Buffer-Aided Relaying For The Two-Hop Full-Duplex Relay Channel With Self-Interference
在本文中，我们研究了两跳全双工（FD）中继信道的自干扰和衰落，这是由一个源，一个FD中继，和一个目的地，其中不存在直接的源-目的地链路和FD中继被削弱的自干扰。对于这个信道，我们提出了三个缓冲器辅助中继方案与自适应接收-发送在FD中继的情况下，当源和中继都执行自适应功率分配，固定功率分配，和固定速率传输，分别。所提出的缓冲器辅助中继方案通过使FD中继能够基于接收、发送和自干扰信道的质量在给定时隙中自适应地选择接收、发送或同时接收和发送，显著地提高了所考虑的中继信道的可实现速率和吞吐量。我们的数值计算结果表明，显着的性能增益，实现使用建议的缓冲区辅助中继计划相比，传统的FD中继，其中FD中继被迫总是同时接收和发送，和缓冲区辅助半双工中继，其中半双工中继不能同时接收和发送。
2017-04-11 cs.IT math.IT
Selective Cooperative Relaying over Time-Varying Channels
在选择性协作中继中，仅激活可用中继集中的单个中继，因此有效地利用了可用功率和带宽资源。然而，在时变信道中实现选择性协作中继可能会导致频繁的中继切换，从而降低整体性能。在本文中，我们研究了在时变衰落信道中的选择性协作中继应用中中继切换发生的速率。特别是，我们推导出封闭形式的表达式的继电器切换率（以Hz为单位）的机会主义中继（OR）和分布式开关和保持组合（DSSC）。此外，还提供了所考虑的两种方案的平均继电器激活时间的表达式，反映了所选择的继电器保持活动直到切换发生的平均时间。数值结果表明，DSSC产生相当低的中继切换率比OR，随着更大的平均中继激活时间，使其成为一个更好的候选人在快衰落环境中的中继选择的实施。
2009-05-12 cs.IT math.IT
ADDENDUM Details of the Derivation of the Probability of Coverage for the Relaying Scheme (Section IV in the paper: "A Poisson Line Process based Framework for Determining the Needed RSU Density and Relaying Hops in Vehicular Networks'')
本文提出了一个框架，研究多跳中继在车辆和路边单元（RSU）组成的车载网络，这种中继的网络覆盖和通信延迟的影响。我们使用一个随机几何模型，由泊松线过程（PLP）和一维泊松点过程（PPP）的组合，可靠地表征车辆网络布局和车辆和RSU的位置。利用该模型，我们分析了不同的网络参数对RSU提供的车辆的覆盖范围的影响。然后，我们调查如何发现车辆可以通过中继他们通过多跳，形成连接路径的RSU接收他们的预期数据包。我们还分析了由于多跳中继引入到数据包传输的延迟。也就是说，我们目前的结果，说明通过多跳中继和延迟诱导实现的覆盖增益。网络规划者和运营商可以使用这些结果来决定车辆网络的不同配置和操作参数，以适应特定的场景和目标。
2020-06-19 cs.IT math.IT
Superposition-Coded Concurrent Decode-and-Forward Relaying
提出了一种基于叠加编码的并发解码转发（DF）中继协议。考虑中继间信道足够强的特定场景。假设完美的源中继传输，所提出的方案进一步提高了以前提出的重复编码并发DF中继的分集性能，其中中继间干扰的优势没有被完全提取。
2008-04-29 cs.IT math.IT
Beamforming Design for Multiuser Two-Way Relaying: A Unified Approach via Max-Min SINR
在本文中，我们开发了一个统一的框架，在非再生多用户双向中继（TWR）的波束成形设计。
2013-06-29 cs.IT math.IT
Power Allocation for Conventional and Buffer-Aided Link Adaptive Relaying Systems with Energy Harvesting Nodes
能量收集节点在没有连续供电的协作通信系统中发挥着重要作用。在本文中，我们考虑传统的和缓冲区辅助链路自适应EH中继系统的优化，其中EH源通过EH解码转发中继与目的地通信。在传统的中继中，源和中继在连续的时隙中发送信号，而在缓冲器辅助的链路自适应中继中，源-中继和中继-目的地信道的状态确定是源还是中继被选择用于传输。我们的目标是最大限度地提高系统吞吐量在有限数量的传输时隙的中继协议。在传统中继的情况下，我们提出了一个离线和几个在线的联合源和中继发送功率分配方案。对于离线功率分配，我们制定了一个优化问题，可以最佳地解决。对于在线的情况下，我们提出了一个动态规划（DP）的方法来计算最佳的在线发射功率。为了减轻DP固有的复杂性，我们还提出了几个次优的在线功率分配方案。对于缓冲器辅助链路自适应中继，我们表明，联合离线优化的源和中继的发射功率，随着链路选择的结果在一个混合整数非线性规划，我们最佳地解决使用空间分支定界方法。我们还提出了一个有效的在线功率分配方案和一个朴素的在线功率分配方案的缓冲器辅助链路自适应中继。我们的研究结果表明，链路自适应中继提供了一个更高的计算复杂性的代价比传统的中继性能的改善。
2012-09-11 cs.IT math.IT
Instantaneous Relaying for the 3-Way Relay Channel with Circular Message Exchanges
研究了具有循环消息交换和瞬时中继的三用户离散无记忆多路中继信道。我们首先表明，该信道是有效的3用户干扰信道，接收机消息侧信息，每个固定（和瞬时）中继映射。然后，我们将Han-Kobayashi编码方案扩展到该信道。最后，我们将这些结果应用到高斯信道与放大转发中继和目前的数值结果显示所提出的方案相比，最先进的增益。
2015-11-23 cs.IT math.IT
Multi-Antenna Assisted Virtual Full-Duplex Relaying with Reliability-Aware Iterative Decoding
为了提高系统的频谱效率和可靠性，提出了一种多天线辅助的虚拟全双工（FD）中继，目的节点采用可靠性迭代译码。该方案使两个半双工中继节点（模拟FD中继）交替充当发送端和接收端，对解码后的数据信号进行中继而不考虑解码错误，同时利用QR分解消除中继间干扰。然后，通过部署可靠性感知的迭代检测/解码过程，目的节点可以有效地减轻帧间干扰和错误传播效应在同一时间。仿真结果表明，在不增加额外的时延和信令开销的情况下，该方案的误码率比传统的基于循环冗余校验的S-DF中继和基于门限的S-DF中继高8 dB.
2017-10-18 cs.IT math.IT
Cooperative Relaying for Large Random Multihop Networks
在本文中，我们提出了一个新的中继协议的大型多跳网络的概念相结合的合作分集和机会中继。协作中继协议基于两种分集机制，增量冗余合并和重复合并。我们假设大型多跳网络中的节点是由一个齐次泊松点过程建模，并在瑞利衰落和恒定功率传输每个节点。建议的中继协议的性能进行评估，通过多跳网络的进度率密度（PRD），并与传统的多跳中继没有合作。我们开发了一个解析近似的PRD解码单元的概念的基础上。对协议参数进行了优化，使网络的PRD最大化。我们发现，合作中继协议提供了显着的吞吐量改善传统的中继没有合作，在一个大型的多跳网络。它还表明，增量冗余组合提供了一个更高的增益PRD相对于重复组合。PRD的增益在所有的路径损耗指数值下都接近恒定值，并且在分集阶数上是单调的。
2015-08-10 cs.IT math.IT
Virtual Full-Duplex Buffer-Aided Relaying in the Presence of Inter-Relay Interference
在本文中，我们研究了虚拟全双工（FD）缓冲辅助中继，以恢复在多中继网络中，其中每个中继都配备了一个缓冲器和多个天线，通过联合机会中继选择（RS）和波束成形（BF）设计的半双工（HD）中继造成的复用增益的损失。虚拟FD缓冲器辅助中继的主要思想是源和一个中继同时将它们自己的信息分别发送到另一个中继和目的地。在这样的网络中，中继间干扰（IRI）是一个至关重要的问题，必须解决的FD中继中的自干扰。在以前的工作中，忽略了IRI，我们提出了联合RS和BF计划考虑到IRI使用多个天线在中继。为了最大化平均端到端速率，我们提出了一个加权和速率最大化策略，假设自适应速率传输采用在源中继和中继到目的链路。然后，我们提出了几个BF方案取消或抑制IRI，以最大限度地提高加权和率。数值结果表明，我们提出的最佳，迫零，最小均方误差BF为基础的RS计划渐近接近理想FD中继上限时，增加天线的数量和/或中继的数量。
2016-01-07 cs.IT math.IT
Throughput Maximization for Mobile Relaying Systems
本文研究了一种新的移动中继技术，其中高移动性的中继被用来辅助从源到目的地的通信。通过利用可预测的信道变化所引入的中继移动性，我们研究了吞吐量最大化的问题，在移动中继系统通过动态速率和功率分配的源和中继。一个优化问题，制定了一个有限的时间范围内，受到信息因果关系的约束，这导致在中继数据缓冲。结果发现，在不同的时隙的最优功率分配遵循“阶梯”注水（WF）结构，与非增加和非减少的水位在源和中继，分别。对于中继从源到目的地单向移动的特殊情况，最优功率分配降低到具有恒定水位的常规WF。数值结果表明，通过适当的轨迹设计，移动中继是能够实现巨大的吞吐量增益比传统的静态中继。
2016-01-24 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 of selective decode and forward relaying with secrecy constraints
研究了在保密约束条件下解码转发中继中机会中继选择的中断概率。我们推导出封闭形式的中断概率的表达式。基于分析结果，渐近性能进行了研究。仿真结果验证了性能分析的准确性。
2011-11-15 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
Uplink User-Assisted Relaying in Cellular Networks
我们使用随机几何分析的部分解码和转发（PDF）中继方案中应用的用户辅助中继设置，其中一个活跃的用户中继数据通过另一个空闲的用户在上行链路蜂窝通信的性能。我们提出了几何模型的网络部署用户辅助中继，并提出了两个几何合作政策的快，慢衰落信道。我们分析得出的合作概率为两个政策。该合作概率进一步用于分析推导由该用户辅助PDF中继的系统范围部署引起的小区间干扰功率的时刻。然后，我们使用伽马分布通过匹配解析导出的前两个矩来对小区间干扰功率统计进行建模。这种合作和干扰分析提供了定量评估蜂窝网络中的用户辅助中继的性能影响的理论基础。然后，我们数值评估的平均传输速率性能，并表明，用户辅助中继可以显着提高每用户的传输速率，尽管增加小区间干扰。这种传输速率增益对于小区边缘附近的活动用户是显著的，并且随着更高的空闲用户密度而进一步增加，从而支持用户辅助中继作为拥挤人口区域的可行解决方案。
2015-07-04 cs.IT math.IT
Ergodic Capacity of Triple-Hop All-Optical Amplify-and-Forward Relaying over Free-Space Optical Channels
在本文中，我们提出了一个全面的研究三跳全光中继自由空间光（FSO）系统中存在的所有主要噪声源，包括背景，热和放大自发辐射（ASE）噪声，并考虑光自由度（DoF）的影响。使用完整的CSI中继，我们推导出在目的地的噪声方差的精确表达式。然后，为了简化全CSI中继的解析表达式，我们还提出并研究了不同的近似在目的地的噪声方差的有效性。最后，我们评估了所考虑的三跳全光中继FSO系统的性能方面的遍历容量。
2018-10-04 cs.IT math.IT
Maximum Eigenmode Relaying with statistical Channel State Information at the Relay
研究了中继中的最优预编码，以最大化多天线中继信道的遍历容量。源和中继节点配备有多个天线，目的地配备有单个天线。假设中继站的接收和发送信道的信道协方差矩阵对于中继站是可用的，并且研究了中继站处的最优预编码。它示出了从中继的最佳传输应进行的方向上的传输信道协方差矩阵的特征向量。然后，我们推导出的必要条件和充分条件下，中继传输仅从最强的特征向量达到容量，这种方法被称为最大本征模式中继（MER）。
2012-11-16 cs.IT math.IT
Relay Assisted F/TDMA Ad Hoc Networks: Node Classification, Power Allocation and Relaying Strategies
本文考虑了中继辅助的F/TDMA ad hoc网络的设计与多个中继节点，其中每个节点协助传输的一个预定义的子集的源节点到各自的目的地。考虑总容量作为性能指标，我们解决了最优分配的问题，每个中继节点的总功率之间的传输，它是协助。我们考虑四种不同的中继传输策略，即再生解码转发（RDF）、非再生解码转发（NDF）、放大转发（AF）和压缩转发（CF）。我们首先获得的中继节点，采用统一的中继策略的最佳功率分配政策的所有节点。我们发现，最佳的RDF和NDF的情况下的功率分配修改注水解决方案。我们观察到，对于一个给定的中继传输功率，NDF总是优于RDF，而CF总是提供更高的总和容量比AF。当CF和NDF进行比较，它是观察到，CF或NDF可能优于其他在不同的情况下。这一观察表明，总容量可以进一步提高每个中继采用中继策略，帮助不同的源节点。我们接下来研究这个问题，并确定中继节点协助的每个源节点的最佳功率分配和中继策略。我们观察到，最佳功率分配的中继节点与混合中继策略提供了更高的总容量比纯RDF，NDF，AF或CF中继策略。
2007-01-02 cs.IT math.IT
Optimizing Relay Precoding for Wireless Coordinated Relaying
在无线系统中处理多个通信流已经引起了许多新颖的传输技术，特别是基于无线网络编码的双向中继。最近，出现了一组相关的技术，称为协调直接和中继（CDR）传输，其中的星座的业务流是更一般的比双向。无论实际的业务流如何，在CDR方案中，中继在管理干扰和提高整体系统性能方面具有核心作用。在本文中，我们研究了新的传输模式，放大转发的基础上，出现时，中继配备了多个天线，可以使用波束成形。
2014-03-17 cs.IT math.IT
Energy Harvesting Enabled MIMO Relaying through Time Switching
这封信认为同时无线信息和功率传输（SWIPT）的多输入多输出（MIMO）中继系统。继电器通过经由时间切换（TS）从源收集能量来供电，并且利用所收集的能量来转发信息信号。我们的目标是在源节点和中继节点的功率约束下最大化系统的速率。在第一种情况下，其中的源协方差矩阵是一个单位矩阵，我们提出了联合最佳的解决方案，中继和TS比的封闭形式。然后提出了一种迭代方案，用于联合优化源和中继矩阵和TS比。
2017-04-10 cs.IT math.IT
Joint Filter Design of Alternate MIMO AF Relaying Networks with Interference Alignment
本文研究了一个两跳中继网络，该网络由一个源，一个目的地和三个放大转发（AF）中继器组成，工作在半双工模式下。为了补偿在半双工模式中的容量预日志因子1/2的固有损失，我们考虑三个中继之间的交替传输协议，其中两个中继和其他中继交替地将消息从源转发到目的地。我们考虑一个多天线的环境中，所有的节点有$M$天线。对准由于交替传输而引起的中继间干扰被用于产生附加的自由度（DOF）并恢复前对数因子损失。仿真结果表明，与传统AF中继的$\frac{M}{2}$自由度相比，该中继方案可以实现$\frac{3M}{4}$自由度。此外，次优的线性滤波器设计的源和三个中继提出了最大限度地提高系统可实现的和速率为不同的衰落情况下，当目的地利用线性最小均方误差滤波器进行解码。我们从我们所选择的数值结果验证，建议的滤波器设计给出显着的改善，一个天真的过滤器或传统的中继计划。
2012-07-16 cs.IT math.IT
Relay Control for Full-Duplex Relaying with Wireless Information and Energy Transfer
本研究探讨双跳放大转发全双工中继系统的无线信息与能量传输。通过将能量效率（EE）最大化问题转化为传输功率的凹分式规划，分别设计了三种中继控制方案，实现能量收集和全双工信息中继.在Rician衰落模型下，给出了最大中继、信干噪比（SINR）中继和目标中继的中断概率和各态历经容量的解析表达式。证明了最大继电器的EE最大化问题对于时间开关因子是凹的，从而应用二分法得到最优值。通过结合瞬时信道信息，SINR中继与附带的时间切换因子实现了改进的EE在延迟限制和延迟容忍传输中的最大中继。在不需要第二跳的信道信息的情况下，目标中继确保了中断概率，遍历容量和EE的竞争性能。与直接源-目的地传输相比，数值结果表明，所提出的中继方案是有益的，在实现低速率延迟限制传输的可比EE。
2015-11-01 cs.IT math.IT
Power Minimization in Multi-pair Two-Way Relaying
这份文件在我们提交的期刊论文中提供了一些证明。
2014-09-03 cs.IT math.IT
Symbol-Level Selective Full-Duplex Relaying with Power and Location Optimization
本文提出了一种用于全双工中继网络的符号级选择性传输方法，以减轻错误传播效应，提高系统频谱效率。该想法是允许FD中继节点基于广义平方偏差方法预测每个帧的正确解码的符号，并且丢弃错误解码的符号，从而导致更少的错误被转发到目的地节点。利用在FD中继节点同时发送和接收的能力，我们提出的策略可以提高传输效率，而无需额外的信令开销。此外，针对推导出的中断概率表达式，将其与半双工中继情况进行了比较，并给出了传输功率和中继位置的优化策略，以进一步提高系统性能。结果表明，该方案在中断概率和误码率方面优于基于循环冗余校验的选择性解码转发（S-DF）中继和基于门限的S-DF中继等经典中继协议。此外，最优功率分配的性能优于等功率分配的性能，特别是当FD中继节点遇到较强的自干扰和/或距离目的节点较近时。
2018-06-02 cs.IT math.IT
Rate-Distortion Properties of Single-Layer Quantize-and-Forward for Two-Way Relaying
研究了双向中继的量化转发（QF）方案，重点分析了其率失真特性。和速率最大化问题制定和相关的量化器优化问题进行了研究。提出了一种近似求解该问题的算法。在某些情况下，标量量化器最大化总速率。
2014-02-03 cs.IT math.IT
Outage Probability of Overhearing Amplify-and-Forward Cooperative Relaying
研究了采用空时网络编码（STNC）的偷听放大转发（AF）协作中继的中断性能。首先，这种中继系统的传输协议，即，提出了一种基于STNC的具有偷听AF中继的协作中继（STNC-OHAF）。然后分析了STNC-OHAF的瞬时端到端信噪比表达式。在此基础上，STNC-OHAF在独立但不一定同分布（i.n.i.d）的瑞利衰落信道的中断概率的显式表达式的理论推导。数值结果验证了我们的理论分析，并表明通过引入中继间的偷听，系统的中断性能可以大大改善。它还表明，有一个折衷的系统总中断容量和发送的符号数。
2015-01-04 cs.IT math.IT
Link Quality Control Mechanism for Selective and Opportunistic AF Relaying in Cooperative ARQs: A MLSD Perspective
将中继技术引入自动重传请求（ARQ）机制，可以增强分集和吞吐量。允许多个中继之间的偷听也是增加ARQ中参与中继的数量的已知方法。然而，当机会放大转发（AF）中继应用于协作ARQ，系统设计变得不平凡，甚至涉及。基于中断分析，首先发现空间和时间分布对中继的接收信号质量敏感，然后提出一种链路质量控制机制来预先筛选候选中继，以利用选择性和机会性AF（SOAF）中继方法来探索协作ARQ的多样性.根据分析，时间和空间的差异，可以充分利用，如果设置适当的阈值为每一跳沿中继路由。SOAF中继方法进一步检查从数据包传递的观点。利用最大似然序列检测（MLSD）原理，建立了基于SOAF中继的ARQ方案在MLSD的分组出错率（PER）上达到潜在分集阶数的链路质量充分条件。这些条件取决于最小码字距离和平均信噪比（SNR）。此外，从启发式的角度来看，我们还开发了一个阈值搜索算法的建议SOAF中继和链路质量的方法，利用PER的多样性和SNR增益。提出的阈值机制的有效性，通过与网格码的模拟验证。
2016-02-02 cs.IT math.IT
QoS-Aware Transmission Policies for OFDM Bidirectional Decode-and-Forward Relaying
双向中继可以显著提高中继辅助双向通信中的频谱效率。然而，基于正交频分复用（OFDM）的双向解码转发（DF）中继系统的优点和灵活的结构却很少被利用。此外，大多数现有的工作没有考虑双向中继的服务质量（QoS）供应。在本文中，我们考虑基于OFDM的双向传输，其中一对用户交换信息，或没有一个DF中继的协助。每个用户可以通过三种传输模式进行通信：直接传输、单向中继和双向中继。我们共同优化的传输策略，包括功率分配，传输模式选择，和子载波分配最大化的加权和速率的两个用户与不同的服务质量（QoS）保证。我们制定的联合优化问题作为一个混合整数规划问题。通过使用对偶方法，我们有效地解决了问题的渐近最优的方式。此外，我们推导了并行信道中双向DF中继的容量域。仿真结果表明，与传统的资源分配方案相比，本文提出的资源分配方案能够显著提高系统性能。通过全面的模拟也提供了一些有趣的见解。
2013-01-25 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
Compressed Relaying for Two-Way Relay Networks with Correlated Sources
本文提出了一种基于Huffman和物理层网络编码（HPNC）的双向相关源中继网络（TWRN-CS）的压缩中继方案。在HPNC方案中，两个源首先同时向中继发送相关的原始源消息。中继器对接收到的符号执行物理层网络编码（PNC），使用霍夫曼编码来压缩PNC编码的符号，并将压缩的符号广播到两个源节点。然后，每个源通过使用其自己的消息作为边信息来解码另一个源的消息。分析了该方案的压缩比和误块率出错率。仿真结果表明，在TWRN-CS中，与传统的非压缩中继方案相比，HPNC方案能有效提高网络吞吐量，同时获得更好的误码率性能。
2014-10-26 cs.IT math.IT
Decentralized Two-Hop Opportunistic Relaying With Limited Channel State Information
考虑由$n$源-目的地对和$m$中继组成的网络。针对大系统极限（大$n$），研究了瑞利衰落信道下两跳中继协议的吞吐量缩放定律。它示出，在单用户编码-解码方案的实际约束下，和部分信道状态信息（CSI）在发射机（通过从接收机的整数值反馈），最大吞吐量尺度为$\log n$，即使完全中继合作是允许的。此外，一种新的分散的机会中继方案与接收机CSI，部分发射机CSI，没有中继合作，实现最佳吞吐量缩放定律的$\log n$。
2008-04-29 cs.IT math.IT
Effective Capacity of Buffer-Aided Full-Duplex Relay Systems with Selection Relaying
在这项工作中，三节点中继系统与选择中继统计延迟约束下，施加的最大端到端的延迟违规概率的限制，可达到的速率进行了研究。假设在源节点和中继节点处都存在无限大小的队列，并且源节点可以选择中继节点或目的地节点进行数据接收。在给定选择中继策略的情况下，推导了队列到达中继站的有效带宽。然后，最大恒定到达率可以被确定为最大有效容量，作为统计端到端时延约束、源和中继处的信噪比（SNR）、链路的衰落分布和中继策略的函数。随后，提出了一种中继策略，其中包括统计延迟约束。结果表明，建议的中继策略可以实现更好的性能比现有的协议。此外，它表明，缓冲中继模型仍然可以帮助提高中继系统的吞吐量存在统计延迟约束和源-目的链路。
2015-10-13 cs.IT math.IT
Nobody Expects a Differential Equation: Minimum Energy-Per-Bit for the Gaussian Relay Channel with Rank-1 Linear Relaying
本研究针对高斯中继信道的低功耗低复杂度编码需求，将优化问题与微分方程求解关联，推导得到采用秩1线性中继的最小每比特能量上界，其性能优于现有二维方案的已知界。
2024-01-27 cs.IT math.IT
Combining Relaying and Reflective Surfaces: Power Consumption and Energy Efficiency Analysis
混合中继网络（HRN）结合中继和智能反射表面（IRS）可以导致增强的速率性能相比，非混合中继方案，其中只有一个IRS或中继被利用。然而，同时利用中继器和IRS两者导致HRN与其对应物相比具有更高的功耗。在这项工作中，我们研究所需的发射功率电平和能源效率（EE）的HRNs利用半双工解码和转发（HD-DF）中继和IRS，并比较其性能与非混合中继方案。所需的信道估计开销的影响被认为是在IRS的反射波束形成设计（RBD）进行瞬时和统计信道状态信息模型下。此外，调查进行缓慢和快速变化的环境。在发射功率要求方面，我们的研究结果表明，HRN可以导致更高的功率节省，如果在IRS的反射元件的数量不是很大。然而，非混合中继方案被证明是更节能的，除非目标速率是高的，IRS是远离发射机和接收机，但在一个接近的中继。
2022-10-11 cs.IT math.IT
Amplify-and-Forward Relaying in Two-Hop Diffusion-Based Molecular Communication Networks
本文研究了一个三节点网络，在该网络中，一个中间的纳米收发器，作为中继，被放置在一个纳米发射器和一个纳米接收器之间，以提高基于扩散的分子通信的范围。受传统无线通信系统中中继协议的启发，我们研究了分子通信系统中具有固定和可变放大因子的放大转发（AF）中继。为此，我们推导出一个封闭形式的表达式的预期端到端的错误概率。此外，我们推导出中继节点处最佳放大因子的封闭形式表达式，以使网络预期错误概率的近似值最小化。我们的分析和仿真结果表明，AF中继的潜力，以提高纳米网络的整体性能。
2015-04-14 cs.IT math.IT
Full-Duplex Relaying with Half-Duplex Relays
我们认为“虚拟”全双工中继的半双工继电器。在该配置中，多跳中继网络中的每个中继级由至少两个中继形成，在发送和接收模式中交替使用，使得当一个中继将其信号发送到下一级时，另一个中继从前一级接收信号。利用这种流水线方案，源是活动的，并且在每个时隙中发送新的信息消息。我们考虑了不同编码方案的可实现速率，并将它们与割集上界进行比较，在某些条件下，割集上界是紧的。特别是，我们表明，基于格的计算和转发（CoF）和量化reMap和转发（QMF）产生有吸引力的性能，可以很容易地实现。特别地，如果适当地选择中继器处的量化均方失真，则在该上下文中的QMF不需要“长”消息和联合（非唯一）解码。此外，在多跳情况下，QMF与割集上界的间隙随着阶段的数量而线性增长，而不是像在“噪声水平”量化的情况下那样线性增长。此外，我们表明，CoF是特别有吸引力的情况下，多跳中继，当信道增益的波动不大于3dB，产生的速率，不依赖于中继阶段的数量。特别是，我们认为，这样的架构可能是有用的无线回程与中继之间的视线传播。
2013-11-25 cs.IT math.IT
Impact of Co-Channel Interference on Performance of Multi-Hop Relaying over Nakagami-$m$ Fading Channels
研究了同频干扰对多跳放大转发中继系统性能的影响。一般而言，沿着连续中继跳的期望信道和所有节点处的CCI经受具有不同形状因子的Nakagami- $m$衰落。研究表明，分集增益仅由期望信道的衰落形状因子决定，而与干扰和中继跳数无关。另一方面，尽管编码增益通常是各种系统参数的复函数，但如果期望信道经受瑞利衰落，则编码增益与目的地处的累积干扰（即，中继跳数和平均干扰噪声比的乘积）成反比，而与CCI的衰落分布无关。
2013-11-30 cs.IT math.IT
Performance Analysis of SWIPT Relaying Systems in the Presence of Impulsive Noise
我们开发了一个分析框架来表征脉冲噪声对中继辅助的同时无线信息和功率传输（SWIPT）系统的性能的影响。我们推导出新的封闭形式的成对错误概率（PEP）考虑两个变量的基础上的可用性的信道状态信息（CSI），即盲中继和CSI辅助中继的表达式。我们进一步考虑两种能量收集（EH）技术，即，瞬时EH（IEH）和平均EH（AEH）。利用衍生的分析结果，我们提出了一个详细的数值调查的多样性秩序的基础场景下的脉冲噪声假设。对于两个中继和一个直接链路的可用性的情况下，它表明，所考虑的SWIPT系统与盲AEH中继能够实现渐近分集阶数小于3，这是等于CSI辅助IEH中继实现的分集阶数。这一结果表明，通过采用盲AEH中继，由于消除了CSI估计的需要，可以降低网络的功耗。这可以在没有任何性能损失的情况下实现。我们的研究结果进一步表明，将继电器靠近源可以显着减轻脉冲噪声的不利影响。大量的蒙特卡罗模拟结果验证了所提出的分析框架的准确性。
2020-02-09 cs.IT math.IT
Power Allocation Strategies for Fixed-Gain Half-Duplex Amplify-and-Forward Relaying in Nakagami-m Fading
在本文中，我们研究了一个固定增益放大转发中继网络采用多个中继的功率分配策略。我们考虑两个中继网络的优化问题：1）最佳的功率分配，以最大化的端到端的信噪比（SNR）和2）最小化的总消耗功率，同时保持端到端的信噪比超过一个阈值。我们研究这两个问题的两个中继协议的所有参与中继和选择性中继和多种情况下的可用信道状态信息（CSI）在中继。我们表明，SNR最大化问题是凹的，功率最小化问题是凸的所有协议和CSI的情况下考虑。我们获得了封闭形式的表达式，这两个问题的情况下，为全CSI和CSI的所有中继目的地链路在中继和解决问题，通过凸规划时，全CSI或CSI的中继目的地链路在中继不可用。数值结果表明，在两个优化问题的继电器有充分的CSI的好处。然而，他们还表明，CSI开销可以通过在中继器处仅具有部分CSI来减少，而性能仅略有下降。
2012-12-16 cs.IT math.IT
Buffer-Aided Relaying with Adaptive Link Selection - Fixed and Mixed Rate Transmission
我们考虑一个简单的网络组成的源，一个半双工DF中继与缓冲区，和一个目的地。我们假设直接的源-目的地链路不可用，并且所有链路都经历衰落。我们提出了两个新的缓冲器辅助中继方案。在第一种方案中，无论是源还是中继都没有CSIT，因此，两个节点都被迫以固定速率进行传输。相比之下，在第二方案中，源不具有CSIT并且以固定速率发送，但是中继具有CSIT并且相应地调整其传输速率。在没有延迟约束的情况下，对于固定速率和混合速率传输，我们推导出吞吐量最优的缓冲区辅助中继协议，该协议根据源中继和中继目的链路的瞬时SNR选择源或中继进行传输。此外，对于延迟受限的情况下，我们开发的缓冲区辅助中继协议，实现预定义的平均延迟。传统的中继协议，选择发送节点根据一个预定义的时间表独立的链路瞬时信噪比相比，建议的缓冲区辅助协议与自适应链路选择实现大的性能增益。特别是，对于固定速率传输，我们表明，该协议实现了分集增益为2，只要平均延迟超过三个时隙可以提供。此外，对于具有$E{T}$时隙的平均延迟的混合速率传输，实现了$r=1-1/(2E{T})$的复用增益。因此，对于混合速率传输，对于足够大的平均延迟，具有和不具有自适应链路选择的缓冲器辅助的半双工中继与全双工中继相比不会遭受复用增益损失。
2013-02-18 cs.IT math.IT
Joint Network and LDPC Coding for Bi-directional Relaying
在本文中，我们考虑联合网络和LDPC编码实际实现的去噪和转发协议的双向中继。对于实数和复数多址接入信道，已经导出了用于计算网络编码码字的对数似然比的封闭形式表达式。它揭示了在继电器处观察到的等效信道是一个不对称信道，其中信道输入是两个源节点的XOR形式。
2011-05-12 cs.IT math.IT
A++ Random Access for Two-way Relaying in Wireless Networks
双向中继可以显著提高下一代无线网络的性能。然而，由于其依赖于多节点的合作和传输协调，应用这种技术在一个有效的和可扩展的方式无线网络提出了一个具有挑战性的问题。为了解决这个问题，而不依赖于复杂的调度或网络优化算法，我们提出了一个可扩展的随机接入方案，在物理层和介质访问控制层采取措施。具体来说，我们提出了一种双向中继技术，支持完全异步传输，是调制无关的。它还假设没有信道条件的先验知识。在这种新的物理层技术之上，设计了一种随机接入MAC协议，在无线网络中动态地形成双向中继协作。为了评估可扩展的随机接入方案，理论分析和仿真进行。性能测试结果表明，该方案实现了无线网络中可扩展双向中继的目标，并显著优于CSMA/CA协议。
2012-07-26 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
Multiplexing Gain of Amplify-Forward Relaying in Wireless Multi-Antenna Relay Networks
本文研究了一般的多天线多中继网络。网络的每两个节点要么通过瑞利衰落信道连接在一起，要么断开。我们研究了在高信噪比制度的网络的遍历容量。我们证明了传统的放大转发中继实现了网络的最大复用增益。此外，我们证明了网络的最大复用增益等于网络的底层图的最小顶点割集，这可以在多项式时间内计算的网络节点的数量。最后，该论点扩展到多播和多址接入的情况下。
2009-12-20 cs.IT math.IT
Ergodic Capacity Analysis of Wireless Powered AF Relaying Systems over $α$-$μ$ Fading Channels
在本文中，我们考虑了两跳放大转发（AF）中继系统，其中中继节点是能量受限的，并从源节点收获能量。在文献中，有三种主要的能量收集（EH）协议，即时间切换中继（TSR），功率分配（PS）中继（PSR）和理想中继接收机（IRR）。与现有的研究不同，本文考虑了$α$ - $μ$衰落信道。在这方面，我们推导出准确的统一解析表达式的遍历能力，上述协议在独立的，但不相同的分布（i.n.i.d）$α$ - $μ$衰落信道。研究了$α$ - $μ$模型的三种特殊情况，即瑞利衰落信道、Nakagami-mandWeibull衰落信道。我们的分析是通过数值和模拟结果进行验证。结果表明，找到最佳值的PS因子的PSR协议和EH时间分数的TSR协议是实现最佳网络性能的关键一步。
2017-12-13 cs.IT math.IT
Blocklength-Limited Performance of Relaying under Quasi-Static Rayleigh Channels
在本文中，块长度受限的中继系统的性能进行了研究，假设信道经历准静态瑞利衰落，而在同一时间只有平均信道状态信息（CSI）是可用的源。研究了中继系统的物理层性能（块长度受限的吞吐量）和链路层性能（有效容量）。我们提出了一个简单的系统操作，通过引入一个因素，我们加权的平均CSI的基础上，让源确定相应的编码速率。特别是，我们证明了块长度限制的吞吐量和有效容量是准凹的权重因子。通过数值研究，我们证明了我们的理论模型的适当性。此外，我们观察到中继比直接传输更有效。此外，在平均CSI场景下中继的这种性能优势比在完美CSI场景下更显著。最后，中继系统中的收敛速度（在块长度受限性能和香农容量机制中的性能之间）与平均CSI场景和完美CSI场景下的直接传输相比更快。
2016-02-09 cs.IT math.IT
Multi-Pair Two Way AF Full-Duplex Massive MIMO Relaying with ZFR/ZFT Processing
我们考虑双向放大和转发中继，其中多个全双工用户对通过共享的全双工大规模多输入多输出（MIMO）中继交换信息。我们推导出封闭形式的频谱效率与迫零处理的中继，通过使用最小均方误差信道估计。本文所考虑的系统模型的迫零下限，这是有效的任意数量的天线，尚未推导出在大规模MIMO中继文献。我们数值上证明了推导出的下界的准确性和使用迫零处理实现的性能改善。我们还数值演示了一个全双工系统实现的频谱增益超过一个半双工的各种天线制度。
2017-10-03 cs.IT math.IT
IRS Meets Relaying: Joint Resource Allocation and Passive Beamforming Optimization
智能反射面（IRS）是近年来兴起的一种通过无源信号反射来提高无线通信性能的新技术。在这封信中，我们解锁IRS控制器在中继信息的潜力，并提出了一种新的IRS辅助通信系统与IRS被动反射和主动中继。具体来说，我们共同优化解码和转发（DF）中继的IRS控制器和IRS被动波束形成的时间分配，以最大限度地提高所提出的系统的可实现的速率。我们还比较了所提出的系统的速率性能与传统的IRS没有中继，并揭示了一个优于其他的条件。仿真结果表明，该设计可以显著提高IRS辅助系统的覆盖/速率性能。
2021-06-23 cs.IT math.IT
Study of Opportunistic Relaying and Jamming Based on Secrecy-Rate Maximization for Buffer-Aided Relay Systems
在本文中，我们研究机会中继和干扰技术，并开发中继选择算法，最大限度地提高保密率的多用户缓冲区辅助中继网络。我们开发了一种方法，以最大限度地提高中继系统的保密率，不需要窃听者的信道状态信息（CSI）。我们还设计了中继和干扰功能选择（RJFS）算法来选择多个中继节点以及多个干扰节点，以协助传输。在所提出的RJFS算法中继间干扰消除（IC）考虑。该方法首先通过IC提高对合法用户的传输速率，然后通过中继间IC放大对窃听者的干扰信号，提高保密率。利用缓存辅助中继将干扰信号存储在中继节点，提出了一种缓存辅助RJFS（BF-RJFS）算法。贪婪RJFS和BF-RJFS算法的中继选择，降低了复杂度。仿真结果表明，所提出的RJFS和BF-RJFS算法可以实现更高的保密率性能比以前报道的技术，即使在没有CSI的窃听。
2020-11-18 cs.IT math.IT
Multi-Layer Transmission and Hybrid Relaying for Relay Channels with Multiple Out-of-Band Relays
在这项工作中，中继信道中的源编码器与目的地解码器通过连接到解码器通过容量受限的数字回程链路的带外中继的数量进行通信进行了研究。该模型是由云无线接入网络的上行链路激发的。在这种情况下，提出了一种新的传输和中继策略，其中使用多层传输，一方面，自适应地利用中继的不同解码能力，另一方面，使混合解码和转发（DF）和压缩和转发（CF）中继。混合中继策略允许每个中继转发部分解码消息和接收信号的压缩版本到解码器。提出了优化各层间功率分配和压缩测试信道间功率分配的问题。虽然非凸的，派生的问题被发现属于所谓的互补几何规划（CGP）类。利用这一观察，提出了一种基于同伦方法的迭代算法，通过求解一系列几何规划（GP），从而凸问题，实现了原问题的稳定点。数值结果表明，所提出的多层混合方案在实现性能接近理论（割集）上界的有效性。
2013-04-13 cs.IT math.IT
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
Differential Amplify-and-Forward Relaying Using Linear Combining in Time-Varying Channels
在无线中继网络中，可以采用差分编码和解码来规避信道估计。本文研究了时变信道中采用线性组合和任意固定组合权值的差动放大转发中继。精确的比特出错率（BER）的分析，获得了该系统使用DBPSK调制和随时间变化的瑞利衰落信道。几组组合权重和在各种衰落情况下的仿真结果验证了分析。
2015-12-04 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
Spectral Efficiency of the Cellular Two-Way Relaying with Large Antenna Arrays
本文研究了一种多用户蜂窝双向中继网络（cTWRN），其中多个用户通过中继站（RS）与基站（BS）交换信息。每个用户配备有单个天线，而BS和RS都配备有非常大的天线阵列。我们调查的cTWRN与放大和转发（AF）的物理层网络编码的性能，并推导出封闭形式的表达式的渐近频谱效率时，在BS和RS的天线数量增长大。结果表明，非再生中继协议的噪声传播可以得到很大的抑制，AF中继方案可以在一定条件下接近割集界。我们还调查了两个功率缩放情况下的AF中继方案的性能，并表明，BS和每个用户的发射功率可以成反比的中继天线的数量，同时保持给定的服务质量。数值结果验证了分析结果。
2014-09-03 cs.IT math.IT
