Rate-Distortion Properties of Single-Layer Quantize-and-Forward for Two-Way Relaying
研究了双向中继的量化转发（QF）方案，重点分析了其率失真特性。和速率最大化问题制定和相关的量化器优化问题进行了研究。提出了一种近似求解该问题的算法。在某些情况下，标量量化器最大化总速率。
2014-02-03 cs.IT math.IT
Macro and Micro Diversity Behaviors of Practical Dynamic Decode and Forward Relaying schemes
在本文中，我们提出了一个实际的实现的动态解码和转发（DDF）协议的基础上无比率码和HARQ。我们定义了从多个间歇源到单个目的地的传输的宏分集阶数。考虑到不同信源使用的符号集有限，推导了可实现宏分集阶数的上界。我们分析了DDF协议的几种中继方案的分集行为，并提出了修补技术，以增加宏和微观分集阶数。仿真结果表明，开环传输情况下的覆盖增益和闭环传输情况下的频谱效率增益。
2011-06-27 cs.IT math.IT
Wireless Information and Energy Transfer for Decode-and-Forward Relaying MIMO-OFDM Networks
研究了具有能量收集中继的多输入多输出（MIMO）-正交频分复用（OFDM）系统的系统可达速率及其优化问题。首先，我们提出了一种基于时间交换的中继（TSR）协议，以实现中继器处的同时信息处理和能量收集。然后，我们从理论上讨论了它的可达速率性能，并制定了一个优化问题，以最大限度地提高系统的可达速率。由于该问题求解困难，我们设计了一种增广拉格朗日罚函数（ALPF）方法，并通过大量的仿真实验验证了分析结果的准确性和ALPF方法的有效性。
2015-01-04 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
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
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
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
Rate Maximization of Decode-and-Forward Relaying Systems with RF Energy Harvesting
我们考虑一个三节点解码和转发（DF）半双工中继系统，其中源首先从中继收获RF能量，然后使用此能量通过中继向目的地传输信息。我们假设信息传输和无线功率传输阶段在相同频带中随时间交替，并且它们的{ \it时间分数}（TF）可以从一个传输时期（衰落状态）到下一个传输时期改变或固定。对于这个系统，我们最大化可达到的平均数据率。因此，我们提出了两种方案：（1）联合最优功率和TF分配，（2）固定TF的最优功率分配。由于在源处收获的功率小，这两种方案实现了类似的信息速率，但是与具有固定功率和固定TF分配的基准系统相比，产生了显著的性能增益。
2016-01-18 cs.IT math.IT
Hybrid RIS-Empowered Reflection and Decode-and-Forward Relaying for Coverage Extension
在这封信中，我们介绍了两种混合传输方案相结合的被动可重构智能表面（RIS）与解码和转发中继的协同方式。所提出的方案提供了一个灵活的，以及成本和功率效率的解决方案，在未来一代无线网络的覆盖范围扩展。我们提出了封闭形式的表达式的端到端的信号噪声比的两个计划和顺序优化算法的功率分配和RIS相位配置。我们的计算机模拟和理论分析表明，RIS和中继技术的可达速率和错误性能显着提高工作时，相互补充，而不是被视为竞争技术。
2020-12-22 cs.IT eess.SP 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
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
Error Analysis of Decode-Forward Cooperative Relaying NOMA Schemes over Nakagami-m Fading Channels
非正交多址接入（NOMA）由于其较高的频谱效率而受到广泛关注。此外，NOMA易于在物理层实现，因此它与其他心理层技术的相互影响已被研究者广泛分析。合作NOMA方案是这些相互作用中研究最多的。然而，这些研究主要分析合作NOMA方案的可达速率和中断概率，而这些系统的误码率（BEP）没有得到很好的研究，虽然它是最重要的性能指标之一。在本文中，我们研究的合作NOMA方案的错误性能，解码转发中继帮助NOMA用户。我们推导出精确的BEP表达式在封闭形式的Nakagami-m衰落信道。所有导出的表达式都通过计算机模拟进行了验证。
2020-04-26 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
Compute-and-Forward Two-Way Relaying
在本文中，一个新的双向中继方案的计算和转发（CMF）框架和中继选择策略的基础上，提出了一个新的，它提供了一个更高的吞吐量比传统的双向中继方案。两种情况下的继电器或没有反馈传输能力被认为是。推导了每个中继节点计算速率的上界，并在此基础上，给出了在块瑞利衰落信道下系统中断概率的下界。数值结果表明，无反馈系统（M-CMF）的平均和速率仅在低信噪比下达到上界，而有反馈系统（A-CMF）的平均和速率在所有信噪比下都达到上界.然而，这两种方案的方法推导出的下限中断概率在所有SNR。
2014-10-10 cs.IT math.IT
RF-based Energy Harvesting in Decode-and-Forward Relaying Systems: Ergodic and Outage Capacities
射频能量收集是延长无线网络寿命、使通信设备脱离电池和电源线、有利于节能和降低无线通信碳足迹的有效途径。本文提出了一种用于协作中继系统的干扰辅助能量收集方案，能量受限的中继站从接收到的信息信号和同信道干扰信号中收集能量，然后利用收集到的能量将正确解码的信号转发到目的站。分别采用时间切换方案（TS）和功率分割方案（PS），在时间切换方案（TS）中，接收机在解码信息和收集能量之间切换，在功率分割方案（PS）中，接收功率的一部分用于能量收集，剩余功率用于信息处理。将所提出的能量收集方法应用于具有三端模型的解码转发中继系统，推导了系统的遍历容量和中断容量的解析表达式，并确定了相应的可达吞吐量。比较结果表明，PS优于TS在高信噪比（SNR）的吞吐量，而在低信噪比，TS优于PS。此外，考虑在中继站处具有相等聚合干扰功率的不同干扰功率分布，相应的系统容量关系，即，获得容量的排序。
2018-02-11 cs.IT math.IT
Successive Decode-and-Forward Relaying with Reconfigurable Intelligent Surfaces
连续中继（SR）网络的主要优点是它们能够用半双工（HD）中继来模拟全双工（FD）操作。然而，这种方案带来的主要挑战是相关的中继间干扰（IRI）。在这项工作中，我们提出了一个可重构的智能表面（RIS）增强SR网络，其中一个RIS部署在两个中继节点附近，以提供IRI的空间抑制，并最大限度地提高所需信号的增益。由此产生的最大最小优化问题，联合相移设计的两个RISs首先通过半定规划（SDP）的方法来解决。在此基础上，提出了一种适合于实时实现的低复杂度粒子群优化算法。数值结果表明，即使是相对较小的RISs可以提供显着的增益在SR网络的可实现的速率，和建议的PSO计划可以实现接近最优的性能。
2021-09-11 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
Multi-Layer Transmission and Hybrid Relaying for Relay Channels with Multiple Out-of-Band Relays
在这项工作中，中继信道中的源编码器与目的地解码器通过连接到解码器通过容量受限的数字回程链路的带外中继的数量进行通信进行了研究。该模型是由云无线接入网络的上行链路激发的。在这种情况下，提出了一种新的传输和中继策略，其中使用多层传输，一方面，自适应地利用中继的不同解码能力，另一方面，使混合解码和转发（DF）和压缩和转发（CF）中继。混合中继策略允许每个中继转发部分解码消息和接收信号的压缩版本到解码器。提出了优化各层间功率分配和压缩测试信道间功率分配的问题。虽然非凸的，派生的问题被发现属于所谓的互补几何规划（CGP）类。利用这一观察，提出了一种基于同伦方法的迭代算法，通过求解一系列几何规划（GP），从而凸问题，实现了原问题的稳定点。数值结果表明，所提出的多层混合方案在实现性能接近理论（割集）上界的有效性。
2013-04-13 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
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
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
A Comparative Study of Relaying Schemes with Decode-and-Forward over Nakagami-m Fading Channels
利用中继技术来改善无线系统的性能是一个很有前途的途径。然而，它是至关重要的，以了解什么类型的中继方案应用于实现不同的性能目标，在现实的衰落条件下。在本文中，我们提出了一个通用的框架建模和评估的中继方案的性能的基础上解码和转发（DF）协议在独立的，不一定相同分布（INID）Nakagami-m衰落信道。特别是，我们提出了封闭形式的表达式的瞬时输出信噪比的统计数据的四个重要的中继方案DF;两个基于重复传输和其他两个基于中继选择（RS）。然后，这些表达式被用来获得封闭形式的表达式中断概率和平均符号错误概率的几个调制的所有考虑中继方案在INID Nakagami-m衰落。重要的是，它表明，当RS的信道状态信息是完美的，基于RS的传输方案总是优于重复的。此外，当源节点和目的地节点之间的直接链路足够强时，中继可能不会导致任何增益，并且在这种情况下，中继应该被关闭。
2011-04-01 cs.IT cs.PF math.IT
Decode-Forward Transmission for the Two-Way Relay Channels
我们提出了复合解码转发（DF）计划的双向中继信道在全双工和半双工模式相结合的相干中继，独立中继和部分中继策略。对于全双工模式，中继部分地解码每个块中的每个用户的信息，并且如在块马尔可夫编码中那样将该部分信息与源用户相干地转发到下一个块中的目的地用户。此外，中继站独立地广播下一个块中的两个用户的解码信息部分的装仓索引，如在独立网络编码中那样。每种技术对中继功率使用和速率区域具有不同的影响。我们进一步详细分析了独立的部分DF方案，并推导出封闭形式的链路制度时，该方案实现了严格的更大的速率区域比只是其组成技术，直接传输和独立DF中继之间的时间共享，当它减少到一个更简单的计划。对于半双工模式，我们提出了一个6相时分方案，采用了所有考虑中继技术，并同时使用联合解码在所有接收阶段。数值结果表明，现有的DF计划，通过执行链路自适应的复合计划的基础上确定的链接制度，获得显着的速率增益。
2015-04-28 cs.IT math.IT
Symbol-Level Selective Full-Duplex Relaying with Power and Location Optimization
本文提出了一种用于全双工中继网络的符号级选择性传输方法，以减轻错误传播效应，提高系统频谱效率。该想法是允许FD中继节点基于广义平方偏差方法预测每个帧的正确解码的符号，并且丢弃错误解码的符号，从而导致更少的错误被转发到目的地节点。利用在FD中继节点同时发送和接收的能力，我们提出的策略可以提高传输效率，而无需额外的信令开销。此外，针对推导出的中断概率表达式，将其与半双工中继情况进行了比较，并给出了传输功率和中继位置的优化策略，以进一步提高系统性能。结果表明，该方案在中断概率和误码率方面优于基于循环冗余校验的选择性解码转发（S-DF）中继和基于门限的S-DF中继等经典中继协议。此外，最优功率分配的性能优于等功率分配的性能，特别是当FD中继节点遇到较强的自干扰和/或距离目的节点较近时。
2018-06-02 cs.IT math.IT
Partial Decode-Forward Relaying for the Gaussian Two-Hop Relay Network
研究了具有一个源、$N$中继和$L$目的地的高斯两跳中继网络的多播容量。它示出的部分解码-前向编码方案的仔细修改，从而通过降级的消息部分的中继合作，实现了割集上限内$(1/2)\log N$位，而不管信道增益和功率约束。该方案改进了Chern和Ozgur的先前方案，该方案也是基于部分解码-转发，但与$L \ge 2$目的地的割集有无界间隙。当专用于中继之间的独立码时，所提出的方案在距离割集界限的$\log N$位内实现。该松弛的计算涉及评估总$L 2^N$可能切割中的跨$L(N+1)$切割的互信息，提供了一个非常简单的线性复杂度算法来近似高斯两跳中继网络的单源多播容量。
2015-08-03 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
Multi-Antenna Assisted Virtual Full-Duplex Relaying with Reliability-Aware Iterative Decoding
为了提高系统的频谱效率和可靠性，提出了一种多天线辅助的虚拟全双工（FD）中继，目的节点采用可靠性迭代译码。该方案使两个半双工中继节点（模拟FD中继）交替充当发送端和接收端，对解码后的数据信号进行中继而不考虑解码错误，同时利用QR分解消除中继间干扰。然后，通过部署可靠性感知的迭代检测/解码过程，目的节点可以有效地减轻帧间干扰和错误传播效应在同一时间。仿真结果表明，在不增加额外的时延和信令开销的情况下，该方案的误码率比传统的基于循环冗余校验的S-DF中继和基于门限的S-DF中继高8 dB.
2017-10-18 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
On the Capacity of Decode-and-Forward Relaying over Rician Fading Channels
本文用幂级数的形式导出了两个具有两个自由度的非中心卡方随机变量的最小值的概率密度函数和累积分布函数。借助导出的PDF和CDF，我们得到了不同莱斯衰落信道下解码转发（DF）协作系统中以下自适应协议的精确遍历容量：（i）具有最优速率自适应的恒定功率协议;（ii）同时具有最优功率和速率自适应的协议;（iii）具有固定速率的信道反转协议。通过使用容量的解析表达式，可以观察到，最佳功率和速率自适应提供更好的容量比最佳速率自适应恒定功率从低到中等的信号-噪声比值在不同的莱斯衰落信道。尽管复杂度低，信道反转为基础的自适应传输所示遭受显着的容量损失相比，其他自适应传输为基础的技术在DF Rician信道。
2014-07-04 cs.IT math.IT
Link Regime and Power Savings of Decode-Forward Relaying in Fading Channels
在本文中，我们重新研究中继信道下的解码转发（DF）策略。与块马尔可夫编码始终是速率最优DF策略的既定信念相反，在某些信道条件下（链路机制），源和中继之间的独立信令实现相同的传输速率，而不需要相干信道相位信息。此外，这种独立的信令机制允许中继器节省功率。因此，我们设计了一个复合DF中继策略，实现了相同的速率块马尔可夫DF，但所需的中继功率较少。从链路自适应的角度来看，这一发现是有吸引力的，以适应中继编码和中继功率根据链路状态。我们研究这种链路自适应衰落下完美的信道状态信息（CSI）和实际的CSI，其中节点有完美的接收和长期发送CSI，并得出相应的中继节省功率在这两种情况下。我们还推导出中断概率的复合中继方案，适应信令的链路制度。通过仿真，我们暴露了一个新的权衡中继放置显示，中继保存最多的功率时，更接近的目的地，但实现最大的速率增益时，更接近的源。
2015-12-17 cs.IT math.IT
Square Deviation Based Symbol-Level Selection for Virtual Full-Duplex Relaying Networks
提出了一种虚拟全双工中继网络中符号级选择性传输的方法，旨在减轻错误传播效应，提高系统频谱效率。这个想法是允许两个半双工中继，模仿FD中继，交替作为发送器和接收器转发源的消息。在这种情况下，每个中继站基于广义平方偏差方法预测其接收到的帧的正确解码的符号，并且丢弃错误解码的符号，从而导致更少的错误被转发到目的地。然后，在目的地处提供修改的最大\textit{a posteriori}接收器以消除帧间干扰并识别来自中继的丢弃符号的位置。此外，分集复用权衡（DMT），我们提出的方案也进行了分析。研究发现，我们提出的方案优于传统的选择性解码和转发（S-DF）中继方案，如基于循环冗余校验的S-DF和基于阈值的S-DF，在DMT。此外，误码率性能也进行了模拟，以确认DMT的结果。
2017-11-02 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
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
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
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 Low-Complexity Message Recovery Method for Compute-and-Forward Relaying
计算和转发中继策略通过在中间中继对发送消息的线性组合进行解码来实现高计算速率。然而，如果所涉及的中继独立地选择要解码的消息的组合，则不能保证整个线性方程组在目的地是可解的。在这篇文章中，它表明，高斯衰落信道模型与两个发射机和两个中继，总是选择的组合，最大化的计算速率往往导致的情况下，原始消息无法恢复。它进一步表明，通过限制继电器选择精心设计的方程组，可以保证一个可解的系统，同时保持高的计算速率。所提出的方法具有恒定的计算复杂性，不需要继电器之间的信息交换。
2015-04-20 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
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
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
Hash-and-Forward Relaying for Two-Way Relay Channel
本文考虑了一个通信网络的两个节点，这两个节点没有相互直接的通信链路，通信双向的帮助下，一个共同的中继节点（RN），也被称为分离的双向中继（TWR）信道。我们首先回顾了一个切集外边界的情况下，假设全双工传输能力的网络拓扑结构的一组速率。然后，我们推导出一个新的可实现的速率区域的基础上哈希和转发（HF）中继的RN不试图解码，而是散列其接收到的信号，并表明在某些信道条件下，它符合香农的内界的双向信道[1]。此外，对于二进制加法器TWR信道，在节点和RN处具有加性噪声，我们给出了一个详细的基于结构码的容量实现编码方案。
2011-02-16 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
Improving Two-Way Selective Decode-and-forward Wireless Relaying with Energy-Efficient One-bit Soft Forwarding
受电池供电的无线传感器网络（WSN）等应用的启发，我们提出了一种易于实现的节能双向中继方案。特别是，我们解决的挑战，提高标准的双向选择性解码和转发协议（TW-SDF）的误块率（BLER）方面的较小的额外的复杂性和能量消耗。通过遵循软中继的原理，我们的解决方案是双向一位软转发（TW-1bSF）协议，其中中继转发一位量化的后验信息度量的传输位，与适当设计的可靠性参数。在无线传感器网络相关的标准（如IEEE802.15.6和蓝牙），采用分组码，而不是卷积码和其他复杂的代码，由于其高效的解码器硬件实现。作为第二个主要贡献，我们推导出严格的上限的BLER性能的TW-SDF和TW-1bSF，当双向中继网络采用分组码和硬解码。错误概率分析证实了TW-1bSF的优越性。此外，我们推导出TW-1bSF在TW-SDF上的渐近性能增益，这进一步表明所提出的协议是一个很好的选择，特别是当使用长分组码时。
2015-01-07 cs.IT math.IT math.PR
Spatially-Coupled LDPC Codes for Decode-and-Forward Relaying of Two Correlated Sources over the BEC
我们提出了一种解码和转发传输方案的基础上空间耦合低密度奇偶校验（SC-LDPC）码的网络组成的两个（可能相关）的源，一个中继，和一个目的地。节点之间的链路被建模为二进制擦除信道。联合信源-信道编码与联合信道解码被用来利用相关性。中继执行网络编码。我们推导了相关信源的二进制擦除时分多址中继信道的可达速率的解析界。然后，我们设计双层SC-LDPC码，并分析其渐近性能的这种情况下。我们证明了分析所提出的编码方案达到了对称信道条件和不相关源的理论极限。使用密度演化，我们进一步证明，我们的计划也接近理论极限的非对称信道条件下，当源相关，我们观察到的阈值饱和效应，这是典型的空间耦合系统。最后，我们给出了大块长的仿真结果，验证了DE分析。
2014-02-14 cs.IT math.IT
Secure Routing in Multihop Wireless Ad-hoc Networks with Decode-and-Forward Relaying
在本文中，我们研究了在随机分布的窃听者存在的多跳无线ad-hoc网络中的安全路由问题。具体而言，窃听者的位置被建模为一个齐次泊松点过程（PPP）和源-目的地对是由中间中继使用解码和转发（DF）策略的协助。我们分析表征的物理层安全性能的任何选择的多跳路径使用端到端的安全连接概率（SCP）的合谋和非合谋窃听。为了便于找到一个有效的解决方案，安全路由，我们得到准确的近似SCP。基于SCP近似，我们研究了安全路由问题，它被定义为寻找具有最高SCP的多跳路径。采用改进的Bellman-Ford算法，以分布式方式寻找最优路径。仿真结果表明，所提出的安全路由方案达到了几乎相同的性能穷举搜索。
2015-12-26 cs.IT math.IT
Achievable rate regions for bi-directional relaying
在双向中继信道中，两个节点希望在中继的帮助下在共享的无线半双工信道上交换独立的消息。在本文中，我们推导出四个新的半双工协议，并比较这些现有的半双工协议和外部边界的可实现的速率区域。在时间上，我们的协议包括两个或三个阶段。在两阶段协议中，两个用户在第一阶段期间同时发送，并且中继器在第二阶段期间单独发送，而在三阶段协议中，两个用户顺序地发送，随后是来自中继器的发送。中继可以转发信息的四种方式之一，我们概述了现有的放大和转发（AF），解码和转发（DF）和压缩和转发（CF）中继方案，并介绍了新的混合转发方案。后者是一个方向上的CF和另一个方向上的DF的组合。我们得出可实现的速率区域的CF和混合中继方案的两个和三个阶段的协议。在这项工作的最后一部分，我们提供了一个全面的治疗8可能的半双工双向中继协议在高斯噪声，获得各自的可实现的速率区域，外边界，以及它们的相对性能在不同的SNR和中继几何。
2009-05-15 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 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
Robust Transceiver with Tomlinson-Harashima Precoding for Amplify-and-Forward MIMO Relaying Systems
研究了多跳放大转发多输入多输出中继系统中基于Tomlinson-Harashima预编码的鲁棒收发机设计问题。在源节点，采用THP来抑制空间码间干扰。然而，由于其非线性性质，THP对信道估计误差非常敏感。为了减小信道估计误差的影响，提出了一种信源端THP、中继端线性转发矩阵和目的端线性均衡器的联合贝叶斯鲁棒设计。利用乘性凸性和矩阵单调函数的优良特性，首次推导出非线性收发器的最优结构。基于导出的结构，收发器的设计问题减少到一个简单得多，只有标量变量，可以有效地解决。最后，仿真结果表明，所提出的鲁棒设计的性能优势，非鲁棒设计。
2014-12-04 cs.IT math.IT
Compute-and-forward relaying with LDPC codes over QPSK scheme
在本文中，我们研究了计算和转发（CAF）中继方案与低密度奇偶校验（LDPC）码，一种特殊的情况下，物理层网络编码，在正交相移键控（QPSK）调制。本文的创新之处在于从理论上分析了当两个接收机的接收功率不相等但接近时，CAF方案与传统的分离译码（SD）方案在联合译码或连续干扰消除（SIC）译码下的译码性能。首先，我们研究了线性随机编码（LRC）在CAF方案中的解码性能，其解码器是基于退化信道的。当两个星座的旋转角度的控制，我们表明，它们可以实现速率远远超出多址信道（MAC）与LRC的最佳旋转角度。其次，我们分析了CAF使用LDPC码的计算成本和置信传播（BP）解码器的解码性能的实际可行性。CAF方案的BP解码器的计算复杂度几乎等于SIC BP解码器的计算复杂度，并且小于SD方案中的联合BP解码器。利用密度演化的渐近可解码区域来评估解码性能。结果表明，在码率一定的情况下，CAF方案在高码率区的性能优于联合BP译码和SIC BP译码的SD方案。
2019-04-17 cs.IT math.IT
Broadcast Approaches to the Diamond Channel
研究了在块瑞利衰落环境下，通过两个并行全双工中继从源到目的地的双跳传输问题。假设网络中的所有节点都不知道它们的前向信道增益，但是它们有关于它们的后向信道增益的完美信息。本文的重点是简单，高效，实用的中继方案，以增加在目的地的期望速率。为此，提出了中继协议和广播方法（多层编码）的各种组合。对于解码转发（DF）中继，得到了最大有限层期望速率以及连续层期望速率的两个上界。所提出的DF方案的主要特征是，在两个中继器处被解码的层在目的地处被相干地添加，尽管每个中继器没有关于由其他中继器成功解码的层的数量的信息。证明了最优编码方案是通过中继传输不相关信号。其次，分析了基于ON/OFF的放大转发（AF）继电保护的最大期望速率。为了进一步提高性能，提出了一种混合解码-放大-转发（DAF）中继策略，在源端和中继端采用广播方式，并给出了其最大吞吐量和最大有限层期望速率。此外，在压缩转发（CF）中继采用广播的方法，使用最佳量化器和Wyner-Ziv压缩在中继的最大吞吐量和最大期望速率，完全推导。所有的理论结果都通过数值模拟进行了说明。结果表明，当中继功率与源功率之比较高时，CF中继优于CSCF（因此优于DF和AF中继）;否则，CSCF方案更优越。
2012-06-17 cs.IT math.IT
Capacity of Linear Two-hop Mesh Networks with Rate Splitting, Decode-and-forward Relaying and Cooperation
考虑线性网状网络，其中每个小区的单个用户经由专用中继（两跳通信）与本地基站通信。利用可能相关的小区间信道增益，在两个跳中连续取消的速率分割被研究作为一个有前途的解决方案，以提高基本单速率通信的速率。然后，提出了一种替代解决方案，该方案试图通过中继站之间的协作传输来提高第二跳（从中继站到基站）的性能。协作方案利用中继站获得的公共信息作为在第一跳中使用速率分割的副产品。数值结果带来洞察的条件下（网络拓扑结构和功率约束），速率分裂，可能的中继合作，是有益的。多小区处理（在基站处的联合解码）也被考虑用于参考。
2007-10-12 cs.IT math.IT
Performance Analysis of Project-and-Forward Relaying in Mixed MIMO-Pinhole and Rayleigh Dual-Hop Channel
在这封信中，我们提出了一个端到端的性能分析的双跳项目和转发中继在一个现实的情况下，源中继和中继目的地链路正在经历MIMO针孔和瑞利信道条件，分别。我们推导出的概率密度函数的中继后处理和端到端的信噪比，并得到的表达式被用来推导中断概率的分析系统，以及它的端到端遍历容量的广义函数。然后应用留数理论对Mellin-Barnes积分进行分析，推导出系统在不同信道参数下的渐近行为。由于二元Meijer-G函数参与分析，我们提出了一个新的和快速的MATLAB实现，使复杂的积分轮廓的自动定义。广泛的蒙特卡罗模拟被调用，以证实分析结果。
2016-02-17 cs.IT math.IT
