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
Performance of Opportunistic Fixed Gain Bidirectional Relaying With Outdated CSI
本文研究了使用过时的信道状态信息进行中继选择对网络性能的影响，其中两个源通过固定增益amplifyand-forward继电器相互通信。在瑞利衰落信道下，推导了中断概率、矩母函数和符号出错率的封闭表达式。仿真结果也证实了推导的分析结果。结果表明，增加继电器不提高性能，如果通道是实质上过时的。此外，中继的位置也被考虑，它表明，性能可以得到改善，通过将中继更接近源的通道是更过时的。
2013-05-25 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
A Fully Distributed Opportunistic Network Coding Scheme for Cellular Relay Networks
在本文中，我们提出了一种蜂窝中继网络中的机会网络编码（ONC）方案，它的操作取决于中继是否成功解码源消息。提出了一种完全分布式的方法来实现所提出的机会网络编码方案，而不需要任何反馈之间的两个网络节点。我们考虑使用建议的ONC蜂窝下行链路传输，并推导出其封闭形式的中断概率表达式，考虑同信道干扰在瑞利衰落环境中。数值结果表明，所提出的ONC方案优于传统的非合作中断概率。我们还开发了建议ONC的分集复用权衡（DMT），并表明ONC方案获得了充分的多样性和增加的复用增益相比，传统的合作协议。
2013-01-31 cs.IT math.IT
Opportunistic Communications in an Orthogonal Multiaccess Relay Channel
研究了两用户衰落正交多址中继信道（MARC）中的资源分配问题。一个半双工中继被认为是一个正交的信道上发送的源所使用的。假设该网络中每个发射-接收对之间的瞬时衰落状态在发射机和接收机处都是已知的。在每个源和中继的平均功率约束下，解码转发（DF）的可实现策略的和速率在源和中继的所有功率分配（策略）上最大化。结果表明，和速率最大化策略利用多用户衰落分集揭示机会信道使用的每个用户的最优性。最优功率策略的几何解释。
2007-04-20 cs.IT math.IT
Study of Opportunistic Cooperation Techniques using Jamming and Relays for Physical-Layer Security in Buffer-aided Relay Networks
本文研究了多输入多输出（MIMO）缓冲辅助中继网络中的机会中继和干扰协作机制。该网络由一个信源、任意数量的中继节点、合法用户和窃听者组成，并受物理层安全约束。我们提出了一个算法来选择一组中继节点来增强合法用户的传输，另一组中继节点来执行干扰的窃听。考虑中继间干扰（IRI），可以实现干扰消除，以帮助合法用户的传输。其次，IRI还可以用于进一步增加干扰信号对窃听者的危害程度。通过利用干扰信号可以存储在中继节点的事实，我们还提出了一种混合算法来设置一个信号干扰噪声比（SINR）阈值在节点，以确定存储在中继节点的信号的类型。通过这种分离，具有高SINR的信号作为常规中继系统被传递给用户，而低SINR性能信号作为潜在的干扰信号被存储。仿真结果表明，所提出的技术获得了显着的改进，在保密率比以前报道的算法。
2015-12-23 cs.IT math.IT
Performance Analysis of Opportunistic Relaying Over Imperfect Non-identical Log-normal Fading Channels
出于这样一个事实，即充分的多样性秩序，实现使用“最佳中继”选择技术，我们考虑机会放大转发和解码转发中继系统。我们专注于这样一个系统的中断概率，然后推导出封闭形式的表达式，这些系统的中断概率在独立的，但不完全相同的对数正态衰落信道。我们认为信道估计误差是一个高斯随机变量。结果，估计的信道分布也不是对数正态的，如在瑞利衰落信道的情况下那样。这正是我们的模拟结果与解析结果不完全吻合的原因。然而，这种差异对于各种各样的情况是可以忽略的。
2015-05-06 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
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
Opportunistic Buffered Decode-Wait-and-Forward (OBDWF) Protocol for Mobile Wireless Relay Networks
在本文中，我们提出了一个机会缓冲解码等待和转发（OBSENS）协议，利用中继缓冲和中继移动性，以提高系统的吞吐量和突发到达下的端到端的分组延迟。我们考虑一个点到点的通信链路K移动中继协助。我们表明，OBBEE协议可以实现更好的吞吐量和延迟性能相比，现有的基线系统，如传统的动态解码和转发（DDF）和转发（AF）协议。除了仿真性能，我们还推导出了封闭形式的渐近吞吐量和延迟表达式的OBBBER协议。具体地说，所提出的OBBACK协议实现了渐近吞吐量O（logK）与O（1）的总发射功率在中继网络。与传统协议中的最佳已知性能（O（logK）吞吐量和O（K）总发射功率）相比，这是显著的增益。在突发到达情况下，与传统DDF协议相比，该协议的稳定域和平均时延都能获得O（K）的性能增益。
2011-01-26 cs.IT math.IT
Distributed Opportunistic Channel Access in Wireless Relay Networks
研究了无线中继中的分布式机会信道接入问题。考虑了具有多个源-目的节点对和多个中继的中继网络。所有源节点通过随机接入过程竞争。如果获胜源节点的链路质量差，则获胜源节点可能放弃其传输机会。在本研究中，我们应用最佳停止理论来分析获胜节点何时应该放弃其传输机会。通过假设获胜节点具有从自身到中继以及从中继到目的节点的信道增益信息，严格证明了最优停止规则的存在性和唯一性.最优停止规则是纯阈值策略。当获胜节点不具有从中继到其目的地的链路的信道增益的信息的情况下，也进行了研究。存在两个停止问题，一个在主层（用于源节点的信道接入），另一个在子层（用于中继节点的信道接入）。一个直观的停止规则，其中子层和主层分别最大化其吞吐量，被证明是一个半纯阈值策略。直观的停止规则被证明是非最优的。然后从理论上推导出一个最优的停止规则。研究结果表明，所提出的策略可以充分利用中继网络中的多用户（包括多源和多中继）分集和时间分集。
2011-02-26 cs.IT math.IT
Opportunistic Relay in Multicast Channels with Generalized Shadowed Fading Effects: A Physical Layer Security Perspective
由于无线信道的衰落和遮蔽的同时存在，通过无线多播网络的普通传输受到极大的阻碍，可以通过适当地利用传播介质的随机属性来增强安全传输。本研究的重点是利用这些属性，以提高物理层安全（PLS）性能的双跳无线多播网络在kappa-mu阴影衰落信道下的窃听尝试多个窃听。为了提高系统的保密性，在多个中继节点中采用最优中继节点选择策略。通过对多播中继网络的非零保密容量概率、安全中断概率和遍历保密容量的解析表达式进行数学建模，对多播中继网络的性能进行了分析。利用这些表达式，系统参数，即，研究了衰落、阴影、天线数目、目的接收器、窃听器和中继对保密性能的影响。数值结果表明，衰落和阴影所造成的不利影响，可以显着减轻著名的机会中继技术。此外，该模型统一了几个经典模型的保密性分析，从而表现出巨大的通用性比现有的作品。
2021-11-14 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
The Impact of Channel Feedback on Opportunistic Relay Selection for Hybrid-ARQ in Wireless Networks
本文提出了一个分散的中继选择协议的密集无线网络，并描述了信道反馈策略，提高其性能。建议的选择协议支持混合自动重传请求传输，中继转发奇偶校验信息的目的地在解码错误的情况下。信道反馈用于改进中继选择过程，并用于在所提出的自适应调制传输框架中选择适当的传输模式。提出的自适应调制策略的吞吐量的近似值，并说明通过最大化这个近似值的吞吐量的依赖系统参数，如中继竞争概率和自适应调制切换点。仿真结果表明，所提出的选择策略的吞吐量是由一个集中的选择方法，依赖于地理信息所产生的。
2008-04-01 cs.IT math.IT
Opportunistic Communications in Fading Multiaccess Relay Channels
研究了各态历经衰落正交多址接入中继信道（MARC）中的最优资源分配问题，在MARC中，用户（源）通过一个半双工中继站与目的地通信，该中继站在与发送源正交的信道上进行发送.在假设所有节点都能获得瞬时衰落状态信息的前提下，针对解码转发（DF）中继，给出了最大和速率以及最优用户和中继功率分配（策略）.与观察DF中继的结果在两个多址信道，一个在中继和其他在目的地，一个已知的引理上的两个相交的polymatroids的总和率用于确定DF总和率和最佳的用户和中继策略。该引理还使褪色MARC的广泛拓扑分类成为三种类型之一。第一种类型是一组部分聚类的MARC，其中用户与中继或目的地聚类，使得用户在其瓶颈链路上注水到远端接收器。第二种类型是一组集群的MARC，其中所有用户要么接近中继或目的地，使得机会多用户调度到一个接收器是最佳的。第三种类型由任意聚类的MARC组成，它是前两种类型的组合，对于这种类型，它表明，最优策略是机会主义的非注水解决方案。该分析被扩展到开发K用户正交半双工MARC的速率区域。最后，割集外界被用来表明DF实现的容量区域的一类集群正交半双工MARC。
2009-02-07 cs.IT math.IT
Opportunistic Cooperation Strategies for Multiple Access Relay Channels with Compute-and-Forward
本文研究了计算转发技术在多址中继信道（MARC）中的应用。尽管计算并转发在提高网络吞吐量方面有很大的优势，但将其应用于MARC并不简单。本文提出了两种有效的机读目录与计算转发的协作策略。这两个建议的策略是机会主义的意义上说，中继和目的地之间的合作，只有当它是为了高传输效率的需要进行。在第一种策略中，中继通过发送其局部最优整数系数向量来帮助目的地，而不考虑目的地处的所得整数系数矩阵是满秩的。相比之下，在第二种策略中，中继转发其"最佳"系数向量，其总是确保在目的地处的满秩系数矩阵。这两种策略都能在高信噪比下实现两倍于现有策略的网络吞吐量。它们也具有较低的中断概率，独立于中继位置。此外，第一种策略几乎实现了二阶分集增益，而第二种策略恰好实现了二阶分集增益，这是现有策略无法实现的。
2020-08-08 cs.IT math.IT
Opportunistic Relaying for Space-Time Coded Cooperation with Multiple Antenna Terminals
本文研究了瑞利衰落信道下多天线终端的无线中继网络，并在放大转发（A&F）模式下应用了分布式空时编码（DSTC）。A&F方案以每个中继器发送接收到的符号的线性组合的缩放版本的方式使用。结果表明，结合中继站的功率分配，A&F DSTC导致机会中继方案，其中仅选择最佳中继站来中继源的空时编码信号。此外，假设在源节点的源中继CSI的知识，我们设计了一个有效的功率分配，优于均匀功率分配的源天线。接下来，假设M-PSK或M-QAM调制，我们分析了所提出的协作分集传输方案在具有多天线源和目的地的无线中继网络中的性能。我们推导出在目的地接收到的SNR的概率密度函数（PDF）。然后，PDF被用来确定符号出错率（SER）在瑞利衰落信道。我们推导出封闭形式的近似的平均SER在高信噪比的情况下，从中我们找到系统的分集阶RminfNs;Ndg，其中R，Ns和Nd是中继，源天线和目的地天线的数量，分别。仿真结果表明，当R = 2，Ns = 2，Nd = 1时，在误码率为10^{-4}时，该系统的信噪比比A&F MIMO DSTC系统提高了6 dB以上。
2011-02-12 cs.IT math.IT
Opportunistic Multiuser Two-Way Amplify-and-Forward Relaying with a Multi Antenna Relay
在多用户双向放大转发（AF）中继信道中考虑机会多用户分集。中继器配备有多个天线和一个简单的迫零波束形成方案，选择一组双向中继用户对，以提高自由度（DoF），从而提高系统的总吞吐量。提出的信道对齐对调度（CAPS）算法降低了对间干扰，并在用户对数量非常大时保持了用户对的信干噪功率比（SINR）在平均意义上相对无干扰。对于理想情况，其中用户对的数量比系统信噪比（SNR）增长得更快，当$M$是中继天线大小时，可以实现每个信道使用的$M$的DoF。在有限的对数下，系统过载，并且和速率在高信噪比（SNR）下饱和，尽管修改CAPS可以在一定程度上改善性能。半正交信道对齐对调度（SCAPS）算法不仅可以对齐对信道，还可以形成半正交的对间信道，从而进一步提高CAPS的性能。仿真结果表明，我们提供了一套方法的基础上（S）CAPS和修改（S）CAPS，它提供了系统性能的好处取决于SNR和网络中的用户对的数量。
2015-07-15 cs.IT math.IT
Outage Analysis of Energy Harvesting based Opportunistic Cooperative Communication Systems
无线能量收集是延长无线网络寿命的有效途径。在本文中，机会解码和转发协作通信系统中，能量受限的中继收获能量从接收到的信息信号和共信道干扰（CCI）信号，然后使用收获的能量转发正确解码的信号到目的地。与传统的能量恒定的中继系统不同，能量受限中继系统的传输功率取决于中继系统所获取的可用能量，是一个随机过程。最佳中继选择，考虑到所有的影响因素，在目的地接收信号质量的部署。推导出了中断概率的精确闭式表达式，并数值研究了实现最小中断的能量收集比的最优值。分析了CCI信号对系统中断和分集性能的影响。结果表明，该中继方案可以实现全分集阶数等于中继的数量，而不需要固定的电源。
2018-01-21 cs.IT math.IT
Optimum Diversity-Multiplexing Tradeoff in the Multiple Relays Network
在本文中，考虑了多中继网络中，其中$K$单天线中继辅助单天线发射机与单天线接收机在半双工模式下进行通信。一个新的放大和转发（AF）计划提出了这个网络，并实现最佳的分集复用的权衡曲线。
2007-09-27 cs.IT math.IT
Diversity Multiplexing Tradeoff of Asynchronous Cooperative Relay Networks
协作通信中继网络中的节点以同步方式操作的假设通常是不现实的。在本文中，我们考虑两种不同的模式，异步操作的合作分集网络经历慢衰落，并检查相应的分集复用权衡（DMT）。对于这两种模式，我们提出的协议和分布式空时码，渐近实现所有复用增益和任何数量的中继的发射分集界。
2008-07-01 cs.IT math.IT
Diversity-Multiplexing Tradeoff of the Half-Duplex Relay Channel
我们发现，分集复用权衡的半双工单中继信道具有相同分布的瑞利衰落信道增益满足2 × 1 MISO界。我们概括的情况下，当有N个非干扰中继的分集复用的权衡是等于N + 1的1 MISO界的结果。
2008-10-12 cs.IT math.IT
The diversity-multiplexing tradeoff of the symmetric MIMO half-duplex relay channel
由于扩展部分中的一个方程中的错误，本文已被撤回。
2010-06-08 cs.IT math.IT
Power-Bandwidth Tradeoff in Multiuser Relay Channels with Opportunistic Scheduling
本文的目标是了解多跳中继技术的关键优点，共同在他们的能源效率和频谱效率的优势，在存在多用户分集增益从机会（即，信道感知）调度，并识别中继辅助多用户通信提供优于直接多用户通信的明显优势的机制和条件。为此目的，我们使用香农理论工具来分析在大（但有限）用户数量的渐近状态下具有$K$用户的衰落多用户中继信道上的能量效率和频谱效率之间的权衡（称为功率带宽权衡）（即，密集网络）。受益于\cite{Oyman_isit07}的极值理论的结果，我们描述了功率带宽的权衡和相关的能量和频谱效率的措施，带宽有限的高信噪比（SNR）和功率有限的低信噪比制度，并利用它们在调查的大系统行为的多用户中继信道的用户数和物理信道信噪比的函数。我们的分析结果在大（但有限）的$K$制度，量化能源和频谱效率性能非常准确的封闭形式的公式，并提供见解的影响，多跳中继和多用户分集技术的功率带宽权衡。
2008-10-28 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
Relay-Pair Selection in Buffer-Aided Successive Opportunistic Relaying using a Multi-Antenna Source
我们研究了一个协作网络的缓冲辅助多天线源，多个半双工（HD）缓冲辅助中继和一个单一的目的地。这样的设置可以表示蜂窝下行链路场景，其中源可以是具有缓冲器和多个天线的更强大的无线设备，而一组中间的不太强大的设备被用作到达目的地的中继。主要目标是通过使源和中继同时将它们的信息分别发送到另一个中继和目的地来恢复网络的复用损耗。然而，在这样的协作网络中的连续传输引起中继间干扰（IRI）。首先，通过假设全局信道状态信息（CSI），我们表明，IRI的不利影响可以减轻预编码在源，减轻甚至完全消除干扰。提出了一种采用联合预编码设计和中继对选择的协作中继策略。注意，固定速率和自适应速率传输都可以考虑。对于信道状态信息仅在接收端（CSIR）可用的情况下，我们提出了一种中继选择策略，采用相位对准技术，以减少IRI。两个建议的中继对选择策略的性能进行评估，并与其他国家的最先进的中继方案的中断和吞吐量。结果表明，使用一个强大的源可以提供相当大的性能改善。
2018-09-15 cs.IT math.IT
A Buffer-aided Successive Opportunistic Relay Selection Scheme with Power Adaptation and Inter-Relay Interference Cancellation for Cooperative Diversity Systems
在本文中，我们考虑一个简单的合作网络组成的源，目的地和一个集群的解码和转发半双工中继。在每个时隙，源和（可能的）一个中继分别向另一个中继和目的地发送分组，导致中继间干扰（IRI）。在这项工作中，在继电器的缓冲区的帮助下，我们减轻了IRI的不利影响，通过干扰消除。更具体地说，我们提出了最小功率计划，最大限度地减少了IRI取消计划下每个时隙的总能量消耗。除了最小化能量消耗，最小功率选择方案，也提供了更好的吞吐量和更低的中断概率比现有的作品在文献中。这是第一次，干扰消除相结合的缓冲器辅助中继和功率自适应，以减轻IRI和最小化的能量消耗。新的中继选择策略分析中断概率和多样性，通过建模的马尔可夫链（MC）的中继缓冲区的演变。我们构造的MC的状态转移矩阵，从而获得的稳定状态，我们可以表征中断概率。所提出的方案优于相关国家的最先进的中继选择方案的吞吐量，多样性和能源效率，通过例子证明。
2014-07-17 cs.IT math.IT
Opportunistic Relay Selection over Generalized Fading and Inverse Gamma Composite Fading Mixed Multicast Channels: A Secrecy Tradeoff
多径效应和阴影效应的同时出现会严重影响真实无线多播场景的保密性能。为了解决这一安全威胁，在这项工作中，提出了一个机会主义的中继为基础的双跳无线组播框架，在该框架中，源发送机密信息的一堆接收器下，通过中间中继窃听多个窃听者的尝试。两种情况下，即非视线（NLOS）和视线（LOS）通信以及乘法和LOS阴影被认为是其中第一种情况下假设的eta-mu和eta-mu/逆伽马（IG）复合衰落信道和后一个如下kappa-mu和kappa-mu/IG复合衰落信道作为源中继和中继接收机的以及窃听者的链路，分别。秘密分析是通过推导三个常见的保密措施，即安全中断概率组播，概率非零保密组播容量，遍历保密组播容量的封闭形式的表达式。我们进一步利用这些表达式来观察所有系统参数的影响，这些参数通过Monte-Carlo模拟再次得到证实。我们的观察表明，可以建立一个秘密的中继和接收器，窃听器和阴影参数的数量之间的权衡，以保持可接受的安全级别，通过减少衰落，阴影，组播接收器和窃听器的数量的不利影响。
2021-12-08 cs.IT math.IT
Diversity-Multiplexing Tradeoffs in MIMO Relay Channels
研究了准静态慢衰落环境中具有多天线终端的多跳中继信道。对于全双工和半双工中继的基本分集复用权衡（DMT）进行了分析。结果表明，虽然解码和转发（DF）中继实现最佳DMT在全双工中继的情况下，动态解码和转发（DDF）协议是必要的，以实现最佳DMT，如果中继被约束为半双工操作。对于后者的情况下，静态协议被认为是以及，相应的可实现的DMT性能的特点。
2008-08-14 cs.IT math.IT
Opportunistic Network Decoupling With Virtual Full-Duplex Operation in Multi-Source Interfering Relay Networks
我们引入了一个新的可扩展性计划，称为机会网络去耦（OND），在虚拟全双工模式下工作。在该方案中，一种新的中继调度策略，利用在$K\times N\times K$信道与干扰中继，包括$K$源-目的地对和$N$半双工中继之间。一个子集的中继使用备用中继机会主义地选择在产生最小的总干扰水平，从而导致网络解耦。作为我们的主要结果，它表明，在一定的中继缩放条件下，OND协议实现$K$自由度，即使在中继之间存在干扰链路。数值计算结果也验证了所提出的OND的性能。我们的协议基本上操作在一个完全分布式的方式与本地信道状态信息，从而导致在一个相对容易的实现。
2016-09-24 cs.DC cs.IT cs.NI
Recovering Multiplexing Loss Through Successive Relaying Using Repetition Coding
本文研究了一种两中继无线网络的传输协议，其中中继节点采用简单重复编码。给出了这种传输方案的信息理论可达速率，并开发了一种接近它们的空时V-BLAST信令和检测方法。通过分集复用折衷分析表明，该传输方案可以在保留一定分集增益的情况下，恢复半双工中继网络的复用损失。该方案还比较了传统的传输协议，只利用网络的多样性的成本的复用损失。结果表明，新的传输协议提供了显着的性能优势，比传统的协议，特别是当两个中继之间的干扰是足够强。
2007-05-22 cs.IT math.IT
Opportunistic Relaying in Wireless Networks
中继网络具有$n$源到目的地对和$m$半双工中继，所有工作在相同的频带中存在的块衰落，进行了分析。这种设置已经引起了极大的关注和几个中继协议已在文献中报道。然而，大多数提出的解决方案需要在发射机侧的集中协调调度或详细的信道状态信息（CSI）。在这里，提出了一种机会中继方案，它消除了这些限制。该方案需要一个两跳的通信协议，其中源与目的地只通过半双工中继通信。其关键思想是在每一跳只调度一个可以从\emph{multiuser diversity}中受益的节点子集。为了为每一跳选择源和目的地节点，它只需要在接收机处的CSI（第一跳的中继，第二跳的目的地节点）和到发射机的整数值CSI反馈。对于$n$较大且$m$固定的情况，结果表明，所提出的方案实现了$m/2$ bits/s/Hz的系统吞吐量。相比之下，$(m/2)\log \log n$比特/秒/赫兹的信息理论上限仅在更苛刻的CSI假设和中继之间的协作下才可实现。此外，它表明，在块持续时间和系统带宽的产品的缩放速度比$\log n$的条件下，所提出的方案的可实现的吞吐量缩放为$Θ({\log n})$。值得注意的是，这被证明是最佳的吞吐量缩放，即使允许集中式调度，从而证明了所提出的方案在缩放定律意义上的最优性。
2009-07-24 cs.IT math.IT
Cooperative Multiplexing in the Multiple Antenna Half Duplex Relay Channel
已经提出了终端之间的协作以提高无线通信的可靠性和吞吐量。虽然最近的工作已经表明，中继合作提供了增加的多样性，增加复用增益超过直接链路提供的，在很大程度上还没有探索。在这项工作中，我们表明，合作复用增益可以通过使用半双工中继实现。我们捕获终端之间的相对距离在高SNR分集复用权衡（DMT）框架。DMT性能的特点，然后为一个网络具有单天线半双工中继之间的单天线源和双天线的目的地。我们的研究结果表明，可实现的复用增益使用合作可以大于直接链路，是源和中继之间的相对距离的函数相比，目的地。此外，对于小于1的复用增益，中继监听1/3时间和发送2/3时间的简单方案可以实现2 × 2 MIMO DMT。
2009-01-15 cs.IT math.IT
A Case For Amplify-Forward Relaying in the Block-Fading Multi-Access Channel
本文论证了在慢衰落环境中，多址用户共享一个放大转发中继可以获得显著的增益。建议的协议，即多接入中继放大转发，允许一个低复杂度的中继，并实现了最佳的分集复用权衡高复用增益。协议的分析表明，它均匀地占主导地位的压缩转发策略，并进一步优于动态解码转发协议在高复用增益。所提出的协议的一个有趣的特点是，在高复用增益，它类似于一个多输入单输出系统，并在低复用增益，它为每个用户提供了相同的分集复用权衡，如果没有竞争的中继从其他用户。
2007-01-08 cs.IT math.IT
Maximum Throughput Opportunistic Network Coding in Two-Way Relay Networks
在本文中，我们研究了双向中继网络众所周知的吞吐量的优点。特别是，我们研究了基本的吞吐量延迟权衡在双向中继网络中使用机会网络编码。我们描述了最佳的机会网络编码策略，最大限度地提高总网络吞吐量的平均数据包延迟约束。为此，首先，我们考虑一对节点通过一个共同的中继通信，并开发了一个二维的马尔可夫链模型捕捉缓冲区的长度状态在两个节点。其次，我们制定了一个优化问题的延迟约束的最优吞吐量。利用问题的结构，可以将其转化为线性规划问题。第三，我们比较了两个基线方案的最优策略，并显示其优点，吞吐量，平均延迟和功耗。首先，最优策略在吞吐量、延迟和功耗方面显著优于第一基线。此外，它优于第二基线的平均延迟和功耗的非对称流量到达率。
2015-02-10 cs.IT cs.NI math.IT
Age-Oriented Opportunistic Relaying in Cooperative Status Update Systems with Stochastic Arrivals
本文研究了一个协作状态更新系统，其目标是在中继的帮助下尽可能及时地将随机生成的状态更新发送到指定的目的地。我们采用了最近提出的概念，信息时代（AoI），以表征状态更新的及时性。我们提出了一个面向年龄的机会中继（AoR）协议，以减少所考虑的系统的AoI。具体地，中继机会性地替换源以转发尚未正确递送到目的地的成功接收的状态更新，但是中继的重传可以被到达源的新状态更新抢占。通过仔细分析AoI的演变，我们推导出一个封闭形式的平均AoI的表达式，建议AoR协议。我们进一步最小化的平均AoI通过优化在源的状态更新的生成概率。仿真结果验证了我们的理论分析，并表明，所提出的AoR协议的平均AoI性能优于非合作系统。
2020-01-13 cs.IT cs.NI math.IT
Energy Efficiency of Opportunistic Device-to-Device Relaying Under Lognormal Shadowing
能量消耗是低功率和移动设备的主要限制。需要高效的传输协议来最小化移动设备的能量消耗，以用于下一代无线网络中的无处不在的连接。在协作无线系统中，协作方案以最佳信道为准则选择单个中继站，从而获得接近最优的分集性能。在本文中，我们研究了设备到设备通信的机会方案的能量效率。在机会主义方法中，通过使用无线网络上行链路中每次传输中消耗的最小能量的标准来选择单个相邻设备作为中继，来最小化设备消耗的能量。我们推导出分析边界和缩放定律的预期能量消耗时，设备的经验，考虑传输以及电路的能量消耗的基站对数正态阴影。我们表明，该协议提高了能源效率的网络相比，直接传输，即使只有少数设备被认为是中继。我们还证明了该协议的有效性，通过模拟在现实的无线网络场景。
2018-03-02 cs.IT eess.SP math.IT
Cooperative Multiplexing: Toward Higher Spectral Efficiency in Multi-antenna Relay Networks
以前关于合作通信的工作主要集中在这种技术的多样性好处上。相反，本文认为，合作通信的复用的好处。首先，对多天线中继网络中传输速率和中断概率之间的基本权衡给出了新的解释。因此，在全双工多天线中继网络中，可以在任何有限的SNR下获得复用增益。因此，中继不仅可以提供更强的链路可靠性，而且还可以提供更高的频谱效率。具体来说，解码和转发协议的应用和网络，有一个源，一个目的地，和多个中继被认为是。在中继，它捕获网络的大规模衰落特性的接收功率增益，也被认为是。结果表明，这种功率增益可以显着影响系统的分集复用权衡任何有限的SNR值。提出了几种中继协议，并示出提供几乎相同的中断概率，如果在源和中继（S）的发射天线是共处一地，给定一定的SNR和接收功率增益在中继。因此，如果目的地具有比源更多的天线，则可以获得比直接链路更高的复用增益。文中的分析对任意信道衰落统计都是有效的。这些结果指出了中继网络作为提供更高频谱效率的手段的观点，而不仅仅是链路可靠性。
2009-03-13 cs.IT math.IT
Cooperative Multiplexing in a Half Duplex Relay Network: Performance and Constraints
以前的中继网络的工作主要集中在这种技术的多样性的好处。本文探讨了在中继网络中获得复用增益的可能性，同时保留分集增益。具体地，考虑其中单个源节点配备有一个天线并且目的地配备有两个天线的网络。它示出，在某些情况下，通过添加一个中继与两个天线，并使用一个连续的中继协议，分集复用的折衷性能的网络可以由一个2 × 2 MIMO信道的下界，当解码和转发协议应用在中继。提出了一种分布式D-BLAST结构，采用并行信道编码来实现这一折衷。一个空时编码策略，它可以带来一个以上的最大复用增益，也推导出这种情况下。如将要示出的，虽然这种空时编码策略利用最大分集来获得小的复用增益，但是所提出的连续中继方案为更高的数据率传输提供了显著的性能优势。除了这里显示的具体结果，这些想法开辟了一个新的方向，利用无线中继网络的好处。
2007-09-29 cs.IT math.IT
Green Cognitive Relaying: Opportunistically Switching Between Data Transmission and Energy Harvesting
能源效率已经成为一种鼓励，而且更重要的是，它是设计下一代无线通信标准的必要条件。在目前的工作中，一个双跳认知（二次）中继系统被认为是，将多个放大和转发继电器，一个相当具有成本效益的解决方案。首先，辅助中继器感测无线信道，扫描主网络活动，然后将它们的报告传送到辅助基站（SBS）。之后，SBS基于这些报告和它自己的估计，协作地决定是否存在主传输。在前一种情况下，所有次级节点开始从主节点的传输中收获能量。在后一种情况下，系统通过最佳中继选择策略发起辅助通信。该系统的性能评估是彻底调查，通过假设现实的信道条件，即，不同的链路距离、瑞利衰落和过时的信道估计。检测和中断概率以及平均收获能量推导出新的封闭形式的表达式。此外，能源效率优化问题的解析公式化和解决，而在功耗最小化的必要条件，为每个次级节点。从绿色通信的角度来看，事实证明，能量收集极大地增强了次级节点的资源，特别是当主要活动密集时。
2016-06-09 cs.IT math.IT
Diversity-Multiplexing Tradeoff for the Interference Channel with a Relay
本文研究了带中继的慢衰落干扰信道下的分集复用折衷问题。我们推导出DMT区域上的四个内界：第一个是基于压缩转发（CF）中继方案，第二个是基于解码转发（DF）中继方案，最后两个界是基于半双工（HD）和全双工（FD）放大转发（AF）方案。对于CF和DF方案，我们找到了信道参数和复用增益的条件，在此条件下，相应的内界达到最佳DMT区域。我们还确定的情况下，在该DMT区域的ICR对应于两个并行的慢衰落中继信道，这意味着干扰不会降低DMT为每对，并且一个单一的中继可以是DMT最佳的两对同时。对于HD-AF方案，我们推导出信道系数的条件下，该方案实现了最佳DMT的AF为基础的中继信道。最后，我们确定的条件下，添加一个中继严格扩大DMT区域相对于没有中继的干扰信道。
2014-12-15 cs.IT 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
Multi-Source Cooperative Communication with Opportunistic Interference Cancelling Relays
在本文中，我们提出了一个多用户合作协议的无线网络。两个源同时发送它们的信息块，并且中继采用机会性连续干扰消除（SIC）来努力解码它们。如果解码失败，则在中继器处将自适应解码/放大转发方案应用于解码块或其足够的统计。该协议的主要特点是，SIC被利用在网络中，因为更多的机会出现为每个块被解码作为使用的中继NRU的数量增加。此功能在分集和复用增益方面带来了好处，这些好处在分析中断模型和分集复用权衡（DMT）分析的帮助下得到了证明。在没有任何网络同步和协调的情况下实现性能改进。在这项工作的最后一部分的封闭形式的中断概率模型使用的NRU中继，具有最佳的SIC性能，从大量的NR节点的离线预选的新方法。分析结果证实了广泛的模拟，而该协议相比，在文献中报道的正交和多用户协议。
2015-09-03 cs.IT cs.NI math.IT
Multi-Stream Opportunistic Network Decoupling: Relay Selection and Interference Management
我们研究了多流传输的$K \times N \times K$信道与干扰中继节点，包括$K$多天线源-目的地（S-D）对和$N$单天线半双工中继节点之间的S-D对。我们提出了一种新的可实现的方案，部分有效的信道增益，称为多流机会网络解耦（MS-OND），它实现了最佳的自由度（DoF）在一定的中继缩放定律。我们的协议是建立在传统的OND，导致虚拟全双工模式，每个S-D对一个数据流传输，概括的想法OND多流的情况下，利用中继选择和干扰管理。具体而言，两个子集的中继节点的机会主义地选择使用交替中继方面的生产或接收最小的总干扰电平。对于干扰管理，每个源节点利用第一跳的随机波束成形向所选择的中继节点发送$S \,(1 \le S \le M)$数据流，而每个目的地节点经由第二跳的机会干扰对准从所选择的中继节点接收其期望的$S$流，其中$M$是每个源或目的地节点处的天线的数量。我们的分析结果验证了数值计算。
2018-10-08 cs.DC cs.IT cs.MA
Diversity Multiplexing Tradeoff of the Half-duplex Slow Fading Multiple Access Channel based on Generalized Quantize-and-Forward Scheme
研究了半双工慢衰落多址接入中继信道（HD-MARC）下广义量化转发（GQF）中继方案的分集复用折衷（DMT）问题。压缩和转发（CF）方案已被证明，以实现最佳的DMT时，中继的目的地链路的信道状态信息（CSI）是在中继。然而，由于无线系统的实际考虑，在中继处具有中继-目的地链路的CSI并不总是可能的。相比之下，在这项工作中，DMT的GQF方案推导没有中继目的地链路CSI在中继。它示出，即使没有知识的中继目的地CSI，GQF计划实现相同的DMT，实现CF计划与CSI的全部知识。
2014-06-20 cs.IT math.IT
The Diversity-Multiplexing Tradeoff of the Dynamic Decode-and-Forward Protocol on a MIMO Half-Duplex Relay Channel
动态解码转发协议的分集复用折衷的特征在于半双工三终端（m，k，n）中继信道，其中源、中继和目的地终端分别具有m、k和n个天线。它是作为一个简单的，两个变量，凸优化问题的解决方案，并解决了这个问题的特殊类别的中继信道，即（1，k，1）中继信道，（n，1，n）中继信道和（2，k，2）中继信道的封闭形式。此外，用于某类中继信道（诸如（m，k，n>k）信道）的折衷曲线与用于全双工信道的解码和转发协议的折衷曲线相同，而对于其他类信道，它们在高复用增益处略低。我们的研究结果还表明，对于某些类别的中继信道和低复用增益的动态解码和转发协议协议的多样性订单大于静态压缩和转发协议，这反过来又被称为权衡所有{ \em静态}半双工协议的最优。通常，动态解码和转发协议具有与静态压缩和转发协议相当的性能，与动态解码和转发协议不同，静态压缩和转发协议需要中继节点处的全局信道状态信息。其性能也接近于全双工中继信道上的解码转发协议的性能，从而指示半双工约束可以通过中继的动态操作来补偿，其中中继基于源中继信道质量从接收模式切换到发送模式。
2010-08-09 cs.IT math.IT
MIMO Two-way Relay Channel: Diversity-Multiplexing Tradeoff Analysis
考虑了多跳双向中继信道，其中所有终端都配备有多个天线。假设独立的准静态瑞利衰落信道和信道状态信息可在接收机，我们表征的最佳分集复用增益权衡（DMT）曲线的全双工中继终端。它示出的最佳DMT可以通过压缩和转发类型的中继策略，其中中继量化其接收到的信号，并发送相应的信道码字。值得注意的是，利用该传输协议，在相反方向上的两个传输可以同时实现它们各自的单用户最优DMT性能，尽管它们对彼此造成干扰。基于该方案在双向中继信道下的最优性，提出了一种新的适用于单向多跳MIMO中继信道的动态压缩转发（DCF）协议，并证明了该方案具有最优的DMT性能.
2008-12-18 cs.IT math.IT
On the Capacity and Diversity-Multiplexing Tradeoff of the Two-Way Relay Channel
本文研究了多输入多输出（MIMO）双向中继信道，其中两个节点希望使用多个中继来交换数据。当每个中继采用放大转发策略时，提出了一种迭代算法来获得最优的可达速率区域。迭代算法在每一步都解决了功率最小化问题，但受到最小信号干扰噪声比约束，该问题是非凸的，然而，对于该问题，Karush Kuhn Tuker条件足以保证最优性。最优AF策略假设每个中继站具有全局信道状态信息（CSI）。为了简化CSI要求，还提出了一种简单的放大和转发策略，称为双信道匹配，其仅需要本地信道状态信息，并且其可达到的速率区域接近于最优AF策略的速率区域。在大量中继的渐近制度，我们表明，可实现的双信道匹配的速率区域和上限不同的只有一个常数项，并建立容量的双向中继信道的缩放定律。中继策略实现最佳的分集复用权衡也被认为是一个单一的中继节点。的压缩和转发策略被证明是最佳的实现分集复用的全双工情况下，在一般情况下，在某些情况下，半双工的情况下，权衡。
2008-10-21 cs.IT math.IT
End-to-End Joint Antenna Selection Strategy and Distributed Compress and Forward Strategy for Relay Channels
多跳中继信道使用多个中继级，每个中继级具有多个中继节点，以促进源和目的地之间的通信。以前，分布式空时码被提出来最大化可实现的分集复用折衷，然而，它们未能实现最佳分集复用折衷的所有点。在存在从目的地到每个中继级和源的低速率反馈链路的情况下，本文提出了一种端到端天线选择（EEAS）策略作为分布式空时码的替代方案。EEAS策略使用每个中继级的天线子集将源信号传输到目的地，并在每个中继级进行放大和转发。选择子集使得它们最大化目的地处的端到端互信息。EEAS策略实现了最佳分集复用折衷（对应于最大分集增益和最大复用增益）的角点，并且在复用增益的中间值处实现了更好的分集增益，而不是最佳已知的分布式空时编码策略。提出了一种分布式压缩转发策略，实现了多中继节点的两跳中继信道的最优分集复用折衷。
2009-05-13 cs.IT math.IT
Energy-Efficient Buffer-Aided Relaying Systems with Opportunistic Spectrum Access
本文提出了一种考虑频谱利用率影响的协作中继网络节能跨层设计框架。具体地说，随机到达的业务被认为是自适应调制和编码（AMC）方案中采用的合作传输系统，以提高系统的性能。首先研究了中继缓冲区的平均丢包率。根据丢包率和系统状态的平稳分布，推导了时延的闭式表达式。在此基础上，研究了中继辅助传输的能量效率问题。在此背景下，能量效率优化问题制定的中继辅助协作系统的功率和时间分配的最佳策略。最后，能量有效的中继辅助传输和直接传输之间的切换策略，其中分组传输具有不同的延迟要求。此外，能量有效的传输策略与AMC。数值计算结果表明，所提出的设计提高能源效率的有效性。
2020-02-27 cs.IT eess.SP math.IT
Diversity-Multiplexing Tradeoff for the MIMO Static Half-Duplex Relay
在这项工作中，我们研究了多天线（MIMO）静态半双工中继信道的分集复用折衷（DMT）。在一定的假设下，推导出DMT上界的一般表达式，该上界可以通过中继处的压缩转发协议来实现。DMT表达式一般作为最小化问题的解给出，并且当中继信道关于天线数目对称时，即源和目的地每个具有n个天线，并且中继具有m个天线时，找到了显式表达式。观察到，当中继具有单个天线时，静态半双工DMT与全双工DMT匹配，并且当中继具有多个天线时，静态半双工DMT严格低于全双工DMT。此外，上界的推导涉及到球面积分（即关于酉群U（n）上Haar测度的积分）的新的渐近研究，这本身就是一个数学兴趣的话题。
2009-11-08 cs.IT math.IT
On the Diversity-Multiplexing Tradeoff in Multiple-Relay Network
本文研究了多中继网络的建立，其中$K$半双工多天线中继协助一个/多个多天线发射机和多天线接收机之间的传输。每两个节点被假定为连接通过准静态瑞利衰落信道，或断开。本文提出了一种基于放大转发中继的新方案，我们称之为\textit{random sequential}（RS）。我们证明了对于一般的多天线多中继网络，所提出的方案实现了最大的分集增益。此外，我们推导出一般单天线多中继网络的建议RS方案的分集复用权衡（DMT）。结果表明，对于单天线两跳多址多中继（$K>1$）网络（发射机和接收机之间没有直接链路），所提出的RS方案实现了最佳DMT。然而，对于多址单中继设置的情况下，我们表明，RS方案减少到天真的放大和转发中继，并不是最佳的DMT方面，而动态解码和转发方案被证明是最佳的这种情况下。
2008-06-08 cs.IT math.IT
Diversity-Multiplexing Tradeoff of Cooperative Communication with Linear Network Coded Relays
为了减轻无线传输中衰落带来的不利影响，同时获得高吞吐量和更好的频谱效率，网络编码和协作通信受到了研究界的广泛关注。在这项工作中，我们分析了网络编码方案的合作通信设置与多个源和目的地。该协议实现了充分的多样性秩序在一个稍微减少的复用率相比，现有的计划在文献中的代价。我们表明，我们的计划优于传统的合作方面的多样性复用的权衡。
2010-03-26 cs.IT math.IT
Diversity-Multiplexing Tradeoff in Multi-Antenna Multi-Relay Networks: Improvements and Some Optimality Results
本文研究的好处放大转发（AF）中继在多天线无线网络的设置。随机顺序（RS）中继的概念以前在文献中介绍，并表明，它实现了最大的分集增益在一般的多天线网络。在这里，我们表明，随机酉矩阵乘法在中继节点授权RS计划，以实现更好的分集复用权衡（DMT）相比，传统的AF中继。首先，我们研究了多天线全双工单中继两跳网络的情况下，我们表明，RS达到最佳DMT。应用这一结果，我们得到了一个新的可实现的DMT的情况下，多天线半双工并行中继网络。有趣的是，事实证明，RS方案的DMT对于多天线两个并行非干扰半双工中继的情况是最佳的。接下来，我们表明，随机酉矩阵乘法也提高了DMT的非正交AF中继方案的情况下，多天线单中继信道。最后，我们研究了一般情况下的多天线全双工中继网络，并推导出一个新的下界的DMT使用RS计划。
2009-12-20 cs.IT math.IT
