Full-Duplex Relaying with Improper Gaussian Signaling over Nakagami-m Fading Channels
本文研究了在Nakagami-m衰落信道下，非正常高斯信号（IGS）在具有不可忽略的残余自干扰（RSI）的全双工中继（FDR）中的应用。IGS最近被证明优于传统的适当的高斯信号（PGS）在几个干扰有限的设置。在这项工作中，IGS是作为一种尝试，以减轻RSI。我们使用两个性能指标，即中断概率和遍历率。首先，我们提供了上界和下界的中继发射功率和循环系数，衡量信号的不当的系统性能。然后，我们数值优化中继信号参数的基础上，仅信道统计，以提高系统的性能。根据分析，IGS允许FDR即使在高RSI下也能工作。结果表明，IGS可以利用更高的功率预算，以提高性能，同时它减轻了RSI的影响，通过调整信号的不适当。有趣的是，具有最大中继功率的圆形系数的一维优化提供了与联合优化相似的性能，这降低了优化复杂度。从吞吐量的角度来看，它表明，IGS-FDR可以优于不仅PGS-FDR，但也半双工中继与/无最大比组合在某些区域的目标源速率。
2017-09-26 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
On the Performance of DCSK MIMO Relay Cooperative Diversity in Nakagami-m and Generalized Gaussian Noise Scenarios
混沌通信以其优良的抗衰落、抗截获、抗干扰能力等优点，引起了无线通信界的广泛关注。差分混沌键控（DCSK）由于其低复杂度和低功耗以及许多吸引人的特性而特别令人感兴趣。然而，大多数DCSK研究文献中报道的加性高斯白噪声环境中的非合作场景。此外，出错率和其他性能度量的分析推导和评估通常以积分形式保留，并使用数值技术进行评估。为了规避这些问题，这项工作是专门提出了一个新的近似出错率分析的多址多输入多输出双跳中继DCSK协作分集（DCSK-CD）在Nakagami-m衰落信道（包括作为一个特殊情况下的瑞利衰落）。在此基础上，推导了无差错中继和解码转发中继的平均出错率的封闭表达式。测试结果验证了推导的解析表达式的准确性。
2016-07-31 cs.IT math.IT
NOMA-Based Cooperative Relaying with Receive Diversity in Nakagami-m Fading Channels
本文研究Nakagami-m衰落信道下多天线CRS-NOMA系统，推导遍历速率和中断概率闭式解，证明接收分集使其在低信噪比下优于OMA并实现满分集，同时给出最优功率分配方案。
2025-04-13 cs.IT math.IT
Performance Analysis of Protograph LDPC Codes for Nakagami-$m$ Fading Relay Channels
本文研究了Nakagami- $m$衰落中继信道下原模图（LDPC）码的误码性能。我们首先计算具有不同衰落深度的这种信道上的原模图码的解码阈值（即，不同值的$m$）。进一步，基于PEXIT分析，利用高斯近似，推导了无差错（EF）中继协议和解码转发（DF）中继协议的误码率（BER）表达式。最后将该门限与原模图码的理论误码率和仿真误码率进行了比较。结果表明，DF协议的性能与EF协议基本相同。此外，理论误码率表达式，这是合理的一致性与解码阈值和模拟误码率，能够评估系统性能和预测的解码阈值相比，修改后的PEXIT算法具有较低的复杂度。因此，本文的工作可以为无线通信系统的原型码设计提供参考。
2013-04-24 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
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
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
A Lightweight Machine Learning Assisted Power Optimization for Minimum Error in NOMA-CRS over Nakagami-$m$ channels
基于非正交多址接入的协作中继系统（NOMA-CRS）已经被提出来缓解传统CRS的频谱效率的衰减。然而，现有的NOMA-CRS的研究假设完美的连续干扰消除器在中继站和主要研究和速率，而错误性能没有考虑。本文分析了NOMA-CRS的误码性能，推导了Nakagami-m衰落信道下的误码率表达式。然后，由于机器学习（ML）在具有挑战性的优化问题中的高性能，提出了一种联合功率共享-功率分配（PS-PA）方案，以最小化NOMA-CRS的比特出错率（BER）。所提出的ML辅助优化具有非常低的在线实现复杂度。基于大量的仿真，理论BEP分析是有效的。此外，所提出的ML辅助PS-PA提供最小的BER（BER）和NOMA-CRS显着优于以前的PA策略。
2021-08-28 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
Performance Analysis of Decode-and-Forward Relaying in Gamma-Gamma Fading Channels
研究了基于自由空间光链路的解码转发协作通信。我们分析了DF协议的性能在FSO链路以下的伽玛-伽玛分布。推导了一个包含Gamma-Gamma和高斯混合随机变量的随机变量的累积分布函数和概率密度函数。利用推导出的CDF和PDF，得到了DF中继的平均误比特率出错率。
2012-05-02 cs.IT math.IT
Outage Analysis of Spectrum Sharing Energy Harvesting Cognitive Relays in Nakagami-$m$ Channels
能量收集（EH）认知中继是解决频谱利用效率低下问题的一个令人兴奋的解决方案，同时实现绿色通信和空间多样性。在频谱共享的情况下，我们调查的认知中继网络的性能，其中一个次要的源与其目的地通过Nakagami- $m$信道通过解码和转发EH中继通信，同时保持低于预定义的阈值的主用户的中断概率。具体来说，我们推导出一个封闭形式的表达二次中断概率，并表明它是一个功能的概率EH中继有足够的能量进行中继，这反过来又取决于能量收集和消费率的EH中继和主要中断概率阈值。我们还表明，放松主要中断约束可能并不总是有利于认知EH中继网络由于中继的发射功率的能量约束的限制。
2015-08-30 cs.IT cs.NI math.IT
Intelligent Reflecting Surface vs. Decode-and-Forward: How Large Surfaces Are Needed to Beat Relaying?
本文比较智能反射面与解码转发中继，发现需极高速率或大型超表面才能在发射功率和能量效率上超越中继。
2024-11-11 cs.IT math.IT
Performance Analysis of a Two-Hop Relaying LoRa System
传统的LoRa系统不能在衰落信道上维持长距离通信。为了解决这一难题，本文研究了一种两跳机会放大转发中继LoRa系统。基于最佳中继选择协议，分析和渐近比特出错率（BER），可实现的分集阶数，覆盖概率和吞吐量的建议系统在Nakagamim衰落信道推导。仿真和数值计算结果表明，与传统LoRa系统相比，该系统虽然降低了系统吞吐量，但能显著提高系统的误码率和覆盖概率。因此，该系统可以被认为是一个有前途的平台，低功耗，长距离和高可靠性的无线通信应用。
2021-08-02 cs.IT cs.SY eess.SP
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
Macro and Micro Diversity Behaviors of Practical Dynamic Decode and Forward Relaying schemes
在本文中，我们提出了一个实际的实现的动态解码和转发（DDF）协议的基础上无比率码和HARQ。我们定义了从多个间歇源到单个目的地的传输的宏分集阶数。考虑到不同信源使用的符号集有限，推导了可实现宏分集阶数的上界。我们分析了DDF协议的几种中继方案的分集行为，并提出了修补技术，以增加宏和微观分集阶数。仿真结果表明，开环传输情况下的覆盖增益和闭环传输情况下的频谱效率增益。
2011-06-27 cs.IT math.IT
Performance of a Multiple-Access DCSK-CC System over Nakagami-$m$ Fading Channels
本文提出了一种新的协作方案，以提高多址（MA）差分混沌键控（DCSK）系统的性能。在Nakagami- $m$衰落信道下，我们对采用解码转发（DF）协议的新系统进行了误码率（BER）性能和吞吐量分析。仿真结果表明，与现有的DCSK非协作（DCSK-NC）系统和多输入多输出DCSK（MIMO-DCSK）系统相比，该系统的误码率性能有了明显的改善，验证了理论分析的正确性。此外，我们表明，该系统的吞吐量近似等于DCSK-NC系统，这两者都有显着的改善MIMO-DCSK系统。因此，我们相信，所提出的系统可以是一个很好的框架混沌调制为基础的无线通信。
2013-04-30 cs.IT cs.PF math.IT
Hybrid RIS-Empowered Reflection and Decode-and-Forward Relaying for Coverage Extension
在这封信中，我们介绍了两种混合传输方案相结合的被动可重构智能表面（RIS）与解码和转发中继的协同方式。所提出的方案提供了一个灵活的，以及成本和功率效率的解决方案，在未来一代无线网络的覆盖范围扩展。我们提出了封闭形式的表达式的端到端的信号噪声比的两个计划和顺序优化算法的功率分配和RIS相位配置。我们的计算机模拟和理论分析表明，RIS和中继技术的可达速率和错误性能显着提高工作时，相互补充，而不是被视为竞争技术。
2020-12-22 cs.IT eess.SP 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
A Comparison of Soft and Hard Coded Relaying
“放大转发”和“解码转发”是自协作通信出现以来提出的两个主要中继功能。“\textit{Soft}解码转发”是最近引入的中继原理，其结合了经典的两种中继算法的优点。在这项工作中，我们彻底调查\textit{soft}中继算法时，卷积码或Turbo码。我们研究了两个合作的情况下，采用软中继的错误性能。提出了一种新的基于数据处理的互信息损失的方法来分析基于中继的软编码器。我们还介绍了一种新的方法来获得估计的比特出错率和等效信道SNR的中继技术考虑的文件。
2012-02-09 cs.IT math.IT
Performance Analysis of Multi-Antenna Relay Networks over Nakagami-m Fading Channel
在本章中，作者提出了独立同分布（i.i.d）Nakagami-m衰落信道下的多天线选择性合并解码转发（SC-DF）中继网络的性能。利用信噪比统计特性，推导了中断概率、矩生成函数、误符号概率和平均信道容量的解析表达式。在此之后，作者制定的中断概率问题，优化它与一个近似的问题，然后解决它的解析。最后，为了与解析公式进行比较，作者进行了一些Monte-Carlo模拟。
2014-07-29 cs.IT math.IT
A Half-Duplex Cooperative Scheme with Partial Decode-Forward Relaying
在本文中，我们提出了一种新的合作通信方案，包括两个用户在半双工模式与一个目的地通信在一个离散的无记忆信道。用户将消息编码成独立的块，并将每个块的传输分成具有可变持续时间的3个时隙。通过在这3个时隙上的部分解码转发中继来执行协作。在前两个时隙期间，每个用户交替地发送和解码，而在最后一个时隙期间，两个用户合作向目的地发送信息。该方案的可实现速率区域是通过在3个时隙上使用叠加编码和联合最大似然（ML）解码来获得的。本文详细讨论了高斯信道的一个例子，并给出了它的可达速率域。结果表明，所提出的半双工方案实现了显着更大的速率区域比经典的多址接入信道，并接近性能的全双工合作计划作为用户间的信道质量的增加。
2011-06-02 cs.IT math.IT
Link-State Based Decode-Forward Schemes for Two-way Relaying
在本文中，我们分析了一种复合解码和转发方案的双向中继信道与直接链路。在传输过程中，我们的计划结合了块马尔可夫编码和一个独立的编码方案类似于网络编码在中继。这项工作的主要贡献是研究链路状态如何影响这两种不同技术之间的功率分配，这反过来又决定了每种技术在实现最大传输速率区域的必要性。我们分析确定的链路状态制度和相关的中继技术。我们的研究结果说明了一个有趣的趋势：当用户到中继的链路比直接链路稍强时，最好只使用独立编码。在这种情况下，继电器不需要使用全功率。然而，对于较大的用户到中继链路增益，中继必须补充独立编码与块马尔可夫编码，以实现最大的速率区域。这些链路状态机制对于5G网络中双向中继的应用（例如D2D模式或中继辅助传输）非常重要。
2014-11-07 cs.IT math.IT
Rate Maximization of Decode-and-Forward Relaying Systems with RF Energy Harvesting
我们考虑一个三节点解码和转发（DF）半双工中继系统，其中源首先从中继收获RF能量，然后使用此能量通过中继向目的地传输信息。我们假设信息传输和无线功率传输阶段在相同频带中随时间交替，并且它们的{ \it时间分数}（TF）可以从一个传输时期（衰落状态）到下一个传输时期改变或固定。对于这个系统，我们最大化可达到的平均数据率。因此，我们提出了两种方案：（1）联合最优功率和TF分配，（2）固定TF的最优功率分配。由于在源处收获的功率小，这两种方案实现了类似的信息速率，但是与具有固定功率和固定TF分配的基准系统相比，产生了显著的性能增益。
2016-01-18 cs.IT math.IT
Performance of QAM Schemes with Dual-Hop DF Relaying Systems over Mixed $η$-$μ$ and $κ$-$μ$ Fading Channels
分析了正交幅度调制（QAM）方案在混合$η$ - $μ$和$κ$ - $μ$衰落信道下的双跳解码转发（DF）中继系统的性能。利用基于矩生成函数的方法，得到了一般阶矩形QAM和交叉QAM方案的平均误符号率（ASER）的封闭表达式。导出的表达式是劳里塞拉的$(F_D^{(n)}(\cdot), Φ_1^{(n)}(\cdot))$超几何函数的形式，可以使用积分或级数表示进行数值计算。所获得的ASER表达式包括在文献中作为特殊情况提出的其他混合衰落信道情况，例如混合Hoyt和Rice衰落、混合Nakagami- $m$和Rice衰落。我们进一步得到了渐近ASER的简单表达式，这对于确定在高SNR下控制系统性能的因素是有用的，即，多样性秩序。此外，我们分析了最优功率分配，这提供了一个实用的设计规则，以最佳地分配源和中继之间的总传输功率，以最小化ASER。大量的数值和计算机模拟结果证实了所提出的数学分析的准确性。
2015-09-09 cs.IT math.IT
In-Band Pilot Overhead in Ultra-Reliable Low Latency Decode and Forward Relaying
在URLLC中，由于严格的延迟和可靠性要求，短消息通信的性能高度依赖于训练序列长度。在本文中，我们研究了合作和非合作传输下的不完美信道估计和瑞利衰落URLLC的性能。除了用于比较目的的平均功率约束之外，我们还假设对导频符号的峰值功率约束。我们得到的最佳训练长度作为块长度和功率约束因子的函数，以满足URLLC的要求。此外，仿真结果显示了与点对点传输相比，导频开销对协作通信的可靠性、延迟和有效吞吐量的影响
2019-03-06 cs.IT math.IT
RF-based Energy Harvesting in Decode-and-Forward Relaying Systems: Ergodic and Outage Capacities
射频能量收集是延长无线网络寿命、使通信设备脱离电池和电源线、有利于节能和降低无线通信碳足迹的有效途径。本文提出了一种用于协作中继系统的干扰辅助能量收集方案，能量受限的中继站从接收到的信息信号和同信道干扰信号中收集能量，然后利用收集到的能量将正确解码的信号转发到目的站。分别采用时间切换方案（TS）和功率分割方案（PS），在时间切换方案（TS）中，接收机在解码信息和收集能量之间切换，在功率分割方案（PS）中，接收功率的一部分用于能量收集，剩余功率用于信息处理。将所提出的能量收集方法应用于具有三端模型的解码转发中继系统，推导了系统的遍历容量和中断容量的解析表达式，并确定了相应的可达吞吐量。比较结果表明，PS优于TS在高信噪比（SNR）的吞吐量，而在低信噪比，TS优于PS。此外，考虑在中继站处具有相等聚合干扰功率的不同干扰功率分布，相应的系统容量关系，即，获得容量的排序。
2018-02-11 cs.IT math.IT
Successive Decode-and-Forward Relaying with Reconfigurable Intelligent Surfaces
连续中继（SR）网络的主要优点是它们能够用半双工（HD）中继来模拟全双工（FD）操作。然而，这种方案带来的主要挑战是相关的中继间干扰（IRI）。在这项工作中，我们提出了一个可重构的智能表面（RIS）增强SR网络，其中一个RIS部署在两个中继节点附近，以提供IRI的空间抑制，并最大限度地提高所需信号的增益。由此产生的最大最小优化问题，联合相移设计的两个RISs首先通过半定规划（SDP）的方法来解决。在此基础上，提出了一种适合于实时实现的低复杂度粒子群优化算法。数值结果表明，即使是相对较小的RISs可以提供显着的增益在SR网络的可实现的速率，和建议的PSO计划可以实现接近最优的性能。
2021-09-11 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
Decode-Forward Transmission for the Two-Way Relay Channels
我们提出了复合解码转发（DF）计划的双向中继信道在全双工和半双工模式相结合的相干中继，独立中继和部分中继策略。对于全双工模式，中继部分地解码每个块中的每个用户的信息，并且如在块马尔可夫编码中那样将该部分信息与源用户相干地转发到下一个块中的目的地用户。此外，中继站独立地广播下一个块中的两个用户的解码信息部分的装仓索引，如在独立网络编码中那样。每种技术对中继功率使用和速率区域具有不同的影响。我们进一步详细分析了独立的部分DF方案，并推导出封闭形式的链路制度时，该方案实现了严格的更大的速率区域比只是其组成技术，直接传输和独立DF中继之间的时间共享，当它减少到一个更简单的计划。对于半双工模式，我们提出了一个6相时分方案，采用了所有考虑中继技术，并同时使用联合解码在所有接收阶段。数值结果表明，现有的DF计划，通过执行链路自适应的复合计划的基础上确定的链接制度，获得显着的速率增益。
2015-04-28 cs.IT math.IT
Partial Decode-Forward Relaying for the Gaussian Two-Hop Relay Network
研究了具有一个源、$N$中继和$L$目的地的高斯两跳中继网络的多播容量。它示出的部分解码-前向编码方案的仔细修改，从而通过降级的消息部分的中继合作，实现了割集上限内$(1/2)\log N$位，而不管信道增益和功率约束。该方案改进了Chern和Ozgur的先前方案，该方案也是基于部分解码-转发，但与$L \ge 2$目的地的割集有无界间隙。当专用于中继之间的独立码时，所提出的方案在距离割集界限的$\log N$位内实现。该松弛的计算涉及评估总$L 2^N$可能切割中的跨$L(N+1)$切割的互信息，提供了一个非常简单的线性复杂度算法来近似高斯两跳中继网络的单源多播容量。
2015-08-03 cs.IT math.IT
Efficient Incremental Relaying
本文提出了一种新的中继方案，该方案利用目的地的有限反馈来提高协作分集系统的频谱效率。我们的计划利用的事实，中继只需要当直接传输遭受深衰落。我们计算的数据包出错率的建议有效的增量中继方案与放大和转发和解码和转发中继。数值结果也验证了他们的解析对应。
2013-01-27 cs.IT math.IT
System Outage Probability and Diversity Analysis of SWIPT Enabled Two-Way DF Relaying under Hardware Impairments
本文研究了基于双向解码转发（DF）中继网络的同时无线信息和功率传输（SWIPT）的系统中断性能，其中考虑了所有收发器中的潜在硬件损伤（HI）。在通过功率分配方案同时收获能量和解码消息之后，能量受限的中继节点将解码的信息转发到两个终端。每个终端通过选择组合来组合来自直接链路和中继链路的信号。推导了独立非同分布Nakagami-m衰落信道下的系统中断概率。它揭示了整体系统天花板（OSC）效应，即，如果目标速率超过由HI的水平确定的OSC阈值，则系统陷入中断。此外，我们推导出所考虑的网络的多样性增益。结果表明，当传输速率低于OSC阈值时，分集增益等于直接链路的形状参数与较小的终端到中继链路的形状参数之和，否则分集增益为零。这与放大转发（AF）策略不同，在AF策略下，中继链路对分集增益没有贡献。仿真结果验证了分析结果，并表明与AF策略相比，DF策略下基于SWIPT的双向中继链路对高干扰具有更强的鲁棒性，系统中断概率更低。
2021-10-17 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
Improving Two-Way Selective Decode-and-forward Wireless Relaying with Energy-Efficient One-bit Soft Forwarding
受电池供电的无线传感器网络（WSN）等应用的启发，我们提出了一种易于实现的节能双向中继方案。特别是，我们解决的挑战，提高标准的双向选择性解码和转发协议（TW-SDF）的误块率（BLER）方面的较小的额外的复杂性和能量消耗。通过遵循软中继的原理，我们的解决方案是双向一位软转发（TW-1bSF）协议，其中中继转发一位量化的后验信息度量的传输位，与适当设计的可靠性参数。在无线传感器网络相关的标准（如IEEE802.15.6和蓝牙），采用分组码，而不是卷积码和其他复杂的代码，由于其高效的解码器硬件实现。作为第二个主要贡献，我们推导出严格的上限的BLER性能的TW-SDF和TW-1bSF，当双向中继网络采用分组码和硬解码。错误概率分析证实了TW-1bSF的优越性。此外，我们推导出TW-1bSF在TW-SDF上的渐近性能增益，这进一步表明所提出的协议是一个很好的选择，特别是当使用长分组码时。
2015-01-07 cs.IT math.IT math.PR
On the Capacity of Decode-and-Forward Relaying over Rician Fading Channels
本文用幂级数的形式导出了两个具有两个自由度的非中心卡方随机变量的最小值的概率密度函数和累积分布函数。借助导出的PDF和CDF，我们得到了不同莱斯衰落信道下解码转发（DF）协作系统中以下自适应协议的精确遍历容量：（i）具有最优速率自适应的恒定功率协议;（ii）同时具有最优功率和速率自适应的协议;（iii）具有固定速率的信道反转协议。通过使用容量的解析表达式，可以观察到，最佳功率和速率自适应提供更好的容量比最佳速率自适应恒定功率从低到中等的信号-噪声比值在不同的莱斯衰落信道。尽管复杂度低，信道反转为基础的自适应传输所示遭受显着的容量损失相比，其他自适应传输为基础的技术在DF Rician信道。
2014-07-04 cs.IT math.IT
Link Regime and Power Savings of Decode-Forward Relaying in Fading Channels
在本文中，我们重新研究中继信道下的解码转发（DF）策略。与块马尔可夫编码始终是速率最优DF策略的既定信念相反，在某些信道条件下（链路机制），源和中继之间的独立信令实现相同的传输速率，而不需要相干信道相位信息。此外，这种独立的信令机制允许中继器节省功率。因此，我们设计了一个复合DF中继策略，实现了相同的速率块马尔可夫DF，但所需的中继功率较少。从链路自适应的角度来看，这一发现是有吸引力的，以适应中继编码和中继功率根据链路状态。我们研究这种链路自适应衰落下完美的信道状态信息（CSI）和实际的CSI，其中节点有完美的接收和长期发送CSI，并得出相应的中继节省功率在这两种情况下。我们还推导出中断概率的复合中继方案，适应信令的链路制度。通过仿真，我们暴露了一个新的权衡中继放置显示，中继保存最多的功率时，更接近的目的地，但实现最大的速率增益时，更接近的源。
2015-12-17 cs.IT math.IT
Square Deviation Based Symbol-Level Selection for Virtual Full-Duplex Relaying Networks
提出了一种虚拟全双工中继网络中符号级选择性传输的方法，旨在减轻错误传播效应，提高系统频谱效率。这个想法是允许两个半双工中继，模仿FD中继，交替作为发送器和接收器转发源的消息。在这种情况下，每个中继站基于广义平方偏差方法预测其接收到的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。然后，在目的地处提供修改的最大\textit{a posteriori}接收器以消除帧间干扰并识别来自中继的丢弃符号的位置。此外，分集复用权衡（DMT），我们提出的方案也进行了分析。研究发现，我们提出的方案优于传统的选择性解码和转发（S-DF）中继方案，如基于循环冗余校验的S-DF和基于阈值的S-DF，在DMT。此外，误码率性能也进行了模拟，以确认DMT的结果。
2017-11-02 cs.IT math.IT
Symbol Error Rate of Space-Time Network Coding in Nakagami-m Fading
本文分析了在独立但不一定同分布（i.n.i.d.）的分布式协作网络中空时网络编码（STNC）的符号出错率（SER）。Nakagami- $m$衰落信道。在这个网络中，多个源与一个单一的目的地进行通信的协助下，多个解码和转发（DF）中继。我们首先推导出新的精确的封闭形式的SER与$M$ -ary相移键控调制（$M$ -PSK）和$M$ -ary正交幅度调制（$M$ -QAM）的表达式。然后，我们推导出新的紧凑的表达式的渐近SER提供有价值的见解的网络行为在高信噪比（SNR）制度。重要的是，我们证明了STNC保证充分的多样性秩序，这是由Nakagami- $m$衰落参数的所有信道，但独立的源的数量。基于新的表达式，我们研究了中继的数量，中继位置，Nakagami- $m$衰落参数，功率分配，和非正交码的SER的影响。
2012-07-04 cs.IT math.IT
Performance Analysis of Ultra-Reliable Short Message Decode and Forward Relaying Protocols
机器类型通信（MTC）是一种快速发展的技术，它涵盖了广泛的自动化应用，并推动世界进入一个完全连接的社会。MTC的两个新用例是mMTC和URLLC，其中mMTC支持大量具有高可靠性和低速率连接性的设备，而URLLC是指在非常严格的延迟约束下过低的中断概率。在这里，我们研究了URLLC通过三个合作计划，即双跳DF，SC和MRC，并比较直接传输下瑞利衰落。我们比较了两个不同的功率约束下的延迟和能源效率的研究合作协议的性能。此外，我们说明的影响，编码率的成功传输的概率在超可靠区域除了功率分配的中断概率的影响。我们还提供了合作计划的性能分析，在能源效率和延迟的要求。
2018-08-24 cs.IT math.IT
Decode and Forward Relaying for SC-FDE Systems with a Multi-Antenna Relay
针对含多天线中继的 SC-FDE 协作系统，提出基于 MMSE 的带或不带判决反馈均衡方案，并利用强对偶性求解非凸最优功率分配。
2025-03-13 cs.IT eess.SP math.IT
Spatially-Coupled LDPC Codes for Decode-and-Forward Relaying of Two Correlated Sources over the BEC
我们提出了一种解码和转发传输方案的基础上空间耦合低密度奇偶校验（SC-LDPC）码的网络组成的两个（可能相关）的源，一个中继，和一个目的地。节点之间的链路被建模为二进制擦除信道。联合信源-信道编码与联合信道解码被用来利用相关性。中继执行网络编码。我们推导了相关信源的二进制擦除时分多址中继信道的可达速率的解析界。然后，我们设计双层SC-LDPC码，并分析其渐近性能的这种情况下。我们证明了分析所提出的编码方案达到了对称信道条件和不相关源的理论极限。使用密度演化，我们进一步证明，我们的计划也接近理论极限的非对称信道条件下，当源相关，我们观察到的阈值饱和效应，这是典型的空间耦合系统。最后，我们给出了大块长的仿真结果，验证了DE分析。
2014-02-14 cs.IT math.IT
Secure Routing in Multihop Wireless Ad-hoc Networks with Decode-and-Forward Relaying
在本文中，我们研究了在随机分布的窃听者存在的多跳无线ad-hoc网络中的安全路由问题。具体而言，窃听者的位置被建模为一个齐次泊松点过程（PPP）和源-目的地对是由中间中继使用解码和转发（DF）策略的协助。我们分析表征的物理层安全性能的任何选择的多跳路径使用端到端的安全连接概率（SCP）的合谋和非合谋窃听。为了便于找到一个有效的解决方案，安全路由，我们得到准确的近似SCP。基于SCP近似，我们研究了安全路由问题，它被定义为寻找具有最高SCP的多跳路径。采用改进的Bellman-Ford算法，以分布式方式寻找最优路径。仿真结果表明，所提出的安全路由方案达到了几乎相同的性能穷举搜索。
2015-12-26 cs.IT math.IT
The Impact of 5G Channel Models on the Performance of Intelligent Reflecting Surfaces and Decode-and-Forward Relaying
智能反射面（IRS）是一种具有可配置散射特性的离散单元阵列。它能够将到达的无线电波波束成形到预期的接收器，使其成为第五代（5G）通信的有吸引力的候选技术。最近的一项研究揭穿了IRS可以取代中继的概念，因为即使要接近简单的单天线解码转发（DF）中继的性能，也需要大量的IRS元件。本文将4G信道模型引入到理论框架中，得到仿真结果，并在此基础上对两种方案进行了比较。在本文中，我们考虑了5G信道模型，反思了修改后的结果，并认为IRS和DF中继可以互补优势，并且可以在5G和5G之外的架构中占有一席之地。
2020-07-06 cs.IT eess.SP 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
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
Broadcast Approaches to the Diamond Channel
研究了在块瑞利衰落环境下，通过两个并行全双工中继从源到目的地的双跳传输问题。假设网络中的所有节点都不知道它们的前向信道增益，但是它们有关于它们的后向信道增益的完美信息。本文的重点是简单，高效，实用的中继方案，以增加在目的地的期望速率。为此，提出了中继协议和广播方法（多层编码）的各种组合。对于解码转发（DF）中继，得到了最大有限层期望速率以及连续层期望速率的两个上界。所提出的DF方案的主要特征是，在两个中继器处被解码的层在目的地处被相干地添加，尽管每个中继器没有关于由其他中继器成功解码的层的数量的信息。证明了最优编码方案是通过中继传输不相关信号。其次，分析了基于ON/OFF的放大转发（AF）继电保护的最大期望速率。为了进一步提高性能，提出了一种混合解码-放大-转发（DAF）中继策略，在源端和中继端采用广播方式，并给出了其最大吞吐量和最大有限层期望速率。此外，在压缩转发（CF）中继采用广播的方法，使用最佳量化器和Wyner-Ziv压缩在中继的最大吞吐量和最大期望速率，完全推导。所有的理论结果都通过数值模拟进行了说明。结果表明，当中继功率与源功率之比较高时，CF中继优于CSCF（因此优于DF和AF中继）;否则，CSCF方案更优越。
2012-06-17 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
Effects of CSI Knowledge on Secrecy of Threshold-Selection Decode-and-Forward Relaying
研究了存在被动窃听者的三节点协作无线通信系统的保密性。阈值选择解码转发（DF）中继被认为是，它可以正确解码源消息，只有当一个预定义的信噪比（SNR）是实现。研究了信道状态信息（CSI）可用性对保密中断概率（SOP）和各态历经保密率（ESR）的影响，并推导出了封闭表达式。分集是从直接和中继路径都在目的地和窃听者的最大比合并（MRC）和选择合并（SC）计划的组合。渐近分析时，每跳SNR是相同的平衡的情况下，当它是不同的不平衡的情况下。分析表明，这两个跳可能是安全通信的瓶颈，但是，他们并不影响保密性相同。虽然观察到CSI知识可以提高保密性，但是当所需速率较低时，SOP的改进量更大，并且当操作SNR也较低时，ESR的改进量更大。研究还表明，信源到窃听者链路的信噪比对保密通信更为重要。
2018-03-01 cs.IT eess.SP math.IT
Energy Minimization for the Half-Duplex Relay Channel with Decode-Forward Relaying
我们分析了在中继信道中的能量效率编码在一个固定的源速率。首先，我们提出了一个半双工解码前向编码方案的高斯中继信道。然后，我们推导出三个最优的功率分配，分别最小化网络，中继和源的能量消耗。这些最优功率分配是以封闭形式给出的，到目前为止，这对于最大速率方案来说仍然是隐式的。此外，分析表明，在给定的速率下最小化网络能量消耗并不等同于在给定能量的情况下最大化速率，因为它只覆盖解码转发可实现的所有速率的一部分。因此，我们将网络和中继能量消耗的优化方案组合成一个广义的方案，然后覆盖所有可实现的速率。这种广义的计划不仅是能量最优的所需的源速率，但也速率最优的消耗的能量。结果还给出了详细的了解的功耗制度，并允许一个全面的描述的最佳消息编码和资源分配为每个所需的源速率和信道实现。最后，我们在一个现实的环境中模拟所提出的方案，考虑路径损耗和阴影建模的3GPP标准。通过直接传输和两跳传输，可以获得显著的能量增益，特别是当源远离中继站和目的地时。
2013-03-19 cs.IT math.IT
Performance Analyses of TAS/Alamouti-MRC NOMA in Dual-Hop Full-Duplex AF Relaying Networks
在Nakagami- $m$衰落信道下，考虑信道估计误差和反馈时延，研究了双跳全双工中继网络中功率域下行多输入多输出非正交多址系统的性能。特别是，在调查的系统中，配备有多个天线的基站发送信息到所有的移动用户通过应用传统的发送天线选择/Alamouti空时分组编码方案的帮助下，一个专用的FD放大和转发中继。在移动用户的接收信号合并根据最大比合并技术，以利用接收分集的好处。为了证明所提出的系统的优越性，中断概率（OP）的调查和紧密的下界表达式推导出所获得的OP。此外，渐近分析也进行了理想和实际条件下，提供进一步的见解中断行为在高信噪比区域。最后，理论分析通过蒙特卡罗模拟和软件定义无线电的测试台实现进行了验证。
2021-09-25 cs.IT cs.SY eess.SP
Nonasymptotic Oblivious Relaying and Variable-Length Noisy Lossy Source Coding
The Chinese University of Hong Kong（香港中文大学）；Imperial College London（帝国理工学院）
研究了信息瓶颈信道的有限块长可实现性，探讨了固定长度和可变长度编码对信息瓶颈第二阶版本的影响，并引入了新的非渐近性可变长度噪声失真信源编码结果。
2026-04-24 cs.IT math.IT
Performance of DF Incremental Relaying with Energy Harvesting Relays in Underlay CRNs
分析了认知无线电网络中采用能量收集（EH）解码转发（DF）中继的增量中继的吞吐量性能。当直接链路中断时，目的地组合直接和中继信号。从推导出的封闭形式的表达式，我们提出了一个表达式的EH中继，优化吞吐量性能的功率分配参数。我们证明，中继使用EH DF中继的结果比直接信令没有中继更好的性能，只有当目的地结合了直接信号从源与中继信号。计算机模拟证明了所导出的表达式的准确性。
2017-09-01 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
