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
Interference Channel with a Half-Duplex Out-of-Band Relay
考虑了半双工中继辅助下的高斯干扰信道（IC），其中中继在与IC正交的频带中接收和发送。因此，该系统由两个并行信道组成，即IC和中继活动的信道，该信道被称为带外中继信道（OBRC）。OBRC通过分离从源到中继的多址接入阶段和从中继到目的地的广播阶段来操作。识别在总容量方面的最佳操作需要中继器进行信号中继和/或干扰转发的条件。这些条件还评估了IC和OBRC上的可分离或不可分离传输的最优性。具体而言，信号中继和可分离编码的最优性建立的场景中，中继到目的地的信道设置的性能瓶颈相对于源到中继信道上的OBRC。在特殊情况下，还建立了干扰转发和不可分离操作的最优性。
2010-05-13 cs.IT math.IT
Interference Channel with an Out-of-Band Relay
考虑了带中继的高斯干扰信道。假设中继在相对于底层IC正交的频带上操作，并且整个系统被称为具有带外中继的IC（IC-OBR）。该系统可以被视为在两个并行的干扰受限信道上操作：第一个是标准高斯IC，第二个是高斯中继信道，其特征在于两个源和目的地通过中继通信而没有直接链路。我们将第二并行信道称为OBR信道（OBRC）。这项工作的主要目的是确定条件下的最佳操作，在IC-OBR的容量区域方面，需要通过中继的信号中继和/或干扰转发，与可分离或不可分离的使用两个并行的信道，IC和OBRC。这里，“可分离的”是指在两个组成信道上传输独立的信息。对于一个基本模型，其中的OBRC由四个正交信道从源到中继和从中继到目的地（IC-OBR类型-I），一个条件下，信号中继和可分离的操作是最佳的。当不满足该条件时，识别各种场景，其中干扰转发和不可分离操作是实现最佳性能所必需的。在这些场景中，系统经由干扰转发来利用OBRC上的“过剩容量”，以在特定干扰状态（强或混合）下驱动IC-OBR系统。分析，然后转向一个更复杂的IC-OBR，其中的OBRC只包括两个正交的通道，一个从源到中继，一个从中继到目的地（IC-OBR类型II）。对于这种信道，一些容量的结果，得出平行的结论IC-OBR类型I。
2010-07-01 cs.IT math.IT
Covert Communication Achieved by A Greedy Relay in Wireless Networks
针对单向中继网络，提出贪婪中继在转发源消息时采用固定速率或固定功率方案隐蔽传输自身信息，分析检测极限并给出最大化有效隐蔽速率的方案选择条件。
2018-09-10 cs.IT math.IT
Achievable Rates and Optimal Resource Allocation for Imperfectly-Known Fading Relay Channels
本文研究了已知衰落中继信道的可达速率。假设通信开始于网络训练阶段，在该阶段中接收机估计它们各自信道的衰落系数。在数据传输阶段，考虑了放大转发和解码转发两种中继方式，得到了相应的可达速率表达式。然后利用可达速率表达式确定最优资源分配策略。
2007-05-08 cs.IT math.IT
Achievable Secrecy Rate for the Relay Eavesdropper Channel with Non-Causal State Available at Transmitter and Relay
本文考虑了一个更一般的具有状态信息的四端无记忆中继-窃听信道（REC-SI），并推导了它的一个可达的完美保密率，我们假设状态信息仅在发送端和中继端是非因果可用的。发送者希望通过中继的帮助与合法接收者建立安全通信，其中机密消息将对被动窃听者保密。我们考虑中继器和发射器之间的积极合作。中继器通过使用解码转发（DF）方案中继消息来帮助发送器。所提出的模型是一些现有的模型的推广和派生的可实现的完美的保密率进行比较的特殊情况。在加性高斯白噪声（AWGN）信道下，数值结果也得到了验证.
2021-10-15 cs.IT math.IT
Achievable Rates for a Two-Relay Network with Relays-Transmitter Feedbacks
我们考虑一个具有两个中继和两个从中继到发送者的反馈链路的中继网络。为了获得可扩展性的结果，我们使用的压缩和转发和解码和转发的策略，以扩展设施和合作的模拟所提出的封面和El Gamal的中继信道。除了随机装箱，我们使用确定性装箱执行限制解码。我们展示了如何使用反馈链路的发送方和中继之间的合作来传输的信息，这是压缩在发送方和中继。
2011-11-10 cs.IT math.IT
A New Achievable Scheme for Interference Relay Channels
我们建立了一个可实现的速率区域的离散无记忆干扰中继信道，包括两个源-目的地对和一个或多个中继。我们开发了一个可实现的方案结合汉小林和嘈杂的网络编码方案。我们将我们的可解释性应用于两种情况。首先，我们描述了一类离散无记忆干扰中继信道的容量区域。该类自然地推广了El Gamal和Costa的单射确定性离散无记忆干扰信道和Kim的具有正交接收器组件的确定性离散无记忆中继信道。此外，对于高斯干扰中继信道与正交接收机组件，我们表明，我们的计划取得了更好的和速率比噪声网络编码。
2013-03-05 cs.IT math.IT
Achievable Rate Regions for Cooperative Relay Broadcast Channels with Rate-limited Feedback
提出了速率受限反馈下协作中继广播信道的可扩展速率域。具体来说，我们考虑两个接收机的无记忆广播信道，每个接收机发送反馈信号的发送器通过一个无噪声和速率限制的反馈链路，同时，作为中继传输合作信息到其他接收机。结果表明，建议的速率区域改善已知的区域，考虑中继合作或反馈通信，但不是两者兼而有之。
2016-05-06 cs.IT math.IT
An Achievable Rate Region for a Two-Relay Network with Receiver-Transmitter Feedback
我们考虑一个具有两个中继和一个从接收端到发送端的反馈链路的中继网络。为了获得可扩展性结果，我们使用压缩和转发和随机合并技术结合确定性合并和限制解码。此外，我们使用联合解码技术来解码中继的压缩信息，以达到更高的速率在接收端。
2011-09-07 cs.IT math.IT
Achievable Rates and Optimal Resource Allocation for Imperfectly-Known Fading Relay Channels
本文研究了已知衰落中继信道下的可达速率和最优资源分配策略。假设通信开始于网络训练阶段，在该阶段中接收机估计它们各自信道的衰落系数。在数据传输阶段，考虑了不同协作程度的放大转发和解码转发中继方案，得到了相应的可达速率表达式。解决了三个资源分配问题：1）数据和训练符号之间的功率分配; 2）到中继的时间/带宽分配; 3）在存在总功率约束的情况下源和中继之间的功率分配。利用可达速率表达式确定最优资源分配策略。最后，通过研究在低信噪比制度的比特能量需求的能量效率进行了研究。
2008-03-13 cs.IT math.IT
Achievable Rates for the Fading Half-Duplex Single Relay Selection Network Using Buffer-Aided Relaying
在包括源、$M$半双工中继和目的地的半双工单中继选择网络中，在任何给定时间只有一个中继是活动的，即，只有一个中继接收或发送，而其它中继是不活动的，即，它们既不接收也不发送。该网络的容量，当所有的链路受到独立的慢时间连续衰落和加性高斯白噪声（AWGN），仍然是未知的，只有可实现的平均速率已在文献中报道到目前为止。在本文中，我们提出了新的可实现的平均速率为这个网络是大于最好的已知的平均速率。这些新的平均速率是通过缓冲器辅助中继协议实现的。由于开发的缓冲区辅助协议引入了无限的延迟，我们还设计了一个缓冲区辅助协议，它限制了在速率下降为代价的延迟。此外，我们讨论了建议的缓冲区辅助中继协议的实际实施，并表明他们不需要更多的资源比现有的中继选择协议的信道状态信息采集。
2015-04-09 cs.IT math.IT
A General Achievable Rate Region for Multiple-Access Relay Channels and Some Certain Capacity Theorems
本文在中继端采用译码转发策略，发射端采用叠加编码的情况下，得到了多址中继信道（MARC）的一般可达速率域和某些容量定理。我们的一般速率域（i）将Slepian-Wolf多址接入容量定理的可扩展性部分推广到MARC，（ii）将Cover-El Gamal最佳可达速率推广到MARC，（iii）给出了MARC的Kramer-Wijengaarden速率域，（iv）满足最大流最小割上界，并导出了MARC中一些重要类的容量域.
2011-08-16 cs.IT math.IT
On Achievable Schemes of Interference Alignment in Constant Channels via Finite Amplify-and-Forward Relays
本文阐述了在恒定信道中通过有限放大转发（AF）中继实现干扰对齐的方案。考虑$K$源与$K$目的地通信，除了中继连接之外没有直接链路。继电器的总数是有限的。目标是实现所有用户对的干扰对齐，以获得其无干扰自由度的一半。一般来说，采用两种策略：在边缘编码和在中间编码，其中继电器表现出不同的角色。的贡献是，两个基本的和关键的元素被捕获，使在这个网络中的干扰对齐：信道随机性或相关性;子空间维度抑制。
2012-11-18 cs.IT math.IT
A Delay-Constrained General Achievable Rate and Certain Capacity Results for UWB Relay Channel
在本文中，我们推导出UWB版本的（i）一般最佳可达速率的中继信道与解码和转发策略和（ii）最大流最小切割上界，这样的UWB中继信道可以研究考虑得到的下限和上限。然后，我们表明，通过适当地选择噪声相关系数，我们的新的上限与下界相吻合的退化和超宽带中继信道的特殊情况下。最后给出了一些数值结果。
2011-09-14 cs.IT math.IT
Achievable rate regions for bi-directional relaying
在双向中继信道中，两个节点希望在中继的帮助下在共享的无线半双工信道上交换独立的消息。在本文中，我们推导出四个新的半双工协议，并比较这些现有的半双工协议和外部边界的可实现的速率区域。在时间上，我们的协议包括两个或三个阶段。在两阶段协议中，两个用户在第一阶段期间同时发送，并且中继器在第二阶段期间单独发送，而在三阶段协议中，两个用户顺序地发送，随后是来自中继器的发送。中继可以转发信息的四种方式之一，我们概述了现有的放大和转发（AF），解码和转发（DF）和压缩和转发（CF）中继方案，并介绍了新的混合转发方案。后者是一个方向上的CF和另一个方向上的DF的组合。我们得出可实现的速率区域的CF和混合中继方案的两个和三个阶段的协议。在这项工作的最后一部分，我们提供了一个全面的治疗8可能的半双工双向中继协议在高斯噪声，获得各自的可实现的速率区域，外边界，以及它们的相对性能在不同的SNR和中继几何。
2009-05-15 cs.IT math.IT
An Achievable Rate Region for the Two-Way Multiple-Relay Channel
我们提出了一个可实现的速率区域的双向多中继信道使用解码和转发块马尔可夫编码。我们确定了两个方向的信息流之间的冲突。这种冲突导致了一个棘手的解码转发方案和可实现的速率区域，其中没有一个是普遍优于其他。我们引入了一个新的概念，在解码前向编码称为排名，并发现有一个潜在的结构，所有这些速率区域表示的秩分配。通过这一发现，我们表征了完整的可实现的速率区域，包括所有的速率区域对应于特定的解码转发方案。该速率区域是双向单中继信道和双向双中继信道已有结果的推广。
2016-07-24 cs.IT math.IT
Bounds on the Achievable Rate for the Fading Relay Channel with Finite Input Constellations
本文研究了有限复输入星座的无线瑞利衰落中继信道。假设全球知识的信道状态信息和完美的同步，上界和下界的可实现的速率，全双工中继，以及更实际的半双工中继（其中中继不能同时发送和接收），进行了研究。假设在源节点和中继节点的功率约束是相等的，在直接传输（没有中继）通过使用中继提供的速率的增益进行了研究。结果表明，对于有限复输入星座的情况下，中继增益达到最大值在一个特定的SNR和更高的SNR中继增益趋于零。由于实际方案总是使用有限的复数输入星座，上述结果意味着当我们在特定SNR下操作时，中继提供了优于直接传输的最大优势，并且在非常高的SNR下没有提供优势。这与已知的具有高斯输入字母表的中继信道的结果相反。
2011-02-21 cs.IT math.IT
Achievable Degrees of Freedom Region of the MIMO Relay Networks using the Detour Schemes
本文研究了MIMO中继网络的自由度。我们从一般的Y信道开始，其中每个用户具有$M_i$天线，并且旨在通过配备有$N$天线的中继与其他两个用户交换消息。然后，我们将我们的工作扩展到一般的4用户MIMO中继网络。与大多数以前的工作集中在网络的总自由度不同，我们的目标是描述可实现的自由度区域。我们开发了一个外边界的自由度区域的基础上的概念，单侧精灵。然后，我们定义了一个新的可达区域使用信号空间对齐（SSA）和迂回计划。我们的可实现的方案实现了与$M_i$和$N$相关的某些条件的上界。
2014-02-28 cs.IT math.IT
Degrees of Freedom for Instantaneous-Relay Aided Interference Channel: Bounds and Achievable Schemes
研究了具有J个瞬时中继的K用户平坦衰落MIMO干扰信道。在KICJR中，包括中继在内的信源和信宿之间的有效信道具有一定的结构，并且是非通用的。对于非通用信道，可实现的自由度（DoF）仍然是未知的。Lee和Wang表明，通过使用对准干扰中和方案，在2 IC IR系统中可实现3/2自由度，这比2用户干扰信道多50%。但文献中没有研究其他KICJR网络的自由度性能和可实现的方案。在本文中，我们设计了一个可实现的方案，称为限制干扰对齐瞬时中继辅助干扰信道。此外，找到见解的最大可实现的自由度自由度，我们开发线性波束形成的基础上的均方误差（MSE）最小化作为一个可实现的计划。通过对干涉对准方程组正确性的研究，给出了干涉对准系统最大可达自由度的上界。数值结果表明，所提出的限制性干扰对齐方案和基于MSE的波束形成的自由度性能匹配的干扰对齐方程的适当性所确定的上界。
2015-08-14 cs.IT math.IT
Achievable Rate Regions for Two-Way Relay Channel using Nested Lattice Coding
本文研究高斯双向中继信道，其中两个通信节点通过中继交换消息。假设所有节点在通信节点之间没有任何直接链路的情况下以半双工模式操作。首先提出了一种基于嵌套格码的压缩转发中继策略。然后，所提出的方案进行了改进，通过执行分层编码：一个共同的层是由两个接收机解码和细化层恢复只有接收机具有最佳的信道条件。新方案的可实现的速率的特点，并被证明是高于解码和转发策略在某些地区提供的。
2013-11-21 cs.IT math.IT
Achievable Rates and Upper bounds for the Interference Relay Channel
研究了具有全双工中继的两用户高斯干扰信道。通过使用精灵辅助的方法，两个新的上界的可实现的和速率在此设置中导出。这些上界被证明是严格的比以前已知的界限在某些条件下。此外，提出了一种传输策略，这种设置。该策略利用了以下元素：块马尔可夫编码与Han-Kobayashi方案相结合的源，解码和转发在中继，和Willems的后向解码在接收机。该计划示出在有限的间隙内实现我们的上界在某些情况下。
2010-08-13 cs.IT math.IT
The Gaussian Interference Relay Channel: Improved Achievable Rates and Sum Rate Upperbounds Using a Potent Relay
我们认为高斯干扰信道与中间中继作为一个主要的构建块的合作干扰网络。在可扩展性方面，我们考虑基于压缩和转发的策略。具体而言，广义压缩和转发策略，其中的目的地联合解码的压缩索引和源消息，被证明是改善后的压缩和转发策略，顺序解码的压缩索引和源消息，以及最近提出的广义散列和转发策略。我们还构造了一个基于嵌套格码的计算转发中继方案，当直接链路较弱时，该方案的性能优于其他中继方案。在这种情况下，它示出，与中继，干扰链路可以是有用的解码源消息。注意到需要上界的容量为这个通道，我们提出了一种新的技术，可以限制的总和速率。特别是，当中继节点具有丰富的功率时，通过考虑信道，总容量是有上限的，因此被命名为有效的。对于具有强中继的高斯干扰中继信道，研究了强干扰和弱干扰的情况，建立了其总容量，并以此作为有限中继功率GIFRC总容量的上界.数值结果表明，上界比割集界更紧，并且与许多感兴趣的场景中已知的可实现的和率相吻合。此外，当继电器具有大功率时，GIFRC的自由度被示出为2，使用压缩转发可实现。
2011-01-31 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
On the Achievable Rates of Multihop Virtual Full-Duplex Relay Channels
我们研究了一个多跳的“虚拟”全双工中继信道作为一个特殊的情况下，一般的多个组播中继网络。对于这样的信道，量化映射和转发（QMF）（或噪声网络编码（NNC））在恒定间隙内实现割集上界，其中间隙随着中继级$K$的数量{ \em线性}增长。然而，对于具有多跳传输的系统（即，以较高频率操作的无线回程）。我们最近已经通过在中继处使用最佳量化并且通过利用中继的消息（在先前时隙中解码的）作为边信息，获得了容量缩放的改进结果，其中间隙{ \em按比例}增长为$\log{K}$。在本文中，我们提出了一种混合方案，每个中继可以执行解码和转发（DF）或QMF可能的速率分裂，进一步提高了该网络的性能。我们推导出可实现的速率，并表明该方案优于QMF优化方案。此外，我们证明，这种性能的改善与$K$增加。
2015-04-23 cs.IT math.IT
Achievable Rates and Training Optimization for Fading Relay Channels with Memory
本文研究了时间选择性平坦衰落中继信道的传输问题。假设信道衰落系数是未知的先验。传输过程分为两个阶段：网络训练阶段和数据传输阶段。在训练阶段，发送导频符号，接收机采用单导频MMSE估计或非因果维纳滤波器来学习信道。在数据传输阶段考虑了放大转发（AF）和解码转发（DF）技术，得到了可达速率表达式。训练周期，数据和训练功率分配的联合优化，通过使用可实现的速率表达式。数值结果得到考虑高斯-马尔可夫和低通衰落模型。计算可压缩速率，并研究每比特能量的要求。给出了导频符号和数据符号之间的最优功率分配。
2008-12-08 cs.IT math.IT
On the Achievable Rates of the Diamond Relay Channel with Conferencing Links
我们考虑一个半双工的钻石中继信道，它由一个源-目的地对和两个中继节点连接的双向速率限制的带外会议链路。本文研究了三种基本方案及其可达速率：解码转发（DF）方案通过发送一个公共消息和两个私有消息来获得可达速率;压缩转发（CF）方案利用会议链路来压缩接收信号，或者交换第二跳的消息来引入一定的协作;对于放大转发（AF）方案，我们研究了从源和会议链路接收的信号之间的最优合并策略。此外，我们还证明了这些方案在一定条件下可以达到容量上界。最后，我们评估了各种速率的高斯情况下的数值结果。
2011-01-07 cs.IT math.IT
Full-Duplex MIMO Relaying: Achievable Rates under Limited Dynamic Range
在本文中，我们考虑的问题，全双工多输入多输出（MIMO）中继多天线的源和目的节点之间。实现这种系统的主要困难在于，由于中继器的发射和接收天线阵列之间的有限衰减，中继器的输出信号可能压倒其有限动态范围的输入电路，使得难以--如果不是不可能的话--恢复所需的输入信号。在明确建模发送器/接收器动态范围限制和信道估计误差的同时，我们推导出基于解码和转发的全双工MIMO中继系统的端到端可实现速率的严格上界和下界，并提出了一种基于最大化下界的传输方案。最大化要求我们（数值）解决一个非凸优化问题，为此，我们详细介绍了一种新的方法，基于对分搜索和梯度投影。为了深入了解系统设计的权衡，我们还推导出一个解析近似的可实现的速率和数值证明其准确性。然后，我们使用优化的半双工信令作为基线，研究可实现速率作为信噪比、干扰噪声比、发射机/接收机动态范围、天线数量和训练长度的函数的行为。
2012-05-17 cs.IT math.IT
Four-node Relay Network with Bi-directional Traffic Employing Wireless Network Coding with Pre-cancellation
网络编码有可能通过组合不同的数据流并转发它们来提高网络的整体吞吐量。在无线网络中，无线信道为物理层网络编码提供了极好的媒介，因为来自不同发射机的信号通过无线信道自动组合。在这种情况下，研究可以最佳地中继信息的协议和算法将是有趣的。在本文中，我们着眼于一个四节点的双向或双向中继网络，并提出了一个中继协议，可以在这种网络中有效地中继信息。
2008-06-23 cs.IT math.IT
MIMO Multiway Distributed-Relay Channel with Full Data Exchange: An Achievable Rate Perspective
我们认为有效的通信多输入多输出（MIMO）多路分布式中继信道（MDRC）与充分的数据交换，其中每个用户，配备多个天线，广播其消息的所有其他用户通过一些分布式中继的帮助。我们提出了一种基于物理层网络编码（PNC）的方案，涉及线性预编码的信道对齐嵌套格编码的PNC，和基于格的预编码的干扰减轻，我们表明，与所提出的方案，分布式中继实现了相同的和速率协作中继在高信噪比制度。我们还表明，该方案实现的MIMO MDRC在一个恒定的间隙在高信噪比的渐近和容量。数值结果表明，所提出的方案大大优于现有的方案，包括解码和转发和放大和转发。
2016-12-26 cs.IT math.IT
Achievable Sum-Rates in Gaussian Multiple-Access Channels with MIMO-AF-Relay and Direct Links
我们考虑一个单天线高斯多址接入信道（MAC）与多天线放大转发（AF）中继，其中，与许多以前的作品，也考虑到发射机和接收机之间的直接链接。对于这个通道，我们研究两种传输方案：发送和中继所有信号联合或使用时分多址（TDMA）结构，只有一个发射机使用的信道在同一时间。虽然最佳的中继矩阵和时隙持续时间被发现后一个计划，我们提供了上界和下界的可实现的和速率为前一个。这些边界通过蒙特卡罗模拟进行评估，结果表明它们彼此非常接近。此外，这些界限进行比较，通过TDMA方案实现的和速率。对于高可用的发射功率在中继的渐近情况下，给出了一个解析表达式，它允许确定优越的计划。
2012-07-06 cs.IT math.IT
Achievable Diversity-Rate Tradeoff of MIMO AF Relaying Systems with MMSE Transceivers
研究了多输入多输出放大转发中继系统中基于最小均方误差（MMSE）的最优收发器的分集阶数。虽然分集复用折衷（DMT）分析准确地预测了MMSE接收机对于正复用增益的行为，但事实证明，对于固定速率的情况，通过DMT的性能是非常不可预测的，因为MMSE策略表现出复杂的速率相关行为。在本文中，我们建立了MIMO AF中继系统的分集率权衡性能的MMSE收发机作为一个封闭的形式为所有固定的速率，从而提供了一个完整的表征的分集阶数与DMT的早期工作。
2013-12-16 cs.IT math.IT
Improper Signaling for Virtual Full-Duplex Relay Systems
虚拟全双工（VFD）是一种功能强大的解决方案，可以补偿半双工中继的速率损失，而无需具有全双工能力的节点。中继间干扰（IRI）对VFD中继系统的运行提出了挑战。最近，在VFD的两个继电器处采用不适当的信令，以通过对两个继电器施加相同的信号特性来减轻IRI。为了进一步提高可达速率性能，采用了非对称分时VFD中继系统，在半双工中继上采用不同的非正常信号。这三个设计参数的联合调整提高了在不同IRI范围和不同中继位置处的可实现速率性能。广泛的仿真结果和分析，以显示所提出的系统的可实现的速率增益，并了解系统的行为。
2017-02-14 cs.IT math.IT
Achievable Rate Region of the Bidirectional Buffer-Aided Relay Channel with Block Fading
双向中继信道是一种简单而又基本实用的网络结构，其中两个用户通过一个中继节点进行通信。在本文中，我们考虑块衰落双向中继信道，并提出有效的传输策略，利用信道的块衰落特性。因此，我们考虑解码和转发中继，并假设两个用户之间的直接链接是不存在的。我们的目标是长期可实现的速率区域的特点，并制定协议，实现所获得的速率区域的所有点。具体地，在双向中继信道中，存在六种可能的传输模式：四种点对点模式（用户1到中继、用户2到中继、中继到用户1、中继到用户2）、多址模式（两个用户到中继）和广播模式（中继到两个用户）。大多数现有的协议假设使用上述传输模式的子集的固定调度。出于这种限制，我们开发的协议不限于遵守预定义的时间表使用的传输模式。实际上，该协议根据所涉及链路的瞬时信道状态信息（CSI），在每个时隙中选择最优传输模式，以最大化长期可达速率区域。因此，我们考虑两种不同类型的发射功率约束：1）针对所有节点的联合长期功率约束，以及2）针对每个节点的固定发射功率。此外，为了能够使用非预定义的调度进行传输模式选择，中继器必须配备有两个缓冲器，用于存储从两个用户接收的信息。由于数据缓冲增加了端到端的延迟，我们考虑延迟无约束和延迟约束的文件传输。
2013-11-18 cs.IT math.IT
Achievable Rate Analysis of Relay Assisted Cooperative NOMA over Rician Fading Channels
非正交多址（NOMA）是下一代5G无线通信网络的多址技术的关键。为了提高NOMA系统的性能增益，研究了莱斯衰落信道下基于NOMA的协作固定解码转发（DF）中继系统模型（CRS-NOMA），以信号的可达速率为性能指标。在该技术中，通过利用NOMA的概念，与传统的协作中继方法不同，第二时隙也被用于实现从发射机端发送的信息。此外，由于数据符号由具有全功率的节点发送，所以排除了复杂功率分配系数的强制。在传统的协作中继系统中，接收机只能接收单个比特的信息，而接收机可以在两个时隙中可靠地引入两个数据符号。在这方面，该方案是能够获得更高的可实现的速率性能比现有的协作中继方案的更大的信道功率在大多数的发送SNR制度。此外，还推导了CRS-NOMA的总可达速率的数学表达式。通过Monte-Carlo模拟验证了所得分析结果的准确性和一致性。
2018-03-31 cs.IT math.IT
Achievable Rate Analysis of Cooperative Relay Assisted Opportunistic-NOMA under Rician Fading Channels with Channel State Information
在莱斯衰落信道下，分析了发送端已知信道状态信息的协作中继系统（CRS）的平均可达速率。对于数据信号的机会性传输，CSI用于源到中继和源到目的地链路，这帮助发射机即时地从协作NOMA传输和信号的直接传输中选择最佳。为了比较O-NOMA和传统NOMA（C-NOMA）CRS的平均可达速率，给出了可达速率的精确和渐近解析表达式。通过蒙特卡罗模拟验证了渐近结果的各种信道功率和功率分配系数。数值结果表明，随着功率分配系数、信噪比和信道功率的增加，基于O-NOMA的CRS比基于C-NOMA的CRS具有更好的速率性能。
2017-11-08 cs.IT math.IT
Protocols For Half-Duplex Multiple Relay Networks
在本文中，我们提出了几种策略的多中继网络的限制，由一个半双工操作，即。例如，每个节点在特定资源上发送或接收。使用离散无记忆多中继信道，我们提出了一个多层次的部分解码和转发的方法，概括了以前的结果由克莱默和Khojastepour等人。此外，我们推导出一个压缩和转发的方法，使用一个常规的编码方案，简化了编码和解码方案，提高了可实现的速率一般。最后，我们给出了一个混合策略，用于四端网络交替传输中继节点的可达速率。
2007-12-21 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
Dispensing with Noise Forward in the "Weak" Relay-Eavesdropper Channel
Lai和El Gamal首先研究了“弱”中继窃听信道，他们的可实现方案引入了噪声转发（NF）并使用后向解码。我们提出了一种新的滑动窗口解码方案，具有两个块解码延迟，其中中继使用压缩转发与Wyner-Ziv（WZ）合并，但不使用NF。无线工程师将欢迎减少解码延迟。滑动窗口解码任务多块模糊度计算，免除NF使it. We确定九个制度，并制定了一个个案的中继信道码本和WZ bin大小的选择，以最大限度地提高保密率。多块模糊度计算可以是独立的兴趣。
2019-01-24 cs.IT math.IT
Outage Performance Analysis of Multicarrier Relay Selection for Cooperative Networks
在本文中，我们分析了两个多载波中继选择方案，即批量和每个子载波的选择，两跳正交频分复用（OFDM）系统的中断性能。为了提供一个全面的分析，三个转发协议：解码和转发（DF），固定增益（FG）放大和转发（AF）和可变增益（VG）AF中继系统。我们得到封闭形式的近似的中断概率和封闭形式的表达式的渐近中断概率在高信噪比（SNR）区域的所有情况下。我们的分析验证了蒙特卡洛模拟，并提供了一个分析框架，多载波系统与中继选择。
2017-08-19 cs.IT math.IT
On Achievable Rate Regions of the Asymmetric AWGN Two-Way Relay Channel
本文研究了加性高斯白噪声双向中继信道，其中两个用户通过中继交换消息。非对称信道被认为是用户可以以不同的速率和不同的功率电平发送数据。我们修改和改进现有的编码方案，以获得三个新的可实现的速率区域。比较了四种下行链路最优编码方案，结果表明：当两个用户都在低信噪比（SNR）下传输时，和速率性能最好的方案是完全译码前向编码方案，当两个用户都在高信噪比下传输时，和速率性能最好的方案是嵌套格码的函数译码前向编码方案，当两个用户都在低信噪比下传输时，和速率性能最好的方案是完全译码前向编码方案。（iii）当一个用户以低SNR发送而另一个用户以中高SNR发送时，具有速率分割和时分复用的功能解码转发。
2011-06-15 cs.IT math.IT
Degrees of Freedom of Multi-Source Relay Networks
我们研究了一个多源高斯中继网络组成的$K$源-目的地对具有$K$单播会话。我们假设源和目的地之间的中继的$M$层。我们发现网络的可实现的自由度。我们的方案是基于干扰对齐在发射机和符号扩展和机会干扰消除在中继。对于$K$ - $L$ - $K$网络，即，2-通过$L$中继跳变网络，我们证明了$\min\{K,K/2+L/(2(K-1))\}$自由度是可实现的。对于$K$跳网络与$K$中继在每一层中，我们显示了完整的$K$自由度是可以实现的，只要$K$是均匀的，并且信道分布满足一定的对称性。
2009-10-17 cs.IT math.IT
On the Achievable Rates of Pairwise Multiway Relay Channels
本文研究了在功能解码转发策略下，用户传输顺序对成对多路中继信道（MWRC）公共速率和速率的影响。为此，我们首先开发了一个图形模型的数据传输在成对MWRC。利用这个模型，我们然后找到最佳的排序，实现最大的共同率和系统的总和率。此外，我们还证明了最优排序和随机排序之间的性能差距随着信噪比的增加而消失。为了更好地说明结果，给出了计算机模拟。
2014-06-18 cs.IT math.IT
Wireless Information and Energy Transfer for Decode-and-Forward Relaying MIMO-OFDM Networks
研究了具有能量收集中继的多输入多输出（MIMO）-正交频分复用（OFDM）系统的系统可达速率及其优化问题。首先，我们提出了一种基于时间交换的中继（TSR）协议，以实现中继器处的同时信息处理和能量收集。然后，我们从理论上讨论了它的可达速率性能，并制定了一个优化问题，以最大限度地提高系统的可达速率。由于该问题求解困难，我们设计了一种增广拉格朗日罚函数（ALPF）方法，并通过大量的仿真实验验证了分析结果的准确性和ALPF方法的有效性。
2015-01-04 cs.IT math.IT
On Design of Collaborative Beamforming for Two-Way Relay Networks
我们考虑一个双向中继网络，其中两个源节点，S1和S2，通过中继节点的集群交换信息。中继节点在第一时隙中接收来自S1和S2的和信号。在第二时隙中，每个中继节点将其接收到的信号乘以复系数，并将信号重传到两个源节点，这导致协作双向波束成形系统。通过应用模拟网络编码的原理，S1和S2处的每个接收机消除来自中继集群的接收信号中的“自干扰”，并对消息进行解码。本文研究了具有协作波束形成的双向中继网络的二维可达速率域。在源-中继和中继-源信道之间的信道互易性的不同假设下，可达速率区域的特征在于两种设置。首先，与互易信道，我们调查的可达速率区域时，中继集群是受总功率约束或个人功率约束。我们表明，从解决加权和逆SNR最小化（WSISMin）问题获得的最佳波束形成向量是足够的特征，相应的可实现的速率区域。此外，我们推导出这些最佳波束形成向量的封闭形式的解决方案，从而提出了部分分布式算法来实现最佳波束形成，其中每个中继节点只需要本地信道信息和一个全局参数。其次，与非互易信道，可实现的速率区域的特点也为总功率约束的情况下和单独的功率约束的情况下。虽然没有封闭形式的解决方案，在此设置下，我们提出了有效的数值算法。
2010-10-24 cs.IT math.IT
Achievable rate regions and outer bounds for a multi-pair bi-directional relay network
在双向中继信道中，一对节点希望在中继的帮助下在共享的无线半双工信道上交换独立的消息。最近的工作主要考虑了具有两个终端节点（或终端用户）和一个中继的双向中继信道的信息理论限制。在这项工作中，我们考虑一个基站，多个终端节点和一个中继，所有这些都在半双工模式下工作的双向中继。我们假设每个终端节点通过中继以双向方式与基站通信，并且不对用户、中继和基站之间的信道进行任何限制;也就是说，每个节点与每个其他节点都有直接链路。我们的贡献有三个方面：1）引入了四种新的时间协议，它们充分利用了数据的双向特性，并且通过仔细地组合网络编码、随机分箱和利用偷听和自身消息侧信息的用户协作，性能优于简单的路由或多跳通信方案，2）推导了离散无记忆多对双向网络容量域的内外界，以及3）在高斯噪声中对所获得的可达到速率区域和外边界的数值评估，其说明了所提出的协议与更简单的方案、彼此、外边界相比的性能，其突出了通过终端节点之间的网络编码、随机装仓和压缩转发型协作实现的相对增益。
2010-01-31 cs.IT math.IT
Generalized Signal Alignment: On the Achievable DoF for Multi-User MIMO Two-Way Relay Channels
研究了多用户MIMO双向中继信道的可达自由度，其中有$K$源节点，每个源节点配备$M$天线，有一个中继节点，配备$N$天线，每个源节点通过中继与任意一组其他源节点交换独立的消息.通过允许任意的信息交换模式，所考虑的信道模型是一个统一的。它包括几个现有的信道模型作为特殊情况：$K$ -用户MIMO Y信道，多对MIMO双向中继信道，广义MIMO双向X中继信道，和$L$ -簇MIMO多路中继信道。以前的研究主要考虑的自由度割集约束$2N$在天线配置$N < 2M$通过应用信号对齐的可扩展性。本文研究了DOF割集约束$KM$在$N\geq 2M$情形下的可解性。为此，我们首先推导出更严格的自由度上限为三个特殊情况下所考虑的信道模型。然后，我们提出了一个新的传输框架，广义信号对齐，接近这些界限。GSA的概念是通过在中继站处对齐要在压缩子空间中交换的每对信号来形成网络编码符号。给出了构造中继压缩矩阵的一个充要条件。我们表明，使用GSA，新的自由度上界是可实现的，当i）$\frac{N}{M} \in \big(0, 2+\frac{4}{K(K-1)}\big] \cup \big[K-2, +\infty\big)$的$K$ -用户MIMO Y信道; ii）$\frac{N}{M} \in \big(0, 2+\frac{4}{K}\big] \cup \big[K-2, +\infty\…
2015-04-02 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
Multi-Antenna Relaying and Reconfigurable Intelligent Surfaces: End-to-End SNR and Achievable Rate
在这份报告中，我们总结了端到端的信噪比和速率的半双工，全双工，放大和转发，解码和转发中继辅助通信，以及信噪比和速率的新兴技术称为可重构智能表面。
2019-08-31 cs.IT eess.SP math.IT
On Design of Distributed Beamforming for Two-Way Relay Networks
我们考虑一个双向中继网络，其中两个源节点，S1和S2，通过中继节点的集群交换信息。中继节点在第一时隙中接收来自S1和S2的和信号。在第二时隙中，每个中继节点将其接收到的信号乘以复系数，并将信号重传到两个源节点，这导致分布式双向波束成形系统。通过应用模拟网络编码的原理，S1和S2处的每个接收机消除来自中继集群的接收信号中的“自干扰”，并对消息进行解码。本文研究了具有分布式波束形成的双向中继网络的二维可达速率域。在源-中继和中继-源信道之间的信道互易性的不同假设下，可达速率区域的特征在于两种设置。首先，与互易信道，我们调查的可达速率区域时，中继集群是受总功率约束或个人功率约束。我们表明，从解决加权和逆SNR最小化（WSISMin）问题获得的最佳波束形成向量是足够的特征，相应的可实现的速率区域。此外，我们推导出这些最佳波束形成向量的封闭形式的解决方案，从而提出了部分分布式算法来实现最佳波束形成，其中每个中继节点只需要本地信道信息和一个全局参数。其次，与非互易信道，可实现的速率区域的特点也为总功率约束的情况下和单独的功率约束的情况下。虽然没有封闭形式的解决方案，在此设置下，我们提出了有效的算法来计算最佳波束形成向量，这是通过解决SDP问题后，半定松弛。
2010-05-11 cs.IT math.IT
Achievable Degrees of Freedom on K-user MIMO Multi-way Relay Channel with Common and Private Messages
研究了MIMO多路中继信道的可达总自由度（DoF），该信道由K个用户和一个解码转发中继组成，每个用户配备M根天线，解码转发中继配备N根天线。在该信道中，每个用户除了向所有用户传送公共消息之外，还希望向其他用户传送K-1个私人消息。由于用户之间没有直接链路，通信通过中继在两个阶段中发生;多址信道阶段（MAC）和广播（BC）阶段。我们在网络的总DoF上驱动割集界，并证明网络的DoF小于或等于K min（N，M）。通过在MAC阶段中使用用于网络编码的信号空间对齐和在BC阶段中使用迫零预编码来示出上限的可扩展性。我们表明，除了私人消息，引入公共消息导致实现更高的总自由度比只使用私人消息。
2015-10-15 cs.IT math.IT
State-Dependent Relay Channel with Private Messages with Partial Causal and Non-Causal Channel State Information
在本文中，我们介绍了一个离散的无记忆的状态相关的中继信道与私人消息（SD-RCPM）作为一个推广的状态相关中继信道。我们研究两种主要情况：SD-RCPM与非因果信道状态信息（CSI），和SD-RCPM与因果CSI。在每种情况下，假设部分CSI在源和中继处可用。对于非因果的情况下，我们建立了一个可实现的速率区域，使用Gel'fand-Pinsker类型的编码方案在节点通知CSI，和压缩和转发（CF）计划在中继。使用香农策略和CF方案，因果情况下的可达速率区域。作为示例，考虑了SD-RCPM的高斯版本，并且导出了仅在源处具有非因果完美CSI的高斯SD-RCPM的可实现速率区域。提供数值例子，我们说明了使用CF和解码和转发（DF）计划得出的可实现的速率区域之间的比较。
2010-06-13 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
Spectral and Energy Efficiency in 3-Way Relay Channels with Circular Message Exchanges
本文研究了三路中继信道的频谱效率和能量效率。首先，针对不同的中继协议，推导了3路中继信道的可达和速率表达式。此外，提出了3路中继信道容量的外界。其次，利用推导出的可达和速率表达式，设计了用户端和中继端的联合功率分配算法，以最大化系统能量效率。数值结果证实，并提供洞察力的理论研究结果。
2014-07-28 cs.IT math.IT
