Multi-Source Cooperative Communication with Opportunistic Interference Cancelling Relays
在本文中，我们提出了一个多用户合作协议的无线网络。两个源同时发送它们的信息块，并且中继采用机会性连续干扰消除（SIC）来努力解码它们。如果解码失败，则在中继器处将自适应解码/放大转发方案应用于解码块或其足够的统计。该协议的主要特点是，SIC被利用在网络中，因为更多的机会出现为每个块被解码作为使用的中继NRU的数量增加。此功能在分集和复用增益方面带来了好处，这些好处在分析中断模型和分集复用权衡（DMT）分析的帮助下得到了证明。在没有任何网络同步和协调的情况下实现性能改进。在这项工作的最后一部分的封闭形式的中断概率模型使用的NRU中继，具有最佳的SIC性能，从大量的NR节点的离线预选的新方法。分析结果证实了广泛的模拟，而该协议相比，在文献中报道的正交和多用户协议。
2015-09-03 cs.IT cs.NI math.IT
Opportunistic Relaying without CSI: Optimizing Variable-Rate HARQ
我们分析了在块衰落信道上的机会中继HARQ传输的基础上，在发射机节点的信道状态信息（CSI）的情况下。我们假设源和中继都被允许在HARQ传输轮之间改变它们的传输速率。我们使用双递归动态规划来解决关于传输速率的吞吐量最大化问题。还提出了简化，以减少优化的复杂性。数值结果表明，可变速率HARQ可以显着增加吞吐量相比，它的固定速率对应。
2017-02-24 cs.IT math.IT
Decentralized Two-Hop Opportunistic Relaying With Limited Channel State Information
考虑由$n$源-目的地对和$m$中继组成的网络。针对大系统极限（大$n$），研究了瑞利衰落信道下两跳中继协议的吞吐量缩放定律。它示出，在单用户编码-解码方案的实际约束下，和部分信道状态信息（CSI）在发射机（通过从接收机的整数值反馈），最大吞吐量尺度为$\log n$，即使完全中继合作是允许的。此外，一种新的分散的机会中继方案与接收机CSI，部分发射机CSI，没有中继合作，实现最佳吞吐量缩放定律的$\log n$。
2008-04-29 cs.IT math.IT
On the Impact of Relay-side Channel State Information on Opportunistic Relaying
本文研究了网络拓扑感知分布式机会中继选择策略的中断性能，重点研究了中继节点上不同信道状态信息（CSI）水平对中断性能的影响。具体而言，两种情况下（a）精确的瞬时和（b）只有统计CSI进行比较，明确考虑到小规模瑞利衰落和路径损耗，由于随机节点间的距离。分析结果，密切匹配的模拟，表明，虽然类似的多样性顺序可以实现在这两种情况下，缺乏精确的CSI，以支持中继选择转化为显着增加所需的功率，以实现相同的QoS水平。此外，当仅统计CSI可用时，由于多个中继之间的系统资源的分裂，实现相同的分集阶数与低SNR下的明显性能降级相关联。
2013-06-12 cs.IT math.IT
Opportunistic Relay Selection with Limited Feedback
它已被证明是一个分散的中继选择协议的基础上，从中继机会反馈，在密集的无线网络中产生良好的吞吐量性能。该选择策略支持混合ARQ传输方法，其中在解码错误的情况下中继转发奇偶校验信息到目的地。然而，这样的方法，遭受损失相比，集中式的策略，选择具有最佳信道增益的中继到目的地。本文通过在分散式中继选择问题中加入另一级信道反馈来弥补性能差距。它表明，只有一个额外的反馈位是必要的良好的吞吐量性能。不同的关键参数，如中继的数量和信道反馈阈值的性能影响进行了讨论。伴随的位出错率分析表明中继选择的重要性。
2007-04-05 cs.IT math.IT
Hybrid-ARQ in Multihop Networks with Opportunistic Relay Selection
本文提出了一种基于竞争的机会反馈技术，在密集的无线网络中的中继选择。该技术能够将附加奇偶校验信息从所选中继转发到目的地。对于一个给定的网络，不同的关键参数，如反馈概率的影响进行了介绍和讨论。所提出的技术的主要优点是，中继选择可以以分布式的方式执行。仿真结果发现，它的性能密切匹配的集中式计划，利用GPS信息，不像所提出的方法。建议的中继选择方法也被发现，以实现吞吐量增益超过点对点的传输策略。
2007-04-05 cs.IT math.IT
Study of Opportunistic Relaying and Jamming Based on Secrecy-Rate Maximization for Buffer-Aided Relay Systems
在本文中，我们研究机会中继和干扰技术，并开发中继选择算法，最大限度地提高保密率的多用户缓冲区辅助中继网络。我们开发了一种方法，以最大限度地提高中继系统的保密率，不需要窃听者的信道状态信息（CSI）。我们还设计了中继和干扰功能选择（RJFS）算法来选择多个中继节点以及多个干扰节点，以协助传输。在所提出的RJFS算法中继间干扰消除（IC）考虑。该方法首先通过IC提高对合法用户的传输速率，然后通过中继间IC放大对窃听者的干扰信号，提高保密率。利用缓存辅助中继将干扰信号存储在中继节点，提出了一种缓存辅助RJFS（BF-RJFS）算法。贪婪RJFS和BF-RJFS算法的中继选择，降低了复杂度。仿真结果表明，所提出的RJFS和BF-RJFS算法可以实现更高的保密率性能比以前报道的技术，即使在没有CSI的窃听。
2020-11-18 cs.IT math.IT
Performance of Opportunistic Fixed Gain Bidirectional Relaying With Outdated CSI
本文研究了使用过时的信道状态信息进行中继选择对网络性能的影响，其中两个源通过固定增益amplifyand-forward继电器相互通信。在瑞利衰落信道下，推导了中断概率、矩母函数和符号出错率的封闭表达式。仿真结果也证实了推导的分析结果。结果表明，增加继电器不提高性能，如果通道是实质上过时的。此外，中继的位置也被考虑，它表明，性能可以得到改善，通过将中继更接近源的通道是更过时的。
2013-05-25 cs.IT math.IT
Multi-Stream Opportunistic Network Decoupling: Relay Selection and Interference Management
我们研究了多流传输的$K \times N \times K$信道与干扰中继节点，包括$K$多天线源-目的地（S-D）对和$N$单天线半双工中继节点之间的S-D对。我们提出了一种新的可实现的方案，部分有效的信道增益，称为多流机会网络解耦（MS-OND），它实现了最佳的自由度（DoF）在一定的中继缩放定律。我们的协议是建立在传统的OND，导致虚拟全双工模式，每个S-D对一个数据流传输，概括的想法OND多流的情况下，利用中继选择和干扰管理。具体而言，两个子集的中继节点的机会主义地选择使用交替中继方面的生产或接收最小的总干扰电平。对于干扰管理，每个源节点利用第一跳的随机波束成形向所选择的中继节点发送$S \,(1 \le S \le M)$数据流，而每个目的地节点经由第二跳的机会干扰对准从所选择的中继节点接收其期望的$S$流，其中$M$是每个源或目的地节点处的天线的数量。我们的分析结果验证了数值计算。
2018-10-08 cs.DC cs.IT cs.MA
Adaptive Delay-Tolerant DSTBC in Opportunistic Relaying Cooperative MIMO Systems
针对两跳协作多输入多输出（MIMO）网络，采用放大转发策略和机会中继算法，提出了一种带反馈的自适应容迟分布式空时编码（DSTC）方案。最大似然接收机和可调码矩阵被认为是受功率约束。在所提出的延迟容忍DSTC方案中，中继节点采用可调的编码矩阵对空时编码矩阵进行变换。随机梯度算法被开发以降低计算复杂性来估计码矩阵的参数。仿真结果表明，所提出的算法获得显着的性能增益和解决延迟问题的合作MIMO系统相比，现有的DSTC方案。
2014-12-15 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 Fully Distributed Opportunistic Network Coding Scheme for Cellular Relay Networks
在本文中，我们提出了一种蜂窝中继网络中的机会网络编码（ONC）方案，它的操作取决于中继是否成功解码源消息。提出了一种完全分布式的方法来实现所提出的机会网络编码方案，而不需要任何反馈之间的两个网络节点。我们考虑使用建议的ONC蜂窝下行链路传输，并推导出其封闭形式的中断概率表达式，考虑同信道干扰在瑞利衰落环境中。数值结果表明，所提出的ONC方案优于传统的非合作中断概率。我们还开发了建议ONC的分集复用权衡（DMT），并表明ONC方案获得了充分的多样性和增加的复用增益相比，传统的合作协议。
2013-01-31 cs.IT math.IT
Opportunistic Communications in an Orthogonal Multiaccess Relay Channel
研究了两用户衰落正交多址中继信道（MARC）中的资源分配问题。一个半双工中继被认为是一个正交的信道上发送的源所使用的。假设该网络中每个发射-接收对之间的瞬时衰落状态在发射机和接收机处都是已知的。在每个源和中继的平均功率约束下，解码转发（DF）的可实现策略的和速率在源和中继的所有功率分配（策略）上最大化。结果表明，和速率最大化策略利用多用户衰落分集揭示机会信道使用的每个用户的最优性。最优功率策略的几何解释。
2007-04-20 cs.IT 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
Novel Subcarrier-pair based Opportunistic DF Protocol for Cooperative Downlink OFDMA
提出了一种新的基于子载波对的机会DF协议，用于解码转发（DF）中继辅助的协作下行OFDMA传输。具体地说，用户消息比特在两个连续的等持续时间时隙中发送。第一时隙中的子载波可以与第二时隙中的子载波配对，用于到用户的DF中继辅助传输。特别地，源和中继器可以同时发送以在第二时隙中的子载波处实现波束成形以用于中继器辅助传输。在第一或第二时隙中的每个不成对的子载波由源用于直接传输到用户，而无需中继的辅助。该协议在总功率约束条件下，解决了总速率最大化资源分配（RA）问题.结果表明，新的协议导致的最大和速率大于或等于一个基准，这不允许源实现波束成形的子载波在第二个时隙的中继辅助传输。然后，开发多项式复杂度RA算法以找到（至少近似地）最优资源分配（即，源/中继功率、子载波配对和对用户的分配）。数值实验表明，新的协议可以导致更大的和率比基准。
2013-01-14 cs.IT cs.NI math.IT
Link Quality Control Mechanism for Selective and Opportunistic AF Relaying in Cooperative ARQs: A MLSD Perspective
将中继技术引入自动重传请求（ARQ）机制，可以增强分集和吞吐量。允许多个中继之间的偷听也是增加ARQ中参与中继的数量的已知方法。然而，当机会放大转发（AF）中继应用于协作ARQ，系统设计变得不平凡，甚至涉及。基于中断分析，首先发现空间和时间分布对中继的接收信号质量敏感，然后提出一种链路质量控制机制来预先筛选候选中继，以利用选择性和机会性AF（SOAF）中继方法来探索协作ARQ的多样性.根据分析，时间和空间的差异，可以充分利用，如果设置适当的阈值为每一跳沿中继路由。SOAF中继方法进一步检查从数据包传递的观点。利用最大似然序列检测（MLSD）原理，建立了基于SOAF中继的ARQ方案在MLSD的分组出错率（PER）上达到潜在分集阶数的链路质量充分条件。这些条件取决于最小码字距离和平均信噪比（SNR）。此外，从启发式的角度来看，我们还开发了一个阈值搜索算法的建议SOAF中继和链路质量的方法，利用PER的多样性和SNR增益。提出的阈值机制的有效性，通过与网格码的模拟验证。
2016-02-02 cs.IT math.IT
Analysis of Uncoordinated Opportunistic Two-Hop Wireless Ad Hoc Systems
我们考虑一个时隙的两跳无线系统中，源发送到中继在偶数时隙（第一跳）和中继转发的数据包到目的地在奇数时隙（第二跳）。每个源可以在第一跳中连接到多个中继。在存在干扰并且没有中继器的紧密协调的情况下，不清楚哪个中继器应该发送分组。我们提出了四个分散的中继选择方法，一些基于位置信息和其他的接收信号强度（RSS）的基础上。我们提供了一个完整的分析表征这些方法使用随机几何工具。我们使用模拟结果来比较这些方法的端到端的成功概率。
2009-01-15 cs.IT math.IT
Opportunistic Buffered Decode-Wait-and-Forward (OBDWF) Protocol for Mobile Wireless Relay Networks
在本文中，我们提出了一个机会缓冲解码等待和转发（OBSENS）协议，利用中继缓冲和中继移动性，以提高系统的吞吐量和突发到达下的端到端的分组延迟。我们考虑一个点到点的通信链路K移动中继协助。我们表明，OBBEE协议可以实现更好的吞吐量和延迟性能相比，现有的基线系统，如传统的动态解码和转发（DDF）和转发（AF）协议。除了仿真性能，我们还推导出了封闭形式的渐近吞吐量和延迟表达式的OBBBER协议。具体地说，所提出的OBBACK协议实现了渐近吞吐量O（logK）与O（1）的总发射功率在中继网络。与传统协议中的最佳已知性能（O（logK）吞吐量和O（K）总发射功率）相比，这是显著的增益。在突发到达情况下，与传统DDF协议相比，该协议的稳定域和平均时延都能获得O（K）的性能增益。
2011-01-26 cs.IT math.IT
Distributed Opportunistic Channel Access in Wireless Relay Networks
研究了无线中继中的分布式机会信道接入问题。考虑了具有多个源-目的节点对和多个中继的中继网络。所有源节点通过随机接入过程竞争。如果获胜源节点的链路质量差，则获胜源节点可能放弃其传输机会。在本研究中，我们应用最佳停止理论来分析获胜节点何时应该放弃其传输机会。通过假设获胜节点具有从自身到中继以及从中继到目的节点的信道增益信息，严格证明了最优停止规则的存在性和唯一性.最优停止规则是纯阈值策略。当获胜节点不具有从中继到其目的地的链路的信道增益的信息的情况下，也进行了研究。存在两个停止问题，一个在主层（用于源节点的信道接入），另一个在子层（用于中继节点的信道接入）。一个直观的停止规则，其中子层和主层分别最大化其吞吐量，被证明是一个半纯阈值策略。直观的停止规则被证明是非最优的。然后从理论上推导出一个最优的停止规则。研究结果表明，所提出的策略可以充分利用中继网络中的多用户（包括多源和多中继）分集和时间分集。
2011-02-26 cs.IT math.IT
Opportunistic Relay in Multicast Channels with Generalized Shadowed Fading Effects: A Physical Layer Security Perspective
由于无线信道的衰落和遮蔽的同时存在，通过无线多播网络的普通传输受到极大的阻碍，可以通过适当地利用传播介质的随机属性来增强安全传输。本研究的重点是利用这些属性，以提高物理层安全（PLS）性能的双跳无线多播网络在kappa-mu阴影衰落信道下的窃听尝试多个窃听。为了提高系统的保密性，在多个中继节点中采用最优中继节点选择策略。通过对多播中继网络的非零保密容量概率、安全中断概率和遍历保密容量的解析表达式进行数学建模，对多播中继网络的性能进行了分析。利用这些表达式，系统参数，即，研究了衰落、阴影、天线数目、目的接收器、窃听器和中继对保密性能的影响。数值结果表明，衰落和阴影所造成的不利影响，可以显着减轻著名的机会中继技术。此外，该模型统一了几个经典模型的保密性分析，从而表现出巨大的通用性比现有的作品。
2021-11-14 cs.IT math.IT
Achievable Rate Analysis of Cooperative Relay Assisted Opportunistic-NOMA under Rician Fading Channels with Channel State Information
在莱斯衰落信道下，分析了发送端已知信道状态信息的协作中继系统（CRS）的平均可达速率。对于数据信号的机会性传输，CSI用于源到中继和源到目的地链路，这帮助发射机即时地从协作NOMA传输和信号的直接传输中选择最佳。为了比较O-NOMA和传统NOMA（C-NOMA）CRS的平均可达速率，给出了可达速率的精确和渐近解析表达式。通过蒙特卡罗模拟验证了渐近结果的各种信道功率和功率分配系数。数值结果表明，随着功率分配系数、信噪比和信道功率的增加，基于O-NOMA的CRS比基于C-NOMA的CRS具有更好的速率性能。
2017-11-08 cs.IT math.IT
The Impact of Channel Feedback on Opportunistic Relay Selection for Hybrid-ARQ in Wireless Networks
本文提出了一个分散的中继选择协议的密集无线网络，并描述了信道反馈策略，提高其性能。建议的选择协议支持混合自动重传请求传输，中继转发奇偶校验信息的目的地在解码错误的情况下。信道反馈用于改进中继选择过程，并用于在所提出的自适应调制传输框架中选择适当的传输模式。提出的自适应调制策略的吞吐量的近似值，并说明通过最大化这个近似值的吞吐量的依赖系统参数，如中继竞争概率和自适应调制切换点。仿真结果表明，所提出的选择策略的吞吐量是由一个集中的选择方法，依赖于地理信息所产生的。
2008-04-01 cs.IT math.IT
Opportunistic Communications in Fading Multiaccess Relay Channels
研究了各态历经衰落正交多址接入中继信道（MARC）中的最优资源分配问题，在MARC中，用户（源）通过一个半双工中继站与目的地通信，该中继站在与发送源正交的信道上进行发送.在假设所有节点都能获得瞬时衰落状态信息的前提下，针对解码转发（DF）中继，给出了最大和速率以及最优用户和中继功率分配（策略）.与观察DF中继的结果在两个多址信道，一个在中继和其他在目的地，一个已知的引理上的两个相交的polymatroids的总和率用于确定DF总和率和最佳的用户和中继策略。该引理还使褪色MARC的广泛拓扑分类成为三种类型之一。第一种类型是一组部分聚类的MARC，其中用户与中继或目的地聚类，使得用户在其瓶颈链路上注水到远端接收器。第二种类型是一组集群的MARC，其中所有用户要么接近中继或目的地，使得机会多用户调度到一个接收器是最佳的。第三种类型由任意聚类的MARC组成，它是前两种类型的组合，对于这种类型，它表明，最优策略是机会主义的非注水解决方案。该分析被扩展到开发K用户正交半双工MARC的速率区域。最后，割集外界被用来表明DF实现的容量区域的一类集群正交半双工MARC。
2009-02-07 cs.IT math.IT
Opportunistic Cooperation Strategies for Multiple Access Relay Channels with Compute-and-Forward
本文研究了计算转发技术在多址中继信道（MARC）中的应用。尽管计算并转发在提高网络吞吐量方面有很大的优势，但将其应用于MARC并不简单。本文提出了两种有效的机读目录与计算转发的协作策略。这两个建议的策略是机会主义的意义上说，中继和目的地之间的合作，只有当它是为了高传输效率的需要进行。在第一种策略中，中继通过发送其局部最优整数系数向量来帮助目的地，而不考虑目的地处的所得整数系数矩阵是满秩的。相比之下，在第二种策略中，中继转发其"最佳"系数向量，其总是确保在目的地处的满秩系数矩阵。这两种策略都能在高信噪比下实现两倍于现有策略的网络吞吐量。它们也具有较低的中断概率，独立于中继位置。此外，第一种策略几乎实现了二阶分集增益，而第二种策略恰好实现了二阶分集增益，这是现有策略无法实现的。
2020-08-08 cs.IT math.IT
Opportunistic Relaying for Space-Time Coded Cooperation with Multiple Antenna Terminals
本文研究了瑞利衰落信道下多天线终端的无线中继网络，并在放大转发（A&F）模式下应用了分布式空时编码（DSTC）。A&F方案以每个中继器发送接收到的符号的线性组合的缩放版本的方式使用。结果表明，结合中继站的功率分配，A&F DSTC导致机会中继方案，其中仅选择最佳中继站来中继源的空时编码信号。此外，假设在源节点的源中继CSI的知识，我们设计了一个有效的功率分配，优于均匀功率分配的源天线。接下来，假设M-PSK或M-QAM调制，我们分析了所提出的协作分集传输方案在具有多天线源和目的地的无线中继网络中的性能。我们推导出在目的地接收到的SNR的概率密度函数（PDF）。然后，PDF被用来确定符号出错率（SER）在瑞利衰落信道。我们推导出封闭形式的近似的平均SER在高信噪比的情况下，从中我们找到系统的分集阶RminfNs;Ndg，其中R，Ns和Nd是中继，源天线和目的地天线的数量，分别。仿真结果表明，当R = 2，Ns = 2，Nd = 1时，在误码率为10^{-4}时，该系统的信噪比比A&F MIMO DSTC系统提高了6 dB以上。
2011-02-12 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
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
Energy Efficiency of Opportunistic Device-to-Device Relaying Under Lognormal Shadowing
能量消耗是低功率和移动设备的主要限制。需要高效的传输协议来最小化移动设备的能量消耗，以用于下一代无线网络中的无处不在的连接。在协作无线系统中，协作方案以最佳信道为准则选择单个中继站，从而获得接近最优的分集性能。在本文中，我们研究了设备到设备通信的机会方案的能量效率。在机会主义方法中，通过使用无线网络上行链路中每次传输中消耗的最小能量的标准来选择单个相邻设备作为中继，来最小化设备消耗的能量。我们推导出分析边界和缩放定律的预期能量消耗时，设备的经验，考虑传输以及电路的能量消耗的基站对数正态阴影。我们表明，该协议提高了能源效率的网络相比，直接传输，即使只有少数设备被认为是中继。我们还证明了该协议的有效性，通过模拟在现实的无线网络场景。
2018-03-02 cs.IT eess.SP math.IT
Power-Bandwidth Tradeoff in Multiuser Relay Channels with Opportunistic Scheduling
本文的目标是了解多跳中继技术的关键优点，共同在他们的能源效率和频谱效率的优势，在存在多用户分集增益从机会（即，信道感知）调度，并识别中继辅助多用户通信提供优于直接多用户通信的明显优势的机制和条件。为此目的，我们使用香农理论工具来分析在大（但有限）用户数量的渐近状态下具有$K$用户的衰落多用户中继信道上的能量效率和频谱效率之间的权衡（称为功率带宽权衡）（即，密集网络）。受益于\cite{Oyman_isit07}的极值理论的结果，我们描述了功率带宽的权衡和相关的能量和频谱效率的措施，带宽有限的高信噪比（SNR）和功率有限的低信噪比制度，并利用它们在调查的大系统行为的多用户中继信道的用户数和物理信道信噪比的函数。我们的分析结果在大（但有限）的$K$制度，量化能源和频谱效率性能非常准确的封闭形式的公式，并提供见解的影响，多跳中继和多用户分集技术的功率带宽权衡。
2008-10-28 cs.IT math.IT
Relay-Pair Selection in Buffer-Aided Successive Opportunistic Relaying using a Multi-Antenna Source
我们研究了一个协作网络的缓冲辅助多天线源，多个半双工（HD）缓冲辅助中继和一个单一的目的地。这样的设置可以表示蜂窝下行链路场景，其中源可以是具有缓冲器和多个天线的更强大的无线设备，而一组中间的不太强大的设备被用作到达目的地的中继。主要目标是通过使源和中继同时将它们的信息分别发送到另一个中继和目的地来恢复网络的复用损耗。然而，在这样的协作网络中的连续传输引起中继间干扰（IRI）。首先，通过假设全局信道状态信息（CSI），我们表明，IRI的不利影响可以减轻预编码在源，减轻甚至完全消除干扰。提出了一种采用联合预编码设计和中继对选择的协作中继策略。注意，固定速率和自适应速率传输都可以考虑。对于信道状态信息仅在接收端（CSIR）可用的情况下，我们提出了一种中继选择策略，采用相位对准技术，以减少IRI。两个建议的中继对选择策略的性能进行评估，并与其他国家的最先进的中继方案的中断和吞吐量。结果表明，使用一个强大的源可以提供相当大的性能改善。
2018-09-15 cs.IT math.IT
A Buffer-aided Successive Opportunistic Relay Selection Scheme with Power Adaptation and Inter-Relay Interference Cancellation for Cooperative Diversity Systems
在本文中，我们考虑一个简单的合作网络组成的源，目的地和一个集群的解码和转发半双工中继。在每个时隙，源和（可能的）一个中继分别向另一个中继和目的地发送分组，导致中继间干扰（IRI）。在这项工作中，在继电器的缓冲区的帮助下，我们减轻了IRI的不利影响，通过干扰消除。更具体地说，我们提出了最小功率计划，最大限度地减少了IRI取消计划下每个时隙的总能量消耗。除了最小化能量消耗，最小功率选择方案，也提供了更好的吞吐量和更低的中断概率比现有的作品在文献中。这是第一次，干扰消除相结合的缓冲器辅助中继和功率自适应，以减轻IRI和最小化的能量消耗。新的中继选择策略分析中断概率和多样性，通过建模的马尔可夫链（MC）的中继缓冲区的演变。我们构造的MC的状态转移矩阵，从而获得的稳定状态，我们可以表征中断概率。所提出的方案优于相关国家的最先进的中继选择方案的吞吐量，多样性和能源效率，通过例子证明。
2014-07-17 cs.IT math.IT
Opportunistic Relay Selection over Generalized Fading and Inverse Gamma Composite Fading Mixed Multicast Channels: A Secrecy Tradeoff
多径效应和阴影效应的同时出现会严重影响真实无线多播场景的保密性能。为了解决这一安全威胁，在这项工作中，提出了一个机会主义的中继为基础的双跳无线组播框架，在该框架中，源发送机密信息的一堆接收器下，通过中间中继窃听多个窃听者的尝试。两种情况下，即非视线（NLOS）和视线（LOS）通信以及乘法和LOS阴影被认为是其中第一种情况下假设的eta-mu和eta-mu/逆伽马（IG）复合衰落信道和后一个如下kappa-mu和kappa-mu/IG复合衰落信道作为源中继和中继接收机的以及窃听者的链路，分别。秘密分析是通过推导三个常见的保密措施，即安全中断概率组播，概率非零保密组播容量，遍历保密组播容量的封闭形式的表达式。我们进一步利用这些表达式来观察所有系统参数的影响，这些参数通过Monte-Carlo模拟再次得到证实。我们的观察表明，可以建立一个秘密的中继和接收器，窃听器和阴影参数的数量之间的权衡，以保持可接受的安全级别，通过减少衰落，阴影，组播接收器和窃听器的数量的不利影响。
2021-12-08 cs.IT math.IT
Spatial Analysis of Opportunistic Downlink Relaying in a Two-Hop Cellular System
我们考虑一个两跳蜂窝系统中，移动节点帮助基站中继信息的死点。虽然先前已经分析了两跳蜂窝方案，但尚未明确考虑节点位置的分布。在本文中，我们模型的基站和移动台的节点位置作为一个点过程的平面上，然后分析了两种不同的两跳方案在下行链路中的性能。在一种方案中，最靠近目的地的节点被用作中继，该节点在第一跳中已经解码了来自基站的信息。在第二种方案中，具有到在第一跳中接收信息的中继的最佳信道的节点充当中继。在这两种方案中，我们获得了两跳方案的成功概率，考虑到来自所有其他小区的干扰。我们使用随机几何和点过程理论的工具来分析两跳方案。除了所获得的结果的主要贡献的文件是介绍一个数学框架，可以用来分析任意的继电保护方案。本文的一些主要贡献是引入的分析技术，将节点的空间位置纳入数学分析。
2009-11-16 cs.IT cs.NI math.IT
Opportunistic Relaying in Wireless Networks
中继网络具有$n$源到目的地对和$m$半双工中继，所有工作在相同的频带中存在的块衰落，进行了分析。这种设置已经引起了极大的关注和几个中继协议已在文献中报道。然而，大多数提出的解决方案需要在发射机侧的集中协调调度或详细的信道状态信息（CSI）。在这里，提出了一种机会中继方案，它消除了这些限制。该方案需要一个两跳的通信协议，其中源与目的地只通过半双工中继通信。其关键思想是在每一跳只调度一个可以从\emph{multiuser diversity}中受益的节点子集。为了为每一跳选择源和目的地节点，它只需要在接收机处的CSI（第一跳的中继，第二跳的目的地节点）和到发射机的整数值CSI反馈。对于$n$较大且$m$固定的情况，结果表明，所提出的方案实现了$m/2$ bits/s/Hz的系统吞吐量。相比之下，$(m/2)\log \log n$比特/秒/赫兹的信息理论上限仅在更苛刻的CSI假设和中继之间的协作下才可实现。此外，它表明，在块持续时间和系统带宽的产品的缩放速度比$\log n$的条件下，所提出的方案的可实现的吞吐量缩放为$Θ({\log n})$。值得注意的是，这被证明是最佳的吞吐量缩放，即使允许集中式调度，从而证明了所提出的方案在缩放定律意义上的最优性。
2009-07-24 cs.IT math.IT
DORE: An Experimental Framework to Enable Outband D2D Relay in Cellular Networks
设备到设备通信代表蜂窝网络中的范式转变。特别是，关于卸载和中继的D2D性能的分析结果是非常有希望的，但是迄今为止没有实验证据验证这些结果。本文是第一个提供带外D2D中继方案的实验分析。此外，我们设计了DORE，一个完整的框架，用于处理由带外D2D中继节点提供的信道机会。DORE由资源分配优化工具和协议组成，其适于将QoS感知的机会D2D通信集成在3GPP基于邻近的服务的架构内。我们实现DORE使用SDR框架配置文件蜂窝网络动态中存在的机会带外D2D通信方案。我们的实验表明，带外D2D通信适合于在各种延迟敏感的蜂窝应用中进行中继，并且DORE即使在少数活动D2D中继节点的情况下也能够实现显著的增益。
2017-06-02 cs.IT cs.NI math.IT
Energy-Efficient Buffer-Aided Relaying Systems with Opportunistic Spectrum Access
本文提出了一种考虑频谱利用率影响的协作中继网络节能跨层设计框架。具体地说，随机到达的业务被认为是自适应调制和编码（AMC）方案中采用的合作传输系统，以提高系统的性能。首先研究了中继缓冲区的平均丢包率。根据丢包率和系统状态的平稳分布，推导了时延的闭式表达式。在此基础上，研究了中继辅助传输的能量效率问题。在此背景下，能量效率优化问题制定的中继辅助协作系统的功率和时间分配的最佳策略。最后，能量有效的中继辅助传输和直接传输之间的切换策略，其中分组传输具有不同的延迟要求。此外，能量有效的传输策略与AMC。数值计算结果表明，所提出的设计提高能源效率的有效性。
2020-02-27 cs.IT eess.SP math.IT
An Opportunistic-Non Orthogonal Multiple Access based Cooperative Relaying system over Rician Fading Channels
非正交多址接入（NOMA）已经成为用于提高下一代5G无线通信网络的频谱效率的突出技术。研究了在莱斯衰落信道下，基于协作非正交多址接入（O-NOMA）的协作中继系统（CRS）在源端具有信道状态信息（CSI）的情况下的可达平均速率。基于CSI，对于机会传输，源节点立即选择直接传输或使用中继的协作NOMA传输，这可以提供比现有的基于传统NOMA（C-NOMA）的CRS在源节点处没有CSI的情况下更好的可实现的平均速率性能。此外，数学表达式也推导出可实现的平均速率和结果进行了比较，C-NOMA基于CRS与没有CSI在发送端，在一个范围内增加功率分配系数，发送信噪比（SNR）和平均信道功率。数值结果表明，CRS使用O-NOMA与CSI实现更好的频谱效率方面的可实现的平均速率比传统的NOMA基于CRS没有CSI。为了检验分析结果的一致性，进行了蒙特卡罗模拟，验证了分析结果与模拟结果的一致性和匹配性。
2018-01-15 cs.IT eess.SP math.IT
Study of Relay Selection for Physical-Layer Security in Buffer-Aided Relay Networks Based on the Secrecy Rate Criterion
在本文中，我们研究了一个机会中继和干扰机方案以及中继选择算法的基础上的保密率标准的多输入多输出缓冲辅助下行链路中继网络，该网络由一个源，多个中继节点，合法用户和窃听者，与物理层安全的约束。采用机会中继和干扰方案提高传输速率，并在考虑窃听者的情况下，采用不同的中继选择策略以获得更好的保密率。在所有研究的中继选择策略中，基于穷举搜索的最大化保密率的中继选择策略在保密率方面优于其他中继选择策略。基于保密率准则，提出了一种不需要知道窃听者信道的中继选择算法。为了降低穷举搜索技术的计算复杂性，我们还设计了一种基于保密率准则的贪婪搜索算法。仿真结果表明，保密率标准的优越性，竞争的方法。
2016-05-15 cs.IT math.IT
Opportunistic Routing aided Cooperative Communication MRC Network with Energy-Harvesting Nodes
在本文中，我们考虑了一个多跳合作网络建立在两个能量收集（EH）解码和转发（DF）中继，这是提供与收获存储使用（HSU）架构，以收获能量从周围环境中使用的能量缓冲区。为了提高该网络的数据传输效率，提出了在目的节点采用最大比合并（MRC）算法合并源节点和中继节点的信号，以及考虑中继节点的位置、信道状态和能量缓冲状态的机会路由（OR）算法。应用离散时间连续状态空间马尔可夫链模型（DCSMC），推导了基于算法的无限大缓冲区能量极限分布的理论表达式。进一步，利用能量缓冲区的极限分布和发射机候选集的概率，得到了基于算法的网络中断概率、吞吐量和时隙代价的理论表达式。仿真结果验证了推导的算法为基础的理论表达式。
2023-02-02 cs.IT math.IT
Buffer Aided Relaying Improves Both Throughput and End-to-End Delay
由于系统吞吐量的提高，缓冲器辅助中继近年来引起了人们的广泛关注。然而，通常认为的副作用是在中继节点处的缓冲导致分组延迟的增加。在本文中，我们研究了缓冲中继对用户数据的端到端延迟的影响，从他们到达源的时间，直到交付到目的地。我们使用简单的讨论来提供对系统中数据包的整体等待时间的见解。通过研究伯努利分布信道条件，并使用直观的概括，我们得出结论，在中继使用缓冲区不仅提高了吞吐量，但具有讽刺意味的是，端到端的延迟以及。在实际系统中的计算机模拟证实了上述结果。
2015-03-09 cs.IT cs.NI math.IT
On Wireless Energy and Information Transfer in Relay Networks
本文研究了具有无线信息和能量传输的中继网络的中断概率和吞吐量，其中中继从源发送的射频信号中获取能量。考虑到不同的功耗模型，我们推导出中断概率的自适应和非自适应功率分配在中继。在源的总能量消耗的约束下，我们提供了封闭形式的表达式的最佳分时和源能量和信息传输信号之间的功率分配，以及最佳的中继定位，使中断概率最小化。最后，我们将我们的分析扩展到多中继网络。我们发现，完美的信道状态信息（CSI），可在中继和$N$中继机会中继方案实现分集阶$\frac{N+1}{2}$。此外，我们分析了机会中继与部分CSI的源中继或中继目的地CSI提供在其相应的发送终端，并证明了中继选择的基础上的源中继CSI优于中继选择的基础上的中继目的地CSI，中断概率。分析和仿真结果表明，在不同的条件下，无线能量和信息传输系统的效率。
2016-07-24 cs.IT math.IT
Outage probability of selective decode and forward relaying with secrecy constraints
研究了在保密约束条件下解码转发中继中机会中继选择的中断概率。我们推导出封闭形式的中断概率的表达式。基于分析结果，渐近性能进行了研究。仿真结果验证了性能分析的准确性。
2011-11-15 cs.IT math.IT
High Throughput Opportunistic Cooperative Device-to-Device Communications With Caching
为了实现通过设备到设备（D2 D）通信为蜂窝网络提供高吞吐量的潜力，应该仔细管理D2 D链路之间的干扰。在本文中，我们提出了一种机会合作的D2 D传输策略，利用缓存能力在用户控制D2 D链路之间的干扰。我们考虑覆盖带内D2 D，将D2 D用户划分为簇，并将不同的频带分配给协作和非协作D2 D链路。为了提供合作传输的高机会，我们引入了缓存策略。为了最大化网络吞吐量，我们联合优化簇的大小和带宽分配，其中带宽分配因子的封闭形式的表达式获得。仿真结果表明，在内容流行度分布不均匀的情况下，与传统D2 D通信相比，该策略可以获得400%-500%的吞吐量增益，在内容流行度分布均匀的情况下，该策略可以获得60%-80%的吞吐量增益。
2016-06-09 cs.IT math.IT
Interference-Aware Opportunistic Random Access in Dense IoT Networks
在分散传输的多小区随机接入系统中，由于协调的困难，设计一种能够获得最优吞吐量的随机接入协议是一项具有挑战性的任务。在本文中，我们提出了一个分散的干扰感知的机会随机接入（IA-ORA）协议，使我们能够获得最佳的吞吐量缩放在超密集的多小区随机接入网络与一个接入点（AP）和一些用户。与其中用户由基站选择的蜂窝多址接入的机会调度形成鲜明对比，在IA-ORA协议下，如果不仅到服务AP的期望信号功率足够大而且到其它AP的生成干扰泄漏功率足够小（即，满足两个阈值条件）。作为主要结果，示出了最优聚合吞吐量缩放（即，小区中$\frac{1}{e}$的MAC吞吐量和功率增益）。此外，它是通过计算机模拟的数值证明，在实际设置下，建议IA-ORA协议优于传统的机会随机接入协议的总吞吐量。
2020-06-15 cs.DC cs.IT cs.NI
Energy-Throughput Trade-offs in a Wireless Sensor Network with Mobile Relay
在本文中，我们分析了在无线传感器网络中的链路能量和吞吐量之间的权衡。我们感兴趣的应用程序是一个，其中一些低功耗的传感器需要无线通信的测量到一个通信汇，或目的地节点，通信到中央处理器。我们专注于一个特定的传感器源，并考虑的情况下，到目的地的距离是超过峰值功率的源。需要一个中继节点。可以调整传感器和中继器的传输能量，以使从传感器源到目的地的连接的给定吞吐量的总能量最小化。我们引入了一个有界随机游走模型的传感器和目的节点之间的中继移动，并使用马尔可夫稳态分析的总传输能量和吞吐量性能的特点。基于总能量和吞吐量之间的权衡，我们提出了一个新的分时协议，利用移动的中继，以减少总能量。我们证明了分时的有效性，最大限度地减少总能耗，同时实现吞吐量的要求。然后，我们表明，分时方案比流行的睡眠方式方案更节能。
2014-03-24 cs.IT cs.NI math.IT
Compressive Sensing Based Opportunistic Protocol for Throughput Improvement in Wireless Networks
任何MAC协议设计中的一个关键特性是它可以提供的吞吐量。在无线网络中，用户的信道不是固定的，而是随机变化的。因此，为了在任何给定时间最大化MAC协议的吞吐量，应该仅允许具有大信道增益的用户进行发送。本文提出了一种基于压缩感知的机会协议，用于提高无线网络的吞吐量。该协议基于传统的R-ALOHA协议，允许用户在将信道预留给最佳用户之前竞争信道接入。我们使用压缩感知找到最佳用户，并表明，该协议需要更少的时间保留，所以它优于文献中提出的其他计划。这使得该协议特别适合于在快衰落环境中增强R-ALOHA。我们认为模拟和数字版本的协议，由用户发送的信道增益分别是模拟和数字。
2009-09-16 cs.IT math.IT
Wireless Network-Level Partial Relay Cooperation: A Stable Throughput Analysis
在这项工作中，我们研究部分中继合作的好处。我们考虑一个两节点的系统组成的一个源和一个中继节点传输信息到一个共同的目的地。源和中继具有外部业务，此外，中继配备有流控制器以调节来自源节点的传入业务。合作是在网络层面进行的。考虑了带擦除的碰撞信道。我们提供了一个精确的表征系统的稳定区域，我们也证明了部分合作的系统总是更好的或至少等于系统没有流量控制器。
2017-08-21 cs.IT cs.NI math.IT
Relay Selection & Power Allocation for Maximizing Sum-Throughput of a Buffered Relay Network
考虑两跳协作通信与缓冲半双工中继，这项工作联合优化中继选择和发送功率在中继，以最大化网络的总吞吐量最小的吞吐量要求的每一跳和发送功率约束。解决了优化问题，提出了两种新的缓冲区感知选择方案，即联合中继功率分配和选择方案（JPASS）和比率选择方案（RSS）。数值结果表明，这两个计划的平均吞吐量和是高达40%以上的文献中现有的计划相比。
2020-11-25 cs.IT math.IT
Closed-Form Expressions for Relay Selection with Secrecy Constraints
一个机会中继选择的基础上瞬时知识的信道被认为是增加对窃听者的安全性。推导了协作网络采用解码转发（DF）和放大转发（AF）策略时的平均保密率和中断概率的封闭表达式。这些技术证明了分析和仿真结果。
2010-04-08 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
Throughput capacity of two-hop relay MANETs under finite buffers
自Grossglauser和Tse [1]的开创性工作以来，两跳中继算法及其变体由于其简单性和效率而在移动自组织网络（MANDO）中具有吸引力。然而，大多数文献假设每个节点的缓冲区大小是无限的，这显然是不适用于现实的移动自组网。在本文中，我们专注于精确的吞吐量能力的两跳中继移动自组网下的实际有限中继缓冲区的情况下的研究。充分刻画了中继队列的到达过程和离开过程，并给出了一个遍历马尔可夫链框架。在此框架下，我们得到了中继队列的极限分布，并推导出任意中继缓冲区大小下的吞吐量。大量的仿真结果验证了我们的理论框架，并探讨了吞吐量容量，中继缓冲区大小和节点数之间的关系。
2015-09-23 cs.IT cs.NI cs.PF
A New Scaling Law on Throughput and Delay Performance of Wireless Mobile Relay Networks over Parallel Fading Channels
在本文中，利用中继缓冲区，我们提出了一个机会解码等待和转发中继方案的点对点通信系统与半包围中继网络，以更好地利用时间分集和中继移动性。例如，我们分析了密集中继网络中两种情况下的渐近吞吐量-延迟权衡：（1）固定中继与\textit{microscopic fading}信道（多径信道），以及（2）移动中继与\textit{macroscopic fading}信道（路径损耗）。在第一种情况下，所提出的方案可以更好地利用\textit{multi-relay diversity}，在这个意义上，与$K$固定中继和$\mathcal{O}(K)$的平均端到端分组延迟的成本，它可以实现相同的最佳渐近平均吞吐量与现有的设计（如常规解码和转发中继方案）与$K^2$固定中继。在第二种情况下，所提出的方案实现了最大的吞吐量的$Θ(\log K)$在$\mathcal{O}(K/q)$平均端到端的分组延迟的成本，其中$0<q\leq {1/2}$测量中继的移动性的速度。该系统吞吐量是现有中继移动性较低的设计所无法达到的，本文提出的中继方案可以更有效地利用中继的移动性。
2009-08-07 cs.IT math.IT
Physical Layer Security in Relay Networks with Outdated Relay Selection
研究了在协作中继网络中，当窃听者截取源节点和目的节点之间的信道时，在过时中继选择的情况下，协作中继网络的保密性能。基于机会中继选择算法在N个中继中选择最佳中继，由于过时的信道状态信息，该最佳中继在传输时可能不是最佳中继。我们推导出非零保密容量，保密中断概率，遍历保密容量的封闭形式的解析表达式。最后，数值结果验证了理论分析的正确性，并给出了详细的讨论和启示。
2021-10-21 cs.IT math.IT
Effect of Energy Harvesting on Stable Throughput in Cooperative Relay Systems
本文研究了随机介质接入条件下，能量约束对一个源节点、一个中继节点和一个目的节点组成的两跳网络的影响。被认为是一个擦除的碰撞信道，源和中继节点具有能量收集能力和无限的电池来存储收集的能量。此外，源和中继节点具有外部流量到达，并且中继将源节点的流量的一部分转发到目的地;在网络级执行合作。对于给定的传输概率向量的稳定区域的内界和外界。然后，分别获得内界和外界的封闭性，并且它们是相同的。这项工作不仅是连接信息论和网络的一个步骤，通过研究最大稳定吞吐量区域度量，而且它挖掘了相对未开发和重要的能量收集领域，并评估了对这一重要措施的影响。
2015-02-04 cs.IT cs.NI math.IT
