Adaptive Delay-Tolerant DSTBC in Opportunistic Relaying Cooperative MIMO Systems
针对两跳协作多输入多输出（MIMO）网络，采用放大转发策略和机会中继算法，提出了一种带反馈的自适应容迟分布式空时编码（DSTC）方案。最大似然接收机和可调码矩阵被认为是受功率约束。在所提出的延迟容忍DSTC方案中，中继节点采用可调的编码矩阵对空时编码矩阵进行变换。随机梯度算法被开发以降低计算复杂性来估计码矩阵的参数。仿真结果表明，所提出的算法获得显着的性能增益和解决延迟问题的合作MIMO系统相比，现有的DSTC方案。
2014-12-15 cs.IT math.IT
Modeling and Analysis of Cooperative Relaying in Spectrum-Sharing Cellular Systems
在本文中，频谱共享技术被集成到蜂窝系统，以提高频谱效率。宏小区用户是主用户（PU），而本地小区内的那些用户，例如，毫微微小区用户或期望成本有效的服务，例如，漫游者被识别为次要用户（SU）。SU以共享的方式共享PU的频谱资源，因此辅站的发射功率受到主站的可容忍干扰功率的严格限制。给定这样的约束，SU和宏小区基站（BS）之间的协作中继传输是必要的。为了保证双跳中继的成功并避免多跳中继，提出了一种新的协作范例，其中选择目标SU附近的空闲PU（而不是通常假设的辅PU）作为中继节点，这要归功于任何PU总是可以直接向宏小区BS发送的事实。此外，在选择的中继节点处应用双向中继策略，以进一步提高频谱效率。我们的研究结果表明，所提出的系统是特别适合于延迟容忍的无线服务与不对称的下行链路/上行链路流量，如电子邮件检查，网页浏览，社交网络和数据流，这些是最流行的应用SU在频谱共享蜂窝网络。
2016-01-09 cs.IT math.IT
Reconfigurable Intelligent Surfaces Empowered Cooperative Rate Splitting with User Relaying
协作速率分割（CRS）是建立在速率分割多址接入（RSMA）和机会用户中继基础上的一种传输策略，可以提高多天线广播信道的用户公平性和频谱效率。为了进一步提高其性能，CRS和可重构智能表面（RIS）的相互作用进行了研究。提出了一种新的基于RIS的CRS传输框架，并研究了相应的资源分配问题，以最大化用户间的最小速率。然后，提出了一种替代的优化算法来迭代地优化发射波束成形、公共速率分配和RIS阶段。数值结果表明，所提出的RIS辅助CRS传输框架显着提高频谱效率相比，其非合作的同行和其他计划没有RIS。
2022-08-08 cs.IT math.IT
Ultra-Reliable Short Message Cooperative Relaying Protocols under Nakagami-m Fading
在接下来的几年里，无线通信系统的发展推动世界进入一个完全连接的社会，其中机器类型通信（MTC）作为未来蜂窝系统的关键使能器发挥着重要作用。MTC被分类为mMTC和uMTC，其中mMTC提供到大量设备的连接，而uMTC与无线通信的低延迟和超高可靠性有关。本文研究了具有增量中继技术的uMTC，其中源和中继协作将消息传送到目的地。在本文中，我们比较了两种不同的合作中继协议的性能与有限块长度（FB）制度下的直接传输。我们定义的整体中断概率在每个中继的情况下，假设Nakagami-m衰落。我们表明，合作通信优于FB制度下的直接传输。此外，我们研究了衰落的严重程度和功率分配因子的中断概率和最小延迟所需的，以满足超可靠通信的要求的影响。此外，我们提供了封闭形式的中断概率。
2018-01-23 cs.IT math.IT
On the Performance of NOMA-Based Cooperative Relaying Systems over Rician Fading Channels
非正交多址接入（NOMA）是第五代（5G）无线通信的一种很有前途的技术。由于具有良好信道条件的用户可以通过连续干扰消除（SIC）作为中继来提高系统性能，NOMA和协作中继的结合近年来引起了越来越多的关注。本文研究了基于NOMA的协作中继系统，并提出了一种评估其性能的分析框架。具体地，研究了莱斯衰落信道下NOMA的性能，推导了平均可达速率的精确表达式。此外，我们还提出了一种近似的方法来计算可达到的速率，通过使用高斯-切比雪夫积分。数值结果证实，我们推导的分析结果与Monte Carlo模拟相匹配。
2017-07-22 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
Fundamental Limits of Spectrum Sharing for NOMA-based Cooperative Relaying
非正交多址（NOMA）和频谱共享（SS）是第五代（5G）无线通信标准中用于高效频谱利用的两种新兴多址技术。在本文中，我们提出了一个封闭的形式分析的平均可达和速率和中断概率的NOMA为基础的协作中继系统（CRS）在一个频谱共享的情况下。我们考虑峰值干扰约束，其中次级（未许可）网络对主用户（许可）接收器（PU-Rx）造成的干扰应小于预定阈值。我们表明，CRS-NOMA优于CRS与传统的正交多址接入（OMA）在PU-Rx的峰值干扰功率的大值。
2018-09-24 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
Joint Network and LDPC Coding for Bi-directional Relaying
在本文中，我们考虑联合网络和LDPC编码实际实现的去噪和转发协议的双向中继。对于实数和复数多址接入信道，已经导出了用于计算网络编码码字的对数似然比的封闭形式表达式。它揭示了在继电器处观察到的等效信道是一个不对称信道，其中信道输入是两个源节点的XOR形式。
2011-05-12 cs.IT math.IT
Cooperative Relaying in Underlay Cognitive Systems with Hardware Impairments
研究了多天线和每个收发器有硬件损伤的认知（二次）双跳中继系统的性能。特别是，端到端（e2 e）通信的中断概率推导出封闭的形式，无论是发射天线选择与最大比组合（TAS/MRC），或TAS与选择组合（TAS/SC）建立在每一跳。简化的渐近中断表达式也得到了，它体现了系统的分集和阵列阶数，发射/接收天线数量的平衡的有效性，以及硬件损伤的e2 e通信的影响。
2015-09-01 cs.IT math.IT
Link Quality Control Mechanism for Selective and Opportunistic AF Relaying in Cooperative ARQs: A MLSD Perspective
将中继技术引入自动重传请求（ARQ）机制，可以增强分集和吞吐量。允许多个中继之间的偷听也是增加ARQ中参与中继的数量的已知方法。然而，当机会放大转发（AF）中继应用于协作ARQ，系统设计变得不平凡，甚至涉及。基于中断分析，首先发现空间和时间分布对中继的接收信号质量敏感，然后提出一种链路质量控制机制来预先筛选候选中继，以利用选择性和机会性AF（SOAF）中继方法来探索协作ARQ的多样性.根据分析，时间和空间的差异，可以充分利用，如果设置适当的阈值为每一跳沿中继路由。SOAF中继方法进一步检查从数据包传递的观点。利用最大似然序列检测（MLSD）原理，建立了基于SOAF中继的ARQ方案在MLSD的分组出错率（PER）上达到潜在分集阶数的链路质量充分条件。这些条件取决于最小码字距离和平均信噪比（SNR）。此外，从启发式的角度来看，我们还开发了一个阈值搜索算法的建议SOAF中继和链路质量的方法，利用PER的多样性和SNR增益。提出的阈值机制的有效性，通过与网格码的模拟验证。
2016-02-02 cs.IT math.IT
Adaptive Delay-Tolerant Distributed Space-Time Coding Based on Adjustable Code Matrices for Cooperative MIMO Relaying Systems
针对两跳协作MIMO网络，提出了一种利用反馈的自适应时延容忍分布式空时编码（DSTC）方案。最大似然（ML）接收机和可调码矩阵被认为是受功率约束的解码和转发（DF）合作策略。在所提出的延迟容忍DSTC方案中，中继节点采用可调的编码矩阵对空时编码矩阵进行变换。最小二乘（LS）算法被开发成具有降低的计算复杂性以调整码的参数。仿真结果表明，所提出的算法获得显着的性能增益和解决的延迟问题，合作MIMO系统相比，现有的延迟容忍DSTC计划。
2014-05-19 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
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
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
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
Minimum BER Power Adjustment and Receiver Design for Distributed Space-Time Coded Cooperative MIMO Relaying Systems
针对协作多输入多输出（MIMO）网络，提出了一种基于最小出错率准则的自适应联合功率分配（JPA）和线性接收机设计算法。该系统采用多个中继与分布式空时编码（DSTC）计划和放大转发（AF）的策略。它是根据一个联合约束优化算法来确定每个发送符号的最小误码率功率分配参数和接收滤波器参数。仿真结果表明，与等功率分配系统和最小均方误差（MMSE）设计相比，该算法获得了性能增益。
2013-03-17 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
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
A Comparison of Soft and Hard Coded Relaying
“放大转发”和“解码转发”是自协作通信出现以来提出的两个主要中继功能。“\textit{Soft}解码转发”是最近引入的中继原理，其结合了经典的两种中继算法的优点。在这项工作中，我们彻底调查\textit{soft}中继算法时，卷积码或Turbo码。我们研究了两个合作的情况下，采用软中继的错误性能。提出了一种新的基于数据处理的互信息损失的方法来分析基于中继的软编码器。我们还介绍了一种新的方法来获得估计的比特出错率和等效信道SNR的中继技术考虑的文件。
2012-02-09 cs.IT math.IT
Sensing/Decision-Based Cooperative Relaying Schemes With Multi-Access Transmission: Stability Region And Average Delay Characterization
我们考虑一个协作中继系统，它包括一些源终端，一个共享的中继，和一个共同的目的地与多包接收（MPR）能力。在本文中，我们研究了两个合作中继方案的稳定性和延迟分析：基于感知的合作（SBC）计划和基于决策的合作（DBC）计划。在SBC方案中，中继在每个时隙的开始处感测信道。在空闲时隙中，中继站在其队列的头部发送分组，而在繁忙时隙中，中继站决定与源终端同时发送或监听源传输。SBC方案是一种新的范例，它比其他协作方案更有效地利用频谱，因为中继不仅利用空闲时隙，而且还具有温和干扰源终端的能力。另一方面，在DBC方案中，中继不感测信道，并且它根据一定的概率来决定发送或监听。数值结果表明，这两个方案优于现有的合作计划，限制中继发送只在空闲时隙。此外，我们展示了目的地的MPR能力如何补偿中继站的感知需求，即，DBC方案实现了与SBC方案几乎相同的稳定区域。此外，我们推导出的条件下，提出的两个计划实现相同的最大稳定吞吐量。
2015-06-29 cs.IT math.IT
Network Coding with Two-Way Relaying: Achievable Rate Regions and Diversity-Multiplexing Tradeoffs
本文讨论了在无线自组网中通过双向中继的多跳网络编码进行信息交换的基本特性。首先分析了时分多跳（TDMH）、MAC层网络编码（MLNC）和PHY层网络编码（PLNC）实现的端到端速率区域。结果表明，MLNC并不总是比TDMH获得更好的速率，TDMH和MLNC之间的分时能够实现更大的速率区域，PLNC主导TDMH和MLNC实现的速率区域。MLNC和PLNC的机会调度算法，然后提出了稳定的双向中继系统的泊松到达时，速率对是在MLNC和PLNC的香农速率区域。为了理解多跳网络编码的双向传输限制，还分析了在有或没有特定业务模式的情况下的和速率优化以及多个中继节点上的双向传输的端到端分集复用折衷（DMT）。
2009-02-13 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
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
Cooperative Beamforming for Dual-Hop Amplify-and-Forward Multi-Antenna Relaying Cellular Networks
研究了放大转发中继蜂窝网络中基站、中继站和移动终端均配置多天线的线性波束形成设计问题。该设计基于最小均方误差准则，同时考虑了上行链路和下行链路的情况。研究发现，下行链路和上行链路波束成形设计问题具有相同的形式，可以使用具有相同结构的迭代算法来求解设计问题。针对上行链路系统满载或过载的具体情况，推导了一种新的波束形成算法，并揭示了它与现有的几种传统MIMO或多用户系统波束形成算法的关系。仿真结果证明了所提出的设计算法的性能优势。
2011-12-01 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
Performance Analysis of Physical Layer Network Coding for Two-way Relaying over Non-regenerative Communication Satellites
双向中继是宽带通信卫星的主要应用之一，物理层网络编码（PLNC）是实现双向中继的有效技术。早期的研究已经考虑了卫星采用PLNC与板载处理。本文研究了PLNC在非再生卫星上的性能，因为大多数运营和计划中的卫星都没有星上处理。假设两个用户的信道幅度相等，两个操作条件被认为是与未编码QPSK中继。在第一种情况下，两个用户在相位和发射功率上完全同步，而在第二种情况下，相位不同步。卫星放大器施加的峰值功率约束被认为是和错误的性能界限推导出这两个条件。提供了端到端比特出错率（BER）和吞吐量的仿真结果。这些结果将使通信系统设计人员能够确定系统参数，如功率和线性度，并在不同的中继方案之间进行权衡分析。
2017-03-12 cs.IT math.IT
Multi-Phase Smart Relaying and Cooperative Jamming in Secure Cognitive Radio Networks
在本文中，我们研究了在四节点认知无线电网络中的合作安全通信，次级接收器被视为一个潜在的窃听相对于主传输。在保证主用户保密率和传输方案不变的情况下，允许次用户发送自己的信号。在此设置下，我们推导出次用户的可实现的速率和相关的约束条件，以保证主用户的弱保密率，当Gelfand-Pinsker编码是在二级发射机使用。此外，我们提出了一个多阶段的传输方案，包括1）清洁中继与合作干扰的阶段和2）的延迟，以成功解码的主要消息在次级发射机。还推导出了次用户的容量上限。数值结果表明：1）通过根据节点的相对位置，合理选择不同传输方案的次用户参数，该方案的性能优于传统方案; 2）在0.3bits/信道使用范围内，推导出的容量上界接近次用户的可达速率，特别是当次用户发射机/接收机分别与主用户发射机/接收机足够远/足够近时。因此，智能二次发射机能够调整其中继和协作干扰，以保证主保密率，并同时从相关的几何位置发送其自己的数据。
2016-05-13 cs.IT math.IT
Wireless Bidirectional Relaying using Physical Layer Network Coding with Heterogeneous PSK Modulation
在使用物理层网络编码（PLNC）的双向中继中，通常假设用户在多址接入阶段采用相同的调制方案。然而，正如Zhang等人所观察到的，可能不希望用户总是使用相同的调制方案，特别是当用户中继信道不是同样强时。这种方案被称为异构PLNC。然而，[1]中的方法使用计算密集的最近邻聚类（CNC）算法来找到要在中继处应用的网络编码映射。此外，治疗是特定于异质性调制的某些情况下。在本文中，我们表明，当用户采用异构但对称的PSK调制，网络编码映射和映射区域中的衰落状态平面可以得到解析。性能结果以中继出错率（RER）和比特出错率（BER）的形式提供。
2017-03-12 cs.IT math.IT
Adaptive Distributed Space-Time Coding in Cooperative MIMO Relaying Systems using Limited Feedback
针对两跳协作MIMO网络，提出了一种自适应随机分布式空时编码（DSTC）方案。线性最小均方误差（MMSE）接收机滤波器和随机矩阵的功率约束被认为是与放大和转发（AF）的合作策略。在所提出的DSTC方案中，通过反馈信道获得的随机化矩阵被用来在中继节点处对空时编码矩阵进行变换。考虑了有限反馈和反馈误差的影响。设计了线性MMSE表达式来计算自适应随机化矩阵和线性接收滤波器的参数。本文还提出了一种降低计算复杂性的随机梯度算法。仿真结果表明，所提出的算法获得显着的性能增益相比，现有的DSTC计划。
2013-03-17 cs.IT math.IT
Finite-SNR Analysis of Partial Relaying with Relay Selection in Channel-coded Cooperative Networks
本文研究了由两个信道编码源、多个中继和一个目的节点组成的协作网络的性能。由于频谱效率的限制，我们假设只有一个时隙专用于中继。传统的基于网络编码的协作（NCC）选择最佳中继，使用网络编码同时服务于两个源。然而，NCC的比特出错率（BER）方面的性能在文献中是不可用的。在本文中，我们首先推导出封闭形式的表达式的BER的NCC和分析表明，NCC总是实现多样性的顺序2，无论可用的中继和信道编码的数量。其次，在NCC的多样性损失的动机，我们提出了一种新的中继方案的基础上部分中继合作（PARC），其中两个最好的中继选择，每个转发一半的码字，以帮助一个源。推导了该方案的误码率和系统分集阶数的解析表达式。分析结果表明，PARC的分集阶数是工作信噪比（SNR）和信道码最小距离的函数。更重要的是，PARC中的全分集阶数可以通过适当的信道码实际操作有限SNR来实现。最后，密集的模拟提出了一个巨大的SNR增益的PARC NCC和参考方案没有中继选择。
2015-05-22 cs.IT math.IT
Wireless-Powered Cooperative Communications: Power-Splitting Relaying with Energy Accumulation
针对无线供电多中继协作网络，提出了一种基于分布式波束赋形的功率分配中继策略。与传统的无电池PS中继策略不同，在所提出的策略中，收集的能量被优先用于功率信息中继，而剩余的能量在电池的帮助下被积累和存储以供将来使用，这支持收集的能量的有效利用。然而，由于包括充电和放电的电池操作，PS影响后续时隙的吞吐量。为此，PS和电池操作与分布式波束成形相结合。一个吞吐量优化问题，将这些耦合操作制定，但它是棘手的。为了解决优化的棘手性，提出了一种分层优化方法，以实现与非因果信道状态信息（CSI）的最佳联合PS和电池操作设计，其中PS和电池操作可以以分解的方式进行分析。然后，一般情况下与因果CSI被认为是，所提出的分层优化方法是通过利用CSI的统计特性扩展。为了达到更好的性能和复杂度之间的权衡，贪婪的方法，不需要后续时隙的信息。仿真结果揭示了所提出的策略的性能上界和下界，分别达到分层优化方法与非因果CSI和贪婪的方法。此外，该策略优于传统的PS为基础的中继没有能量积累和时间切换为基础的中继策略。
2016-01-04 cs.IT math.IT
Cellular Systems with Full-Duplex Amplify-and-Forward Relaying and Cooperative Base-Stations
在本文中提供的好处，由移动终端，通过专用的中继终端（RT）接收到的信号发送的多小区处理进行评估。与以前的作品不同，每个RT在这里被假定为能够全双工操作，并接收相邻的中继终端的传输。针对小区内TDMA和非衰落信道，考虑了Wyner提出的简化上行链路蜂窝模型。该框架有利于多小区和常规单小区接收机的每小区和速率的分析推导。特别是，分析是基于观察，在基站接收到的信号可以被解释为一个二维线性时不变系统的结果。数值结果提供，以及为了提供进一步的洞察多细胞处理与中继的性能优势。
2007-05-07 cs.IT math.IT
Spectrum-Sharing Multi-Hop Cooperative Relaying: Performance Analysis Using Extreme Value Theory
在频谱共享的认知无线电系统中，由于主用户对可容忍干扰功率的限制，次用户的发射功率必须非常低。为了扩大二次传输的覆盖范围并减小相应的干扰区域，可以对二次发送器和接收器之间的通信实施多跳放大转发（AF）中继。本文讨论了这种有前途的技术的基本限制。具体而言，频谱共享多跳AF中继的性能的主要系统参数的影响进行了研究。为此，在每个节点沿多跳链路的最优发射功率分配首先解决。然后，利用极值理论研究了中继路径端到端信噪比上下限的极限分布函数，结果表明，无论中继跳数多少，多跳链路的分集增益始终为1.另一方面，编码增益与次级发射机处的最优注水功率分配的水位成比例，并且与每跳处的期望链路与干扰链路的大尺度路径损耗比成比例，而与目的地处的累积噪声（即，中继数目与噪声方差的乘积）成反比。这些重要的发现不仅揭示了二次传输的性能，而且有利于系统设计者提高未来频谱共享合作系统的效率。
2013-11-20 cs.IT math.IT
Simple Coding Techniques for Many-Hop Relaying
在本文中，我们研究的问题，中继一个单一的信息位在一系列的二进制对称信道，和相关的权衡之间的跳数$m$，传输时间$n$，和错误概率。我们介绍了一个简单，有效，和确定性的协议，达到积极的信息速度（即，非零比率$\frac{m}{n}$和小的错误概率），并且比这样做的现有协议明显更简单。此外，我们的信息速度的最佳低噪声和高噪声的缩放定律的特征，我们适应我们的1位协议传输$k$位在$m$跳与$O(m+k)$传输时间。
2022-12-08 cs.IT math.IT
Link-State Based Decode-Forward Schemes for Two-way Relaying
在本文中，我们分析了一种复合解码和转发方案的双向中继信道与直接链路。在传输过程中，我们的计划结合了块马尔可夫编码和一个独立的编码方案类似于网络编码在中继。这项工作的主要贡献是研究链路状态如何影响这两种不同技术之间的功率分配，这反过来又决定了每种技术在实现最大传输速率区域的必要性。我们分析确定的链路状态制度和相关的中继技术。我们的研究结果说明了一个有趣的趋势：当用户到中继的链路比直接链路稍强时，最好只使用独立编码。在这种情况下，继电器不需要使用全功率。然而，对于较大的用户到中继链路增益，中继必须补充独立编码与块马尔可夫编码，以实现最大的速率区域。这些链路状态机制对于5G网络中双向中继的应用（例如D2D模式或中继辅助传输）非常重要。
2014-11-07 cs.IT math.IT
Max-min Fairness of K-user Cooperative Rate-Splitting in MISO Broadcast Channel with User Relaying
协作速率分裂（CRS）策略依赖于发射机处的线性预编码速率分裂和中继用户对公共消息的机会性传输，最近已被证明优于典型的非协作速率分裂（NRS），两用户多输入单输出广播信道中的协作非正交多址接入和空分多址用户中继。在这项工作中，现有的两个用户的CRS传输策略推广到K用户的情况下。我们研究了联合优化的预编码器，消息分裂，时隙分配，中继用户调度的目标是最大化用户之间的最小速率的问题。首先提出了一种有效的自组织中继协议，然后提出了一种基于连续凸近似（SCA）的算法，以联合优化时隙，预编码器和消息分裂。数值结果表明，在广泛的网络负载和用户部署的最坏情况下，CRS实现的可达速率显着增加比NRS和SDMA。重要的是，所提出的基于SCA的算法显着降低了计算复杂度没有任何速率损失相比，在文献中的CRS的传统算法。因此，我们得出结论，所提出的K用户CRS比现有的传输方案更强大。
2020-08-05 cs.IT eess.SP math.IT
Temporal CSI Correlation in Mixed RF/FSO Cooperative Relaying Systems Under Joint Effects of HPA Nonlinearities and IQ Imbalance
本文分析了具有多个中继的RF/FSO混合系统的性能。为了选择最好的中继，我们采用部分中继选择与过时的CSI，其中我们调查的信道的时间相关性的影响。与绝大多数的工作，我们介绍了损害的继电器和目的地，我们比较传统的RF中继系统的性能。我们进一步推导出中断概率和遍历容量的表达式，以及解压缩工程见解系统的鲁棒性的界限。
2021-03-15 cs.IT eess.SP math.IT
Source and Physical-Layer Network Coding for Correlated Two-Way Relaying
本文研究了具有双向信息交换的相关信源的半双工双向中继信道。在这种情况下，当两个源有相关统计的知识，源压缩与物理层网络编码（SCPNC）计划，提出了在每个源节点执行分布式压缩。当只有中继具有相关统计知识时，我们提出了一种中继压缩与物理层网络编码（RCPNC）方案来压缩中继处的双向消息。推导了这两种方案的块出错率（BLER）的封闭表达式，并通过仿真进行了验证。结果表明，所提出的计划实现了相当大的改善，在错误性能和吞吐量相比，传统的非压缩方案在相关的双向中继网络（CTWRN）。
2016-01-30 cs.IT math.IT
Channel-Aware Ordered Successive Relaying with Finite-Blocklength Coding
连续中继允许源节点和中继节点同时发送消息，可以提高传输速率，但它可能会引起严重的中继间干扰（IRI）。已经提出了IRI取消方案来减轻IRI。然而，干扰消除方法具有高的错误传播风险，导致在有限块长度制度中的严重传输速率损失。因此，联合解码连续中继有限块长度编码（FBC）仍然是一个挑战。本文提出了一种优化的具有有限块长编码的信道感知有序连续中继协议（CAO-SIR-FBC），该协议可以通过仔细调整中继传输顺序和速率来恢复速率损失。我们分析了CAO-SIR-FBC方法的平均吞吐量，在此基础上，在高信噪比（SNR）的制度，提出了一个封闭的形式的表达式。平均吞吐量分析和仿真表明，CAO-SIR-FBC在频谱效率方面优于传统的两时隙半双工中继。
2022-10-26 cs.IT eess.SP 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
Cooperative Relaying with State Available Non-Causally at the Relay
我们考虑一个三端状态依赖的中继信道，信道状态仅在中继处非因果可用。这样的模型对于设计具有配备有认知能力的一些终端的协作无线网络可能是有用的，即，在我们的设置继电器。在离散无记忆（DM）的情况下，我们建立上下限的信道容量。通过在中继处使用码字分裂、Gelfand-Pinsker分箱和解码转发中继的组合的编码方案获得下限。通过假设信道状态在源、中继和目的地处可用而获得的上界改进。对于高斯的情况下，我们还推导出上下限的能力。下限是通过在中继的编码方案，使用码字分裂，广义脏纸编码，解码和转发中继的组合获得的;上限也优于通过假设信道状态是可用的源，中继，和目的地。在退化高斯信道的情况下，在某些特殊情况下，该下界满足上界，因此，在这些情况下，容量得到。此外，在高斯的情况下，我们还扩展的结果的情况下，中继操作在一个半双工模式。
2009-11-24 cs.IT math.IT
Cooperative Relaying in Wireless Networks under Spatially and Temporally Correlated Interference
我们分析的干扰限制，解码和转发，合作中继系统，包括源，目的地，和$N$中继，任意放置在平面上，并根据空间泊松过程放置的一组干扰的痛苦的性能。在每次传输尝试中，首先发射机发送一个数据包，随后，一个单一的中继，正确地接收到的数据包，如果这样的中继存在，retransmits it. We认为在目的地，瑞利衰落，和最大比合并的选择合并，和中继移动性。我们推导出表达式的概率，一个单一的传输尝试是成功的，以及分配的传输尝试，直到一个数据包被成功发送。结果提供了适用于广泛的系统的设计准则。总的来说，干扰的时间和空间特性在塑造系统性能方面起着重要作用。最大比率组合仅在中继接近目的地时有帮助;在恶劣环境中，具有许多中继特别有帮助，并且中继放置是关键的;当中继移动性增加时，性能提高;并且在能量效率和吞吐量之间存在折衷。
2016-03-24 cs.IT math.IT
Performance of Energy-Buffer Aided Incremental Relaying in Cooperative Networks
在本文中，我们考虑了一个两跳合作网络的直接链路的基础上的能量收集（EH）解码和转发中继。配备能量缓冲器的继电器从环境中收集能量，并使用收集-存储-使用（HSU）架构。由于它是已知的，使用离散状态马尔可夫链建模的能量缓冲区是不准确的，即使是中等数量的状态，我们使用离散时间连续状态空间马尔可夫链代替。我们推导出了增量开-关策略（IOFP）和增量尽力而为策略（IBEF）的能量极限分布，并使用它们来获得中断概率和吞吐量的表达式。非增量信令的对应表达式作为特殊情况遵循。我们表明，稳定的缓冲区，使用IBEP利用的多样性为2相比，使用IOFP，达到多样性为1。然而，虽然使用IBEF的缓冲区因此比使用IOFP的缓冲区更可靠，但它们的吞吐量性能仅略好。仿真结果验证了推导的解析表达式。
2018-10-27 cs.IT math.IT
Efficient Incremental Relaying
本文提出了一种新的中继方案，该方案利用目的地的有限反馈来提高协作分集系统的频谱效率。我们的计划利用的事实，中继只需要当直接传输遭受深衰落。我们计算的数据包出错率的建议有效的增量中继方案与放大和转发和解码和转发中继。数值结果也验证了他们的解析对应。
2013-01-27 cs.IT math.IT
Link Selection for Secure Cooperative Networks with Buffer-Aided Relaying
研究了两跳协作无线网络中的安全通信问题。在该网络中，利用缓冲区辅助中继将数据从源节点转发到目的节点，而被动窃听者则试图截获源节点和中继节点的数据传输。取决于源的瞬时信道状态信息的可用性，传输机制的两种情况，即，考虑自适应速率传输和固定速率传输。为了提高系统的安全性，新的链路选择策略，提出了这两种情况下选择源到中继，中继到目的地，或没有链路传输的信道质量的基础上。封闭形式的表达式推导出端到端的保密中断概率（SOP），保密中断容量（SOC），和确切的保密吞吐量（EST），分别。此外，我们证明了EST达到最大值的条件，并探讨如何通过优化链路选择参数来最小化SOP和最大化SOC。最后，通过仿真验证了理论性能评估的有效性，并通过大量的数值结果验证了所提出的链路选择策略在两跳协作网络中的安全通信的有效性.
2018-02-19 cs.IT math.IT
Digital Network Coding Aided Two-way Relaying: Energy Minimization and Queue Analysis
在本文中，我们考虑一个三节点，双向中继系统与数字网络编码在静态信道中的所有链路增益被假定为常数在传输过程中。其目的是最大限度地减少总的能量消耗，同时确保在所有节点的队列稳定性，对于一个给定的一对随机数据包到达率。具体来说，我们允许一组传输模式，并解决分配给每个模式，包括多址上行链路传输模式和网络编码广播模式的资源的最佳比例。此外，对于下行链路，我们发现的条件，以确定是否叠加编码与过量的数据在更好的链路和网络编码的数据，为两个用户是能量有效的，并制定和解决相应的优化。为了解决这个网络中的队列演化，我们提出了一个详细的分析，在每个节点上的队列使用随机调度方法，非常接近的理论设计，通过一个二维马尔可夫链模型。
2012-10-26 cs.IT math.IT
Wireless Network-Coded Multi-Way Relaying Using Latin Hyper-Cubes
处理用于$n$路无线中继场景的物理层网络编码，其中每个$n$用户节点$X_1,$ $X_2,...,X_n$希望在中继节点R的帮助下将其消息传送到所有其他$(n-1)$节点。该方案基于Popovski等人在\cite{PoY1}中提出的双向中继的去噪转发方案，采用两个阶段：多址（MA）阶段和广播（BC）阶段，每个阶段利用一个信道使用，因此总共使用两个信道。针对\cite{KPT}中的双向中继场景、\cite{SVR}中的三向中继场景以及\cite{ShR}中的四向中继场景，使用去噪转发方案进行了物理层网络编码。本文采用去噪转发方案的物理层网络编码的$n$路中继的情况下说明的情况下，$n = 5$的帮助下，没有处理到目前为止。据观察，根据信道条件自适应地改变在中继器处使用的网络编码映射减少了在MA阶段期间在中继器处发生的多址干扰的影响。选择这些网络编码映射，使得它们满足称为\textit{exclusive law}的要求。我们证明了当$n$用户从同一个$M$-PSK $(M=2^λ)$星座发送点时，每个满足互斥律的网络编码图都可以用一个$M$的$n$折叠拉丁超立方体来表示.奇异的衰落子空间产生的计划进行了描述和枚举的$n$和$M$的一般值，并根据其在给定的情况下的可移除性进行分类。获得了中继器用于BC阶段的网络代码图，目的是减少MA阶段的干扰影响。
2013-03-01 cs.IT math.IT
Recovering Multiplexing Loss Through Successive Relaying Using Repetition Coding
本文研究了一种两中继无线网络的传输协议，其中中继节点采用简单重复编码。给出了这种传输方案的信息理论可达速率，并开发了一种接近它们的空时V-BLAST信令和检测方法。通过分集复用折衷分析表明，该传输方案可以在保留一定分集增益的情况下，恢复半双工中继网络的复用损失。该方案还比较了传统的传输协议，只利用网络的多样性的成本的复用损失。结果表明，新的传输协议提供了显着的性能优势，比传统的协议，特别是当两个中继之间的干扰是足够强。
2007-05-22 cs.IT math.IT
Performance Analysis of NOMA-based Cooperative Relaying in α - μ Fading Channels
非正交多址（NOMA）被广泛认为是第五代（5G）无线通信标准中用于有效无线电频谱利用的潜在多址技术。在本文中，我们研究的平均可达速率和中断概率的合作中继系统（CRS）的基础上NOMA（CRS-NOMA）的无线链路由$α$ - $μ$广义衰落模型，这里$α$和$μ$指定的非线性和聚类参数，分别为每个链路。平均可达速率用Meijer的G-函数和扩展的广义二元Fox的H-函数（EGBFHF）表示，中断概率用较低的不完全Gamma函数表示。我们的研究结果证实，CRS-NOMA优于CRS与传统的正交多址（CRS-OMA）在频谱效率方面在高发送信噪比（SNR）。从我们的结果中也可以看出，随着非线性/聚类参数值的增加，CRS-NOMA优于其基于OMA的对应物的SNR变得更高。此外，中断概率的渐近分析揭示了CRS-NOMA系统中每个符号的分集阶数对衰落链路的$α$和$μ$参数的依赖性。
2019-03-05 cs.IT math.IT
Wireless Network Coding for MIMO Two-way Relaying using Latin Rectangles
考虑用于物理层网络编码双向MIMO中继场景的调制方案的设计，其中$n_R$天线在中继器R处，$n_A$和$n_B$天线分别在端节点A和B处。我们考虑的噪声和转发（DNF）协议，它采用两个阶段：多址（MA）阶段和广播（BC）阶段。对于网络编码的SISO双向中继已知的是，根据信道条件自适应地改变在中继处使用的联网编码映射（也被称为去噪映射）极大地降低了在MA阶段期间在中继处发生的多址干扰的影响，并且所有这些网络编码映射应当满足称为{ \it排他性定律}的要求。满足互斥律的网络编码图可等价地看作拉丁矩形。本文证明了对于MIMO双向中继，当信道衰落系数矩阵的行空间是$\mathbb{C}^{n_A+n_B}$的有限个向量子空间（称为奇异衰落子空间）的一个子空间时，中继站会发生深度衰落。结果表明，适当选择网络编码映射可以去除大部分奇异衰落子空间，称为可去除奇异衰落子空间。对于$2^λ$ -PSK信号集，证明了不可移除奇异衰落子空间的数目只占奇异衰落子空间总数的一小部分。当端节点使用不同数量的天线的情况下的拉丁矩形被示出为可从拉丁方的情况下，当它们使用相同数量的天线。此外，网络编码映射，删除所有可移动的奇异奇异衰落子空间被证明是可获得的一个小的拉丁方。
2012-03-14 cs.IT math.IT
Simultaneously Transmitting and Reflecting Reconfigurable Intelligent Surfaces Empowered Cooperative Rate Splitting with User Relaying
本研究提出STAR RIS辅助的协作速率分裂传输框架，设计六种传输模式与联合优化算法及低复杂度方案，显著提升用户公平性且低复杂度算法性能接近最优。
2024-04-13 cs.IT math.IT
Nonasymptotic Oblivious Relaying and Variable-Length Noisy Lossy Source Coding
The Chinese University of Hong Kong（香港中文大学）；Imperial College London（帝国理工学院）
研究了信息瓶颈信道的有限块长可实现性，探讨了固定长度和可变长度编码对信息瓶颈第二阶版本的影响，并引入了新的非渐近性可变长度噪声失真信源编码结果。
2026-04-24 cs.IT math.IT
Wireless-Powered Relays in Cooperative Communications: Time-Switching Relaying Protocols and Throughput Analysis
我们考虑无线供电的放大转发和解码转发中继协作通信，其中能量受限的中继节点首先通过从源接收的射频信号收获能量，然后使用收获的能量将源信息转发到目的地节点。我们提出了基于时间切换的能量收集（EH）和信息传输（IT）协议与两种模式的EH在继电器。对于连续时间EH，EH时间可以是总传输块时间的任何百分比。对于离散时间EH，整个传输块用于EH或IT。所提出的协议是有吸引力的，因为它们不需要在发射机侧的信道状态信息，并使中继传输与预设的固定传输功率。我们推导出所提出的协议的可实现的吞吐量的解析表达式。推导出的表达式进行了验证，通过与模拟的比较，并允许系统的性能被确定为系统参数的函数。最后，我们表明，所提出的协议优于文献中现有的固定持续时间EH协议，因为它们智能地跟踪所收集的能量的水平，以在线方式在EH和IT之间切换，从而有效地利用资源。
2015-03-18 cs.IT math.IT
