Channel-Aware Ordered Successive Relaying with Finite-Blocklength Coding
连续中继允许源节点和中继节点同时发送消息，可以提高传输速率，但它可能会引起严重的中继间干扰（IRI）。已经提出了IRI取消方案来减轻IRI。然而，干扰消除方法具有高的错误传播风险，导致在有限块长度制度中的严重传输速率损失。因此，联合解码连续中继有限块长度编码（FBC）仍然是一个挑战。本文提出了一种优化的具有有限块长编码的信道感知有序连续中继协议（CAO-SIR-FBC），该协议可以通过仔细调整中继传输顺序和速率来恢复速率损失。我们分析了CAO-SIR-FBC方法的平均吞吐量，在此基础上，在高信噪比（SNR）的制度，提出了一个封闭的形式的表达式。平均吞吐量分析和仿真表明，CAO-SIR-FBC在频谱效率方面优于传统的两时隙半双工中继。
2022-10-26 cs.IT eess.SP 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
Compress-Forward without Wyner-Ziv Binning for the One-Way and Two-Way Relay Channels
我们认为的作用Wyner-Ziv分仓在压缩转发中继通道。在单向中继信道中，我们分析了一个压缩转发方案，没有Wyner-Ziv binning，但与联合解码的消息和压缩索引。它实现了与原始压缩转发方案相同的速率，具有合并和连续解码。因此，合并通过允许连续解码来帮助降低解码复杂度，但是对单向中继信道的可实现速率没有影响。另一方面，无分箱简化了继电器操作。通过扩展压缩转发没有binning双向中继信道，我们可以实现一个更大的速率区域比原来的压缩转发方案时，信道是不对称的两个用户。分箱和连续解码限制压缩率以匹配从中继到两个用户的较弱信道，而没有分箱，这种限制不再适用。与有噪网络编码相比，在高斯信道条件下，压缩-前向编码可以达到相同的码率范围，并且具有更小的延迟。这项工作是朝着理解Wyner-Ziv分箱在压缩转发中继中的作用迈出的一步。
2011-10-31 cs.IT math.IT
Two Birds and One Stone: Gaussian Interference Channel with a Shared Out-of-Band Relay of Limited Rate
研究了具有共享带外中继的两用户高斯干扰信道。中继器观察源信号的线性组合，并通过每个信道使用的固定有限速率$R_0$比特的完美链路向两个目的地广播公共消息。中继的带外性质由公共中继消息不干扰两个目的地处的接收信号的事实反映。一个一般的可实现的速率建立，随着上界的能力区域的高斯情况下。对于$R_0$值低于一定的阈值，这取决于信道参数，该信道的容量区域在本文中被确定为在$Δ=1.95$比特的恒定间隙内。我们确定的干扰制度，在可实现的速率的二比一的增益是可能的每一个比特中继，直到一个恒定的近似误差。仪器这些结果是一个精心设计的量化和转发类型的中继策略，以及在目的地端采用的联合解码方案。此外，我们还研究了连续的解码策略与最佳解码顺序（对应的顺序，共同的，私人的，和中继消息被解码），并表明，连续解码也实现了二对一的增益渐近制度，其中二对一的增益是可实现的联合解码;然而，连续解码产生无界的损失渐近相比，联合解码，一般。
2012-11-15 cs.IT math.IT
An Improvement of Cover/El Gamal's Compress-and-Forward Relay Scheme
Cover和El Gamal在1979年提出的压缩转发中继方案在解码过程中作了改进。由于实现了目的地不需要解码中继的压缩观测，因此进行了改进;并且即使要解码压缩观测，也可以通过与原始消息联合解码而不是以连续的方式更容易地完成。还讨论了多个继电器的扩展。
2009-08-15 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
On the Optimal Compressions in the Compress-and-Forward Relay Schemes
.....联合解码在中继站选择压缩方面提供了更大的自由度。然而，问题仍然是这种选择压缩的自由是否一定会提高原始消息的可实现速率。在（El Gamal和Kim，2010年）中已经表明，在单中继情况下答案是否定的。在本文中，它进一步证明了在多个中继的情况下，有没有通过联合解码的可达速率的改善。更有趣的是，发现任何不支持连续解码的压缩实际上将导致原始消息的严格较低的可实现速率。因此，为了最大化原始消息的可实现速率，应该始终选择压缩以支持连续解码。此外，它示出，任何压缩不完全解码，即使与联合解码将不会提供任何贡献的原始消息的解码。上述现象也被示出存在于最近由（Lim，Kim，El Gamal和Chung，2010）提出的重复编码框架下，该重复编码框架在多个中继的情况下提高了可实现的速率。这里，另一个有趣的发现是，这种改进不是重复编码的结果，而是在所有块都完成之后延迟解码的好处。相同的速率被示出为可以用具有逐块反向解码过程的更简单的经典编码过程（Cover和El Gamal，1979）来实现。
2011-02-20 cs.IT math.IT
Analysis of a Mixed Strategy for Multiple Relay Networks
在他们具有里程碑意义的论文中，Cover和El Gamal提出了不同的中继信道编码策略，其中单个中继支持通信对。这些策略是解码转发和压缩转发方法，以及依赖于前两种策略的混合应用的中继网络的容量的一般下限。到目前为止，他们的工作只有一部分-解码转发和压缩转发策略-已被应用于具有多个中继的网络。本文利用N +1层部分解码转发的组合方法和接收端不同边信息的逐次精化思想，推导出一种多中继网络的混合策略。在描述了协议结构之后，我们给出了离散无记忆中继信道和高斯多中继网络的可达速率。利用这些结果，我们比较了混合策略与一些特殊情况，例如。例如，在一个实施例中，多级解码和转发、分布式压缩和转发以及混合方法，其中一个中继节点以解码和转发模式操作而另一个以压缩和转发模式操作。
2007-10-23 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
Capacity of Linear Two-hop Mesh Networks with Rate Splitting, Decode-and-forward Relaying and Cooperation
考虑线性网状网络，其中每个小区的单个用户经由专用中继（两跳通信）与本地基站通信。利用可能相关的小区间信道增益，在两个跳中连续取消的速率分割被研究作为一个有前途的解决方案，以提高基本单速率通信的速率。然后，提出了一种替代解决方案，该方案试图通过中继站之间的协作传输来提高第二跳（从中继站到基站）的性能。协作方案利用中继站获得的公共信息作为在第一跳中使用速率分割的副产品。数值结果带来洞察的条件下（网络拓扑结构和功率约束），速率分裂，可能的中继合作，是有益的。多小区处理（在基站处的联合解码）也被考虑用于参考。
2007-10-12 cs.IT math.IT
Enhancing Non-Orthogonal Multiple Access By Forming Relaying Broadcast Channels
在本文中，使用中继广播信道（RBC）作为非正交多址（NOMA）的组成信道，提出了提高单输入单输出（SISO）蜂窝下行链路系统中的NOMA的性能。为了分析所提出的方案的性能，一个可实现的速率区域的RBC与压缩转发（CF）中继新推导出的基础上，最近的工作噪声网络编码（NNC）。基于对RBC在发送端采用解码转发（DF）中继、CF中继和CF中继与脏纸编码（DPC）的情况下的可达速率域的分析，研究了配备RBC分量信道的NOMA系统的整体性能。结果表明，NOMA与RBC-DF产生边际增益和NOMA与RBC-CF/DPC产生急剧的增益比简单的NOMA的基础上广播分量信道在一个实际的系统设置。通过超越简单的广播信道（BC）/连续干扰消除（SIC）到包括DPC和CF/NNC的高级多终端编码，可以为NOMA获得大得多的增益。
2015-10-26 cs.IT math.IT
Outage Performance of Two-Way Relay Non-Orthogonal Multiple Access Systems
本文研究了一种双向中继非正交多址接入（TWR-NOMA）系统，其中两组NOMA用户借助一个半双工（HD）解码转发（DF）中继交换消息。由于NOMA信号的信干噪比（SINR）主要取决于有效的连续干扰消除（SIC）方案，因此考虑了不完美SIC（ipSIC）和完美SIC（pSIC）。为了表征TWR-NOMA系统的性能，我们推导出了NOMA用户信号的精确和渐近中断概率与ipSIC/pSIC的封闭形式的表达式。基于推导的结果，分集阶数和系统的吞吐量进行了检查。数值仿真结果表明：1）在低信噪比条件下，TWR-NOMA的中断概率优于TWR-OMA; 2）由于中继站干扰信号的影响，TWR-NOMA的中断概率和遍历速率分别存在错误地板和吞吐量天花板。
2018-01-24 cs.IT math.IT
How to Scale Up the Spectral Efficiency of Multi-way Massive MIMO Relaying?
本文研究了一种解码转发（DF）多路大规模多输入多输出（MIMO）中继系统，在该系统中，多个用户通过一个具有大规模天线阵列的中继站进行数据交换。我们提出了一种新的传输协议，利用连续的取消解码和迫零（ZF）在用户。利用大规模MIMO的特性，推导出频谱效率的一个严格解析近似。我们表明，我们提出的方案只使用传统方案（时隙数等于用户数[1]）所需的一半时隙，在不同的用户之间交换数据。因此，我们提出的方案的总和频谱效率是传统方案的近两倍，从而将多路大规模MIMO的性能提升到前所未有的水平。
2017-03-30 cs.IT math.IT
Decoupled Uplink and Downlink in a Wireless System with Buffer-Aided Relaying
本文处理的多用户中继的情况下，多个用户设备（UE）有一个双向的通信与一个共同的基站（BS）中存在的缓冲器配备的中继站（RS）。上行链路（UL）和下行链路（DL）传输中的每一个都可以在直接路径或中继路径上进行，传统上，给定双向链路的UL和DL路径是耦合的，即，要么都是直接链路，要么都是中继链路。通过消除耦合的限制，为解耦的双向连杆打开了设计空间。在此基础上，我们设计了两种协议：正交解耦UL/DL缓冲区辅助（ODBA）中继协议和非正交解耦UL/DL缓冲区辅助（NODBA）中继协议。在NODBA中，接收机可以使用连续干扰消除（SIC）来从UL和DL信号之间的冲突中提取期望信号。对于这两个协议，我们的传输决策政策的特点是最大化的平均双向和系统的速率。数值结果表明，解耦关联和非正交无线接入导致显着的吞吐量增益为双向业务。
2016-09-22 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
Cooperative Network Coded ARQ Strategies for Two Way Relay Channel
提出了一种新的双向中继网络中的协作自动重传请求（ARQ）方法。在分组传输失败时，网络进入协作阶段，其中分组的重传由中继节点辅助。该方法将网络编码技术与协作ARQ技术相结合，通过减少重传次数来提高网络吞吐量。对于连续重传，考虑了三种不同的选择重传节点的方法。分析比较了各种方法的吞吐量。该分析是基于二进制马尔可夫信道，它考虑了信道系数的时间相关性。分析结果表明，所提出的使用网络编码的吞吐量性能优于传统的ARQ和合作ARQ没有网络编码。它也被观察到，相关性可以有显着的性能上提出的合作网络编码的ARQ方法的影响。特别地，所提出的方法对于缓慢到适度快速衰落信道是有利的。
2013-11-26 cs.IT math.IT
Beamforming Design for Hybrid IRS-aided AF Relay Wireless Networks
本文提出一种由无源和有源元件组成的混合IRS辅助AF中继无线网络，并设计了基于逐次凸逼近和分数规划的低复杂度方法（LC-SCA-FP）联合优化波束成形与反射系数矩阵，仿真证明其速率优于基准方案。
2023-11-23 cs.IT eess.SP math.IT
Efficient Relay Beamforming Design with SIC Detection for Dual-Hop MIMO Relay Networks
在本文中，我们考虑了一个双跳多输入多输出（MIMO）中继无线网络中，源-目的地对都配备了多个天线，通过大量的半双工放大转发（AF）中继终端进行通信。针对MIMO中继系统，提出了两种基于匹配滤波器（MF）和正则迫零（RZF）预编码技术的线性波束形成方案。我们着重于中继节点的线性过程，并利用前向信道和后向信道的信道状态信息（CSI）设计新的中继波束形成器。所提出的波束成形设计是基于QR分解（QRD）滤波器在目的节点执行连续干扰消除（SIC），以实现最大的空间复用增益。仿真结果表明，在不同的系统参数下，所提出的波束形成器在满足节点内阵列增益和分布式阵列增益的情况下，其遍历容量优于其他中继方案。
2010-06-22 cs.IT cs.NI math.IT
Compute-Compress-and-Forward: Exploiting Asymmetry of Wireless Relay Networks
计算转发（CF）通过允许中继计算源消息的组合来利用无线网络中的干扰。在中继器处计算的消息组合是相关的，并且因此直接将这些组合转发到目的地通常会导致信息冗余和频谱效率低下。为了解决这个问题，我们提出了一种新的中继策略，称为计算压缩和转发（CCF）。在CCF中，源消息使用在嵌套编码和成形格链上构造的嵌套格码进行编码。CCF与CF的关键区别在于在中继的计算和转发阶段之间插入额外的压缩阶段，从而降低中继的转发信息速率。在每个中继器处的压缩阶段由两个操作组成：首先在适当选择的网格（称为量化网格）上对计算出的消息组合取模，然后在另一个网格（称为模网格）上取模。我们研究了量化和模格的设计，并提出了连续恢复算法，以确保源消息在目的地的可恢复性。在此基础上，我们制定了一个和率最大化问题，在一般的NP-难混合整数规划。一个低复杂度的算法，提出了一个次优的解决方案。数值结果表明，CCF优于现有的CF计划。
2015-03-19 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
Rate Splitting for Massive MIMO Multi-carrier system using Full Duplex Decode and Forward Relay with Hardware Impairments
在本文中，我们解决的解码和转发（DF）中继系统的功率分配问题，其中一个大规模的多输入多输出（mMIMO）多载波（MC）基站（BS）节点与MC单天线节点直接通信，也通过单天线全双工（FD）MC中继，使用速率分裂（RS）的方法。在目的地采用连续干扰消除方法。我们考虑正交频分复用（OFDM）作为我们的MC策略。我们考虑到硬件失真的影响，导致残留的自干扰和载波间泄漏（ICL），也不完善的信道状态信息（CSI）。我们制定了一个联合的子载波和功率分配问题，以最大限度地提高总的总和率。提出了一种迭代优化方法，该方法遵循逐次内逼近（SIA）框架，以达到满足Karush-Kuhn-Tucker（KKT）条件的收敛点。数值结果表明，这种系统的失真意识的设计的意义，以及显着的增益和速率相比，其半双工（HD）和非速率分裂计划。
2019-07-31 cs.IT cs.SY eess.SP
Broadcast Approach and Oblivious Cooperative Strategies for the Wireless Relay Channel - Part I: Sequential Decode-and-Forward (SDF)
在这两部分纸，我们考虑一个无线网络中，一个源终端与目的地和中继终端进行通信，偶尔出现在附近的源，没有源的知识，建议不经意的协议。假设源-中继信道由于邻近性而为固定增益AWGN，而源-目的地信道和中继-目的地信道经受块平坦瑞利衰落。假设仅在相应接收器处的完美CSI。与平均吞吐量作为性能指标，我们将一个两层的广播方法到两个合作策略的基础上的解码和转发方案-顺序解码和转发（SDF）在第一部分和块马尔可夫（BM）在第二部分。广播方法将传输速率分成对应于“坏”和“好”信道状态的叠加层，允许更好地适应实际信道条件。在第I部分中，在广播方法下，使用连续解码技术，数值和解析地推导出SDF策略的可实现速率表达式，用于多个设置，包括单用户、MISO和一般中继设置。连续广播的下限推导出MISO和一个不经意的合作场景。
2010-07-26 cs.IT math.IT
Multipair Massive MIMO Relaying with Pilot-Data Transmission Overlay
我们提出了一个多对大规模多输入多输出（MIMO）中继系统采用半双工或全双工（HD或FD）通信在中继站（RS）的导频数据传输覆盖计划。在所提出的方案中，导频与数据部分重叠发送，以减少信道估计开销。RS可以利用大规模MIMO信道的渐近正交性，以最小的目的地导频干扰检测源数据。然后，在目的信道估计中借助于检测到的源数据，可以有效地抑制导频数据干扰。由于传输重叠，有效的数据周期被延长，从而提高系统吞吐量。理论和仿真结果表明，在有限相干时间间隔的情况下，所提出的导频数据覆盖方案优于传统的分离导频数据设计。此外，在高和低信噪比区域的渐近分析表明，所提出的方案的优越性，无论相干间隔的长度。由于同时传输，适当分配源数据传输和中继数据转发功率可以进一步提高系统性能。因此，一个功率分配问题，制定和逐次凸逼近方法，提出了解决非凸优化问题的FD导频数据传输覆盖。
2016-06-02 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
Joint Relay Selection and Power Control that aims to Maximize Sum-Rate in Multi-Hop Networks
本文提出一种迭代执行中继选择与功率控制的次优算法，以最大化最小SINR进行中继选择并用逐次凸近似进行功率控制，仿真表明其显著提升多跳网络总速率，并证明双用户场景下二进制功率分配可求得最优发射功率。
2024-01-16 cs.IT eess.SP math.IT
On the Capacity of the Half-Duplex Diamond Channel
在本文中，一个双跳通信系统的源S和目的地D连接通过两个无干扰的半双工中继，R1和R2，被认为是由。在信息论的文献中，这种结构被称为菱形通道。在该设置中，存在四种传输模式，即：1）S发送，并且R1和R2收听（广播模式），2）S发送，R1收听，并且同时，R2发送和D收听。3)S发送，R2监听，同时，R1发送，D监听。4)R1、R2发送，D监听（多路访问模式）。假设对于所有发射机的恒定功率约束，定义参数$Δ$，其捕获信道的一些重要特征。已经证明，对于$Δ$ =0，可以通过连续中继，即以连续方式使用上面定义的模式2和3，来获得信道的容量。当$Δ\neq$为0时，该策略可能与信道的容量有无限大的差距。为了实现与容量接近0.71比特的速率，示出了$Δ$ >0和$Δ$ <0的情况应当被不同地对待。使用新的上界的基础上的对偶问题的线性规划与割集界，它被证明是连续的中继策略需要增强的额外的广播模式（模式1），或多址接入模式（模式4），为$Δ$ 0的情况<0 and $Δ$ >下，分别。此外，已确定在平均功率约束下，上述策略实现接近于信道容量的3.6比特的速率。
2009-11-09 cs.IT math.IT
On Compress-Forward without Wyner-Ziv Binning for Relay Networks
噪声网络编码是Lim，Kim，El Gamal和Chung等人最近提出的一种适用于一般多源网络的编码方法。该方案建立在压缩转发（CF）中继，但涉及三个新的想法，即没有Wyner-Ziv分箱，放松同时解码和消息重复。在本文中，使用双向中继信道作为底层的例子，我们分析了这些想法的中继网络的可达速率区域的影响。首先，CF没有装仓，但与联合解码的消息和压缩索引可以实现一个更大的速率区域比原来的CF方案的多目的地中继网络。在合并和连续解码的情况下，每个中继站处的压缩率受到从中继站到目的地的最弱链路的约束;但是在没有合并的情况下，该约束被放松。第二，在不唯一解码压缩索引的情况下同时解码所有块上的所有消息可以完全去除对压缩率的约束，但是仍然受到消息块边界效应的影响。第三，消息重复是必要的，以克服这种边界效应，并实现多源网络的噪声网络编码区。随着重复次数的增加，速率区域扩大。我们还应用CF没有binning专门的单向和双向中继信道，并详细分析了速率区域。对于单向中继信道，它实现了与原始CF和噪声网络编码相同的速率，但只有1个块解码延迟。对于双向中继信道，我们推导出明确的信道条件，在高斯和衰落的情况下，CF没有合并，以实现相同的速率区域或总速率的噪声网络编码。这些分析可能是呼吁实际的实现，因为在CF的编码和解码延迟较短，没有合并。
2011-11-10 cs.IT math.IT
Precoder Design for Multi-antenna Partial Decode-and-Forward (PDF) Cooperative Systems with Statistical CSIT and MMSE-SIC Receivers
协作通信是下一代无线网络的重要技术。除了传统的放大转发（AF）和解码转发（DF）协议之外，部分解码转发（PDF）协议是一种替代的中继方案，其对于中继节点不能可靠地解码完整源消息的场景特别有前途。然而，关于PDF协议的应用，有几个重要的问题需要解决。在本文中，我们提出了一个PDF协议和MIMO预编码器的设计在源和中继节点。预编码器的设计是适应相关MIMO信道的统计信道状态信息的基础上，并匹配到实际的最小均方误差连续干扰消除（MMSE-SIC）接收机在中继和目的节点。我们表明，在类似的系统设置下，建议的MIMO预编码器设计与PDF协议和MMSE-SIC接收机实现了显着的性能增强相比，传统的基线。
2012-02-28 cs.IT math.IT
A Novel Cooperative Strategy for Wireless Multihop Backhaul Networks
5G无线网络架构将为室外和室内流量带来称为{ \em small cells}的密集基站部署。其密集部署的可行性取决于高数据速率传输网络的存在，该高数据速率传输网络可以提供从数据业务发起和终止的聚合节点到每个这样的小小区的高数据回程。由于高频带中的无线电信号的有限范围，可能需要在每个接入节点和聚合节点之间建立多跳无线连接。在本文中，我们提出了一种新的传输方案，用于5G网络的无线多跳回程。该方案由1）{ \em组连续中继}和2）优化的量化映射和转发（QMF）编码方案组成，所述\em建立中继调度以有效地利用半双工中继，所述优化的量化映射和转发（QMF）编码方案改善QMF的性能并降低解码复杂度和延迟。我们推导出该方案的可实现速率区域，并在渐近情况下获得了几种感兴趣的网络模型的封闭形式的表达式。结果表明，该方案提供了一个显着的增益超过多跳路由（基于解码和转发），这是目前提出的无线多跳回程网络的解决方案。此外，性能差距随着网络变得更密集而增加。对于所提出的方案，我们然后开发能源效率的路由，确定{ \em组}的参与中继每一跳。为了反映路由算法中使用的度量，我们将其称为{ \em干扰治理}路由。通过将干扰转化为有用的信号，与其他路由方案相比，每个中继需要较低的传输功率来实现期望的性能。最后，我们提出了一个低复杂度的连续解码器，这使得它可以在实际中使用所提出的方案。
2015-08-01 cs.IT math.IT
Joint Beamforming and Reconfigurable Intelligent Surface Design for Two-Way Relay Networks
在本文中，我们考虑了一个可重构智能表面（RIS）辅助双向中继网络，其中两个用户交换信息，通过基站（BS）的帮助下的RIS。通过联合设计的相位偏移在RIS和波束形成矩阵在BS，我们的目标是最大化的最小信噪比（SNR）的两个用户，在BS的发射功率约束下。首先考虑单天线基站的情况，提出了两种设计RIS相移和基站功率放大参数的算法，即SNR上限最大化（SUM）方法和遗传SNR最大化（GSM）方法。当在BS处存在多个天线时，可以通过连续地求解两个解耦子问题来近似地解决优化问题，一个子问题用于优化RIS相移，另一个子问题用于优化BS波束成形矩阵。第一个子问题可以使用SUM或GSM方法来解决，而第二个子问题可以使用优化波束形成或最大比波束形成方法来解决。通过数值计算和计算复杂性分析，验证了所提算法的有效性.
2021-05-08 cs.IT math.IT
Modeling and Analysis of Two-Way Relay Non-Orthogonal Multiple Access Systems
研究了一种双向中继非正交多址接入（TWR-NOMA）系统，其中两组NOMA用户通过一个半双工（HD）解码转发（DF）中继进行消息交换。由于NOMA信号的信干噪比（SINR）主要取决于有效的连续干扰消除（SIC）方案，因此考虑了不完美SIC（ipSIC）和完美SIC（pSIC）。为了表征TWR-NOMA系统的性能，我们首先推导出了NOMA用户信号在ipSIC/pSIC下的精确中断概率和渐近中断概率的闭式表达式。基于推导的结果，分集阶数和系统的吞吐量进行了检查。然后，我们研究了各态历经速率的用户信号提供的渐近分析，在高信噪比的制度。仿真结果表明：1）在低信噪比条件下，TWR-NOMA的中断概率优于TWR-OMA：2）由于中继站干扰信号的影响，TWR-NOMA的中断概率和遍历速率分别存在错误地板和吞吐量天花板; 3）在时延受限传输模式下，采用ipSIC和pSIC的TWR-NOMA具有几乎相同的能量效率。然而，在延迟容忍传输模式下，与具有ipSIC的TWR-NOMA相比，具有pSIC的TWR-NOMA能够实现更大的能量效率。
2019-01-20 cs.IT 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
Joint Resource Optimization for Multicell Networks with Wireless Energy Harvesting Relays
本文首先考虑了一个多小区网络部署，其中每个小区的基站（BS）与其小区边缘用户通信的协助下，放大转发（AF）中继节点。配备功率分配器和无线能量收集器，自持中继器从接收到的信号中收集射频（RF）能量，以处理和转发信息。我们的目标是开发一种资源分配方案，联合优化（i）BS发射功率，（ii）接收功率分配因子的能量收集和信息处理在中继，和（iii）中继发射功率。面对小区间强干扰和有限的无线资源，我们制定了三个高度非凸的问题与目标的总和速率最大化，最大最小吞吐量公平性和总和功率最小化。为了解决这些具有挑战性的问题，我们建议采用逐次凸逼近（SCA）的方法，并设计基于几何规划和凸函数差分规划的迭代算法。所提出的算法将非凸问题转化为一系列凸问题，每一个凸问题都可以用邻域点法非常有效地求解。我们证明了我们的算法收敛到满足Karush-Kuhn-Tucker条件的局部最优解。然后，我们扩展我们的结果的情况下，解码和转发（DF）中继可变时隙持续时间。我们表明，在这种情况下，我们的资源分配解决方案提供了更好的吞吐量比AF对应具有相同的时隙持续时间，虽然在更高的计算复杂性。数值结果证实，所提出的联合优化解决方案大大提高了网络性能，与无线电资源参数单独优化的情况相比。
2015-03-24 cs.IT math.IT
Can a Multi-Hop Link Relying on Untrusted Amplify-and-Forward Relays Render Security?
协作中继是无线传感器网络和物联网（IoT）中数据通信的有效方法。然而，有时由于这种通信网络中多跳中继的必要性，当中继本身可能是窃听者时，即，我们可能会面临不可信中继场景，其中中继既是必要的助手又是潜在的对手。针对这一问题，提出了一种新的协同干扰方案，该方案通过多个不可信中继将数据从源端秘密传输到目的端。在我们提出的安全传输方案中，所有的合法节点有助于提供安全的通信智能注入人工噪声的网络在不同的通信阶段。为了便于分析，我们考虑了一个多跳的不可信中继网络，其中有两个连续的中间节点，即一个三跳通信网络。给出了该系统模型，在高信噪比（SNR）区域，给出了遍历保密率（ESR）的一个新的封闭形式的表达式。此外，我们评估了ESR的高SNR斜率和功率偏移，以深入比较所提出的安全传输方案和最先进的技术。我们的数值结果强调，建议的安全传输方案提供了更好的保密率性能相比，两跳不可信中继以及直接传输方案。
2020-07-05 cs.IT eess.SP math.IT
Minimizing The Expected Distortion Using Multi-layer Coding Approach In Two-Hop Networks
在均方误差准则下，研究了高斯信源在两跳块衰落信道中的可达失真最小化问题。假设在传输端之间没有直接链路，并且通信是通过使用中继来执行的，采用解码和转发（DF）策略。此外，对于发射机到中继和中继到目的地链路，信道统计仅在对应的接收机处可用，而信道增益在附属发射机处不可用。假设高斯源通过使用连续细化信源编码方法被分层编码，并且使用多层信道码被发送到中继。类似地，中继器通过使用多层代码将检索到的信息发送到目的地。相应地，在瑞利块衰落环境中，跨码层的最佳功率分配推导。数值结果表明，所提出的多层方法的可实现的失真优于单层代码。此外，当通道失配因子大于1时，DF策略产生的失真优于Amplify and Forward~（AF）策略，而当通道失配因子小于1时，DF策略产生的失真略有下降。
2016-05-28 cs.IT math.IT
Secure transmission with covert requirement in untrusted relaying networks
本文研究了不可信中继网络中具有隐蔽性要求的安全传输问题。我们考虑的系统模型包括一个源，一个目的地，一个不可信的中继，和一个威利。不可信中继尝试提取信息信号，而Willie的目标是在当前时隙中检测由源发送的信息信号的存在。为了克服这两种攻击，我们说明了目的地和源应注入干扰信号的网络在第一阶段和第二阶段，分别。因此，我们提出的系统模型中的通信分两个阶段完成。在第一阶段，当源向不可信中继发送其数据时，目的地广播其干扰信号。在第二阶段中，当中继器重传接收到的信号时，源用其天线之一发射干扰信号。对于这个系统模型，我们提出了一个功率分配策略，以最大限度地提高瞬时保密率的条件下，满足在这两个阶段的隐蔽要求。由于提出的优化问题是非凸的，我们采用连续凸逼近（SCA）的方法将其转换为凸优化问题。接下来，我们将我们的系统模型扩展到一个实际的系统模型，其中有多个不可信的中继和多个威利两种情况下的非勾结威利和勾结威利。我们的研究结果强调，与直接传输方案不同，所提出的安全传输方案的可实现的保密率随着不可信中继的数量增加而提高。
2018-09-02 cs.CR cs.IT math.IT
Trajectory Design and Power Allocation for Drone-Assisted NR-V2X Network with Dynamic NOMA/OMA
在本文中，我们发现轨迹规划和功率分配的车辆网络中，无人驾驶飞机（UAV）被认为是一个中继，以扩大覆盖两个断开远车辆。我们发现，在一个两用户网络与放大转发（AF）中继，非正交多址接入（NOMA）总是有更好的或相等的和速率相比，正交多址接入（OMA）在高信噪比（SNR）制度。然而，对于i）基站（BS）到中继链路弱，或ii）两个用户具有相似链路，或iii）BS到中继链路类似于中继到弱用户链路的情况，应用NOMA具有可忽略的和速率增益。因此，由于连续干扰消除（SIC）在NOMA解码的复杂性，我们提出了一个动态的NOMA/OMA方案，其中OMA模式被选择用于传输时，应用NOMA只有微不足道的增益。此外，我们表明，OMA总是有更好的最小速率比NOMA在高信噪比制度。此外，我们制定了两个优化问题，最大限度地提高了两辆车的总和率和最小率。这些问题是非凸的，因此，我们提出了一种迭代算法的交替优化（AO）方法的基础上解决轨迹和功率分配子问题的逐次凸近似（SCA）和凸差分（DC）的方法，分别。最后，通过仿真验证了上述性能。
2020-07-17 cs.IT cs.NI eess.SP
Max-min Fairness of K-user Cooperative Rate-Splitting in MISO Broadcast Channel with User Relaying
协作速率分裂（CRS）策略依赖于发射机处的线性预编码速率分裂和中继用户对公共消息的机会性传输，最近已被证明优于典型的非协作速率分裂（NRS），两用户多输入单输出广播信道中的协作非正交多址接入和空分多址用户中继。在这项工作中，现有的两个用户的CRS传输策略推广到K用户的情况下。我们研究了联合优化的预编码器，消息分裂，时隙分配，中继用户调度的目标是最大化用户之间的最小速率的问题。首先提出了一种有效的自组织中继协议，然后提出了一种基于连续凸近似（SCA）的算法，以联合优化时隙，预编码器和消息分裂。数值结果表明，在广泛的网络负载和用户部署的最坏情况下，CRS实现的可达速率显着增加比NRS和SDMA。重要的是，所提出的基于SCA的算法显着降低了计算复杂度没有任何速率损失相比，在文献中的CRS的传统算法。因此，我们得出结论，所提出的K用户CRS比现有的传输方案更强大。
2020-08-05 cs.IT eess.SP math.IT
Beamforming Design for RIS-Aided AF Relay Networks
针对可重构智能表面（RIS）作为被动反射器提高速率性能的问题，提出了一种基于RIS的放大转发（AF）中继网络。通过联合优化AF中继站的波束形成矩阵和RIS站的相移矩阵，提出了两种方案来解决最大化信噪比（SNR）问题。首先，以获得较高的求解速率为目标，提出了一种基于Charnes-Cooper变换和半定规划的高性能交替优化方法（CCT-SDP），该方法将优化问题分解为3个子问题进行求解，并通过高斯随机化恢复秩1解。而CCT-SDP方法中的优化变量是矩阵，计算复杂度极高。为了降低算法复杂度，提出了一种基于Dinkelbachs变换和逐次凸逼近的低复杂度AO算法（DT-SCA），该算法将矩阵变量转化为向量变量，采用DT-SCA求解3个解耦子问题。仿真结果表明，与两个基准网络（即具有随机相位的RIS辅助AF中继网络和不具有RIS的AF中继网络）相比，所提出的CCT-SDP和DT-SCA方案可以获得更好的速率性能。此外，还揭示了低复杂度DT-SCA方法的速度接近于CCT-SDP方法。
2023-02-28 cs.IT eess.SP math.IT
Compute-and-forward relaying with LDPC codes over QPSK scheme
在本文中，我们研究了计算和转发（CAF）中继方案与低密度奇偶校验（LDPC）码，一种特殊的情况下，物理层网络编码，在正交相移键控（QPSK）调制。本文的创新之处在于从理论上分析了当两个接收机的接收功率不相等但接近时，CAF方案与传统的分离译码（SD）方案在联合译码或连续干扰消除（SIC）译码下的译码性能。首先，我们研究了线性随机编码（LRC）在CAF方案中的解码性能，其解码器是基于退化信道的。当两个星座的旋转角度的控制，我们表明，它们可以实现速率远远超出多址信道（MAC）与LRC的最佳旋转角度。其次，我们分析了CAF使用LDPC码的计算成本和置信传播（BP）解码器的解码性能的实际可行性。CAF方案的BP解码器的计算复杂度几乎等于SIC BP解码器的计算复杂度，并且小于SD方案中的联合BP解码器。利用密度演化的渐近可解码区域来评估解码性能。结果表明，在码率一定的情况下，CAF方案在高码率区的性能优于联合BP译码和SIC BP译码的SD方案。
2019-04-17 cs.IT math.IT
Partial Decode-Forward Binning Schemes for the Causal Cognitive Relay Channels
因果认知中继信道（CRC）具有两个发送者-接收者对，其中第二发送者从第一发送者因果地获得信息并辅助两个发送者的传输。在本文中，我们研究了全双工和半双工模式。在每一种模式下，我们提出了两个新的编码方案相继建立在另一个说明不同的编码技术的影响。第一种方案称为部分解码前向装仓（PDF-binning），其结合了部分解码前向中继和Gelfand-Pinsker装仓的思想。第二种方案称为Han-Kobayashi部分解码-前向合并（HK-PDF-binning），其通过进一步的分裂率和应用叠加编码、条件合并和松弛联合解码将PDF合并与Han-Kobayashi编码相结合。在这两种方案中，第二发送方解码来自第一发送方的消息的一部分，然后使用Gelfand-Pinsker分箱技术对解码的码字进行分箱，但是以允许状态无效和转发的方式。对于高斯信道，这种PDF分箱本质上是发射信号与分箱状态之间的相关性，其包含传统的脏纸编码分箱作为该相关因子为零时的特殊情况。我们还提供了封闭形式的最佳装箱参数为每个方案。两阶段半双工方案通过去除块马尔可夫编码、在不同阶段发送不同的消息部分以及在两个阶段应用联合解码而从全双工方案适应。分析表明，在这两种模式下的HK-PDF-binning方案涵盖了Han-Kobayashi速率区域，并实现了第一发送方的部分解码转发中继速率和第二发送方的无干扰速率。此外，该方案优于所有现…
2011-12-07 cs.IT math.IT
Energy-efficient Resource Allocation for Mobile Edge Computing Aided by Multiple Relays
在本文中，我们研究了一个移动边缘计算（MEC）系统与移动终端的多个中继节点的帮助下卸载数据到边缘服务器。具体研究了时分多址（TDMA）和频分多址（FDMA）的解码转发（DF）模式和放大转发（AF）模式，分别记为DF-TDMA、DF-FDMA和AF。我们的目标是通过优化计算和通信资源的分配来最小化移动终端和多个中继节点的总能耗。三种考虑模式下的优化问题的制定和非凸。对于DF-TDMA模式，我们将原来的非凸问题转化为凸问题，并进一步发展了一个计算复杂度低但最优的解决方案。在DF-FDMA模式下，通过对原问题进行变换，证明了变换后的DF-FDMA模式下的问题与DF-TDMA模式下的问题在数学上的等价性。在AF模式下，相关的优化问题被分解为两个层次，其中上层采用单调优化，下层采用逐次凸逼近（SCA）来寻找收敛解。数值结果证明了我们提出的方法在各种工作模式下的有效性。
2020-11-25 cs.IT eess.SP math.IT
Beamforming Design for IRS-and-UAV-Aided Two-Way Amplify-and-Forward Relay Networks in Maritime IoT
针对海事物联网中船舶间消息交互速率提升需求，提出两种IRS与UAV辅助的双向AF中继网络波束成形优化算法，仿真验证其均优于对比方案，且高性能算法速率表现更优。
2024-06-24 cs.IT eess.SP math.IT
Latency Optimization for Wireless Federated Learning in Multihop Networks
ECE Department, University of Alabama in Huntsville（阿拉巴马大学亨茨维尔分校电子与计算机工程系）；VinUniversity（文大学）
针对多跳无线联邦学习的时延最小化问题，提出PAFL框架与结合能量收集的联合优化算法，实现最高69.37%的时延降低。
2025-06-08 cs.AI cs.IT cs.NI
Cooperative Asynchronous Non-Orthogonal Multiple Access with Power Minimization Under QoS Constraints
最近的研究表明，在协作通信网络中，非正交多址接入（NOMA）比正交多址接入（OMA）具有更大的优势。在本文中，我们提出了一种新的半双工合作异步NOMA（C-ANOMA）框架与用户中继，定时失配是故意添加在广播信号。我们推导出的表达式为个人的吞吐量的强用户（作为中继），它采用了块式连续干扰消除（SIC）和弱用户相结合的符号异步信号与无干扰信号。我们分析证明，在C-NOMA系统具有足够大的帧长，强用户获得相同的吞吐量解码自己的消息，而两个用户可以实现更高的吞吐量解码弱用户的消息相比，在合作NOMA（C-NOMA）系统。此外，我们还得到了帧长趋于无穷大时的最佳定时失配。此外，利用基站和中继用户的功耗之间的权衡，我们解决了一个加权和功率最小化问题下的服务质量（QoS）的约束。仿真结果表明，在满足相同QoS要求的前提下，C-ANOMA系统比C-NOMA系统具有更低的功耗。
2019-02-21 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
Performance Analysis of Intelligent Reflecting Surface Assisted NOMA Networks
智能反射面（IRS）是一种很有前途的技术，以提高无线网络的覆盖范围和性能。我们认为IRS的应用程序，非正交多址（NOMA），其中一个基站发送叠加信号的IRS凭借多个用户。通过引入1比特编码方案，研究了具有不完全连续干扰消除（ipSIC）和完全连续干扰消除（pSIC）的IRS辅助NOMA网络的性能。特别是，我们推导出新的精确和渐近表达式的中断概率和遍历率的第m个用户与ipSIC/pSIC。基于分析结果，第m个用户的分集阶数与pSIC的反射元件的数量和信道排序有关。得到了第$m$用户的各态历经速率的高信噪比斜率。讨论了IRS-NOMA在时延受限和时延容忍传输模式下的吞吐量和能量效率。此外，我们推导出新的精确表达式中断概率和遍历率的IRS辅助正交多址（IRS-OMA）。数值结果证实了我们的分析和表明：i）IRS-NOMA的中断行为优于IRS-OMA和中继方案; ii）随着反射元件的数量的增加，IRS-NOMA能够实现增强的中断性能; iii）第M个用户具有更大的遍历率相比，IRS-OMA和基准。然而，遍历性能的$m$ -th用户超过中继方案在低SNR制度。
2021-01-28 cs.IT math.IT
Performance Analyses of MRT/MRC in Dual-Hop NOMA Full-Duplex AF Relay Networks with Residual Hardware Impairments
分析了在存在剩余硬件损伤（RHI）的情况下，最大比传输（MRT）/最大比合并（MRC）方案在双跳非正交多址（NOMA）全双工（FD）中继网络中的性能.信道估计误差（CEE）和不完美的连续干扰消除的影响也被认为是一个现实的性能分析。在网络中，基站和多个用户分别使用MRT和MRC，而由两个天线组成的专用中继，一个用于接收，另一个用于广播，工作在放大转发模式。对于性能指标，推导了Nakagami-m衰落信道下的中断概率（OP）的精确表达式。此外，一个紧密的下限和渐近表达式也来自提供更多的见解获得OP的分集阶数和阵列增益。所得到的数值结果表明，环路干扰消除过程中FD中继的重要性，以使调查的系统比半双工NOMA同行执行更好。此外，MRT和MRC方案之间的性能权衡观察到在用户之间的CEE的存在。此外，它表明，RHI有一个显着的性能与较低的功率系数的用户，但它不改变分集阶数的影响。RHI和CEE分别对系统性能的恶化影响最大和最小。
2021-02-16 cs.IT cs.SY eess.SP
MAESTRO-X: Distributed Orchestration of Rotary-Wing UAV-Relay Swarms
这项工作详细介绍了一个可扩展的框架，以协调一群旋转翼无人机作为蜂窝中继，以促进地面用户的超视距连接和流量卸载。首先，针对单架无人机开发了多尺度自适应能量敏感调度和轨迹优化（MAESTRO）框架。以最小化服务用户请求的时间平均延迟为目标，在平均无人机功率约束条件下，该优化问题可以转化为一个半马尔可夫决策过程，并表现出多尺度结构：外部作用于径向等待速度和终端服务位置的行为最小化长期延迟-功率权衡，通过数值迭代进行优化;给定这些外部动作，对角等待速度和服务轨迹的内部动作使短期延迟能量成本最小化。在内部优化中，提出了一种新的分层竞争群优化算法，通过迭代两两更新来设计高分辨率的轨迹。接下来，MAESTRO通过可扩展的策略复制扩展到无人机群（MAESTRO-X）：通过分散的命令和控制网络，最佳的单代理策略通过扩展最大化，共识驱动的冲突解决，自适应频率重用和捎带来增强。数值仿真结果表明，对于10 Mbits的用户请求，MAESTRO算法比高空平台快3.8倍，比静态无人机部署快29%;对于3个无人机中继的集群，MAESTRO-X算法比连续凸近似算法快4.7倍;值得注意的是，通过MAESTRO优化的一架无人机比通过深度Q网络优化的3架无人机高出38%。
2023-02-05 cs.IT eess.SP math.IT
NOMA-Assisted Multi-User Hybrid Wireless-Fed Pinching-Antenna Systems
Hunan Institute of Science and Technology（湖南理工学院）；Laval University（拉瓦尔大学）；University of Saskatchewan（萨斯喀彻温大学）；University of Quebec at Montreal（蒙特利尔大学）；South-Central Minzu University（中南民族大学）
本文提出NOMA辅助的无线馈电钉扎天线系统，通过联合优化功率与天线位置最小化总功耗，仿真显示相比OMA平均功耗降低约20%。
2026-09-22 cs.IT math.IT
Angle Aware User Cooperation for Secure Massive MIMO in Rician Fading Channel
大规模多输入多输出通信可以通过将无线电频率信号集中到合法用户来实现高级别的安全性。然而，如果窃听者将其自身定位成使得其信道与合法用户的信道高度“相似”，则该系统在莱斯衰落环境中是脆弱的。针对这一问题，提出了一种角度感知的用户协作（AAUC）方案，避免了直接向被攻击用户发送数据，而是依靠其他用户进行协作中继。该方案只需要窃听者的角度信息，并采用一个角度保密模型来表示被攻击系统的平均保密率。在此角度模型下，AAUC问题是非凸的，并提出了一个连续凸优化算法，该算法收敛于Karush-Kuhn-Tucker解。此外，一个封闭的形式的解决方案和Bregman一阶方法推导出的情况下，大规模的天线和大规模的用户，分别。对基于智能反射面的方案进行了扩展。仿真结果验证了所提出的基于逐次凸优化的AAUC算法的有效性，同时也验证了所提出的大规模优化算法的低复杂性。
2020-04-26 cs.IT math.IT
Blind Known Interference Cancellation
本文研究了在接收端的干扰消除方案，其中干扰的原始数据是已知的先验。这样的先验知识在无线中继网络中是常见的。例如，发送中继器可以中继先前由节点发送的数据，在这种情况下，由节点接收的干扰现在实际上是自身信息。除了自身信息的情况之外，节点还可能在另一节点的先前传输中偷听或接收到干扰数据。直接去除已知干扰需要准确估计干扰信道，这在许多情况下可能是困难的。在本文中，我们提出了一种新的方案，盲已知干扰消除（BKIC），消除已知的干扰没有干扰信道信息。BKIC包括两个步骤。第一步利用连续符号之间的信道系数几乎相同的事实，将相邻符号组合以消除干扰。然而，在这种干扰消除之后，感兴趣的信号也失真。第二步在失真中恢复感兴趣的信号。我们提出了两个算法的关键第二步。第一种算法（BKIC-S）是基于平滑的原则。它是简单的，在慢衰落的情况下具有接近最佳的性能。第二种算法（BKIC-RBP）基于实值置信传播原理。它可以实现MAP最优性能与快速收敛，并具有接近最优的性能，即使在快衰落的情况下。这两种BKIC方案都比传统的自干扰消除方案具有更好的初始信道信息，同时具有更低的复杂度。
2011-10-14 cs.IT cs.NI math.IT
Energy-Efficient Backscatter-Assisted Coded Cooperative-NOMA for B5G Wireless Communications
在这篇手稿中，我们提出了一个交替的优化框架，以最大限度地提高能源效率的后向散射使能的合作非正交多址接入（NOMA）系统，通过优化发射功率的源，功率分配系数（PAC），和功率的中继节点下不完美的连续干扰消除（SIC）解码。提出了一种三阶段低复杂度的节能交替优化算法，该算法综合考虑了服务质量、功率预算和协作约束，对发射功率、PAC和中继功率进行优化。随后，联合信道编码框架被引入，以提高远用户的性能，没有直接的通信链路与基站（BS），具有恶劣的信道条件。在目的节点，采用联合设计的准循环低密度奇偶校验（QC-LDPC）码实现基于和积算法（SPA）的联合迭代译码器，对远端用户数据进行联合译码。仿真结果表明，所提出的后向散射使能的合作NOMA系统优于其对手，提供了一个有效的性能，在能源效率。此外，建议联合设计的QC-LDPC码提供了一个很好的比特错误率（BER）性能，联合解码的远用户数据考虑BSC合作NOMA系统，只有几个解码迭代。
2022-08-20 cs.IT eess.SP math.IT
A Topological Approach to Secure Message Dissemination in Vehicular Networks
安全消息分发是车辆网络中的一个重要问题，特别是考虑到车辆到车辆消息分发对恶意攻击的脆弱性。传统的安全机制主要基于消息加密和密钥管理，只能保证已知源和目的地对之间的安全消息交换。然而，在车载网络中，每辆车都可以了解其周围环境并作为来源做出贡献，同时充当目的地或其他车辆信息的中继，“陌生”车辆之间经常发生消息交换。为了在车辆网络中防止内部攻击者（其可能篡改所传播消息的内容）的安全消息传播，确保所传输消息的一致性和完整性成为传统的基于消息加密和密钥管理的方法无法提供的主要关注点。在本文中，通过将底层的网络拓扑信息，我们提出了一个最佳的决策算法，能够最大限度地提高作出正确的决定的消息内容的机会，假设在网络中的恶意车辆的百分比的先验知识。此外，提出了一种新的启发式决策算法，可以在不知道恶意车辆百分比的情况下做出决策。通过仿真实验，将本文提出的决策算法与现有的不考虑或只部分考虑拓扑信息的决策算法的安全性能进行了比较，验证了算法的有效性.我们的研究结果表明，通过纳入网络拓扑信息，安全性能可以得到很大的改善。这一工作揭示了安全消息分发的最佳算法设计。
2018-03-22 cs.CR cs.IT math.IT
