Outage Capacity of Bursty Amplify-and-Forward with Incremental Relaying
我们推导出中断容量的突发版本的放大转发（BAF）协议的小信号噪声比时，使用增量中继。我们表明，BAF的中断容量和割集界之间的比率是独立的中继位置和BAF是中断最优的目标速率R的某些条件下。这是相反的解码和转发与增量中继，中继位置强烈地决定了合作协议的性能。我们进一步推导出了由任意数量的中继节点组成的网络的中断容量。在这种情况下，中继器在整个传输块的后续分区中进行传输，并且目的地累积信噪比，直到它能够解码。
2010-01-13 cs.IT math.IT
On the Secrecy Outage Capacity of Physical Layer Security in Large-Scale MIMO Relaying Systems with Imperfect CSI
研究了大规模多输入多输出（LS-MIMO）中继系统的物理层安全问题。LS-MIMO中继系统的优势被用来提高无线安全性和频谱效率。特别是，短拦截距离引起的挑战性问题得到了很好的解决。在非常实际的假设下，即，在无窃听者信道状态信息（CSI）和不完全合法信道状态信息（CSI）两种情况下，研究了不完全CSI对两种典型中继系统的影响，放大和转发（AF）和解码和转发（DF）系统，并获得显式表达式的保密中断能力的两种情况。最后，数值结果验证了我们的理论结论.
2014-01-14 cs.IT math.IT
Secrecy Rate Maximization with Outage Constraint in Multihop Relaying Networks
在本文中，我们研究了在多跳无线网络中的安全传输与随机转发（RaF）中继，在存在随机分布的窃听。通过考虑自适应编码器与开关传输（OFT）计划，我们研究的窃听码和路由策略的最佳设计，以最大化的保密率，同时满足保密中断概率（SOP）的约束。我们推导出窃听码的最佳速率参数的精确表达式。然后对经典的Bellman-Ford算法进行了改进，解决了安全路由问题。仿真结果验证了我们的分析。
2017-10-29 cs.IT math.IT
Outage and Capacity Comparisons For Ground Relaying Systems Using Stochastic Geometry
在移动通信网络中用于中继目的的并发协作传输在具有有限基础设施的当前机构系统中是相关的，并且可以被视为用于未来商业网络（包括车辆自主联网）的潜在范围扩展机制。整个系统的复杂性，鼓励在物理层的批判性分析，在本文件中的某些抽象。我们表明，通过解析随机几何工具，接收器结构中起着至关重要的作用，中断行为的中继，特别是现实的洪水协议。这种方法旨在帮助理解此类网络的跨层方面。
2015-07-20 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
System Outage Probability of PS-SWIPT Enabled Two-Way AF Relaying with Hardware Impairments
在本文中，我们研究了系统中断概率的同时无线信息和功率传输（SWIPT）为基础的双向放大转发（AF）中继网络考虑收发器硬件损伤（HI），其中，能量受限中继节点基于功率分割协议来处理接收到的信号，并且两个终端采用选择组合（SC），利用来自直接链路和中继链路的信号的方案。假设独立但非相同分布的Nakagami-m衰落信道，我们推导出封闭形式的系统中断概率，这使我们能够识别高数据率区域中由HI引起的系统中断概率的两个关键天花板效应，即，中继协作上限（RCC）和整体系统上限（OSC）。具体来说，RCC阻止中继链路参与协作通信，而OSC使整个系统处于中断状态。此外，我们推导出所考虑的网络的可实现的分集增益，这表明分集增益等于直接链路的形状参数或零。通过计算机模拟验证了分析结果的正确性，并研究了系统参数对系统中断性能、最优功率分配比以及能量效率的影响。
2020-09-30 cs.IT math.IT
Wireless-powered relaying with finite block-length codes
研究了具有无线信息和能量传输的放大转发中继网络的中断概率和吞吐量。我们使用有限块长码的一些最新结果来分析短码字情况下的系统性能。具体来说，考虑时间切换中继和功率分配中继协议来进行能量和信息传输。我们推导出紧近似的中断概率/吞吐量。然后，我们分析了在渐近高信噪比的中断概率。最后，我们使用数值结果来确认我们的分析的准确性，并评估在不同的情况下的系统性能。我们的研究结果表明，在延迟约束的情况下，码字长度影响中断概率/吞吐量的联合能量和信息传输系统相当大。
2016-11-18 cs.IT math.IT
System Outage Probability and Diversity Analysis of SWIPT Enabled Two-Way DF Relaying under Hardware Impairments
本文研究了基于双向解码转发（DF）中继网络的同时无线信息和功率传输（SWIPT）的系统中断性能，其中考虑了所有收发器中的潜在硬件损伤（HI）。在通过功率分配方案同时收获能量和解码消息之后，能量受限的中继节点将解码的信息转发到两个终端。每个终端通过选择组合来组合来自直接链路和中继链路的信号。推导了独立非同分布Nakagami-m衰落信道下的系统中断概率。它揭示了整体系统天花板（OSC）效应，即，如果目标速率超过由HI的水平确定的OSC阈值，则系统陷入中断。此外，我们推导出所考虑的网络的多样性增益。结果表明，当传输速率低于OSC阈值时，分集增益等于直接链路的形状参数与较小的终端到中继链路的形状参数之和，否则分集增益为零。这与放大转发（AF）策略不同，在AF策略下，中继链路对分集增益没有贡献。仿真结果验证了分析结果，并表明与AF策略相比，DF策略下基于SWIPT的双向中继链路对高干扰具有更强的鲁棒性，系统中断概率更低。
2021-10-17 cs.IT math.IT
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
Analysis of the Outage Probability of Ground-Based Relaying for Satellite Systems
本文研究了在多天线卫星阻塞情况下使用地面中继的理论基础。位于地面上的不活动且无障碍的用户设备（UE）是不在卫星的视场中的UE的中继节点。对于每个用户在卫星上连接到两个发射天线的情况，得到了信噪比（SNR）和中断概率的精确闭式关系。卫星和地面之间的信道被建模为阴影莱斯（SR），而波动双射线（FTR）衰落模型用于中继和UE之间的毫米波地面链路，以及具有完美和不完美的信道状态信息（CSI）的情况。仿真结果表明，如果在预编码时没有理想的信道状态信息，仅对信号相位进行估计，则系统性能损失最小，可以在消耗有限功率的情况下达到理想的性能。在任何情况下，理想状态的封闭形式是一个很好的代理，以预测在非理想条件下的性能。
2022-12-13 cs.IT math.IT
System Outage Performance for Three-Step Two-Way Energy Harvesting DF Relaying
无线能量收集是一种有效延长无线传感器网络中能量受限中继节点生存时间的技术。它在三步双向解码转发（DF）中继网络中的应用和相关性能研究引起了人们的高度兴趣，但仍然缺乏足够的研究。在本文中，我们提出了一个动态功率分裂（PS）计划，以最小化系统中断概率在三步双向能量收集DF中继网络，并推导出一个解析表达式的系统中断概率相对于最佳动态PS比。为了进一步提高系统中断性能，我们提出了一种改进的动态方案，PS比和功率分配比在中继动态调整根据瞬时信道增益。最后，对改进后的动态方案进行了相应的系统性能分析.仿真结果表明，我们提出的方案优于现有的方案的系统中断性能，改进的动态方案优于动态PS方案。
2019-02-28 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
Outage Probability Analysis of RF/FSO-VLC Communication Relaying System
本文提出了一种非对称中继系统，提供混合室外子系统和室内可见光通信（VLC）接入点之间的通信分析。室外子系统是一个混合射频（RF）/自由空间光学（FSO）系统，旨在减少天气条件对传输质量的影响。推导了系统中断概率的解析表达式。数值结果，并证实了Monte Carlo模拟。系统和信道参数的中断概率性能的影响进行了研究和讨论。VLC子系统的更大的光发射功率反映在更好的系统性能，以及更低的室内环境高度。当室内房间较高时，光信号的传播时间更长，会有更大的功耗和性能恶化。此外，中断概率本底是中继系统设计的重要限制因素。
2022-09-22 cs.IT cs.NI math.IT
Outage Analysis and Optimization for Time Switching-based Two-Way Relaying with Energy Harvesting Relay Node
能量收集（EH）和网络编码（NC）已成为未来无线网络的两种有前途的技术。在本文中，我们将它们结合在一起，在一个单一的系统，然后提出了一个基于时间切换的网络编码中继（TSNCR）协议的双向中继系统，其中一个能量受限的中继收获的能量从发送的射频（RF）信号从两个源，然后帮助双向中继信息交换的两个源之间的消耗收获的能量。为了评估系统的性能，我们推导出一个显式表达式的中断概率建议TSNCR协议。为了探索系统的性能极限，我们制定了一个优化问题，以最大限度地减少系统中断概率。针对该问题的非凸性，设计了一种基于遗传算法（GA）的优化算法，数值结果验证了理论分析的正确性，并表明在EH双向中继系统中，采用NC可以大大降低系统的中断概率。此外，它表明，继电器的位置很大程度上影响TSNCR的系统性能，其中相对较差的停电性能时，继电器被放置在两个源的中间实现。这是首次在EH型双向继电器系统中观察到这种现象。
2014-12-25 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
Optimal Power Control for Analog Bidirectional Relaying with Long-Term Relay Power Constraint
携带延迟敏感信息（诸如语音和/或视频信号）的无线系统通常以固定的数据率进行传输，但是可能偶尔遭受由衰落信道的随机特性引起的传输中断。如果发射机具有可用的瞬时信道状态信息（CSI），则它可以通过利用功率分配来补偿这些中断的显著部分。在传统的双跳双向放大转发（AF）中继系统中，中继已经具有可用的两个链路的瞬时CSI，因为这是中继增益调整所需要的。因此，我们开发了一个最佳的功率分配策略的继电器，调整其瞬时输出功率所需的最低水平，以避免停电，但只有当所需的输出功率低于一些截止水平，否则，继电器是沉默的，以节省电力，延长其寿命。该方案被证明是最小化系统中断概率，平均功率约束的中继和固定的输出功率在端节点。
2014-04-03 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
Optimal Power Allocation for Secure Communications in Large-Scale MIMO Relaying Systems
在本文中，我们解决的问题，在中继两跳安全通信的最佳功率分配。为了解决安全通信中短距离侦听的挑战性问题，利用大规模MIMO（LS-MIMO）中继技术的优势，即使在没有窃听者信道状态信息（CSI）的情况下，也能显著提高保密性能。本文的重点是分析和设计中继的最优功率分配，以最大化秘密中断容量。我们揭示了秘密中断容量为正的条件，证明了存在且只有一个最优功率，并给出了一个最优功率分配方案。此外，秘密中断容量的渐近特性进行了保密性能优化提供了一些清晰的见解。仿真结果验证了该方案的有效性。
2015-01-19 cs.IT math.IT
Selection Relaying at Low Signal to Noise Ratios
最近Avestimehr等人研究了协作分集在低信噪比（LSNR）下的性能。[1]，他强调了在低SNR下分集增益相对于复用增益的重要性。也有人指出，连续的能量转移到信道是必要的，以实现在LSNR的最大流量最小切割边界。出于这一动机，我们建议使用选择解码和转发（SDF）在LSNR和中断概率方面的性能进行分析。我们还提出了一种能量优化方案，进一步降低中断概率。
2007-07-02 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
Performance Analysis of NOMA with Fixed Gain Relaying over Nakagami-m Fading Channels
研究了非正交多址接入（NOMA）中协作技术的应用。更具体地说，固定增益放大和转发（AF）中继NOMA研究在Nakagami- $m$衰落信道。有两种情况是有见地的。1)第一种情况是基站（BS）打算通过AF中继的辅助与多个用户通信，其中BS与用户之间存在直接链路;以及2）第二种情况是BS与用户之间不存在AF中继。为了表征所考虑的情况下的性能，新的封闭形式的精确和无症状中断概率的表达式。基于分析结果，得到了用户所能达到的分集阶数。对于第一和第二场景，第$n$个用户的分集阶数分别是$μ(n+1)$和$μn$。仿真结果表明，NOMA能够优于正交多址接入（OMA）的中断概率和系统吞吐量。同样值得注意的是，与传统OMA相比，NOMA可以提供更好的公平性。通过比较两种方案，合作NOMA方案可以提供更好的中断性能相对于第二种方案。
2018-12-18 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
Optimal Power Allocation for Three-phase Bidirectional DF Relaying with Fixed Rates
携带延迟敏感信息（诸如语音和/或视频信号）的无线系统通常以固定的数据率进行传输，但是可能偶尔遭受由衰落信道的随机特性引起的传输中断。如果发射机具有可用的瞬时信道状态信息（CSI），则它可以通过利用功率分配来补偿这些中断的显著部分。在本文中，我们考虑了传统的双跳双向解码转发（DF）中继系统的最优功率分配与三相传输协议。所提出的策略最小化的平均功率消耗的终端节点和中继，受到一些最大允许的系统中断概率（OP），或等效地，最小化的系统OP，同时满足平均功率约束在终端节点和中继。我们表明，在建议的功率分配方案，终端节点和继电器调整其输出功率所需的最低水平，以避免停电，但有时会沉默，以节省电力，延长其寿命。对于所提出的方案，端节点使用其各自的源中继链路的瞬时CSI，并且中继使用两个链路的瞬时CSI。
2014-03-31 cs.IT math.IT
Outage Analysis in SWIPT Enabled Cooperative AF/DF Relay Assisted Two-Way Spectrum Sharing Communication
研究了蜂窝网络中支持设备到设备（D2D）通信的多天线协作认知无线电网络（CCRN）中解码转发（DF）和放大转发（AF）中继的相对性能。在这项工作中，蜂窝系统被认为是主要的和物联网设备（IoD），从事D2D通信，被认为是次要的系统。设备通过双向主通信中的协作来接入许可频谱。此外，IoD通过使用同步无线信息和功率传输（SWIPT）协议从射频（RF）信号收集能量来供电。推导了蜂窝和D2D通信的中断概率的封闭形式表达式，并研究了AF和DF中继技术的各种设计参数的影响。基于仿真结果，它被发现，建议的频谱共享协议，DF中继和AF中继方案，优于另一个类似的网络架构的频谱效率。它也被观察到，所提出的系统使用DF中继的性能优于AF中继方案在相同的发射功率的能量效率方面。
2020-07-16 cs.IT cs.NI math.IT
Secure Wireless Information and Power Transfer in Large-Scale MIMO Relaying Systems with Imperfect CSI
在本文中，我们解决的问题，安全的无线信息和功率传输的大规模多输入多输出（LS-MIMO）放大转发（AF）中继系统。利用LS-MIMO中继的优势来提高无线安全性、传输速率和能量效率。特别是，短拦截距离和长传输距离带来的挑战性问题得到了很好的解决。在非常实际的假设下，即，在无窃听者信道状态信息（CSI）和不完全合法信道状态信息的情况下，研究了不完全CSI对保密中断容量的影响，得到了保密中断容量与发射功率和信道条件的显式关系。然后，我们提出了一个最佳的功率分配方案，在中继，以最大限度地提高保密中断容量。最后，我们的理论索赔进行了验证仿真结果。
2014-07-21 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
Outage Performance of Multi-UAV Relaying-based Imperfect Hardware Hybrid Satellite-Terrestrial Networks
在本文中，我们考虑了一个不完善的硬件混合卫星地面网络（HALTH）的卫星通信与地面用户设备（UE）的辅助下，多个放大和转发（AF）三维（$3$ D）移动无人机（UAV）中继。在这里，我们认为，所有的收发器节点被损坏的射频硬件损伤（RFHI）。此外，随机混合移动性（MM）模型被用来描述的瞬时位置的$3$ D移动无人机中继在一个圆柱形小区与UE躺在其中心的地面平面。考虑到卫星和无人机中继收发器的聚合RFHI模型和无人机中继-UE链路的随机$3$ D距离为基础的路径损耗，我们研究了系统的中断概率（OP）和相应的渐近中断行为的机会主义中继选择方案下的影子莱斯卫星链路的信道和Nakagami- \emph{m}以及莱斯地面链路的信道的统一形式。我们证实了模拟的理论分析。
2021-06-08 cs.IT eess.SP math.IT
Compute-and-Forward Two-Way Relaying
在本文中，一个新的双向中继方案的计算和转发（CMF）框架和中继选择策略的基础上，提出了一个新的，它提供了一个更高的吞吐量比传统的双向中继方案。两种情况下的继电器或没有反馈传输能力被认为是。推导了每个中继节点计算速率的上界，并在此基础上，给出了在块瑞利衰落信道下系统中断概率的下界。数值结果表明，无反馈系统（M-CMF）的平均和速率仅在低信噪比下达到上界，而有反馈系统（A-CMF）的平均和速率在所有信噪比下都达到上界.然而，这两种方案的方法推导出的下限中断概率在所有SNR。
2014-10-10 cs.IT math.IT
A Markov Chain Approach for Myopic Multi-hop Relaying: Outage and Diversity Analysis
本文研究了一种由具有有限大小缓冲区的中继站组成的多跳网络的协作协议，该网络可以工作在不同的通信模式下。该协议是基于近视解码和转发策略，其中网络中的每个节点与有限数量的相邻节点的信号的传输合作。每个中继将成功解码的消息存储在其缓冲器中，以便基于其支持的通信模式通过适当的信道链路转发它们。一个完整的理论框架进行调查，模型的演变的缓冲区和过渡的操作，每个继电器作为一个状态马尔可夫链（MC）。我们分析了所提出的协议的中断概率方面的性能，并推导出一个表达式实现分集复用的权衡，通过使用状态转移矩阵和相关的MC的稳态。我们的研究结果表明，该协议优于传统的多跳中继方案和系统的中断概率，以及实现的多样性顺序依赖于相邻节点之间的合作程度和通信模型，被认为是为每个中继的网络。
2021-11-16 cs.IT eess.SP math.IT
Energy-Efficient Power Allocation for Secure Communications in Large-Scale MIMO Relaying Systems
在本文中，我们解决的问题，能量有效的功率分配安全通信放大转发（AF）的大规模多输入多输出（LS-MIMO）中继系统中存在一个被动窃听。利用AF LS-MIMO中继的优点来显著提高保密性能，特别是保密能量效率（比特每焦耳）。首先分析了中继节点发射功率对保密中断容量的影响，证明了在非常实际的假设条件下，即无窃听者信道状态信息（CSI）和不完全合法CSI的情况下，保密中断容量是发射功率的凹函数.然后，我们提出了一种能量有效的功率分配方案，以最大限度地提高保密能量效率。最后，仿真结果验证了所提出的能量有效的计划相比，容量最大化计划的优势。
2014-08-24 cs.IT math.IT
Efficient Beamforming for MIMO Relaying Broadcast Channel with Imperfect Channel Estimation
研究了蜂窝网络下行链路中的多输入多输出（MIMO）中继板播信道，其中基站和中继站都配备有多个天线，每个用户终端只有一个天线.在实际场景中，信道估计在接收机处是不完美的。以最大化每个用户的信干噪比为目标，分别针对单中继和多中继两种情况，提出了两种鲁棒的线性波束形成方案。这两种方案分别基于奇异值分解（SVD）、最小均方误差（MMSE）和正则化迫零（RZF）。仿真结果表明，该方案优于传统的方案与不完善的信道估计。
2020-03-22 cs.IT eess.SP math.IT
Outage Probability and Outage-Based Robust Beamforming for MIMO Interference Channels with Imperfect Channel State Information
本文研究了多输入多输出（MIMO）干扰信道下的中断概率和基于中断的波束设计问题。首先，在信道状态信息（CSI）误差为高斯分布的假设下，推导了MIMO干扰信道中中断概率的闭式表达式，并利用Besloff界研究了中断概率随系统参数变化的渐近行为.它示出了中断概率指数下降相对于CSI的质量测量的CSI的均方误差的倒数。其次，基于导出的中断概率表达式，提出了一种最大化和中断率的迭代波束设计算法。数值结果表明，所提出的波束设计算法产生更好的和中断率性能比传统的算法，如干扰对齐的假设下完美的CSI。
2012-06-27 cs.IT math.IT
Exploiting Full/Half-Duplex User Relaying in NOMA Systems
该文提出了一种新的协作非正交多址接入（NOMA）系统，利用一个近端用户作为解码转发（DF）中继，在全双工（FD）和半双工（HD）模式之间进行切换，以帮助远端用户。深入研究了两种典型的协作中继场景。\emph{first scenario}是基站（BS）与远端用户之间不存在直接链路。所述\emph{second scenario}是基站与远端用户之间存在直接链路。为了表征FD NOMA在两种场景下的潜在增益性能，讨论了中断概率、遍历率和能量效率三个性能指标。更具体地说，我们推导出新的封闭形式的表达式，精确和渐近中断概率以及两个NOMA用户的延迟限制吞吐量。在此基础上，得到了用户所能达到的分集阶数。我们确认，直接链路的使用克服了零分集阶的远NOMA用户固有的FD中继。此外，我们推导出新的封闭形式的渐近遍历率的表达式。在此基础上，得到了FD NOMA下两个用户的高信噪比斜率。仿真结果表明：1）在低信噪比区域，FD NOMA的中断概率和遍历和率优于HD NOMA; 2）在时延受限传输模式下，FD NOMA在低信噪比区域的系统能量效率高于HD NOMA;而在时延容忍传输模式下，HD NOMA在高信噪比区域的系统能量效率高于FD NOMA。
2018-12-18 cs.IT math.IT
Multi-Pair Two-Way Massive MIMO DF Relaying Over Rician Fading Channels Under Imperfect CSI
研究了莱斯衰落信道下多对双向解码转发中继辅助的大规模多输入多输出天线系统，其中多对用户通过一个具有多根天线的中继站进行信息交换.不完美的信道状态信息被认为是在最大比处理的上下文中。封闭形式的表达式推导出近似的总和频谱效率（SE）的系统。此外，我们得到了在用户和中继站的功率缩放律，以满足一定的SE要求在三个典型的场景。最后，仿真验证了推导结果的准确性。
2021-10-28 cs.IT eess.SP 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
Performance Analysis of Two-Way AF MIMO Relaying of OSTBCs with Imperfect Channel Gains
本文研究了基于信道状态信息（CSI）估计的双向放大转发（AF）多输入多输出（MIMO）中继系统中正交空时分组码（OSTBC）的中继问题。一个简单的四阶段协议用于训练和OSTBC数据传输。在用户终端处对OSTBC数据的解码是通过在最大似然解码器中用估计的CSI替换精确的CSI来执行的。矩母函数（m.g.f.）的紧近似通过忽略高阶噪声项，推导了瑞利衰落下用户端接收信噪比的计算公式。所考虑的合作方案的分析平均误差性能推导出使用m.g.f.表情此外，所考虑的方案的分析多样性秩序也得到了一定的系统配置。仿真和分析表明，信道估计不影响基于OSTBC的双向AF MIMO中继系统的分集阶数。
2014-07-04 cs.IT math.IT
On Interference Alignment with Imperfect CSI: Characterizations of Outage Probability, Ergodic Rate and SER
在本文中，我们给出了一个统一的性能分析的干扰对齐（IA）在MIMO干扰信道。而不是渐近特性，即自由度（DOF）在高信噪比（SNR），我们专注于其他实际的性能指标，即中断概率，遍历率和符号出错率（SER）。特别是，我们认为不完美的IA，由于事实上，发射机通常只有不完美的信道状态信息（CSI）在实际情况下。通过表征不完美CSI的影响，我们推导出中断概率，遍历率和SER在CSI精度，发送SNR，信道条件，天线数量，每个通信对的数据流的数量方面的精确的封闭形式的表达式。此外，我们得到了一些重要的指导方针，IA性能优化下不完美CSI的性能损失最小化IA与完美CSI。最后，我们的理论索赔进行了验证仿真结果。
2015-01-25 cs.IT math.IT
On the Outage Performance of SWIPT-NOMA-CRS with imperfect SIC and CSI
本文提出了一种基于非正交多址接入的协作中继系统（NOMA-CRS）来提高频谱效率。此外，提出了NOMA-CRS中继的无线信息和功率同步传输（SWIPT）。在SWIPT-NOMA-CRS中，实现了三种不同的能量收集（EH）协议，功率共享（PS）、分时（TS）和理想协议。针对所有三种EH协议，研究了SWIPT-NOMA-CRS的中断性能。在分析中，代表实际/合理的情况下，不完美的连续干扰消除器（SIC）和不完美的信道状态信息（CSI）被考虑在内。推导出的中断概率（OP）的表达式通过计算机模拟验证。此外，还推导了不含EH的NOMA-CRS基准方案在不理想SIC和CSI下的OP。基于大量的模拟，揭示了SWIPT-NOMA-CRS优于没有EH的NOMA-CRS。最后，讨论了各参数对SWIPT-NOMA-CRS中断性能的影响，给出了给定场景下的最优PS因子、TS因子和功率分配系数。
2020-09-29 cs.IT math.IT
Outage Bound for Max-Based Downlink Scheduling With Imperfect CSIT and Delay Constraint
我们考虑下行链路基于最大值的调度，其中基站和每个用户都配备有一个天线。在每个时隙中，基站获得所有用户的信道增益，并选择具有最大平方信道增益的用户。假设发射机处的信道状态信息（CSIT），即，平方信道增益可能是不准确的，我们推导出中断概率的下限，当在延迟约束下不满足所需的数据率时发生中断。的界限是紧密的瑞利衰落，并显示所需的速率和CSIT错误影响中断性能。
2016-06-13 cs.IT math.IT
Performance of DF Incremental Relaying with Energy Harvesting Relays in Underlay CRNs
分析了认知无线电网络中采用能量收集（EH）解码转发（DF）中继的增量中继的吞吐量性能。当直接链路中断时，目的地组合直接和中继信号。从推导出的封闭形式的表达式，我们提出了一个表达式的EH中继，优化吞吐量性能的功率分配参数。我们证明，中继使用EH DF中继的结果比直接信令没有中继更好的性能，只有当目的地结合了直接信号从源与中继信号。计算机模拟证明了所导出的表达式的准确性。
2017-09-01 cs.IT math.IT
Multipair Two-way Half-Duplex Relaying with Massive Arrays and Imperfect CSI
我们考虑一个双向半双工中继系统，其中多对单天线用户交换信息的多天线中继协助。考虑到不完美的信道估计的实际约束，我们研究了放大转发（AF）和解码转发（DF）协议，假设中继采用简单的最大比处理可实现的和频谱效率。我们推导出一个精确的封闭形式的AF协议和DF协议的频谱效率的总和时，中继天线的数量，$M$，成为足够大的大规模近似的频谱效率的表达式。此外，我们研究了如何发送功率的规模与$M$，以保持所需的服务质量。特别是，我们的研究结果表明，通过使用大量的中继天线，用户，中继和导频符号的发射功率可以按比例缩小到$1/M^α$，$1/M^β$，和$1/M^γ$为某些$α$，$β$，和$γ$，分别。这种优雅的功率缩放定律揭示了用户/中继和导频符号的发射功率之间的基本折衷。最后，利用新的和频谱效率的表达式，新的功率分配方案的设计，以进一步提高和频谱效率。
2016-07-06 cs.IT math.IT
Simultaneous Information and Energy Transfer in Large-Scale Networks with/without Relaying
从环境射频（RF）电磁波中获取能量（EH）是完全自主和可持续通信网络的有效解决方案。文献中提出的大多数相关工作都是基于特定的（和小规模的）网络结构，虽然提供了有用的见解的RF-EH技术的潜在好处，不能表征一般网络的性能。在本文中，我们采用了大规模的RF-EH技术的方法，我们的特点与随机数的发射机-接收机对网络的性能，通过使用随机几何工具。具体来说，我们分析了中断概率性能和平均收获的能量，当接收机采用功率分配（PS）技术的“同时”的信息和能量传输。一个非合作的计划，其中信息/能量只通过直接链路传送，首先被认为是和系统的中断性能以及平均收获的能量推导出在封闭形式的功能的功率分配。对于该协议，一个有趣的优化问题，最大限度地减少中断概率和收获约束下的发送功率，制定和解决封闭形式。此外，我们研究了一个合作协议，其中源的传输是由一个随机数的潜在的中继，随机分布到网络中的支持。在这种情况下，可以经由两个独立且正交的路径（在中继的情况下）在每个目的地接收信息/能量。我们的性能指标，当选择合并方案应用于接收机和一个中继随机选择合作分集。
2014-02-11 cs.IT math.IT
Outage Analysis of Multi-Relay Selection for Cognitive Radio with Imperfect Spectrum Sensing
在本文中，我们研究了认知中继网络的中断性能，这是由一个辅助发射机（ST），多个解码和转发（DF）中继和一个辅助目的地（SD）。我们提出了一个多中继选择方案的认知中继网络，其中多个中继被选择并用于参与转发从ST到SD的二次传输。在瑞利衰落环境下，推导出了非理想频谱感知下多中继选择的中断概率的封闭表达式。为了比较的目的，传统的直接传输和最佳中继选择也被认为是基准。数值结果表明，随着检测概率的增加和虚警概率的降低，频谱感知性能提高，所提出的多中继选择方案、直接传输方案和最佳中继选择方案的中断概率都相应降低.它也表明，建议的多中继选择显着优于传统的方法在中断概率。
2014-11-02 cs.IT math.IT
Outage Performance and Optimal Design of MIMO-NOMA Enhanced Small Cell Networks With Imperfect Channel-State Information
本文主要研究在不完全信道状态信息（CSI）的情况下，通过将多输入多输出（MIMO）和非正交多址（NOMA）相结合来提高小小区网络（SCN）的性能。分别用Kronecker模型和泊松点过程（PPP）来描述基站的估计误差和空间随机性。首先考虑随机分组和基于距离分组两种分组策略，推导了MIMO-NOMA增强型SCN的中断概率。结果表明，在干扰受限的制度，平均中断概率是无关的强度的BS，而中断性能恶化，如果强度是足够低。此外，随着信道不确定性的减小，渐近分析表明，在不存在小区间干扰的情况下，要获得任意低的中断概率，目标速率必须被限制到一个上界;并且，在信道状态信息质量较低的情况下，高相关估计误差改善了中断性能，反之则相反.然后，通过选择合适的预编码矩阵、接收机滤波器和传输速率来最大化有效吞吐量。最后，数值结果验证了我们的分析和证实我们提出的算法的优越性。
2022-09-23 cs.IT math.IT
Linear shrinkage receiver for slow fading channels under imperfect channel state information
本文研究了单输入多输出（SIMO）慢衰落信道中接收端仅具有不完全信道状态信息（CSI）的接收机设计问题。以广义互信息（GMI）为可达速率，研究了接收端采用某种广义最近邻译码规则时的中断行为。我们的研究表明，线性收缩的线性最小均方误差（LMMSE）估计的CSI降低中断概率时，接收天线的数量是有限的。只有在接收天线数量无限增长的渐近状态下，CSI的LMMSE估计才能最小化中断概率。数值结果表明，提出的线性收缩接收机实现了显着的中断概率降低。
2022-08-18 cs.IT math.IT
Analysis of Outage Probabilities for Cooperative NOMA Users with Imperfect CSI
非正交多址接入（NOMA）是一种很有前途的频谱有效的技术，以满足下一代无线通信网络的海量数据的需求。本文研究了由一个基站和两个用户组成的协作非正交多址接入（hocMA）网络，其中近端用户作为解码转发中继帮助远端用户，并研究了两种不同类型信道估计误差下hocMA用户的中断概率.对于这两个hocMA用户，我们推导出封闭形式的中断概率的表达式，并讨论了在高信噪比（SNR）制度的中断概率的渐近特性。结果表明，在信道估计误差方差为常数的情况下，两个用户的中断概率受到一个性能瓶颈的限制，该性能瓶颈与误差方差的大小有关。相比之下，当信道估计误差的方差随SNR减小时，中断概率不存在这样的性能瓶颈，并且在这种情况下，分集增益完全由远端用户实现。
2018-09-25 cs.IT math.IT
On the Performance of X-Duplex Relaying
在本文中，我们研究了一个X双工中继系统的一个源，一个放大转发（AF）中继和一个目的地，中继配备了一个共享的天线和两个射频（RF）链用于发送或接收。X双工中继可以根据瞬时信道条件自适应地配置其RF链和天线之间的连接，以在HD或FD模式下操作。我们首先推导出信号与干扰加噪声比（SINR）的分布，然后在此基础上，我们分析了中断概率，平均符号出错率（SER），和平均和率。我们还研究了X双工中继与功率分配，并推导出相应的中断概率的下限和上限。分析和仿真结果表明，X双工中继在误码率、中断概率和平均和速率等方面均优于纯FD和HD中继，并且可以通过灵活的RF链路配置消除剩余自干扰造成的性能平层。
2017-01-20 cs.IT cs.NI 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
Cooperative relaying in a SWIPT network:Asymptotic analysis using extreme value theory for non-identically distributed RVs
本文推导了在源节点和目的节点之间存在大量不同中继链路的基于机会中继选择的协作中继网络中，最大端到端（e2e）信噪比（SNR）的分布。源节点被假定为同时无线信息和功率传输（SWIPT）使能，并且中继器能够进行基于时间分割（TS）和功率分割（PS）的能量收集（EH）。与通信领域的大多数文献相反，通信领域的大多数文献使用极值理论（EVT）来导出独立同分布（i.i.d.）随机变量（RV），我们演示了如何从EVT的工具可以用来获得独立和非同分布（i.n.i.d.）归一化的SNR RV，并因此确定最大e2e SNR RV的分布。利用这些结果，我们推导出在目的节点的遍历和中断能力的表达式。最后，我们提出了效用的渐近结果，用于决定最佳的TS和PS因素的混合EH继电器，（i）最小化中断概率和（ii）最大化遍历容量在目的地。此外，我们演示了如何随机排序的结果可以用来简化这些优化问题。
2020-10-20 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
Improved User Fairness in Decode-Forward Relaying Non-orthogonal Multiple Access Schemes with Imperfect SIC
非正交多址接入（NOMA）是在具有海量连接的超密集网络中服务的关键技术之一，这对于物联网（IoT）应用至关重要。此外，NOMA提供了更好的频谱效率相比，正交多址接入（OMA）计划。然而，在NOMA中，连续干扰消除器（SIC）应该被实现用于干扰减轻，并且大多数文献中，完美的SIC被假设用于NOMA涉及的系统。不幸的是，实际情况并非如此，这种不完美的SIC效应限制了NOMA涉及的系统的性能。此外，它还造成了用户之间的不公平。在本文中，我们引入反向解码转发中继NOMA（R-DFNOMA），以提高用户公平性相比，传统的DFNOMA（C-DFNOMA），这是在文献中广泛分析。在分析中，我们定义了依赖于信道衰落的不完美SIC效应，并与此不完美SIC，我们推导出遍历容量（EC）和中断概率（OP）的精确表达式。此外，我们评估的比特错误性能的建议R-DFNOMA和推导出的比特错误概率（BEP）的封闭形式，还没有在文献中研究。然后，我们根据所有关键性能指标（KPI）定义用户公平性指标（即，EC、OP和BEP）。基于大量的仿真，所有推导的表达式进行了验证，并证明了建议的R-DFNOMA提供更好的用户公平性比C-DFNOMA在所有的KPI。最后，讨论了源端和中继端的功率分配对性能指标和用户公平性的影响
2020-04-26 cs.IT eess.SP math.IT
On the Performance of Selection Relaying
对选择中继的兴趣正在增长。最近在这方面的发展主要集中在信息理论分析，如中断性能。这些分析中的一些仅在高SNR状态下是准确的。在本文中，出错率分析，是足够准确的范围广泛的SNR制度。这项工作的动机是，实际的系统工作在远低于高SNR分析所支持的SNR值。为了使设计人员能够就网络设计和部署做出明智的决策，必须在实际SNR范围内以合理的准确度评估系统性能。模拟已被用来证实的分析结果，观察到两者之间的密切协议。
2008-07-17 cs.IT math.IT
Secrecy Outage Probability Analysis for Downlink NOMA with Imperfect SIC at Untrusted Users
针对含两个不可信用户且 SIC 非理想的下行 NOMA 系统，设计安全通信协议，推导功率分配边界及两用户 SOP 的解析与闭式近似，并通过数值结果验证分析。
2023-08-17 cs.IT math.IT
Outage Probability of Multiple-Input Single-Output (MISO) Systems with Delayed Feedback
研究了反馈时延对多输入单输出（MISO）衰落信道中断概率的影响。发射机处的信道状态信息（CSIT）是接收机处可用的信道状态信息（CSIR）的延迟版本。我们考虑两种情况下的CSIR：（a）完美的CSIR和（b）CSI估计在接收机使用训练符号。在短期功率约束条件下，利用完美CSIR，我们确定：（a）解析地确定具有不完美CSIT（BF-IC）的波束成形的中断概率，以及（b）最优空间功率分配（OSPA）方案，该方案在数值上使中断最小化。结果表明，对于延迟CSIT，BF-IC在低信噪比下接近最优，而均匀空间功率分配（USPA）在高信噪比下接近最优。同样，在长期的功率约束下，我们表明，BF-IC是接近最佳的低SNR和USPA是接近最佳的高SNR。在不完全CSIR的情况下，我们得到了USPA和BF-IC的中断概率上界。结果表明，如果训练功率选择适当，CSIR的不完善对系统性能的影响并不显著。
2007-11-05 cs.IT math.IT
