Coding for the Non-Orthogonal Amplify-and-Forward Cooperative Channel
在这项工作中，我们考虑了半双工非正交放大转发（NAF）协作信道的编码问题，其中要中继的发射机和中继间链路高度可靠。我们推导出的NAF协议，实现了分布式空时比特交织编码调制（D-ST-BICM）计划下迭代APP检测和解码的分集阶的界限。这些界限导致空时预编码器的设计，确保最大的分集阶数和高编码增益。D-ST-BICM的字出错率性能也比较中断概率限制。
2009-02-18 cs.IT math.IT
Optimal space-time codes for the MIMO amplify-and-forward cooperative channel
在这项工作中，我们扩展了非正交放大和转发（NAF）合作分集方案的MIMO信道。针对具有N个中继的半双工MIMO NAF衰落协作信道，构造了一类空时分组码。码的建设是基于非零行列式准则（NVD），并示出实现最佳的分集复用权衡（DMT）的信道。我们提供了一个一般的显式代数结构，其次是一些例子。特别地，在单中继情况下，证明了Golden码和4x4 Perfect码分别对于单天线和双天线情况是最优的。仿真结果表明，提出的编码可以获得显著的增益（高达10dB），特别是在单天线的情况下。
2006-05-04 cs.IT math.IT
Cooperative Binning for Semideterministic Channels
半确定性多用户信道的容量区域，如半确定性中继信道和多址信道与部分编码器，已被特征化使用部分解码转发的思想。然而，在中间结点处显式解码部分消息的要求在某些设置中可能是限制性的;例如，当节点具有关于信道状态的不同边信息时。在本文中，我们将此计划推广到$\textit{cooperative-bin-forward}$的观察，明确恢复的一部分消息是不需要诱导合作。相反，编码器可以对其接收到的信号进行分箱，并协作地将分箱索引转发给解码器。这个新方案的主要优点是说明通过考虑上述半确定性设置的状态相关的扩展。虽然部分解码转发在这些新设置中不适用，但协作仓转发继续实现容量。
2015-09-25 cs.IT math.IT
Modify-and-Forward for Securing Cooperative Relay Communications
提出了一种新的物理层技术，可以提高协作中继通信的安全性。所提出的方法修改的解码后的消息在中继站根据中继站和目的地之间的唯一信道状态，使目的地可以利用修改后的消息，以其优势，而窃听者不能。我们提出了一个实用的方法，安全地共享合法的合作伙伴之间的修改规则，并提出了在准静态衰落信道中的秘密中断概率。结果表明，该方案可以提供一个显着的改善，比其他方案时，中继可以成功地解码的源消息。
2014-03-26 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
Precoder Design for Multi-antenna Partial Decode-and-Forward (PDF) Cooperative Systems with Statistical CSIT and MMSE-SIC Receivers
协作通信是下一代无线网络的重要技术。除了传统的放大转发（AF）和解码转发（DF）协议之外，部分解码转发（PDF）协议是一种替代的中继方案，其对于中继节点不能可靠地解码完整源消息的场景特别有前途。然而，关于PDF协议的应用，有几个重要的问题需要解决。在本文中，我们提出了一个PDF协议和MIMO预编码器的设计在源和中继节点。预编码器的设计是适应相关MIMO信道的统计信道状态信息的基础上，并匹配到实际的最小均方误差连续干扰消除（MMSE-SIC）接收机在中继和目的节点。我们表明，在类似的系统设置下，建议的MIMO预编码器设计与PDF协议和MMSE-SIC接收机实现了显着的性能增强相比，传统的基线。
2012-02-28 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
On the Optimality of Decode and Forward for Some Cooperative Broadcast Channels
Telecom Paris（巴黎电信学院）；Technion-Israel Institute of Technology（以色列理工学院）
本文研究了在某些协作广播信道中解码转发方案的最优性，通过分层编码和解码转发技术，确定了新的容量区域边界点，并应用于高斯信道和混合信道模型。
2026-01-13 cs.IT math.IT
Optimum Relay Scheme in a Secure Two-Hop Amplify and Forward Cooperative Communication System
研究了一种MIMO安全两跳无线通信系统。在这个模型中，源-目的地和源-窃听者之间没有直接的链接。问题是在所有可能的放大转发（AF）中继策略上最大化系统的保密容量，使得源节点和中继节点处的功率消耗是有限的。当所有节点都配置单天线时，充分刻画了该非凸优化问题。当所有节点（除了预定接收机）都配备有多个天线时，基于信道增益矩阵的广义特征值-特征向量来表征优化问题。
2011-10-15 cs.IT math.IT
On the Role of Estimate-and-Forward with Time-Sharing in Cooperative Communications
在这项工作中，我们专注于一般中继信道。我们研究的应用估计和转发（EAF）到不同的场景。具体来说，我们考虑的辅助随机变量，总是满足可行性约束的分配。我们首先考虑多中继信道，并获得一个可实现的速率，而无需解码的中继。我们证明了这一结果的好处，通过一个明确的离散无记忆多中继的情况下，多中继EAF是优于多中继解码和转发（EAF）。然后，我们考虑高斯中继信道编码调制，在那里我们表明，一个三级量化优于高斯量化通常用于评估在这种情况下可实现的速率。最后，我们考虑合作的一般广播的情况下，多步会议。我们应用估计和转发，以获得一个一般的多步可达速率区域。然后，我们给出了一个显式的分配的辅助随机变量，并使用这个结果来获得一个显式的表达式为一个单一的共同消息广播的情况下，两步会议。
2006-11-01 cs.IT math.IT
Outage Probability Analysis of Amplify-and-Forward Cooperative Diversity Relay Networks
然而，放大和转发中继协议的衰落端到端信道增益的统计分析是众所周知的极其复杂的，并且迄今为止的研究工作仅研究了在非常低或非常高的信噪比下网络的中断概率的渐近行为。目前大多数的作品绕过分析的复杂性，首先忽略加性高斯白噪声的影响，然后通过使用简单的近似上限的信号噪声比。在本文中提出的新的近似上界，是远远优于以前的结果，为整个信噪比，这使得我们能够推导出精确的解析表达式来研究加性高斯白噪声对网络性能的影响。
2016-04-21 cs.IT math.IT
Optimal Relay-Subset Selection and Time-Allocation in Decode-and-Forward Cooperative Networks
我们提出了最佳中继子集的选择和传输时间的解码和转发，半双工合作网络的任意大小。资源分配是通过最大化针对每个可能的活动中继子集获得的速率来获得的，并且针对每个集合的唯一时间分配可以通过求解线性方程组来获得。我们还提出了一个简单的递归算法的优化问题，减少了计算量，找到所需的矩阵求逆，并减少了所需的迭代次数。我们的研究结果，在停电率方面，确认的好处，增加潜在的继电器到一个小的网络和边际收益递减为一个更大的网络。我们还表明，优化的信道资源，确保更多的中继是活跃在一个更大的SNR范围内，线性网络星座显着优于网格星座。通过仿真，优化被证明是强大的节点编号。
2008-12-19 cs.IT math.IT
Towards the Optimal Amplify-and-Forward Cooperative Diversity Scheme
在慢衰落信道中，如何找到一种能够达到发射分集上界的协作分集方案仍然是一个悬而未决的问题。事实上，所有先前提出的放大和转发（AF）和解码和转发（DF）方案在复用增益r高于0.5的分集复用折衷（DMT）方面不随着中继器的数量而改善。在这项工作中，我们研究了一类时隙放大转发（SAF）计划。我们首先建立一个上限的DMT任何SAF方案与任意数量的中继N和时隙M的数量。然后，我们提出了一个顺序SAF计划，可以利用潜在的分集增益在高复用增益制度。更确切地说，在某些条件下，顺序SAF方案实现了所提出的DMT上界，当M趋于无穷大时，DMT上界趋向于发射分集界。特别地，对于两个中继器的情况，三时隙顺序SAF方案实现了所提出的上限，并且对于复用增益r < 2/3，优于Azarian等人的两个中继器非正交放大转发（NAF）方案。数值结果表明，我们的计划比以前提出的AF计划，特别是在高频谱效率和大的网络规模政权显着的增益。
2006-11-30 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
Broadcast Approach and Oblivious Cooperative Strategies for the Wireless Relay Channel - Part II: Block-Markov Decode-and-Forward (BMDF)
这是第二个两部分的一系列文件中的广播方法纳入不经意的协议的中继信道的源和中继并置。第I部分描述了广播方法及其在与顺序解码转发（SDF）方案一起使用时在可实现速率方面的益处。第二部分研究了另一种不经意的方案，在单层和双层传输下的块马尔可夫解码和转发（BLOCK）。对于单层，以前报道的结果得到了增强，并建立了关于源和中继传输之间的最佳相关系数的猜想。对于两个或更多个层的离散多层传输，它示出了完美的合作（2x 1 MISO）率，即使以较长的延迟为代价的低配置增益，改善后，可实现的SDF。
2010-07-26 cs.IT math.IT
Decode-and-Forward Based Differential Modulation for Cooperative Communication System with Unitary and Non-Unitary Constellations
在本文中，我们推导出一个最大似然（ML）解码器的差分数据在解码和转发（DF）的协作通信系统利用未编码的传输。该译码器适用于适合差分调制的复值酉和非酉星座。ML解码器有助于提高基于DF的差分协作系统使用错误的中继节点的分集。我们还推导出一个分段线性（PL）解码器的差分数据传输的DF为基础的合作系统。所提出的PL解码器显着降低了解码的复杂性相比，建议ML解码器没有任何显着的接收机性能下降。在基于DF的协作通信系统中，差分调制未编码数据的现有ML和PL解码器仅适用于二进制调制信号，如二进制相移键控（BPSK）和二进制频移键控（BFSK），而所提出的解码器适用于适合于未编码传输下的差分调制的复值酉星座和非酉星座。我们推导出一个封闭的表达式的未编码的平均符号出错率（SER）的建议PL解码器与M-PSK星座在一个合作的通信系统与一个单一的中继和一个源-目的地对。忽略高阶噪声项的近似平均SER也来自此设置。它是解析示出的基础上推导出的近似SER，建议PL解码器提供了充分的多样性的二阶。此外，我们还得到了近似SER的差分DF系统与多个中继渐近高信噪比的源中继链路。
2012-04-11 cs.IT math.IT
Weighted Selection Combinings for Differential Decode-and-Forward Cooperative Networks
针对瑞利衰落信道下的差分译码转发中继系统，提出了两种加权选择合并（WSC）方案。与传统的选择合并方案相比，中继链路的判决变量乘以比例因子以对抗错误传播现象。推导了两种WSC方案的平均出错率（ABER）的封闭表达式，并通过仿真验证了其正确性。对于第二种WSC方案，推导了渐近的ABER表达式和分集阶数，以更好地理解该方案。此外，它表明，这两个WSC计划可以克服额外的噪声放大引起的链路自适应中继方案。第一种WSC方案略逊于第二种方案，第二种方案具有更高的复杂度。这两个建议的WSC计划优于传统的选择合并方案。
2017-05-11 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
Cooperative Hybrid ARQ Protocols: Unified Frameworks for Protocol Analysis
协作混合自动重传请求（HARQ）协议由于能够充分利用空间和时间上的差异性而得到了广泛的研究。协作HARQ协议的效率高于协作协议的效率，因为仅在必要时执行重传。我们将协作HARQ协议分为三种基于解码转发的HARQ（DF-HARQ）协议和两种基于解码转发的HARQ（AF-HARQ）协议。为了比较这些协议，并获得最佳的参数，两个统一的框架开发的协议分析。使用该框架，我们可以评估和比较的最大吞吐量和中断概率根据信噪比，中继位置，和延迟约束的协议。
2010-10-18 cs.IT math.IT
Outage Performance Analysis of Multicarrier Relay Selection for Cooperative Networks
在本文中，我们分析了两个多载波中继选择方案，即批量和每个子载波的选择，两跳正交频分复用（OFDM）系统的中断性能。为了提供一个全面的分析，三个转发协议：解码和转发（DF），固定增益（FG）放大和转发（AF）和可变增益（VG）AF中继系统。我们得到封闭形式的近似的中断概率和封闭形式的表达式的渐近中断概率在高信噪比（SNR）区域的所有情况下。我们的分析验证了蒙特卡洛模拟，并提供了一个分析框架，多载波系统与中继选择。
2017-08-19 cs.IT math.IT
Broadcast Approach and Oblivious Cooperative Strategies for the Wireless Relay Channel - Part I: Sequential Decode-and-Forward (SDF)
在这两部分纸，我们考虑一个无线网络中，一个源终端与目的地和中继终端进行通信，偶尔出现在附近的源，没有源的知识，建议不经意的协议。假设源-中继信道由于邻近性而为固定增益AWGN，而源-目的地信道和中继-目的地信道经受块平坦瑞利衰落。假设仅在相应接收器处的完美CSI。与平均吞吐量作为性能指标，我们将一个两层的广播方法到两个合作策略的基础上的解码和转发方案-顺序解码和转发（SDF）在第一部分和块马尔可夫（BM）在第二部分。广播方法将传输速率分成对应于“坏”和“好”信道状态的叠加层，允许更好地适应实际信道条件。在第I部分中，在广播方法下，使用连续解码技术，数值和解析地推导出SDF策略的可实现速率表达式，用于多个设置，包括单用户、MISO和一般中继设置。连续广播的下限推导出MISO和一个不经意的合作场景。
2010-07-26 cs.IT math.IT
Selective Combining for Hybrid Cooperative Networks
在这项研究中，我们考虑了选择性合并的混合合作网络（SCHCNs计划）与一个源节点，一个目的节点和$N$中继节点。在SCCN方案中，每个中继首先通过检查错误检测码结果在每帧的基础上在放大和转发协议与解码和转发协议之间进行自适应选择，并且$N_c$（$1\leq N_c \leq N$）中继将被选择以将它们接收到的信号转发到目的地。首先，我们开发了一个信噪比（SNR）阈值为基础的帧出错率（FER）的近似模型。然后，利用所提出的基于SNR阈值的FER近似模型，推导出SCHCN方案的理论FER表达式。仿真结果验证了FER解析表达式的正确性。
2014-01-04 cs.IT math.IT
Optimal Unitary Linear Processing for Amplify-and-Forward Cooperative OFDM systems
在本文中，我们考虑了正交频分复用系统中的转发中继酉线性处理的中继。我们提出了一个通用的分析框架，以找到酉线性处理矩阵，最大限度地提高系统的可达速率。我们表明，最佳的处理矩阵是一个置换矩阵，这意味着子载波配对策略是最佳的。我们进一步推导出最佳的子载波配对方案的情况下，有和没有直接的源-目的地路径的多样性。仿真结果表明，与非最佳线性处理和非配对相比，最佳子载波配对可实现的增益。
2012-04-26 cs.IT math.IT math.OC
Cooperative Algorithms for MIMO Amplify-and-Forward Relay Networks
干扰对齐是在干扰信道中提供高复用增益的信令技术。它可以扩展到多跳干扰信道，其中中继帮助源和目的地之间的传输。除了覆盖扩展和容量增强之外，中继还增加了干扰信道中的复用增益。针对多天线放大转发中继干扰信道，提出了三种协作算法。该算法设计的发射机和中继，使在接收机的干扰可以对齐和消除。第一种算法最小化来自中继器的增强噪声和接收器处的干扰的和功率。第二种和第三种算法依赖于均方误差和互信息之间的联系，通过矩阵加权和均方误差最小化来解决具有等式或不等式功率约束的端到端和速率最大化问题。由此产生的迭代算法收敛到相应的优化问题的稳定点。仿真结果表明，所提出的算法实现了更高的端到端的和速率和复用增益比现有的AF中继，解码和转发中继，直接传输的策略。第一种算法在高信噪比时性能优于其他算法，但在低信噪比时性能不如其他算法。由于功率控制，第三算法在开销的代价下优于第二算法。
2012-09-07 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
Cellular Systems with Full-Duplex Compress-and-Forward Relaying and Cooperative Base Stations
在本文中提供的优势，由移动终端（MT）通过专用中继终端（RT）接收的信号发送的多小区处理进行了研究。假设每个RT能够全双工操作并且接收相邻中继终端的传输。针对小区内TDMA和非衰落信道，在Wyner提出的上行链路模型的基础上，提出了一种简化的中继辅助上行链路蜂窝模型。假设一个游牧应用，其中的RT是不经意的MT的码本，一种形式的分布式压缩和转发（CF）方案与解码器侧信息被采用。每细胞的CF计划的和率推导，并给出作为一个简单的不动点方程的解决方案。该可实现的速率揭示了CF方案能够完全消除中继间干扰，并且对于强RT传输功率，它接近“割集样”上界。CF率也示出超过放大和转发方案的速率，通过数值计算的系统参数的范围很广。
2008-05-01 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
Building a Cooperative Communications System
在本文中，我们提出了一个完整的实施放大和转发合作通信系统的空中实验的结果。我们定制的基于OFDM的物理层使用分布式版本的Alamandro分组码，其中中继发送Alamandro编码符号的一个分支。首先，我们分析和实验表明，放大和转发协议不受载波频率偏移在中继。这一结果使我们能够使用传统的Alamanti接收机没有改变分布式中继系统。我们的完整系统实现显示，在峰值功率受限的网络增益高达5.5dB。因此，我们可以得出结论，即使是最简单的中继形式也可以在实际实现中带来显着的收益。
2007-07-20 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
Goodput Maximization in Cooperative Networks with ARQ
在本文中，平均成功吞吐量，即，研究了瑞利衰落环境下编码3节点协作网络的有效吞吐量。假设在网络中采用简单的自动重传请求（ARQ）技术，使得错误接收的码字被重传直到成功递送。假设继电器工作在放大转发（AF）或解码转发（DF）模式。在这些假设下，描述了重传机制和协议，并确定了成功发送信息所需的平均时间。随后，制定了AF和DF中继的有效吞吐量。的权衡和有效吞吐量，传输速率和中继位置之间的相互作用进行了研究，并确定最佳策略。
2011-01-14 cs.IT math.IT
Approximately-Universal Space-Time Codes for the Parallel, Multi-Block and Cooperative-Dynamic-Decode-and-Forward Channels
显式代码的构建，实现分集复用增益权衡的合作中继信道下的动态解码和转发协议的任何网络规模和所有数量的发送和接收天线在中继。一个特别简单的代码结构，使使用的阿拉姆代码作为一个基本的积木提供了一个继电器的情况。一路上，我们证明了空时码以前在文献中构造的块衰落和并行信道是近似普遍的，即，它们实现了对于任何衰落分布的DMT。它示出了如何近似的普遍性，这些代码导致第一DMT最佳的一般，MIMO-OFDM信道的代码建设。
2007-07-13 cs.DM cs.IT cs.NI
D-MG Tradeoff and Optimal Codes for a Class of AF and DF Cooperative Communication Protocols
我们考虑协作中继通信在衰落信道环境下的正交放大和转发（OAF）和正交和非正交选择解码和转发（OSDF和NSDF）协议。对于所有这些协议，我们计算分集复用增益权衡（DMT）。我们构造DMT最佳码的协议，这是球解码，在某些情况下，产生尽可能小的延迟。我们的研究结果表明，DMT的OAF协议是相同的DMT的非正交放大和转发（NAF）协议。考虑了NSDF协议的两种变体：固定NSDF和可变NSDF协议。在可变NSDF协议中，允许源单独发送的持续时间的一部分随通信速率而变化。在静态放大和转发和解码和转发协议的类中，可变NSDF协议被证明具有最好的已知DMT除了两个中继的情况下，对于任何数量的中继。当有两个中继时，可变NSDF协议被示出为改善DMT的最佳先前已知的协议的复用增益的更高的值。我们的研究结果还建立了固定的NSDF协议有一个更好的DMT比NAF协议的任何数量的中继。最后，我们提出了一个DMT的最佳编码结构的NAF协议。
2006-11-30 cs.IT math.IT
Resource Allocation and Interference Mitigation Techniques for Cooperative Multi-Antenna and Spread Spectrum Wireless Networks
本章介绍了联合干扰抑制和功率分配算法的DS-CDMA和MIMO网络的多跳和放大转发和解码转发（DF）协议。提出了一种中继间功率电平联合分配和线性干扰抑制的方案。我们还考虑了另一种策略，联合干扰抑制和中继选择，最大限度地提高系统中的多样性。仿真结果表明，所提出的跨层优化算法获得显着的增益在现有的计划的容量和性能。
2013-01-24 cs.IT math.IT
Wireless Information and Power Transfer for Multi-Relay Assisted Cooperative Communication
在本文中，我们认为同时无线信息和功率传输（SWIPT）的多中继辅助两跳中继系统，其中多个中继节点同时协助从源到目的地的传输使用分布式空时编码的概念。每个中继应用功率分配协议来协调接收信号能量以用于信息解码和能量收集。针对解码转发（DF）和放大转发（AF）中继协议，推导了中继节点功率分配比的优化问题。提出了有效的算法来寻找最优解。仿真结果验证了所提方案的有效性。
2016-02-22 cs.IT 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
Semantic-Forward Relaying: A Novel Framework Towards 6G Cooperative Communications
Northwestern Polytechnical University（西北工业大学）；University of Houston（休斯顿大学）；Kyung Hee University（庆熙大学）；IMT-Atlantique（IMT-大西洋）；Japan Advanced Institute of Science Technology（日本先端科学技术大学院大学）；University of Oulu（奥卢大学）
本文提出面向6G的语义转发中继框架，通过提取传输语义特征减少载荷并增强鲁棒性，结合Turbo原理设计联合信源信道编码算法迭代交换外信息，仿真证明即使在恶劣信道下也能有效提升恢复信息质量。
2024-01-12 cs.IT cs.LG cs.NI
Cooperative Spectrum Sensing for Amplify-and-Forward Cognitive Networks
我们开发了一个合作放大转发认知无线电网络中的频谱感知框架。我们考虑一个随机模型，中继分配在认知无线电网络中的主用户的信号传输到一个认知辅助基站（SBS）。我们开发的贝叶斯最优决策规则下的各种情况下的信道状态信息（CSI）从完美到不完美的CSI。为了获得基于似然比检验（LRT）的最优决策规则，需要逐点评估与存在或不存在传输相关的每个假设下的边际似然。然而，在某些情况下，LRT的评价不能解析地进行，由于所涉及的多维积分的棘手性。在其他情况下，检验统计量的分布不能准确地获得。为了克服这些困难，我们设计了两个算法来近似边缘似然，并获得决策规则。第一种是基于高斯近似，我们通过Berry-Esseen界的多变量版本量化近似的准确性。第二种算法是基于拉普拉斯近似的边际似然，这导致在一个非凸优化问题，有效地解决了通过贝叶斯期望最大化方法。我们还利用Laguerre级数展开近似的分布的检验统计量的情况下，它的分布不能得到准确的。性能通过分析界和数值模拟进行评估。
2011-11-01 cs.IT math.IT
Cooperative Transmission for a Vector Gaussian Parallel Relay Network
在本文中，我们考虑了一个并行中继网络，其中两个中继协作帮助源发送到目的地。我们假设源节点和目的节点配备有多个天线。研究了三种基本方案及其可实现的速率：解码转发（DF）、放大转发（AF）和压缩转发（CF）。对于DF方案，源发送两个专用信号，每个中继一个，其中脏纸编码（DPC）在两个专用流之间使用，并且公共信号用于两个中继。中继站有效地利用公共信息，在到目的地的传输中引入适当量的相关性。我们证明了DF方案在一定条件下达到了容量。我们还表明，CF计划是渐近最优的高中继功率限制，无论信道秩。事实证明，AF计划也达到渐近最优，但只有当中继到目的地的信道是满秩。通过数值结果讨论了三种格式的相对优势。
2009-09-10 cs.IT math.IT
Cooperative Relaying at Finite SNR -- Role of Quantize-Map-and-Forward
量化映射和转发（QMF）中继已被证明可以实现任意慢衰落全双工网络以及单中继半双工网络的最佳分集复用权衡（DMT）。一个关键的原因是，在噪声水平的量化足以实现约在加性间隙内的割集界，而不需要任何瞬时信道状态信息（CSI）。然而，DMT仅捕获高SNR性能，并且潜在地，中继处的有限CSI可以在中等SNR下提高性能。在这项工作中，我们提出了一个优化框架QMF中继慢衰落信道。针对矢量高斯量化器，根据中继节点的可用信道状态信息，通过寻找最佳量化电平和中继调度，优化了全双工和半双工单中继节点的中断概率。对于N-中继菱形网络，我们导出了一个通用量化器，该量化器仅使用网络拓扑信息将QMF的加性近似间隙从传统的Θ（N）bits/s/Hz锐化为Θ（log（N））bits/s/Hz。本文还导出了双中继和对称N中继菱形网络的信道感知最优量化器的解析解。此外，我们证明了我们的优化QMF方案与解码转发（DF）或动态DF协议的适当杂交提供了显着的有限SNR增益超过个别计划。
2013-07-17 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
Cooperative Lattice Coding and Decoding
提出了一种适用于超时受限协作信道的格型编码框架。该框架提供了实际的实现Azarian等人提出的最佳合作协议。特别是，对于中继信道，我们实现了一个变种的动态解码和转发协议，它使用正交星座减少所看到的目的地的单输入单输出时间选择性的通道，同时继承相同的分集复用权衡。这种简化允许使用传统的置信传播或树搜索架构来构建接收器。我们的框架还概括了杨和Belfiore的编码方案的放大和向前合作的背景下。对于协作多址信道，提出了一种与Azarain等人的最优线性协作协议相匹配的树编码方法。对于这种情况下，MMSE-DFE Fano解码器被示出享受性能和复杂度之间的良好权衡。最后，所提出的计划的效用是建立通过全面的仿真研究。
2006-02-16 cs.IT math.IT
Throughput Optimized Multi-Source Cooperative Networks With Compute-and-Forward
在这项工作中，我们研究了一个多源多播网络的帮助下，任意数量的中继，假设没有直接的链接是在每个S-D对。目标是找到所有源节点的最大公共组播吞吐量的基本限制，如果资源分配是可用的。提出了一种采用中继策略的传输协议，即计算转发（CPF）。{We调整文献中的方法以获得整数网络构造的系数矩阵（朴素方法、局部最优方法以及全局最优方法），以适合具有任意数目的继电器的一般拓扑。两个传输场景解决。第一种情况是延迟严格传输，其中每个消息必须在一个时隙内传递。第二种情况是延迟容忍传输，其中没有施加延迟约束。建立了最大化短期和长期公共多播吞吐量的相关优化问题，并给出了功率和时隙的最优分配。性能比较表明，CPF策略优于传统的解码转发（DF）策略。它还表明，随着更多的中继，CPF策略表现得更好，由于增加的多样性。最后，通过仿真，可以观察到，对于一个大的网络，在相对较高的信噪比制度，CPF与网络构造矩阵的局部最优方法可以执行接近的全局最优方法。
2014-06-04 cs.IT math.IT
Analytic performance evaluation of M-QAM based decode-and-forward relay networks over enriched multipath fading channels
本文研究了在丰富多径衰落信道下的再生式多节点双跳协作系统。推导了译码转发中继系统中$M{-}$正交调制信号在独立同分布和独立非同分布Nakagami ${-}$ q（Hoyt）衰落信道下的符号误码率的解析表达式。推导出的表达式是基于矩生成函数的方法，并给出在广义劳里塞拉级数的封闭形式。通过与计算机模拟结果的比较，所提供的结果得到了广泛的验证，并且在再生协作中继通信系统的分析性能评估中是有用的。为此，它示出的合作系统的性能，如预期的那样，所采用的中继的数量以及由衰落参数$q$，这占\textit{pre-Rayleigh}衰落条件下，经常遇到的移动蜂窝无线电系统的值的影响。
2016-12-29 cs.IT math.IT
Compute-and-Forward Strategies for Cooperative Distributed Antenna Systems
我们研究了一个分布式天线系统，其中$L$天线终端（AT）连接到中央处理器（CP）通过数字无差错链路的有限容量$R_0$，并为$K$用户终端（UT）。本文的主要工作如下：1）在上行链路中，采用“计算转发”（CoF）方法，研究有限信噪比下的系统优化问题; 2）在下行链路中，提出了一种新的预编码方案，称为“反向计算转发”（RCoF）; 3）在这两种情况下，我们都基于接收机处的标准标量量化来呈现CoF和RCoF的低复杂度版本，这导致离散输入离散输出对称无记忆信道模型，对于该模型，可以通过标准单用户线性编码来实现接近最优的性能; 4）针对大$R_0$的情况，提出了一种新的“迫零波束形成”（IFB）方案，该方案推广了流行的迫零波束形成，并获得了接近最优高斯脏纸编码的和速率性能。所提出的上行链路和下行链路系统优化特别关注AT和UT选择问题。我们提出了低复杂度的AT和UT的选择方案，并证明，通过Monte Carlo仿真在一个现实的环境中的衰落和阴影，所提出的方案基本上消除了系统矩阵的秩不足的问题，并大大减轻了非整数惩罚影响CoF/RCoF在高信噪比。与其他国家的最先进的信息理论的计划，如“量化reMap和转发”的上行链路和“压缩脏纸编码”的下行链路的比较，显示所提出的方法具有显着降低复杂度的竞争力的性能。
2013-03-05 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
On the Achievable Diversity-Multiplexing Tradeoffs in Half-Duplex Cooperative Channels
在本文中，我们提出了新的合作传输协议的延迟有限的相干衰落信道组成的N（半双工和单天线）的合作伙伴和一个小区站点。在我们的工作中，我们区分中继，合作广播（下行链路），合作多址（上行链路）信道。对于中继信道，我们研究了两类合作方案，即放大和转发（AF）协议和解码和转发（DF）协议。对于第一类，我们建立了一个上限上实现的分集复用的权衡与一个单一的中继。然后，我们构建了一个新的AF协议，达到这个上限。该算法扩展到一般情况下，N-1中继，它被证明优于空时编码协议的Laneman和Warenell，而不需要解码/编码的中继。对于这类DF协议，我们提出了一种动态解码转发（DDF）协议，该协议在复用增益0 < r < 1/N的情况下实现了最优折衷。此外，与一个单一的中继，DDF协议示出占主导地位的AF协议的所有复用增益的类。DDF协议的优越性在协作广播信道中表现得更为明显。这种情况是相反的合作多址信道，我们提出了一个新的AF协议，实现了所有复用增益的最佳权衡。在这三种情况下，所提出的协议的一个显著特征是它们不依赖于正交子空间，从而允许更有效地利用资源。事实上，使用我们的研究结果可以说，以前提出的协议的次优源于他们使用的正交子空间，而不是半双工约束。
2005-06-07 cs.IT math.IT
Process-and-Forward: Deep Joint Source-Channel Coding Over Cooperative Relay Networks
针对协作中继网络图像传输，提出基于变换器的深度联合信源信道编码方案DeepJSCC-PF，通过处理并转发策略，在半双工和全双工下均优于传统压缩转发方案。
2024-11-08 cs.IT eess.SP math.IT
Uplink Cooperative Interference Cancellation for Cellular-Connected UAV: A Quantize-and-Forward Approach
空中-地面干扰是在具有传统地面用户和新的无人机（UAV）用户的蜂窝网络中实现高频谱效率的主要障碍。由于其与地面的强视距（LoS）信道，UAV在其上行链路/下行链路通信中可能对大量非关联但共信道的基站（BS）造成/遭受严重干扰。在这封信中，我们提出了一种新的合作干扰消除（CIC）的无人机的上行链路通信，以减轻其强干扰的同信道基站，这只需要每个同信道基站和它的相邻的帮助BS之间的本地合作。具体地，不服务于UAV的通信信道中的任何用户的帮助BS将它们从UAV接收到的信号转发到它们的辅助同信道BS，该辅助同信道BS然后处理量化信号及其自己的接收信号，以经由通过线性/非线性干扰消除技术（ICT）消除UAV的信号来解码其服务的地面用户的消息。我们推导出建议的CIC方案与不同的ICT作为无人机的发射功率和速率的函数的可实现的速率，从而揭示了条件下，建议的CIC方案优于现有的CIC方案的基础上的解码和转发（DF）操作的帮助BS。
2020-06-01 cs.IT eess.SP 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
Deep Joint Source-Channel Coding Over Cooperative Relay Networks
本文提出基于深度联合信源信道编码的图像传输方案，应用于协作中继网络，在AF、DF基础上引入PF模式，仿真显示优于数字基线且性能优雅退化，PF以低复杂度达到DF性能。
2024-03-18 cs.IT eess.SP math.IT
Wireless-Powered Relays in Cooperative Communications: Time-Switching Relaying Protocols and Throughput Analysis
我们考虑无线供电的放大转发和解码转发中继协作通信，其中能量受限的中继节点首先通过从源接收的射频信号收获能量，然后使用收获的能量将源信息转发到目的地节点。我们提出了基于时间切换的能量收集（EH）和信息传输（IT）协议与两种模式的EH在继电器。对于连续时间EH，EH时间可以是总传输块时间的任何百分比。对于离散时间EH，整个传输块用于EH或IT。所提出的协议是有吸引力的，因为它们不需要在发射机侧的信道状态信息，并使中继传输与预设的固定传输功率。我们推导出所提出的协议的可实现的吞吐量的解析表达式。推导出的表达式进行了验证，通过与模拟的比较，并允许系统的性能被确定为系统参数的函数。最后，我们表明，所提出的协议优于文献中现有的固定持续时间EH协议，因为它们智能地跟踪所收集的能量的水平，以在线方式在EH和IT之间切换，从而有效地利用资源。
2015-03-18 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
Optimal Routing for Decode-and-Forward based Cooperation in Wireless Networks
我们研究合作的无线中继网络中，节点可以帮助对方在数据传输。研究了多中继节点的单源单目的网络中不同的编码策略。考虑到节点可以合作的无数方式，存在自然的路由问题，即，确定将所述数据从所述源中继到所述目的地的有序节点集合。我们发现，对于一个给定的路由，解码和转发策略，这是一个信息理论的合作编码策略，实现率显着高于通常的多跳编码策略，这是一个点对点的非合作编码策略。我们构建了一个算法，找到一个最佳的路由（在速率最大化方面）的解码和转发策略。由于该算法在最坏情况下运行在阶乘时间，我们提出了一个启发式算法，运行在多项式时间。启发式算法输出的最优路径时，节点发送独立的码字。我们使用实际的低密度奇偶检验码来实现这些编码策略，以比较不同路由上的策略的性能。
2007-04-04 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
