Detection Performance of M-ary Relay Trees with Non-binary Message Alphabets
我们研究了$M$ -ary中继树的检测性能，其中只有树叶的树代表传感器进行测量。树的根表示做出总体检测决策的融合中心。每个其它节点是中继节点，其将其子节点发送的$M$消息聚集成新的压缩消息，并将该消息发送到其父结点。在以前的工作的检测性能的$M$ -ary中继树与二进制消息的基础上，在本文中，我们研究的情况下，非二进制中继消息字母表。我们表征的错误概率的指数相对于消息字母表大小$\mathcal D$，显示如何检测性能增加与$\mathcal D$。我们的方法涉及减少一个树与非二进制中继消息到一个等价的更高程度的树，只有二进制消息。
2012-11-01 cs.IT math.IT
On Secure Transmission over Parallel Relay Eavesdropper Channel
研究了一个由多个独立的中继窃听信道组成的四端并行中继窃听信道。对于离散无记忆的情况下，我们建立的速率模糊区域的内部和外部边界。对于每个子信道，安全传输是通过两个编码方案之一，在中继：解码和转发源消息或混淆窃听通过噪声注入。内部边界允许中继模式选择。对于高斯模型，我们建立了完美保密率的上下界。我们表明，边界满足在某些特殊情况下，包括当继电器没有听到的来源。我们通过一些数值例子来说明分析结果。
2010-11-09 cs.IT math.IT
Distributed Soft Coding with a Soft Input Soft Output (SISO) Relay Encoder in Parallel Relay Channels
在本文中，我们提出了一种新的分布式编码结构与软输入软输出（SISO）中继编码器的易出错的并行中继信道。我们称之为分布式软编码（DISC）。在所提出的方案中，每个中继首先使用接收到的噪声信号来计算源符号的软比特估计（SBE）。设计了一种简单的SISO编码器，基于组成代码生成器矩阵对信源符号的SBE进行编码。SISO编码器在不同中继器处的输出然后被转发到目的地并且形成分布式码字。分析了该方案的性能。它表明，它的性能是由生成序列重量（GSW）的中继组成码，其中GSW的组成码被定义为在其生成序列中的1的数量。在此基础上，提出了一种新的编码设计准则，用于对所有继电器的组成码进行最优分配。仿真结果表明，与传统的软信息中继相比，DISC能有效地避免传统的检测转发（DF）中继重编码中由于解码错误而导致的错误传播，并能带来可观的编码增益。
2013-07-22 cs.IT math.IT
Upper Bounds on the Capacity of 2-Layer $N$-Relay Symmetric Gaussian Network
高斯并行中继网络是Schein和Gallager提出的，其中两个并行中继帮助源向目的地传递信息。通过考虑源和中继之间的广播切割和中继和目的地之间的多址接入切割，可以得到上界的容量。Niesen和Diggavi通过考虑所有其他可能的切割推导出高斯并行$N$ -中继网络的上界，并示出了一种可扩展性方案，该方案可以在不同的信道增益状态下获得接近上界的速率，从而建立近似的容量。在本文中，我们考虑对称分层高斯中继网络中，可以有许多层的并行中继。两个相邻层之间的沟道的沟道增益是对称的（相同的）。每层中的中继向下一层中的中继广播信息。对于2层$N$ -中继高斯网络，给出了其容量的上界.我们的分析表明，对于上界，联合优化相关系数是没有必要获得更强的结果。
2016-04-12 cs.IT math.IT
Design of Binary Network Codes for Multi-user Multi-way Relay Networks
我们研究了多用户多路中继网络，其中$N$用户节点通过单个中继节点交换信息。我们在中继中使用网络编码来增加吞吐量。由于复杂度的限制，本文只考虑中继中的二进制多用户网络编码（BMNC）。我们研究了GF（2）中的BMNC矩阵，并提出了几种BMNC矩阵的设计准则，以提高误符号概率（SEP）性能。给出了系统SEP的封闭表达式。此外，SEP的上限也提出了进一步的见解系统性能。然后，BMNC矩阵的设计，以尽量减少错误概率。
2013-03-18 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
Cooperative Transmission for a Vector Gaussian Parallel Relay Network
在本文中，我们考虑了一个并行中继网络，其中两个中继协作帮助源发送到目的地。我们假设源节点和目的节点配备有多个天线。研究了三种基本方案及其可实现的速率：解码转发（DF）、放大转发（AF）和压缩转发（CF）。对于DF方案，源发送两个专用信号，每个中继一个，其中脏纸编码（DPC）在两个专用流之间使用，并且公共信号用于两个中继。中继站有效地利用公共信息，在到目的地的传输中引入适当量的相关性。我们证明了DF方案在一定条件下达到了容量。我们还表明，CF计划是渐近最优的高中继功率限制，无论信道秩。事实证明，AF计划也达到渐近最优，但只有当中继到目的地的信道是满秩。通过数值结果讨论了三种格式的相对优势。
2009-09-10 cs.IT math.IT
Optimal Relay Selection for the Parallel Hybrid RF/FSO Relay Channel: Non-Buffer-Aided and Buffer-Aided Designs
混合射频（RF）/自由空间光（FSO）系统是下一代无线网络的候选使能技术之一，因为它们受益于FSO子系统的高数据率和RF子系统的高可靠性。在本文中，我们专注于并行混合RF/FSO中继信道的吞吐量最大化的问题。在并行混合RF/FSO中继信道中，源节点在多个中继节点的帮助下将其数据发送到目的节点。因此，对于给定中继器，由于用于FSO传输的窄波束，源-中继器和中继器-目的地FSO链路相对于彼此正交，而由于RF信道的广播性质，如果要避免自干扰，则RF链路需要半双工操作。此外，我们考虑两种情况下，继电器和不配备缓冲器。对于这两种情况下，我们得出的RF和FSO链路的最佳中继选择策略和RF链路的发送和接收的最佳时间分配策略。所提出的最优协议提供了重要的见解，优化系统的设计。由于最优的缓冲区辅助（BA）政策引入了一个无界的端到端延迟，我们还提出了一个次优BA政策，确保一定的目标平均延迟。此外，我们提出了分布式实现这两个建议的最佳协议。仿真结果表明，一个相当大的增益可以实现所提出的自适应协议与基准计划从文献中。
2016-08-09 cs.IT math.IT
Error Performance and Diversity Analysis of Multi-Source Multi-Relay Wireless Networks with Binary Network Coding and Cooperative MRC
本文对多源多中继网络编码协作分集协议进行了理论分析、设计和性能评估。这些协议是有用的，以抵消频谱效率低的重复为基础的合作。我们提供了一个通用的分析框架，分析和设计的无线网络使用解调和转发（DemF）协议与二进制网络编码（NC）在中继和合作最大比合并（C-MRC）在目的地。我们的系统模型包括一个任意数量的中继，提供两个合作水平：i）完全合作的中继，推迟自己的数据帧的传输，以帮助通过DemF中继和二进制NC的源的传输;和ii）部分合作的中继，利用NC传输自己的数据帧以及从源接收的数据包。继电器可以适用于NC上的不同子集的源，这是不平等的多样性订单提供的来源。选择要组合的数据包的准则，即，给出了实现所需分集阶数的网络码。我们的研究表明，部分合作中继提供没有贡献的多样性秩序的来源。理论研究结果和设计指导方针进行了验证，通过广泛的蒙特卡罗模拟。
2013-03-21 cs.IT math.IT
Using Superposition Codebooks and Partial Decode and Forward in Low SNR Parallel Relay Networks
提出了一种基于中继节点叠加编码和部分译码的高斯并行中继网络通信方案。提出了其中两个码本层被叠加的一些具体示例。第一级码本由来自二进制或三进制字母表的符号构成，而第二级码本由用高斯符号选择的码字组成。新的通信方案是解码转发、放大转发和突发放大转发的推广。渐近低信噪比制度研究使用可实现的速率和最小能量每比特的性能指标。它表明，新的计划优于所有以前已知的计划，某些信道和参数范围。
2012-05-15 cs.IT math.IT
Distributed Power Allocation Strategies for Parallel Relay Networks
我们考虑一个源-目的地对辅助并行再生解码和转发中继操作在正交信道。我们研究分布式功率分配策略，该系统的有限的信道状态信息在源和中继节点。首先，我们提出了一个分布式决策机制，每个中继单独作出决定是否转发的源数据。决策机制要求每个中继，能够解码的信息，从源比较其中继到目的地的信道增益与给定的阈值。我们确定的最佳分布式功率分配策略，最大限度地减少总发射功率，同时提供一个目标的信号-噪声比在目标中断概率的目的地。该策略决定了源功率的最佳选择以及继电器的阈值。接下来，我们考虑两种更简单的分布式功率分配策略，即源功率和中继阈值固定的被动源模型，以及仅允许一个中继转发源数据的单中继模型。这些模型的动机的限制，可用的信道状态信息，以及易于实现相比，最佳的分布式策略。仿真结果证明了所提出的分布式功率分配方案的性能。具体而言，我们观察到显着的功率节省与随机中继选择相比，所提出的方法。
2008-01-03 cs.IT math.IT
On the Diversity Order and Coding Gain of Multi-Source Multi-Relay Cooperative Wireless Networks with Binary Network Coding
研究了一种采用二进制调制和二进制网络编码的多源多中继协作无线网络。系统模型包括：i）中继站处的解调转发协议，其中转发接收到的分组而不管它们的可靠性;以及ii）目的地处的最大似然最优解调器，其考虑中继站处可能的解调错误。推导出了端到端错误概率的渐近紧闭表达式，该表达式清晰地反映了每个信源的分集阶数和编码增益。与文献中的其他论文不同，所提出的框架具有三个主要的可区分的特征：i）它对一般网络拓扑和任意二进制编码向量是有用的; ii）它显示了网络编码和两跳转发协议如何影响分集阶数和编码增益;以及ii）它考虑了现实的衰落信道和中继处的解调误差。该框架提供了三个主要结论：i）每个源实现等于网络码的分离向量的分集阶数; ii）每个源的编码增益随着中继处的混合分组的数量而减小;以及iii）如果目的地不能考虑中继处的解调错误，则其损失了大约一半的分集阶数。
2012-04-23 cs.IT math.IT
Optimal Relay Functionality for SNR Maximization in Memoryless Relay Networks
我们探讨了SNR最优中继功能在\emph{memoryless}中继网络，即网络中，在每个信道使用期间，由中继发送的信号仅取决于在该中继的最后接收到的符号。我们开发了一个广义的概念SNR的类的无记忆中继功能。广义信噪比优化问题的解决方案导致了新的最小均方不相关误差估计（MMSUEE）的概念。对于一个单一的继电器的基本情况下，我们表明，MMSUEE是SNR最佳的无记忆中继功能，无论源和中继发射功率，和调制方案。这个计划，我们称之为估计和转发（EF），也被证明是SNR最佳的PSK调制在一个并行的中继网络。我们证明，EF性能优于最好的放大和转发（AF）和解调和转发（DF），在并行和串行中继网络。我们还确定，AF是接近最佳的低发射功率在并行网络中，而DF是接近最佳的高发射功率在串行网络中。对于包含串行和并行元素的混合网络，并且当期望鲁棒性能时，发现EF优于AF和DF的优点是显著的。提供错误概率来证实通过SNR最优性获得的性能增益。我们还表明，对于\emph{Gaussian}输入，AF，DF和EF变得相同。
2006-07-05 cs.IT math.IT
Error Probability Bounds for Binary Relay Trees with Crummy Sensors
我们研究了与平衡二叉中继树相关的检测错误概率，其中传感器节点以一定的概率失效。我们考虑N个相同的和独立的crummy传感器，表示树的叶节点。树的根代表融合中心，它在两个假设之间做出最终决定。每隔一个节点是一个中继节点，它将最多两个二进制消息融合成一个二进制消息，并将新消息转发到它的父结点。我们得到严格的上限和下限的总错误概率在融合中心作为N的函数，并表征如何快速收敛到0的总错误概率相对于N。我们表明，总错误概率的收敛是次线性的，具有相同的衰减指数，在一个平衡的二叉中继树没有传感器故障。我们还表明，总误差概率收敛到0，即使个别传感器的总误差概率收敛到1/2和故障概率收敛到1，只要收敛速度足够慢。
2011-06-01 cs.IT math.IT
Duality and Capacity Region of AF Relay MAC and BC
我们考虑多跳多址接入（MAC）和广播信道（BC），其中通信发生在中继的协助下，放大和转发（AF）他们收到的信号。对于两跳并行AF中继MAC，假设所有中继的总功率约束，我们表征最佳中继放大因子和由此产生的容量区域。我们发现具有两个用户的总发射功率$P_1+P_2=P$和总中继功率$P_R$的并行AF中继MAC是并行AF中继BC的对偶，其中MAC源节点成为BC目的地节点，MAC目的地节点成为BC源节点，对偶BC源发射功率是$P_R$，AF中继的总发射功率是$P$。对偶性意味着在发射机上具有和功率约束$P$的AF中继MAC的容量区域与双BC的容量区域相同。对偶关系被发现是有用的，在表征的AF中继BC的容量区域的MAC容量区域的联合。对偶性扩展到具有多个天线和多于2跳的分布式中继。
2006-08-14 cs.IT math.IT
Achievable Rates for Binary Two-hop Channel with Energy Harvesting Relay and Finite Battery
本文研究了二进制两跳信道中能量收集中继的联合信息和能量传输问题。我们考虑在继电器和能量传输的能量损失的有限电池的大小。换句话说，为了能够发送包含能量的符号，中继器必须接收多个包含能量的符号。因此，我们面对的是一种与记忆有关的通道。我们将电池中节省的能量建模为信道状态，挑战是接收器不知道信道状态。我们提出了两种不同的可实现的方案，第一个是基于状态相关的叠加编码和第二个是基于等效定时信道的方法。我们的方案都是基于块马尔可夫编码和反向解码技术。由于这两种方法，我们发现可实现的速率与模型的单字母表达式。
2021-09-28 cs.IT math.IT
The Effect of Noise Correlation in AF Relay Networks
在无线中继网络中，中继器处的噪声可能由于来自前一跳的公共干扰或噪声传播而相关。在这项工作中，我们考虑了一个并行继电器网络与噪声相关。对于放大转发（AF）的中继策略，我们确定了最佳速率最大化中继增益时，相关知识在中继。相关的中继网络的性能上的影响进行了分析的情况下，相关性的全部知识是在继电器，当没有知识的相关结构。有趣的是，我们发现，平均而言，噪声相关性是有益的，无论继电器是否知道噪声协方差矩阵。然而，相关性的知识可以大大提高性能。通常，从相关性知识的性能改善增加与继电器功率和继电器的数量。当中继器数目小于中继器数目时，利用完备的相关知识，系统能够消除干扰。对于双跳多址并行网络，我们得到了最大和速率和最优中继策略的封闭形式的表达式。本文还研究了三跳网络的中继优化问题。对于第一级继电器的任何继电器增益，这表示具有相关噪声的并联继电器网络。基于噪声相关的两跳网络的结果，提出了一种求解三跳网络中继优化问题的算法。
2007-07-07 cs.IT math.IT
A New Achievable Rate for the Gaussian Parallel Relay Channel
Schein和Gallager在2000年引入了高斯并行中继信道。他们提出了放大和转发（AF）和解码和转发（DF）策略。长期以来，该信道的最佳已知可实现速率是基于具有分时的AF和DF（AF-DF）。最近，提出了一种用于其中可以将不同量的带宽分配给第一跳和第二跳的场景的重匹配转发（RF）方案。在本文中，我们提出了一个\emph{Combined Amplify-and-Decode Forward (CADF)}方案的高斯并行中继信道。我们证明了CADF方案总是提供了一个更好的可实现的速率相比，RF方案，当有一个第一跳和第二跳之间的带宽不匹配。此外，对于相等带宽的情况下（Schein的设置），我们表明，之间的分时的CADF和DF计划（CADF-DF）导致一个更好的可实现的速率相比，分时之间的RF和DF计划（RF-DF）以及AF-DF。
2009-02-10 cs.IT math.IT
Counterexample to a Proposed Capacity Characterization of the Relay Channel
University of British Columbia（不列颠哥伦比亚大学）
本文通过构造一个二元中继信道反例，证明基于典型序列的容量表征不适用于一般中继信道，并指出该反例借助ChatGPT-6 Astra获得。
2026-09-17 cs.IT math.IT
Resource Allocation for Wireless Fading Relay Channels: Max-Min Solution
作为衰落中继信道的基本信息论模型，本文首先研究了并行中继信道，推导了并行中继信道容量的上下界。对于具有退化子信道的并行中继信道，建立了容量，并通过高斯情况进一步证明，获得了同步和同步容量。分析了源节点和中继节点在子信道间实现功率分配的能力。衰落中继信道，然后研究，其中资源分配，最大限度地提高可实现的速率获得全双工和半双工的情况下。容量建立衰落中继信道，满足一定的条件。
2007-07-06 cs.IT math.IT
Error Probability Bounds for Balanced Binary Relay Trees
我们研究了平衡二叉中继树的检测错误概率，其中树的叶子对应于$N$相同和独立的检测器。树的根表示做出总体检测决策的融合中心。树中的其他节点中的每一个都是中继节点，其组合两个二进制消息以形成单个输出二进制消息。通过这种方式，来自检测器的信息通过中间中继节点被聚合到融合中心。在这种情况下，我们描述了二进制数据的I型和II型错误概率的演变，因为它从叶子向根传播。紧的上限和下限的总错误概率在融合中心作为$N$的功能。这些表征了总误差概率相对于$N$收敛到0的速度，即使各个传感器具有收敛到1/2的误差概率。
2011-05-05 cs.IT math.IT stat.AP
Upper-Bounding the Capacity of Relay Communications - Part II
本文重点研究了对等中继通信的容量，其中发送器由任意数量的并行中继辅助，即中继之间没有链路和协作。详细介绍了不同中继策略的数学模型，包括割集放大和转发策略。给出了割集容量的上界，作为比较其他现实策略的参考。我们提出了它的外区容量，这是低于现有文献中。我们表明，多个并行中继网络实现其最大容量凭借只有一个继电器或凭借所有继电器一起。增加一个中继甚至可能会减少整体容量，也可能不会改变它。我们讨论了各种外部区域容量的解决方案与两个不同的案例研究。结果表明，在低信噪比环境下，割集策略的性能优于放大转发策略，而在高信噪比环境下则相反。
2014-04-05 cs.IT math.IT
Performance Analysis of Two-Step Bi-Directional Relaying with Multiple Antennas
本文研究了在两个时隙内实现双向通信的译码转发多天线中继系统。我们调查不同的下行链路广播方案，采用二进制或模拟网络编码在中继。我们还分析和比较了它们的性能的分集阶数和符号错误概率。它示出，如果准确的下行链路信道状态信息是可用的在中继，使用模拟网络编码的形式，多天线最大比发射波束形成的信息向量在中继预编码给出了最佳的性能。然后，我们提出了一种采用二进制网络编码方案的最大-最小天线选择，该方案只需部分信道状态信息即可达到此性能。
2012-10-09 cs.IT math.IT
Detection Performance in Balanced Binary Relay Trees with Node and Link Failures
我们研究了分布式检测问题的平衡二叉中继树的上下文中，树的叶子对应于$N$相同和独立的传感器生成二进制消息。树的根是做出总体决策的融合中心。每隔一个节点都是中继节点，它将从其子节点接收到的消息聚合成新消息，并将其向上发送到融合中心。我们推导出的总错误概率的上限和下限$P_N$作为明确的功能的$N$的情况下，节点和链路失败的某些概率。这些表征了当$N$趋于无穷大时总误差概率的渐近衰减率。自然，该衰减率不大于非失效情况下的衰减率，即$\sqrt N$。然而，我们推导出一个显式的必要和充分条件的衰减率的局部故障概率$p_k$（在每个级别的节点和链路故障概率的组合），使总错误概率的衰减率在故障情况下是相同的非故障情况。更精确地说，我们证明了$\log P_N^{-1}=Θ(\sqrt N)$当且仅当$\log p_k^{-1}=Ω(2^{k/2})$。
2012-11-19 cs.IT math.IT
Capacity of a Class of Linear Binary Field Multi-source Relay Networks
多源无线中继网络容量域的刻画是网络信息论的基本问题之一。然而，当网络中存在多个源-目的地（S-D）对时，由于用户间干扰，该问题是相当具有挑战性的。通过研究一类特殊的网络，我们证明了容量是可以找到的，即研究了一个具有时变信道的分层线性二进制域网络，它是一个反映无线通信广播、干扰和衰落特性的简化模型。我们观察到，衰落可以发挥重要作用，有效地减轻用户间干扰的单跳和多跳网络。我们提出了新的编码和中继方案与随机信道配对，利用这样的信道变化，并得出其可实现的速率。通过与割集上界的比较，可以刻画某些信道分布和网络拓扑下单跳网络的容量域和多跳网络的总容量.对于这些类，我们表明，容量区域或总和容量可以解释为最大流最小割定理。
2011-02-24 cs.IT math.IT
Diversity of MIMO Multihop Relay Channels
我们考虑慢衰落中继信道与一个单一的多天线源-目的地终端对。源信号通过N-1层中继经过N跳到达目的地。我们分析了这样的信道的多样性与固定的网络规模在高信噪比。在集群的情况下，在同一层内的中继可以有充分的合作，合作解码和转发（DF）计划被证明是最佳的分集复用权衡（DMT）。得到了DMT的上界，即割集界。在非集群的情况下，我们表明，天真的放大和转发（AF）计划具有最大的信道复用增益，但在多样性是次优的，相比割集界。通过对多跳信道的并行划分，引入空时中继处理，提高了分集性能。这个想法是让源信号在多跳信道中通过K个不同的“AF路径”。这种并行AF方案在时域中创建并行信道，并且如果分区被适当地设计，则具有最大分集。由于该方案一般不能实现最大复用增益，因此我们提出了一种由并行AF方案构建的翻转转发（FF）方案。结果表明，FF方案实现了最大的多样性和复用增益在任意大小的分布式多跳信道。为了实现中继策略所承诺的DMT，还提出了近似通用的编码方案。
2007-08-02 cs.IT math.IT
Bilayer LDPC Convolutional Codes for Half-Duplex Relay Channels
在本文中，我们提出了规则的双层LDPC卷积码的半双工中继信道。对于二进制擦除中继信道，我们证明了所提出的代码结构实现的容量为源中继链路和源目的地链路提供的信道条件是已知的设计时的代码。同时，该码使解码转发中继的最高传输速率成为可能。此外，它的规则度分布可以很容易地从信道参数计算，这大大简化了代码优化。数值结果提供了二进制擦除信道（BEC）和AWGN信道。在BEC中，我们可以观察到解码阈值和香农极限之间的差距非常小。在AWGN信道中，双层LDPC卷积码在比特出错率方面明显优于其分组码对应物。
2011-02-25 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
Energy Harvesting Two-Hop Communication Networks
能量收集多跳网络允许低成本、有限范围的无线设备的永久操作。与电池供电的网络相比，能量和数据因果关系约束与半双工中继操作的耦合使得操作此类网络具有挑战性。研究了具有解码转发半双工中继的能量收集两跳网络的吞吐量最大化问题。对于具有两个并行中继的系统，考虑以下四种传输模式的各种组合：来自源的广播、来自中继的多路访问以及连续中继阶段I和II。在能量到达的非因果知识和中继数据缓冲区有限的假设下，研究了一个和两个并行中继的最优传输策略。该问题是制定使用凸优化框架，它允许有效的数值解，并有助于确定最优策略的重要属性。数值结果提供吞吐量比较，并调查多个中继，中继数据缓冲区的大小，传输模式，和能量收集的吞吐量的影响。
2015-07-11 cs.IT math.IT
Rate Regions for Relay Broadcast Channels
部分协作中继广播信道（RBC）是具有一个源节点和两个目的地节点（目的地1和2）的三节点网络，其中目的地1可以充当中继以帮助目的地2。得到了离散无记忆部分合作RBC容量区域的内、外界。当中继功能被禁用时，内界和外界减少到广播信道的容量区域上的新边界。四类红细胞进行了详细研究。对于具有退化消息集的部分合作RBC，得到了其内界和外界。对于半确定部分合作RBC和正交部分合作RBC，建立了容量域。对于具有非匹配降级子信道的并行部分协作RBC，建立了降级消息集情况下的容量域。当源节点仅具有用于目的地2的私有消息时也建立容量，即，信道减少到具有不匹配的降级子信道的并行中继信道。
2006-06-15 cs.IT math.IT
Resource Allocation for Secure Gaussian Parallel Relay Channels with Finite-Length Coding and Discrete Constellations
研究了在存在窃听者（Eve）和多个解码转发中继节点的情况下Alice向Bob发送秘密消息的问题。每个链路包括一组并行信道，例如对正交频分复用传输进行建模。我们考虑离散星座和有限长度编码的影响，定义了一个可实现的保密率的限制下的含糊率在前夕。然后，我们提出了一个功率和信道分配算法，最大化可实现的保密率诉诸两个耦合的Gale-Shapley算法的稳定匹配问题。我们考虑的情况下，在爱丽丝的全部和部分信道状态信息。在后一种情况下，我们只保证中断保密率，即，在给定概率下保持秘密的消息的比率。数值结果提供了瑞利衰落信道的平均中断保密率，表明实际计划实现的性能非常接近理想的。
2018-07-17 cs.CR cs.IT math.IT
LDPC Lattice Codes for Full-Duplex Relay Channels
低密度奇偶检验（LDPC）格是由构造D '和一族嵌套的二元LDPC码得到的。我们考虑一个特殊的情况下，这些格与一个二进制LDPC码作为底层代码。LDPC格的这种特殊情况可以通过使用构造A格提升二进制LDPC码来获得。LDPC格是第一个在高维中具有高效解码的格族。我们在协作传输框架中采用了LDPC格的编码和解码。提出了基于超立方体成形和Voronoi成形的两种高效成形方法，得到LDPC格码。然后，我们提出了使用LDPC格码实现单向和双向中继网络的块马尔可夫编码。这需要拥有用于将全速率码本分解成较低速率码本的有效方法。我们应用不同的分解方案的单向和双向中继信道的低密度格码（LDLC）的分解方法的修改版本。由于LDPC格的解码复杂度较低的LDLC相比，我们的计划的复杂度显着低于LDLC提出的。所提出的计划的效率，使用仿真结果。
2016-08-12 cs.IT math.IT
Submodularity and Optimality of Fusion Rules in Balanced Binary Relay Trees
研究了平衡二叉中继树中的分布式检测问题，树的叶子节点是产生二叉消息的传感器。树的根是做出总体决策的融合中心。树中每隔一个节点就是一个融合节点，它将来自其子节点的两个二进制消息融合成一个新的二进制消息，并将其发送到下一级的父结点。我们假设同一层的融合节点使用相同的融合规则。我们称一串在不同层次上使用的融合规则为融合策略。我们考虑的问题，找到一个融合策略，最大限度地减少传感器和融合中心之间的总错误概率。我们制定这个问题作为一个确定性的动态规划，并表示在贝尔曼方程的解决方案。我们引入了stringsubmodularity的概念，并表明减少总错误概率是一个stringsubmodularity函数。因此，我们表明，贪婪的策略，它只最大限度地减少总错误概率的水平，是在一个因素的最优策略减少总错误概率。
2012-10-16 cs.IT cs.MA math.IT
Spatially-Coupled LDPC Codes for Decode-and-Forward Relaying of Two Correlated Sources over the BEC
我们提出了一种解码和转发传输方案的基础上空间耦合低密度奇偶校验（SC-LDPC）码的网络组成的两个（可能相关）的源，一个中继，和一个目的地。节点之间的链路被建模为二进制擦除信道。联合信源-信道编码与联合信道解码被用来利用相关性。中继执行网络编码。我们推导了相关信源的二进制擦除时分多址中继信道的可达速率的解析界。然后，我们设计双层SC-LDPC码，并分析其渐近性能的这种情况下。我们证明了分析所提出的编码方案达到了对称信道条件和不相关源的理论极限。使用密度演化，我们进一步证明，我们的计划也接近理论极限的非对称信道条件下，当源相关，我们观察到的阈值饱和效应，这是典型的空间耦合系统。最后，我们给出了大块长的仿真结果，验证了DE分析。
2014-02-14 cs.IT math.IT
Near-optimal quantization and linear network coding for relay networks
我们介绍了一个离散网络对应于任何高斯无线网络，是通过简单地量化接收到的信号，并限制发送信号到一个有限的精度。由于离散网络中的信号是从高斯网络中的信号获得的，所以高斯网络可以在由离散网络定义的基于量化的数字接口上操作。我们证明了这种数字接口对于高斯中继网络是近最优的，并且高斯网络和离散网络的容量在O（M^2）比特的有界间隙内，其中M是节点数。我们证明，任何离散网络的近最佳编码策略可以自然地转换为高斯网络的近最佳编码策略，只需通过量化。我们利用这一点，通过设计一个线性编码策略的情况下，分层离散中继网络。线性编码策略对于高斯和离散网络是接近最优的，并且在O（M^2）比特的容量内实现速率，与信道增益或SNR无关。线性码是鲁棒的，并且中继不需要知道信道增益。在所有中继器处的发送和接收信号被简单地量化为相同长度的二进制元组$n$。线性网络码要求所有中继节点将接收到的二元元组收集到长二元向量中，并对长向量应用线性变换。所得到的二进制向量被分成更小的二进制元组以供中继传输。线性网络码的量化要求完全由参数$n$定义，该参数还确定用于在网络容量的有界间隙内操作网络的模数转换器和数模转换器的分辨率。线性网络码明确地将有线网络的网络编码与高斯网络的编码联系起来。
2012-03-11 cs.IT cs.NI math.IT
On the Design of a Novel Joint Network-Channel Coding Scheme for the Multiple Access Relay Channel
本文提出了一种新的联合非二进制网络信道编码的时分解码和转发多址接入中继信道（TD-DF-MARC），中继线性组合-在一个非二进制有限域-从源节点的编码序列。基于EXIT图分析，导出了选择线性组合的最佳系数的方法。此外，它表明，对于不同的系统设置，应选择不同的系数，以提高性能。这一结论与以前的作品被认为是一个随机选择。Monte Carlo仿真表明，该方案优于，在其间隙中断概率，以前公布的联合网络-信道编码的方法。此外，这种增益是通过使用非常短的码字来实现的，这使得该方案对于低延迟应用特别有吸引力。
2012-03-21 cs.IT math.IT
Hash-and-Forward Relaying for Two-Way Relay Channel
本文考虑了一个通信网络的两个节点，这两个节点没有相互直接的通信链路，通信双向的帮助下，一个共同的中继节点（RN），也被称为分离的双向中继（TWR）信道。我们首先回顾了一个切集外边界的情况下，假设全双工传输能力的网络拓扑结构的一组速率。然后，我们推导出一个新的可实现的速率区域的基础上哈希和转发（HF）中继的RN不试图解码，而是散列其接收到的信号，并表明在某些信道条件下，它符合香农的内界的双向信道[1]。此外，对于二进制加法器TWR信道，在节点和RN处具有加性噪声，我们给出了一个详细的基于结构码的容量实现编码方案。
2011-02-16 cs.IT math.IT
Robust Multi-Branch Tomlinson-Harashima Precoding in Cooperative MIMO Relay Systems
针对基于多分支（MB）策略的放大转发（AF）多输入多输出（MIMO）中继系统，提出了一种基于Tomlinson-Harashima预编码（THP）的鲁棒收发器设计方法。MB策略在配备有不同排序模式的若干并行分支上采用连续干扰消除（SIC），使得每个分支通过利用某个排序模式来产生发射信号。对于每个并行分支，所提出的鲁棒非线性收发器的设计包括THP在源随着线性预编码器在中继和线性最小均方误差（MMSE）接收器在目的地。通过考虑信道的不确定性，源和中继预编码器联合优化，以最小化均方误差（MSE）。然后，我们采用对角化方法以及矩阵单调函数的一些属性，将矩阵变量的优化问题转化为标量变量的优化问题。我们采用迭代法通过Karush-Kuhn-Tucker（KKT）条件获得中继和源预编码器的解。设计了一个合适的选择规则来选择与最佳支路相对应的非线性收发器进行数据传输。仿真结果表明，所提出的MB-THP方案能够减轻信道状态信息（CSI）错误的影响，提高系统的鲁棒性。
2014-09-21 cs.IT math.IT
Novel Performance Analysis of Network Coded Communications in Single-Relay Networks
在本文中，我们分析了一个单中继网络的可靠性提供的随机线性网络编码（RLNC）的性能。我们考虑的情况下，源节点和中继节点都可以编码数据包。与传统的中继网络方法不同，我们引入了一种被动中继模式，在这种模式下，中继节点只是在无法解码的情况下重新传输收集到的数据包。与以往的研究相比，我们得到了一个新的理论框架所考虑的中继网络的性能表征。我们将我们的分析扩展到一个更一般的场景，其中编码系数是从非二进制字段生成的。理论结果进行了验证，使用模拟，为二进制和非二进制字段。它还表明，被动中继模式显着提高了性能相比，只有主动的情况下，提供了高达两倍的增益的解码概率。建议的框架可以被用来作为一个积木更复杂的网络拓扑结构的分析。
2016-08-23 cs.IT cs.NI cs.PF
On the Capacity Region of Broadcast Packet Erasure Relay Networks With Feedback
我们推导出一个新的外边界上的容量区域的广播业务在多个输入广播包擦除信道的反馈，并将此外边界的包擦除中继网络的反馈。我们展示了各类网络的外部边界的紧密性。这项工作的一个重要的工程意义是，对于并行广播信道的网络编码方案，“异或”分组应发送相关的广播子信道。
2019-05-16 cs.IT math.IT
Power Allocation in Two-way Relaying Networks
本文研究了由源、目的和多个半双工解码转发（DF）中继组成的双向中继网络中的中继选择和功率分配问题。有目的地引入了一个三个子时隙的传输模型。在第一个子时隙中，选择的中继应用时间交换协议来收集源和目的地辐射的射频能量;在剩余的子时隙中，选择的中继帮助源和目的地交换信息。针对数据缓冲区和中继电池容量有限的情况，提出了一种最优中继选择和功率分配策略，以最大化网络总吞吐量。一个障碍是底层吞吐量和优化问题的固有非凸性。通过仔细解耦乘法变量和放松二进制变量为一个实数，我们将这个问题转化为一个凸优化问题，然后使用Karush-Kuhn-Tucker（KKT）条件来解决它。
2022-12-15 cs.IT math.IT
Communications with decode-and-forward relays in mesh networks
我们认为网状网络组成的中继节点的解码和转发模式，其中每个节点从一组中继信息到下一组中的所有节点组。我们在两种设置中研究这些网络，一种是节点具有来自传输给它们的节点的完整信道状态信息，另一种是它们只有信道的统计信息。我们推导出节点错误概率的递归表达式，并给出了这些网络中使用的检测器的几种实现。我们比较网状网络与多跳网络，后者是由一组多个中继节点的平行部分。我们证明了大量的模拟，在各种情况下，在多跳网络的网状网络的性能有显着的改善。
2012-10-16 cs.IT math.IT
Nested Polar Codes for Wiretap and Relay Channels
我们表明，极化码渐近实现窃听信道的整个容量模糊区域时，窃听器的信道相对于主信道退化，并使用弱保密的概念。我们的编码方案也实现了物理退化的接收机正交中继信道的容量。我们展示了中等块长度的二进制擦除窃听信道的仿真结果，比较极化码和两个边缘类型的LDPC码。
2010-06-17 cs.IT math.IT
Freshness Based Cache Updating in Parallel Relay Networks
我们考虑一个系统组成的服务器，它接收更新$N$文件根据独立的泊松过程。服务器的目标是通过$K$缓存的并行网络向用户提供文件的最新版本。如果用户收到的文件版本与服务器上当前流行的文件版本相同，则我们认为用户收到的更新成功。我们推导出一个解析表达式的信息新鲜度在用户。我们观察到，新鲜度的文件增加了合并率跨缓存的增加。为了解决多缓存问题，我们首先解决单缓存系统的辅助问题。然后，我们通过尽可能多地将速率合并到单个路由来重新设计并行缓存网络的辅助解决方案。这产生了原始问题的近似（次优）解决方案。我们提供了一个上界的次优解和最优解之间的差距。数值结果表明，次优策略非常接近最优策略。
2021-05-11 cs.IT cs.NI eess.SP
On the Capacity of the Diamond Half-Duplex Relay Channel
我们考虑一个菱形双跳通信系统，包括一个源，两个并行的半双工中继和一个目的地。在单天线配置中，先前已经表明，两阶段节点调度算法以及解码和转发策略可以实现菱形信道的容量以获得一定的对称信道增益[1]。在本文中，我们得到了一个更一般的条件的最优方案的功率资源和信道增益。特别是，它被证明，如果产品的同时活跃的链路的容量是相等的在两个传输阶段，该计划实现的信道的容量。
2008-05-17 cs.IT math.IT
Secure Computation in a Bidirectional Relay
双向中继是近年来研究的一个活跃领域，其中中继帮助两个用户节点交换等长的二进制消息。一种流行的策略涉及修改的高斯MAC，其中中继使用用户节点同时传输的自然发生的符号之和对两条消息的异或进行解码。在这项工作中，我们考虑了高斯MAC双向中继与一个额外的保密约束，以保护对诚实的，但好奇的中继。约束是，虽然中继应该解码XOR，但它应该完全不知道用户的各个消息。我们利用高斯MAC中发生的符号添加来设计明确的策略，以实现接收到的符号和单独发送的消息之间的完美独立性。我们的结果实际上适用于更一般的情况，其中两个用户节点处的消息来自有限阿贝尔群，并且中继必须解码两个消息的群内的和。我们提供了一个格子编码策略和研究最佳速率与平均功率的权衡渐近大尺寸。
2012-06-18 cs.IT math.IT
Design of Nested LDGM-LDPC Codes for Compress-and-Forward in Relay Channel
研究了一种具有二进制擦除信道（BEC）的三端中继系统，在该系统中，信源在中继的“协助”下将信息转发到信宿。设计了一种低密度生成矩阵（LDGM）-低密度奇偶校验（LDPC）的嵌套结构，在中继端实现压缩转发（CF）。LDGM编码对接收信号进行了有损压缩，LDPC码实现了Slepian-Wolf编码的合并。首先提出了一种实用的编码方案，在源端和中继端分别采用LDPC码和嵌套LDGM-LDPC码，以达到系统容量的割集界。然后在给定码率界的情况下，对LDGM码和LDPC码的度分布进行优化，保证迭代置信传播（BP）译码算法在目的端的收敛性。最后，仿真结果表明，基于嵌套码实现的性能非常接近Slepian-Wolf理论极限。
2010-03-19 cs.IT math.IT
Approximately-Universal Space-Time Codes for the Parallel, Multi-Block and Cooperative-Dynamic-Decode-and-Forward Channels
显式代码的构建，实现分集复用增益权衡的合作中继信道下的动态解码和转发协议的任何网络规模和所有数量的发送和接收天线在中继。一个特别简单的代码结构，使使用的阿拉姆代码作为一个基本的积木提供了一个继电器的情况。一路上，我们证明了空时码以前在文献中构造的块衰落和并行信道是近似普遍的，即，它们实现了对于任何衰落分布的DMT。它示出了如何近似的普遍性，这些代码导致第一DMT最佳的一般，MIMO-OFDM信道的代码建设。
2007-07-13 cs.DM cs.IT cs.NI
Capacity of a Class of State-Dependent Orthogonal Relay Channels
一类正交中继信道，其中连接源终端的中继和目的地的正交信道，和中继的目的地，取决于一个状态序列，被认为是。假设状态序列在目的地是完全已知的，而在源或中继站是未知的。这类中继信道的容量的特点，并示出要实现的部分解码压缩和转发（pDCF）计划。然后详细研究了某些二进制和高斯状态相关的正交中继信道的容量，并表明压缩转发（CF）和部分解码转发（pDF）方案一般是次优的。据我们所知，这是第一个单中继信道模型，其容量是通过pDCF实现的，而pDF和CF方案都是次优的。此外，它示出的能力所考虑的类的状态相关的正交中继信道一般低于割集界。的条件下，pDF或CF足以满足割集界，因此，实现的能力，也来自。
2015-12-17 cs.IT math.IT
Capacity Bounds for Relay Channels with Inter-symbol Interference and Colored Gaussian Noise
在输入功率受限的情况下，研究了存在符号间干扰（ISI）和加性高斯有色噪声的中继信道的容量。先前的结果表明，该信道的容量可以通过检查无限块长度的限制下的循环退化中继信道来计算。目前的工作提供了单字母表达式的可实现的速率与解码和转发（DF）和压缩和转发（CF）处理采用在中继。此外，中继信道的割集界一般化的ISI/高斯有色噪声的情况下。所有结果都取决于显示ISI/高斯色噪声的中继信道分解成耦合的并行，标量，无记忆中继信道的等效集合的最优性。文中还讨论了DF和CF可达速率的最优区域。最优功率分配策略的两个下界和割集上界进行了讨论。由于DF和CF的最大化功率分配似乎是棘手的，所需的成本函数进行修改，然后优化。通过数值算例说明了所得的速率。
2011-03-01 cs.IT math.IT
On the Capacity of the Two-Hop Half-Duplex Relay Channel
虽然广泛的调查，两跳半双工（HD）中继信道的容量没有完全理解。特别是，一个容量表达式，可以很容易地评估是不可用的，一个显式的编码方案，实现的能力也是未知的。在本文中，我们推导出一个新的表达式的两跳HD中继信道的容量通过简化先前推导的逆表达式。与以前的结果相比，新的容量表达式可以很容易地评估。此外，我们提出了一个明确的编码方案，实现的能力。为了实现该容量，中继器不仅通过发送携带信息的符号来向目的地发送信息，而且还通过在接收期间由于中继器的静默而产生的零符号来发送信息。作为例子，我们分别计算了源-中继和中继-目的链路都是二进制对称信道（BSC）和加性高斯白噪声（AWGN）信道时两跳HD中继信道的容量，并在数字上将容量与由传统中继实现的速率进行比较，在传统中继中，中继以逐码字的方式接收和发送，以码字的方式发送，并且以严格交替的方式在接收和发送之间切换。我们的数值结果表明，BSC和AWGN链路的两跳HD中继信道的容量显着大于与传统的中继实现的速率。
2015-11-17 cs.IT math.IT
On the Capacity of the Two-Hop Half-Duplex Relay Channel
虽然广泛的调查，两跳半双工（HD）中继信道的容量没有完全理解。特别是，一个容量表达式，可以直接评估是不可用的，一个显式的编码方案，实现的能力也是未知的。在本文中，我们推导出一个新的表达式的两跳HD中继信道容量的基础上简化的逆。与以前的结果相比，这个容量表达式可以很容易地评估。此外，我们提出了一个明确的编码方案，实现的能力。为了实现该容量，中继器不仅通过发送携带信息的符号来向目的地发送信息，而且还通过在接收期间由于中继器的静默而产生的零符号来发送信息。作为例子，我们分别计算了源-中继和中继-目的链路都是二进制对称信道（BSC）和加性高斯白噪声（AWGN）信道时两跳HD中继信道的容量，并且在数字上将容量与由传统中继实现的速率进行比较，其中中继以码字方式接收和发送，以码字的方式发送，并且以严格交替的方式在接收和发送之间切换。我们的数值结果表明，BSC和AWGN链路的两跳HD中继信道的容量显着大于与传统的中继实现的速率。
2015-10-12 cs.IT math.IT
Neural Compress-and-Forward for the Primitive Diamond Relay Channel
New York University（纽约大学）
本文提出了一种基于神经压缩-转发的多中继系统方案，通过分布式量化器实现高效通信，接近理论界限并保持性能与可解释性。
2025-12-08 cs.IT math.IT
Capacity to within 3 bits for a class of Gaussian Interference Channels with a Cognitive Relay
具有认知中继的干扰信道（IFC-CR）由经典的两用户干扰信道组成，其中两个独立的消息在认知中继节点处也是非因果已知的。在这项工作中，一类特殊的IFC-CR的来源不创建干扰在非预期的目的地进行了分析。这种特殊的模型导致具有两个非干扰点对点信道的信道，其传输由带内认知中继辅助，这因此被称为具有认知中继的并行信道（PC-CR）。对于所有信道参数，我们确定PC-CR信道的容量在3比特/秒/赫兹内。特别是，我们提出了几个新的外边界，我们实现了一个恒定的间隙内通过适当选择高斯输入分布在一个简单的速率分裂和叠加编码为基础的内界。内边界和外边界的数值计算表明，实际的差距可以远远小于3位/秒/赫兹。
2011-02-16 cs.IT math.IT
