On Achievable Schemes of Interference Alignment in Constant Channels via Finite Amplify-and-Forward Relays
本文阐述了在恒定信道中通过有限放大转发（AF）中继实现干扰对齐的方案。考虑$K$源与$K$目的地通信，除了中继连接之外没有直接链路。继电器的总数是有限的。目标是实现所有用户对的干扰对齐，以获得其无干扰自由度的一半。一般来说，采用两种策略：在边缘编码和在中间编码，其中继电器表现出不同的角色。的贡献是，两个基本的和关键的元素被捕获，使在这个网络中的干扰对齐：信道随机性或相关性;子空间维度抑制。
2012-11-18 cs.IT math.IT
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
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
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
SNR Degradation due to Carrier Frequency Offset in OFDM based Amplify-and-Forward Relay Systems
在这封信中，信噪比（SNR）性能的正交频分复用（OFDM）放大转发（AF）中继系统中存在的载波频率偏移（CFO）的衰落信道进行了分析。推导了单中继节点情况下的信噪比表达式，并将其推广到多中继节点情况。分析结果表明，信噪比对频偏十分敏感，而信噪比对频偏的敏感性主要取决于相应链路信道的功率和增益因子。
2017-03-21 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
Average Sum-Rate of Distributed Alamouti Space--Time Scheme in Two-Way Amplify-and-Forward Relay Networks
在本文中，我们提出了一种分布式阿拉姆空时码（DASTC）的双向中继网络采用一个单一的放大转发（AF）中继。首先，我们推导出封闭形式的表达式近似的平均和率的建议DASTC计划。我们的分析是通过与蒙特卡洛模拟结果的比较进行验证。数值结果验证了我们所提出的方案的有效性比传统的DASTC与单向通信。
2010-11-05 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
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
Distributed Space Time Codes for the Amplify-and-Forward Multiple-Access Relay Channel
在这项工作中，我们提出了一个家庭的空时分组码的多址放大转发中继信道与两个用户和一个单一的半双工中继的建设。假设在发射机处没有信道侧信息，并且不允许它们一起协作。使用分集复用权衡作为评估性能的工具，我们证明了所提出的方案是在一定意义上的最优。此外，我们提供的数值结果表明，新的方案优于正交传输方案，e。G.分时并提供显着的收益。
2008-04-09 cs.IT math.IT
Detectability of Symbol Manipulation by an Amplify-and-Forward Relay
本文研究了源节点依靠中继节点向其他节点转发信息来检测潜在恶意中继节点的问题。考虑了两个源节点同时向中继发送符号的信道模型。中继器被约定以放大转发方式将其接收到的符号转发回源。然而，存在中继可能将改变的符号发送回源的机会。每个源尝试通过将其从中继接收的以其自身发送的符号为条件的符号的经验分布与信道的已知随机特性进行比较来单独地检测中继的这种恶意行为。研究表明，当且仅当信道满足不可操纵的条件时，中继的恶意性才能被渐近检测到，且该条件易于检验.因此，不可操纵的条件为我们提供了一个明确的标准，以确定上述类别的符号操纵攻击的可检测性可能进行的中继。
2012-05-14 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
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
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
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
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
Securing Full-Duplex Amplify-and-Forward Relay-Aided Transmissions Through Processing-Time Optimization
我们调查的全双工（FD）放大转发（AF）中继信道的物理层安全性。我们提供了一个新的角度来看这个问题，并表明，在继电器的处理时间（延迟）可以利用，以提高系统的安全性。我们发现，FD AF中继信道可以被看作是一个符号间干扰（ISI）的信道，因此，离散傅立叶变换（DFT）可以用于数据调制和解调转换的频率选择性信道平坦衰落信道的每个子信道/子载波。通过利用需要通过插入循环前缀来清除信道存储器的事实，Alice注入了仅伤害窃听节点的人工噪声（AN）信号。该AN信号的强度及其干扰等级由中继的处理时间控制。
2021-01-25 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
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
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
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
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
A Theorem on the Asymptotic Outage Behavior of Fixed-Gain Amplify-and-Forward Relay Systems
给出了一个描述固定增益放大转发（FGAF）中继系统高信噪比中断行为的定理。定性地，该定理指出，中断概率根据幂律衰减，其中功率由潜在的每跳衰落分布的矩的极点决定。当前导极点（平面中最右边的极点）是二阶或二阶以上时，幂律衰减会受到对数因子的抑制。该定理易于应用，并给出了几个例子。
2014-07-09 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
A Tutorial on the Optimization of Amplify-and-Forward MIMO Relay Systems
多输入多输出（MIMO）无线信道的显着承诺，激发了激烈的研究活动，以表征与不同操作条件下的发送（源）和接收（目的地）处理矩阵的设计相关的理论和实际问题。这项活动主要集中在点对点（单跳）通信，但最近有一个广泛的工作，在两跳或多跳设置，其中单个或多个中继用于提供信息从源到目的地。本教程的目的是提供一个最新的基本成果和设计放大和转发MIMO中继系统的实际实现问题的概述。
2013-03-12 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
Optimal Amplify-and-Forward Schemes for Relay Channels with Correlated Relay Noise
本文研究了单向和双向中继信道的放大转发（AF）方案。与大多数现有的作品假设独立的噪声在继电器，我们认为一个更一般的情况下，相关的继电器噪声。首先提出了一种基于二阶锥规划（SOCP）的二次约束分式规划的有效求解方法。然后证明了本文所研究的AF继电器优化问题可以转化为二次约束分式优化问题。因此，所提出的方法可以作为一个统一的框架来解决最佳AF率的单向中继信道和最佳AF率区域的双向中继信道下的总和和个人中继功率约束。特别地，对于单个中继功率约束下的单向中继信道，我们提出了两个封闭形式的次优AF方案。它表明，他们是近似最优的某些条件下的利益。此外，我们发现一个有趣的结果，平均而言，噪声相关性是有益的，无论中继知道噪声协方差矩阵或不为这种情况。总的来说，所得到的结果恢复和推广现有的几个结果的不相关的对应。（未提交）
2013-07-07 cs.IT math.IT
Secondary Outage Analysis of Amplify-and-Forward Cognitive Relays with Direct Link and Primary Interference
使用认知中继是一种新兴的和有前途的解决方案，以克服频谱利用率不足的问题，同时实现空间分集。在本文中，我们进行了中断分析的二次系统与放大转发中继在频谱共享的情况下，其中一个二次发射机通过直接链路以及最好的中继通信的次要目的地。具体来说，在峰值功率约束下，我们推导出一个封闭形式的表达式的二次中断概率提供的主要中断概率保持低于预定义的值。我们还考虑了主干扰对二次中断性能的影响。最后，我们通过仿真结果验证了分析。
2015-02-07 cs.IT cs.NI math.IT
Distortion Limited Amplify-and-forward Relay Networks and the $ε$-critical Phase Transition
我们研究放大转发（AF）中继网络与源和中继放大器的失真，失真占主导地位的噪声功率。分集阶数对于固定增益（FG）为$0$，对于可变增益（VG）为$1$;如果失真仅发生在源端，则分集阶数对于两者都为$1$。使用$ε_β=N_0/η_β$（$N_0$为噪声功率，$η_β$为节点$β\in\{S,R\}$、源或中继的失真功率），我们证明了两种转发协议中出现了我们称为$ε$的临界信噪比加失真比（SNDR）阈值（当$\min\{ε_β\}$变小时出现的阈值）。我们表明，在失真限制区域跨越这个阈值将导致网络的中断概率的相变（急剧下降）。因此，所需端到端传输速率的小幅降低可以显著降低网络的中断概率。
2016-04-01 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
Beamforming in Two-Way Fixed Gain Amplify-and-Forward Relay Systems with CCI
我们分析了一个双向固定增益放大转发（AF）中继系统的中断性能与波束成形，任意天线相关性，共信道干扰（CCI）。假设CCI在中继，我们得到确切的个人用户中断概率的封闭形式。此外，在忽略CCI的情况下，我们还研究了所考虑的网络的系统中断概率，如果两个用户中的任何一个处于传输中断，则该概率被声明。我们的研究结果表明，在这个系统中，中继的位置起着重要的作用，在确定用户以及系统中断概率通过这样的参数，如信号噪声不平衡，天线配置，空间相关性，和CCI功率。为了进一步了解天线相关性和共时干扰对分集和阵列增益的影响，还推导了一个渐近表达式，该表达式严格收敛于精确结果。
2012-04-10 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
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
Secure Beamforming and Ergodic Secrecy Rate Analysis for Amplify-and-Forward Relay Networks with Wireless Powered Jammer
在这种对应关系中，我们考虑一个放大和转发中继网络，其中中继信息被窃听者偷听。为了混淆窃听者，无线供电的干扰机也被认为是从多天线源收获能量。提出了一种新的安全波束形成方案，其中波束形成向量是能量波束形成向量和信息波束形成向量的线性组合。我们还提出了一个新的封闭形式的解决方案，建议的波束形成向量，这是实现更高的保密率相比，平凡的EB和IB向量。此外，遍历保密率的一个紧密的封闭形式的近似也来自大量的天线在源的渐近制度。最后，数值例子和模拟验证了我们的分析结果。
2020-07-02 cs.IT math.IT
Deep Deterministic Policy Gradient for Relay Selection and Power Allocation in Cooperative Communication Network
在协作通信中，考虑中继选择和功率分配时，通常需要完备的信道状态信息（CSI）。然而，在实际情况下，很难得到准确的CSI。本文研究了基于中继选择和传输功率优化的中断概率最小化问题。提出了一种基于优先经验回放的深度确定性策略梯度学习框架，该框架通过处理连续的动作空间来寻找最优解，而不需要CSI的任何先验知识。仿真结果表明，该方法优于现有文献中基于强化学习的方法，并提高了约4%的通信成功率。
2021-03-14 cs.IT cs.SY eess.SY
Indirect Channel Sensing for Cognitive Amplify-and-Forward Relay Networks
在认知无线电网络中，主信道信息是有益的。但在认知系统中，直接进行信道估计无法获得较好的性能.只有一种可能的方式是主接收机将主信道信息广播给认知用户，但这需要对主接收机进行改造，并增加宝贵的频谱资源。协作通信也是一种很有前途的技术。针对认知放大转发（AF）中继网络的主信道，提出了一种间接信道感知方法。由于主AF中继节点重传的信号中包含信道效应，认知无线电可以接收主AF中继节点的重传信号，并从中提取信道信息。然后，最小二乘信道估计和稀疏信道估计可以分别用于解决密集和稀疏多径信道。数值实验表明，所提出的间接信道检测方法具有可接受的性能。
2011-07-08 cs.IT 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
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
Sparse Channel Estimation for Amplify-and-Forward Two-way Relay Network with Compressed Sensing
为了在无线频率选择性信道上实现高数据率传输，引入了放大转发双向中继网络（AFTWRN）。然而，AFTWRC需要的信道状态信息（CSI）的知识，不仅为相干数据检测，但也为selfdata删除。这部分地通过训练基于序列的线性信道估计来实现。然而，传统的线性估计技术忽略了预期的多径信道的稀疏性，从而导致低的频谱效率，这是在无线通信领域的稀缺。与以前的方法不同，我们提出了一种稀疏的信道估计方法，可以利用稀疏结构，从而提供显着的改进MSE性能相比，传统的LS为基础的线性信道探测策略在AF-TWRN。仿真结果证实了所提出的方法。
2013-06-23 cs.IT 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
Beamforming Design for Full-Duplex Two-Way Amplify-and-Forward MIMO Relay
本文考虑全双工（FD）双向放大转发中继系统，在中继发射功率受限的情况下，研究了中继和接收波束联合设计以最小化均方误差的问题。由于信道估计误差和模数转换器的局限性，无法完全消除扩频码间干扰。中继站处的多个天线可以帮助抑制残留SI，但是需要波束成形来平衡残留SI抑制和期望的信号传输。此外，中继波束成形矩阵应该在每个时隙更新，因为前一时隙中的残余SI被当前波束成形矩阵放大并被添加到当前时隙中来自两个源的接收信号。我们推导出最佳平衡的中继波束形成和接收波束形成矩阵的封闭形式的基础上最小均方误差，考虑到传播的残留的CMOSSI从第一个到当前的时隙。我们还提出了波束成形设计，只使用的m个最新的时隙，而不是从第一个时隙的信道。根据我们的数值结果，我们还确定FD是有益的，并提出FD和半双工之间的选择，根据信号噪声比和干扰噪声比。
2016-06-27 cs.IT math.IT
Asymptotic Performance Analysis of a K-Hop Amplify-and-Forward Relay MIMO Channel
研究了多跳放大转发中继多天线通信信道的渐近性能。网络中的每个多天线终端放大由源发送的接收信号，并将其向上游重传到目的地。联合最佳检测和解码和实际的独立解码方案下的任意信令方案，以及平均比特出错率的各种接收机结构的遍历率推导出在政权中，在每个终端的天线的数量增长大，没有一个边界。为了克服在信道实现上平均的困难，我们应用基于统计物理学的副本方法的大系统分析。大系统分析的有效性，进一步验证了通过现实的有限尺寸系统的Monte Carlo模拟。
2016-03-09 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
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
MmWave Amplify-and-Forward MIMO Relay Networks with Hybrid Precoding/Combining Design
在本文中，我们考虑放大转发中继网络的毫米波系统，并提出了一种混合预编码器/组合器的设计方法。首先设计仅相位RF预编码/组合矩阵以支持多流传输，其中我们补偿信道的本征模的相位。然后，执行基带预编码器/组合器以实现最大的互信息。基于互信息的数据处理不等式，我们首先联合设计基带源和中继节点，使互信息在目的基带接收机之前最大化。提出的低复杂度的迭代算法的源和中继节点之间的等价性的基础上的互信息最大化和加权MMSE。在得到源节点和中继节点的最优预编码器和合并器后，在基带接收端实现MMSE-SIC滤波器，以保持互信息不变，从而得到整个中继系统的最优互信息。仿真结果表明，与文献中的其他算法相比，该算法以较低的复杂度获得了更好的性能。此外，我们也提出了一个稳健的联合收发器的设计不完美的信道状态信息。
2019-10-30 cs.IT eess.SP math.IT
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
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
Exact Cramer-Rao Bounds for Semi-blind Channel Estimation in Amplify-and-Forward Two-Way Relay Networks
本文首次推导了放大转发双向中继网络半盲信道估计的克拉美-罗界。边界覆盖了满足一定对称条件的各种调制方案。特别是，PSK和平方QAM的重要类被覆盖。对于平方QAM的情况下，我们还提供了简化的表达式，更容易提供数值实现。导出的界限被用来表明，半盲的方法，它利用了发送的导频和发送的数据符号，可以提供基于训练的方法，只使用导频符号来估计信道参数的估计精度的实质性改善。我们还推导出更易处理的修改CRB，它准确地近似准确的CRB在高信噪比低调制阶数。
2012-07-23 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
Approaching Gaussian Relay Network Capacity in the High SNR Regime: End-to-End Lattice Codes
我们提出了一个自然和低复杂度的技术，实现高信噪比制度的高斯中继网络的能力。具体来说，我们建议使用端到端的结构化格码与放大和转发策略，其中源使用嵌套格码编码的消息和目的地解码的消息格解码。所有的中间中继器只是简单地放大并通过网络将接收到的信号转发到目的地。我们表明，端到端的格编码放大和转发方案的分层高斯中继网络的能力在高信噪比制度。接下来，我们扩展我们的计划下的放大转发方案，这可以被看作是一个高斯符号间干扰（ISI）信道的非分层高斯中继网络。与其他方案相比，我们的方法是显着简单，只需要格的预编码和解码的端到端的设计。它不需要网络拓扑或单个信道增益的任何知识。
2013-09-16 cs.IT math.IT
Sparse Channel Estimation for MIMO-OFDM Amplify-and-Forward Two-Way Relay Networks
准确的信道脉冲响应（CIR）是相干检测所必需的，并且它还可以帮助改善下一代无线通信系统中的通信服务质量。多输入多输出正交频分复用（MIMO-OFDM）放大转发双向中继网络（AF-TWRN）就是其中一种先进的系统。线性信道估计方法，例如，最小二乘（LS），已被提出来估计CIR。然而，这些方法从未利用信道稀疏性，从而导致性能损失。本文提出了一种稀疏信道估计方法，以利用每个最终用户CIR中的稀疏结构信息。利用稀疏分解理论将稀疏信道估计问题转化为压缩感知问题，并采用LASSO算法实现信道估计过程。通过计算机模拟验证了该方法优于基于最小二乘的信道估计方法。
2013-02-06 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
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
Linear Precoding Designs for Amplify-and-Forward Multiuser Two-Way Relay Systems
双向中继可以提高两用户协作通信的频谱效率。它在多用户系统中也有很大的潜力。设计多用户双向中继系统（MU-TWRS）的一个主要问题是设计收发器或预编码器来抑制同信道干扰。本文旨在研究蜂窝MU-TWRS中的线性预编码设计，其中多天线基站（BS）通过具有放大转发中继策略的多天线中继站（RS）与多个移动站（MS）进行双向通信。设计目标是优化上行链路性能，包括总均方误差（Total-MSE）和和速率，同时保持下行链路信号的单个信号与干扰加噪声比（SINR）要求。我们表明，与RS预编码器固定的BS预编码设计可以转化为一个标准的二阶锥规划（SOCP），并有效地获得最优解。RS预编码设计与BS预编码器固定，另一方面，是非凸的，我们提出了一个迭代算法来找到一个局部最优解。然后，通过交替求解BS预编码和RS预编码，得到联合BS-RS预编码。仿真结果验证了所提出的预编码方案的有效性。
2012-09-17 cs.IT math.IT
