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
Hardware Impairments Aware Transceiver for Full-Duplex Massive MIMO Relaying
本文研究了大规模MIMO全双工中继（MM-FDR），其中多个源-目的对在一个配备超大天线阵列的全双工中继的帮助下同时通信。与传统的MM-FDR协议不同，本文提出了一种允许源/目的地配置多天线的通用模型。与传统的MIMO系统相比，大规模MIMO系统必须使用易于受到硬件损害的低成本组件来构建。在本文中，硬件损伤的影响被考虑在内，并使用发送/接收失真噪声建模。我们提出了一种低复杂度的硬件损伤感知收发器方案（命名为HIA方案），以减轻失真噪声，利用统计知识的信道和天线阵列在源和目的地。为了进一步优化基于HIA的MM-FDR的频谱效率，提出了一种自由度和功率联合优化算法。仿真结果表明，如果源端和目的端的天线数与中继端的天线数成比例，HIA方案可以有效地抑制传统MM-FDR协议中出现的"天花板效应"。
2015-09-18 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
Performance of SWIPT-based Differential Amplify-and-Forward Relaying with Direct Link
针对基于差分放大转发的无线信息和功率同步传输系统，推导了两跳链路的一种新的渐近闭合概率密度函数.在此基础上，推导出了单TH链路和直接链路与线性合并方案相结合的TH链路的平均比特-出错率的渐近闭合表达式。蒙特卡罗模拟验证了解析表达式。
2017-05-11 cs.IT math.IT
Selection Combining for Differential Amplify-and-Forward Relaying Over Rayleigh-Fading Channel
本文提出并分析了慢瑞利衰落信道下差分放大前向（D-AF）中继的目的端选择合并（SC）算法。选择组合器选择具有判决变量的最大幅度的链路，用于发送符号的非相干检测。因此，与最大比合并（MRC）相反，在目的地不需要信道信息。精确的平均比特错误率（BER）的建议SC推导和验证与仿真结果。它还表明，SC方法的性能是非常接近的MRC方法，虽然具有较低的复杂度
2014-03-31 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
Amplify-and-Forward Two-Way Relaying System over Free-Space Optics Channels
本文分析了自由空间光通信信道中的双向副载波强度调制放大转发中继系统的性能。该分析同时考虑了由于大气湍流、几何扩展和指向误差引起的衰减。我们推导出，在广义无穷幂级数表达式，紧的上界和下界的总中断概率和平均错误概率的系统。研究发现，这种使用二进制相移键控（BPSK）调制的双向子载波强度调制AF中继系统可以用于实际应用中的情况下，弱湍流制度，其中所需的SNR约为30 dB，以获得平均误比特概率为10-6。还注意到，指向误差明显地降低了双向副载波强度调制AF中继系统的性能。
2017-08-16 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
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
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
Partial-Duplex Amplify-and-Forward Relaying: Spectral Efficiency Analysis under Self-Interference
我们提出了一种新的放大转发继电器的操作模式，其中继电器的输入和输出信号的频谱部分重叠。该部分双工中继模式包括作为特定情况的半双工和全双工。通过将部分双工中继视为一个带宽保持的线性周期时变系统，分析了存在自干扰时的频谱效率。与以前的作品相比，自干扰被认为是一个有用的信息承载组件，而不是简单地同化为噪声。这种方法表明，之前关于自干扰对（全双工）中继性能影响的结果过于悲观。基于频域解释的自干扰的影响，一些次优解码架构在目的节点也进行了讨论。据发现，部分双工中继模式可以提供一个有吸引力的折衷之间的频谱效率和接收机的复杂性。
2017-08-21 cs.IT math.IT
Full-duplex Amplify-and-Forward Relaying: Power and Location Optimization
在本文中，我们考虑了全双工（FD）放大转发（AF）中继系统，并优化其功率分配和中继位置，以最小化系统的符号出错率（SER）。首先，我们推导出的渐进表达式的中断概率和SER性能，考虑到残留自干扰（RSI）的FD系统。然后，我们制定的最小SER标准的基础上的优化问题。分析和数值计算结果表明，优化中继位置和功率分配可以显著提高系统误码率性能，通过优化中继位置和功率分配可以显著降低由中继干扰引起的系统性能地板。
2017-03-21 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
Cooperative Beamforming for Dual-Hop Amplify-and-Forward Multi-Antenna Relaying Cellular Networks
研究了放大转发中继蜂窝网络中基站、中继站和移动终端均配置多天线的线性波束形成设计问题。该设计基于最小均方误差准则，同时考虑了上行链路和下行链路的情况。研究发现，下行链路和上行链路波束成形设计问题具有相同的形式，可以使用具有相同结构的迭代算法来求解设计问题。针对上行链路系统满载或过载的具体情况，推导了一种新的波束形成算法，并揭示了它与现有的几种传统MIMO或多用户系统波束形成算法的关系。仿真结果证明了所提出的设计算法的性能优势。
2011-12-01 cs.IT math.IT
Cellular Multi-User Two-Way MIMO AF Relaying via Signal Space Alignment: Minimum Weighted SINR Maximization
在本文中，我们考虑线性MIMO收发器的设计蜂窝双向放大转发中继系统组成的一个单一的多天线基站，一个单一的多天线中继站，和多个多天线移动台（MS）。由于双向传输，移动台可能遭受巨大的多用户干扰。我们应用干扰管理模型，利用信号空间对齐，并提出了一种收发器的设计算法，它允许减轻由于半双工操作的频谱效率的损失，并提供灵活的性能优化占每个用户的服务质量的优先级。与基于双向信道反转和仅空分多址处理的传统双向中继方案的数值比较表明，该方案实现了优越的出错率和平均数据率性能。
2012-05-13 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
Performance of Differential Amplify-and-Forward Relaying in Multi-Node Wireless Communications
研究了时变瑞利衰落信道下多节点无线通信中差分放大转发（D-AF）中继的性能。利用一阶自回归模型来表征信道的时变性质。基于无线信道的二阶统计特性，提出了一种新的合并权值，用于目标端的信号检测。给出了成对错误概率（PEP）的表达式，并将其用于获得近似的总平均误比特率（BER）。结果表明，该系统的性能与直接和级联通道的自相关性有关，在高信噪比下存在一个不可约的误差平层。与传统的合并方案相比，新的权重导致更好的性能。在不同的场景下进行了计算机模拟，以支持分析。
2014-03-31 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
A Matrix-Field Weighted Mean-Square-Error Model for MIMO Transceiver Designs
在这封信中，我们调查一个重要的和著名的问题，即加权均方误差（MSE）最小化收发器的设计。在我们的工作中，收发器的设计提出了一种新的加权MSE模型，它被定义为一个线性矩阵函数相对于传统的数据检测MSE矩阵。新模型可以解释为加权运算从向量场到矩阵场的推广。基于所提出的加权操作，提出了一种通用的收发器设计，其目的是最小化前一线性矩阵函数的输出的递增矩阵单调函数。最优解的结构也被导出。此外，还详细讨论了矩阵单调函数的两个重要特例。这两个问题分别等价于双跳放大转发MIMO中继系统的和MSE最小化和容量最大化的收发器设计。最后得出结论，AF中继无疑是这种加权操作。
2013-02-27 cs.IT math.IT
Cellular Systems with Full-Duplex Amplify-and-Forward Relaying and Cooperative Base-Stations
在本文中提供的好处，由移动终端，通过专用的中继终端（RT）接收到的信号发送的多小区处理进行评估。与以前的作品不同，每个RT在这里被假定为能够全双工操作，并接收相邻的中继终端的传输。针对小区内TDMA和非衰落信道，考虑了Wyner提出的简化上行链路蜂窝模型。该框架有利于多小区和常规单小区接收机的每小区和速率的分析推导。特别是，分析是基于观察，在基站接收到的信号可以被解释为一个二维线性时不变系统的结果。数值结果提供，以及为了提供进一步的洞察多细胞处理与中继的性能优势。
2007-05-07 cs.IT math.IT
Hardware Impairments Aware Transceiver Design for Full-Duplex Amplify-and-Forward MIMO Relaying
在这项工作中，我们研究了全双工（FD）和放大转发（AF）中继与多个天线的行为，其中FD中继收发器的硬件损伤被考虑在内。由于每个天线上的发射中继功率和FD-AF中继中的残余自干扰的相互依赖性，当中继动态范围不高时，我们观察到降低系统性能的失真环路。在这方面，我们分析了中继功能存在的硬件不准确性和优化问题，制定最大化的信号失真加噪声比（SDNR），中继和源发射功率的约束下。由于问题的复杂性，我们提出了一个基于梯度投影（GP）的算法来获得最优解。此外，提出了一个非交替的次优解决方案，假设秩为1的中继放大矩阵，并将中继过程的设计分为多个阶段（MuStR 1）。建议MuStR 1方法，然后通过引入一个交替更新的优化变量，表示为AltMuStR 1算法增强。据观察，与GP相比，（Alt）MuStR 1算法显着降低了所需的计算复杂性的代价是轻微的性能下降。最后，所提出的方法进行评估，在各种系统条件下，并与现有文献中的方法进行比较。特别地，观察到随着硬件损伤增加，或者对于具有高发射功率的系统，应用失真感知设计的影响是显著的。
2017-08-15 cs.IT math.IT
Relay Selection for Two-way Relaying with Amplify-and-Forward Protocols
在本文中，我们提出了一个中继选择放大和转发（RS-AF）协议在一般的双向中继网络与两个源和$N$中继。在所提出的方案中，两个源首先同时向所有中继发送信号，然后选择符号和出错率（SER）最小的单个中继将接收到的信号广播回两个源。为了便于选择过程中，我们提出了一个简单的次优Min-Max中继选择标准，其中一个单一的中继，最大限度地减少两个源节点的SER将被选择。仿真结果表明，所提出的最小最大选择具有几乎相同的性能与最优选择具有较低的复杂度。我们还提出了一个简单的渐进SER表达式，并与传统的全参与放大转发（AP-AF）中继方案进行了比较。通过仿真验证了分析结果。为了提高系统的性能，最佳功率分配（OPA）之间的源和中继的渐近SER的基础上确定。仿真结果表明，建议RS-AF计划与OPA产生相当大的性能改善比一个相等的功率分配（EPA）计划，特别是与大量的中继节点。
2011-11-30 cs.IT math.IT
Power Allocation in Multi-hop OFDM Transmission Systems with Amplify-and-Forward Relaying: A Unified Approach
提出了一种多跳正交频分复用（OFDM）放大转发（AF）中继系统功率分配（PA）问题的统一算法。在所提出的方法中，我们考虑短期和长期的个人和总功率约束的源和中继，并设计分散的低复杂度PA算法时，无线链路受到信道路径损耗和小规模瑞利衰落。特别是，针对提高瞬时速率的多跳传输系统与AF中继，我们开发（i）一个接近最佳的迭代PA算法的基础上接收的SNR在目的地的精确分析;（ii）低复杂度的次优迭代PA算法的基础上的近似表达式在高SNR政权;和（iii）低复杂度的非迭代PA计划有限的性能损失。由于多跳系统中的PA问题太复杂，无法用已知的优化求解器来解决，因此在所提出的公式中，我们采用了两阶段的方法，包括不同子载波之间的功率分配阶段和不同中继之间的功率分配阶段。然后通过迭代法适当地连接各个PA阶段，该迭代法试图补偿由不同的两阶段方法引起的性能损失。仿真结果表明，所提出的功率分配算法的优越性能。
2015-08-05 cs.IT math.IT
Full-Duplex Amplify-and-Forward MIMO Relaying: Impairments Aware Design and Performance Analysis
全双工（FD）放大转发（AF）多输入多输出（MIMO）中继由于具有实现更高频谱效率和更低延迟的潜力以及固有的处理简单性而成为最近几项研究的焦点。然而，当考虑硬件失真的影响时，由于中继器发送信号协方差和残余自干扰协方差的相互依赖性质，这样的中继器遭受失真放大环路。上述行为导致具有低或中等硬件精度的系统的显著性能降级。在这项工作中，我们分析了中继传递函数以及均方误差（MSE）性能的FD-AF MIMO中继通信，集体源的加性和乘性发送和接收损伤的影响下。基于所进行的分析，设计了一个优化问题，以最大限度地减少通信MSE，并采用最近提出的惩罚对偶分解（PDD）框架解决。所提出的解决方案收敛到一个固定点的原始问题，通过一系列的凸二次规划（CQP）的，从而享受一个可接受的算术复杂性的问题尺寸变大。数值仿真验证了所提出的失真感知设计和分析的意义，相比常见的简化方法，硬件精度下降。
2020-08-13 cs.IT math.IT
Performance of Selection Combining for Differential Amplify-and-Forward Relaying Over Time-Varying Channels
选择合并（SC）在差分放大转发（AF）中继的目的地是有吸引力的，因为它不需要信道状态信息相比，半最大比合并（半MRC），同时提供接近的性能。最近报道了SC方案的性能分析，但仅针对慢衰落信道的情况。本文提供了一个精确的平均比特错误率（BER）的SC计划在一般情况下的时变瑞利衰落信道，当DBPSK调制与非相干检测在目的地一起使用。所提出的分析是彻底验证了在各种衰落的情况下的仿真结果。结果表明，系统的性能与信道的自相关值有关。研究还表明，SC方法的性能是非常接近的半MRC方法和存在一个错误的地板在高信噪比区域是不可避免的，在这两种方法。SC方法的BER分析也可以用来近似MRC方法的BER性能，其在时变信道中的精确分析评估似乎是困难的。
2014-03-31 cs.IT math.IT
A New Store-then-Amplify-and-Forward Protocol for UAV Mobile Relaying
在这封信中，我们考虑使用无人驾驶飞行器（UAV）作为移动中继，以协助两个地面用户之间的通信没有直接的链接。我们提出了一种新的存储然后放大和转发（SAF）中继协议的无人机利用其移动性与低复杂度AF中继。具体地，从源接收的信号首先存储在UAV处的缓冲器中，然后当UAV飞得更接近目的地时被放大并转发到目的地。有了这个新的SAF协议，我们的目标是通过联合优化源/无人机发射功率和无人机轨迹，以及由无人机接收和转发的每个数据包的时隙配对，最大限度地提高无人机中继系统的吞吐量。由于该问题是一个非凸的混合整数优化问题，求解难度较大，本文利用匈牙利算法、交替优化和逐次凸逼近技术，提出了一种求次优解的有效算法.数值结果表明，所提出的移动SAF中继优于传统的AF中继没有信号存储。
2020-01-05 cs.IT eess.SP math.IT
Short-Packet Two-Way Amplify-and-Forward Relaying
这封信研究了一种用于短分组通信的放大转发双向中继网络（TWRN）。我们考虑一个经典的三节点TWRN由两个源和一个中继。在有限块长机制下研究了两个时隙（2TS）方案和三个时隙（3TS）方案。我们推导出这两种方案的和块出错率（BLER）的近似封闭形式的表达式。简单的渐近表达式，在高信噪比（SNR）的总和误比特率也来自。在此基础上，分析比较了2TS和3TS方案的和误比特率性能，得到了临界块长的表达式，该表达式可以确定2TS和3TS方案在和误比特率方面的性能优势。大量的模拟，以验证我们的理论分析。结果表明，3TS方案更适合于中继传输功率较低、链路平均信噪比差异较大、对数据率和时延要求相对较低的系统。
2017-12-11 cs.IT math.IT
Integer Forcing-and-Forward Transceiver Design for MIMO Multi-Pair Two-Way Relaying
在本文中，我们提出了一种新的传输方案，命名为多对多天线用户之间的通信，其中每一对交换他们的消息的帮助下，在多址和广播阶段的一个单一的多天线中继，强迫和转发（IFF）。所提出的方案在中继处利用迫压线性接收机（IFLR），其使用等式，即，消息的线性整数组合，以利用对内干扰。因此，我们提出了基于均方误差（MSE）的收发器的设计，包括中继和用户的预编码器和投影矩阵，假设完美的信道状态信息（CSI）是可用的。在这方面，在多址接入阶段，我们为相关的预编码和滤波器设计引入了两个新的MSE准则，即，等式MSE的和（Sum-Equation MSE）和等式MSE的最大值（Max-Equation MSE），以利用继电器中的等式。此外，所提出的准则的收敛性也得到了证明。此外，在广播阶段，我们使用两个传统的均方误差准则，即用户均方误差之和（Sum MSE）和用户均方误差最大值（Max MSE），设计相关的预编码和滤波器，由用户恢复中继方程。然后，我们考虑一个更实际的情况下，不完美的CSI。针对这种情况，对IFLR接收机进行了改进，提出了另一种考虑信道估计误差影响的收发机设计方案。我们评估了我们提出的策略的性能，并将结果与传统的放大和转发（AF）和去噪和转发（DF）策略相同的情况下。结果表明，所提出的策略的中断概率和和率方面的显着优势。
2015-02-09 cs.IT math.IT
Asymptotic Analysis of Amplify and Forward Relaying in a Parallel MIMO Relay Network
本文考虑了一个并行MIMO中继网络的设置，其中$K$中继，每个配备有$N$天线，协助发射机和接收机，每个配备有$M$天线，在半双工模式下，假设$N\geq{M}$。该设置已在文献中进行了研究，如\cite{nabar}、\cite{nabar2}和\cite{qr}。在本文中，一个简单的计划，所谓的增量合作波束形成，介绍和示出，以实现在渐进的情况下，$K\to{\infty}$的网络容量的间隙不超过$O(\frac{1}{\log(K)})$。只要继电器的功率按$ω(\frac{\log^9(K)}{K})$缩放，该结果就被证明是成立的。最后，研究了渐进信噪比行为，证明了所提出的方案实现了充分的复用增益，无论中继的数量。
2007-03-30 cs.IT math.IT
Interference-Aided Energy Harvesting: Cognitive Relaying with Multiple Primary Transceivers
我们考虑一个频谱共享的情况下，一个次级发射机（ST）通过解码和转发次级中继（SR）与其目的地通信的干扰存在下，从多个主发射机。SR从接收到的包括主要干扰的射频信号中获取能量，并使用它将信息转发到次要目的地。继电器采用时间切换策略，随着时间的推移在能量收集和信息解码之间切换。在ST和SR的主要中断约束和峰值功率约束下，为了确定平均次级吞吐量，我们推导出精确的次级中断概率和遍历容量的解析表达式，分别表征延迟限制和延迟容忍传输。我们还研究了主收发器的数量和峰值功率约束对最佳能量收集时间的影响，最大限度地提高了次级吞吐量。通过利用主干扰作为能量源，与为了能量收集目的而忽略主干扰的情况相比，次级网络实现了更好的吞吐量性能。最后，我们考虑的情况下，ST也收获能量从主传输和比较其吞吐量性能与非能量收获ST的情况下。
2017-07-14 cs.IT cs.NI 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
A Framework for Transceiver Designs for Multi-Hop Communications with Covariance Shaping Constraints
对于多输入多输出（MIMO）收发器设计，和功率约束是一个优雅和理想的模型。当考虑到各种实际限制时，峰值功率约束、每天线功率约束等，协方差成形约束将充当有效且合理的模型。在本文中，我们开发了一个框架下的协方差成形约束的多跳通信的收发器设计。特别地，我们专注于多跳放大转发（AF）MIMO中继通信，其被认为是用于下一代无线系统（例如5G）的设备到设备（D2 D）通信的关键使能技术。所提出的框架包括各种线性和非线性收发器设计作为其特殊情况。它揭示了一个有趣的事实，即在每一跳中继操作可以被理解为一个矩阵版本的加权操作。此外，Tomolision-Harashima预编码（THP）和判决反馈均衡器（DFE）的非线性运算也属于此类矩阵版本加权运算的范畴。此外，无论是单纯的形状约束或联合功率约束的情况下，封闭形式的最优解已被导出。在本文的最后，各种设计的性能进行了评估模拟。
2017-02-21 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
Cooperative Beamforming in Cognitive Radio Relay Networks Using Amplify-and-Forward Relaying Technique
在这项工作中，我们研究的问题中继波束形成的认知无线电中继网络使用放大转发（AF）中继技术。我们考虑一个认知无线电网络，由单一的主要和多个次要的发射机/接收机。此外，还有几个中继节点可以帮助主网络和辅助网络。提出了一种新的中继站波束赋形方法，其中中继站的波束赋形权值是一个优化问题的解。优化问题的目标是最大化在辅接收机（SU-RX）处的最坏情况的信号与干扰加噪声比（SINR），并且约束是主接收机（PU-RX）上的干扰功率和中继节点的总发送功率。我们表明，波束形成问题可以转化为二阶锥规划（SOCP）问题，并解决了二分法搜索方法。我们的仿真结果表明，性能的改善作为一个功能的大小和功率的中继网络。
2019-10-18 cs.IT eess.SP math.IT
Multi-Pair Amplify-and-Forward Relaying with Very Large Antenna Arrays
我们考虑一个多对中继信道，多个源同时与目的地使用中继通信。每个源或目的地只有一个天线，而中继站则配备了一个非常大的天线阵列。我们调查的功率效率时，该系统的最大比合并/最大比传输（MRC/MRT）或迫零（ZF）处理在中继。使用非常大的阵列，可以使每个源或中继（或两者）的发射功率与中继天线的数量成反比，同时保持给定的服务质量。同时，可实现的和速率可以增加源-目的地对的数量的因子。我们表明，当天线的数量增长到无穷大，MRC/MRT和ZF的渐近可实现的速率是相同的，如果我们缩放的源的功率。根据大规模衰落效应，MRC/MRT可以优于ZF，反之亦然，如果我们缩放中继的功率。
2013-03-05 cs.IT math.IT
Physical-Layer Security for Two-Hop Air-to-Underwater Communication Systems With Fixed-Gain Amplify-and-Forward Relaying
我们分析了一个安全的两跳混合射频（RF）和水下无线光通信（UWOC）系统使用固定增益放大转发（AF）中继。UWOC信道的建模使用统一的混合指数广义伽玛分布，考虑气泡和温度梯度的传输特性的综合影响。使用灵活的$α-μ$分布对合法和窃听RF信道进行建模。具体来说，我们首先推导出的概率密度函数（PDF）和累积分布函数（CDF）的接收信噪比（SNR）的混合RF和UWOC系统。在PDF和CDF表达式的基础上，推导出了保密中断概率（SOP）和保密容量非零概率（PNZ）的紧下界的封闭表达式，它们都用二元Fox $H$函数表示.为了利用这些解析表达式，我们推导出的SOP和PNZ的渐近表达式只使用初等函数。此外，我们使用渐近表达式来确定最佳的发射功率，以最大限度地提高能源效率。此外，我们深入调查的水平的气泡和温度梯度在UWOC信道的效果，并研究传输介质的非线性特性和多径集群的RF信道的保密性能的数量。最后，所有的分析进行了验证，使用Monte Carlo模拟。
2020-09-21 cs.IT math.IT
Cooperative Relaying in Underlay Cognitive Systems with Hardware Impairments
研究了多天线和每个收发器有硬件损伤的认知（二次）双跳中继系统的性能。特别是，端到端（e2 e）通信的中断概率推导出封闭的形式，无论是发射天线选择与最大比组合（TAS/MRC），或TAS与选择组合（TAS/SC）建立在每一跳。简化的渐近中断表达式也得到了，它体现了系统的分集和阵列阶数，发射/接收天线数量的平衡的有效性，以及硬件损伤的e2 e通信的影响。
2015-09-01 cs.IT math.IT
Grassmannian Beamforming for MIMO Amplify-and-Forward Relaying
本文推导了多输入多输出放大转发中继信道的最优发射/接收波束形成向量和中继加权矩阵。分析分两步完成。在第一步中，发送器（Tx）和接收器（Rx）之间的直接链接被忽略，我们表明，发送器和中继器应该将它们的信号映射到Tx-中继器和中继器-Rx信道的最强右奇异向量。基于这些向量对于独立同分布（i.i.d.）瑞利信道中，格拉斯曼码本用于量化并将信道信息发送回发射机和中继。仿真结果表明，即使是少量的比特也可以在比特出错率方面显著增加链路可靠性。对于第二步，在问题模型中考虑直接链路，并且我们导出识别最佳Tx波束成形向量的优化问题。对于i.i.d瑞利信道，我们表明，这个问题的解决方案是均匀分布的单位球，我们证明了适当的格拉斯曼码本（用于确定最佳波束成形矢量），无论是分析和仿真。最后，提出了一种改进的量化方案，它引入了一个可以忽略不计的系统性能下降，但显着减少了所需的反馈位数。
2007-10-30 cs.IT math.IT
Robust Beamforming for Amplify-and-Forward MIMO Relay Systems Based on Quadratic Matrix Programming
研究了基于最小均方误差（MMSE）准则的双跳放大转发MIMO中继系统的鲁棒收发机设计问题。信道估计误差被建模为高斯随机变量，然后将其影响纳入基于贝叶斯框架的鲁棒收发器。提出了一种迭代算法来联合设计源端的预编码器、中继端的前向矩阵和目的端的均衡器，并利用二次矩阵规划（QMP）方法有效地解决了联合设计问题。
2010-05-31 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
Differential Amplify-and-Forward Relaying in Time-Varying Rayleigh Fading Channels
University of Saskatchewan（萨斯喀彻温大学）
本文研究时变瑞利衰落信道中差分放大转发中继的性能，提出新的最大比合并权重，推导配对错误概率表达式，近似总平均比特错误概率，并验证仿真结果。
2014-03-21 cs.IT cs.SY eess.SY
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
Outage Probability of Dual-Hop Multiple Antenna AF Relaying Systems with Interference
分析了双跳多天线放大转发中继系统在干扰情况下的中断性能。对于固定增益和可变增益的中继方案，系统的中断概率的精确解析表达式推导。此外，简单的中断概率近似在高信噪比政权提供，和系统实现的分集阶的特点。我们的研究结果表明，可变增益中继系统总是优于相应的固定增益中继系统。此外，固定增益中继方案仅实现分集阶数为1，而可变增益中继方案的可实现分集阶数取决于多个天线的位置。
2012-08-02 cs.IT math.IT
Amplify-and-Forward Relaying for Hierarchical Over-the-Air Computation
本文研究了一种大面积的分层空中计算（AirComp）网络，其中利用多个中继来促进来自大规模WD的数据聚合。我们提出了一个两阶段的放大和转发（AF）中继协议。在第一阶段中，WD同时将它们的数据发送到中继器，而在第二阶段中，中继器放大分别接收的信号并同时将它们转发到融合中心（FC）以进行聚合。我们的目标是最大限度地减少计算均方误差（MSE）在FC，通过联合优化WD发射系数，中继AF系数，和FC去噪因子，受其各自的发射功率约束。首先，我们考虑与全球信道状态信息（CSI）的集中式设计，其中中继间的信号可以被有益地利用数据聚合。在这种情况下，我们开发了一种基于交替优化的算法，以获得高质量的解决方案的计算MSE最小化问题。接下来，为了减少由集中式设计引起的信令开销，我们考虑了具有部分CSI的替代分散式设计，其中中继和FC通过仅需要跨不同中继的信道功率增益信息来做出自己的决定。在这种情况下，中继和FC需要将中继间信号视为有害干扰或噪声。因此，我们以迭代的方式优化与每个中继器相关联的WD的发送系数以及中继器AF系数（连同FC去噪因子），这可以以分散的方式有效地实现。
2022-01-23 cs.IT eess.SP math.IT
Upper-Bounding the Capacity of Relay Communications - Part I
本文重点研究了点对点中继通信的容量，其中发送端由中间中继辅助。详细介绍了割集和放大转发（AF）保护策略的数学模型。从信息论的角度和高斯信道的网络中，我们提出了每种中继策略的容量上限。通过两个不同的案例研究，我们分析了所述策略的各种外部区域能力。结果表明，在低信噪比环境下，割集策略的性能优于放大和前向策略。
2013-01-11 cs.IT math.IT
Amplify-and-Forward Full-Duplex Relay with Power Splitting-Based SWIPT
针对放大转发全双工中继网络，提出了一种基于功率分配的无线信息和功率同步传输的虚拟收获-发送模型和收获-发送-存储模型。中继节点采用由两个可充电电池组成的电池组。通过在每个传输块的两个连续时隙中在用于充电和放电的两个电池之间周期性地切换，每个块中的所有收集的能量已经被应用于虚拟收集-传输模型中的全双工传输。通过采用能量调度，中继节点在块级的收集、中继、收集-中继和空闲行为之间切换，使得块中收集的能量的一部分可以在收集-发送-存储模型中被调度用于未来使用。一个贪婪的切换策略被设计来实现收获-传输-存储模型，其中FDR节点发送时，其剩余能量确保在目的地解码。数值结果验证了所提出的方案的中断性能。
2016-07-05 cs.IT math.IT
Outage Performance of Multi-UAV Relaying-based Imperfect Hardware Hybrid Satellite-Terrestrial Networks
在本文中，我们考虑了一个不完善的硬件混合卫星地面网络（HALTH）的卫星通信与地面用户设备（UE）的辅助下，多个放大和转发（AF）三维（$3$ D）移动无人机（UAV）中继。在这里，我们认为，所有的收发器节点被损坏的射频硬件损伤（RFHI）。此外，随机混合移动性（MM）模型被用来描述的瞬时位置的$3$ D移动无人机中继在一个圆柱形小区与UE躺在其中心的地面平面。考虑到卫星和无人机中继收发器的聚合RFHI模型和无人机中继-UE链路的随机$3$ D距离为基础的路径损耗，我们研究了系统的中断概率（OP）和相应的渐近中断行为的机会主义中继选择方案下的影子莱斯卫星链路的信道和Nakagami- \emph{m}以及莱斯地面链路的信道的统一形式。我们证实了模拟的理论分析。
2021-06-08 cs.IT eess.SP math.IT
D-MG Tradeoff of DF and AF Relaying Protocols over Asynchronous PAM Cooperative Networks
针对非正交选择解码转发（NSDF）、正交选择解码转发（OSDF）、非正交放大转发（NAF）和正交放大转发（OAF）等中继协议，研究了一般两跳异步协作网络的分集复用折衷。假设发射机节点异步发送脉冲幅度调制（PAM）信号，其中信息符号由成形波形线性调制以发送到目的地。我们考虑两种不同的情况下，在时域中的整形波形的长度。在理论上的情况下，整形波形与无限时间的支持，它示出，双折射不影响DMT性能的系统和相同的DMT作为相应的同步网络获得所有上述协议。在有限长度成形波形的实际情况下，它示出了更好的分集增益可以实现在带宽扩展的代价。在解码和转发（DF）型协议中，异步网络在复用增益的整个范围内提供比相应同步网络更好的分集增益。在放大和转发（AF）类型的协议，异步网络提供相同的DMT的OAF协议下的相应的同步对应物，然而，更好的分集增益下NAF协议实现整个范围内的复用增益。具体地，在单中继异步网络中，NAF协议提供与2 { \times } 1多输入单输出（MISO）信道相同的DMT。
2011-02-18 cs.IT math.IT
Large System Analysis for Amplify & Forward SIMO Multiple Access Channel with Ill-conditioned Second Hop
在过去的几十年里，中继技术得到了广泛的研究，并在无线通信中得到了许多应用。在MIMO多址接入系统中，当两跳都是高斯衰落信道时，最简单的中继方法，即放大转发，已经显示出潜力。然而，在某些情况下，条件不良的信道可能出现在第二跳上。例如，这种损害可能影响具有微波链路回程的协作BS系统，其涉及具有不充分散射的强视线信道。在本文中，我们考虑了一个大的系统分析，如模型集中在最佳联合解码和联合MMSE滤波接收机。给出了基于自由概率的遍历吞吐量、最小均方误差和平均信干噪比的计算方法。此外，考虑到第二跳损害，如病态和秩不足的系统吞吐量的性能退化进行评估，而高和低SNR的限制计算所考虑的性能指标。最后，将协作基站系统与传统的信道资源划分策略进行了比较，并提出了合适的工作点。
2014-11-06 cs.IT math.IT
Distributed Compute-and-Forward Based Relaying Strategies in Multi-User Multi-Relay Networks
在本文中，我们提出了不同的实用分布式方案来解决基于计算和转发（CMF）的多用户多中继网络中的秩失效问题，没有中央协调器，其中的中继没有关于对方的先验信息。首先，提出了一种新的中继策略的基础上CMF，命名为增量计算和转发（ICMF），执行相当不错的中断概率。我们表明，分布式ICMF计划甚至可以超过集中式最优CMF在足够强的中继间链路的可实现的速率，具有更低的复杂性。然后，作为第二种方案，放大转发和计算（AFC）中的方程是在目的地，而不是在中继恢复。最后，将ICMF和AFC方案结合起来，提出了混合计算放大转发（HCAF）中继方案，该方案综合了ICMF和AFC的优点，大大提高了ICMF的性能。我们评估所提出的策略的中断概率的性能，并与传统的CMF策略，解码和转发（DF）策略，以及集中式最优CMF的结果进行比较。结果表明，所提出的计划相比，传统的计划，特别是对大量的用户和中继的显着优越性。
2015-04-04 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
Throughput Maximization for Two-way Relay Channels with Energy Harvesting Nodes: The Impact of Relaying Strategies
本文研究了具有能量收集节点的双向中继信道。特别是，我们发现传输策略，最大限度地提高双向中继信道的总吞吐量时，中继不采用数据缓冲区。中继可以执行解码转发、压缩转发、计算转发或放大转发中继。此外，我们考虑吞吐量的改善，通过动态选择中继策略，从而在混合中继策略。我们表明，迭代广义定向注水算法解决了离线吞吐量最大化问题，可实现的总和率从个人或混合中继方案。除了最优离线策略外，我们还通过动态规划得到了最优在线策略。我们提供了每个中继方案的数值结果，以支持分析结果，指出适应瞬时中继策略的优势，可用的收获能量。
2015-04-29 cs.IT math.IT
How to Understand LMMSE Transceiver Design for MIMO Systems From Quadratic Matrix Programming
本文研究了一种适用于各种无线系统的统一的线性最小均方误差（LMMSE）收发器设计框架。统一设计是基于一个优雅的和强大的数学规划技术称为二次矩阵规划（QMP）。基于QMP，可以观察到，对于不同的无线系统，存在可以用于设计LMMSE收发器的某些共同特性，例如，二次型研究还发现，从点对点MIMO系统发展到各种先进的无线系统，如多小区协作系统、多用户MIMO系统、MIMO认知无线电系统、放大转发MIMO中继系统等，LMMSE收发机设计始终保持二次性，并且始终可以通过迭代求解多个QMP问题来实现。给出了一个解决QMP问题的综合框架。本文提出的工作很可能是第一枪的收发器设计，为未来不断变化的无线系统。
2013-03-02 cs.IT math.IT
Multi-Antenna Relaying and Reconfigurable Intelligent Surfaces: End-to-End SNR and Achievable Rate
在这份报告中，我们总结了端到端的信噪比和速率的半双工，全双工，放大和转发，解码和转发中继辅助通信，以及信噪比和速率的新兴技术称为可重构智能表面。
2019-08-31 cs.IT eess.SP math.IT
