Uplink User-Assisted Relaying in Cellular Networks
我们使用随机几何分析的部分解码和转发（PDF）中继方案中应用的用户辅助中继设置，其中一个活跃的用户中继数据通过另一个空闲的用户在上行链路蜂窝通信的性能。我们提出了几何模型的网络部署用户辅助中继，并提出了两个几何合作政策的快，慢衰落信道。我们分析得出的合作概率为两个政策。该合作概率进一步用于分析推导由该用户辅助PDF中继的系统范围部署引起的小区间干扰功率的时刻。然后，我们使用伽马分布通过匹配解析导出的前两个矩来对小区间干扰功率统计进行建模。这种合作和干扰分析提供了定量评估蜂窝网络中的用户辅助中继的性能影响的理论基础。然后，我们数值评估的平均传输速率性能，并表明，用户辅助中继可以显着提高每用户的传输速率，尽管增加小区间干扰。这种传输速率增益对于小区边缘附近的活动用户是显著的，并且随着更高的空闲用户密度而进一步增加，从而支持用户辅助中继作为拥挤人口区域的可行解决方案。
2015-07-04 cs.IT math.IT
Adaptive Mode Selection in Bidirectional Buffer-aided Relay Networks with Fixed Transmit Powers
我们考虑一个双向网络，其中两个用户交换信息的帮助下，一个缓冲器辅助中继。在用户1和用户2之间没有直接链路的这种网络中，存在六种可能的传输模式，即，四种点对点模式（用户1到中继、用户2到中继、中继到用户1、中继到用户2）、多址模式（两个用户到中继）和广播模式（中继到两个用户）。由于中继站处的缓冲能力，网络中的传输不限于遵守预定义的调度，并且因此，可以基于所涉及的链路的瞬时信道状态信息（CSI）自适应地使用双向中继网络中的所有传输模式。对于所考虑的网络，假设固定的用户和中继的发送功率，我们推导出最佳的传输模式选择策略，最大化的总和速率。所提出的策略在每个时隙中基于瞬时CSI从六种可能的传输模式中选择一种。仿真结果证实了所提出的协议相比，现有的协议的有效性。
2013-06-12 cs.IT math.IT
Aligned Interference Neutralization and the Degrees of Freedom of the 2 User Interference Channel with Instantaneous Relay
众所周知，经典的2用户高斯干扰信道只有1个自由度（DoF），这可以通过2个用户之间的正交时分来实现。还已知的是，相对于源和目的地之间的直接路径引入至少一个符号持续时间的处理延迟的传统中继的使用不会增加2用户干扰信道的DoF。已经针对单用户点对点设置探索了瞬时中继（无延迟中继）的使用，并且已知的是，即使在中继处具有无记忆转发，这种中继也可以实现比传统中继更高的容量。在这项工作中，我们表明，2用户干扰信道与瞬时中继，实现3/2自由度。因此，瞬时中继不仅增加了容量，而且增加了2用户干扰信道的DoF。可实现的方案受到最近针对2X2 X2干扰信道提出的对准干扰中和方案的启发。值得注意的是，DoF增益是通过无记忆继电器实现的，即，其中中继器不具有过去接收的符号的记忆。
2011-02-18 cs.IT math.IT
Error Performance and Diversity Analysis of Multi-Source Multi-Relay Wireless Networks with Binary Network Coding and Cooperative MRC
本文对多源多中继网络编码协作分集协议进行了理论分析、设计和性能评估。这些协议是有用的，以抵消频谱效率低的重复为基础的合作。我们提供了一个通用的分析框架，分析和设计的无线网络使用解调和转发（DemF）协议与二进制网络编码（NC）在中继和合作最大比合并（C-MRC）在目的地。我们的系统模型包括一个任意数量的中继，提供两个合作水平：i）完全合作的中继，推迟自己的数据帧的传输，以帮助通过DemF中继和二进制NC的源的传输;和ii）部分合作的中继，利用NC传输自己的数据帧以及从源接收的数据包。继电器可以适用于NC上的不同子集的源，这是不平等的多样性订单提供的来源。选择要组合的数据包的准则，即，给出了实现所需分集阶数的网络码。我们的研究表明，部分合作中继提供没有贡献的多样性秩序的来源。理论研究结果和设计指导方针进行了验证，通过广泛的蒙特卡罗模拟。
2013-03-21 cs.IT math.IT
On the Diversity Order and Coding Gain of Multi-Source Multi-Relay Cooperative Wireless Networks with Binary Network Coding
研究了一种采用二进制调制和二进制网络编码的多源多中继协作无线网络。系统模型包括：i）中继站处的解调转发协议，其中转发接收到的分组而不管它们的可靠性;以及ii）目的地处的最大似然最优解调器，其考虑中继站处可能的解调错误。推导出了端到端错误概率的渐近紧闭表达式，该表达式清晰地反映了每个信源的分集阶数和编码增益。与文献中的其他论文不同，所提出的框架具有三个主要的可区分的特征：i）它对一般网络拓扑和任意二进制编码向量是有用的; ii）它显示了网络编码和两跳转发协议如何影响分集阶数和编码增益;以及ii）它考虑了现实的衰落信道和中继处的解调误差。该框架提供了三个主要结论：i）每个源实现等于网络码的分离向量的分集阶数; ii）每个源的编码增益随着中继处的混合分组的数量而减小;以及iii）如果目的地不能考虑中继处的解调错误，则其损失了大约一半的分集阶数。
2012-04-23 cs.IT math.IT
Error Probability Bounds for Binary Relay Trees with Crummy Sensors
我们研究了与平衡二叉中继树相关的检测错误概率，其中传感器节点以一定的概率失效。我们考虑N个相同的和独立的crummy传感器，表示树的叶节点。树的根代表融合中心，它在两个假设之间做出最终决定。每隔一个节点是一个中继节点，它将最多两个二进制消息融合成一个二进制消息，并将新消息转发到它的父结点。我们得到严格的上限和下限的总错误概率在融合中心作为N的函数，并表征如何快速收敛到0的总错误概率相对于N。我们表明，总错误概率的收敛是次线性的，具有相同的衰减指数，在一个平衡的二叉中继树没有传感器故障。我们还表明，总误差概率收敛到0，即使个别传感器的总误差概率收敛到1/2和故障概率收敛到1，只要收敛速度足够慢。
2011-06-01 cs.IT math.IT
Study of Cloud-Aided Multi-Way Multiple-Antenna Relaying with Best-User Link Selection and Joint ML Detection
在这项工作中，我们提出了一个多路多天线中继系统，有利于联合线性最大似然（ML）的符号检测在云中，用户被选择同时发送到对方的中继辅助云辅助上行链路框架。我们还调查中继选择技术，建议云辅助上行链路框架，使用基于云的缓冲区和物理层网络编码。特别是，我们开发了一种新的多路中继选择协议的基础上选择的最佳链路，表示为多路云辅助最佳用户链路（MWC-Best-User-Link）。然后，我们设计的最大最小距离的中继选择标准，以及算法，被纳入拟议的MWC最佳用户链路协议。仿真结果表明，MWC-Best-User-Link在平均时延、总速率和误比特率出错率等方面都优于已有的工作。
2020-02-03 cs.IT math.IT
Interference Alignment with Power Splitting Relays in Multi-User Multi-Relay Networks
在本文中，我们研究了一个多用户多中继干扰信道网络，其中能量受限的中继从源的射频（RF）信号中获取能量，并使用所获取的能量将信息转发到目的地。我们采用干扰对齐（IA）技术来解决干扰的问题，并提出了一种新的传输方案与IA在源和功率分裂（PS）在中继。以网络总速率最大化为目标，提出了一种分布式迭代算法来求解最优PS比。仿真结果验证了分析的正确性。我们的研究结果表明，所提出的方案与优化设计显着提高了网络的性能。
2017-05-23 cs.IT math.IT
On Two-Pair Two-Way Relay Channel with an Intermittently Available Relay
当多个用户共享用于物理层协作的相同资源（诸如在其附近的中继终端）时，该共享资源可能不总是对每个用户可用，并且对于发送终端而言，知道其他用户是否可以访问该公共资源以便更好地利用它是至关重要的。在本文中，我们解决这个问题，通过调查两对双向中继信道间歇可用的继电器。在该模型中，每对用户需要通过共享中继在自己的对内交换消息。然而，共享中继仅间歇地可供用户访问。不同用户对的访问行为服从独立的伯努利随机过程。我们的主要贡献是在对称设置的有界间隙内的容量区域的特性，在发射机的延迟和瞬时状态信息。一个有趣的观察是，信息流的瓶颈是中继站可用的状态信息（延迟或瞬时）的质量，而不是终端用户的状态信息。据我们所知，我们的工作是第一个结果，关于如何共享间歇中继应与多对用户在这样的双向合作网络。
2015-04-22 cs.IT math.IT
Joint Relay-User Beamforming Design in Full-Duplex Two-Way Relay Channel
研究了多天线全双工双向中继信道。对于这种三节点网络，波束成形设计需要抑制自干扰。虽然传统的方法是应用迫零来减轻自干扰，但它可能会损害期望的信号。本文通过求解服务质量约束下的波束形成设计问题，提出了一种保留部分自干扰的设计方案。由于环路自干扰的存在，该问题具有挑战性，因此提出了一种保证收敛的交替优化算法来联合设计中继用户波束形成器。数值结果表明，该方案的性能优于迫零方法，并实现了接近理想情况下的发射功率。
2016-10-17 cs.IT math.IT
On hierarchical secure aggregation against relay and user collusion
Institute of Mathematics and Interdisciplinary Sciences, Xidian University（西安电子科技大学数学与交叉科学研究院）；School of Mathematical Sciences, Capital Normal University（首都师范大学数学科学学院）；School of Electronic Information and Communications, Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学电子信息与通信学院）
本文提出了一种针对中继和用户合谋的分层安全聚合方案，通过优化通信负载和密钥管理，提升了联邦学习中的隐私保护效率。
2025-11-25 cs.IT math.IT
Distributed Power Allocation in Multi-User Multi-Channel Relay Networks
这篇论文已被作者撤回，因为他们认为暂时不适合发表这篇论文。
2010-08-31 cs.IT math.IT
Relay vs. User Cooperation in Time-Duplexed Multiaccess Networks
在多接入网络中的用户合作的性能进行比较，使用无线中继。使用总的发送和处理功率消耗在所有节点作为成本度量，中断概率实现动态解码和转发（DDF）和放大和转发（AF）的两个网络进行比较。结合区域平均数值模拟的几何包容性高信噪比（SNR）中断分析表明，对于K用户多址网络，在DDF和AF下，用户和中继协作分别实现最大分集K和2。然而，当考虑处理和通信的能量成本时，中继协作可以比用户协作更节能，即，中继协作实现了编码（SNR）增益，特别是在低SNR状态中，其超越了用户协作的分集优势。
2008-09-12 cs.IT math.IT
Utility Regions for DF Relay in OFDMA-based Secure Communication with Untrusted Users
本文研究了基于OFDMA的安全通信系统中可信解码转发中继的实用性。为了决定是否使用中继或不，我们首先提出了最佳的子载波分配政策的直接通信（DC）和中继通信（RC）。接下来，我们识别可以支持这两种模式的独占RC模式、独占DC模式和混合（RDC）模式子载波。对于RDC模式，我们提出了最优的模式选择策略和一个次优的策略独立的功率分配，这是渐近最优的低和高信噪比。最后，通过数值计算结果，我们提出的见解中继效用区域。
2019-01-16 cs.IT math.IT
The Finite Field Multi-Way Relay Channel with Correlated Sources: The Three-User Case
研究了具有相关信源的三用户有限域多路中继信道。这三个用户产生可能相关的消息，并且每个用户将其消息可靠地发送到香农意义上的另外两个用户。由于用户之间没有直接的链路，通信是通过中继进行的，并且从用户到中继的链路和从中继到用户的链路是具有任意分布的加性噪声的有限域加法器信道。问题是确定所有可能的可实现速率的集合，定义为用于可靠通信的每个源符号的信道使用。对于两类信源/信道组合，采用Slepian-Wolf信源编码与函数解码前向信道编码相结合的方法，得到了解。
2011-06-15 cs.IT math.IT
Adaptive Mode Selection and Power Allocation in Bidirectional Buffer-aided Relay Networks
在本文中，我们考虑的问题和速率最大化的双向中继网络中的衰落。由此，用户1和用户2仅通过中继器彼此通信，即，用户1和用户2之间的直接链接不存在。在该网络中，存在六种可能的传输模式：四种点对点模式（用户1到中继、用户2到中继、中继到用户1、中继到用户2）、多址模式（两个用户到中继）和广播模式（中继到两个用户）。大多数现有的协议假设使用上述传输模式的子集的固定调度，因此，总和速率受到与每个时隙中的中继相关联的最弱链路的容量的限制。出于这种限制，我们开发了一个协议，它不限于遵守预定义的时间表使用的传输模式。因此，可以基于所涉及链路的瞬时信道状态信息（CSI）自适应地使用双向中继网络的所有传输模式。为此，中继器必须配备有两个缓冲器，用于分别存储从用户1和2接收的信息。对于所考虑的网络，给定所有节点的总平均功率预算，我们联合优化的传输模式选择和功率分配的基础上，在每个时隙的瞬时CSI和速率最大化。仿真结果表明，所提出的协议优于现有的协议的所有信噪比（SNR）。具体来说，我们获得了相当大的增益在低信噪比由于自适应功率分配和高信噪比由于自适应模式选择。
2013-06-11 cs.IT math.IT
Achievable Rates for Binary Two-hop Channel with Energy Harvesting Relay and Finite Battery
本文研究了二进制两跳信道中能量收集中继的联合信息和能量传输问题。我们考虑在继电器和能量传输的能量损失的有限电池的大小。换句话说，为了能够发送包含能量的符号，中继器必须接收多个包含能量的符号。因此，我们面对的是一种与记忆有关的通道。我们将电池中节省的能量建模为信道状态，挑战是接收器不知道信道状态。我们提出了两种不同的可实现的方案，第一个是基于状态相关的叠加编码和第二个是基于等效定时信道的方法。我们的方案都是基于块马尔可夫编码和反向解码技术。由于这两种方法，我们发现可实现的速率与模型的单字母表达式。
2021-09-28 cs.IT math.IT
Full-duplex Multi-Antenna Relay Assisted Cooperative Non-Orthogonal Multiple Access
我们考虑了一个合作的非正交多址接入（NOMA）网络中，一个全双工（FD）多天线中继协助传输从基站（BS）到一组远用户与恶劣的信道条件，而在同一时间的BS发送到一组附近的用户与强信道条件。我们假设不完美的自干扰（SI）消除在FD中继和不完美的用户间干扰消除在附近的用户。为了消除中继站的SI，采用了基于迫零的波束形成方案，并对随机近用户和随机远用户（RNRF）以及最近近用户和最近远用户（NNNF）两种用户选择策略进行了相应的中断概率分析。我们的研究结果表明，显着的性能改善，可以通过使用FD多天线中继相比，对应的系统与半双工中继。所实现的性能增益取决于网络参数，例如用户密度、用户区域、路径损耗和在邻近用户的情况下的用户间干扰的强度。我们还表明，NNNF策略表现出优越的中断性能相比，RNRF策略，特别是在近的情况下，
2017-08-13 cs.IT math.IT
The Capacity Region of the Restricted Two-Way Relay Channel with Any Deterministic Uplink
本文研究了双向中继信道（TWRC），其中两个用户通过中继进行通信。对于用户到中继站的上行链路为任意确定性函数，中继站到用户的下行链路为任意信道的受限TWRC，得到了容量域。所考虑的TWRC在每个用户只能发送其消息的功能的意义上是受限的。
2012-01-11 cs.IT math.IT
Relay Selection and Performance Analysis in Multiple-User Networks
研究了多用户网络中的中继选择问题。考虑到网络的整体服务质量，我们首先指定我们的多用户中继网络的最佳RS的定义。然后，提供了一个最佳的RS（ORS）算法，这是一个简单的扩展，在文献中的RS计划，最大限度地提高所有用户的最小端到端接收信噪比（SNR）。ORS的复杂度是用户数量和中继数量的二次函数。然后提出了一种次优RS（SRS）方案，该方案的复杂度与中继节点数成线性关系，与用户数成二次关系。此外，分集阶的ORS和建议的SRS的理论推导和比较的一个朴素的RS计划和单用户RS网络。结果表明，ORS实现了全分集，而SRS的分集阶数随着用户数的增加而减小。对于两用户网络，推导出RS方案最小信噪比时的中断概率和阵列增益的封闭形式。它被证明是SRS的优势在朴素的RS计划增加的中继在网络中的数量的增加。仿真结果证实了分析结果。
2011-10-18 cs.IT math.IT
On Combination Networks with Cache-aided Relays and Users
缓存是一种有效的方法，以减少高峰时间的网络流量拥塞，通过存储在用户的缓存的一些内容，而不知道以后的需求。编码缓存策略最初由Maddah-Ali和Niesen提出，与传统的未编码方案相比，它提供了额外的编码缓存增益。在实际考虑下，最近在中继网络中考虑了缓存模型，特别是组合网络，其中中央服务器通过$H$即时中继与$K=\binom{H}{r}$用户（每个用户具有$M$文件的缓存）通信，并且每个用户连接到不同的$r-$中继子集。提出了带终端用户缓存的组合网络的几种内界和外界。本文扩展了作者最近的工作集中组合网络与最终用户缓存到一个更一般的设置，中继和用户都有缓存。在现有的方案中，从服务器发送的数据包是独立的缓存内容的中继，我们提出了一种新的缓存方案，通过创建一个额外的编码缓存增益从服务器的传输负载的帮助下，在中继缓存的内容。我们还表明，该方案优于国家的最先进的方法。
2018-03-16 cs.IT math.IT
Simultaneous Diagonalization: On the DoF Region of the K-user MIMO Multi-way Relay Channel
研究了K个用户通过一个中继节点进行消息交换的K用户MIMO Y信道。提出了一种基于迫零波束形成的信道对角化传输策略。然后，该策略与信号空间对齐网络编码相结合，并推导出可实现的自由度区域。一个新的自由度的外界也来自它表明，该策略实现了这个外界，如果用户有更多的天线比中继。
2014-04-08 cs.IT math.IT
Degrees of Freedom for the MIMO Multi-way Relay Channel
研究了L簇、K用户MIMO多路中继信道的自由度，其中每个簇中的用户希望在簇内交换消息，并且只能通过中继进行通信。通过提供用户精心设计的精灵信息，得到了一个新的自由度上界。使用信号空间对齐和多址传输来识别可扩展的DoF。对于每个簇中有两个用户的两簇MIMO多路中继信道，当用户和中继具有任意数量的天线时，建立了一般情况下的DoF，并证明了DoF的上界可以通过信号空间对齐或多址传输或两者的组合来实现。然后将结果推广到三个用户的情况。对于对称环境下的L簇K用户MIMO多路中继信道，建立了DoF上界可达到的条件。除了在多路中继信道的各种感兴趣的场景中被示出为紧之外，新导出的上界还建立了多路中继信道的特殊情况下的多用户中继信道的几个先前建立的可实现的DoF结果的最优性。
2013-08-06 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
Achievable Rate Region of the Bidirectional Buffer-Aided Relay Channel with Block Fading
双向中继信道是一种简单而又基本实用的网络结构，其中两个用户通过一个中继节点进行通信。在本文中，我们考虑块衰落双向中继信道，并提出有效的传输策略，利用信道的块衰落特性。因此，我们考虑解码和转发中继，并假设两个用户之间的直接链接是不存在的。我们的目标是长期可实现的速率区域的特点，并制定协议，实现所获得的速率区域的所有点。具体地，在双向中继信道中，存在六种可能的传输模式：四种点对点模式（用户1到中继、用户2到中继、中继到用户1、中继到用户2）、多址模式（两个用户到中继）和广播模式（中继到两个用户）。大多数现有的协议假设使用上述传输模式的子集的固定调度。出于这种限制，我们开发的协议不限于遵守预定义的时间表使用的传输模式。实际上，该协议根据所涉及链路的瞬时信道状态信息（CSI），在每个时隙中选择最优传输模式，以最大化长期可达速率区域。因此，我们考虑两种不同类型的发射功率约束：1）针对所有节点的联合长期功率约束，以及2）针对每个节点的固定发射功率。此外，为了能够使用非预定义的调度进行传输模式选择，中继器必须配备有两个缓冲器，用于存储从两个用户接收的信息。由于数据缓冲增加了端到端的延迟，我们考虑延迟无约束和延迟约束的文件传输。
2013-11-18 cs.IT math.IT
The Degrees of Freedom of the $K$-pair-user Full-Duplex Two-way Interference Channel with and without a MIMO Relay
在$K$ -对-用户双向干扰信道（TWIC）中，$2K$消息和$2K$发射机/接收机形成在全双工模式下操作的前向方向上的$K$ -用户IC（$K$消息）和后向方向上的另一个$K$ -用户IC。所有节点可以相互作用，或者使输入适应于过去接收的信号。我们推导出一个新的外边界，以证明最佳自由度（DoF，也称为复用增益）是$K$：全双工操作使DoF加倍，但相互作用不会进一步增加DoF。接下来，我们用MIMO、全双工中继来表征$K$ -对-用户TWIC的DoF。如果中继是非因果/瞬时的（在时间$k$转发其接收到的信号的函数，直到时间$k$），并具有$2K$天线，我们演示了一个一次性的方案，其中中继减轻所有干扰，以实现无干扰的$2K$自由度。相比之下，如果中继是因果的（在时间$k$转发其接收信号的函数直到时间$k-1$），我们表明，全双工MIMO中继不能增加$K$ -对-用户TWIC的DoF超过$K$，就好像没有中继或交互存在一样。我们评论减少天线的数量在瞬时中继。
2013-11-27 cs.IT math.IT
On the DoF region of the two-user Interference Channel with an Instantaneous Relay
本文研究了具有{ \em瞬时中继}或无延迟中继的两用户多天线高斯干扰信道的自由度，其中中继发送的信号在信道使用$t$时可以依赖于直到并包括信道使用$t$时的所有接收信号。假设两个发送器和两个接收器具有$M$天线，而中继器通过$N$天线接收并且通过$L$天线发送。对于$(M,N,L)$的所有可能值，基于中继器处的无记忆线性传输策略导出可实现的DoF区域，该无记忆线性传输策略旨在{ \it中和}接收器处尽可能多的干扰。所提出的计划，以达到最大的总和自由度之间的所有无记忆的线性传输策略在中继和实际上是最佳的某些值的$(M,N,L)$。
2015-06-22 cs.IT math.IT
Secret Key Generation Through a Relay
我们考虑两个用户的秘密密钥生成通过一个中间中继的问题。每个用户观察相关的源序列，并通过速率受限的无噪声链路与中继通信。中继器处理信息并通过另一个速率受限链路向两个用户广播信息。然后，用户根据其来源和来自中继的信息生成公共秘密密钥。在不可信中继设置中，目标是在不向中继泄露关于密钥的信息的情况下以最高密钥速率在两个用户之间建立密钥协商。我们的特点内，外边界之间的通信和密钥速率的最佳权衡。内界是基于该方案，其中涉及的组合的分箱，网络编码，和关键聚合技术。对于具有公共广播链路的可信中继设置，在中继处两个源都有损耗的特殊情况下，提供了最优通信密钥速率折衷。结果可以与基于云的秘密密钥生成服务相关。
2016-07-26 cs.IT math.IT
Cooperative Relay Broadcast Channels
研究了两个中继广播信道（RBC）的容量区域，其中中继链路被纳入标准的两用户广播信道，以支持用户协作。在第一信道，部分协作中继广播信道中，系统中只有一个用户可以充当中继并通过中继链路向另一个用户进行传输。可实现的速率区域推导出基于中继使用解码和转发方案。的能力区域上的一个外边界推导出，并示出比割集界更紧。对于部分合作RBC退化的特殊情况下，可实现的速率区域被示出为紧的，并提供容量区域。进一步研究了高斯部分合作红细胞和反馈部分合作红细胞。在本文所研究的第二种信道模型中，即完全协作中继广播信道中，两个用户都可以充当中继节点，通过中继链路相互传输。这是一个比部分合作RBC更一般的模型。将部分合作RBC的所有结果相应地推广到完全合作RBC。它进一步表明，AWGN完全合作的RBC比AWGN部分合作的RBC具有更大的可实现速率区域。结果表明，中继和用户协作是提高广播信道容量的有力技术。
2006-05-04 cs.IT math.IT
Compute-and-Forward on a Multi-User Multi-Relay Channel
在本文中，我们考虑一个系统中，多个用户与一个目的地的多个半双工中继的帮助下进行通信。基于计算和转发方案，每个中继，而不是解码用户的消息，解码一个整数值的线性组合，相关的发送消息。然后，它将线性组合转发到目的地。给定这些线性组合，由于线性组合不总是满秩的，所以目的地可能会或可能不会恢复所发送的消息。因此，我们提出了一种算法，其中我们优化的预编码因子在用户，使得方程是满秩的概率增加，传输速率最大化。我们通过一些数值例子，我们的算法的有效性和执行预编码分配的用户的优势。此外，我们表明，该计划可以优于标准的中继技术在某些制度。
2014-10-17 cs.IT math.IT
Multi-Way Information Exchange Over Completely-Connected Interference Networks with a Multi-Antenna Relay
本文考虑了一个带有中继的全连接干扰网络，在该网络中，多个单天线用户希望通过共享多天线中继与网络中的其他用户交换多个单播消息。对于这样的网络，自由度（DoF）通过考虑各种消息交换场景来导出：多用户全连接Y信道、具有中继的两对双向干扰信道以及具有中继的两对双向X信道。此外，考虑分布式中继采用单天线在双向干扰信道和三用户全连接Y信道，可实现的总和自由度也推导出在双向干扰信道和三用户全连接Y信道。导出的DoF结果的一个主要含义是，当考虑多个定向信息流时，具有多个天线的中继或采用单个天线的多个中继增加了多用户干扰网络的容量缩放定律，即使网络是完全连接的并且所有节点以半双工方式操作。这些结果表明，中继是有用的多路干扰网络与实际考虑。
2013-02-04 cs.IT math.IT
Low-Latency Multiuser Two-Way Wireless Relaying for Spectral and Energy Efficiencies
本文考虑了两种可能的方法，使多对用户交换信息，通过多个多天线中继在一个时隙内，以节省通信带宽的低延迟通信。第一种方法是为用户和中继部署全双工器，以使其同时发送和接收信号成为可能。在第二种方法中，用户使用时隙的一部分来向中继发送他们的信息，并且中继使用时隙的剩余互补部分来向用户发送波束成形信号。双工器中固有的环路自干扰和第一种方法中的全双工用户间干扰在第二种方法中不存在。在这两种方法下，联合用户的功率分配和中继的波束形成器，以优化用户的信息交换或最大化的能量效率受到用户的服务质量（QoS）的交换信息吞吐量阈值方面导致复杂的非凸优化问题。路径跟踪算法的计算解决方案。所提供的数值例子显示了第二种方法的优势，第一种方法。
2017-12-11 cs.IT math.IT
Impact of Relay Cooperation on the Performance of Large-scale Multipair Two-way Relay Networks
我们考虑多对双向中继通信网络，其中成对的用户设备通过中继系统交换信息。用户之间的通信采用时分双工，所有用户在一个时隙中同时向中继发送信息，中继在下一个时隙中将处理后的信息发送给所有用户。中继系统由大量的单天线单元组成，这些单元可以形成组。在每个组内，中继交换信道状态信息（CSI）、在上行链路中接收的信号和旨在用于下行链路传输的信号。另一方面，在组之间不交换每组CSI和上行链路/下行链路信号（数据），这些组完全独立地执行数据处理。假设组在上行链路和下行链路中执行迫零，我们推导出所描述的系统的遍历总速率作为中继组大小的函数的下限。通过仔细观察这个下限，可以得出结论，当组大小远大于用户对的数量时，总速率基本上与组大小无关。这表明，一个非常大的合作继电器组可以由一些较小的组，而不会引起任何显着的性能降低。此外，这个结果意味着，中继合作是更有效的（在合作上花费的资源方面），当使用几个较小的中继组相比，一个单一的，大的组。
2018-07-23 cs.IT math.IT
Relay Selection with Network Coding in Two-Way Relay Channels
本文研究了双向中继信道中联合网络编码和中继选择的设计问题。在所提出的方案中，两个用户首先顺序地广播他们各自的信息到所有的中继。我们提出了两个RS计划，一个单一的中继选择与NC和双中继选择与NC。对于这两种方案，所选择的中继对从两个用户发送的接收信号执行NC，并将它们转发给两个用户。提出的方案进行了分析和准确的比特出错率（BER）的表达式推导和验证通过蒙特卡罗模拟。结果表明，双中继选择与NC优于其他考虑中继选择方案在双向中继信道。结果还表明，建议的NC中继选择方案提供了一个选择增益相比，NC方案没有中继选择，和网络编码增益相对于传统的中继选择方案没有NC。
2010-09-27 cs.IT math.IT
Joint Beamforming Design and Power Allocation for Full-Duplex NOMA Cognitive Relay Systems
在本文中，我们考虑了一个非正交多址接入认知无线电网络，其中一个全双工多天线中继协助从基站（BS）到一个认知远用户的传输，而在同一时间，BS发送到一个认知近用户。我们的目标是扩大远-近用户速率区域，通过在远用户速率高于某个阈值的约束下最大化近用户速率。为此，一个非凸联合优化问题的中继波束成形和在BS和认知中继的发射功率解决作为一个半定松弛问题，结合一个有效的可解线搜索方法。为了比较，我们还考虑了低复杂度的固定波束形成器设计，其中BS和认知中继之间的最佳功率分配被解决。我们的研究结果表明，所提出的联合优化可以显着减少的影响，在FD中继和用户间干扰的近用户的情况下，在残留的自干扰。
2017-08-13 cs.IT math.IT
Nested Lattice Codes for Secure Bidirectional Relaying with Asymmetric Channel Gains
安全双向中继的基本问题涉及两个用户谁想要交换消息通过中间的“诚实，但好奇”中继节点。用户之间没有直接的链接，所有通信都必须通过中继节点进行。用户节点和中继之间的链路是具有高斯噪声的无线链路。要求用户的消息对中继保持安全。在以前的工作中，我们提出了基于嵌套格的编码方案，假设从两个用户节点到中继的信道增益是相同的。我们还分析了使用我们的编码方案进行安全可靠的消息交换的功率速率权衡。在本文中，我们扩展我们以前的工作的情况下，当信道增益不一定是相同的，并且已知的中继节点，但可能不对用户。我们表明，使用我们的计划，完美的保密性，可以得到只有某些值的信道增益，并分析在这些情况下的功率速率权衡。我们也对我们的强安全方案进行了类似的观察。
2015-06-06 cs.IT math.IT
Multi-Pair Two-Way Relay Network with Harvest-Then-Transmit Users: Resolving Pairwise Uplink-Downlink Coupling
双向中继是提高无线网络频谱效率的有效途径，但中继用户距离的不均衡可能导致邻近用户的无线功率过大。为了利用过多的功率，可以应用最近提出的收集然后发送技术。然而，众所周知的是，采集然后发送为用户引入了上行链路-下行链路耦合。由于无线供电双向中继网络中成对用户之间的相互依赖关系和多个用户对之间的干扰，无线供电双向中继网络存在独特的成对上下行耦合，因此，联合上下行网络设计具有重要意义。为此，对于一对用户的情况下，我们表明，可以获得全局最优解。针对一般的多对用户情况，基于凸规划的秩约束差分，提出了一种具有有效初始化的保收敛迭代算法。此外，通过在中继站引入虚拟接收机，得到了最优解性能的下界。对总发射功率的数值计算结果表明，该算法实现的发射功率值接近下限。
2017-07-08 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
Distributed Turbo-Like Codes for Multi-User Cooperative Relay Networks
本文提出了一种适用于具有中继的无线网络的分布式类Turbo编码方案。我们考虑的情况下，多个源与一个单一的目的地通信的中继的帮助下。所提出的方案可以被视为解码和转发类型。中继器解码来自源的信息，并适当地组合和重新编码它们以生成一些额外的冗余，这些冗余被传输到目的地。由中继器生成的冗余量可以根据性能、吞吐量和/或功率方面的要求来简单地调整。在目的地，所有源的信息的解码被联合地利用中继以迭代方式提供的冗余来执行。整个通信网络可以看作是一个串行级联码。所提出的分布式方案实现了显着的性能增益，相对于非合作系统，即使对于一个非常大数量的用户。此外，它在码率、块长度和用户数量方面具有很高的灵活性。
2009-10-12 cs.IT math.IT
Functional-Decode-Forward for the General Discrete Memoryless Two-Way Relay Channel
我们考虑了一般的离散无记忆双向中继信道，其中两个用户通过中继交换消息，并提出了两个功能解码前向编码策略，这种信道。功能解码转发涉及中继解码用户消息的功能，而不是单个消息本身。然后，该功能被广播回用户，该功能可以与用户自己的消息结合使用，以解码其他用户的消息。通过一个数值例子，我们表明，功能解码转发与线性码是能够实现严格更大的总和率比其他策略。
2011-11-15 cs.IT math.IT
Optimal Routing for Multi-user Multi-hop Relay Networks via Dynamic Programming
在本文中，我们研究了多用户，多跳中继网络中的中继选择问题的目标是最小化所有用户的最大中断概率。当只有一个用户时，众所周知，最优中继选择问题可以通过动态规划有效地解决。由于用户之间的依赖性，该解决方案在多用户场景中会崩溃。我们解决这个挑战，使用一种新的中继聚合方法。在扩展网格上，动态规划可以用来求解最优中继选择问题，其计算复杂性计算复杂性与跳数成线性关系。数值例子说明了该算法的有效使用中继网络。
2022-05-19 cs.IT eess.SP 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
Optimal Coding Functions for Pairwise Message Sharing on Finite-Field Multi-Way Relay Channels
本文研究了有限域多路中继信道中的成对消息共享问题，多个用户通过一个中继交换消息，并且用户可以共享部分源消息（这意味着某些消息部分是多个用户所共有的）.在本文中，我们设计了一个最佳的功能解码前向编码方案，考虑到共享的消息。更具体地说，我们设计了一个最佳的功能，中继解码（从上行链路上的用户）和转发（回到下行链路上的用户）。然后，我们表明，这个建议的功能解码前向编码方案可以实现有限域多路中继信道的容量区域与成对的消息共享。本文推广了我们以前的结果的情况下，三个用户到任何数量的用户。
2014-02-06 cs.IT math.IT
Counterexample to a Proposed Capacity Characterization of the Relay Channel
University of British Columbia（不列颠哥伦比亚大学）
本文通过构造一个二元中继信道反例，证明基于典型序列的容量表征不适用于一般中继信道，并指出该反例借助ChatGPT-6 Astra获得。
2026-09-17 cs.IT math.IT
Hybrid Block Diagonalization for Massive MIMO Two-Way Half-Duplex AF Hybrid Relay
本文研究了一种多对双向放大转发大规模多输入多输出（MIMO）混合中继系统。混合中继具有比天线更少数量的射频（RF）链，这显著降低了实现成本。我们采用块对角化为基础的基带处理在混合中继，以消除用户对间的干扰和等增益合并为基础的RF处理，以最大限度地提高波束成形增益。我们还使用了代数范数最大化中继传输策略，以最大限度地提高频谱效率（SE）的每个用户对。我们数值计算表明，建议的混合继电器只有轻微劣SE比一个完整的RF链继电器。
2018-09-17 cs.IT math.IT
The DoF of the K-user Interference Channel with a Cognitive Relay
最近表明，具有认知中继的2用户干扰信道（IC-CR）几乎肯定具有全自由度（DoF），即2 DoF。这项工作的目的是检查由$K$用户对和认知中继组成的$K$用户IC-CR的DoF是否遵循2用户情况的直接扩展。事实证明，情况并非如此。当信道时变时，如果$K>2$，则$K$ -用户IC-CR被示出为具有$2K/3$ DoF，使用干扰对准可实现。因此，虽然具有时变信道系数的基本$K$ -用户IC对于所有$K$具有每用户1/2DoF，但是如果K=2，则具有变化信道的$K$ -用户IC-CR具有每用户1 DoF，并且如果$K>2$，则具有变化信道的$K$ -用户IC-CR具有每用户2/3DoF。此外，3用户IC-CR与恒定信道的DoF区域的特点是使用干扰中和，并给出了一个新的上限的2用户IC-CR的总容量。
2012-07-02 cs.IT math.IT
The Deterministic Capacity of Relay Networks with Relay Private Messages
研究了一个确定性4节点网络的容量域，其中3个节点只能通过第4个节点进行通信。然而，第四节点不仅仅是中继，因为它可以与所有其他节点交换私有消息。这种情况类似于基站在用户之间中继消息并在骨干系统和用户之间传递消息的情况。我们假设一个不对称的情况下，任何两个节点之间的信道是不可逆的。首先，基于单边精灵的概念，得到了容量域的上界。随后，我们构建了一个可实现的方案，实现这个上限使用的叠加广播节点4的消息和可实现的“绕道”计划减少3用户中继网络。
2013-08-08 cs.IT math.IT
Role of a Relay in Bursty Multiple Access Channels
我们调查的作用，中继在多址接入信道（MAC）与突发用户流量，间歇性的数据流量限制用户突发传输。作为我们的主要研究结果，我们描述了自由度（DoF）区域的$K$ -用户突发多输入多输出（MIMO）高斯MAC与中继，伯努利随机状态被引入到管理突发用户传输。为此，我们扩展了噪声网络编码方案，以实现割集界。我们的主要贡献是从不同的角度探索中继的作用。首先，我们表明，中继可以提供一个自由度增益在突发信道，不像在传统的非突发信道。有趣的是，我们发现中继增益可以在一定程度上与中继处的额外天线成比例。此外，观察到中继可以帮助实现无碰撞性能，我们建立了实现无碰撞自由度的必要和充分条件。最后，我们考虑的情况下，一些物理扰动共享周围的用户可能会同时产生数据流量，导致他们之间的传输模式相关。我们证明，在大多数情况下，在这种情况下，中继增益更大时，用户的传输模式更相关，因此，当更严重的冲突发生。我们的研究结果具有实际意义，在各种情况下的无线网络，如设备到设备系统和随机媒体访问控制协议。
2016-04-18 cs.IT math.IT
Error Probability Bounds for Balanced Binary Relay Trees
我们研究了平衡二叉中继树的检测错误概率，其中树的叶子对应于$N$相同和独立的检测器。树的根表示做出总体检测决策的融合中心。树中的其他节点中的每一个都是中继节点，其组合两个二进制消息以形成单个输出二进制消息。通过这种方式，来自检测器的信息通过中间中继节点被聚合到融合中心。在这种情况下，我们描述了二进制数据的I型和II型错误概率的演变，因为它从叶子向根传播。紧的上限和下限的总错误概率在融合中心作为$N$的功能。这些表征了总误差概率相对于$N$收敛到0的速度，即使各个传感器具有收敛到1/2的误差概率。
2011-05-05 cs.IT math.IT stat.AP
Relay-Assisted User Scheduling in Wireless Networks with Hybrid-ARQ
研究了中继辅助下行无线传输的用户调度问题。基站或接入点采用混合自动重传请求（HARQ），在一组固定中继的帮助下为一组移动用户服务。通过最小化基站处的队列长度和每个用户的行首分组的重传次数的成本函数，基站可以在每个时隙中调度适当的用户和适当的发射机来为其服务。索引策略对于具有根据泊松过程到达的分组的线性成本函数和对于递增凸成本函数是最优的，其中必须从基站处的队列中排出分组。
2009-05-16 cs.IT math.IT
Physical Layer Network Coding for the K-user Multiple Access Relay Channel
提出了一种用于$K$用户无线多址接入中继信道（MARC）的物理层网络编码（PNC）方案，其中$K$源节点在中继节点$R.$的帮助下将它们的消息发送到目的地节点$D$。（i）阶段1，在此期间源节点发送，中继节点和目的地节点接收，以及（ii）阶段2，在此期间源节点和中继节点发送，目的地节点接收。在阶段1结束时，中继节点解码源节点的消息，并且在阶段2期间发送解码的消息的多对一函数。如果目的地的解码器选择不当，则中继节点解码的无线网络会遭受分集阶数损失。提出了一种新的解码器的PNC方案，它提供了最大可能的分集阶$2,$的某些参数和网络编码映射的适当选择。具体地说，在中继器处使用的网络编码映射被选择为$K$维拉丁超立方体，以确保$2.$的最大分集阶数。此外，还示出了所提出的解码器可以通过快速解码算法来实现。针对3用户MARC的仿真结果表明，该方案比现有的$K$ -用户MARC方案具有更大的增益。
2013-01-20 cs.IT math.IT
Using Network Coding to Achieve the Capacity of Deterministic Relay Networks with Relay Messages
本文推导了具有中继消息的确定性中继网络的容量。我们考虑一个由五个节点组成的网络，其中四个节点只能通过第五个节点进行通信。然而，第五节点不仅仅是中继，因为它可以与其他网络节点交换私有消息。首先，我们开发了一个上界的容量区域的概念的基础上，一个单侧精灵。在可验证性证明的过程中，我们还推导出了一个4用户中继网络的确定性容量（没有私人消息在中继）。容量实现方案使用两种网络编码技术的组合：简单排序方案（SOS）和迂回方案（DS）。在SOS中，我们在每个用户处对传输的比特进行排序，使得双向消息将在中继器处以相同的信道级别被接收，而DS背后的基本思想是消息的某些部分遵循到其各自目的地的间接路径。因此，本文旨在表明，用户合作和网络编码可以提高吞吐量，即使当用户不直接连接到对方。
2014-04-26 cs.IT math.IT
Joint Power Allocation and Beamforming for Energy-Efficient Two-Way Multi-Relay Communications
研究了中继通信中用户功率分配和中继波束赋形的联合设计问题，多对单天线用户在两个时隙内通过多天线中继进行信息交换。所有用户在第一时隙中向中继站发送其信号，而中继站在第二时隙中向所有用户广播波束成形信号。其目的是最大限度地提高系统的能源效率（EE）的服务质量（QoS）的限制，在交换吞吐量的要求。QoS约束是非凸的，有许多非线性交叉项，所以找到一个可行点已经是计算上的挑战。总吞吐量出现在分子中，而总消耗功率出现在EE目标函数的分母中。前者是一个非凹函数，后者是一个非凸函数，使分式规划无用的EE优化。然而，开发了低复杂度的有效迭代以获得其优化解。通过对多用户多中继网络在不同场景下的性能评估，验证了本文的研究成果。
2017-01-25 cs.IT math.IT
Generalized Signal Alignment: On the Achievable DoF for Multi-User MIMO Two-Way Relay Channels
研究了多用户MIMO双向中继信道的可达自由度，其中有$K$源节点，每个源节点配备$M$天线，有一个中继节点，配备$N$天线，每个源节点通过中继与任意一组其他源节点交换独立的消息.通过允许任意的信息交换模式，所考虑的信道模型是一个统一的。它包括几个现有的信道模型作为特殊情况：$K$ -用户MIMO Y信道，多对MIMO双向中继信道，广义MIMO双向X中继信道，和$L$ -簇MIMO多路中继信道。以前的研究主要考虑的自由度割集约束$2N$在天线配置$N < 2M$通过应用信号对齐的可扩展性。本文研究了DOF割集约束$KM$在$N\geq 2M$情形下的可解性。为此，我们首先推导出更严格的自由度上限为三个特殊情况下所考虑的信道模型。然后，我们提出了一个新的传输框架，广义信号对齐，接近这些界限。GSA的概念是通过在中继站处对齐要在压缩子空间中交换的每对信号来形成网络编码符号。给出了构造中继压缩矩阵的一个充要条件。我们表明，使用GSA，新的自由度上界是可实现的，当i）$\frac{N}{M} \in \big(0, 2+\frac{4}{K(K-1)}\big] \cup \big[K-2, +\infty\big)$的$K$ -用户MIMO Y信道; ii）$\frac{N}{M} \in \big(0, 2+\frac{4}{K}\big] \cup \big[K-2, +\infty\…
2015-04-02 cs.IT math.IT
