On approximating Gaussian relay networks by deterministic networks
我们研究了高斯中继网络可以近似确定性网络的程度，并提出了两个结果，一个是负面的，一个是正面的。高斯中继网络和相应的线性确定性网络的容量之间的差距可以是无限的。主要原因是线性确定性模型无法捕获接收信号的相位，并且在还原为线性确定性网络时存在信号强度的损失。从积极的方面来看，高斯中继网络确实可以很好地近似于某些离散叠加网络，其中信道的输入和输出是离散的，并且信道增益是有符号整数。作为推论，MIMO信道不能用线性确定性模型来近似，但可以用离散叠加模型来近似。
2009-08-09 cs.IT math.IT
Pipelined Encoding for Deterministic and Noisy Relay Networks
最近的编码策略，确定性和噪声中继网络有关的块马尔可夫编码的流水线。对于确定性网络，它表明，流水线编码提高编码延迟，而不是端到端的延迟。对于有噪声的网络，当信噪比（SNR）增加时，可以观察到解码转发具有良好的速率缩放。
2009-11-18 cs.IT math.IT
Using Network Coding to Achieve the Capacity of Deterministic Relay Networks with Relay Messages
本文推导了具有中继消息的确定性中继网络的容量。我们考虑一个由五个节点组成的网络，其中四个节点只能通过第五个节点进行通信。然而，第五节点不仅仅是中继，因为它可以与其他网络节点交换私有消息。首先，我们开发了一个上界的容量区域的概念的基础上，一个单侧精灵。在可验证性证明的过程中，我们还推导出了一个4用户中继网络的确定性容量（没有私人消息在中继）。容量实现方案使用两种网络编码技术的组合：简单排序方案（SOS）和迂回方案（DS）。在SOS中，我们在每个用户处对传输的比特进行排序，使得双向消息将在中继器处以相同的信道级别被接收，而DS背后的基本思想是消息的某些部分遵循到其各自目的地的间接路径。因此，本文旨在表明，用户合作和网络编码可以提高吞吐量，即使当用户不直接连接到对方。
2014-04-26 cs.IT math.IT
Deterministic Relay Networks with State Information
受衰落信道和擦除信道的影响，研究了确定性中继网络的可靠通信问题，其中中继节点接收的是输入信号的函数和随机网络状态。一个可实现的速率的特点是在目的地节点具有充分的知识的状态信息的情况下。如果中继节点接收的输入信号和状态的线性函数在有限域中，那么可实现的速率被证明是最优的，满足割集上界的能力。这一结果在一个统一的框架上推广了Avestimehr、Diggavi和Tse关于具有状态依赖的确定性网络的工作，Dana、Gowaikar、Palanki、Hassibi和Effros关于具有干扰的线性擦除网络的工作，以及Smith和Vishwanath关于具有广播的线性擦除网络的工作。
2009-05-20 cs.IT math.IT
Approximate capacity of the two-way relay channel: A deterministic approach
研究了两个节点一个中继的全双工双向（或双向）中继信道的容量。假设前向方向上的信道与后向方向上的信道不同（通常），即不假设信道互易性。我们使用最近提出的确定性方法来捕捉问题的本质，并确定一个良好的传输和中继策略的高斯信道。根据各个信道增益的比率，我们建议在中继器处使用简单的放大转发或特定的叠加编码策略。我们分析了可实现的速率区域，并表明该方案实现了3位内的割集界的所有值的信道增益。
2008-08-22 cs.IT math.IT
The Capacity of a Class of Linear Deterministic Networks
本文研究了一类线性确定性中继网络的最优编码策略。所研究的网络是一个中继网络，有一个源，一个目的地，和两个中继节点。另外，存在对中继节点接收的信息信号造成干扰的信号干扰源。我们的模型捕捉的影响，消息信号和干扰信号的干扰，对一个单一的中继网络，或干扰的信号从多个中继网络与对方的线性确定性框架。对于几个范围的网络参数，我们发现上界的最大可实现的源-目的地速率在presense的干扰节点，并在每种情况下，我们找到一个最佳的编码方案，实现了上界。
2010-01-13 cs.IT math.IT
The Capacity Region of Restricted Multi-Way Relay Channels with Deterministic Uplinks
本文研究了多用户通过单个中继交换消息的多路中继信道。容量区域是针对一种特殊类别的MWRC导出的，其中（i）上行链路和下行链路在没有直接用户到用户链路的意义上是分离的，（ii）信道在每个用户的发送信道符号可以仅取决于其自己的消息而不是其接收信道符号的意义上是受限的，以及（iii）上行链路是任何确定性函数。
2012-05-25 cs.IT math.IT
Capacity region of the deterministic multi-pair bi-directional relay network
本文研究了多对双向（或双向）无线中继网络的容量域，其中一个中继节点促进多对用户之间的通信。该网络是一个推广的众所周知的双向中继信道，我们只有一对用户。我们研究这个问题的背景下，确定性的信道相互作用模型，消除了信道噪声，使我们能够专注于信号之间的相互作用。我们的特点是该网络的容量区域时，中继操作在全双工模式或半双工模式（与非自适应中继传输调度）。在这两种情况下，我们表明，割集上界是紧的，相当有趣的是，容量区域是通过一个简单的方程转发策略。
2009-03-15 cs.IT math.IT
Fast Algorithm for Finding Unicast Capacity of Linear Deterministic Wireless Relay Networks
由Avestimehr、Diggavi和Tse '07提出的无线中继网络的确定性信道模型已经捕获了无线通信的广播和推理性质，并且已经广泛用于近似无线中继网络的容量。将最大流最小割定理推广到线性确定性无线中继网络中，并将线性确定性无线中继网络的单播容量刻画为描述源-目的割的所有二进制邻接矩阵的最小秩，这些邻接矩阵的个数随网络规模呈指数增长.在本文中，我们开发了一个快速算法，找到线性确定性无线中继网络的单播容量的最大数量的线性无关路径使用路径增强的思想。我们开发了一种改进的深度优先搜索算法，为线性确定性中继网络找到线性独立的路径，其总数被证明等于底层网络的单播容量。我们的算法的结果提出了一个容量实现的传输策略与一位长度的线性编码的中继节点在有关的线性确定性无线中继网络。文中给出了算法在一般情况下的正确性证明。此外，我们的算法具有由$O(|{\cal{V}}_x|\cdot C^4+d\cdot |{\cal{V}}_x|\cdot C^3)$界定的计算复杂性，这表明了对Amaudruz和Fragouli（其复杂度由$O(M\cdot |{\cal{E}}|\cdot C^5)$与$M\geq d$和$|{\cal{E}}|\geq|{\cal{V}}_x|$界定）以及Yazdi和Savari（其复杂度由$O(L^8\cdot M^{12}\cdot h_0^3+L\cdot M^6\c…
2009-09-30 cs.IT math.IT
Capacity of a Class of Deterministic Relay Channels
具有发射机输入X、接收机输出Y、中继输出Y_1 = f（X，Y）和从中继到接收机的具有容量R_0的单独通信链路的一类确定性中继信道的容量被示为C（R_0）= \max_{p(x)} \min \{I（X;Y）+R_0，I（X;Y，Y_1）\}。因此，从中继器来的每一比特对接收器来说正好是一比特。两种替代的编码方案，实现这一能力。第一个方案，"散列和转发“，是基于一个简单而新颖的使用随机装箱的空间继电器输出，而第二个方案使用通常的”压缩和转发“。事实上，这两种方案可以结合在一起，给出一类最优编码方案。作为一个推论，这个中继容量的结果证实了Ahlswede和韩的猜想，在特殊情况下，当信道状态可从信道输入和输出恢复时，在解码器上具有速率受限状态信息的信道的容量。
2006-11-13 cs.IT math.IT
Outer Bounds for the Interference Channel with a Cognitive Relay
在本文中，我们首先提出了一个外边界的一般干扰信道与认知中继，即，具有在干扰信道中发送的两个独立消息的非因果知识的中继。该外部边界通过对某些信道输入进行置零而减小到确定性广播信道和确定性认知干扰信道的容量区域。然而，它并没有减少到某些确定性干扰信道的容量是已知的。因此，我们随后收紧其输出满足“可逆性”条件的通道的界限。该第二外部界限现在减少到这种特殊类别的确定性干扰信道的容量。利用干扰的特殊结构，进一步收紧了具有认知中继的高斯干扰信道的高信噪比确定性近似的第二个外界。我们提供了一个例子，表明这第三界是紧密的，至少在某些参数制度的高信噪比确定性近似的高斯信道。另一个例子表明，在非认知发射机之间没有直接链路的特殊情况下，第三个界限是容量。
2010-05-18 cs.IT math.IT
The Arbitrarily Varying Gaussian Relay Channel with Sender Frequency Division
本文研究发送端频分的任意变化高斯中继信道。我们确定的随机码容量，并建立上下限和确定性的代码容量。据观察，当信道输入受到低功率限制时，确定性码容量可能严格低于随机码容量，并且随着输入变得不那么受约束，间隙消失。第二种模型在本文中是原始的任意变化的中继信道的一般情况下。我们开发的随机码容量的上下界，并给出条件下，确定性的代码容量与随机码容量相一致，并在何种条件下，它是较低的。然后，我们建立了发送端频分的任意变化高斯中继信道的原始对应信道的容量。在这种情况下，确定性和随机码容量是相同的。
2018-05-29 cs.IT math.IT
Energy-Efficient Deterministic Adaptive Beamforming Algorithms for Distributed Sensor/Relay Networks
在这项研究中，能量有效的确定性自适应波束形成算法提出了分布式传感器/中继网络。具体来说，DBSA，D-QESA，D-QESA-E，和混合算法，混合QESA，它结合了确定性和随机自适应波束形成算法的优点，提出。严格的收敛性分析，我们提出的所有算法和收敛到全局最优解，我们提出的所有算法。通过大量的数值模拟，我们证明了优越的性能，我们提出的DBSA和D-QESA随机自适应波束形成算法的静态信道。令人惊讶的是，D-QESA也比随机自适应波束形成算法对随机节点移除更鲁棒。对于时变信道，混合QESA确实实现了最佳性能，因为它结合了两种类型的自适应波束形成算法的优点。总之，我们提出的确定性算法在收敛时间和对信道和网络不确定性的鲁棒性方面都表现出优越的性能。
2015-09-09 cs.IT math.IT
Bits Through Deterministic Relay Cascades with Half-Duplex Constraint
考虑中继级联，即其中源节点、汇聚节点和一定数量的中间源/中继节点布置在线路上并且其中相邻节点对通过无差错（q+1）元管道连接的网络。假设源和中继的子集希望在级联中的每个中继是半双工约束的条件下向宿传送独立的信息。开发了一种编码方案，该编码方案通过中继器的发送和接收时隙的信息相关分配来传输信息。编码方案需要通过共享时钟在符号级上进行同步。编码策略实现了单个源的容量。提供了各种长度的级联的容量的数值，并且容量明显高于用预定的分时方法可实现的速率。如果级联包括一个源和一定数量的中继与自己的信息，该策略达到割集界时，中继源的速率低于一定的阈值。对于由无限多个半双工约束中继和单个源组成的级联，我们推导出了一个显式的容量表达式。值得注意的是，q=1时的容量（以比特/使用为单位）等于黄金比例的对数，q=2时的容量为1比特/使用。
2011-08-22 cs.IT math.IT
Cooperative Binning for Semi-deterministic Channels with Non-causal State Information
研究了仅在编码器和解码器处具有非因果信道状态信息的半确定性中继信道（SD-RC）的容量。容量是通过一个计划的基础上合作箱转发。该方案允许发射机和中继之间的合作，而不需要由中继解码消息的一部分。传输被划分为块，并且信道的每个确定性输出（由中继器观察到）被映射到bin。编码器和中继器使用bin索引来选择下一个传输块中的协作码字。在因果关系中，合作是独立于国家的。在\emph{non-causal}设置中，中继的传输和状态之间的依赖性可以增加传输速率。编码器隐式地将部分状态信息传递给中继。特别地，它使用下一个块的状态并相应地选择协作码字，并且中继传输取决于协作码字，因此也取决于状态。我们还认为，多址接入信道的部分cribbing作为一个半确定性信道。该方案实现了非因果CSI信道的容量区域。检查结果在几种情况下，我们引入了一个新的问题的点对点（PTP）信道的状态提供给发射机的状态编码器。有趣的是，即使CSI在接收器处也是可用的，我们提供了一个示例，该示例示出了在状态编码器处具有非因果CSI的容量严格大于具有因果CSI的容量。
2017-04-02 cs.IT math.IT
Capacity Results for Relay Channels with Confidential Messages
我们考虑一个通信系统，其中中继有助于从{a}发送者到{a}接收者的消息传输。中继不仅被认为是一个助手，但作为一个窃听器谁可以获得一些有关传输信息的知识。在本文中，我们研究了一个中继信道与机密消息（RCC），发送者试图发送公共信息的接收器和中继，也有私人信息的接收器和机密的中继。对中继器保密的私人信息的保密级别由含糊率来测量，即，以中继器处的信道输出为条件的私有信息的熵速率。RCC的性能指标是利率三元组，包括共同利率、私人利率和含糊率作为组成部分。速率模糊区域由所有这些可实现速率三元组组成的集合定义。本文给出了速率模糊区的两种定义。我们首先定义了确定性编码器情况下的速率模糊区域，称之为确定性速率模糊区域。其次，我们定义了随机编码器情况下的速率模糊区域，称之为随机速率模糊区域。我们推导出明确的内部和外部边界的上述两个区域。在确定性/随机速率模糊区域，我们提出了两类中继信道的内外界匹配。我们还评估了高斯RCC的确定性和随机率模糊区域。
2010-09-30 cs.IT math.IT
The Capacity Region of the Linear Shift Deterministic Y-Channel
研究了线性位移确定性Y通道。也就是说，我们有三个用户和一个中继，其中每个用户希望通过中继向每个其他用户广播一条消息，从而导致多路中继设置。该设置的割集界限不足以表征其容量区域。新的上界推导出，当与割集边界相结合，提供了一个外界的能力区域。结果表明，该外边界是可以实现的，因此，线性移位确定性Y通道的容量区域的特点。
2011-06-17 cs.IT math.IT
A New Achievable Scheme for Interference Relay Channels
我们建立了一个可实现的速率区域的离散无记忆干扰中继信道，包括两个源-目的地对和一个或多个中继。我们开发了一个可实现的方案结合汉小林和嘈杂的网络编码方案。我们将我们的可解释性应用于两种情况。首先，我们描述了一类离散无记忆干扰中继信道的容量区域。该类自然地推广了El Gamal和Costa的单射确定性离散无记忆干扰信道和Kim的具有正交接收器组件的确定性离散无记忆中继信道。此外，对于高斯干扰中继信道与正交接收机组件，我们表明，我们的计划取得了更好的和速率比噪声网络编码。
2013-03-05 cs.IT math.IT
Relay Channels with Confidential Messages
我们考虑一个中继信道，中继帮助从一个发送者到一个接收者的消息传输。中继站不仅是帮助信息传输的发送者，而且是能够获取信息的窃听者。本文研究了中继信道中部分传输信息对中继是保密的情况下的编码问题。这种机密消息的安全性通过条件熵来测量。速率区域由传输速率的集合来定义，对于该传输速率，消息被可靠地传输，并且机密消息的安全性大于规定级别。本文给出了率域的两种定义。我们首先定义了确定性编码器情况下的速率区域，称之为确定性速率区域。接下来，我们定义了随机编码器情况下的速率区域，并称之为随机速率区域。我们推导出明确的内部和外部边界的上述两个速率区域，并提出了一类中继信道的两个边界匹配。此外，我们证明了随机编码器可以扩大速率区域。我们还评估了具有机密消息的高斯中继信道的确定性速率区域。
2007-03-24 cs.IT math.IT
Divide-and-conquer: Approaching the capacity of the two-pair bidirectional Gaussian relay network
研究了多对双向中继网络的容量域，其中中继节点促进多对用户之间的通信。这个问题首先在线性移位确定性信道模型的上下文中检查。当继电器工作在全双工模式或半双工模式的任意数量的对这个网络的容量区域的特点。结果表明，割集上界是紧的，容量区域是由一个所谓的分而治之的中继策略。从确定性网络获得的见解，然后用于高斯双向中继网络。在确定性信道中的策略转化为在源节点处格码和随机高斯码的特定叠加以及在高斯网络的接收节点处的连续干扰消除。该方案的可实现速率与两个对进行了分析，它示出，对于所有的信道增益，它达到3位/秒/Hz内每个用户的割集上限。因此，两对双向高斯中继网络的容量区域在每个用户3比特/秒/赫兹内的特征。
2011-11-15 cs.IT math.IT
Wireless Network Information Flow: A Deterministic Approach
在一个无线网络中，有一个单一的源和一个单一的目的地和任意数量的中继节点，什么是信息流的最大速率可达到？我们通过分两步走的方法在这个长期存在的问题上取得进展。首先，我们提出了一个确定性的信道模型，它捕获的信号强度，广播和叠加的关键无线属性。我们得到一个确切的表征的网络与节点连接的这种确定性的通道的能力。这个结果是著名的最大流最小割定理的有线网络的自然推广。其次，我们使用从确定性分析中获得的见解，设计了一个新的高斯网络的量化映射和转发方案。在该方案中，每个中继站以噪声水平量化接收到的信号，并将其映射到随机高斯码字以进行转发，并且最终目的地基于接收到的信号解码源的消息。我们表明，在现有的计划相比，该计划可以实现割集上限内的间隙是独立的信道参数。在具有单个中继的中继信道以及双中继高斯菱形网络的情况下，间隙是1比特/秒/赫兹。此外，该方案是通用的意义上，中继不需要的信道参数的值的知识（近似）实现由网络支持的速率。我们还提出了扩展的结果，组播网络，半双工网络和遍历网络。
2011-02-25 cs.IT math.IT
Deep Deterministic Policy Gradient for Relay Selection and Power Allocation in Cooperative Communication Network
在协作通信中，考虑中继选择和功率分配时，通常需要完备的信道状态信息（CSI）。然而，在实际情况下，很难得到准确的CSI。本文研究了基于中继选择和传输功率优化的中断概率最小化问题。提出了一种基于优先经验回放的深度确定性策略梯度学习框架，该框架通过处理连续的动作空间来寻找最优解，而不需要CSI的任何先验知识。仿真结果表明，该方法优于现有文献中基于强化学习的方法，并提高了约4%的通信成功率。
2021-03-14 cs.IT cs.SY eess.SY
On Gaussian Half-Duplex Relay Networks
本文考虑高斯中继网络，其中源端通过一个或多个中继节点向信宿端发送消息。继电器工作在半双工模式，在这个意义上，他们不能发送和接收在同一时间。对于一个中继的情况下，广义度的自由度的特点是第一，然后它示出的容量可以实现在一个恒定的间隙内，而不管信道参数的实际值。不同的可实现的方案，提出了确定性或随机切换的中继节点。结果表明，随机开关在一般情况下实现更高的速率比确定性开关。对于K继电器的情况，它表明，广义自由度可以通过求解一个线性规划，容量可以达到一个常数的间隙K/2log（4K）。通过考虑更结构化的网络，例如菱形网络，可以进一步减小该差距。
2013-01-23 cs.IT math.IT
A Deterministic Approach to Wireless Relay Networks
我们提出了一个确定性的信道模型，捕捉多用户无线通信的几个关键特征。我们考虑一个模型的无线网络与节点连接的这种确定性的信道，并提出了一个确切的表征端到端的能力时，有一个单一的源和一个单一的目的地和任意数量的中继节点。这个结果是有线网络的最大流最小割定理的自然推广。最后，为了说明确定性模型和高斯模型之间的联系，我们看两个例子：单中继信道和钻石网络。我们表明，在这两个例子中的每一个，在相应的确定性模型中的能力实现方案自然地建议在高斯模型中的方案，该方案分别在1位和2位内从割集上界，对于所有的信道增益值。这是两部分论文的第一部分;续集[1]将集中于证明一类确定性网络的最大流最小割定理，我们的模型是其中的一个特例。
2007-10-19 cs.DM cs.IT math.IT
The Arbitrarily Varying Relay Channel
研究了任意变化中继信道，建立了随机码容量的割集界和部分译码前向界。我们进一步确定了特殊情况下的随机码容量。然后，我们考虑的条件下，确定性的代码容量确定以及。
2018-04-04 cs.IT math.IT
An Achievable Rate Region for a Two-Relay Network with Receiver-Transmitter Feedback
我们考虑一个具有两个中继和一个从接收端到发送端的反馈链路的中继网络。为了获得可扩展性结果，我们使用压缩和转发和随机合并技术结合确定性合并和限制解码。此外，我们使用联合解码技术来解码中继的压缩信息，以达到更高的速率在接收端。
2011-09-07 cs.IT math.IT
Achievable Rates for a Two-Relay Network with Relays-Transmitter Feedbacks
我们考虑一个具有两个中继和两个从中继到发送者的反馈链路的中继网络。为了获得可扩展性的结果，我们使用的压缩和转发和解码和转发的策略，以扩展设施和合作的模拟所提出的封面和El Gamal的中继信道。除了随机装箱，我们使用确定性装箱执行限制解码。我们展示了如何使用反馈链路的发送方和中继之间的合作来传输的信息，这是压缩在发送方和中继。
2011-11-10 cs.IT math.IT
Deterministic Differential Search Algorithm for Distributed Sensor/Relay Networks
对于分布式传感器/中继网络，通常需要高可靠性和功率效率。然而，在实践中出现了一些执行问题。一个这样的问题是，所有的分布式发射机具有有限的电力供应，因为发射机的电源不能被连续地再充电。为了解决这个问题，分布式波束成形已经被提出作为一种可行的解决方案，其中所有分布式发射机寻求在接收机端处相位对准。然而，在实践中难以以分布式方式实现这样的发射波束成形，因为需要在所有分布式发射机处使完美的信道状态信息（CSI）可用，从而需要巨大的开销来将CSI从接收机反馈到所有分布式发射机。在本文中，我们提出了一种新的算法，属于确定性相位调整算法的类别：确定性差分搜索算法（DDSA），其中测量的接收信号强度（RSS）之间的差异被明智地利用，以帮助我们预测在分布式发射机完成的确定性相位调整。数值模拟表明，快速收敛到一个预先确定的阈值。
2015-08-04 cs.DC cs.IT cs.NI
On the Capacity Region of the Deterministic Y-Channel with Common and Private Messages
在多用户高斯中继网络中，希望向每个用户传输私有信息，同时向所有用户传输公共信息。然而，这两种信息的网络的容量区域是不容易表征。现有技术使用简单的线性确定性模型来近似这些高斯网络的容量。本文讨论了具有公共消息和私有消息的确定性Y-信道的容量域。在该信道中，每个用户的目标是除了针对其他两个用户的公共消息之外，还向他们发送两个私人消息。由于用户之间没有直接联系，所有消息都必须通过中间中继。我们提出了外边界的率区域使用精灵辅助和割集界。然后，我们开发了一个贪婪的计划来定义一个可实现的区域，并表明，在一定数量的水平在中继，我们的可实现的区域与上界相一致。最后，我们认为，这种设置的这些界限是不足以表征的容量区域。
2018-01-13 cs.IT math.IT
Lossy Broadcasting in Two-Way Relay Networks with Common Reconstructions
在信源编码和联合信源-信道编码设置下，研究了双向中继网络的广播阶段（下行传输）。可靠通信所需的速率的特点是一些特殊情况下，包括：小失真，确定性失真措施，并联合高斯源与二次失真措施。广播问题也研究了共同重建解码约束，和可靠的通信所需的速率的特点是所有离散的无记忆源和每字母失真的措施。
2010-11-22 cs.IT math.IT
Perturbation-based Distributed Beamforming for Wireless Relay Networks
本文研究了半双工放大转发中继无线网络中的分布式波束形成技术。现有的方案优化波束成形权值的基础上的假设，信道状态信息（CSI）是可用的中继。我们建议使用自适应波束形成的基础上确定性扰动和有限的反馈（1位）从目的地到中继，以避免CSI在中继。两个可扩展的扰动计划被认为是实际的实施方面得到解决。仿真结果表明，所提出的技术接近最佳性能，并在时变环境中具有令人满意的跟踪性能。
2008-09-30 cs.IT math.IT
Linear Finite-Field Deterministic Networks With Many Sources and One Destination
本文给出了多源单目的线性有限域确定性网络的容量域。网络中的节点受到干扰和广播的限制，指定的线性有限场确定性模型。每个节点可以注入自己的信息，也可以中继其他节点的信息。我们证明了容量区域与割集区域重合。同时，对于相关信源的一种特殊情况，给出了信源可传性的充分必要条件。鉴于相应的高斯网络模型的“确定性模型”近似，我们的研究结果可能是相关的无线传感器网络中的传感节点多路复用的中继数据从其他节点与自己的数据，其中的目标是解码所有数据在一个单一的“收集器”节点。
2010-01-14 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
On the Capacity Region of the Two-user Interference Channel with a Cognitive Relay
本文考虑了经典的两个用户干扰信道的变化，其中两个干扰源-目的地对的通信是由一个额外的节点，有一个先验知识的消息被发送，这被称为它的认知中继辅助。特别地，对于单射半确定性干扰信道，推导了一般无记忆干扰信道的和速率上界，并进一步收紧了高斯噪声信道在高信噪比下的线性确定性近似（LDA），该近似忽略了噪声并关注用户信号之间的相互作用。对称LDA的容量区域的特点是完全除了制度的适度弱干扰和弱链接从CR到目的地。从LDA的分析中获得的见解，然后被翻译回对称高斯噪声信道（GICCR）。对于对称的GICCR，容量区域的近似表征（在一个恒定的间隙内）提供了一个参数制度，其中容量是以前未知的。近似最优的方案表明，在中继的消息认知是有益的干扰管理，因为它使同时在空中抵消的干扰在两个目的地。
2014-09-08 cs.IT math.IT
Capacity of the Degraded Half-Duplex Relay Channel
离散无记忆半双工中继信道由从源到中继和目的地的广播信道和从源和中继到目的地的多址接入信道构成。当中继侦听时，信道以广播模式操作。当中继发送时，信道切换到多址模式。如果广播分量信道在物理上降级，则半双工中继信道也将被称为物理降级。这种退化的半双工中继信道的容量进行检查。它表明，块马尔可夫编码建议在开创性的论文由封面和El Gamal可以修改，以实现容量的退化半双工中继信道。在码构造中，中继的重复发送调度取决于要发送的消息，因此调度本身携带信息。如果时间表被限制为确定性的，它表明，可以通过简单的管理跨广播和多址接入组件信道的信息流来实现的能力。
2007-08-16 cs.IT math.IT
Transmission Techniques for Relay-Interference Networks
在本文中，我们研究的中继干扰无线网络中，中继（助手）节点是为了促进竞争的信息流在无线网络中。我们研究这一点的背景下，确定性的无线交互模型，消除了信道噪声，并专注于信号的相互作用。利用这个模型，我们表明，几乎所有的已知方案，如干扰抑制，干扰对齐和干扰分离是必要的中继干扰网络。此外，我们发现了一种新的干扰管理技术，我们称之为干扰中和，它允许在空中干扰消除，而没有发射机完全访问干扰信号。我们表明，干扰分离，抑制和中和出现在一个基本的方式，因为我们表现出完整的特征的继电器干扰网络的特殊配置。
2008-12-09 cs.IT math.IT
Capacity and Power Scaling Laws for Finite Antenna MIMO Amplify-and-Forward Relay Networks
在本文中，我们提出了一种新的框架，可用于研究线性多输入多输出（MIMO）$d\times d$天线放大转发（AF）中继网络的容量和功率缩放特性。特别是，我们将这些网络建模为随机动力系统（RDS），并计算其$d$李雅普诺夫指数。我们的分析可以应用于任何每跳信道衰落分布的系统，虽然在这方面的贡献，我们专注于瑞利衰落。我们的主要结果有两个方面：1）在第$n$节点处的总发射功率将遵循由网络的最大李雅普诺夫指数支配的通过网络的确定性轨迹，2）在第$n$节点处的第$i$本征信道的容量将遵循由网络的$i$第李雅普诺夫指数支配的通过网络的确定性轨迹。在结束之前，我们集中在我们的结果的一些应用。特别是，我们展示了如何的Lyapunov指数是密切相关的本征信道容量从彼此发散的速率，以及这是如何涉及到的放大策略和天线的数量在每个中继。我们还使用它们来确定与每个额外的多路复用数据流相关的额外功率成本。
2016-02-12 cs.IT math.IT
Performance Analysis and Scaling Law of MRC/MRT Relaying with CSI Error in Massive MIMO Systems
本文针对多用户大规模MIMO中继网络，提出了一种全面的缩放定律和性能分析方法，该中继网络采用大规模天线，采用MRC/MRT进行低复杂度处理。考虑CSI误差。首先，推导出一个和速率下界，它体现了系统参数的影响，包括中继天线和用户的数量，CSI质量，以及源和中继的发射功率。通过建立系统参数随中继天线数变化的一般比例模型，得到了SINR随参数比例变化的渐近缩放定律，定量地反映了网络参数及其对网络性能的影响。此外，给出了信干噪比渐近确定的参数标度的充分条件，该条件涵盖了已有的此类分析的特殊情况。然后，研究了SINR随中继天线数线性增加的情况。证明了这种情形下参数可标度的充要条件。首先证明了在这种情况下干扰功率不是渐近确定的，然后推导了干扰功率的分布，并在此基础上分析了中继网络的中断概率和平均出错率。
2016-06-23 cs.IT cs.NI math.IT
Algebraic Network Coding Approach to Deterministic Wireless Relay Networks
Avestimehr等人提出的确定性无线中继网络模型，已经提出了近似高斯中继网络。该模型被称为ADT网络模型，考虑了无线介质的广播性质和干扰。Avestimehr等人证明了最小割最大流定理在ADT网络中成立。在本文中，我们表明，ADT网络模型可以描述的代数网络编码框架内介绍的Koetter和Medard。我们证明了ADT网络问题可以用一个矩阵来描述，称为“系统矩阵”。我们证明了ADT网络的最小割是系统矩阵的秩，从而消除了在计算ADT网络的最小割时对两个节点之间的指数割数进行优化的需要。我们扩展的ADT网络的容量表征更一般的连接。我们的代数方法不仅提供了一个单一的单播/组播连接的最小割最大流定理，但也扩展到非组播连接，如多个组播，不相交的组播，和两级组播。我们还提供了ADT网络的任意一般连接集的可并行性的充分条件。此外，我们表明，随机线性网络编码，一个随机分布的网络代码的建设算法，实现上述连接的能力。最后，我们将ADT网络扩展到具有随机擦除和循环的网络（因此，允许双向链接）。注意，ADT网络是为了近似无线网络而提出的;然而，ADT网络是非循环的。此外，ADT网络没有对无线链路的随机性进行建模。在我们的代数框架下，我们将循环以及随机故障纳入ADT网络模型。
2010-06-14 cs.IT cs.NI math.IT
Capitalizing Backscatter-Aided Hybrid Relay Communications with Wireless Energy Harvesting
在这项工作中，我们采用多个能量收集中继，以协助从多天线混合接入点（HAP）的接收器的信息传输。所有的继电器都由HAP在功率分配（PS）协议中无线供电。我们引入了混合中继通信的新概念，它允许每个中继在两种无线电模式之间切换，即，根据其信道和能量条件，分为有源射频通信和无源反向散射通信。我们设想可以利用两种无线电模式中的互补传输来提高整体中继性能。因此，我们的目标是联合优化HAP的波束成形，各个中继的无线电模式，PS比，和中继的协作波束成形，以提高吞吐量性能的接收机。由此产生的配方成为一个组合和非凸的问题。因此，我们首先提出了一个凸近似的原始问题，这作为一个下限的中继性能。然后，我们设计了一个迭代算法，从其他操作参数分解的二进制继电器模式优化。在算法的内循环中，我们利用结构特性，在交替优化框架中使用固定中继模式来优化中继性能。在外环中，推导出不同的性能指标，以指导寻找一组被动中继，以进一步提高中继性能。仿真结果表明，与传统的全有源中继通信相比，混合中继通信可以实现20%的性能改善。
2020-01-28 cs.IT math.IT
Alternative Awaiting and Broadcast for Two-Way Relay Fading Channels
研究了一种基于存储转发的双向中继衰落信道，其中两个源节点希望在中继节点的帮助下交换信息。在时延趋于无穷大的情况下，给出了TWR衰落系统遍历和容量的一个新的上界，并进一步提出了两种可选的等待广播（AAB）方案：SF-I的纯部分译码（PPD）和SF-II的组合译码（CBD），它们在高信噪比下分别在时延无界和有界的情况下逼近新的上界.数值结果表明，所提出的AAB方案显着优于传统的物理层网络编码（PLNC）的方法没有延迟。与传统的TWR方案相比，没有延迟，建议CBD与SF-II方法显着提高了最大和速率，平均延迟只有几十秒的中继缓冲区。
2012-02-08 cs.IT math.IT
Achieving Net Feedback Gain in the Butterfly Network with a Full-Duplex Bidirectional Relay
一个对称蝶形网络（BFN）与全双工继电器工作在一个双向的反馈方式被认为是。该网络与各种无线网络相关，包括处理小区边缘用户的蜂窝系统。基于割集理论和合作论导出了一般无记忆反馈BFN容量域的上界，并将其应用于具有实源反馈的线性确定性BFN.它示出的上界是可实现的计算转发策略和经典的解码和转发策略的组合，从而充分表征的容量区域。结果表明，净率增益是可能的，在某些参数制度。
2012-07-27 cs.IT math.IT
Queue-Aware Beam Scheduling for Half-Duplex mmWave Relay Networks
毫米波（mmWave）频带通过提供多Gbps数据率而被认为是下一代（5G）移动网络的强大关键使能器。然而，它们的严重路径损耗和对阻塞的敏感性在实际实施中提出了挑战。减轻这些影响并增加通信范围的一种有效方式是波束成形与中继的组合。在本文中，我们专注于两个典型的毫米波中继网络，并为每个网络，我们提出了三个波束调度方法，以接近网络的信息理论容量。提出的波束调度方法包括确定性水平连续边着色（HC-EC）调度器、自适应背压（BP）调度器和自适应低延迟新背压（newBP）调度器。借助计算机模拟，我们表明，在网络容量范围内，所提出的路由器提供了良好的网络稳定性的保证，同时实现了很低的分组端到端延迟。
2020-01-15 cs.IT math.IT
A digital interface for Gaussian relay networks: lifting codes from the discrete superposition model to Gaussian relay networks
对于具有单个源-目的地对的每个高斯中继网络，已知存在被称为离散叠加网络的对应的确定性网络，该网络在所有SNR上将其容量均匀地近似到有界比特数内。该严格近似程序的下一步是确定离散叠加模型的编码方案是否可以提升到具有与SNR无关的有界速率损失的高斯中继网络。我们精确地建立了这个属性，并表明叠加模型可以作为一个强有力的替代设计代码高斯中继网络。我们证明了一个高斯中继网络的代码，具有一个单一的源-目的地对和多个中继节点，可以设计从相应的离散叠加网络的任何代码简单地通过修剪它。在比较离散叠加网络的代码的速率，高斯网络编码的速率最多只降低一个常数，该常数仅是网络中节点数量的函数，与信道增益无关。这一结果也适用于MIMO高斯中继网络的编码方案，减少额外取决于天线的数量。因此，离散叠加模型可以作为操作高斯中继网络的数字接口。
2010-01-17 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
On the Capacity Regions of Two-Way Diamond Channels
本文研究双向菱形信道的容量域。我们表明，对于一个线性确定性模型的钻石通道在每个方向上的容量可以同时实现的所有值的信道参数，其中的前向和后向信道参数不一定是相同的。我们分为三种情况下，根据前向和后向信道参数的可扩展性计划。对于第一种情况，我们在继电器中使用反向放大转发策略。对于第二种情况，我们使用四个中继策略的基础上，反向放大和转发与一些修改方面的替换和重复的一些流水平。对于第三种情况，我们使用两个中继策略的基础上执行两轮重复中继。所提出的计划，确定性的信道被用来找到两个特殊情况下的高斯双向菱形信道的恒定间隙内的容量区域。首先，对于一般的高斯双向中继信道与一个简单的编码方案的最小间隙相比，以前的作品。在此基础上，考虑了一种特殊的对称高斯双向菱形模型，得到了四比特内的容量区域。
2014-10-19 cs.IT math.IT
A Strengthened Cutset Upper Bound on the Capacity of the Relay Channel and Applications
我们开发了一个新的上界的中继信道的容量比以前已知的上界更紧。利用传统的弱逆技术，包括互信息不等式和Gallager型辅助随机变量的显式识别，证明了该上界。我们表明，新的上限是严格的比以前所有的高斯中继信道与非零信道增益的界限。当专门的中继信道与正交接收机组件，绑定解决了猜想金一类确定性中继信道。当进一步专用于具有正交接收器分量的乘积形式中继信道的类时，该界解决了Cover中继信道问题的广义版本，恢复了Wu等人最近的高斯情况的上界，并且改进了Wu等人和Barnes等人最近提出的二元对称情形的边界，这些是使用非传统的几何证明技术获得的。对于一类特殊的中继信道与正交接收机组件，我们开发了另一个上限的容量，利用辅助接收机，并表明它是严格比Tandon和Ulukus的界限。最后，我们通过高斯中继信道与i.i.d.中继输出序列，与辅助接收机的界限可以严格严格比我们的主要界限。
2022-03-31 cs.IT math.IT
Efficient Signal-Time Coding Design and its Application in Wireless Gaussian Relay Networks
为了提高中继网络中的信息流速率，提出了将传统的信号域编码/调制方式与时域信号脉冲相位调制相结合的信号时间编码。在本文中，我们主要集中在有效的信号时间编码的设计。在给定码长的情况下，我们首先推导出一个估计最大可用码数的显式迭代算法，然后提出一种迭代构造码本的方法。结果表明，与传统的计算机搜索方法相比，本文提出的迭代构造方法可以大大降低计算复杂度。数值结果也将表明，新构造的码书是最佳的编码速率。为了最小化存储码本所需的缓冲区大小，同时保持相对较高的效率，我们将提出一种组合构造方法。然后，我们将考虑在无线高斯中继网络中的应用。将示出的是，在三节点网络模型中，通过使用两跳和直接传输的混合传输并不总是一个好的选择。
2009-07-10 cs.IT math.IT
Slepian-Wolf Coding Over Cooperative Relay Networks
研究了在协作中继网络上多播一组离散无记忆相关信源的问题。给出了割集解释的必要条件。提出了一种\emph{Joint source-Wyner-Ziv encoding/sliding window decoding}方案，其中在每个接收机处的解码相对于其他节点的有序分区来完成。对于每个有序分区的一组可行性约束的推导。然后，利用熵函数的次模性质和一种新的几何方法，统一了不同有序划分的结果，得到了问题的充分条件.该方案实现了信源编码和信道编码的操作分离。证明了在Aref网络和有限域确定性网络这两种特殊的合作网络中，充分条件确实是必要条件。此外，在高斯合作网络中，它表明，可靠传输的所有DMCS的Slepian-Wolf区域相交的割集边界区域内的一个恒定的比特数，是可行的。特别是，所有的文件的结果是专门获得一个可达到的速率区域的协作中继网络，其中包括中继网络和双向中继网络。
2010-12-06 cs.IT math.IT
Symmetric Capacity of the Gaussian Interference Channel with an Out-of-Band Relay to within 1.15 Bits
本文研究了带中继的高斯干扰信道（IC），中继在与IC正交的频带上发送和接收。因此，与中继相关联的信道是带外中继信道（OBRC）。重点是对称信道模型，以评估OBRC对IC的信号交互的基本影响，在最简单的可能设置。首先，线性确定性模型的调查，并建立该信道的总容量为所有可能的信道参数。特别是，据观察，OBRC的影响，因为它的联系变得更强，是类似的输出反馈的IC。从确定性模型获得的见解，然后使用高斯模型设计可实现的计划。干扰链路分为极强、非常强、强、中等、弱和非常弱。对于强干扰和中等干扰，单独编码接近最佳。对于非常强和极强的干扰，干扰链路向目的地提供边信息，这可以帮助通过OBRC进行传输。对于弱或非常弱的干扰，利用用于IC的Han-Kobayashi方案的扩展，其中消息被分成公共和私有。为了实现更高的速率，将公共消息进一步分成两部分是有益的，并且OBRC在解码公共消息中起重要作用。结果表明，我们的策略实现了对称容量在1.14625位每通道使用与随机因子0.5，和1.27125位每通道使用任意随机因子，对于所有的信道参数。恒定间隙结果的一个重要观察结果是，OBR存在时，强干扰可能是有益的。
2012-03-21 cs.IT math.IT
Partially-blind Estimation of Reciprocal Channels for AF Two-Way Relay Networks Employing M-PSK Modulation
我们考虑放大转发双向中继的信道估计问题，假设信道互易性和M-PSK调制。在早期的工作中，部分盲最大似然估计是通过将数据视为确定性未知数而得到的。我们证明了该估计器在高信噪比（SNR）下以高概率逼近真实信道，但并不一致。然后，我们提出了一种替代的估计，这是一致的，并具有同样有利的高信噪比性能。我们还得到了无偏估计方差的Cramer-Rao界。
2012-02-15 cs.IT math.IT stat.OT
Adaptive OFDM Index Modulation for Two-Hop Relay-Assisted Networks
本文提出了一种适用于两跳中继网络的自适应正交频分复用（OFDM）索引调制（IM）方案。与具有确定性和固定映射方案的传统OFDM IM方案相比，在所提出的自适应OFDM IM方案中，比特流与用于第一跳和第二跳的活动子载波的索引之间的映射方案由一定的准则自适应地选择。结果，第一跳和第二跳中的相同比特流的活动子载波可以变化，以便对抗慢频率选择性衰落。这样，可以提高系统的可靠性。此外，考虑到中继设备通常是简单节点的事实，由于有限的处理能力，其可能不总是能够执行映射方案选择，我们还提出了一种替代的自适应方法，其中映射方案选择仅在源处执行，并且中继将简单地利用所选择的映射方案而不改变它。网络容量和符号出错率（SER）以封闭形式给出解码转发（DF）中继网络，并通过蒙特卡罗模拟产生的数值结果来证实。
2017-06-20 cs.IT math.IT
Asymptotic Capacity and Optimal Precoding in MIMO Multi-Hop Relay Networks
分析了多跳中继系统，其中由多天线源发送的数据由连续的多天线中继器中继，直到它到达多天线目的地。假设在每一跳处的相关衰落，每个中继从前一级接收信号的衰落版本，执行线性预编码并将其重传到下一级。使用自由概率理论，并假设在中继水平的噪声功率-但不是在目的地-是可以忽略不计的，渐近瞬时端到端互信息的封闭形式的表达式推导出在所有级别的天线的数量越来越大。这样得到的确定性表达式独立于信道实现，而仅取决于信道统计。此外，它还用作平均端到端互信息的渐近值。最后给出了在各级天线数目有限的情况下，使平均互信息最大化的预编码矩阵的最优奇异向量。结果表明，最优预编码奇异向量与信道相关矩阵的特征向量对齐。因此，可以仅使用已知的信道统计来确定它们。由于最优预编码奇异向量与系统规模无关，因此它们在渐近状态下也是最优的。
2009-05-29 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
