On Maximizing Information Reliability in Wireless Powered Cooperative Networks
衰落信道的不可预测性和跟踪信道状态信息的困难对无线能量收集通信系统的设计提出了重大挑战。在这项工作中，我们解决中继选择问题的无线供电的通信网络，其中的中继收获能量的源射频信号。单个源-目的地对被认为没有直接链路。连接的中继节点配备有无限大的蓄电池。我们假设源-中继链路上的信道状态信息（CSI）在中继节点处是可用的。根据在中继节点的中继目的链路上的CSI的可用性，我们提出了两个中继选择方案，并评估其中断概率。由于中继选择机制中的额外灵活性，中继-目的地链路上的中继节点处的CSI的可用性大大提高了性能。由于在传输路径选择时整个网络中没有CSI，因此对问题的分析是不容易处理的。因此，我们放松我们的假设，CSI的可用性和封闭形式的表达式的中断概率作为可用的收获能量的量的函数推导出两个CSI的可用性的情况下。最后，我们数值量化所提出的方案的性能，并比较中断概率固定和相同数量的无线供电转发中继。
2020-02-25 cs.NI
Relay Selection in Wireless Networks as Restless Bandits
本文将无线网络中继选择建模为不安定多臂老虎机问题，证明其Whittle可索引性并提出基于最小Whittle指数的中继选择策略，仿真表明该策略在成本、时延和吞吐量上均优于现有方法。
2025-08-28 cs.NI
A Robust Relay Placement Framework for 60GHz mmWave Wireless Personal Area Networks
60GHz毫米波无线个域网（WPAN）中具有严格QoS要求的多媒体流应用要求高速率、低延迟的数据传输以及低服务中断。在本文中，我们考虑的问题，鲁棒的中继放置在60 GHz的无线个域网。将业务从发射机设备中继转发到接收机设备，以促进i）用于非视距（NLOS）收发机对的主要通信路径，以及ii）用于视距（LOS）收发机对的辅助（备份）通信路径。我们制定了鲁棒最小中继布局问题和鲁棒最大效用中继布局问题的目标是最小化部署的中继数量和最大化网络效用，分别。有效的算法来解决这两个问题，并已被证明，以减少服务中断存在的移动主体，可能会阻止LOS路径的环境。
2012-12-15 cs.NI
Distributed Association Control and Relaying in MillimeterWave Wireless Access Networks
在毫米波无线网络中，快速变化的无线信道需要快速和动态的资源分配机制。这个挑战由此通过分布式方法来解决，该分布式方法最优地解决了联合客户端关联和中继的基本资源分配问题。该问题被视为一个多任务优化问题，通过一系列的变换，建立了一种新的求解方法，从而得到一个易于处理的最小费用流问题。该方法允许设计分布式拍卖解决方案的算法，其中客户端和中继异步动作。新算法的计算复杂性远优于集中式通用求解器。结果表明，该算法总是收敛到一个解决方案，最大限度地提高总的网络吞吐量在所需的范围内。理论和数值计算结果表明，许多有用的性能相比，标准的方法和潜在的应用，即将毫米波无线接入网络。
2013-07-29 cs.NI
Whether and Where to Code in the Wireless Relay Channel
对于有线和无线擦除网络，已经广泛地研究了随机线性网络码的吞吐量益处。通常假设网络中的所有节点都执行编码操作。然而，在能量受限的系统中，应选择编码子图来控制编码节点的数量，同时保持吞吐量。在本文中，我们探讨了网络编码在无线数据包擦除中继信道的吞吐量和能量指标的战略使用。在中继信道中，单个信源通过半双工中继与单个信宿通信。流体流模型被用来描述的情况下，源和中继编码，和马尔可夫链模型被提出来描述数据包的演变，如果只有源或只有中继编码。除了传输能量，我们还考虑了编码和接收能量。我们表明，编码在中继单独操作，而在无速率的方式既不是吞吐量也不节能。给定一组系统参数，我们的分析确定中继应参与传输的最佳时间量，以及应在何处执行编码。
2012-06-01 cs.NI
Cacheable and Non-Cacheable Traffic Interplay in a Relay-Assisted Wireless Network
我们研究了一个离散时间无线网络，该网络在具有可缓存和不可缓存流量存储能力的中继节点的帮助下同时提供可缓存和不可缓存流量。我们调查如何分配的存储容量，可缓存和不可缓存的流量影响网络吞吐量。我们的数值结果提供了有用的见解，通过改变不仅分配的缓存到非缓存存储，但也传输的非缓存内容的速率，可缓存的内容被请求的速率，以及不同的流行度分布的缓存文件。
2020-02-26 cs.NI
Cooperative Relaying in LoRa Sensor Networks
我们提出了一种通信方案与继电器，以提高长距离（LoRa）传感器网络的可靠性与占空比的限制。中继器偷听传感器的传输并将其转发到网关。仿真结果表明，中继是非常有益的，即使节点不协调和占空比限制的传感器测量，可以转发的数量。在我们的设置中，单个继电器可以将测量损失率减半，八个继电器提供高达两个数量级的增益。通过在每个帧中包括一些过去的测量来实现进一步的改进。
2019-08-19 cs.NI
Enhancing Path Selections with Interference Graphs in Multihop Relay Wireless Networks
Technische Universität Braunschweig（布伦瑞克工业大学）
本文提出通过干扰图优化多跳中继无线网络中的路径选择，以提高传输性能和减少干扰影响。
2024-06-12 cs.NI
Measurement Based Impromptu Deployment of a Multi-Hop Wireless Relay Network
我们研究的问题，最佳顺序（“如你去”）部署无线中继节点作为一个人走在一条线的随机长度（与已知的分布）。我们的目标是创建一个即兴的多跳无线网络连接的数据包源被放置在线路的末端与位于起点的汇节点，在光流量制度。当部署人员沿着从汇点到源点的线路行进时，在每一步，他测量到一个（或多个）先前放置的中继的信道质量，并且基于这些测量来放置中继节点，以便在所得到的网络中最小化从源点到汇点节点的总功率或最大功率，这受到对所放置的中继的预期数量的约束。对于这两个目标中的每一个，考虑两种不同的中继选择策略：（i）每个中继经由其紧邻的前一个中继与信宿通信，（ii）通信路径可以跳过一些部署的中继。通过适当的建模假设，我们将这些问题中的每一个都表述为马尔可夫决策过程（MDP）。我们提供了所有这些情况下的最优政策结构，并提供插图，通过数值结果，为一些典型的参数。
2013-03-11 cs.NI
Quality-Aware Coding and Relaying for 60 GHz Real-Time Wireless Video Broadcasting
高清视频的无线流传输是60 GHz链路的一个有前途的应用，因为多千兆位/秒数据率是可能的。特别地，我们考虑一个体育场广播系统，其中来自多个摄像机的视频信号被传输到一个中央位置。由于在这种设置中遇到的长距离60 GHz辐射的高路径损耗，需要使用继电器。本文设计了一种质量感知的编码和中继算法，以最大限度地提高整体视频质量。我们考虑源可以将其数据流分成并行流，这些并行流可以通过不同的中继传输到目的地。为此，我们推导出相关的公式，并重新制定它作为凸规划，它可以保证最优解。
2013-04-19 cs.NI
Network-Level Performance Evaluation of a Two-Relay Cooperative Random Access Wireless System
在无线网络中，中继节点可以用来帮助用户的传输到达目的地。从物理层的角度来看，关于中继协作的工作到目前为止已经产生了众所周知的结果。本文采取了不同的立场，侧重于网络层面的合作。扩展以前的结果为一个继电器，我们在这里调查的好处，从部署的第二个。我们假设这两个中继不产生自己的数据包和系统采用随机访问的介质，我们进一步考虑时隙的时间和用户已饱和的队列。我们得到的解析表达式的到达率和服务率的两个中继和稳定性条件。我们调查的系统模型，在该系统中，用户被划分为集群，每个被服务的一个中继，并显示其优势，在聚合和吞吐量每用户。我们量化上述内容，分析冲突信道的情况下，并通过模拟的情况下，多分组接收（MPR），我们提供洞察系统中的第二中继的部署时，可以产生显着的优势。
2015-06-19 cs.NI
Novel Relay Selection Protocol for Cooperative Networks
为了在无线网络中实现更好的吞吐量和可靠性，已经进行了广泛的研究，重点是多输入多输出系统。最近，已经研究了协作联网技术，以通过使用由不同的单天线设备创建的分集来提高低成本无线系统的性能。然而，协作网络需要能够处理源-中继-目的地通信的介质访问控制层。无线协作中继提出了几个挑战，是最重要的一个相关的中继选择机制，特别是在移动节点的存在。这份立场文件的目的是描述我们的研究结果对发展一个有效的中继选择算法。
2019-11-15 cs.NI
Reusing Wireless Power Transfer for Backscatter-assisted Relaying in WPCNs
用户协作是解决无线供电通信网络（WPCN）中严重的远近用户不公平问题的有效技术。在本文中，我们考虑一个WPCN，其中两个合作的无线设备（WD）首先从混合接入点（HAP）收获无线能量，然后将其信息传输到HAP。具有较强WD到HAP信道的WD帮助中继其他较弱用户的消息。特别是，我们利用在无线能量传输阶段，其中较弱的用户反向散射接收到的能量信号，以被动的方式将其信息发送到中继用户的环境反向散射通信的使用。通过这样做，中继用户可以重新使用能量信号用于同时的能量收集和信息解码（例如，使用能量检测器）。与传统WPCN中的主动信息传输相比，该方法有效地节省了协作过程中弱用户在信息传输上所消耗的能量和时间。与建议的后向散射辅助中继方案，我们共同优化的时间和功率分配的无线能量和信息传输，以最大限度地提高共同的吞吐量。具体来说，我们推导出最优解的半封闭形式的表达式，并提出了一个低复杂度的优化算法来解决联合优化问题。通过与一些有代表性的基准方法进行比较，我们在广泛的网络设置下进行了仿真，并证明了所提出的合作方法有效地提高了WPCN的吞吐量性能。
2020-01-03 cs.NI
Coded Relaying in LoRa Sensor Networks
为了提高LoRa传感器网络的可靠性，我们提出了两种机会转发协议，其中中继器无意中听到传感器到网关的消息，并定期将其转发到网关。为了减少传输的次数，中继转发偷听消息的XOR和。一种协议采用单个中继节点，而另一种协议则采用两个中继节点进行协作。与一个单一的中继，我们提出的协议需要更少的中继传输，以实现类似的损失率为传统的未编码转发，其中每个收到的消息立即转发。我们证明了高达55%的减少中继传输时间相对于未编码的转发。合作协议提供了更好的损失和延迟性能比单中继协议，我们展示了高达16%的消息丢失率降低，随着33%的中继传输时间相比，传统的转发。
2021-09-13 cs.NI
Towards increasing diversity for the relaying of LT Fountain Codes in Wireless Sensor Networks
分集技术是提高无线通信传输性能的有力手段。对于喷泉码中继的情况，之前已经表明，引入分集也是有益的，因为它抵消了信道上的传输损耗。而不是简单的逐跳转发信息，每个传感器节点多样化的信息流使用存储的数据包的XOR组合。这种方法已被证明是有效的随机线性喷泉码。然而，随机线性码表现出高解码复杂度。在本文中，我们提出了更现实的卢比变换码的分集增加中继策略，以保持高的传输性能与低解码计算复杂性在线性网络。本文提供了假设均匀不完美信道状态的线性网络的结果。
2010-03-26 cs.NI
RIS-assisted Seamless Connectivity in Wireless Multi-Hop Relay Networks
本文提出一种每个无人机节点配备RIS的网络模型，以建立无缝直连路径，减少中继开销，并通过RIS-DCF MAC协议及比较分析，证明RIS能显著提升多跳中继无线网络性能。
2024-12-14 cs.NI
Global Optimization of Relay Placement for Seafloor Optical Wireless Networks
无线光通信是一种很有前途的水下宽带接入网络技术，在高分辨率环境监测应用中尤为重要。介绍了一种基于无线光网络的深海监测系统。我们将这样的光无线网络建模为一般的中继网络，并建立了一个最优中继放置问题，其目标是最大化整个系统的稳定区域，即，网络能够容纳的通信量的上确界。公式化的优化问题进一步被证明是非凸的，因此它的全局优化是非平凡的。在本文中，我们开发了一个全局优化方法，这个问题，我们提供了一个有效的算法来计算最优解。通过数值计算，我们表明，一个显着的性能增益可以通过使用导出的最优解。
2020-12-21 cs.NI
Relay Selection with Channel Probing in Sleep-Wake Cycling Wireless Sensor Networks
在一个大型的无线传感器网络（WSN）与睡眠-唤醒循环节点的数据包的地理转发，我们感兴趣的本地决策问题所面临的一个节点，有保管的数据包，并选择一组下一跳中继节点之一，转发数据包对汇。每个中继都与一个奖励相关联，该奖励总结了通过该中继转发数据包的好处。我们寻求一个解决方案，这个本地的问题，这样的解决方案的想法是，如果通过每个节点，可以提供一个合理的启发式的端到端的转发问题。为此，我们提出了一个中继选择问题，包括转发节点和中继节点的集合，与中继唤醒顺序随机时间。在每个中继器唤醒时刻，转发器可以选择探测中继器以学习其奖励值，基于此，转发器然后可以决定是停止（并将其分组转发到所选择的中继器）还是继续等待其他中继器唤醒。转发器的目标是选择一个中继，以最大限度地减少等待延迟，奖励和探测成本的组合。我们的问题可以被认为是在运筹学文献中研究的资产出售问题的一个变种。我们制定我们的中继选择问题作为一个马尔可夫决策过程（MDP），并获得一些有趣的结构上的最优策略（即阈值和阶段独立性）的结果。我们还进行了模拟实验，并获得了宝贵的见解，我们的本地转发解决方案的性能。
2013-12-20 cs.NI
A Connectivity-Aware Approximation Algorithm for Relay Node Placement in Wireless Sensor Networks
在两层无线传感器网络中，中继节点的布置是影响网络能耗和系统开销的关键因素之一。在本文中，一种新的连通性感知的近似算法，提出了一种新的无线传感器网络中的中继节点布局，提供了一个主要的一步，节省系统开销。具体来说，一个独特的本地搜索近似算法（LSAA）被引入到解决中继节点的单一覆盖（RNSC）问题。在该方法中，传感器节点被分配成组，然后通过局部搜索算法实现每个组的局部集合覆盖（SC）。所有局部SC的并集构成RNSC问题的SC。通过严格的证明，分析了LSAA的逼近比和时间复杂度。此外，LSAA方法已被扩展到解决中继节点的双重覆盖问题。然后，中继位置选择算法（RLSA），提出了利用从LSAA产生的SC在RLSA与最小生成树启发式相结合，以建立高层连接。由于RLSA为每个中继节点搜索距离汇聚节点最近的位置，因此由RLSA构建的高层网络比现有的网络更加密集。因此，可以显著节省用于构建高层无线传感器网络的连通性的增加的中继节点的数量。仿真结果清楚地表明，所提出的LSAA优于文献中报道的方法和基于RLSA的算法可以显着节省中继节点新部署的高层连接。
2015-07-09 cs.NI
Relaying Strategies for Uplink in Wireless Cellular Networks
在本文中，我们分析了中继对FDMA蜂窝网络上行链路性能的影响。我们专注于我们的分析解码和转发技术，测量的改进，可以实现的吞吐量和节能的目的。我们将基于随机几何的方法应用于小区间干扰和重用因子等于1的场景。这项工作的第一个目标是观察什么是各种中继功能的影响，如发射功率，位置和天线方向图，当施加半双工约束。第二个目标是确定对于不在小区边缘并且因此可以使用朝向基站的直接链路的用户，多少中继也可以是有益的。我们表明，如果更精细的解码技术，如连续干扰消除和叠加编码，正确使用，可以获得相当大的收益，这些手机以及。
2013-06-25 cs.NI
EBCD: a routing algorithm based on bee colony for energy consumption reduction in wireless relay networks
路由问题是无线网络中的一个重要问题，它对系统的性能有很大的影响，本文提出了一种基于蜂群的路由算法来降低无线中继网络的能耗。在EBCD算法中，结合能量、距离和流量参数，提出了一种比现有算法效率更高的无线网络路由算法。应用蜂群算法可以使参数的配置在常规条件下进行，并且比现有算法更接近于具有更好适应性的机制。根据所考虑的参数，该算法提供了一个适应度函数，可以作为一个多跳。与其他同类算法不同，它可以通过多种服务根据环境条件提高服务质量。该方法可以有效地存储节点中积累的能量，减少跳数限制。
2012-09-16 cs.NI
Delay Adaptation Method for Relay Assisted Optical Wireless Systems
在本文中，我们研究的光无线中继器之间的发射机和用户的红外光无线通信（IROWC）系统的中继终端。针对不同中继终端信号到达时间不一致的问题，提出了一种时延自适应方法。在典型的两阶段中继IROWC系统中，三种不同的中继终端部署方案进行了研究，提出的延迟自适应方法。仿真结果表明，与传统系统相比，该系统具有更好的脉冲响应，采用时延自适应方法的中继系统的均方根时延扩展平均比传统系统小30%。
2020-04-30 cs.NI eess.SP
Set Covering-based Approximation Algorithm for Delay Constrained Relay Node Placement in Wireless Sensor Networks
无线传感器网络中的时延约束中继节点配置（DCRNP）问题旨在部署最少的中继节点，使得每个传感器节点都有一条路径将该传感器节点连接到sink，而不违反时延约束。随着无线传感器网络在时间要求严格的应用中的应用，DCRNP问题的重要性变得引人注目。针对DCRNP问题的NP难性质，提出了一种基于集合覆盖的中继节点放置（SCA）的近似算法来求解DCRNP问题。所提出的SCA算法以跳数从汇聚节点到给定传感器节点迭代部署中继节点，即，在第$k$次迭代中，SCA将中继节点部署在与宿相距$k$跳的位置处。具体来说，在每次迭代中，SCA首先找到位于1跳内的中继节点和传感器节点的候选部署位置，这些节点已经连接到sink。然后，基于集合覆盖方法，从这些候选部署位置中选择一个子集来部署中继节点，该子集能够保证在时延约束内存在连接未连接传感器节点到sink的路径.在SCA算法的迭代过程中，传感器节点在满足时延约束的情况下逐渐连接到sink节点。详细分析了SCA算法的逼近比，并通过严格的时间复杂度分析证明了SCA算法是一个多项式时间算法。为了评估所提出的SCA算法的性能，进行了大量的仿真，仿真结果表明，SCA算法可以显着节省部署的中继节点相比，现有的算法，即，SCA算法最多可节省31.48%的中继节点。
2015-04-03 cs.NI
Dual Auction Mechanism for Transaction Relay and Validation in Complex Wireless Blockchain Network
本文针对无线区块链网络中轻节点缺乏中继激励的问题，提出一种包含中继子拍卖和验证子拍卖的双重拍卖机制，以高效分配交易费并提升社会福利。
2024-01-24 cs.GT cs.NI
A Bandit Approach for Mode Selection in Ambient Backscatter-Assisted Wireless-Powered Relaying
反向散射辅助无线供电通信将超低功率反向散射发射机与能量收集设备相结合。本文研究了混合中继的传输模式选择问题，该中继通过在有源无线供电传输和无源环境反向散射之间切换来转发数据。它首先提出了一个混合中继系统模型，并推导出其端到端的成功概率在理论上最优，但实际上是不现实的，条件下。传输模式的选择，然后制定为一个随机的双臂强盗问题在变化的环境中的奖励分布是非平稳的。所提出的模型选择方案并不假设可以访问任何信道状态或网络条件，而仅仅依赖于从过去的传输记录中学习。数值分析进行验证所提出的基于带宽的模式选择方法。
2020-05-13 cs.NI eess.SP
Relay Selection for OFDM Wireless Systems under Asymmetric Information: A Contract-Theory Based Approach
用户合作虽然提高了无线系统的性能，它需要激励潜在的合作节点花费他们的能量充当中继。此外，这些潜在的中继比源更好地了解他们的传输成本，这取决于他们的中继-目的地链路上的确切信道条件。这导致源和中继之间的可用信息的不对称。在本文中，我们使用契约理论来解决基于OFDM的协作无线系统中采用解码转发（DF）中继的非对称信息下的中继选择问题。我们首先设计激励兼容的报价/合同，包括一个菜单的付款和所需的信号噪声比（SNR）的目的地，然后源广播这个菜单附近的移动节点。愿意中继的附近移动节点在每个子载波中用它们愿意接受的合同通知回源。我们表明，当源是在预算约束下，在每个子载波的中继选择，以最大限度地提高容量的问题是一个非线性不可分离的背包问题。我们提出了一个启发式的中继选择方案来解决这个问题。我们比较了我们的整体机制和启发式解决方案的性能与一个简单的中继选择方案和选定的数值结果表明，我们的解决方案的性能更好，接近最优。在本文中介绍的整体机制是简单的实现，需要有限的互动与潜在的继电器，因此需要最小的信令开销。
2013-04-28 cs.MA cs.NI
Backscatter-assisted Relaying in Wireless Powered Communications Network
研究了一种新的两用户无线供电通信网络（WPCN）中的协作方法，其中一个混合接入点（HAP）向两个分布式无线设备（WD）广播无线能量，而WD使用收集的能量向HAP发送各自独立的信息。为了解决WPCN中由远近效应引起的用户不公平问题，我们允许具有较强WD到HAP信道的WD使用其收集的部分能量来帮助将其他较弱用户的信息中继到HAP。特别是，我们利用在无线能量传输阶段的反向散射通信的使用，使帮助中继用户可以收获能量，并同时从较弱的用户接收信息。我们得到最大的共同吞吐量性能，通过联合优化的时间持续时间和功率分配的无线能量和信息传输。我们的仿真结果表明，后向散射辅助的合作方案可以有效地提高吞吐量公平性能的WPCN。
2018-07-14 cs.NI eess.SP
Relay-aided Slotted Aloha for Optical Wireless Communications
我们考虑一种中继辅助时隙ALOHA解决方案，用于基于光无线通信（OWC）的物联网（IoT）的上行链路随机接入。上行链路的第一阶段，即物联网设备和中继之间的上行链路，是使用室内OWC实现的，而中继和基站之间的第二阶段，代表基于低功率广域网（如LoRaWAN）的远程RF传输，并发生在室外。吞吐量性能依赖于OWC和RF信道条件进行观察。由于添加中继的性能增益的行为突出和调查在不同的信道和业务条件下。
2022-09-22 cs.IT cs.NI math.IT
Deriving Pareto-optimal performance bounds for 1 and 2-relay wireless networks
这项工作解决的问题，获得基本的权衡界限1中继和2中继无线网络时，多个性能标准的利益。它提出了一个简单的多目标（MO）性能评估框架组成的广播和干扰限制的网络模型，容量，延迟和能量性能指标和相关的MO优化问题。帕累托最优性能之间的界限，端到端的延迟和能量的容量实现网络给出了1-中继和2-中继拓扑结构，并通过模拟评估。此外，我们还表明，在本文中，这些界限是紧的，因为它们可以通过简单的实际编码策略执行的源和继电器。两种不同类型的网络编码策略进行了研究。这两种策略的实际性能界限进行比较的理论上限。结果证实，所提出的上界的延迟和能量性能是紧密的，可以达到与所提出的组合源和网络编码策略。
2012-11-14 cs.NI cs.PF
Secure two-way communication via a wireless powered untrusted relay and friendly jammer
在本文中，我们提出了一个独立的双向安全通信，其中两个源交换机密信息通过无线供电的不可信放大转发（AF）中继和友好的干扰（FJ）。通过在中继处采用时间交换（TS）架构，数据传输分三个阶段完成：阶段I）通过来自源的非信息传输由不可信中继和FJ进行能量收集，阶段II）通过源的信息传输和干扰来自FJ的传输以减少对不可信中继的信息泄漏;以及阶段III）将来自不可信中继的接收信号的缩放版本转发到源。对于所提出的系统，我们推导出一个新的封闭形式的下界表达式遍历保密和率（ESSR）。数值算例验证了不同系统参数如能量收集时间、发送信噪比（SNR）和中继/FJ位置对保密性能的影响。数值结果表明，所提出的网络友好干扰（WFJ）优于传统的单向通信和双向无友好干扰（WoFJ）的政策。
2017-10-22 cs.CR cs.NI
Performance Study of Various Relay Nodes in 5G Wireless Network
本文研究了5G网络中各类中继节点的性能，推导了端到端SINR和可达速率，并通过仿真与OTA测试验证了性能与复杂性的权衡。
2024-07-29 cs.NI cs.SY eess.SY
Performance Analysis of a Cooperative Wireless Network with Adaptive Relays
在这项工作中，我们研究了时隙时间中继辅助多包（MPR）接收能力的合作随机接入无线网络。MPR指的是无线节点成功接收来自在相同时隙同时发送的两个以上其他模式的分组的能力。我们考虑一个网络的$N$饱和源，传输数据包到一个共同的目的地节点的合作，两个无限容量的中继节点。中继通过转发未能到达目的地的数据包来帮助源。此外，中继也有自己的数据包要传输到目的地。我们进一步假设中继采用状态相关的重传控制机制。特别地，中继节点基于另一中继的状态相应地适配其传输概率。这样的协议是朝向自我感知的网络，并导致在延迟方面的实质性性能增益。我们研究了完整MPR模型的稳定区域和吞吐量性能。此外，对于非对称两源两中继情形，我们借助于边值问题理论导出了定常联合长度分布的母函数。对于对称的情况下，我们得到了明确的表达式，在一个中继节点的平均延迟没有解决边值问题。大量的数值例子，并提供系统性能的见解。
2019-07-15 cs.IT cs.NI math.IT
Coordinated Transmissions to Direct and Relayed Users in Wireless Cellular Systems
在物理层的无线网络编码的思想承诺在具有中继和多路业务流的无线系统中的高吞吐量增益。该增益可以归因于两个原理：（1）多个通信流的联合传输和（2）使用\emph{a priori}信息来消除干扰。在本文中，我们使用这些原则来设计新的传输方案，在无线蜂窝系统中，功能用户直接由基站（直接用户）和用户通过中继（中继用户）。我们提出了四种不同的方案，\emph{coordinated transmission}的上行链路和下行链路业务，其中一个直接和一个中继用户服务。这些计划，然后在多用户的情况下，我们提出了几个计划调度对协调传输的用户作为积木。最佳方案涉及在总体速率方面的最佳用户对的穷举搜索。我们提出了几个次优的调度方案，执行接近最优方案。数值结果表明，系统级速率与非协调传输的系统相比有了很大的提高。
2010-11-29 cs.IT cs.NI math.IT
Wireless Network-Level Partial Relay Cooperation: A Stable Throughput Analysis
在这项工作中，我们研究部分中继合作的好处。我们考虑一个两节点的系统组成的一个源和一个中继节点传输信息到一个共同的目的地。源和中继具有外部业务，此外，中继配备有流控制器以调节来自源节点的传入业务。合作是在网络层面进行的。考虑了带擦除的碰撞信道。我们提供了一个精确的表征系统的稳定区域，我们也证明了部分合作的系统总是更好的或至少等于系统没有流量控制器。
2017-08-21 cs.IT cs.NI math.IT
Secure Communications in the Presence of a Buffer-Aided Wireless-Powered Relay With Self-Energy Recycling
我们考虑一个中继辅助的无线网络，其中能量收集缓冲器辅助中继节点由希望与其目的地通信的源节点的射频信号供电。我们提出了两个安全的合作协议的网络组成的源节点配备了一个数据缓冲区与它的目的地在存在一个缓冲区辅助中继节点和窃听者通信。我们提出的协议设计的基础上的信道状态信息和缓冲区的状态信息在源和中继节点。在我们的分析中，考虑到数据在源节点队列（缓冲区）和能量回收过程中的中继的突发性。此外，我们考虑到解码和信号处理电路的功耗限制。对于一个无限大小的电池在继电器的极限情况下，我们推导出一个充分条件的能量队列饱和。我们的数值结果表明，我们提出的协议的吞吐量增益。
2016-12-18 cs.IT cs.NI math.IT
Performance Evaluation of Advanced Relaying Protocols in Large Wireless Networks
本文在使用随机几何工具建模的大型无线网络背景下研究了一些最先进的协作全双工中继协议的性能。我们调查中断行为不同的合作计划，即解码和转发，噪声网络编码和混合噪声网络编码，考虑衰落，路径损耗和干扰，从其他来源和中继。由于网络拓扑结构和所考虑的协议的高度复杂性，不可能进行闭合形式的分析，因此我们的研究是通过广泛但仔细的数值模拟进行的，扫描了大量的相关参数。特别感兴趣的几种情况进行了调查。通过这种方式，就中继协助合作最为有益的网络制度以及通过中继协助合作可能实现的潜在收益得出了富有洞察力的结论。
2018-01-11 cs.IT cs.NI math.IT
Relay Selection in Wireless Powered Cooperative Networks with Energy Storage
本文研究了无线供电协作网络中的中继选择问题，其中空间随机中继配备有能量存储设备，电池.与传统技术相比，为了降低复杂性，中继节点可以从源信号中获取能量（在未充电电池的情况下）或尝试解码并转发它（在充电电池的情况下）。提出了几种中继选择方案，对应于不同的状态信息的要求和实现的复杂性。电池的充电/放电行为被建模为一个两状态马尔可夫链和解析表达式的稳态分布和中断概率性能推导出每个继电器选择方案。我们证明，能量存储显着影响系统的性能，并在高信噪比的零分集增益的结果;收敛地板取决于稳态分布的电池，并通过使用适当的近似推导出封闭的形式。所提出的中继选择方案被推广到具有多个接入点（AP）的大规模网络，其中中继协助最近的AP并遭受多用户干扰。
2015-09-18 cs.IT cs.NI math.IT
Opportunistic Relaying in Wireless Body Area Networks: Coexistence Performance
在本文中，一个合作的两跳通信方案，连同机会中继（OR），应用于移动无线体域网（WBAN）。在存在多个位置紧密的网络的场景中研究了其在干扰抑制方面的有效性。由于典型WBAN的性质，在不同WBAN之间不使用协调。采用合适的时分多址（TDMA）作为网内和网间接入方案。广泛的体上和离体信道增益测量被用来衡量性能，这些测量被叠加以模拟真实的WBAN工作环境。结果表明，机会中继能够在中断概率为10%时，将信号干扰噪声比（SINR）门限值平均提高5 dB，并且在较低的SINR门限值下，能够显著降低电平交叉率（LCR）。此外，当身体上信道衰落不太慢时，该方案更有效。
2012-12-18 cs.NI cs.PF
Ambient Backscatter-Assisted Wireless-Powered Relaying
物联网（IoT）的特点是在大量无处不在的部署和能量受限的电子设备之间进行低功率通信，例如，传感器和执行器。为了应对这一需求，无线供电的协作中继成为一种有前途的通信模式，以扩展数据传输覆盖范围并解决物联网设备的能源短缺问题。在本文中，我们提出了一种新的混合中继策略相结合的无线供电的通信和环境后向散射功能，以提高数据传输的适用性和性能。特别地，混合中继器可以从射频（RF）信号中收集能量并将该能量用于主动传输。可替代地，混合中继器可以选择执行入射RF信号的环境反向散射以用于无源传输。为了有效地利用周围的RF资源，我们设计了模式选择协议，以协调在有和没有瞬时信道增益的情况下的有源和无源中继。采用不同的模式选择协议，我们描述了一个双跳中继系统的成功概率和遍历容量的混合中继在现场的随机定位环境发射机。分析和数值计算结果表明了模式选择协议在混合中继适应网络环境方面的有效性，并揭示了系统参数对混合中继性能增益的影响。作为我们的分析框架，这是计算上容易处理的应用程序，我们制定优化问题的基础上导出的表达式，以优化系统参数与不同的目标。最优解在最大能量效率和目标成功概率之间进行权衡。
2021-02-02 cs.IT cs.NI math.IT
Two-hop Power-Relaying for Linear Wireless Sensor Networks
University of Technology Sydney（悉尼科技大学）；Ho Chi Minh City University of Technology（胡志明市理工大学）
本文提出在无线传感器网络中利用双跳中继增益调度控制来估计具有高斯概率分布的静态目标，通过线性传感器网络传输观测数据至融合中心，采用放大转发中继节点进行最终估计，通过迭代低计算复杂度方法优化传感器和中继的传输功率分配以最小化均方误差。
2016-02-11 cs.NI cs.SY eess.SY
Relay Selection, Scheduling and Power Control in Wireless Powered Cooperative Communication Networks
中继节点通过辅助信息节点和接入点之间的能量和信息传递，提高能量收集网络的吞吐量、时延和可靠性。以往对射频能量收集网络的研究仅限于单源单/多中继网络。针对多源多中继网络，以最小化无线功率和信息传输的总持续时间为目标，提出了一种新的联合中继选择、调度和功率控制问题.所提出的问题是一个非凸混合整数非线性规划问题，并被证明是NP-困难的。我们首先制定一个子问题的调度和功率控制给定的中继选择。提出了一种基于功率传输时间分配的双层优化算法。然后，对于最优中继选择，我们提出了最优指数时间分支定界（BB）的算法，其中节点被修剪与问题特定的下限和上限。我们还提供了两个基于BB启发式方法限制从BB节点生成的分支的数量，和一个基于中继准则的低复杂度启发式算法。所提出的算法的性能被证明优于传统的收获，然后合作的方法与高达$88\%$较低的调度长度为各种网络设置。
2020-02-03 cs.IT cs.NI math.IT
Wireless MIMO Switching with Zero-forcing Relaying and Network-coded Relaying
具有多个天线的无线中继被称为多输入多输出（MIMO）交换机，如果它使用“预编码和转发”将其输入链路映射到其输出链路。也就是说，MIMO开关使用用于在下行链路中传输的某个矩阵来预编码上行链路中的接收信号向量。本文研究了具有完整信道状态信息的$K$站点和MIMO交换机的场景。MIMO交换机处的预编码器是迫零矩阵或网络编码矩阵。利用迫零预编码器，每个目的站仅接收其具有增强的噪声但没有干扰的期望信号。利用网络编码的预编码器，每个站不仅接收其期望的信号和噪声，而且可能还接收自干扰，其可以被完美地消除。预编码器的设计优化接收信号的信噪比在目的地进行了研究。对于迫零中继，在两个用户的情况下，在封闭的形式解决了这个问题，而在更多的用户的情况下，提出了有效的算法，并示出接近可以实现广泛的随机搜索。对于网络编码中继，我们提出了有效的迭代算法，可以进一步提高吞吐量。
2012-06-17 cs.IT cs.NI math.IT
Opportunistic Cooperative Channel Access in Distributed Wireless Networks with Decode-and-Forward Relays
这封信研究了分布式机会信道接入的无线网络中的解码和转发中继。所有的信源都通过信道竞争来获得传输机会。如果源赢得竞争，则估计第一跳信道（从源到其中继站）中的信道状态信息，并且决定获胜源是放弃传输机会并让所有源开始新的竞争，还是向中继站进行传输。一旦中继获得业务，它可以具有第二跳信道（从中继到目的地）的探测序列。每次探测后，如果第二跳信道足够好，则中继发送到目的地，完成源的传输过程;否则，中继决定放弃并让所有源开始新的竞争，或者继续探测第二跳信道。在这封信中推导出两个跳的最佳决策策略。第一跳策略是纯阈值策略，即，当第一跳信道信噪比（SNR）大于阈值时，获胜源应该向中继发送，随后第二跳策略应该让中继继续探测第二跳信道，直到观察到足够好的第二跳信道。仿真结果表明，当第二跳信道具有较大的平均信噪比时，我们的方案是有益的。
2015-02-21 cs.IT cs.NI math.IT
Energy-Throughput Trade-offs in a Wireless Sensor Network with Mobile Relay
在本文中，我们分析了在无线传感器网络中的链路能量和吞吐量之间的权衡。我们感兴趣的应用程序是一个，其中一些低功耗的传感器需要无线通信的测量到一个通信汇，或目的地节点，通信到中央处理器。我们专注于一个特定的传感器源，并考虑的情况下，到目的地的距离是超过峰值功率的源。需要一个中继节点。可以调整传感器和中继器的传输能量，以使从传感器源到目的地的连接的给定吞吐量的总能量最小化。我们引入了一个有界随机游走模型的传感器和目的节点之间的中继移动，并使用马尔可夫稳态分析的总传输能量和吞吐量性能的特点。基于总能量和吞吐量之间的权衡，我们提出了一个新的分时协议，利用移动的中继，以减少总能量。我们证明了分时的有效性，最大限度地减少总能耗，同时实现吞吐量的要求。然后，我们表明，分时方案比流行的睡眠方式方案更节能。
2014-03-24 cs.IT cs.NI math.IT
Secure Communication Via a Wireless Energy Harvesting Untrusted Relay
无线媒体的广播性质允许非预期用户窃听机密信息传输。在这方面，我们调查的问题，源和目的地之间的安全通信，通过无线能量收集不可信的节点，作为一个帮手，中继信息，然而，源和目的地节点希望保持信息的机密性从中继节点。为了实现正保密率，我们使用目的地辅助干扰。作为一个能量匮乏的节点，不可信中继从接收到的射频信号中获取能量，这些射频信号包括源的信息信号和目的地的干扰信号。因此，我们通过利用干扰信号作为有用的能量源来有效地利用干扰信号。在中继器处，为了实现能量收集和信息处理，我们采用功率分割（PS）和时间切换（TS）策略。为了评估该方案的保密性能，我们推导出两个重要指标的解析表达式，即，秘密中断概率和遍历秘密率。数值分析揭示了不同的系统参数，如功率分配比，能量收集时间，目标保密率，发送信噪比（SNR），中继位置，能量转换效率因子，对保密性能的影响的设计见解。具体地说，PS策略实现更好的最优保密中断概率和最优遍历保密率比TS策略在更高的目标保密率和发送SNR，分别。
2016-03-10 cs.IT cs.NI math.IT
Dynamic Packet Scheduler Optimization in Wireless Relay Networks
SCE, Carleton University（卡尔顿大学计算机科学与工程系）
针对无线中继网络，提出一种基于随机占优和耦合论证的最优动态分组调度策略，通过平衡所有系统队列长度最小化成本函数，并给出低开销实现算法。
2011-04-15 cs.NI cs.SY eess.SY
Enabling Relaying Over Heterogeneous Backhauls in the Uplink of Wireless Femtocell Networks
在本文中，我们开发了新的双层干扰管理策略，使宏小区用户（MUE），以提高他们的性能，开放接入的毫微微蜂窝基站的帮助下。为此，我们提出了一种速率分割技术，使用该技术的MUE优化其上行链路传输，将其信号分为两种类型：一个粗略的消息，旨在直接传输到宏小区基站和一个精细的消息，由相邻的毫微微小区解码，随后通过异构（无线/有线）回程中继。为了部署所提出的技术，我们制定了一个非合作的MUE之间的游戏，其中每个MUE可以决定其中继毫微微小区，同时最大限度地提高效用函数，捕获所实现的吞吐量和预期的回程延迟。仿真结果表明，所提出的方法产生高达125%的速率提高和高达2倍的延迟减少与有线回程和，150%的速率提高和高达10倍的延迟减少与无线回程，相对于经典的干扰管理方法，没有跨层的合作。
2016-04-29 cs.IT cs.NI math.IT
Secure and Reliable Transmission with Cooperative Relays in Two-Hop Wireless Networks
研究了在两跳中继无线网络中，在不需要窃听者信道和位置信息的情况下，信息的安全可靠传输问题。以往的工作主要研究无限网络及其渐近行为和缩放定律结果，而本文主要研究一个更实际的有限节点网络，并探讨了网络在保证所需的保密性和可靠性时所能容忍的窃听者数目的相应精确结果.为了在有限网络中实现安全可靠的信息传输，本文考虑了两种传输协议，一种是采用最优但复杂的中继选择过程，负载均衡能力较差;另一种是采用随机但简单的中继选择过程，负载均衡能力较好。理论分析进一步提供，以确定一个网络可以容忍的独立的和均匀分布的窃听者的确切和最大数量，以满足指定的要求，在最大保密中断概率和最大传输中断概率允许。
2012-11-29 cs.CR cs.IT cs.NI
Generalized Secure Transmission Protocol for Flexible Load-Balance Control with Cooperative Relays in Two-Hop Wireless Networks
本文研究了两跳中继无线网络中不需要窃听者信道和位置信息的灵活负载均衡安全传输协议。现有的物理层保密框架下的中继协作安全传输协议不能提供灵活的负载均衡控制，这严重限制了其应用范围。本文扩展了传统的工作，提出了一种考虑负载均衡控制的通用传输协议，该协议中的中继从位于以$r$为半径、中心位于源和目的地中间的圆形区域（简称2 HR-（$r,k$））中的第一个$k$优选辅助中继中随机选择。该协议覆盖了作为特殊情况的可用工作，如在相等路径损耗的情况下具有最优中继选择（$r=\infty$，$k=1$）和具有随机中继选择（$r=\infty$，$k = n$，即系统节点的数量）的工作，在距离相关路径损耗的情况下具有从中继选择区域（$r \in (0, \infty), k = 1$）选择的中继的工作。理论分析进一步提供，以确定一个网络可以容忍的窃听者的最大数量，以确保在保密中断概率和传输中断概率方面的期望性能。分析结果还表明，在满足安全可靠要求的前提下，通过适当设置$r$和$k$，该协议能够均衡中继节点间的负载分配。
2013-01-09 cs.CR cs.IT cs.NI
Exploring Relay Cooperation for Secure and Reliable Transmission in Two-Hop Wireless Networks
研究了在两跳中继无线网络中，在不知道窃听者信道和位置信息的情况下，通过中继协作实现信息安全可靠传输的问题。以往的工作主要是研究无限网络及其渐近行为和缩放定律的结果，而本文主要研究一个更实际的网络有限个系统节点，并探讨了相应的精确结果窃听者的数目网络可以容忍，以确保所需的保密性和可靠性.我们首先研究的情况下，路径损耗是平等的所有对节点之间，并考虑两个传输协议，一个采用了最佳的，但复杂的中继选择过程，负载平衡能力较低，而其他采用随机的，但简单的中继选择过程，具有良好的负载平衡能力。然后提供理论分析，以确定一个网络可以容忍的窃听者的最大数量，以确保所需的性能方面的保密中断概率和传输中断概率。我们进一步扩展我们的研究，更一般的情况下，每对节点之间的路径损耗也取决于它们之间的距离，一个新的传输协议，更好的中继选择和良好的负载平衡，以及相应的理论分析。
2012-12-03 cs.CR cs.IT cs.NI
