Power-Bandwidth Tradeoff in Dense Multi-Antenna Relay Networks
我们考虑了一个密集衰落多用户网络，其中多个有源多天线源-目的地对终端通过一个大的公共集合的$K$多天线中继终端在全空间复用模式下同时通信。我们使用香农理论的工具来分析能量效率和频谱效率之间的权衡（称为功率带宽权衡）在有意义的渐近制度的信噪比（SNR）和网络规模。我们设计了线性分布式多天线中继波束形成（LDRB）计划，利用多用户干扰的空间特征，并在源和中继传输的系统范围内的功率约束下，表征其功率带宽权衡。多个用户，多个中继和多个天线上的高和低SNR制度的关键性能指标的影响进行了研究，以揭示新的光功率和带宽的要求，通过使用这种实际的中继合作技术的可能减少。我们的研究结果表明，由分布式中继波束成形技术支持的点对点编码多用户网络产生增强的能量效率和频谱效率，并且具有适当的信令和足够的天线自由度，可以实现渐进最优的功率-带宽折衷，具有最佳可能性（即，如在割集边界中）$K^{-1}$的能量缩放以及对于大量中继终端在任何SNR下的最佳可能频谱效率斜率。
2007-02-02 cs.IT math.IT
The Diversity Multiplexing Tradeoff of the MIMO Half-Duplex Relay Channel
三节点、多输入、多输出（MIMO）、准静态、瑞利衰落、半双工中继信道的基本分集复用折衷针对每个节点处的任意数量的天线来表征，并且其中允许中继的机会调度（或动态操作），即，中继器可以在依赖于信道的时间在接收和发送模式之间切换。在这种最一般的情况下，分集复用权衡的特点是一个简单的，两个变量的优化问题的解决方案。这个问题，然后解决在封闭形式的特殊类别的信道定义的天线在三个节点的数量上的某些限制。这里开发的关键数学工具，使明确表征的多样性复用权衡是三个相互关联的随机Wishart矩阵的联合特征值分布。以前，没有实际表征分集复用权衡，Yuksel和Erkip基于Cover和El Gamal的经典压缩和转发方案的动态压缩和转发（DCF）协议的权衡度量的最优性被示出。然而，该方案需要中继站处的全局信道状态信息（CSI）。在这项工作中，所谓的量化映射和前向（QMF）编码方案由于Avestimehr { \em et} { \em al}被采用作为可重复性方案，具有附加的好处，它实现了最佳的权衡，只有知识的（信道相关的）切换时间在中继节点。此外，在特殊类的MIMO半双工中继信道中，即使没有这些知识，也可以实现最佳折衷。这样的结果是以前已知的，只有半双工中继信道在每个节点处的单个天线，也通过QMF方案。
2011-06-30 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
Diversity Multiplexing Tradeoff of the Half-duplex Slow Fading Multiple Access Channel based on Generalized Quantize-and-Forward Scheme
研究了半双工慢衰落多址接入中继信道（HD-MARC）下广义量化转发（GQF）中继方案的分集复用折衷（DMT）问题。压缩和转发（CF）方案已被证明，以实现最佳的DMT时，中继的目的地链路的信道状态信息（CSI）是在中继。然而，由于无线系统的实际考虑，在中继处具有中继-目的地链路的CSI并不总是可能的。相比之下，在这项工作中，DMT的GQF方案推导没有中继目的地链路CSI在中继。它示出，即使没有知识的中继目的地CSI，GQF计划实现相同的DMT，实现CF计划与CSI的全部知识。
2014-06-20 cs.IT math.IT
MIMO Two-way Relay Channel: Diversity-Multiplexing Tradeoff Analysis
考虑了多跳双向中继信道，其中所有终端都配备有多个天线。假设独立的准静态瑞利衰落信道和信道状态信息可在接收机，我们表征的最佳分集复用增益权衡（DMT）曲线的全双工中继终端。它示出的最佳DMT可以通过压缩和转发类型的中继策略，其中中继量化其接收到的信号，并发送相应的信道码字。值得注意的是，利用该传输协议，在相反方向上的两个传输可以同时实现它们各自的单用户最优DMT性能，尽管它们对彼此造成干扰。基于该方案在双向中继信道下的最优性，提出了一种新的适用于单向多跳MIMO中继信道的动态压缩转发（DCF）协议，并证明了该方案具有最优的DMT性能.
2008-12-18 cs.IT math.IT
On the Capacity and Diversity-Multiplexing Tradeoff of the Two-Way Relay Channel
本文研究了多输入多输出（MIMO）双向中继信道，其中两个节点希望使用多个中继来交换数据。当每个中继采用放大转发策略时，提出了一种迭代算法来获得最优的可达速率区域。迭代算法在每一步都解决了功率最小化问题，但受到最小信号干扰噪声比约束，该问题是非凸的，然而，对于该问题，Karush Kuhn Tuker条件足以保证最优性。最优AF策略假设每个中继站具有全局信道状态信息（CSI）。为了简化CSI要求，还提出了一种简单的放大和转发策略，称为双信道匹配，其仅需要本地信道状态信息，并且其可达到的速率区域接近于最优AF策略的速率区域。在大量中继的渐近制度，我们表明，可实现的双信道匹配的速率区域和上限不同的只有一个常数项，并建立容量的双向中继信道的缩放定律。中继策略实现最佳的分集复用权衡也被认为是一个单一的中继节点。的压缩和转发策略被证明是最佳的实现分集复用的全双工情况下，在一般情况下，在某些情况下，半双工的情况下，权衡。
2008-10-21 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
On the Diversity-Multiplexing Tradeoff in Multiple-Relay Network
本文研究了多中继网络的建立，其中$K$半双工多天线中继协助一个/多个多天线发射机和多天线接收机之间的传输。每两个节点被假定为连接通过准静态瑞利衰落信道，或断开。本文提出了一种基于放大转发中继的新方案，我们称之为\textit{random sequential}（RS）。我们证明了对于一般的多天线多中继网络，所提出的方案实现了最大的分集增益。此外，我们推导出一般单天线多中继网络的建议RS方案的分集复用权衡（DMT）。结果表明，对于单天线两跳多址多中继（$K>1$）网络（发射机和接收机之间没有直接链路），所提出的RS方案实现了最佳DMT。然而，对于多址单中继设置的情况下，我们表明，RS方案减少到天真的放大和转发中继，并不是最佳的DMT方面，而动态解码和转发方案被证明是最佳的这种情况下。
2008-06-08 cs.IT math.IT
Diversity-Multiplexing Tradeoff for the MIMO Static Half-Duplex Relay
在这项工作中，我们研究了多天线（MIMO）静态半双工中继信道的分集复用折衷（DMT）。在一定的假设下，推导出DMT上界的一般表达式，该上界可以通过中继处的压缩转发协议来实现。DMT表达式一般作为最小化问题的解给出，并且当中继信道关于天线数目对称时，即源和目的地每个具有n个天线，并且中继具有m个天线时，找到了显式表达式。观察到，当中继具有单个天线时，静态半双工DMT与全双工DMT匹配，并且当中继具有多个天线时，静态半双工DMT严格低于全双工DMT。此外，上界的推导涉及到球面积分（即关于酉群U（n）上Haar测度的积分）的新的渐近研究，这本身就是一个数学兴趣的话题。
2009-11-08 cs.IT math.IT
Diversity-Multiplexing Tradeoff in Multi-Antenna Multi-Relay Networks: Improvements and Some Optimality Results
本文研究的好处放大转发（AF）中继在多天线无线网络的设置。随机顺序（RS）中继的概念以前在文献中介绍，并表明，它实现了最大的分集增益在一般的多天线网络。在这里，我们表明，随机酉矩阵乘法在中继节点授权RS计划，以实现更好的分集复用权衡（DMT）相比，传统的AF中继。首先，我们研究了多天线全双工单中继两跳网络的情况下，我们表明，RS达到最佳DMT。应用这一结果，我们得到了一个新的可实现的DMT的情况下，多天线半双工并行中继网络。有趣的是，事实证明，RS方案的DMT对于多天线两个并行非干扰半双工中继的情况是最佳的。接下来，我们表明，随机酉矩阵乘法也提高了DMT的非正交AF中继方案的情况下，多天线单中继信道。最后，我们研究了一般情况下的多天线全双工中继网络，并推导出一个新的下界的DMT使用RS计划。
2009-12-20 cs.IT math.IT
Diversity-Multiplexing Tradeoff for the Interference Channel with a Relay
本文研究了带中继的慢衰落干扰信道下的分集复用折衷问题。我们推导出DMT区域上的四个内界：第一个是基于压缩转发（CF）中继方案，第二个是基于解码转发（DF）中继方案，最后两个界是基于半双工（HD）和全双工（FD）放大转发（AF）方案。对于CF和DF方案，我们找到了信道参数和复用增益的条件，在此条件下，相应的内界达到最佳DMT区域。我们还确定的情况下，在该DMT区域的ICR对应于两个并行的慢衰落中继信道，这意味着干扰不会降低DMT为每对，并且一个单一的中继可以是DMT最佳的两对同时。对于HD-AF方案，我们推导出信道系数的条件下，该方案实现了最佳DMT的AF为基础的中继信道。最后，我们确定的条件下，添加一个中继严格扩大DMT区域相对于没有中继的干扰信道。
2014-12-15 cs.IT math.IT
Diversity-Multiplexing Tradeoff of Network Coding with Bidirectional Random Relaying
本文提出了一种基于双向随机中继集的分集复用折衷（DMT）算法，其中所有节点的分布是一个平稳的泊松点过程。这是DMT的非平凡扩展，因为它需要考虑中继节点的合作（或缺乏合作）、业务模式以及前向和反向业务方向之间的时间分配。然后，我们使用这种权衡比较传统的时分多跳（TDMH）和网络编码（NC）的DMT。我们的主要结果是推导出的DMT为TDMH和NC。令人惊讶的是，这表明，如果中继节点协作，则NC并不总是具有比TDMH更好的DMT，因为难以同时实现两个源节点的双向发射分集。事实上，对于某些业务模式，由于前向和反向传输方向之间的次优时间分配，NC可能具有更差的DMT。
2009-09-25 cs.IT math.IT
Diversity-Multiplexing Tradeoff of Cooperative Communication with Linear Network Coded Relays
为了减轻无线传输中衰落带来的不利影响，同时获得高吞吐量和更好的频谱效率，网络编码和协作通信受到了研究界的广泛关注。在这项工作中，我们分析了网络编码方案的合作通信设置与多个源和目的地。该协议实现了充分的多样性秩序在一个稍微减少的复用率相比，现有的计划在文献中的代价。我们表明，我们的计划优于传统的合作方面的多样性复用的权衡。
2010-03-26 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
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
On Outage Probability and Diversity-Multiplexing Tradeoff in MIMO Relay Channels
研究了源端和目的端均采用多天线而中继站采用单天线的MIMO中继信道的衰落特性。得到了独立同分布下系统中断概率的紧致闭式表达式。和相关瑞利衰落链路。低中断近似推导，揭示了一些见解，包括相关性的影响，天线的数量，中继噪声和中继协议。相关性的影响被证明是可以忽略不计的，除非信道变得几乎完全相关。量化了中继衰落信道相对于AWGN信道的信噪比损失。SNR-渐近分集复用权衡（DMT）得到了广泛的一类衰落分布，包括，作为特殊情况下，瑞利，赖斯，Nakagami，威布尔，这可能是不相同的，空间相关和/或非零均值。DMT被示出为不依赖于一个特定的衰落分布，而是在其多项式行为接近零，并且是相同的简单的“放大和转发”协议和更复杂的“解码和转发”一个容量实现代码，即在中继的全部处理能力并不有助于提高DMT。然而，SNR渐近DMT和有限SNR中断性能之间存在显著差异：虽然前者不会通过在任一侧使用额外的天线来改善，但后者可以显著改善，特别是，可以权衡额外的天线以获得中继的全部处理能力。将结果推广到具有选择中继的多中继信道，并识别出典型的中断事件。
2011-02-25 cs.IT math.IT
Distributed Transmit Diversity in Relay Networks
我们分析衰落中继网络，其中一个单天线的源-目的地终端对通信通过一组半双工单天线中继使用两跳协议，在中继级的线性处理。一个家庭的中继方案，实现了整个最佳的分集复用（DM）的折衷曲线。作为我们的分析的副产品，它遵循的延迟分集和相位滚动在中继级相对于整个DM权衡曲线是最佳的，提供的延迟和调制频率，分别选择适当的。
2007-05-24 cs.IT math.IT
End-to-End Joint Antenna Selection Strategy and Distributed Compress and Forward Strategy for Relay Channels
多跳中继信道使用多个中继级，每个中继级具有多个中继节点，以促进源和目的地之间的通信。以前，分布式空时码被提出来最大化可实现的分集复用折衷，然而，它们未能实现最佳分集复用折衷的所有点。在存在从目的地到每个中继级和源的低速率反馈链路的情况下，本文提出了一种端到端天线选择（EEAS）策略作为分布式空时码的替代方案。EEAS策略使用每个中继级的天线子集将源信号传输到目的地，并在每个中继级进行放大和转发。选择子集使得它们最大化目的地处的端到端互信息。EEAS策略实现了最佳分集复用折衷（对应于最大分集增益和最大复用增益）的角点，并且在复用增益的中间值处实现了更好的分集增益，而不是最佳已知的分布式空时编码策略。提出了一种分布式压缩转发策略，实现了多中继节点的两跳中继信道的最优分集复用折衷。
2009-05-13 cs.IT math.IT
When are dynamic relaying strategies necessary in half-duplex wireless networks?
我们研究一个简单的问题：在半双工无线中继网络中，动态中继策略在优化分集复用折衷（DMT）中什么时候是必不可少的？这是由两个明显的对比结果所激发的，即使对于简单的3节点网络，具有单个半双工中继。当假设所有信道都是i.i.d.衰落，其中中继器侦听一半时间并且发送一半时间的静态调度与量化映射前向（QMF）中继相结合以实现全双工性能是已知的。然而，当源和目的地之间没有直接链路时，需要动态解码转发（DDF）策略来实现最佳折衷。在这种情况下，静态调度是严格次优的，并且最优折衷比全双工性能差得多。在本文中，我们研究的一般情况下，直接链接既不强，也不完全不存在的其他链接，并确定制度的动态时间表是必要的，那些静态时间表是足够的。我们确定4个定性不同的制度，为单一的中继信道之间的权衡多样性和复用是显着不同的。我们表明，在所有这些制度的上述两种策略之一是足以实现最佳的权衡，通过开发一个新的上限的最佳可实现的权衡信道状态信息下，仅在接收机。下一个自然的问题是，这两种策略是否足以实现更一般的半双工无线网络的DMT。我们提出了一个泛化的两个现有的计划，通过一个动态QMF（DQMF）的策略，中继监听一小部分时间取决于收到的CSI，但不足以解码。我们表明，这样的DQMF策略是需要实现最佳DMT在一个并行信道中有两个继电器。
2015-01-30 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
Diversity-Multiplexing Tradeoff in the Multiaccess Relay Channel with Finite Block Length
利用Zheng-Tse分集复用折衷（DMT）方法，对准静态衰落条件下的多址中继信道（MARC）的动态解码转发（DDF）协议和混合DDF和放大转发（HMF）协议进行了分析。我们假设有两个用户，一个半双工中继，和一个共同的目的地，每个都配备了单天线。对于瑞利衰落，DDF协议是众所周知的，并且已经在具有无限块长度的DMT方面进行了分析。通过仔细处理特定于有限块长度的属性，我们描述了有限块长度DMT，它考虑到了这样一个事实，即当块长度是有限的时，在中继器处的解码错误的事件导致错误性能的下降。此外，我们考虑的情况下，目的地没有一个先验知识的中继决策时间，中继开关从监听发送。通过引入一个决策拒绝准则，使中继转发消息时，它的决定是可靠的，和广义似然比测试（GLRT）在目的地联合解码的中继决策时间和信息消息，我们的分析表明，最佳DMT是可以实现的，如果没有解码错误的中继和中继决策时间是已知的目的地。因此，对于DDF来说，不需要无限的块长度和用于传送决策时间的额外开销来实现最优DMT。为了进一步改进DMT，我们提出了HSPIRE协议，它通过明智地选择使用哪种协议来利用DDF和放大转发协议。我们的研究结果表明，在DMT的角度来看，Hestival协议优于原来的DDF。最后，设计了一种具有较低实现复杂度而不牺牲DMT性能的HASTERN协议的变体。
2011-03-18 cs.IT math.IT
Multi-Antenna Cooperative Wireless Systems: A Diversity-Multiplexing Tradeoff Perspective
我们考虑一个一般的多天线网络，多个源，多个目的地和多个中继的分集复用权衡（DMT）。我们研究几个子情况下，考虑到处理能力的中继（半双工或全双工），和网络的几何形状（集群或非集群），这个最普遍的问题。我们首先研究了多天线中继信道与全双工中继了解直接链路中增加的自由度的影响。我们发现DMT上界，并调查可实现的性能解码和转发（DF），压缩和转发（CF）协议。我们的研究结果表明，虽然DF是DMT最佳时，所有终端都有一个天线，它可能无法保持其良好的性能时，自由度在直接链路中增加，而CF继续执行最佳。我们还研究了半双工中继的多天线中继信道。我们表明，半双工DMT的行为可以显着不同的全双工的情况下。我们发现，CF是DMT最佳的半双工中继，以及，是第一个已知的协议，以实现半双工中继DMT。我们接下来研究多址中继信道（MARC）DMT。最后，我们研究了一个系统，一个单一的源-目的地对和多个中继，每个节点有一个天线，并表明，即使在理想化的假设全双工中继和集群网络，这个虚拟的多输入多输出（MIMO）系统永远不能完全模仿一个真正的MIMO DMT。对于具有多个源和多个目的地的合作系统，同样的限制仍然有效。
2007-07-22 cs.IT math.IT
Generalized Diversity-Multiplexing Tradeoff of Half-Duplex Relay Networks
分集复用权衡已被广泛研究，以量化的错误和速率性能方面的不同中继策略的好处。然而，即使在一个单一的半双工继电器的情况下，这似乎充分的特点，影响并不清楚。当假设系统中的所有信道都是独立且相同的衰落时，已知中继侦听通信总持续时间的一半并发送与量化映射和转发中继（静态QMF）相结合的第二半的固定调度来实现全双工性能[1]。然而，当源和目的地之间没有直接链路时，需要动态解码转发（DDF）策略[2]。我们不清楚这两个结论中的哪一个会适用于一个不那么理想化的设置，在这个设置中，直接联系既不可能像其他联系那样强，也不可能完全不存在。在本文中，我们提供了一个广义的分集复用权衡的半双工中继信道，占不同的信道强度和恢复两个早期的结果作为两个特殊情况。我们表明，这两种策略是足够的，以实现跨所有信道配置的分集复用的权衡，通过表征最好的可实现的权衡时，信道状态信息（CSI）是唯一可用的接收机（CSIR）。然而，对于一般的中继网络，我们表明，这两个计划通过一个动态QMF策略的泛化需要达到最佳性能。
2013-05-15 cs.IT math.IT
Relay Selection for Wireless Communications Against Eavesdropping: A Security-Reliability Tradeoff Perspective
本文从安全性-可靠性权衡（SRT）的角度研究了在存在窃听者的情况下，保密编码辅助的从源到目的的无线通信。明确地说，在窃听者所经历的拦截概率方面的安全性进行量化，而在目的地遇到的中断概率被用来衡量传输的可靠性。我们描述了传统的直接传输从源到目的地的SRT，并表明，如果中断概率增加，拦截概率降低，反之亦然。我们首先证明，就业的中继节点协助源-目的地传输是能够抵御窃听，其次是量化的好处，单中继选择（SRS）以及多中继选择（MRS）计划。更具体地，在SRS方案中，仅选择单个“最佳”中继来将源信号转发到目的地，而MRS方案允许多个中继参与该过程。结果表明，SRS和MRS方案都比传统的直接传输实现了更好的SRT，特别是在增加中继数量时。数值结果还表明，正如预期的那样，MRS优于SRS的SRT。此外，我们还提出了无线中继辅助物理层安全的一些开放挑战和未来方向。
2015-09-03 cs.CR cs.IT math.IT
Statistical Delay Tradeoffs in Buffer-Aided Two-Hop Wireless Communication Systems
本文分析了统计延迟约束对两跳无线通信链路可达速率的影响，其中源和目的地之间的通信是通过一个缓冲器辅助的中继节点来完成的。假设源节点和目的节点之间没有直接的链路，缓冲区辅助中继采用解码转发的方式将信息转发到目的节点。给定由最大延迟和延迟违反概率指定的统计延迟约束，确定任意两个级联队列上施加的统计延迟约束之间的权衡。有了这个特性，最大的恒定到达率，可以支持这个两跳链路通过确定作为一个函数的统计延迟约束，信号噪声比（SNR）在源和中继，和衰落分布的链路的有效容量。结果表明，在源节点和中继节点的缓冲区的非对称统计延迟约束可以提高可达速率。总体而言，统计延迟权衡可实现的吞吐量的影响。
2016-03-23 cs.IT math.IT
On the Achievable Diversity-Multiplexing Tradeoffs in Half-Duplex Cooperative Channels
在本文中，我们提出了新的合作传输协议的延迟有限的相干衰落信道组成的N（半双工和单天线）的合作伙伴和一个小区站点。在我们的工作中，我们区分中继，合作广播（下行链路），合作多址（上行链路）信道。对于中继信道，我们研究了两类合作方案，即放大和转发（AF）协议和解码和转发（DF）协议。对于第一类，我们建立了一个上限上实现的分集复用的权衡与一个单一的中继。然后，我们构建了一个新的AF协议，达到这个上限。该算法扩展到一般情况下，N-1中继，它被证明优于空时编码协议的Laneman和Warenell，而不需要解码/编码的中继。对于这类DF协议，我们提出了一种动态解码转发（DDF）协议，该协议在复用增益0 < r < 1/N的情况下实现了最优折衷。此外，与一个单一的中继，DDF协议示出占主导地位的AF协议的所有复用增益的类。DDF协议的优越性在协作广播信道中表现得更为明显。这种情况是相反的合作多址信道，我们提出了一个新的AF协议，实现了所有复用增益的最佳权衡。在这三种情况下，所提出的协议的一个显著特征是它们不依赖于正交子空间，从而允许更有效地利用资源。事实上，使用我们的研究结果可以说，以前提出的协议的次优源于他们使用的正交子空间，而不是半双工约束。
2005-06-07 cs.IT math.IT
On the Relay-Fallback Tradeoff in Millimeter Wave Wireless System
毫米波（mmWave）通信系统是未来无线网络中支持极高数据率服务的有希望的候选者。毫米波通信表现出高穿透损耗（阻塞），并且需要定向传输来补偿严重的信道衰减和高噪声功率。当发生阻塞时，至少有两个简单的突出选项：1）切换到传统的微波频率（回退选项）和2）使用替代的非阻塞路径（中继选项）。然而，目前尚不清楚在哪些条件和网络参数下，一种选择比另一种更好。为了研究这两个选项的性能，本文提出了一种新的阻塞模型，允许推导出最大可实现的吞吐量和延迟性能的两个选项。提供了一个简单的标准来决定在何种网络条件下应采取何种方案。通过全面的性能分析，它表明，正确的选择取决于负载大小，波束训练开销，和阻塞概率。对于流量较小且直接链路阻塞概率较低的网络，回退选项是吞吐量和延迟最优的。对于具有高流量需求和半静态拓扑（低波束训练开销）的网络，中继选项是优选的。
2016-02-03 cs.IT math.IT
Diversity-Multiplexing Tradeoff of Asynchronous Cooperative Diversity in Wireless Networks
中继节点的同步是无线网络中利用协作分集的一个重要而关键的问题。本文提出了两种异步协作分集方案，即分布式延迟分集和异步空时编码协作分集方案。在整体分集复用（DM）的权衡功能方面，我们表明，提出的独立编码的分布式延迟分集和异步空时编码的合作分集方案实现了相同的性能同步空时编码的方法，需要一个准确的符号级定时同步，以确保从不同的中继节点到达目的地的信号是完美的同步。这表明，即使在中继节点之间存在竞争的情况下，也能保持分集阶数。此外，当所有中继节点都成功解码源信息时，异步空时编码方法能够实现比同步方案更好的DM权衡，并且就DM权衡而言，与通过并行衰落信道传输信息等效。我们的研究结果表明，充分利用空时自由度在多天线系统中采用异步空时码，即使在频率平坦衰落信道的好处。此外，它示出异步空时编码系统能够实现更高的互信息比同步空时编码系统的任何有限的信号噪声比（SNR）时，适当地选择基带波形。
2007-08-08 cs.IT math.IT
End-to-end delay in two hop relay MANETs with limited buffer
尽管已有大量的文献致力于研究两跳中继（2HR）移动自组网的时延性能，但这些文献通常假设每个节点的缓存容量是无限的，因此这些研究并不适用于实际的具有有限缓存的移动自组网，因而可能无法反映实际的时延性能。为了解决这个问题，在本文中，我们探讨了数据包端到端的延迟在2HR移动自组网中，每个节点都配备了一个有界和共享的中继缓冲区存储和转发所有其他流的数据包。该算法通过调整各节点的传输范围，采用基于组的调度策略避免同时传输之间的干扰，同时在2HR路由算法中加入握手机制，避免数据包丢失。借助马尔可夫链理论和阻塞理论，我们建立了一个新的框架来描述数据包的传输过程，并得到了任意外生数据包输入速率下的中继缓冲区阻塞概率（RBP）。基于RBP，我们可以计算分组在源节点的排队延迟和发送延迟，并进一步推导出端到端的延迟在这样一个有限的缓冲区的移动自组网。
2015-09-23 cs.IT cs.NI cs.PF
D-MG Tradeoff and Optimal Codes for a Class of AF and DF Cooperative Communication Protocols
我们考虑协作中继通信在衰落信道环境下的正交放大和转发（OAF）和正交和非正交选择解码和转发（OSDF和NSDF）协议。对于所有这些协议，我们计算分集复用增益权衡（DMT）。我们构造DMT最佳码的协议，这是球解码，在某些情况下，产生尽可能小的延迟。我们的研究结果表明，DMT的OAF协议是相同的DMT的非正交放大和转发（NAF）协议。考虑了NSDF协议的两种变体：固定NSDF和可变NSDF协议。在可变NSDF协议中，允许源单独发送的持续时间的一部分随通信速率而变化。在静态放大和转发和解码和转发协议的类中，可变NSDF协议被证明具有最好的已知DMT除了两个中继的情况下，对于任何数量的中继。当有两个中继时，可变NSDF协议被示出为改善DMT的最佳先前已知的协议的复用增益的更高的值。我们的研究结果还建立了固定的NSDF协议有一个更好的DMT比NAF协议的任何数量的中继。最后，我们提出了一个DMT的最佳编码结构的NAF协议。
2006-11-30 cs.IT math.IT
D-MG Tradeoff of DF and AF Relaying Protocols over Asynchronous PAM Cooperative Networks
针对非正交选择解码转发（NSDF）、正交选择解码转发（OSDF）、非正交放大转发（NAF）和正交放大转发（OAF）等中继协议，研究了一般两跳异步协作网络的分集复用折衷。假设发射机节点异步发送脉冲幅度调制（PAM）信号，其中信息符号由成形波形线性调制以发送到目的地。我们考虑两种不同的情况下，在时域中的整形波形的长度。在理论上的情况下，整形波形与无限时间的支持，它示出，双折射不影响DMT性能的系统和相同的DMT作为相应的同步网络获得所有上述协议。在有限长度成形波形的实际情况下，它示出了更好的分集增益可以实现在带宽扩展的代价。在解码和转发（DF）型协议中，异步网络在复用增益的整个范围内提供比相应同步网络更好的分集增益。在放大和转发（AF）类型的协议，异步网络提供相同的DMT的OAF协议下的相应的同步对应物，然而，更好的分集增益下NAF协议实现整个范围内的复用增益。具体地，在单中继异步网络中，NAF协议提供与2 { \times } 1多输入单输出（MISO）信道相同的DMT。
2011-02-18 cs.IT math.IT
Cache-Assisted Broadcast-Relay Wireless Networks: A Delivery-Time Cache-Memory Tradeoff
下一代通信系统的新兴趋势是为网络边缘提供附加能力，诸如以高速缓存形式的存储资源，以减少文件递送延迟。为了调查这方面，我们研究了一个中央基站，$M$缓存配备收发器和$K$接收器组成的缓存辅助广播中继无线网络的基本限制从延迟为中心的角度。我们使用归一化的传输时间（NDT）来捕获最坏情况下的文件请求模式的每比特延迟，相对于具有无限收发器缓存功能的参考无干扰系统进行归一化。目标是设计缓存放置和文件传输的方案，以最大限度地减少无损检测。为此，我们建立了一个新的逆和两种类型的可并行性计划适用于时变和不变的信道。第一种方案是用于任何$M$和$K$的通用一次性方案，其协同地利用多播（编码）缓存和分布式迫零机会。我们表明，所提出的一次性计划（i）获得收益归因于个人和集体收发器缓存（ii）是NDT最优的各种参数设置，特别是在较高的缓存大小。另一方面，第二种方案设计波束形成器以促进子空间干扰对准和在较低高速缓存大小下的迫零。利用这两种方案，我们能够表征为各种特殊情况下的$M$和$K$满足$K+M\leq 4$的最佳权衡之间的高速缓存存储和延迟。权衡表明，NDT是捕获系统延迟的首选，而不是常用的总和自由度（DoF）。事实上，我们的最佳权衡驳斥了流行的信念，增加缓存大小转化为增加可实现的总和自由度。
2018-03-11 cs.IT math.IT
The Age of Updates in a Simple Relay Network
在本文中，我们研究了一个系统，其中状态更新是由一个源，并在一个先来先服务（FCFS）的方式转发到监视器。我们考虑服务器有其他任务要完成的情况，一个简单的例子是中继另一个流的数据包。由于服务器需要休假，因此评估兴趣流的年龄过程变得复杂。通过利用特定的排队论工具，我们提供了一个封闭的形式的平均年龄为两个流，使我们能够优化生成速率的数据包属于每个流，以实现最小可能的平均年龄。所使用的工具可以进一步采用，以提供更一般的多跳场景的见解。数值结果证实了理论研究结果，并突出了两个流之间的相互作用。
2018-05-29 cs.IT math.IT
Nested Lattice Codes for Secure Bidirectional Relaying with Asymmetric Channel Gains
安全双向中继的基本问题涉及两个用户谁想要交换消息通过中间的“诚实，但好奇”中继节点。用户之间没有直接的链接，所有通信都必须通过中继节点进行。用户节点和中继之间的链路是具有高斯噪声的无线链路。要求用户的消息对中继保持安全。在以前的工作中，我们提出了基于嵌套格的编码方案，假设从两个用户节点到中继的信道增益是相同的。我们还分析了使用我们的编码方案进行安全可靠的消息交换的功率速率权衡。在本文中，我们扩展我们以前的工作的情况下，当信道增益不一定是相同的，并且已知的中继节点，但可能不对用户。我们表明，使用我们的计划，完美的保密性，可以得到只有某些值的信道增益，并分析在这些情况下的功率速率权衡。我们也对我们的强安全方案进行了类似的观察。
2015-06-06 cs.IT math.IT
Cooperative Multiplexing in a Half Duplex Relay Network: Performance and Constraints
以前的中继网络的工作主要集中在这种技术的多样性的好处。本文探讨了在中继网络中获得复用增益的可能性，同时保留分集增益。具体地，考虑其中单个源节点配备有一个天线并且目的地配备有两个天线的网络。它示出，在某些情况下，通过添加一个中继与两个天线，并使用一个连续的中继协议，分集复用的折衷性能的网络可以由一个2 × 2 MIMO信道的下界，当解码和转发协议应用在中继。提出了一种分布式D-BLAST结构，采用并行信道编码来实现这一折衷。一个空时编码策略，它可以带来一个以上的最大复用增益，也推导出这种情况下。如将要示出的，虽然这种空时编码策略利用最大分集来获得小的复用增益，但是所提出的连续中继方案为更高的数据率传输提供了显著的性能优势。除了这里显示的具体结果，这些想法开辟了一个新的方向，利用无线中继网络的好处。
2007-09-29 cs.IT math.IT
Cooperative Multiplexing: Toward Higher Spectral Efficiency in Multi-antenna Relay Networks
以前关于合作通信的工作主要集中在这种技术的多样性好处上。相反，本文认为，合作通信的复用的好处。首先，对多天线中继网络中传输速率和中断概率之间的基本权衡给出了新的解释。因此，在全双工多天线中继网络中，可以在任何有限的SNR下获得复用增益。因此，中继不仅可以提供更强的链路可靠性，而且还可以提供更高的频谱效率。具体来说，解码和转发协议的应用和网络，有一个源，一个目的地，和多个中继被认为是。在中继，它捕获网络的大规模衰落特性的接收功率增益，也被认为是。结果表明，这种功率增益可以显着影响系统的分集复用权衡任何有限的SNR值。提出了几种中继协议，并示出提供几乎相同的中断概率，如果在源和中继（S）的发射天线是共处一地，给定一定的SNR和接收功率增益在中继。因此，如果目的地具有比源更多的天线，则可以获得比直接链路更高的复用增益。文中的分析对任意信道衰落统计都是有效的。这些结果指出了中继网络作为提供更高频谱效率的手段的观点，而不仅仅是链路可靠性。
2009-03-13 cs.IT math.IT
Fundamental Limits of Bistatic Integrated Sensing and Communications over Memoryless Relay Channels
Hangzhou Dianzi University（杭州电子科技大学）；Zhejiang University（浙江大学）；University of Newcastle（纽卡斯尔大学）；The Ohio State University（俄亥俄州立大学）
本文研究了双工集成感知与通信在无记忆中继信道中的基本限制，提出混合-部分解码-压缩转发方案，通过容量-失真函数分析通信与感知的权衡，并展示了集成设计的优势。
2026-03-04 cs.IT math.IT
Multi-hop Cooperative Wireless Networks: Diversity Multiplexing Tradeoff and Optimal Code Design
我们考虑单源单汇（ss-ss）多跳网络，慢衰落链路和单天线半双工中继。我们确定了两个家庭的网络，是多跳概括的两跳网络：K-并行路径（KPP）网络和分层网络。KPP网络可以被视为K条节点不相交的并行中继路径的联合，每条路径的长度都大于1。然后，将KPP网络推广到允许路径之间的干扰的KPP（I）网络和拥有从源到宿的直接链路的KPP（D）网络。我们完全刻画了K > 3时这些网络族的DMT。分层网络是由中继层组成的网络，其边缘仅存在于同一层内或相邻层之间。我们证明了一个线性DMT之间的最大分集d_{max}和最大复用增益为1是完全连接的分层网络。如果层数小于4，则这被示出为等于最优DMT。对于多天线KPP和分层网络，我们提供了一个可实现的DMT区域。对于任意ss-ss单天线定向无环全双工网络，我们证明了最大分集和最大复用增益之间的线性折衷是可以实现的。本文中的所有协议都是显式的，并且仅使用放大转发（AF）中继。我们还构造了基于循环划分代数的短块长度码，实现了所有建议方案的最佳DMT。两个关键的影响，在该文件中的结果是，半双工约束不需要任何速率损失的一大类网络，简单的AF协议往往足以达到最佳DMT。
2008-02-13 cs.IT math.IT
Distributed Space Time Codes for the Amplify-and-Forward Multiple-Access Relay Channel
在这项工作中，我们提出了一个家庭的空时分组码的多址放大转发中继信道与两个用户和一个单一的半双工中继的建设。假设在发射机处没有信道侧信息，并且不允许它们一起协作。使用分集复用权衡作为评估性能的工具，我们证明了所提出的方案是在一定意义上的最优。此外，我们提供的数值结果表明，新的方案优于正交传输方案，e。G.分时并提供显着的收益。
2008-04-09 cs.IT math.IT
Multi-user lattice coding for the multiple-access relay channel
本文研究了多天线多址接入中继信道（MARC），在该信道中，多个用户在中继的帮助下向一个共同的目的地发送消息。在各种MARC环境中，动态解码转发（DDF）协议由于其出色的速率性能而非常有用。然而，由于缺乏良好的结构化码书，DDF在MARC中的实际应用受到了很大的限制。本文提出了两类结构化MARC码：1）一对一中继映射辅助多用户格型编码（O-MLC）和2）模和中继映射辅助多用户格型编码（MS-MLC）。前者享有更好的速率性能，而后者提供了更大的灵活性，以权衡中继映射器的复杂性和速率性能。它示出，为了接近的速率性能可实现的非结构化码本与最大似然解码，它是至关重要的是使用一个新的K级陪集解码器的结构化O-MLC，而不是在以前的作品中提出的一级解码器。然而，如果仅用一级解码器来解码O-MLC，则在高信噪比机制下仍然可以实现最佳DDF分集复用增益折衷。对于MS-MLC，通过增加模和中继映射器的复杂度，其速率性能可以接近O-MLC。最后，对于O-MLC和MS-MLC的实际实现，设计了具有线性映射器的实用短长度格码，这有助于高效的格解码。仿真结果表明，所提出的编码方案优于现有的计划在中断概率在各种信道设置。
2013-01-05 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
Two-Way Relay Channels: Error Exponents and Resource Allocation
在双向中继网络中，两个终端在中继的帮助下通过共享的无线半双工信道交换信息。由于其基本和实际的重要性，人们对这一渠道的兴趣越来越大。然而，令人惊讶的是，几乎没有工作的特点之间的基本权衡的通信可靠性和传输速率在所有的信号-噪声比。在本文中，我们考虑放大和转发（AF）的双向中继，由于其简单。我们首先推导出每个方向上链路的随机编码误差指数。从指数表达式中，推导出各链路的容量和截止速率。然后，我们提出了瓶颈误差指数的概念，这是两个链路之间的最坏的指数衰减，让我们深入了解两个终端的速率对和信息交换可靠性之间的根本权衡。作为误差指数分析的应用，我们提出了两个最优的资源分配，以最大限度地提高瓶颈误差指数：i）最优速率分配下的总速率约束和其封闭形式的准最优解，只需要每个链路的容量和截止速率的知识;和ii）最优功率分配下的总功率约束，这是制定为一个准凸优化问题。数值结果验证了我们的分析和最佳速率和功率分配的有效性，在最大限度地提高瓶颈错误指数。
2009-02-24 cs.IT math.IT
Joint Uplink and Downlink Relay Selection in Cooperative Cellular Networks
本文研究了协作蜂窝网络中的中继选择技术，其中用户终端充当移动中继，以帮助基站（BS）和移动台（MS）之间的通信。本文提出了一种新的中继选择方案，称为联合上行链路和下行链路中继选择（JUDRS）。具体来说，我们概括了JUDRS在两个关键方面：（i）中继联合选择上行链路和下行链路，使中继选择开销可以减少，（ii）我们考虑到最小化加权总的能量消耗MS，中继和BS通过考虑信道质量和业务负载条件的上行链路和下行链路。从信息论的角度分析了分集-复用的折衷关系，结果表明该方案在网络中协作终端的数量上实现了全空间分集。数值结果表明，与已有的最佳差信道选择算法和最佳谐波均值选择算法相比，该算法具有显著的能量效率增益。
2010-09-01 cs.IT math.IT
Delay-Energy lower bound on Two-Way Relay Wireless Network Coding
网络编码是一种新颖的解决方案，它通过代数运算混合业务流，显著提高无线网络的吞吐量和能量消耗。在传统的网络编码方案中，数据包在传输之前必须等待来自其他源的数据包被编码。等待和编码方案将自然地导致在有限缓冲器中的分组丢失率。我们将提出增强型网络编码（ENC），在连续时域中的ONC的扩展。在ENC中，中继发送编码和未编码的分组以减少延迟。作为交换，在传输未编码的分组时消耗更多的能量。ENC是一种在给定能量约束下实现最小平均时延和零丢包率的实用算法。建立了一般更新过程排队的ENC系统模型。特别是，我们将表明，平均延迟和能量之间存在一个基本的权衡。我们还将给出这个折衷曲线的下限的分析结果，这可以通过ENC来实现。
2014-01-24 cs.IT cs.NI math.IT
Energy-Efficient Relay Selection and Optimal Relay Location in Cooperative Cellular Networks with Asymmetric Traffic
由于用户终端的电池功率有限，能量有效的通信是移动中继网络的重要要求。本文考虑了在非对称业务的协作蜂窝系统中通过选择移动中继来实现能量有效的中继方案。电池供电终端的每信息比特的总能量消耗，即，移动台（MS）和中继站之间的关系。在联合上行链路和下行链路中继选择（JUDRS）方案，我们提出了，中继，使总的能量消耗最小化。此外，能量有效的合作区域进行了研究，并找到了最佳中继位置的合作蜂窝系统与非对称业务。结果表明，MS中继和中继基站（BS）的信道有不同的影响中继选择决策的最佳能量效率。信息论分析的分集复用权衡（DMT）表明，该方案实现了全空间分集的合作终端在该网络中的数量。最后，数值结果进一步证实了显着的能量效率增益的算法相比，以前的最佳差信道选择和最佳谐波均值选择算法。
2010-09-01 cs.IT math.IT
A New Scaling Law on Throughput and Delay Performance of Wireless Mobile Relay Networks over Parallel Fading Channels
在本文中，利用中继缓冲区，我们提出了一个机会解码等待和转发中继方案的点对点通信系统与半包围中继网络，以更好地利用时间分集和中继移动性。例如，我们分析了密集中继网络中两种情况下的渐近吞吐量-延迟权衡：（1）固定中继与\textit{microscopic fading}信道（多径信道），以及（2）移动中继与\textit{macroscopic fading}信道（路径损耗）。在第一种情况下，所提出的方案可以更好地利用\textit{multi-relay diversity}，在这个意义上，与$K$固定中继和$\mathcal{O}(K)$的平均端到端分组延迟的成本，它可以实现相同的最佳渐近平均吞吐量与现有的设计（如常规解码和转发中继方案）与$K^2$固定中继。在第二种情况下，所提出的方案实现了最大的吞吐量的$Θ(\log K)$在$\mathcal{O}(K/q)$平均端到端的分组延迟的成本，其中$0<q\leq {1/2}$测量中继的移动性的速度。该系统吞吐量是现有中继移动性较低的设计所无法达到的，本文提出的中继方案可以更有效地利用中继的移动性。
2009-08-07 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
Cooperative Transmission in a Wireless Relay Network based on Flow Management
提出了一种通用多节点半双工无线中继网络的协作传输设计。假设节点以半双工模式操作，并且信道信息在节点处可用。所提出的设计涉及到解决一个凸流优化问题的图形模型的中继网络。在此基础上提出了一种更简单的广义链路选择协议。建议的流量优化协议和广义链路选择协议，以实现最佳的分集复用折衷（DMT）的中继网络。此外，仿真结果量化的差距所提出的协议的性能和最大流量最小切割类型的界限，中断概率。
2009-11-16 cs.IT math.IT
Optimal Control in Two-Hop Relay Routing
研究了时延容忍移动自组网中数据包传播的最优控制问题。我们考虑一个两跳转发策略下，预期数量的节点携带的数据包的副本服从线性动态。我们利用这一属性制定的线性二次最优控制，使我们能够获得封闭形式的表达式的最优控制的框架内的问题，并研究通过改变各种参数，定义的成本数值权衡。
2009-11-17 cs.IT cs.NI math.IT
Energy Efficient Cooperative Strategies for Relay-Assisted Downlink Cellular Systems, Part I: Theoretical Framework
考虑认知对多个中继辅助基站传输的下行蜂窝系统能量效率的影响。该问题的动机是中继辅助解决方案在移动网络中的实际重要性，例如LTE-A，其中中继之间的合作有望大大提高系统的能量效率。我们研究了在基站的功耗和中继节点的合作和认知水平之间的根本权衡。通过将相同的消息分发给多个中继站，基站消耗更多的功率，但它使中继站之间的合作，从而使中继站之间的传输到目的地的多用户认知信道。由于干扰管理和相干合并增益，中继之间的协作允许用于从中继向终端用户发送的功率的降低。这些增益甚至在部分或单向发射机协作的情况下也存在，这是在认知信道（诸如认知干扰信道和具有认知中继的干扰信道）中的情况。因此，我们解决的问题，确定在继电器的最佳合作水平，从而导致最小的总功耗时，占由于认知的功率降低。一个实际的设计实例和数值模拟在配套文件（第二部分）。
2013-03-29 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
Approximately universal optimality over several dynamic and non-dynamic cooperative diversity schemes for wireless networks
在这项工作中，我们明确地提供了有史以来第一个最佳的，相对于郑Tse分集复用增益（D-MG）的权衡，无线中继网络的合作分集方案。该计划是基于完美的空时码的变体，是最佳的任何数量的用户和所有统计对称（在某些情况下，不对称）的衰落分布。我们推断，相对于D-MG权衡，在中间中继和无限延迟的信道知识是不必要的。我们还表明，非动态选择解码和转发策略，非动态放大和转发，非动态接收和转发，动态放大和转发和动态接收和转发协作分集策略允许完全相同的D-MG的最佳性能。
2005-12-07 cs.IT math.IT
Cooperative Multiplexing in the Multiple Antenna Half Duplex Relay Channel
已经提出了终端之间的协作以提高无线通信的可靠性和吞吐量。虽然最近的工作已经表明，中继合作提供了增加的多样性，增加复用增益超过直接链路提供的，在很大程度上还没有探索。在这项工作中，我们表明，合作复用增益可以通过使用半双工中继实现。我们捕获终端之间的相对距离在高SNR分集复用权衡（DMT）框架。DMT性能的特点，然后为一个网络具有单天线半双工中继之间的单天线源和双天线的目的地。我们的研究结果表明，可实现的复用增益使用合作可以大于直接链路，是源和中继之间的相对距离的函数相比，目的地。此外，对于小于1的复用增益，中继监听1/3时间和发送2/3时间的简单方案可以实现2 × 2 MIMO DMT。
2009-01-15 cs.IT math.IT
Flow-optimized Cooperative Transmission for the Relay Channel
本文描述了一种在经典的三节点中继信道中实现半双工协作传输的方法。假设在节点的信道状态信息的可用性，该方法利用这些信息来优化不同的流通过直接链路从源到目的地和路径通过中继，分别。结果表明，这样的设计可以有效地利用中继信道的分集优势，在高速率和低速率的情况下。当速率要求较低时，所提出的设计给出了接近全双工中继的二阶中断分集性能。当速率要求变得渐近大时，该设计仍然给出了接近二阶的中断分集性能。该设计还实现了中继信道可能的最佳分集复用折衷。在衰落中继信道上采用最优长期功率控制，该设计实现了延迟受限的速率性能，在低（高）速率情况下，其性能仅比加性白高斯信道的容量性能差3.0dB（5.4dB）。
2007-09-14 cs.IT math.IT
