Opportunistic DF-AF Selection Relaying with Optimal Relay Selection in Nakagami-m Fading Environments
本文研究了一种在目的端具有最大接收信噪比的机会DF-AF选择中继方案。分析了Nakagami-m衰落信道下机会DF-AF选择中继方案的中断概率，得到了其闭合解。我们在高信噪比域中进行了中断概率的渐近分析。得到了编码增益和分集阶数。为了进行比较，还利用压缩定理对Nakagami-m衰落信道中的机会AF方案进行了渐近分析。此外，我们证明了机会DF方案和机会AF方案相比，机会DF-AF选择中继方案具有更好的中断性能。
2013-01-01 cs.IT math.IT
Opportunistic Wireless Relay Networks: Diversity-Multiplexing Tradeoff
传统上，网络分析依赖于独立性假设，这些假设在许多有趣和有用的网络拓扑中都是不成立的。本文开发的技术，扩大机会主义分析更广泛的网络类，提出了新的机会主义的方法，几个网络的几何形状，并分析它们在高信噪比制度。对于本文研究的每一种几何结构，我们分析了几种中继协议的机会DMT，包括放大转发、解码转发、压缩转发、非正交放大转发和动态解码转发。其中的亮点的结果：在各种多用户单中继网络，简单的选择策略的开发和DMT最优。结果表明，压缩转发中继实现DMT上界的机会多址中继信道，以及在机会的nxn用户网络与中继。其他协议，例如动态解码转发，在几种情况下被证明是接近最佳的。机会主义多址接入中继信道，机会主义广播中继信道，和机会主义网关信道的精确反馈进行了分析，并被证明是几乎一样好的完整的信道状态信息。
2011-04-22 cs.IT math.IT
Opportunistic Relaying without CSI: Optimizing Variable-Rate HARQ
我们分析了在块衰落信道上的机会中继HARQ传输的基础上，在发射机节点的信道状态信息（CSI）的情况下。我们假设源和中继都被允许在HARQ传输轮之间改变它们的传输速率。我们使用双递归动态规划来解决关于传输速率的吞吐量最大化问题。还提出了简化，以减少优化的复杂性。数值结果表明，可变速率HARQ可以显着增加吞吐量相比，它的固定速率对应。
2017-02-24 cs.IT math.IT
Decentralized Two-Hop Opportunistic Relaying With Limited Channel State Information
考虑由$n$源-目的地对和$m$中继组成的网络。针对大系统极限（大$n$），研究了瑞利衰落信道下两跳中继协议的吞吐量缩放定律。它示出，在单用户编码-解码方案的实际约束下，和部分信道状态信息（CSI）在发射机（通过从接收机的整数值反馈），最大吞吐量尺度为$\log n$，即使完全中继合作是允许的。此外，一种新的分散的机会中继方案与接收机CSI，部分发射机CSI，没有中继合作，实现最佳吞吐量缩放定律的$\log n$。
2008-04-29 cs.IT math.IT
On the Impact of Relay-side Channel State Information on Opportunistic Relaying
本文研究了网络拓扑感知分布式机会中继选择策略的中断性能，重点研究了中继节点上不同信道状态信息（CSI）水平对中断性能的影响。具体而言，两种情况下（a）精确的瞬时和（b）只有统计CSI进行比较，明确考虑到小规模瑞利衰落和路径损耗，由于随机节点间的距离。分析结果，密切匹配的模拟，表明，虽然类似的多样性顺序可以实现在这两种情况下，缺乏精确的CSI，以支持中继选择转化为显着增加所需的功率，以实现相同的QoS水平。此外，当仅统计CSI可用时，由于多个中继之间的系统资源的分裂，实现相同的分集阶数与低SNR下的明显性能降级相关联。
2013-06-12 cs.IT math.IT
Opportunistic Relay Selection with Limited Feedback
它已被证明是一个分散的中继选择协议的基础上，从中继机会反馈，在密集的无线网络中产生良好的吞吐量性能。该选择策略支持混合ARQ传输方法，其中在解码错误的情况下中继转发奇偶校验信息到目的地。然而，这样的方法，遭受损失相比，集中式的策略，选择具有最佳信道增益的中继到目的地。本文通过在分散式中继选择问题中加入另一级信道反馈来弥补性能差距。它表明，只有一个额外的反馈位是必要的良好的吞吐量性能。不同的关键参数，如中继的数量和信道反馈阈值的性能影响进行了讨论。伴随的位出错率分析表明中继选择的重要性。
2007-04-05 cs.IT math.IT
Hybrid-ARQ in Multihop Networks with Opportunistic Relay Selection
本文提出了一种基于竞争的机会反馈技术，在密集的无线网络中的中继选择。该技术能够将附加奇偶校验信息从所选中继转发到目的地。对于一个给定的网络，不同的关键参数，如反馈概率的影响进行了介绍和讨论。所提出的技术的主要优点是，中继选择可以以分布式的方式执行。仿真结果发现，它的性能密切匹配的集中式计划，利用GPS信息，不像所提出的方法。建议的中继选择方法也被发现，以实现吞吐量增益超过点对点的传输策略。
2007-04-05 cs.IT math.IT
Study of Opportunistic Relaying and Jamming Based on Secrecy-Rate Maximization for Buffer-Aided Relay Systems
在本文中，我们研究机会中继和干扰技术，并开发中继选择算法，最大限度地提高保密率的多用户缓冲区辅助中继网络。我们开发了一种方法，以最大限度地提高中继系统的保密率，不需要窃听者的信道状态信息（CSI）。我们还设计了中继和干扰功能选择（RJFS）算法来选择多个中继节点以及多个干扰节点，以协助传输。在所提出的RJFS算法中继间干扰消除（IC）考虑。该方法首先通过IC提高对合法用户的传输速率，然后通过中继间IC放大对窃听者的干扰信号，提高保密率。利用缓存辅助中继将干扰信号存储在中继节点，提出了一种缓存辅助RJFS（BF-RJFS）算法。贪婪RJFS和BF-RJFS算法的中继选择，降低了复杂度。仿真结果表明，所提出的RJFS和BF-RJFS算法可以实现更高的保密率性能比以前报道的技术，即使在没有CSI的窃听。
2020-11-18 cs.IT math.IT
Performance of Opportunistic Fixed Gain Bidirectional Relaying With Outdated CSI
本文研究了使用过时的信道状态信息进行中继选择对网络性能的影响，其中两个源通过固定增益amplifyand-forward继电器相互通信。在瑞利衰落信道下，推导了中断概率、矩母函数和符号出错率的封闭表达式。仿真结果也证实了推导的分析结果。结果表明，增加继电器不提高性能，如果通道是实质上过时的。此外，中继的位置也被考虑，它表明，性能可以得到改善，通过将中继更接近源的通道是更过时的。
2013-05-25 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
A Fully Distributed Opportunistic Network Coding Scheme for Cellular Relay Networks
在本文中，我们提出了一种蜂窝中继网络中的机会网络编码（ONC）方案，它的操作取决于中继是否成功解码源消息。提出了一种完全分布式的方法来实现所提出的机会网络编码方案，而不需要任何反馈之间的两个网络节点。我们考虑使用建议的ONC蜂窝下行链路传输，并推导出其封闭形式的中断概率表达式，考虑同信道干扰在瑞利衰落环境中。数值结果表明，所提出的ONC方案优于传统的非合作中断概率。我们还开发了建议ONC的分集复用权衡（DMT），并表明ONC方案获得了充分的多样性和增加的复用增益相比，传统的合作协议。
2013-01-31 cs.IT math.IT
Study of Opportunistic Cooperation Techniques using Jamming and Relays for Physical-Layer Security in Buffer-aided Relay Networks
本文研究了多输入多输出（MIMO）缓冲辅助中继网络中的机会中继和干扰协作机制。该网络由一个信源、任意数量的中继节点、合法用户和窃听者组成，并受物理层安全约束。我们提出了一个算法来选择一组中继节点来增强合法用户的传输，另一组中继节点来执行干扰的窃听。考虑中继间干扰（IRI），可以实现干扰消除，以帮助合法用户的传输。其次，IRI还可以用于进一步增加干扰信号对窃听者的危害程度。通过利用干扰信号可以存储在中继节点的事实，我们还提出了一种混合算法来设置一个信号干扰噪声比（SINR）阈值在节点，以确定存储在中继节点的信号的类型。通过这种分离，具有高SINR的信号作为常规中继系统被传递给用户，而低SINR性能信号作为潜在的干扰信号被存储。仿真结果表明，所提出的技术获得了显着的改进，在保密率比以前报道的算法。
2015-12-23 cs.IT math.IT
Performance Analysis of Opportunistic Relaying Over Imperfect Non-identical Log-normal Fading Channels
出于这样一个事实，即充分的多样性秩序，实现使用“最佳中继”选择技术，我们考虑机会放大转发和解码转发中继系统。我们专注于这样一个系统的中断概率，然后推导出封闭形式的表达式，这些系统的中断概率在独立的，但不完全相同的对数正态衰落信道。我们认为信道估计误差是一个高斯随机变量。结果，估计的信道分布也不是对数正态的，如在瑞利衰落信道的情况下那样。这正是我们的模拟结果与解析结果不完全吻合的原因。然而，这种差异对于各种各样的情况是可以忽略的。
2015-05-06 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
Analysis of Uncoordinated Opportunistic Two-Hop Wireless Ad Hoc Systems
我们考虑一个时隙的两跳无线系统中，源发送到中继在偶数时隙（第一跳）和中继转发的数据包到目的地在奇数时隙（第二跳）。每个源可以在第一跳中连接到多个中继。在存在干扰并且没有中继器的紧密协调的情况下，不清楚哪个中继器应该发送分组。我们提出了四个分散的中继选择方法，一些基于位置信息和其他的接收信号强度（RSS）的基础上。我们提供了一个完整的分析表征这些方法使用随机几何工具。我们使用模拟结果来比较这些方法的端到端的成功概率。
2009-01-15 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
Distributed Opportunistic Channel Access in Wireless Relay Networks
研究了无线中继中的分布式机会信道接入问题。考虑了具有多个源-目的节点对和多个中继的中继网络。所有源节点通过随机接入过程竞争。如果获胜源节点的链路质量差，则获胜源节点可能放弃其传输机会。在本研究中，我们应用最佳停止理论来分析获胜节点何时应该放弃其传输机会。通过假设获胜节点具有从自身到中继以及从中继到目的节点的信道增益信息，严格证明了最优停止规则的存在性和唯一性.最优停止规则是纯阈值策略。当获胜节点不具有从中继到其目的地的链路的信道增益的信息的情况下，也进行了研究。存在两个停止问题，一个在主层（用于源节点的信道接入），另一个在子层（用于中继节点的信道接入）。一个直观的停止规则，其中子层和主层分别最大化其吞吐量，被证明是一个半纯阈值策略。直观的停止规则被证明是非最优的。然后从理论上推导出一个最优的停止规则。研究结果表明，所提出的策略可以充分利用中继网络中的多用户（包括多源和多中继）分集和时间分集。
2011-02-26 cs.IT math.IT
Opportunistic Relay in Multicast Channels with Generalized Shadowed Fading Effects: A Physical Layer Security Perspective
由于无线信道的衰落和遮蔽的同时存在，通过无线多播网络的普通传输受到极大的阻碍，可以通过适当地利用传播介质的随机属性来增强安全传输。本研究的重点是利用这些属性，以提高物理层安全（PLS）性能的双跳无线多播网络在kappa-mu阴影衰落信道下的窃听尝试多个窃听。为了提高系统的保密性，在多个中继节点中采用最优中继节点选择策略。通过对多播中继网络的非零保密容量概率、安全中断概率和遍历保密容量的解析表达式进行数学建模，对多播中继网络的性能进行了分析。利用这些表达式，系统参数，即，研究了衰落、阴影、天线数目、目的接收器、窃听器和中继对保密性能的影响。数值结果表明，衰落和阴影所造成的不利影响，可以显着减轻著名的机会中继技术。此外，该模型统一了几个经典模型的保密性分析，从而表现出巨大的通用性比现有的作品。
2021-11-14 cs.IT math.IT
Achievable Rate Analysis of Cooperative Relay Assisted Opportunistic-NOMA under Rician Fading Channels with Channel State Information
在莱斯衰落信道下，分析了发送端已知信道状态信息的协作中继系统（CRS）的平均可达速率。对于数据信号的机会性传输，CSI用于源到中继和源到目的地链路，这帮助发射机即时地从协作NOMA传输和信号的直接传输中选择最佳。为了比较O-NOMA和传统NOMA（C-NOMA）CRS的平均可达速率，给出了可达速率的精确和渐近解析表达式。通过蒙特卡罗模拟验证了渐近结果的各种信道功率和功率分配系数。数值结果表明，随着功率分配系数、信噪比和信道功率的增加，基于O-NOMA的CRS比基于C-NOMA的CRS具有更好的速率性能。
2017-11-08 cs.IT math.IT
The Impact of Channel Feedback on Opportunistic Relay Selection for Hybrid-ARQ in Wireless Networks
本文提出了一个分散的中继选择协议的密集无线网络，并描述了信道反馈策略，提高其性能。建议的选择协议支持混合自动重传请求传输，中继转发奇偶校验信息的目的地在解码错误的情况下。信道反馈用于改进中继选择过程，并用于在所提出的自适应调制传输框架中选择适当的传输模式。提出的自适应调制策略的吞吐量的近似值，并说明通过最大化这个近似值的吞吐量的依赖系统参数，如中继竞争概率和自适应调制切换点。仿真结果表明，所提出的选择策略的吞吐量是由一个集中的选择方法，依赖于地理信息所产生的。
2008-04-01 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
Opportunistic Relaying for Space-Time Coded Cooperation with Multiple Antenna Terminals
本文研究了瑞利衰落信道下多天线终端的无线中继网络，并在放大转发（A&F）模式下应用了分布式空时编码（DSTC）。A&F方案以每个中继器发送接收到的符号的线性组合的缩放版本的方式使用。结果表明，结合中继站的功率分配，A&F DSTC导致机会中继方案，其中仅选择最佳中继站来中继源的空时编码信号。此外，假设在源节点的源中继CSI的知识，我们设计了一个有效的功率分配，优于均匀功率分配的源天线。接下来，假设M-PSK或M-QAM调制，我们分析了所提出的协作分集传输方案在具有多天线源和目的地的无线中继网络中的性能。我们推导出在目的地接收到的SNR的概率密度函数（PDF）。然后，PDF被用来确定符号出错率（SER）在瑞利衰落信道。我们推导出封闭形式的近似的平均SER在高信噪比的情况下，从中我们找到系统的分集阶RminfNs;Ndg，其中R，Ns和Nd是中继，源天线和目的地天线的数量，分别。仿真结果表明，当R = 2，Ns = 2，Nd = 1时，在误码率为10^{-4}时，该系统的信噪比比A&F MIMO DSTC系统提高了6 dB以上。
2011-02-12 cs.IT math.IT
Opportunistic Multiuser Two-Way Amplify-and-Forward Relaying with a Multi Antenna Relay
在多用户双向放大转发（AF）中继信道中考虑机会多用户分集。中继器配备有多个天线和一个简单的迫零波束形成方案，选择一组双向中继用户对，以提高自由度（DoF），从而提高系统的总吞吐量。提出的信道对齐对调度（CAPS）算法降低了对间干扰，并在用户对数量非常大时保持了用户对的信干噪功率比（SINR）在平均意义上相对无干扰。对于理想情况，其中用户对的数量比系统信噪比（SNR）增长得更快，当$M$是中继天线大小时，可以实现每个信道使用的$M$的DoF。在有限的对数下，系统过载，并且和速率在高信噪比（SNR）下饱和，尽管修改CAPS可以在一定程度上改善性能。半正交信道对齐对调度（SCAPS）算法不仅可以对齐对信道，还可以形成半正交的对间信道，从而进一步提高CAPS的性能。仿真结果表明，我们提供了一套方法的基础上（S）CAPS和修改（S）CAPS，它提供了系统性能的好处取决于SNR和网络中的用户对的数量。
2015-07-15 cs.IT math.IT
Outage Analysis of Energy Harvesting based Opportunistic Cooperative Communication Systems
无线能量收集是延长无线网络寿命的有效途径。在本文中，机会解码和转发协作通信系统中，能量受限的中继收获能量从接收到的信息信号和共信道干扰（CCI）信号，然后使用收获的能量转发正确解码的信号到目的地。与传统的能量恒定的中继系统不同，能量受限中继系统的传输功率取决于中继系统所获取的可用能量，是一个随机过程。最佳中继选择，考虑到所有的影响因素，在目的地接收信号质量的部署。推导出了中断概率的精确闭式表达式，并数值研究了实现最小中断的能量收集比的最优值。分析了CCI信号对系统中断和分集性能的影响。结果表明，该中继方案可以实现全分集阶数等于中继的数量，而不需要固定的电源。
2018-01-21 cs.IT math.IT
Power-Bandwidth Tradeoff in Multiuser Relay Channels with Opportunistic Scheduling
本文的目标是了解多跳中继技术的关键优点，共同在他们的能源效率和频谱效率的优势，在存在多用户分集增益从机会（即，信道感知）调度，并识别中继辅助多用户通信提供优于直接多用户通信的明显优势的机制和条件。为此目的，我们使用香农理论工具来分析在大（但有限）用户数量的渐近状态下具有$K$用户的衰落多用户中继信道上的能量效率和频谱效率之间的权衡（称为功率带宽权衡）（即，密集网络）。受益于\cite{Oyman_isit07}的极值理论的结果，我们描述了功率带宽的权衡和相关的能量和频谱效率的措施，带宽有限的高信噪比（SNR）和功率有限的低信噪比制度，并利用它们在调查的大系统行为的多用户中继信道的用户数和物理信道信噪比的函数。我们的分析结果在大（但有限）的$K$制度，量化能源和频谱效率性能非常准确的封闭形式的公式，并提供见解的影响，多跳中继和多用户分集技术的功率带宽权衡。
2008-10-28 cs.IT math.IT
Relay-Pair Selection in Buffer-Aided Successive Opportunistic Relaying using a Multi-Antenna Source
我们研究了一个协作网络的缓冲辅助多天线源，多个半双工（HD）缓冲辅助中继和一个单一的目的地。这样的设置可以表示蜂窝下行链路场景，其中源可以是具有缓冲器和多个天线的更强大的无线设备，而一组中间的不太强大的设备被用作到达目的地的中继。主要目标是通过使源和中继同时将它们的信息分别发送到另一个中继和目的地来恢复网络的复用损耗。然而，在这样的协作网络中的连续传输引起中继间干扰（IRI）。首先，通过假设全局信道状态信息（CSI），我们表明，IRI的不利影响可以减轻预编码在源，减轻甚至完全消除干扰。提出了一种采用联合预编码设计和中继对选择的协作中继策略。注意，固定速率和自适应速率传输都可以考虑。对于信道状态信息仅在接收端（CSIR）可用的情况下，我们提出了一种中继选择策略，采用相位对准技术，以减少IRI。两个建议的中继对选择策略的性能进行评估，并与其他国家的最先进的中继方案的中断和吞吐量。结果表明，使用一个强大的源可以提供相当大的性能改善。
2018-09-15 cs.IT math.IT
A Buffer-aided Successive Opportunistic Relay Selection Scheme with Power Adaptation and Inter-Relay Interference Cancellation for Cooperative Diversity Systems
在本文中，我们考虑一个简单的合作网络组成的源，目的地和一个集群的解码和转发半双工中继。在每个时隙，源和（可能的）一个中继分别向另一个中继和目的地发送分组，导致中继间干扰（IRI）。在这项工作中，在继电器的缓冲区的帮助下，我们减轻了IRI的不利影响，通过干扰消除。更具体地说，我们提出了最小功率计划，最大限度地减少了IRI取消计划下每个时隙的总能量消耗。除了最小化能量消耗，最小功率选择方案，也提供了更好的吞吐量和更低的中断概率比现有的作品在文献中。这是第一次，干扰消除相结合的缓冲器辅助中继和功率自适应，以减轻IRI和最小化的能量消耗。新的中继选择策略分析中断概率和多样性，通过建模的马尔可夫链（MC）的中继缓冲区的演变。我们构造的MC的状态转移矩阵，从而获得的稳定状态，我们可以表征中断概率。所提出的方案优于相关国家的最先进的中继选择方案的吞吐量，多样性和能源效率，通过例子证明。
2014-07-17 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
Opportunistic Relaying in Wireless Networks
中继网络具有$n$源到目的地对和$m$半双工中继，所有工作在相同的频带中存在的块衰落，进行了分析。这种设置已经引起了极大的关注和几个中继协议已在文献中报道。然而，大多数提出的解决方案需要在发射机侧的集中协调调度或详细的信道状态信息（CSI）。在这里，提出了一种机会中继方案，它消除了这些限制。该方案需要一个两跳的通信协议，其中源与目的地只通过半双工中继通信。其关键思想是在每一跳只调度一个可以从\emph{multiuser diversity}中受益的节点子集。为了为每一跳选择源和目的地节点，它只需要在接收机处的CSI（第一跳的中继，第二跳的目的地节点）和到发射机的整数值CSI反馈。对于$n$较大且$m$固定的情况，结果表明，所提出的方案实现了$m/2$ bits/s/Hz的系统吞吐量。相比之下，$(m/2)\log \log n$比特/秒/赫兹的信息理论上限仅在更苛刻的CSI假设和中继之间的协作下才可实现。此外，它表明，在块持续时间和系统带宽的产品的缩放速度比$\log n$的条件下，所提出的方案的可实现的吞吐量缩放为$Θ({\log n})$。值得注意的是，这被证明是最佳的吞吐量缩放，即使允许集中式调度，从而证明了所提出的方案在缩放定律意义上的最优性。
2009-07-24 cs.IT math.IT
Opportunistic Network Decoupling With Virtual Full-Duplex Operation in Multi-Source Interfering Relay Networks
我们引入了一个新的可扩展性计划，称为机会网络去耦（OND），在虚拟全双工模式下工作。在该方案中，一种新的中继调度策略，利用在$K\times N\times K$信道与干扰中继，包括$K$源-目的地对和$N$半双工中继之间。一个子集的中继使用备用中继机会主义地选择在产生最小的总干扰水平，从而导致网络解耦。作为我们的主要结果，它表明，在一定的中继缩放条件下，OND协议实现$K$自由度，即使在中继之间存在干扰链路。数值计算结果也验证了所提出的OND的性能。我们的协议基本上操作在一个完全分布式的方式与本地信道状态信息，从而导致在一个相对容易的实现。
2016-09-24 cs.DC cs.IT cs.NI
Maximum Throughput Opportunistic Network Coding in Two-Way Relay Networks
在本文中，我们研究了双向中继网络众所周知的吞吐量的优点。特别是，我们研究了基本的吞吐量延迟权衡在双向中继网络中使用机会网络编码。我们描述了最佳的机会网络编码策略，最大限度地提高总网络吞吐量的平均数据包延迟约束。为此，首先，我们考虑一对节点通过一个共同的中继通信，并开发了一个二维的马尔可夫链模型捕捉缓冲区的长度状态在两个节点。其次，我们制定了一个优化问题的延迟约束的最优吞吐量。利用问题的结构，可以将其转化为线性规划问题。第三，我们比较了两个基线方案的最优策略，并显示其优点，吞吐量，平均延迟和功耗。首先，最优策略在吞吐量、延迟和功耗方面显著优于第一基线。此外，它优于第二基线的平均延迟和功耗的非对称流量到达率。
2015-02-10 cs.IT cs.NI math.IT
Age-Oriented Opportunistic Relaying in Cooperative Status Update Systems with Stochastic Arrivals
本文研究了一个协作状态更新系统，其目标是在中继的帮助下尽可能及时地将随机生成的状态更新发送到指定的目的地。我们采用了最近提出的概念，信息时代（AoI），以表征状态更新的及时性。我们提出了一个面向年龄的机会中继（AoR）协议，以减少所考虑的系统的AoI。具体地，中继机会性地替换源以转发尚未正确递送到目的地的成功接收的状态更新，但是中继的重传可以被到达源的新状态更新抢占。通过仔细分析AoI的演变，我们推导出一个封闭形式的平均AoI的表达式，建议AoR协议。我们进一步最小化的平均AoI通过优化在源的状态更新的生成概率。仿真结果验证了我们的理论分析，并表明，所提出的AoR协议的平均AoI性能优于非合作系统。
2020-01-13 cs.IT cs.NI math.IT
Green Cognitive Relaying: Opportunistically Switching Between Data Transmission and Energy Harvesting
能源效率已经成为一种鼓励，而且更重要的是，它是设计下一代无线通信标准的必要条件。在目前的工作中，一个双跳认知（二次）中继系统被认为是，将多个放大和转发继电器，一个相当具有成本效益的解决方案。首先，辅助中继器感测无线信道，扫描主网络活动，然后将它们的报告传送到辅助基站（SBS）。之后，SBS基于这些报告和它自己的估计，协作地决定是否存在主传输。在前一种情况下，所有次级节点开始从主节点的传输中收获能量。在后一种情况下，系统通过最佳中继选择策略发起辅助通信。该系统的性能评估是彻底调查，通过假设现实的信道条件，即，不同的链路距离、瑞利衰落和过时的信道估计。检测和中断概率以及平均收获能量推导出新的封闭形式的表达式。此外，能源效率优化问题的解析公式化和解决，而在功耗最小化的必要条件，为每个次级节点。从绿色通信的角度来看，事实证明，能量收集极大地增强了次级节点的资源，特别是当主要活动密集时。
2016-06-09 cs.IT math.IT
Opportunistic Cooperative Channel Access in Distributed Wireless Networks with Decode-and-Forward Relays
这封信研究了分布式机会信道接入的无线网络中的解码和转发中继。所有的信源都通过信道竞争来获得传输机会。如果源赢得竞争，则估计第一跳信道（从源到其中继站）中的信道状态信息，并且决定获胜源是放弃传输机会并让所有源开始新的竞争，还是向中继站进行传输。一旦中继获得业务，它可以具有第二跳信道（从中继到目的地）的探测序列。每次探测后，如果第二跳信道足够好，则中继发送到目的地，完成源的传输过程;否则，中继决定放弃并让所有源开始新的竞争，或者继续探测第二跳信道。在这封信中推导出两个跳的最佳决策策略。第一跳策略是纯阈值策略，即，当第一跳信道信噪比（SNR）大于阈值时，获胜源应该向中继发送，随后第二跳策略应该让中继继续探测第二跳信道，直到观察到足够好的第二跳信道。仿真结果表明，当第二跳信道具有较大的平均信噪比时，我们的方案是有益的。
2015-02-21 cs.IT cs.NI math.IT
Multi-Source Cooperative Communication with Opportunistic Interference Cancelling Relays
在本文中，我们提出了一个多用户合作协议的无线网络。两个源同时发送它们的信息块，并且中继采用机会性连续干扰消除（SIC）来努力解码它们。如果解码失败，则在中继器处将自适应解码/放大转发方案应用于解码块或其足够的统计。该协议的主要特点是，SIC被利用在网络中，因为更多的机会出现为每个块被解码作为使用的中继NRU的数量增加。此功能在分集和复用增益方面带来了好处，这些好处在分析中断模型和分集复用权衡（DMT）分析的帮助下得到了证明。在没有任何网络同步和协调的情况下实现性能改进。在这项工作的最后一部分的封闭形式的中断概率模型使用的NRU中继，具有最佳的SIC性能，从大量的NR节点的离线预选的新方法。分析结果证实了广泛的模拟，而该协议相比，在文献中报道的正交和多用户协议。
2015-09-03 cs.IT cs.NI math.IT
Energy-Efficient Buffer-Aided Relaying Systems with Opportunistic Spectrum Access
本文提出了一种考虑频谱利用率影响的协作中继网络节能跨层设计框架。具体地说，随机到达的业务被认为是自适应调制和编码（AMC）方案中采用的合作传输系统，以提高系统的性能。首先研究了中继缓冲区的平均丢包率。根据丢包率和系统状态的平稳分布，推导了时延的闭式表达式。在此基础上，研究了中继辅助传输的能量效率问题。在此背景下，能量效率优化问题制定的中继辅助协作系统的功率和时间分配的最佳策略。最后，能量有效的中继辅助传输和直接传输之间的切换策略，其中分组传输具有不同的延迟要求。此外，能量有效的传输策略与AMC。数值计算结果表明，所提出的设计提高能源效率的有效性。
2020-02-27 cs.IT eess.SP math.IT
Multi-Stream Opportunistic Network Decoupling: Relay Selection and Interference Management
我们研究了多流传输的$K \times N \times K$信道与干扰中继节点，包括$K$多天线源-目的地（S-D）对和$N$单天线半双工中继节点之间的S-D对。我们提出了一种新的可实现的方案，部分有效的信道增益，称为多流机会网络解耦（MS-OND），它实现了最佳的自由度（DoF）在一定的中继缩放定律。我们的协议是建立在传统的OND，导致虚拟全双工模式，每个S-D对一个数据流传输，概括的想法OND多流的情况下，利用中继选择和干扰管理。具体而言，两个子集的中继节点的机会主义地选择使用交替中继方面的生产或接收最小的总干扰电平。对于干扰管理，每个源节点利用第一跳的随机波束成形向所选择的中继节点发送$S \,(1 \le S \le M)$数据流，而每个目的地节点经由第二跳的机会干扰对准从所选择的中继节点接收其期望的$S$流，其中$M$是每个源或目的地节点处的天线的数量。我们的分析结果验证了数值计算。
2018-10-08 cs.DC cs.IT cs.MA
Opportunistic Routing aided Cooperative Communication MRC Network with Energy-Harvesting Nodes
在本文中，我们考虑了一个多跳合作网络建立在两个能量收集（EH）解码和转发（DF）中继，这是提供与收获存储使用（HSU）架构，以收获能量从周围环境中使用的能量缓冲区。为了提高该网络的数据传输效率，提出了在目的节点采用最大比合并（MRC）算法合并源节点和中继节点的信号，以及考虑中继节点的位置、信道状态和能量缓冲状态的机会路由（OR）算法。应用离散时间连续状态空间马尔可夫链模型（DCSMC），推导了基于算法的无限大缓冲区能量极限分布的理论表达式。进一步，利用能量缓冲区的极限分布和发射机候选集的概率，得到了基于算法的网络中断概率、吞吐量和时隙代价的理论表达式。仿真结果验证了推导的算法为基础的理论表达式。
2023-02-02 cs.IT math.IT
An Opportunistic-Non Orthogonal Multiple Access based Cooperative Relaying system over Rician Fading Channels
非正交多址接入（NOMA）已经成为用于提高下一代5G无线通信网络的频谱效率的突出技术。研究了在莱斯衰落信道下，基于协作非正交多址接入（O-NOMA）的协作中继系统（CRS）在源端具有信道状态信息（CSI）的情况下的可达平均速率。基于CSI，对于机会传输，源节点立即选择直接传输或使用中继的协作NOMA传输，这可以提供比现有的基于传统NOMA（C-NOMA）的CRS在源节点处没有CSI的情况下更好的可实现的平均速率性能。此外，数学表达式也推导出可实现的平均速率和结果进行了比较，C-NOMA基于CRS与没有CSI在发送端，在一个范围内增加功率分配系数，发送信噪比（SNR）和平均信道功率。数值结果表明，CRS使用O-NOMA与CSI实现更好的频谱效率方面的可实现的平均速率比传统的NOMA基于CRS没有CSI。为了检验分析结果的一致性，进行了蒙特卡罗模拟，验证了分析结果与模拟结果的一致性和匹配性。
2018-01-15 cs.IT eess.SP math.IT
Outage probability of selective decode and forward relaying with secrecy constraints
研究了在保密约束条件下解码转发中继中机会中继选择的中断概率。我们推导出封闭形式的中断概率的表达式。基于分析结果，渐近性能进行了研究。仿真结果验证了性能分析的准确性。
2011-11-15 cs.IT math.IT
Novel Subcarrier-pair based Opportunistic DF Protocol for Cooperative Downlink OFDMA
提出了一种新的基于子载波对的机会DF协议，用于解码转发（DF）中继辅助的协作下行OFDMA传输。具体地说，用户消息比特在两个连续的等持续时间时隙中发送。第一时隙中的子载波可以与第二时隙中的子载波配对，用于到用户的DF中继辅助传输。特别地，源和中继器可以同时发送以在第二时隙中的子载波处实现波束成形以用于中继器辅助传输。在第一或第二时隙中的每个不成对的子载波由源用于直接传输到用户，而无需中继的辅助。该协议在总功率约束条件下，解决了总速率最大化资源分配（RA）问题.结果表明，新的协议导致的最大和速率大于或等于一个基准，这不允许源实现波束成形的子载波在第二个时隙的中继辅助传输。然后，开发多项式复杂度RA算法以找到（至少近似地）最优资源分配（即，源/中继功率、子载波配对和对用户的分配）。数值实验表明，新的协议可以导致更大的和率比基准。
2013-01-14 cs.IT cs.NI math.IT
Opportunism in Multiuser Relay Channels: Scheduling, Routing and Spectrum Reuse
为了理解中继辅助蜂窝多跳网络中多用户分集技术的关键优点，本文分析了机会（即，信道感知的）调度算法在衰落多用户中继信道上，其中$K$用户处于大（但有限）数量用户的渐近状态。使用极值理论的工具，我们的特点是限制分布的频谱效率集中在I型收敛，并利用它在调查的大系统行为的多用户中继信道的用户数和物理信道信噪比（SNR）的函数。我们的分析结果在大（但有限）的$K$制度非常准确的公式，从多跳路由和频谱重用政策的潜在性能增强机会主义调度的多用户分集增益的存在下，提供了见解，并有助于确定的制度和条件，中继辅助多用户通信提供了一个明显的优势，直接多用户通信。
2007-08-16 cs.IT math.IT
Closed-Form Expressions for Relay Selection with Secrecy Constraints
一个机会中继选择的基础上瞬时知识的信道被认为是增加对窃听者的安全性。推导了协作网络采用解码转发（DF）和放大转发（AF）策略时的平均保密率和中断概率的封闭表达式。这些技术证明了分析和仿真结果。
2010-04-08 cs.IT math.IT
Security versus Reliability Analysis of Opportunistic Relaying
当从源到目的地的主链路具有比从源到窃听者的窃听链路更好的传播条件时，物理层安全正在成为保护合法用户之间的无线通信免受窃听的有前途的范例。在本文中，我们确定和分析的安全性和可靠性的无线通信中存在的窃听攻击之间的权衡。典型地，主链路的可靠性可以通过增加源的发射功率（或降低其数据速率）以降低中断概率来提高，这不幸地增加了窃听者通过窃听链路成功拦截源消息的风险，因为当使用更高的发射功率（或更低的数据速率）时，窃听链路的中断概率也降低。我们的特点的安全性可靠性权衡（SRT）的传统的直接传输从源到目的地的窃听者的存在下，其中的安全性和可靠性量化的拦截概率窃听者和在目的地经历的中断概率，分别。为了提高SRT，我们提出了机会中继选择（ORS）和量化可达到的SRT改善后，增加中继的数量。结果表明，给定最大可容忍的拦截概率，我们的ORS计划的中断概率接近零$N \to \infty$，其中$N$是中继的数量。相反，给定最大可容忍中断概率，我们的ORS方案的拦截概率趋于零$N \to \infty$。
2013-11-23 cs.CR cs.IT math.IT
Physical Layer Security in Relay Networks with Outdated Relay Selection
研究了在协作中继网络中，当窃听者截取源节点和目的节点之间的信道时，在过时中继选择的情况下，协作中继网络的保密性能。基于机会中继选择算法在N个中继中选择最佳中继，由于过时的信道状态信息，该最佳中继在传输时可能不是最佳中继。我们推导出非零保密容量，保密中断概率，遍历保密容量的封闭形式的解析表达式。最后，数值结果验证了理论分析的正确性，并给出了详细的讨论和启示。
2021-10-21 cs.IT math.IT
Efficient Relay Selection Scheme for Delay-Limited Non-Orthogonal Hybrid-ARQ Relay Channels
我们考虑一个半双工无线中继网络与混合自动重传请求（HARQ）和瑞利衰落信道。本文分析了解码转发模式下，选择\emph{best}中继站传输源端再生信号的多中继时延受限HARQ系统的中断概率。针对多中继HARQ信道，提出了一种简单的分布式中继选择策略。然后，我们利用非正交协作传输之间的源和选定的中继重传的源数据向目的地，如果需要的话，使用空时编码或波束成形技术。我们分析了系统的性能。我们首先推导出所选择的中继HARQ信道的累积密度函数（CDF）和概率密度函数（PDF）。然后，CDF和PDF用于确定HARQ的第$l$轮中的中断概率。中断概率需要计算这种半双工机会中继协议的吞吐量延迟性能。分组延迟约束由最大HARQ轮数$L$表示。如果分组在$L$ HARQ轮之后不成功，则声明中断。此外，封闭形式的中断概率上界推导出，随后被用来调查系统的分集阶数。基于推导出的上限表达式，它表明，所提出的方案实现了完整的空间分集阶$N+1$，其中$N$是潜在的中继的数量。我们的分析结果证实了模拟结果。
2012-02-13 cs.IT math.IT
Securing Physical-Layer Communications for Cognitive Radio Networks
针对认知无线电（CR）网络通信和组网的弱点，研究其物理层安全问题。我们首先回顾了CR网络中的一系列物理层攻击，包括主用户模拟、感知伪造、情报泄露、干扰和窃听攻击。然后，我们重点研究了认知无线电网络的物理层安全性，并从保密中断概率的角度分析了认知通信的保密性能。我们进一步考虑使用中继提高CR的安全性，防止窃听，并提出了一个机会主义的中继方案，其中一个中继节点，使CR通信最耐窃听被选择参与协助传输从认知源到其目的地。结果表明，通过增加中继节点的数量，CR通信的物理层保密性可以得到显著提高，从而显示出利用中继节点的安全性优势.最后，我们提出了一些开放的挑战，在中继辅助CR网络的物理层安全领域。
2015-07-02 cs.IT math.IT
Enhancing Multiuser MIMO Through Opportunistic D2D Cooperation
我们提出了一种蜂窝架构，它结合了多用户MIMO（MU-MIMO）下行链路与机会使用的未授权ISM频段建立设备到设备（D2 D）的合作。该架构包括基于通过D2 D中继形成下行链路虚拟MIMO信道的物理层协作方案，以及用于这种D2 D使能网络的新颖的资源分配策略。我们证明了物理层方案的近似最优性，并证明了这种合作提高了系统中最弱用户的有效SNR，特别是在多用户制度中，由于多用户分集。为了利用这个物理层计划，我们制定了合作用户调度和中继选择问题，使用网络效用最大化框架。对于这样的合作网络，我们提出了一种新的实用工具度量，联合捕获公平的吞吐量和中继系统中的成本。我们提出了一个联合用户调度和中继选择算法，我们证明是渐近最优的。我们研究的架构，通过系统级模拟在广泛的场景。这些模拟的亮点是小区边缘（底部第五百分位）用户的数据率的大约$6$ x改进（在最先进的SU-MIMO上），同时仍然改进了总体吞吐量，并且考虑了各种系统约束。
2017-03-06 cs.IT cs.NI math.IT
DORE: An Experimental Framework to Enable Outband D2D Relay in Cellular Networks
设备到设备通信代表蜂窝网络中的范式转变。特别是，关于卸载和中继的D2D性能的分析结果是非常有希望的，但是迄今为止没有实验证据验证这些结果。本文是第一个提供带外D2D中继方案的实验分析。此外，我们设计了DORE，一个完整的框架，用于处理由带外D2D中继节点提供的信道机会。DORE由资源分配优化工具和协议组成，其适于将QoS感知的机会D2D通信集成在3GPP基于邻近的服务的架构内。我们实现DORE使用SDR框架配置文件蜂窝网络动态中存在的机会带外D2D通信方案。我们的实验表明，带外D2D通信适合于在各种延迟敏感的蜂窝应用中进行中继，并且DORE即使在少数活动D2D中继节点的情况下也能够实现显著的增益。
2017-06-02 cs.IT cs.NI math.IT
Selective Cooperative Relaying over Time-Varying Channels
在选择性协作中继中，仅激活可用中继集中的单个中继，因此有效地利用了可用功率和带宽资源。然而，在时变信道中实现选择性协作中继可能会导致频繁的中继切换，从而降低整体性能。在本文中，我们研究了在时变衰落信道中的选择性协作中继应用中中继切换发生的速率。特别是，我们推导出封闭形式的表达式的继电器切换率（以Hz为单位）的机会主义中继（OR）和分布式开关和保持组合（DSSC）。此外，还提供了所考虑的两种方案的平均继电器激活时间的表达式，反映了所选择的继电器保持活动直到切换发生的平均时间。数值结果表明，DSSC产生相当低的中继切换率比OR，随着更大的平均中继激活时间，使其成为一个更好的候选人在快衰落环境中的中继选择的实施。
2009-05-12 cs.IT math.IT
Information Networks with in-Block Memory
引入了一类通道，对于这些通道，在指定长度的块内存在存储器，并且在块之间没有存储器。多用户模型被称为具有块内存储器的信息网络（NiBM）。它示出，块衰落信道，信道状态已知的因果关系在编码器，和延迟的中继网络是NiBM。一个割集界的NiBM开发，统一，加强和推广现有的离散无记忆网络的切割界限。该界给出了几类网络，包括点对点信道，某些多址接入，广播和中继信道的新的有限信容量表达式。基数上的随机编码字母的界限，提高现有的界限与行动相关的状态，可在编码器和继电器没有延迟的因果关系的信道。最后，量化前向网络编码实现率内的添加剂的新的割集约束的线性，添加剂，高斯噪声信道，对称功率约束，和多播会话的间隙。
2014-02-02 cs.IT math.IT
Throughput Improvement and Its Tradeoff with The Queuing Delay in the Diamond Relay Networks
钻石中继信道模型作为无线Ad Hoc网络中的一种基本传输模型，近年来受到了广泛的关注。节点协作和机会调度机制是提高无线网络性能的两项重要技术。在本文中，我们考虑这样一个问题，如何有效地结合机会调度和合作模式在瑞利衰落的情况下。为此，我们首先比较了吞吐量的SRP（空间复用模式）和AFP（放大转发模式）在半双工的情况下，假设信道侧信息是已知的，然后拿出一个新的调度方案。这将是，仅在SRP和AFP之间切换对获得预期的改进几乎没有帮助，因为SRP由于其有效的空间重用而平均而言总是优于AFP。为了进一步提高吞吐量，我们提出了一种新的处理策略，在SRP模式下，在两个中继都使用缓冲区。通过有效地利用增益相对较高的链路，可以以排队延迟为代价大大提高吞吐量。此外，我们将定量评估排队延迟和吞吐量和额外的排队延迟之间的权衡。最后，为了实现我们提出的策略，并确保它始终运行在稳定的状态，我们提出了两个标准和一个算法的切换阈值的选择和调整。
2009-07-10 cs.IT math.IT
Degrees of Freedom of Multi-Source Relay Networks
我们研究了一个多源高斯中继网络组成的$K$源-目的地对具有$K$单播会话。我们假设源和目的地之间的中继的$M$层。我们发现网络的可实现的自由度。我们的方案是基于干扰对齐在发射机和符号扩展和机会干扰消除在中继。对于$K$ - $L$ - $K$网络，即，2-通过$L$中继跳变网络，我们证明了$\min\{K,K/2+L/(2(K-1))\}$自由度是可实现的。对于$K$跳网络与$K$中继在每一层中，我们显示了完整的$K$自由度是可以实现的，只要$K$是均匀的，并且信道分布满足一定的对称性。
2009-10-17 cs.IT math.IT
Dependence Balance and Capacity Bounds for Multiterminal Communication and Wiretap Channels
本文基于集合的分数划分信息度量，推导出通信中的通用依赖平衡不等式，并用于获得多终端通道可靠和秘密速率的新上界，包括终端间共享随机性的速率上界，改进了标量高斯通道的切集界。
2026-04-12 cs.IT math.IT
