）的建议PL解码器与M-PSK星座在一个合作的通信系统与一个单一的中继和一个源-目的地对。忽略高阶噪声项的近似平均SER也来自此设置。它是解析示出的基础上推导出的近似SER，建议PL解码器提供了充分的多样性的二阶。此外，我们还得到了近似SER的差分DF系统与多个中继渐近高信噪比的源中继链路。
2012-04-11 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
A New Coding Paradigm for the Primitive Relay Channel
我们考虑原始中继信道，其中源向中继和目的地发送消息，并且中继通过经由单独的信道向目的地发送附加消息来帮助通信。两种众所周知的编码技术已被引入此设置：解码和转发和压缩和转发。在解码和转发中，中继完全解码消息并将一些信息发送到目的地;在压缩和转发中，中继不解码，它使用Wyner-Ziv编码将接收信号的压缩版本发送到目的地。在本文中，我们提出了一种新的编码范式，提供了一个改进的原始中继信道的可达速率。这个想法是通过链接结构将压缩转发和解码转发结合起来。我们通过成对的块进行传输：在第一块中，我们使用压缩和转发;在第二块中，我们使用解码和转发。更具体地，在第一块中，中继不解码，它经由Wyner-Ziv压缩接收到的信号，并且它仅将压缩的一部分发送到目的地。在第二个块中，中继完全解码消息，它将一些信息发送到目的地，并且它还发送来自第一个块的压缩的剩余部分。通过这样做，我们能够严格优于压缩转发和解码转发。注意，所提出的编码方案可以用极化码来实现。因此，它具有极化编码方案的典型吸引人的特性，即准线性编码和解码复杂度，以及以超多项式速度衰减的错误概率。作为一个运行的例子，我们考虑到擦除中继信道的特殊情况下，我们提供了我们提出的方案和现有的上限和下限之间的比较，可实现的速率。
2019-10-23 cs.IT math.IT
Short Message Noisy Network Coding with a Decode-Forward Option
短消息有噪网络编码（SNNC）与长消息有噪网络编码（LNNC）的不同之处在于，它以块的形式发送多个短消息，而不是使用重复编码的一个长消息。SNNC的几个属性的开发。首先，SNNC与反向解码实现相同的速率SNNC偏移编码和滑动窗口解码的无记忆网络中，每个节点发送一个多播消息。速率与具有联合解码的LNNC相同。第二，如果信道质量恰好良好，则SNNC使能早期解码。这导致了混合策略，统一了解码转发和噪声网络编码的优点。第三，最好的解码器有时会将其他节点的信号视为噪声，并给出了一种迭代法来找到给定节点应视为噪声源的节点集。
2013-08-09 cs.IT math.IT
Error Analysis of Decode-Forward Cooperative Relaying NOMA Schemes over Nakagami-m Fading Channels
非正交多址接入（NOMA）由于其较高的频谱效率而受到广泛关注。此外，NOMA易于在物理层实现，因此它与其他心理层技术的相互影响已被研究者广泛分析。合作NOMA方案是这些相互作用中研究最多的。然而，这些研究主要分析合作NOMA方案的可达速率和中断概率，而这些系统的误码率（BEP）没有得到很好的研究，虽然它是最重要的性能指标之一。在本文中，我们研究的合作NOMA方案的错误性能，解码转发中继帮助NOMA用户。我们推导出精确的BEP表达式在封闭形式的Nakagami-m衰落信道。所有导出的表达式都通过计算机模拟进行了验证。
2020-04-26 cs.IT math.IT
Combined Decode-Forward and Layered Noisy Network Coding Schemes for Relay Channels
我们提出了两种编码方案相结合的解码前向（DF）和噪声网络编码（NNC）与不同的风味。第一种是单向中继信道的组合DF-NNC方案，该方案通过执行速率分裂、部分块马尔可夫编码和NNC，将DF和NNC作为特例。第二种是结合两种不同的DF策略和分层NNC的双向中继信道。一种DF策略在源处以中继处的功率分割为代价执行相干块马尔可夫编码，另一种执行独立的源和中继编码但具有全中继功率，并且分层NNC允许每个目的地具有不同的压缩率。分析和仿真结果表明，这两种方案都能充分利用DF和NNC的优点，取代各自的方案。
2012-05-20 cs.IT math.IT
Relay selection for multiple access relay channel with decode-forward and analog network coding
提出了一种在蜂窝网络系统总体方案中基于网络编码和模拟网络编码的解码转发中继选择协议。在该方案中，两个源节点同时向所有中继节点和目的节点发送自己的信息，然后选择一个中继节点转发接收信号的新版本，该中继节点具有最小的符号出错率（SER）。仿真结果表明，DF-NC方案比模拟-NC方案具有更高的精度，且性能良好。为了提高系统性能，基于渐近SER确定两个源和最佳中继之间的最优功率分配，通过增加中继节点的数量，最优功率分配比渐近SER获得更好的性能。
2012-04-06 cs.IT math.IT
Using Distributed Rotations for a Low-Complexity Dynamic Decode-and-Forward Relay Protocol
在本文中，我们提出了实现分布式旋转的动态解码和转发（DDF）协议。除了是第一个最小延迟实现的DDF协议提出的任何数量的中继，这种技术允许利用合作分集，而不会引起高解码复杂度的空时码。对不同中继数和中继轮数下的中断概率分析表明，该技术的性能接近最优。此外，分集复用增益权衡（DMT）的下限提供了一个单一的中继和两个旋转的情况下。当帧长度增长到无穷大时，该下限达到最佳DDF的DMT，这表明即使少量的旋转也足以获得良好的性能。
2011-02-21 cs.IT math.IT
Weighted Selection Combinings for Differential Decode-and-Forward Cooperative Networks
针对瑞利衰落信道下的差分译码转发中继系统，提出了两种加权选择合并（WSC）方案。与传统的选择合并方案相比，中继链路的判决变量乘以比例因子以对抗错误传播现象。推导了两种WSC方案的平均出错率（ABER）的封闭表达式，并通过仿真验证了其正确性。对于第二种WSC方案，推导了渐近的ABER表达式和分集阶数，以更好地理解该方案。此外，它表明，这两个WSC计划可以克服额外的噪声放大引起的链路自适应中继方案。第一种WSC方案略逊于第二种方案，第二种方案具有更高的复杂度。这两个建议的WSC计划优于传统的选择合并方案。
2017-05-11 cs.IT math.IT
Joint Compute and Forward for the Two Way Relay Channel with Spatially Coupled LDPC Codes
本文研究了具有擦除噪声的二进制输入双向中继信道的编码方案的设计和分析。我们特别感兴趣的是可靠的物理层网络编码，其中中继器在转发消息之前执行完美的纠错。对于这个问题，最好的已知可实现的速率可以通过解码和转发或计算和转发中继来实现。我们考虑一个解码范例，称为联合计算和转发，我们用数字表明，可以实现最好的这些速率与一个单一的编码器和解码器。这是通过推导基于空间耦合LDPC集成的联合计算和转发的消息传递解码器的确切性能来实现的。
2012-05-26 cs.IT math.IT
Intelligent Reflecting Surface vs. Decode-and-Forward: How Large Surfaces Are Needed to Beat Relaying?
本文比较智能反射面与解码转发中继，发现需极高速率或大型超表面才能在发射功率和能量效率上超越中继。
2024-11-11 cs.IT math.IT
Decode-Forward Transmission for the Two-Way Relay Channels
我们提出了复合解码转发（DF）计划的双向中继信道在全双工和半双工模式相结合的相干中继，独立中继和部分中继策略。对于全双工模式，中继部分地解码每个块中的每个用户的信息，并且如在块马尔可夫编码中那样将该部分信息与源用户相干地转发到下一个块中的目的地用户。此外，中继站独立地广播下一个块中的两个用户的解码信息部分的装仓索引，如在独立网络编码中那样。每种技术对中继功率使用和速率区域具有不同的影响。我们进一步详细分析了独立的部分DF方案，并推导出封闭形式的链路制度时，该方案实现了严格的更大的速率区域比只是其组成技术，直接传输和独立DF中继之间的时间共享，当它减少到一个更简单的计划。对于半双工模式，我们提出了一个6相时分方案，采用了所有考虑中继技术，并同时使用联合解码在所有接收阶段。数值结果表明，现有的DF计划，通过执行链路自适应的复合计划的基础上确定的链接制度，获得显着的速率增益。
2015-04-28 cs.IT math.IT
Outage Probability for Multi-Hop Full-Duplex Decode and Forward MIMO Relay
本文研究了多跳（MH）解码转发（DF）多输入多输出（MIMO）中继网络。为了考虑更现实的场景，采用具有中继自干扰（RSI）的全双工（FD）操作。假设MIMO信道受到瑞利衰落的影响，推导出了一个简单而紧凑的闭型中断概率表达式。推导这一结果的关键假设是每个信道的互信息可以很好地近似为高斯随机变量。为了得到综合中断概率，Wishart分布的复随机矩阵的和已经得到了一个新的优良的精确近似。数值蒙特卡罗模拟验证了我们的结果。这些仿真表明，对于低干扰和中等干扰状态，FD模式的性能优于半双工（HD）模式。另一方面，当RSI增加时，HD模式可以优于FD模式。
2015-04-13 cs.IT math.IT
On the Equal-Rate Capacity of the AWGN Multiway Relay Channel
研究了L个用户加性高斯白噪声多路中继信道，其中L个用户通过单个中继以相同的速率交换信息。基于函数解码前向编码策略，推导出一个新的可达码率域。对于存在三个或更多个用户并且所有节点以相同功率发送的情况，获得容量。对于中继功率与用户数量成比例的情况下，它示出了压缩转发和功能解码转发实现速率在所有SNR水平的容量的恒定比特数内;此外，功能解码转发优于压缩转发和完全解码转发在高SNR水平。
2012-07-16 cs.IT math.IT
On the Capacity of Decode-and-Forward Relaying over Rician Fading Channels
本文用幂级数的形式导出了两个具有两个自由度的非中心卡方随机变量的最小值的概率密度函数和累积分布函数。借助导出的PDF和CDF，我们得到了不同莱斯衰落信道下解码转发（DF）协作系统中以下自适应协议的精确遍历容量：（i）具有最优速率自适应的恒定功率协议;（ii）同时具有最优功率和速率自适应的协议;（iii）具有固定速率的信道反转协议。通过使用容量的解析表达式，可以观察到，最佳功率和速率自适应提供更好的容量比最佳速率自适应恒定功率从低到中等的信号-噪声比值在不同的莱斯衰落信道。尽管复杂度低，信道反转为基础的自适应传输所示遭受显着的容量损失相比，其他自适应传输为基础的技术在DF Rician信道。
2014-07-04 cs.IT math.IT
Decode-and-Forward Relay Beamforming with Secret and Non-Secret Messages
在本文中，我们研究波束成形解码转发（DF）中继使用多个中继，源节点发送秘密消息以及非秘密消息的目的地节点在存在多个非合谋窃听。非秘密消息以固定速率$R_{0}$传输，并且不需要保护以防止窃听者，而秘密消息需要保护以防止窃听者。电源和继电器在总功率约束下工作。我们找到了最佳的源功率和权重的秘密和非秘密的消息，最大限度地提高最坏情况下的秘密消息的保密率，以及满足信息速率约束$R_{0}$的非秘密消息的中继。我们解决这个问题的情况下，（$i$）完美的信道状态信息（CSI）的所有链路是已知的，和（$ii$）只有统计CSI的窃听链路和完美的CSI的其他链路是已知的。
2014-01-31 cs.IT math.IT
Rate Maximization of Decode-and-Forward Relaying Systems with RF Energy Harvesting
我们考虑一个三节点解码和转发（DF）半双工中继系统，其中源首先从中继收获RF能量，然后使用此能量通过中继向目的地传输信息。我们假设信息传输和无线功率传输阶段在相同频带中随时间交替，并且它们的{ \it时间分数}（TF）可以从一个传输时期（衰落状态）到下一个传输时期改变或固定。对于这个系统，我们最大化可达到的平均数据率。因此，我们提出了两种方案：（1）联合最优功率和TF分配，（2）固定TF的最优功率分配。由于在源处收获的功率小，这两种方案实现了类似的信息速率，但是与具有固定功率和固定TF分配的基准系统相比，产生了显著的性能增益。
2016-01-18 cs.IT math.IT
Spectrum Sharing-based Multi-hop Decode-and-Forward Relay Networks under Interference Constraints: Performance Analysis and Relay Position Optimization
推导了非一致瑞利衰落信道下基于频谱共享的多跳解码转发（DF）中继网络的中断概率和误比特率出错率的精确闭式表达式。我们还提供了系统各态历经容量的近似封闭形式表达式。利用这些易于处理的解析公式，我们可以研究关键网络参数对认知多跳中继网络在干扰约束下的性能的影响。利用线性网络模型，通过数值求解平衡每跳平均信噪比的优化问题，得到了一个最优中继位置方案。数值结果表明，最佳方案导致SNR性能增益超过1 dB。所有的解析表达式都通过Monte-Carlo仿真验证了多跳DF中继网络在认知环境中的优势。
2013-01-03 cs.IT math.IT
Optimal Routing for the Gaussian Multiple-Relay Channel with Decode-and-Forward
在本文中，我们研究了高斯多中继信道上的路由问题，其中节点采用解码和转发编码策略。我们感兴趣的路由信息流通过继电器，实现最高的DF率。我们首先构建一个算法，证明找到最佳DF路由。由于该算法在最坏情况下运行在阶乘时间内，我们提出了一个多项式时间的启发式算法，找到一个最佳的路线与高概率。我们证明，最佳（和接近最佳）DF路由是很好的，在实践中通过模拟分布式DF编码方案，使用低密度奇偶检验码打孔和增量冗余。
2007-04-23 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
Broadcast Approach and Oblivious Cooperative Strategies for the Wireless Relay Channel - Part I: Sequential Decode-and-Forward (SDF)
在这两部分纸，我们考虑一个无线网络中，一个源终端与目的地和中继终端进行通信，偶尔出现在附近的源，没有源的知识，建议不经意的协议。假设源-中继信道由于邻近性而为固定增益AWGN，而源-目的地信道和中继-目的地信道经受块平坦瑞利衰落。假设仅在相应接收器处的完美CSI。与平均吞吐量作为性能指标，我们将一个两层的广播方法到两个合作策略的基础上的解码和转发方案-顺序解码和转发（SDF）在第一部分和块马尔可夫（BM）在第二部分。广播方法将传输速率分成对应于“坏”和“好”信道状态的叠加层，允许更好地适应实际信道条件。在第I部分中，在广播方法下，使用连续解码技术，数值和解析地推导出SDF策略的可实现速率表达式，用于多个设置，包括单用户、MISO和一般中继设置。连续广播的下限推导出MISO和一个不经意的合作场景。
2010-07-26 cs.IT math.IT
Performance Analysis of Reversible Binding Receptor Based Decode-and-Forward Relay in Molecular Communication Systems
分子通信（MC）允许纳米机器在流体环境中相互通信和合作。基于扩散的分子束是一种常用的方法，但由于分子浓度的严重衰减，容易受到传输距离的限制。在这封信中，我们提出了一个解码和转发（DF）中继策略的可逆结合受体的扩散为基础的MC系统。基于受体与配体之间可逆的结合和解离，研究了信息分子在受体表面的时变空间分布。推导了估计期望错误概率的解析表达式，并分析了影响性能的关键因素。结果表明，在分子预算不变的情况下，该方案能显著提高网络性能，并通过优化中继节点的位置和分配给源节点的分子数量来提高网络性能增益。
2020-02-12 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
Wireless Information and Energy Transfer for Decode-and-Forward Relaying MIMO-OFDM Networks
研究了具有能量收集中继的多输入多输出（MIMO）-正交频分复用（OFDM）系统的系统可达速率及其优化问题。首先，我们提出了一种基于时间交换的中继（TSR）协议，以实现中继器处的同时信息处理和能量收集。然后，我们从理论上讨论了它的可达速率性能，并制定了一个优化问题，以最大限度地提高系统的可达速率。由于该问题求解困难，我们设计了一种增广拉格朗日罚函数（ALPF）方法，并通过大量的仿真实验验证了分析结果的准确性和ALPF方法的有效性。
2015-01-04 cs.IT math.IT
In-Band Pilot Overhead in Ultra-Reliable Low Latency Decode and Forward Relaying
在URLLC中，由于严格的延迟和可靠性要求，短消息通信的性能高度依赖于训练序列长度。在本文中，我们研究了合作和非合作传输下的不完美信道估计和瑞利衰落URLLC的性能。除了用于比较目的的平均功率约束之外，我们还假设对导频符号的峰值功率约束。我们得到的最佳训练长度作为块长度和功率约束因子的函数，以满足URLLC的要求。此外，仿真结果显示了与点对点传输相比，导频开销对协作通信的可靠性、延迟和有效吞吐量的影响
2019-03-06 cs.IT math.IT
RF-based Energy Harvesting in Decode-and-Forward Relaying Systems: Ergodic and Outage Capacities
射频能量收集是延长无线网络寿命、使通信设备脱离电池和电源线、有利于节能和降低无线通信碳足迹的有效途径。本文提出了一种用于协作中继系统的干扰辅助能量收集方案，能量受限的中继站从接收到的信息信号和同信道干扰信号中收集能量，然后利用收集到的能量将正确解码的信号转发到目的站。分别采用时间切换方案（TS）和功率分割方案（PS），在时间切换方案（TS）中，接收机在解码信息和收集能量之间切换，在功率分割方案（PS）中，接收功率的一部分用于能量收集，剩余功率用于信息处理。将所提出的能量收集方法应用于具有三端模型的解码转发中继系统，推导了系统的遍历容量和中断容量的解析表达式，并确定了相应的可达吞吐量。比较结果表明，PS优于TS在高信噪比（SNR）的吞吐量，而在低信噪比，TS优于PS。此外，考虑在中继站处具有相等聚合干扰功率的不同干扰功率分布，相应的系统容量关系，即，获得容量的排序。
2018-02-11 cs.IT math.IT
Myopic Coding in Multiterminal Networks
本文研究了多终端网络中协作和可达速率之间的相互作用。协作是指节点共同工作以向目的地中继数据的过程。在可实现的信息传输速率和合作水平之间存在固有的权衡，这由涉及多少节点以及节点如何编码/解码数据来确定。我们通过研究多终端网络中数据传输的基于信息论解码转发的编码策略来说明这种权衡。解码转发策略通常在全知编码的上下文中讨论，其中网络中的所有节点在编码和解码方面都完全相互合作。在本文中，我们研究近视编码，其中每个节点只与几个相邻节点合作。我们表明，近视解码转发的可实现的速率可以大的全知解码转发在低信噪比制度。我们还表明，当每个节点只有几个合作的邻居，增加一个节点到合作的传输速率显着增加。此外，我们表明，近视解码转发可以实现非零速率的网络规模增长没有约束。
2008-06-30 cs.IT math.IT
Outage Performance of Two-Hop OFDM Systems with Spatially Random Decode-and-Forward Relays
在本文中，我们分析了两跳正交频分复用（OFDM）系统中不同的多载波中继选择方案的中断性能在泊松域的中继。特别是，特别强调的是放在解码和转发（DF）中继系统，配备批量和每子载波选择方案，分别。在一般情况下，给出了中断概率的积分表达式。此外，在有限圆中继分布区域中的高信噪比（SNR）区域的中断概率的渐近表达式被确定在封闭形式的两个中继选择方案。此外，在无限中继分布区域的自由空间的中断概率推导出封闭的形式。同时，研究了随机网络中与协作系统相关的一系列重要性质，包括分集、两种选择方案的中断概率比以及基于系统吞吐量的子载波数优化。所有的分析都通过仿真进行了数值验证。最后，构建了一个空间随机中继OFDM系统中断性能的分析框架，该框架可以方便地进行修改，以分析不同转发协议、位置分布和/或信道条件下的其他类似情况。
2017-08-10 cs.IT math.IT
A Half-Duplex Cooperative Scheme with Partial Decode-Forward Relaying
在本文中，我们提出了一种新的合作通信方案，包括两个用户在半双工模式与一个目的地通信在一个离散的无记忆信道。用户将消息编码成独立的块，并将每个块的传输分成具有可变持续时间的3个时隙。通过在这3个时隙上的部分解码转发中继来执行协作。在前两个时隙期间，每个用户交替地发送和解码，而在最后一个时隙期间，两个用户合作向目的地发送信息。该方案的可实现速率区域是通过在3个时隙上使用叠加编码和联合最大似然（ML）解码来获得的。本文详细讨论了高斯信道的一个例子，并给出了它的可达速率域。结果表明，所提出的半双工方案实现了显着更大的速率区域比经典的多址接入信道，并接近性能的全双工合作计划作为用户间的信道质量的增加。
2011-06-02 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
