Intercept Probability Analysis of Cooperative Wireless Networks with Best Relay Selection in the Presence of Eavesdropping Attack
由于无线介质的广播特性，无线通信极易受到窃听攻击。物理层安全是利用无线信道的物理特性来防止窃听者窃听的一种新的安全模式，近年来受到了广泛的关注。在本文中，我们考虑的物理层安全的协作无线网络中的多个解码和转发（DF）中继和研究的最佳中继选择存在窃听攻击。为了比较的目的，我们还研究了传统的直接传输没有中继和传统的最大最小中继选择。推导了直接传输和传统最大最小中继选择的截获概率表达式，并提出了瑞利衰落信道下的最佳中继选择方案。数值结果表明，所提出的最佳中继选择方案严格优于传统的直接传输和最大最小中继选择方案的拦截概率。此外，随着中继节点数目的增加，传统的最大最小中继节点选择方案和最佳中继节点选择方案的截获概率均显著降低，显示出利用多个中继节点对抗窃听攻击的优势.
2013-05-09 cs.IT math.IT
Double-Directional Information Azimuth Spectrum and Relay Network Tomography for a Decentralized Wireless Relay Network
提出了一种新的信道表示的两跳分散式无线中继网络（DWRN），其中的中继工作在一个完全分布式的方式。建模范式适用于一个双向多径传播信道的描述方法类似的方法，并考虑到有限的系统空间分辨率和扩展的中继监听/发送时间。具体而言，制定的双向信息方位角频谱（IAS），以提供一个紧凑的表示在DWRN的信息流。然后，从基于几何的统计建模的角度分析所提出的信道表示。最后，我们期待的中继网络断层扫描（RNT），它解决了逆问题，推断DWRN的内部结构，通过使用瞬时双向IAS记录在多个测量节点外部的中继区域。
2010-04-07 cs.IT math.IT
Energy-Aware Wireless Relay Selection in Load-Coupled OFDMA Cellular Networks
研究正交频分多址接入（OFDMA）网络中通过优化无线中继选择来实现传输能量最小化的问题。我们考虑到电池的负载对传输能量的影响。证明了能量感知的无线中继选择问题的NP-困难性。为了解决计算复杂性，部分最优性条件的推导，提供设计一个有效的和高效的算法方面的见解。数值结果表明，该算法具有较高的能量性能.
2017-06-21 cs.IT math.IT
On Wireless Energy and Information Transfer in Relay Networks
本文研究了具有无线信息和能量传输的中继网络的中断概率和吞吐量，其中中继从源发送的射频信号中获取能量。考虑到不同的功耗模型，我们推导出中断概率的自适应和非自适应功率分配在中继。在源的总能量消耗的约束下，我们提供了封闭形式的表达式的最佳分时和源能量和信息传输信号之间的功率分配，以及最佳的中继定位，使中断概率最小化。最后，我们将我们的分析扩展到多中继网络。我们发现，完美的信道状态信息（CSI），可在中继和$N$中继机会中继方案实现分集阶$\frac{N+1}{2}$。此外，我们分析了机会中继与部分CSI的源中继或中继目的地CSI提供在其相应的发送终端，并证明了中继选择的基础上的源中继CSI优于中继选择的基础上的中继目的地CSI，中断概率。分析和仿真结果表明，在不同的条件下，无线能量和信息传输系统的效率。
2016-07-24 cs.IT math.IT
Omnidirectional Relay in Wireless Networks
针对多源无线网络，提出了一种全向中继方案，每个节点可以同时在不同方向上中继不同的消息。这是通过解码转发中继策略来实现的，每个中继将待传输的多个消息合并，与网络编码的精神相同。特别是对于全源全播问题，每个节点都是一个独立的信号源，要发送给其他所有节点，该方案完全消除了整个网络中的干扰，任何节点发送的信号都可以被其他节点使用。对于具有某种对称性的网络，假设不执行波束成形，这种全向中继方案能够实现最大可实现速率。
2010-11-14 cs.IT math.IT
Time Efficiency of BATS Coding on Wireless Relay Network With Overhearing
本文研究具有稳定供电中继和侦听能力的无线中继网络中BATS码的时间效率优化，通过启发式方法最大化单位时间平均解码速率，并指出中继节点每批次重编码包数等于源节点每批次发送包数并非最优。
2024-09-30 cs.IT math.IT
Perturbation-based Distributed Beamforming for Wireless Relay Networks
本文研究了半双工放大转发中继无线网络中的分布式波束形成技术。现有的方案优化波束成形权值的基础上的假设，信道状态信息（CSI）是可用的中继。我们建议使用自适应波束形成的基础上确定性扰动和有限的反馈（1位）从目的地到中继，以避免CSI在中继。两个可扩展的扰动计划被认为是实际的实施方面得到解决。仿真结果表明，所提出的技术接近最佳性能，并在时变环境中具有令人满意的跟踪性能。
2008-09-30 cs.IT math.IT
A New Training Protocol for Channel State Estimation in Wireless Relay Networks
信道状态信息（CSI）的准确性是提高无线网络容量的关键。在本文中，我们介绍了一个训练协议的无线中继网络，使用信道估计和前馈方法。前馈方法是所提出的协议的显着特点。正如我们所示，每个中继前馈不完美的CSI的目的地的方式，提供了更高的网络容量和更快的传输的CSI比现有的协议。此外，我们通过比较网络与完美的有效CSI，不完美的有效CSI，和嘈杂的不完美的有效CSI在目的地的无线中继网络容量的有效CSI的准确性的重要性。
2011-01-15 cs.IT math.IT
Bi-Directional Multi-Antenna Relay Communications with Wireless Network Coding
在本文中，我们考虑一个双向或双向通信系统与中继配备多个天线。我们表明，当下行链路的信道状态信息是不知道在中继，在中继有额外的天线的好处只能通过使用解码和转发（DF），但不放大和转发（AF）。当我们将发射分集与无线网络编码一起使用时，增益变得显著。我们还演示了如何通过在中继器处执行天线选择来提高这样的系统的性能。我们的研究结果表明，如果下行链路信道状态信息是已知的中继，网络编码可能不会提供额外的增益比简单的天线选择方案。
2008-06-23 cs.IT math.IT
Wireless Powered Cooperative Jamming for Secrecy Multi-AF Relaying Networks
本文研究了一组无线能量收集（WEH）启用放大转发（AF）中继执行合作干扰（CJ）和中继的帮助下的保密传输。网络中的源节点在第一阶段中与采用功率分配（PS）接收器的每个中继器进行同时无线信息和功率传输（SWIPT）;每个中继器进一步划分其收获的功率以用于转发接收到的信号并在第二传输阶段中生成用于干扰窃听者的人工噪声（AN）。在集中的情况下，与全球信道状态信息（CSI），我们提供了封闭形式的表达式的最佳和/或次优AF中继波束成形向量，以最大限度地提高可实现的保密率的中继的个人功率约束，使用半定松弛（SDR），这被证明是紧的技术。一个完全分布式的算法，仅利用本地CSI在每个中继也提出了作为一个性能基准。仿真结果验证了所提出的多AF中继与CJ比其他次优设计的有效性。
2015-11-11 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
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
Trading Wireless Information and Power Transfer: Relay Selection to Minimize the Outage Probability
研究了具有能量收集约束的多中继网络的中断概率最小化问题。中继器是用于从源射频（RF）信号同时传输无线信息和功率的混合节点。存在与中继节点用于能量和信息传输的时间量相关联的折衷。大的信息传输间隔意味着从RF信号中收集能量的时间很短，因此中断事件的概率很高。我们提出了一个合作系统的中继选择方案与固定数量的RF供电的继电器。我们解决因果和非因果信道状态信息的情况下，在中继-目的地链路和评估的权衡与信息/功率传输的中断概率最小化的上下文中。
2014-12-09 cs.IT math.IT
Multi-Antenna Relay Aided Wireless Physical Layer Security
随着移动互联网的日益普及，提供安全的无线服务已经成为一个关键问题。物理层安全性（PHY-安全性）已经被认为是通过利用无线介质特性来增强无线安全性的有效手段，衰落、噪声和干扰。一个特别有趣的物理安全技术是协作中继，因为它有助于提供分布式分集和缩短接入距离。本文提供了各种多天线中继技术的教程，以提高物理层的安全性。介绍了多天线中继辅助物理层安全的最新研究成果以及一些保密性能优化方案。特别是，我们专注于大规模MIMO（LS-MIMO）中继技术，这是有效的，以解决各种具有挑战性的问题，实现无线物理安全，如短距离拦截没有窃听信道状态信息（CSI）和不完善的合法CSI。此外，未来的方向确定进一步提高保密性能。
2015-04-12 cs.IT math.IT
Relaying Strategies for Wireless-Powered MIMO Relay Networks
本文研究了放大转发多输入多输出中继网络中的中继方案，其中能量受限的中继从源信息流中收获无线功率，并且可以进一步通过在目的地以无线功率传输的形式的能量流（EF）来辅助。然而，中继矩阵和源预编码器的能量流辅助（EFA）和非EFA（NEFA）计划的联合优化是棘手的。将原速率最大化问题转化为等价的加权均方误差最小化问题并迭代优化，其中非凸信源预编码子问题的全局最优解通过半定松弛和降秩实现.迭代算法最终收敛。然后，基于信道对角化，提出了简化的EFA和NEFA方案，使矩阵优化问题简化为功率优化问题。可以实现封闭形式的解决方案。仿真结果表明，EFA方案的性能优于NEFA方案。此外，在中继器处部署更多天线增加了中继器处的信号空间的维度。利用额外的维度，信息检测块中的EF泄漏可以几乎与信息信号分离，使得EF泄漏可以以小的系数被放大。
2016-05-11 cs.IT math.IT
Accumulate then Forward: An Opportunistic Relaying Protocol for Wireless-Powered Cooperative Communications
研究了一个由信源、信宿和多天线解码转发中继组成的无线供电协作通信网络。我们认为继电器是一个无线供电的节点，没有外部电源，但它配备了一个能量收集（EH）单元和一个可充电电池，这样它就可以从源广播的射频信号中收集和积累能量。通过充分结合EH功能的中继，我们开发了一个机会的中继协议，称为积累，然后转发（ATF），考虑WPCCN。然后，我们采用离散马尔可夫链模型的动态充电和放电行为的继电器电池。在此基础上，我们推导出一个封闭形式的表达式所提出的ATF协议的确切中断概率。数值结果表明，ATF方案可以优于直接传输的一个，特别是当中继的信息转发所消耗的能量量进行了优化。
2016-06-16 cs.IT math.IT
Error Rate Analysis of GF(q) Network Coded Detect-and-Forward Wireless Relay Networks Using Equivalent Relay Channel Models
本文利用等效中继信道模型分析 GF(q) 网络编码检测转发协作中继网络的误码率，推导近似误码率与分集阶数，并设计接近最优 ML 性能的低复杂度接收机。
2013-02-05 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
Optimum Wirelessly Powered Relaying
本文最大限度地提高可实现的吞吐量的中继辅助无线供电的通信系统中，能量受限的源，帮助下的能量受限的中继和供电的专用功率信标（PB），与目的地进行通信。考虑到时间分裂方法，源和中继首先从配备有多个天线的PB收集能量，然后将信息发送到目的地。简单的封闭形式的表达式导出的最佳PB能量波束形成矢量和时间分裂的能量收集和信息传输。数值结果和仿真结果表明，与一些直观的基准波束形成方案相比，该方案具有更好的性能。此外，它被发现，放置在中间的源-目的地路径的中继不再是最佳的。
2015-04-30 cs.IT math.IT
Distributed Relay Selection Protocols for Simultaneous Wireless Information and Power Transfer
从射频（RF）信号中获取能量是一种令人兴奋的解决方案，可以在能量受限的无线网络中补充能量。在本文中，放大和转发（AF）的无线中继网络被认为是，中继节点需要从源的RF信号的收获能量转发信息到目的地。为了提高信息传输的性能，我们提出了两个分布式中继选择协议，最大收获能量（MHE）协议和最大信噪比（MSNR）协议。然后，我们推导了系统的中断概率与我们提出的中继选择协议，并证明了所提出的选择协议确实可以提高系统的性能和MSNR协议优于MHE协议。仿真结果验证了分析和定理。此外，还通过仿真研究了关键系统参数的影响。
2014-08-11 cs.IT math.IT
Wireless Information Surveillance via Proactive Eavesdropping with Spoofing Relay
无线信息监控是国家安全的一个组成部分，合法机构通过无线信息监控对可疑的无线通信进行密切监测。为了提高信息监视能力，我们在本文中提出了一种新的主动窃听方法，通过欺骗中继，合法的监视器以全双工方式工作，同时窃听和欺骗中继，以改变源的传输速率，有利于窃听性能。为此，提出了一种功率分配接收机，其中在合法监视器的每个天线处接收的信号被分成两部分，分别用于信息窃听和欺骗中继。我们制定了一个优化问题，以最大限度地提高可实现的窃听率，通过联合优化功率分配比和中继波束成形矩阵在多天线监视器。根据可疑和窃听信道条件，最优解对应于三种可能的欺骗中继策略，即\emph{constructive relaying}、\emph{jamming}和\emph{simultaneous jamming and destructive relaying}。数值结果表明，所提出的技术显着提高窃听率的合法监视器相比，现有的被动窃听和基于干扰的窃听方案。
2016-06-13 cs.IT math.IT
Wireless Powered Cooperative Relaying Systems with Non-orthogonal Multiple Access
非正交多址接入（NOMA）和协作中继系统是满足未来无线网络高频谱利用率和大覆盖范围要求的两种很有前途的技术。另一方面，在诸如传感器网络和/或物联网（IoT）的具有有限能量的应用中，能量效率也具有高优先级。为此，在本文中，我们提出了无线供电合作中继系统与NOMA，从而提高频谱和能源效率。我们考虑三种不同的能量收集（EH）协议（即，功率共享（PS）、分时（TS）和理想），并且对于所有三种EH协议，我们推导出所考虑的系统模型的可实现速率。我们用计算机模拟验证了分析，并与基准测试相比，给出了无线供电系统的有效性。
2020-09-29 cs.IT math.IT
Unified Receiver Design in Wireless Relay Networks Using Mixed-Integer Programming Techniques
无线接收机的设计对整个系统的性能至关重要。在这项工作中，我们应用混合整数规划的技术，制定一个统一的中继网络中的接收机，只有部分信道信息。为了节省计算量，我们也将所有的约束放宽到实数域，但代价是误码性能。此外，接收机配方与自适应数量的约束，提出了使用切割平面技术。最后但并非最不重要的是，对不同配方的触发器数量进行了研究。
2018-08-29 cs.IT math.IT
Distortion Minimization for Relay Assisted Wireless Multicast
本文研究了无线多播的场景，其中单个发送器和一个中继器以解码转发（DF）的方式向接收器提供可扩展的源符号。以端到端均方误差失真（EED）为性能指标，首先推导了任意接收机的$L$分辨率可分级信源符号的EED表达式。最小化加权EED的优化问题，然后制定为所有分辨率层在发射机和中继的功率分配。由于非线性的配方，我们解决了制定的优化问题，使用广义规划算法获得良好的次优解。进行案例研究，以验证所提出的配方和解决方案的方法。仿真结果表明了所提出的策略在中继辅助无线网络中可扩展源组播的优势。
2017-09-03 cs.IT math.IT
Full-Duplex Wireless-Powered Relay with Self-Energy Recycling
这封信研究了无线供电的放大转发中继系统，其中能量受限的中继节点使用从源收集的能量来帮助从源到目的地的信息传输。我们提出了一种新型的两阶段协议，用于高效的能量传输和信息中继，其中中继器以全双工模式运行，同时进行能量收集和信息传输。与现有的协议相比，所提出的设计具有两个主要优点：i）它确保不间断的信息传输，因为在中继处不需要时间切换或功率分割来进行能量收集; ii）它实现所谓的自能量回收，即，除了由源发送的专用能量之外，中继器用于信息传输的部分能量（环路能量）可以被收集和再利用。在多输入单输出（MISO）信道设置下，推导了中继站的最优功率分配和波束成形设计。数值结果表明，我们提出的设计实现了显着的吞吐量增益超过现有的时间交换为基础的中继协议。
2014-11-12 cs.IT math.IT
Joint Wireless Information and Power Transfer in a Three-Node Autonomous MIMO Relay Network
本文研究了一种三节点放大转发（AF）多输入多输出（MIMO）中继网络，其中自主中继从源信息流中获取功率，并进一步得到目的地无线功率传输（WPT）形式的能量流的帮助。提出了一种能量流辅助的两相继电保护方案，其中源和中继联合优化制定最大化的速率。通过对角化信道，问题被简化为一个功率优化问题，其中中继信道配对问题通过排序操作来解决。所提出的算法，迭代优化继电器和源功率，收敛。对于单独的中继和源优化，可以获得封闭形式的解决方案。此外，还研究了无能量流两相继电保护。仿真结果表明，如果能量流的发射功率足够大，则能量流辅助方案有利于速率的提高。否则，没有能量流的方案将是优选的。
2015-02-24 cs.IT math.IT
Joint Wireless Information and Power Transfer for an Autonomous Multiple Antenna Relay System
针对三节点多天线中继系统，提出了一种两阶段放大转发（AF）中继协议，使自主中继能够同时从源信息信号和目的地传输的能量信号中获取无线功率.我们首先研究这种能量流辅助（EFA）中继在单输入单输出（SISO）继电器系统，并以最大化的速率。通过将优化问题转化为等价的凸形式，可以找到全局最优解，然后将该协议扩展到多天线中继系统。中继处理矩阵被优化以最大化速率。通过线性代数运算，利用特征值分解法可以有效地求解优化问题。观察到能量流的好处仅在多天线的情况下才有趣地表现出来，并且揭示了利用信号空间可以将接收到的信息信号和中继器处的能量泄漏几乎分开，从而可以以更大的系数放大期望的信号。
2015-05-01 cs.IT math.IT
Wireless Information and Power Transfer in Two-Way Amplify-and-Forward Relaying Channels
各种无线网络已经使周围的无线电频率信号遍布世界各地。无线信息和功率传输使设备能够从这些环境射频信号中回收能量，并同时处理信息。在本文中，我们开发了一个无线信息和功率传输协议的双向放大转发中继信道，其中两个源通过能量收集中继节点交换信息。中继节点从接收到的信号收集能量，并使用它来提供传输功率以转发接收到的信号。我们解析地推导出中断概率，遍历容量和有限信噪比分集复用权衡（DMT）的精确表达式。进一步，给出了系统中断概率和遍历容量的上下界的紧闭形式。此外，功率分配比的影响也进行了评估和分析。最后，我们表明，相比非合作中继方案，该协议是一个绿色的解决方案，提供更高的传输速率和更可靠的通信，而不消耗额外的资源。
2013-07-29 cs.IT math.IT
Joint Power Splitting and Secure Beamforming Design in the Wireless-powered Untrusted Relay Networks
在这项工作中，我们最大限度地提高保密率的无线供电的不可信中继网络，通过联合设计功率分配（PS）比和中继波束成形与建议的全局最优算法（GOA）和局部最优算法（LOA）。与文献不同的是，目的节点发送的人工噪声不仅降低了窃听者的信道条件，提高了保密率，而且成为了基于PS的不可信中继的新能源。因此，与文献相比，利用硝酸铵具有较高的经济效益和效率。仿真结果表明，LOA算法与GOA算法相比，具有较好的保密率性能，但计算时间较短。
2015-04-03 cs.IT math.IT
Cascaded Orthogonal Space-Time Block Codes for Wireless Multi-Hop Relay Networks
分布式空时分组编码是一种分集技术，用于减轻多跳无线网络中衰落的影响，其中源使用多个中继级与其目的地进行通信。本文提出了一种新的分布式空时分组码称为级联正交空时分组码（COSTBC）的情况下，源和目的地都配备了多个天线，每个中继级有一个或多个单天线中继。假设每个中继级具有从源到其自身的所有信道的接收信道状态信息（CSI），而假设目的地具有所有信道的接收CSI。为了构造COSTBC，多个正交空时分组码由源和每个中继级级联使用。在COSTBC中，每个中继级使用其CSI分离由前一个中继级发送的正交空时分组码的星座符号，然后将另一个正交空时分组码发送到下一个中继级。COSTBC被示出在平坦瑞利衰落信道的多跳无线网络中实现最大分集增益。还为具有两个和四个源天线和中继节点的两跳无线网络提供了COSTBC的几种显式构造。它还表明，COSTBC需要最小的解码复杂度由于连接到正交空时分组码。
2008-05-05 cs.IT math.IT
Optimal Relay Selection for Physical-Layer Security in Cooperative Wireless Networks
在本文中，我们探讨了物理层的安全合作无线网络与多中继放大转发（AF）和解码转发（DF）协议被认为是。我们提出了基于AF和DF的最优中继选择（即，AFbORS和DFbORS）方案来提高无线安全性以抵抗窃听攻击。为了比较的目的，我们研究了传统的AFbORS和DFbORS计划，分别表示为T-AFbORS和TDFBORS。我们还研究了所谓的多中继合并（MRC）框架，并提出了传统的AF和DF的MRC计划，称为T-AFbMRC和TDFBMRC，其中多个中继参与转发源信号到目的地，然后将其从多个中继接收到的信号相结合。我们推导出所提出的AFbORS和DFbORS的闭合形式的截距概率表达式（即，P-AFbORS和P-DFbORS）以及T-AFbORS、TDFbORS、T-AFbMRC和T-DFbMRC方案。我们进一步进行了渐近截取概率分析，以评估中继选择方案的分集阶性能，并表明无论考虑哪种中继协议（即，AF和DF），传统的和提出的最优中继选择方法都达到了分集阶数M，其中M表示中继的数量。此外，数值结果表明，对于AF和DF协议，所提出的最优中继选择方法的截获概率性能严格优于传统中继选择和多中继合并方法.
2013-05-03 cs.IT math.IT
Amplify-and-Forward in Wireless Relay Networks
一般类的无线中继网络与一个单一的源-目的地对。网络中的中间结点采用放大转发方案来中继它们的输入信号。在这种情况下，从源经由中继到目的地的整个输入-输出信道有效地表现为具有有色噪声的码间干扰信道。与以前的工作不同，我们制定的最大可达速率在这种设置的问题作为一个优化问题，没有假设的网络规模，拓扑结构，和接收的信噪比。以前的工作只考虑继电器使用所有功率放大接收信号的情况。我们证明，这可能并不总是最大化放大转发中继网络中的最大可实现速率。所提出的配方使我们不仅可以恢复已知的结果的放大和转发方案的性能为一些简单的中继网络，但也表征性能更复杂的放大和转发中继网络，不能在一个简单的方式使用现有的方法来解决。使用割集参数，我们得出简单的上限一般无线中继网络的容量。通过各种例子，我们表明，一个大类的放大转发中继网络可以实现这些上界的常数因子内的网络参数渐近速率。
2011-06-01 cs.IT math.IT
Wireless-powered relaying with finite block-length codes
研究了具有无线信息和能量传输的放大转发中继网络的中断概率和吞吐量。我们使用有限块长码的一些最新结果来分析短码字情况下的系统性能。具体来说，考虑时间切换中继和功率分配中继协议来进行能量和信息传输。我们推导出紧近似的中断概率/吞吐量。然后，我们分析了在渐近高信噪比的中断概率。最后，我们使用数值结果来确认我们的分析的准确性，并评估在不同的情况下的系统性能。我们的研究结果表明，在延迟约束的情况下，码字长度影响中断概率/吞吐量的联合能量和信息传输系统相当大。
2016-11-18 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
Effects of Relay Selection Strategies on the Spectral Efficiency of Wireless Systems with Half- and Full-duplex Nodes
这项工作提出了一个分析框架，研究如何中继选择策略执行在半双工和全双工部署相结合的更新理论和随机几何。具体而言，我们假设网络节点-在半或全双工模式下工作-根据二维齐次泊松点过程分散，通过使用半马尔可夫过程来计算中继选择成本。我们的结果显示：（$i$）固定继电器在任何一种情况下都优于无功选择，（$ii$）反应性中继策略和固定中继策略两者的性能取决于全双工场景中的自干扰衰减，表明它们何时优于半双工选项，以及（$iii$）反应式中继选择受到以跳为基础选择中继的影响，而固定中继选择最受益于全双工通信。
2017-01-29 cs.IT math.IT
Regenerative and Adaptive schemes Based on Network Coding for Wireless Relay Network
无线通信技术的发展给中继网络带来了新的机遇和挑战，为了提高系统的性能，在中继节点采用解调网络编码（Demodulate-NetworkCoding，DM-NC）方案，直接对接收信号进行解映射，然后将其转发到目的节点。仿真分析表明，该算法的性能优于模拟数控算法。此外，量化-解码-NC方案（QDF-NC）已被引入。仿真结果表明，QDF-NC的性能优于模拟NC。模拟了analogNC和QDF-NC之间的切换，以研究中继节点处的延迟和功耗降低。
2012-06-28 cs.IT math.IT
On the Capacity of Wireless Powered Cognitive Relay Network with Interference Alignment
本文研究了一种具有干扰对齐的两跳解码转发认知无线电系统。中继节点是能量受限的，并且从干扰信号中清除能量。在文献中，有两个主要的能量收集协议，即时间切换继电保护和功率分裂继电保护。我们首先演示了如何设计所考虑的主网络和辅助网络的波束成形矩阵。在此基础上，考虑时间切换和功率分配协议的不同部分，对信道状态信息完备和不完备情况下的系统容量进行了估计。
2017-12-13 cs.IT math.IT
Relaying Protocols for Wireless Energy Harvesting and Information Processing
一个新兴的解决方案，延长寿命的能量受限的中继节点在无线网络中是利用周围的射频（RF）信号，并同时收获能量和处理信息。在本文中，放大和转发（AF）中继网络被认为是一个能量受限的中继节点收获能量从接收到的RF信号，并使用收获的能量转发源信息到目的地。基于时间交换和功率分配接收机架构，提出了两种中继协议，即i）基于时间交换的中继（TSR）协议和ii）基于功率分配的中继（PSR）协议，以使得能够在中继处进行能量收集和信息处理。为了确定吞吐量，中断概率和遍历容量的解析表达式推导出延迟限制和延迟容忍传输模式，分别。数值分析提供了实际的洞察各种系统参数，如能量收集时间，功率分配比，源传输速率，源中继距离，噪声功率和能量收集效率，对无线能量收集和信息处理使用AF中继节点的性能的影响。特别地，TSR协议在相对低的信噪比和高传输速率下的吞吐量方面优于PSR协议。
2013-06-25 cs.IT math.IT
Relay Subset Selection in Wireless Networks Using Partial Decode-and-Forward Transmission
本文考虑了在两跳无线网络中选择一个节点子集作为中继来帮助源-目的地对之间的通信的问题。最优中继子集选择的目标是最大限度地提高整体吞吐量是一个困难的问题，取决于多个因素，包括节点的位置，队列长度和功耗。本文采用部分解码转发策略，提高了中继选择问题的易处理性和整个网络的性能。请注意，所选中继的数量最终决定了网络的性能。本文基准此性能通过确定净多样性实现使用选择的中继和部分解码转发策略。该框架随后被用来进一步转换成一个更简单的继电器放置问题的继电器选择，和两个基于邻近的近似算法的开发，以确定适当的一组继电器选择在网络中。其他选择策略，如随机中继选择和贪心算法，依赖于信道状态信息也被提出。本文的结论表明，建议的基于邻近的中继选择策略产生接近最优的预期率为少数选定的中继。
2008-05-22 cs.IT math.IT
Covert Communication in Wireless Relay Networks
隐蔽通信的目的是屏蔽无线传输的存在，以保证无线网络的安全性。在这项工作中，我们第一次研究的可能性和可实现的性能隐蔽通信的单向中继网络。具体地，中继器在转发源的消息的顶部机会主义地将其自己的信息秘密地发送到目的地，而源试图检测该秘密传输以发现追索权的非法使用（例如，功率、频谱）仅被分配用于转发源的信息的目的。文中给出了中继节点能够隐蔽传输而不被检测的必要条件，并根据虚警率和漏检率推导了信源的检测限。我们的分析表明，提高中继的转发能力（例如，增加其最大发射功率）也增加了其执行隐蔽通信的能力，这取决于对源的检测性能的某些特定要求，以实现更高的有效隐蔽率。
2017-04-17 cs.IT math.IT
Performance Analysis of Hybrid Relay Selection in Cooperative Wireless Systems
混合中继选择（HRS）方案，自适应地选择放大转发（AF）和解码转发（DF）协议，是非常有效的，以实现无线网络中的鲁棒性能。本文分析了HRS方案在一般协作无线网络中在源节点不使用和使用差错控制编码时的帧出错率。首先，我们开发了一种改进的信噪比（SNR）阈值为基础的FER近似模型。然后，我们推导出一个解析的平均FER表达式，以及在高信噪比的HRS方案的渐近表达式，并推广到其他中继方案。仿真结果与理论分析吻合良好，验证了推导的FER表达式的正确性。
2011-12-04 cs.IT math.IT
Fast Algorithm for Finding Unicast Capacity of Linear Deterministic Wireless Relay Networks
由Avestimehr、Diggavi和Tse '07提出的无线中继网络的确定性信道模型已经捕获了无线通信的广播和推理性质，并且已经广泛用于近似无线中继网络的容量。将最大流最小割定理推广到线性确定性无线中继网络中，并将线性确定性无线中继网络的单播容量刻画为描述源-目的割的所有二进制邻接矩阵的最小秩，这些邻接矩阵的个数随网络规模呈指数增长.在本文中，我们开发了一个快速算法，找到线性确定性无线中继网络的单播容量的最大数量的线性无关路径使用路径增强的思想。我们开发了一种改进的深度优先搜索算法，为线性确定性中继网络找到线性独立的路径，其总数被证明等于底层网络的单播容量。我们的算法的结果提出了一个容量实现的传输策略与一位长度的线性编码的中继节点在有关的线性确定性无线中继网络。文中给出了算法在一般情况下的正确性证明。此外，我们的算法具有由$O(|{\cal{V}}_x|\cdot C^4+d\cdot |{\cal{V}}_x|\cdot C^3)$界定的计算复杂性，这表明了对Amaudruz和Fragouli（其复杂度由$O(M\cdot |{\cal{E}}|\cdot C^5)$与$M\geq d$和$|{\cal{E}}|\geq|{\cal{V}}_x|$界定）以及Yazdi和Savari（其复杂度由$O(L^8\cdot M^{12}\cdot h_0^3+L\cdot M^6\c…
2009-09-30 cs.IT math.IT
Robust Transmissions in Wireless Powered Multi-Relay Networks with Chance Interference Constraints
在本文中，我们考虑一个无线供电的多中继网络中，一个多天线的混合接入点下的蜂窝系统传输信息到遥远的接收器。在网络中部署多个具有能量收集能力的中继来辅助信息传输。混合接入点可以无线地向中继器提供能量，从信号和能量合作中实现多用户增益。我们提出了一个联合优化的信号波束形成的混合接入点，以及无线能量收集和协作波束形成策略的中继。目标是最大化受到蜂窝用户设备处的概率干扰约束的网络吞吐量。我们制定的吞吐量最大化的时间切换和功率分配方案，这对无线功率和信息传输的操作参数之间施加非常不同的耦合。虽然优化问题本质上是非凸的，但它们具有相似的结构属性，可以利用这些属性进行有效的算法设计。特别是，通过利用吞吐量的单调性，我们通过定制的polyblock近似迭代地最大化它，降低了复杂性。数值结果表明，所提出的算法可以实现接近最优的性能，在能源效率和吞吐量。
2018-10-18 cs.IT math.IT
Noncoherent Low-Decoding-Complexity Space-Time Codes for Wireless Relay Networks
Kiran等人、Oggier等人和Jing等人针对使用由酉矩阵组成的码本的无线中继网络引入的差分编码/解码设置被扩展以允许由缩放的酉矩阵组成的码本。对于这样的码本中使用的Jing-Hassibi协议的合作分集，需要满足的条件，由中继矩阵和码本被确定。提出了一种速率为1、全分集、四组可编码和四组可解码的差分空时码（DSTC）作为分布式DSTC（DDSTC）。据我们所知，这是第一个已知的低解码复杂度DDSTC方案的合作无线网络。
2007-04-19 cs.IT math.IT
Outage Effective Capacity of Buffer-Aided Diamond Relay Systems Using HARQ with Incremental Redundancy
本文研究了在统计服务质量（QoS）约束下的缓冲区辅助菱形中继系统的传输问题。统计QoS约束作为延迟违反概率的限制。在发射机处不存在信道状态信息（CSI）的情况下，合并截断的混合自动重传请求-增量冗余（HARQ-IR）以更好地利用无线信道和每个通信链路的资源。在最大传输次数时不能成功接收的分组将从缓冲器中移除，即，发生中断。通信链路的\emph{outage effective capacity}被定义为\emph{goodput}离开过程可以支持的到源的最大恒定到达速率，即，接收器可以成功接收的离开。然后，在\emph{end-to-end}时延约束条件下，得到了基于HARQ-IR传输策略的缓存辅助菱形中继系统的中断有效容量.在DF协议与完美的CSI在发射机相比，它表明，HARQ-IR可以实现优越的性能时，在中继的SNR水平不是那么大，或当延迟约束是严格的。
2016-11-22 cs.IT math.IT
Outage Probability of Wireless Ad Hoc Networks with Cooperative Relaying
在本文中，我们分析了随机节点位置的无线ad hoc网络中的协作传输的性能。根据消息传输的竞争概率，每个源节点可以发送自己的消息信号或充当其他源节点的潜在中继。因此，每个目的地节点可以潜在地接收消息信号的两个副本，一个来自直接链路，另一个来自中继链路。考虑到节点位置的随机性和干扰，我们推导出了目的节点处不同合并方案下的中断概率的闭式表达式。特别是，中断性能的最佳组合，最大比组合，并选择合并策略进行了研究和量化。
2013-01-24 cs.IT math.IT
Capitalizing Backscatter-Aided Hybrid Relay Communications with Wireless Energy Harvesting
在这项工作中，我们采用多个能量收集中继，以协助从多天线混合接入点（HAP）的接收器的信息传输。所有的继电器都由HAP在功率分配（PS）协议中无线供电。我们引入了混合中继通信的新概念，它允许每个中继在两种无线电模式之间切换，即，根据其信道和能量条件，分为有源射频通信和无源反向散射通信。我们设想可以利用两种无线电模式中的互补传输来提高整体中继性能。因此，我们的目标是联合优化HAP的波束成形，各个中继的无线电模式，PS比，和中继的协作波束成形，以提高吞吐量性能的接收机。由此产生的配方成为一个组合和非凸的问题。因此，我们首先提出了一个凸近似的原始问题，这作为一个下限的中继性能。然后，我们设计了一个迭代算法，从其他操作参数分解的二进制继电器模式优化。在算法的内循环中，我们利用结构特性，在交替优化框架中使用固定中继模式来优化中继性能。在外环中，推导出不同的性能指标，以指导寻找一组被动中继，以进一步提高中继性能。仿真结果表明，与传统的全有源中继通信相比，混合中继通信可以实现20%的性能改善。
2020-01-28 cs.IT math.IT
Joint Power Splitting and Secure Beamforming Design in the Multiple Non-regenerative Wireless-powered Relay Networks
研究了多个非再生无线供电中继（WPR）网络中的物理层安全问题，其中空闲中继被视为潜在的窃听者。为了保证安全通信，基于目的地的人工噪声被发送以降低窃听者的接收，并且它也成为一种新的能量来源，为中继器提供能量以通过功率分裂（PS）技术转发信息。我们提出了一个有效的算法的基础上分块罚函数的方法来联合优化PS比和波束形成，以最大限度地提高保密率。尽管所考虑的问题的非凸性，所提出的算法是数值有效的，并被证明收敛到局部最优解。仿真结果表明，该算法优于基准方法。
2015-07-07 cs.IT math.IT
On Capacity of Active Relaying in Magnetic Induction based Wireless Underground Sensor Networks
无线地下传感器网络（WUSNs）提出了各种新的研究挑战。近年来，为了克服井下通信中非常恶劣的传播条件，提出了基于磁感应（MI）的传输。在这种方法中，感应线圈被用作传感器节点中的天线。与传统的基于电磁（EM）波的方法相比，该解决方案实现了更长的传输范围。此外，在文献中已经提出了一种无源中继技术，其中在节点之间部署了附加的谐振电路。然而，这种解决方案被证明在实际系统设计约束下仅提供有限的性能改善。在这项工作中，一个有源中继设备的潜力进行了调查，这可能会提高系统的性能相结合的传统无线中继和MI为基础的信号传输的好处。
2015-02-02 cs.IT math.IT
Full-Duplex MIMO Relaying Powered by Wireless Energy Transfer
我们考虑一个全双工解码和转发系统，其中无线供电中继采用时间交换协议从源接收功率，然后将信息传输到目的地。假设中继节点配备有两组天线以实现全双工通信。研究了三种不同的干扰抑制方案，即1）最佳2）迫零和3）最大比合并/最大比传输。我们开发了新的中断概率表达式来研究这些方案的延迟约束传输吞吐量。我们的分析表明，有趣的性能比较所考虑的预编码方案不同的系统和链路参数。
2015-05-01 cs.IT math.IT
Analysis of Uncoordinated Opportunistic Two-Hop Wireless Ad Hoc Systems
我们考虑一个时隙的两跳无线系统中，源发送到中继在偶数时隙（第一跳）和中继转发的数据包到目的地在奇数时隙（第二跳）。每个源可以在第一跳中连接到多个中继。在存在干扰并且没有中继器的紧密协调的情况下，不清楚哪个中继器应该发送分组。我们提出了四个分散的中继选择方法，一些基于位置信息和其他的接收信号强度（RSS）的基础上。我们提供了一个完整的分析表征这些方法使用随机几何工具。我们使用模拟结果来比较这些方法的端到端的成功概率。
2009-01-15 cs.IT math.IT
Wireless-Powered Cooperative Communications via a Hybrid Relay
在本文中，我们考虑一个无线供电的协作通信网络，它由一个混合接入点（AP），一个混合中继，和一个信息源。与传统的合作网络相比，所考虑的网络中的源被假定为没有嵌入式能源供应。因此，在上行链路（UL）中向AP发送信息之前，首先需要在下行链路（DL）中从具有恒定电源的AP和/或中继器广播的信号中获取能量。混合中继器不仅可以帮助在UL中转发信息，而且还可以在DL中利用无线能量传输对源充电。考虑到不同的可能操作的混合中继，我们提出了两个合作协议所考虑的网络。我们共同优化的时间和功率分配的DL能量传输和UL信息传输，以最大限度地提高系统吞吐量的建议协议。数值结果比较所提出的协议的性能，并说明系统参数的影响。
2014-08-20 cs.IT math.IT
Wireless Information and Power Transfer in Cooperative Networks with Spatially Random Relays
本文研究了无线信息和功率传输在中继节点随机分布的协作网络中的应用，该网络基于解码转发策略。对于单源-目的节点对的情况，研究了三种不同的可用中继策略，并应用随机几何方法分析了它们对中断概率和分集增益的影响.通过使用路径损耗指数为2并且中继-目的地距离远大于源-中继距离的假设，可以开发封闭形式的分析结果以证明使用能量收集中继可以实现与传统自供电中继相同的分集增益。对于具有多个源的场景，中继可以被视为一种类型的稀缺资源，其中源彼此竞争以从中继获得帮助。这种竞争被建模为一个联盟形成游戏，并基于不同的支付函数的分布式博弈论算法开发。仿真结果证实了开发的分析结果的准确性，并有利于更好的性能比较。
2014-03-24 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
