Four-node Relay Network with Bi-directional Traffic Employing Wireless Network Coding with Pre-cancellation
网络编码有可能通过组合不同的数据流并转发它们来提高网络的整体吞吐量。在无线网络中，无线信道为物理层网络编码提供了极好的媒介，因为来自不同发射机的信号通过无线信道自动组合。在这种情况下，研究可以最佳地中继信息的协议和算法将是有趣的。在本文中，我们着眼于一个四节点的双向或双向中继网络，并提出了一个中继协议，可以在这种网络中有效地中继信息。
2008-06-23 cs.IT math.IT
Network Coding over a Noisy Relay : a Belief Propagation Approach
近年来，网络编码已经被研究为在无线网络中获得改进的方法。以前的工作的一个典型的假设是，中继节点执行网络编码可以解码的消息从源完美。在一个简单的中继网络上，我们设计了一个方案，即使在中继节点不能完全解码其接收到的消息时，也能获得网络编码增益。在我们的方案中，在中继节点的操作类似于在信念传播的消息传递，发送对数似然比（LLR）的网络编码的消息到目的地。仿真结果表明，在不同的信道条件下获得的增益。本文的目的不是给出一个理论结果，而是指出在嘈杂的情况下，网络编码与用户合作可能的相互作用。外信息传输（EXIT）图被证明是一个有用的工程工具，以分析性能的联合信道编码和网络编码在网络中。
2007-01-09 cs.IT math.IT
A Distributed Differential Space-Time Coding Scheme With Analog Network Coding in Two-Way Relay Networks
在本文中，我们考虑一般的双向中继网络（TWRN）的两个源和N个中继节点。提出了一种基于模拟网络编码的分布式差分空时编码（DDSTC-ANC）方案。一个简单的盲估计和差分信号检测器的开发，以恢复所需的信号在每个源。分析了DDSTC-ANC方案的成对错误概率（PEP）和块出错率（BLER）。导出了精确的和简化的PEP表达式。为了提高系统性能，在简化的PEP表达式的基础上，确定源节点和中继节点之间的最优功率分配（OPA）。通过仿真验证了分析结果。
2013-12-15 cs.IT math.IT
Reliability of Relay Networks under Random Linear Network Coding
我们考虑一个单源，多中继，单目的地的有损网络采用随机线性网络编码在所有发送节点。我们解决的问题，计算成功解码的概率在目的节点。与以前的一些研究相比，我们假设经典的RLNC方案，其中中继节点简单地重新编码数据包，而不诉诸解码。此外，我们考虑了任意字段大小，并考虑到中继节点之间的相关性。我们提出了一个新的上限为任意数量的继电器，这成为一个单一的继电器精确。使用Monte Carlo模拟，我们表明，建议的界限是非常准确的，表现出低至$10^{-6}$的均方误差。我们还证明了该方案的吞吐量增益替代编码和中继策略。
2019-04-11 cs.IT math.IT
Joint Source-Channel Coding for the Multiple-Access Relay Channel
考虑任意相关信源在多址中继信道和多址广播中继信道上的可靠传输。在MARC中，只有目的地对源的重建感兴趣，而在MABRC中，中继和目的地都希望重建源。我们允许在发射机处的源之间的任意相关性，并且让中继和目的地都具有与源相关的边信息。本文提出了两种信源-信道编码联合方案，并导出了相应的可靠通信的充分条件。所提出的方案使用的相关性保持映射（CPM）技术与Slepian-Wolf（SW）信源编码的组合：第一种方案使用CPM的编码信息的中继和SW信源编码的编码信息的目的地，而第二种方案使用SW信源编码的编码信息的中继和CPM的编码信息的目的地。
2012-07-03 cs.IT math.IT
Bi-Directional Multi-Antenna Relay Communications with Wireless Network Coding
在本文中，我们考虑一个双向或双向通信系统与中继配备多个天线。我们表明，当下行链路的信道状态信息是不知道在中继，在中继有额外的天线的好处只能通过使用解码和转发（DF），但不放大和转发（AF）。当我们将发射分集与无线网络编码一起使用时，增益变得显著。我们还演示了如何通过在中继器处执行天线选择来提高这样的系统的性能。我们的研究结果表明，如果下行链路信道状态信息是已知的中继，网络编码可能不会提供额外的增益比简单的天线选择方案。
2008-06-23 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
On Noisy Network Coding for a Gaussian Relay Chain Network with Correlated Noises
噪声网络编码是传统的压缩转发中继策略和网络编码思想的完美结合，它以其简单性和最优性在多播高斯网络容量的恒定间隙内得到了广泛的关注。然而，恒定间隙的结果仅适用于具有独立噪声的高斯中继网络。研究了带噪网络编码在相关噪声网络中的应用。通过对一个具有特定噪声相关结构的四节点高斯中继链网络的研究，证明了在高斯输入和高斯量化的选择下，噪声网络编码不再能够达到恒定的容量间隙.然而，在这种特定情况下，中继链网络的割集界限可以通过相关感知噪声网络编码策略和解码转发方案的简单级联来实现到半比特内。
2011-12-10 cs.IT math.IT
Improved bounds on the decoding failure probability of network coding over multi-source multi-relay networks
研究了一种多源多中继网络，中继节点对源数据包采用基于随机线性网络编码的编码方案，并生成编码数据包。如果目的节点收集到足够多的编码数据包，它可以恢复所有源节点的数据包。源到中继节点和中继到目的节点之间的链路被建模为分组擦除信道。改进的边界上的解码失败的概率，这是显着接近模拟结果，并显着优于以前的界限。实例证明了新边界相对于旧边界的紧密性和实用性。
2016-07-20 cs.IT math.IT
Joint Physical Network Coding and LDPC decoding for Two Way Wireless Relaying
本文研究了双向中继系统中信道编码和网络编码的联合设计，提出了一种低复杂度的物理网络编码和LDPC译码的联合方案。对于在两个源节点采用相同的LDPC码，我们表明，中继可以解码网络编码的码字从BPSK调制的多址接入信道接收的叠加信号。仿真结果表明，在AWGN信道和复杂MAC信道下，这种新的联合物理网络编码和LDPC译码方法的性能优于现有的MMSE网络编码和LDPC译码方法。
2013-02-20 cs.IT math.IT
Selective Coding Strategy for Unicast Composite Networks
考虑一个复合单播中继网络，其中信道统计是从一组由随机变量索引的条件分布中随机抽取的，该随机变量假设在源处未知，在目的地处完全已知，并且在中继处仅部分已知。通常，在每个中继的编码策略是固定的，而不管其信道测量。提出了一种适用于多中继单播复合网络的编码方法。这使得中继能够基于其信道测量动态地选择压缩转发（CF）和解码转发（DF）之间的最佳编码方案。作为主要结果的一部分，概括的噪声网络编码的情况下，单播一般网络的中继器之间划分使用DF和CF编码。此外，使用DF方案的中继可以通过偏移编码来利用基于CF方案的中继的帮助。通过数值结果表明，这种新的编码，称为选择性编码策略（SCS），优于传统的编码方案。
2012-05-22 cs.IT math.IT
Interactive Relay Assisted Source Coding
本文研究了一个信源编码问题，其中两个终端通过一个中继通信希望估计对方的源在一定的失真约束。中继器可以访问与源相关的边信息。两种不同的方案的通信顺序，\emph{distributed source coding/delivery}和\emph{two cascaded rounds}的基础上，提出和内部和外部边界的率失真区域。提供的例子表明，没有率失真区域包括另一个。
2013-10-08 cs.IT math.IT
Non-memoryless Analog Network Coding in Two-Way Relay Channel
物理层网络编码（PNC）可以显著提高双向中继信道的吞吐量。PNC的一个有趣的变体是模拟网络编码（ANC）。然而，迄今为止提出的几乎所有ANC方案都以逐符号方式（无记忆）操作，并且不能利用信道编码分组中的冗余信息来增强性能。本文提出了一种无记忆ANC方案。特别是，我们设计了一个软输入软输出解码器的中继节点处理叠加的数据包从两个端节点产生一个估计的MMSE数据包转发回端节点。我们的解码器考虑到由于信道编码，在数据包中的不同符号之间的相关性，并提供了显着改善的MSE性能。我们的分析表明，在中继节点的信噪比改善是下界的1/R（R是码率）与最简单的LDPC码（重复码）。通过LDPC码的数值仿真验证了该方法的信噪比改善效果。我们的研究结果表明，不同程度的LDPC码是首选在不同的SNR区域。一般来说，较小的度数对于较低的SNR是优选的。
2011-10-14 cs.IT cs.NI math.IT
Source and Physical-Layer Network Coding for Correlated Two-Way Relaying
本文研究了具有双向信息交换的相关信源的半双工双向中继信道。在这种情况下，当两个源有相关统计的知识，源压缩与物理层网络编码（SCPNC）计划，提出了在每个源节点执行分布式压缩。当只有中继具有相关统计知识时，我们提出了一种中继压缩与物理层网络编码（RCPNC）方案来压缩中继处的双向消息。推导了这两种方案的块出错率（BLER）的封闭表达式，并通过仿真进行了验证。结果表明，所提出的计划实现了相当大的改善，在错误性能和吞吐量相比，传统的非压缩方案在相关的双向中继网络（CTWRN）。
2016-01-30 cs.IT math.IT
Decode-forward and Compute-forward Coding Schemes for the Two-Way Relay Channel
我们考虑全双工双向中继信道与两个用户之间的直接链接，并提出了两种编码方案：部分解码转发方案，和解码转发和计算转发的组合方案。这两种方案在每个用户处使用速率分裂和叠加编码，并且独立地为每个节点生成码字。在高斯信道中，部分译码转发比译码转发严格地增加了速率域，这与单向中继信道相反。该组合方案使用高斯码和格码的叠加编码，以允许中继器解码高斯部分并计算格部分。该方案还可以实现新的速率，并优于解码前向和计算前向。这些方案是理解最佳编码的步骤。
2011-08-17 cs.IT math.IT
Combined Decode-Forward and Layered Noisy Network Coding Schemes for Relay Channels
我们提出了两种编码方案相结合的解码前向（DF）和噪声网络编码（NNC）与不同的风味。第一种是单向中继信道的组合DF-NNC方案，该方案通过执行速率分裂、部分块马尔可夫编码和NNC，将DF和NNC作为特例。第二种是结合两种不同的DF策略和分层NNC的双向中继信道。一种DF策略在源处以中继处的功率分割为代价执行相干块马尔可夫编码，另一种执行独立的源和中继编码但具有全中继功率，并且分层NNC允许每个目的地具有不同的压缩率。分析和仿真结果表明，这两种方案都能充分利用DF和NNC的优点，取代各自的方案。
2012-05-20 cs.IT math.IT
Maximum Throughput Opportunistic Network Coding in Two-Way Relay Networks
在本文中，我们研究了双向中继网络众所周知的吞吐量的优点。特别是，我们研究了基本的吞吐量延迟权衡在双向中继网络中使用机会网络编码。我们描述了最佳的机会网络编码策略，最大限度地提高总网络吞吐量的平均数据包延迟约束。为此，首先，我们考虑一对节点通过一个共同的中继通信，并开发了一个二维的马尔可夫链模型捕捉缓冲区的长度状态在两个节点。其次，我们制定了一个优化问题的延迟约束的最优吞吐量。利用问题的结构，可以将其转化为线性规划问题。第三，我们比较了两个基线方案的最优策略，并显示其优点，吞吐量，平均延迟和功耗。首先，最优策略在吞吐量、延迟和功耗方面显著优于第一基线。此外，它优于第二基线的平均延迟和功耗的非对称流量到达率。
2015-02-10 cs.IT cs.NI math.IT
Joint Network and LDPC Coding for Bi-directional Relaying
在本文中，我们考虑联合网络和LDPC编码实际实现的去噪和转发协议的双向中继。对于实数和复数多址接入信道，已经导出了用于计算网络编码码字的对数似然比的封闭形式表达式。它揭示了在继电器处观察到的等效信道是一个不对称信道，其中信道输入是两个源节点的XOR形式。
2011-05-12 cs.IT math.IT
Link-State Based Decode-Forward Schemes for Two-way Relaying
在本文中，我们分析了一种复合解码和转发方案的双向中继信道与直接链路。在传输过程中，我们的计划结合了块马尔可夫编码和一个独立的编码方案类似于网络编码在中继。这项工作的主要贡献是研究链路状态如何影响这两种不同技术之间的功率分配，这反过来又决定了每种技术在实现最大传输速率区域的必要性。我们分析确定的链路状态制度和相关的中继技术。我们的研究结果说明了一个有趣的趋势：当用户到中继的链路比直接链路稍强时，最好只使用独立编码。在这种情况下，继电器不需要使用全功率。然而，对于较大的用户到中继链路增益，中继必须补充独立编码与块马尔可夫编码，以实现最大的速率区域。这些链路状态机制对于5G网络中双向中继的应用（例如D2D模式或中继辅助传输）非常重要。
2014-11-07 cs.IT math.IT
Algebraic Solution for Beamforming in Two-Way Relay Systems with Analog Network Coding
针对采用模拟网络编码（ANC）的具有理想信道状态信息（CSI）的双向中继（TWR）系统，将其最优波束形成问题简化为一对二元代数方程组，并利用数值方法对其进行求解。该解决方案大大降低了复杂性相比，以前的精确解通过半定规划（SDP）。与（Aziz和Thron，2014）中描述的线性化鲁棒解决方案一起，它为双向中继提供了高性能、低复杂度的鲁棒波束成形解决方案。
2015-08-31 cs.IT math.IT
Relay selection for multiple access relay channel with decode-forward and analog network coding
提出了一种在蜂窝网络系统总体方案中基于网络编码和模拟网络编码的解码转发中继选择协议。在该方案中，两个源节点同时向所有中继节点和目的节点发送自己的信息，然后选择一个中继节点转发接收信号的新版本，该中继节点具有最小的符号出错率（SER）。仿真结果表明，DF-NC方案比模拟-NC方案具有更高的精度，且性能良好。为了提高系统性能，基于渐近SER确定两个源和最佳中继之间的最优功率分配，通过增加中继节点的数量，最优功率分配比渐近SER获得更好的性能。
2012-04-06 cs.IT math.IT
Simple Low-Rate Non-Binary LDPC Coding for Relay Channels
二进制LDPC编码中继系统已经得到了很好的研究，假设无限码字长度。在本文中，我们处理的非二进制LDPC码，可以超过他们的二进制对应，特别是实际的码字长度。我们利用非二进制LDPC码和最近发明的非二进制编码技术，称为乘法重复设计低速率编码策略的解码和转发半双工中继信道。我们声称，所提出的策略是简单的，因为目的地和中继可以通过共享相同的解码器的结构几乎相同的计算复杂性解码。数值实验表明，非二进制LDPC码中继系统的性能优于直接传输系统，并且与中继信道的可达速率相差不超过1.5dB。
2011-08-16 cs.IT math.IT
A coding approach to guarantee information integrity against a Byzantine relay
本文提出了一种随机编码方案，使两个节点可以通过双向拜占庭中继交换信息，并保证完整性。该编码方案用于获得具有保证信息完整性的容量区域上的内界。该方案不需要预先共享秘密或秘密传输。因此，所获得的内界一般大于基于秘密传输方案所获得的内界。这种方法提倡将支持信息的完整性和保密性分开。
2013-02-01 cs.IT math.IT
Channel Coding and Decoding in a Relay System Operated with Physical layer Network Coding
物理层网络编码（PNC）允许两个端节点同时向中继发送消息，可以显著提高无线双向中继信道（TWRC）的吞吐量。为了实现可靠的通信，信道编码可以应用于PNC之上。本文研究了逐链路信道编码PNC，其中在中继的关键过程是将从两个端节点接收的叠加的信道编码分组加上噪声Y3=X1+X2+W3变换为源分组的网络编码组合S1 XOR S2。这与传统的多址接入问题不同，传统的多址接入问题的目标是分别获得S1和S2。从Y3到（S1 XOR S2）的变换被称为数字解码网络编码过程（CNC），因为它涉及信道解码和网络编码操作。本文的贡献在于，在设计CNC时，我们应该首先（i）将Y3信道解码为叠加的源符号S1+S2，然后（ii）将S1+S2变换为网络编码分组（S1 XOR S2）。与先前提出的CNC策略相比，该策略减少了信道编码网络编码失配。然而，不明显的是，存在用于步骤（i）的有效解码器。本文的第二个贡献是提供一个明确的结构，这样的解码器的基础上使用的重复累积（RA）码。具体地说，我们重新设计了传统点对点信道中RA码的置信传播算法，以适应PNC多址信道的需要。仿真结果表明，我们的新方案优于以前提出的方案显着的BER没有增加复杂度。
2010-01-18 cs.IT cs.NI math.IT
Wireless Bidirectional Relaying using Physical Layer Network Coding with Heterogeneous PSK Modulation
在使用物理层网络编码（PLNC）的双向中继中，通常假设用户在多址接入阶段采用相同的调制方案。然而，正如Zhang等人所观察到的，可能不希望用户总是使用相同的调制方案，特别是当用户中继信道不是同样强时。这种方案被称为异构PLNC。然而，[1]中的方法使用计算密集的最近邻聚类（CNC）算法来找到要在中继处应用的网络编码映射。此外，治疗是特定于异质性调制的某些情况下。在本文中，我们表明，当用户采用异构但对称的PSK调制，网络编码映射和映射区域中的衰落状态平面可以得到解析。性能结果以中继出错率（RER）和比特出错率（BER）的形式提供。
2017-03-12 cs.IT math.IT
Near-optimal quantization and linear network coding for relay networks
我们介绍了一个离散网络对应于任何高斯无线网络，是通过简单地量化接收到的信号，并限制发送信号到一个有限的精度。由于离散网络中的信号是从高斯网络中的信号获得的，所以高斯网络可以在由离散网络定义的基于量化的数字接口上操作。我们证明了这种数字接口对于高斯中继网络是近最优的，并且高斯网络和离散网络的容量在O（M^2）比特的有界间隙内，其中M是节点数。我们证明，任何离散网络的近最佳编码策略可以自然地转换为高斯网络的近最佳编码策略，只需通过量化。我们利用这一点，通过设计一个线性编码策略的情况下，分层离散中继网络。线性编码策略对于高斯和离散网络是接近最优的，并且在O（M^2）比特的容量内实现速率，与信道增益或SNR无关。线性码是鲁棒的，并且中继不需要知道信道增益。在所有中继器处的发送和接收信号被简单地量化为相同长度的二进制元组$n$。线性网络码要求所有中继节点将接收到的二元元组收集到长二元向量中，并对长向量应用线性变换。所得到的二进制向量被分成更小的二进制元组以供中继传输。线性网络码的量化要求完全由参数$n$定义，该参数还确定用于在网络容量的有界间隙内操作网络的模数转换器和数模转换器的分辨率。线性网络码明确地将有线网络的网络编码与高斯网络的编码联系起来。
2012-03-11 cs.IT cs.NI 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
Asynchronous Physical-layer Network Coding Scheme for Two-way OFDM Relay
在双向OFDM中继中，中继节点和终端节点之间的载波频偏（CFO）会引入严重的载波间干扰（ICI），从而降低传统物理层网络编码（PLNC）的性能。此外，在ICI存在的情况下，传统的计算后验概率的算法将在中继节点处招致过高的计算复杂性。在本文中，我们提出了一个两步异步PLNC方案在继电器，以减轻CFO的影响。在第一步中，我们打算重建ICI分量，其中空间交替广义期望最大化（SAGE）算法用于联合估计所需的参数。在第二步中，提出了一种信道解码和网络编码方案，利用重构的ICI将接收信号转换为两个终端发送信息的XOR。仿真结果表明，该方案以相对较低的计算复杂性有效地抑制了OFDM中继中CFO的影响。
2012-04-12 cs.IT math.IT
A Deterministic Polynomial--Time Algorithm for Constructing a Multicast Coding Scheme for Linear Deterministic Relay Networks
提出了一种新的方法来构造线性确定性中继网络的组播编码方案。我们的构造可以被视为Jaggi等人的著名的多播网络编码方案的推广。线性确定性中继网络，并且基于作者在早期工作中引入的单播会话流的概念。我们提出了随机和确定性的多项式时间版本的算法，并表明，对于一个网络与$g$的目的地，我们的确定性算法可以实现容量在$\left\lceil \log(g+1)\right\rceil $使用的网络。
2011-01-15 cs.IT math.IT
Capacity of the Gaussian Two-Pair Two-Way Relay Channel to Within 1/2 Bit
研究了高斯两对双向中继信道（TWRC）的收发机设计，其中两对用户通过一个公共中继以成对的方式交换信息。我们的主要贡献是表明，高斯两对TWRC的容量是可以实现的任意信道条件下的1/2位内。在证明中，我们开发了一种混合编码方案，包括高斯随机编码，嵌套格编码，叠加编码和网络编码解码。此外，我们提出了一种消息重组策略，以解耦的编码设计的用户到中继和中继到用户的链接，从而提供灵活性，充分利用信道的随机性。最后，明智的功率分配在中继是必要的，以接近各种信道条件下的信道容量。
2018-05-31 cs.IT math.IT
Network Code Design for Orthogonal Two-hop Network with Broadcasting Relay: A Joint Source-Channel-Network Coding Approach
本文讨论了网络编码设计的鲁棒传输源在一个正交的两跳无线网络与广播中继。该网络由多个源和目的地组成，其中受益于中继信号的每个目的地意图解码源的子集。该网络的两个特殊实例是正交广播中继信道和正交多址接入中继信道。重点是复杂性受限的场景，例如，对于无线传感器网络，其中信道编码实际上是不完美的。采用源信道和网络编码的方法，我们设计的网络编码（映射）在中继，使在目的地的平均重建失真最小化。为此，通过将失真分解成其分量，提出了一种有效的设计算法。所得到的网络代码是非线性的，并且大大优于性能最好的线性网络代码。一个激励制定的一个家庭的结构化非线性网络代码。数值结果以及与中继端线性网络编码的比较和相应的失真功率界表明了所提方案的有效性和一个有前途的研究方向。
2010-09-14 cs.IT math.IT
Delay-Energy lower bound on Two-Way Relay Wireless Network Coding
网络编码是一种新颖的解决方案，它通过代数运算混合业务流，显著提高无线网络的吞吐量和能量消耗。在传统的网络编码方案中，数据包在传输之前必须等待来自其他源的数据包被编码。等待和编码方案将自然地导致在有限缓冲器中的分组丢失率。我们将提出增强型网络编码（ENC），在连续时域中的ONC的扩展。在ENC中，中继发送编码和未编码的分组以减少延迟。作为交换，在传输未编码的分组时消耗更多的能量。ENC是一种在给定能量约束下实现最小平均时延和零丢包率的实用算法。建立了一般更新过程排队的ENC系统模型。特别是，我们将表明，平均延迟和能量之间存在一个基本的权衡。我们还将给出这个折衷曲线的下限的分析结果，这可以通过ENC来实现。
2014-01-24 cs.IT cs.NI math.IT
Capacity Bounds and Lattice Coding for the Star Relay Network
考虑一个具有6个横向节点、3个发射机和3个接收机以及一个中央中继的半双工无线网络。发送器希望经由两阶段通信协议向其对应的接收器发送信息。接收器通过使用辅助信息和从中继接收的信号来解码其所需的消息。我们推导出一个外边界上的任何两阶段协议的容量区域以及3个可实现的区域，通过采用不同的中继策略。特别是，我们结合物理层和网络层编码，以利用中继的干扰，例如，使用基于格的代码。然后，我们将结果专门用于汇率。结果表明，对于任意的比特数，格型编码可以在上界的0.5bit以内实现，如果采用三种策略中的最优策略，则在上界的0.34bit以内实现。此外，对于高的误码率，格型编码在上界的log（3）/4 ~ 0.4比特内。
2010-01-22 cs.IT math.IT
Channel-Aware Ordered Successive Relaying with Finite-Blocklength Coding
连续中继允许源节点和中继节点同时发送消息，可以提高传输速率，但它可能会引起严重的中继间干扰（IRI）。已经提出了IRI取消方案来减轻IRI。然而，干扰消除方法具有高的错误传播风险，导致在有限块长度制度中的严重传输速率损失。因此，联合解码连续中继有限块长度编码（FBC）仍然是一个挑战。本文提出了一种优化的具有有限块长编码的信道感知有序连续中继协议（CAO-SIR-FBC），该协议可以通过仔细调整中继传输顺序和速率来恢复速率损失。我们分析了CAO-SIR-FBC方法的平均吞吐量，在此基础上，在高信噪比（SNR）的制度，提出了一个封闭的形式的表达式。平均吞吐量分析和仿真表明，CAO-SIR-FBC在频谱效率方面优于传统的两时隙半双工中继。
2022-10-26 cs.IT eess.SP math.IT
Short Message Noisy Network Coding with Rate Splitting
提出了一种基于速率分割的短消息噪声网络编码（SNNC-RS）编码策略。Hou和Kramer已经表明，在有利位置的中继执行解码转发（DF）并且其余中继执行短消息噪声网络编码（SNNC）的混合协作策略可以优于噪声网络编码（NNC）。我们提出的策略进一步提高了这种混合SNNC-DF合作策略的速率性能。在所提出的方案中，叠加编码被纳入SNNC编码，以促进部分干扰消除DF中继，从而提高整体速率。为了证明所提出的SNNC-RS策略的增益，分析了具有一个DF中继和一个SNNC-RS中继的离散无记忆双中继网络的可实现速率，并与没有速率分裂的情况进行了比较。在高斯双中继网络中评估所获得的速率，并证明了在没有速率分裂的情况下所获得的速率增益。
2014-12-19 cs.IT math.IT
On Joint Source-Channel Coding for Correlated Sources Over Multiple-Access Relay Channels
我们研究了离散无记忆（DM）多址接入中继信道（MARC），其中中继和目的地都可以访问与源任意相关的边信息的相关源的传输。由于最佳传输方案是一个开放的问题，在这项工作中，我们提出了一种新的联合信源-信道编码方案的基础上的一种新的组合的相关保持映射（CPM）技术与Slepian-Wolf（SW）信源编码，并获得相应的充分条件。该编码方案基于解码转发策略，利用CPM同时对中继和目的地的信息进行编码，而来自中继的协作信息通过SW信源编码进行编码。它表明，有新的计划严格优于在文献中可用的计划的情况下。这是使用CPM将信息编码到两个不同节点（中继和目的地）的源信道代码的第一个实例。除了充分条件，我们提出了三套不同的单字母的必要条件，可靠的传输相关的源DM MARC。新推导出的条件被证明至少是紧作为先前已知的必要条件。
2014-07-26 cs.IT math.IT
Nonasymptotic Oblivious Relaying and Variable-Length Noisy Lossy Source Coding
The Chinese University of Hong Kong（香港中文大学）；Imperial College London（帝国理工学院）
研究了信息瓶颈信道的有限块长可实现性，探讨了固定长度和可变长度编码对信息瓶颈第二阶版本的影响，并引入了新的非渐近性可变长度噪声失真信源编码结果。
2026-04-24 cs.IT math.IT
Source-Channel Coding for the Multiple-Access Relay Channel
本文研究了一般相关信源在多址接入中继信道（MARC）和多址接入广播中继信道（MABRC）上的可靠传输。在MARC中，只有目的地对源的重建感兴趣，而在MABRC中，中继和目的地都希望重建源。我们假设中继和目的地都有相关的边信息。我们找到了基于操作分离的可靠通信的充分条件，以及可实现的源信道速率的必要条件。对于相关的源发送衰落高斯MARC和MABRC，我们发现的条件下，信息分离是最佳的。
2012-06-29 cs.IT math.IT
Joint Physical Layer Coding and Network Coding for Bi-Directional Relaying
我们考虑两个发射机希望通过中间的中继交换信息的问题。假设发射机和中继之间的信道是同步的、平均功率受限的加性高斯白噪声信道，其具有信噪比（SNR）为1/2的实输入。容量的上限是双向中继信道的媒体访问阶段和广播阶段的每次使用每个发射机1/2 log（1+ 1）比特。我们表明，使用格码和格解码，我们可以获得1/2 log（0.5 + 100）位每发射机，这是在高信噪比基本上是最佳的速率。其主要思想是解码的码字的总和模的晶格在中继，随后由广播阶段，执行Slepian-Wolf编码与结构化代码。对于渐近低SNR的，联合解码的两个传输在中继（MAC信道）被证明是最佳的。我们还表明，如果这两个发射机使用相同的格子与最小角度解码，我们可以实现相同的速率的1/2 log（0.5 +）。所提出的方案可以被认为是一个联合的物理层，网络层的代码，它优于其他最近提出的模拟网络编码方案。
2008-05-01 cs.IT math.IT
Joint Relay Selection and Analog Network Coding using Differential Modulation in Two-Way Relay Channels
在本文中，我们考虑了一个一般的双向中继网络的两个源和N个中继时，源节点和中继都不知道的信道状态信息（CSI）。提出了一种基于差分调制的中继选择和模拟网络编码联合算法（RS-ANC-DM）。在该方案中，两个源采用差分调制，并将差分调制符号同时发送到所有中继。在中继接收的信号是两个传输符号的叠加，我们称之为模拟网络编码符号。然后，从N个中继器中选择具有最小和SER的单个中继器，以将ANC信号转发到两个源。为了便于选择过程中，在本文中，我们还提出了一个简单的次优最小最大标准的中继选择，其中一个单一的中继，最大限度地减少了两个源节点的SER。仿真结果表明，Min-Max选择算法与最优选择算法性能相当，但算法简单得多。分析了该方案的性能，并推导出一个简单的渐近SER表达式。通过仿真验证了分析结果。
2011-11-30 cs.IT math.IT
Myopic Coding in Multiple Relay Channels
在本文中，我们调查可实现的数据传输速率从源到汇通过多个中继网络。我们考虑近视编码，这是一种受约束的通信策略，其中每个节点只有网络的局部视图，这意味着节点只能向相邻节点发送和解码。我们将其与全知编码进行比较，在全知编码中，每个节点都有网络的全局视图，所有节点都可以合作。以高斯信道为例，我们发现，当节点在低功率下传输时，两跳近视编码可实现的速率与五节点多中继信道中的全知编码一样大，接近六节点多中继信道中的全知编码。这些结果表明，我们可以做本地编码和合作，而不会损害太多的传输速率。实际上，近视编码方案对拓扑变化更鲁棒，因为当远程节点处存在变化时，节点处的编码和解码不受影响。此外，近视编码减轻了全知编码的高计算复杂性和大缓冲器/存储器要求。
2005-08-17 cs.IT math.IT
Recovering Multiplexing Loss Through Successive Relaying Using Repetition Coding
本文研究了一种两中继无线网络的传输协议，其中中继节点采用简单重复编码。给出了这种传输方案的信息理论可达速率，并开发了一种接近它们的空时V-BLAST信令和检测方法。通过分集复用折衷分析表明，该传输方案可以在保留一定分集增益的情况下，恢复半双工中继网络的复用损失。该方案还比较了传统的传输协议，只利用网络的多样性的成本的复用损失。结果表明，新的传输协议提供了显着的性能优势，比传统的协议，特别是当两个中继之间的干扰是足够强。
2007-05-22 cs.IT math.IT
Multilevel Coding Schemes for Compute-and-Forward
我们调查的技术设计调制/编码方案的无线双向中继信道。假设中继具有完美的信道状态信息，但假设发射机没有信道状态信息。我们认为物理层网络编码的基础上，多级编码技术。我们的多级编码框架的灵感来自计算和转发中继协议。事实上，我们表明，这里开发的框架自然有利于解码的码字的线性组合转发的中继节点。我们开发我们的框架与一般的调制格式铭记，但数值结果的情况下，每个节点发送使用QPSK星座与灰色标签。我们的讨论集中在中继器可以可靠地解码从端节点发送的码字的线性组合的速率上。
2011-07-27 cs.IT math.IT
Network Coding with Two-Way Relaying: Achievable Rate Regions and Diversity-Multiplexing Tradeoffs
本文讨论了在无线自组网中通过双向中继的多跳网络编码进行信息交换的基本特性。首先分析了时分多跳（TDMH）、MAC层网络编码（MLNC）和PHY层网络编码（PLNC）实现的端到端速率区域。结果表明，MLNC并不总是比TDMH获得更好的速率，TDMH和MLNC之间的分时能够实现更大的速率区域，PLNC主导TDMH和MLNC实现的速率区域。MLNC和PLNC的机会调度算法，然后提出了稳定的双向中继系统的泊松到达时，速率对是在MLNC和PLNC的香农速率区域。为了理解多跳网络编码的双向传输限制，还分析了在有或没有特定业务模式的情况下的和速率优化以及多个中继节点上的双向传输的端到端分集复用折衷（DMT）。
2009-02-13 cs.IT math.IT
Distributed Space Time Coding for Wireless Two-way Relaying
我们考虑无线双向中继信道，其中双向数据传输发生在端节点之间的中继的帮助下。对于Denoise-And-Forward（DNF）协议，Koike-Akino et.自适应地改变在中继站处使用的网络编码映射极大地降低了中继站处的多址干扰的影响。通过在中继节点处适当选择这些网络编码映射，可以有效地减轻深信道衰落条件的有害影响。另外，在本文中，我们提出了一种分布式空时编码（DSTC）方案，它有效地消除了大部分的深衰落信道条件在发送节点本身没有任何CSIT，也没有任何需要自适应地改变网络编码映射在中继。当信道衰落系数向量落在$\mathbb{C}^2$的有限个向量子空间（称为奇异衰落子空间）中时，会发生深度衰落. DSTC设计准则称为\textit{singularity minimization criterion}下，这种向量子空间的数量是最小的。此外，一个标准，以最大化的DSTC的编码增益得到。针对QAM和PSK信号集，给出了满足奇异性最小化准则和最大化编码增益的显式低解码复杂度DSTC设计。仿真结果表明，在高信噪比下，DSTC方案提供了很大的增益时，与传统的异或网络编码，性能略优于自适应网络编码方案提出的小池Akino等。al.
2012-05-19 cs.IT math.IT
Compute-and-Forward Network Coding Design over Multi-Source Multi-Relay Channels
网络编码是现代通信网络的一种新的和有前途的范例，它允许中间节点混合从多个源接收的消息。计算转发策略是网络编码的一种，其中中继将基于格码的代数结构，根据观察到的信道系数解码并转发源消息的线性组合。如果接收到足够多的线性方程，目的地将恢复所有发送的消息。本文在系统级设计了基于Fincke-Pohst的候选集搜索算法和网络编码系统矩阵构造算法来计算和转发网络编码系数，使得多源多中继系统的传输速率最大化。数值结果表明了我们提出的算法的有效性。
2020-03-01 cs.IT eess.SP math.IT
Coding and System Design for Quantize-Map-and-Forward Relaying
在本文中，我们开发了一个低复杂度的编码方案和系统设计框架的半双工中继信道的基础上量化映射和转发（QMF）中继方案。所提出的框架允许在所有网络终端的线性复杂性操作。我们建议使用二进制LDPC码的编码在源和LDGM码映射在中继。我们表示联合解码在目的地作为一个信念传播算法的因素图。该图具有LDPC和LDGM码作为经由对QMF中继操作建模的概率约束连接的子图。我们表明，这种编码框架自然延伸到高信噪比制度，使用比特交织编码调制（BICM）。我们开发的密度演化分析工具，这个因素图，并展示了设计的实用代码的半双工中继信道，在1dB的信息理论QMF阈值内执行。
2012-09-20 cs.IT math.IT
Asymptotic Analysis on Spatial Coupling Coding for Two-Way Relay Channels
计算转发中继是提高无线双向中继信道带宽利用率的有效方法。在计算转发方案中，中继尝试解码由来自其他终端或中继的传输消息组成的线性组合。适用于计算转发中继方案的纠错码及其译码算法的设计仍是一个重要的研究课题。本文基于密度演化理论，对LDPC码在双向中继信道上的性能进行了渐近分析。由于通道的非对称性，我们采用人口动力学DE结合DE公式的非对称通道，以获得BP阈值。此外，我们还评估了空间耦合LDPC码在双向中继信道中的渐近性能。结果表明，与相应的非耦合码相比，空间耦合码在双向中继信道的BP阈值上有所提高。
2018-01-19 cs.IT math.IT
Distributed Linear Convolutional Space-Time Coding for Two-Relay Full-Duplex Asynchronous Cooperative Networks
本文研究了一个采用放大转发协议的双中继全双工异步协作网络。我们提出了两种分布式空时编码方案的情况下，有和没有串扰，分别。在第一种情况下，每个中继器可以通过串扰链路接收另一个中继器发送的信号。我们首先研究了在这个网络中消除串扰的可行性，并表明串扰干扰不能很好地消除。为此，我们设计的空时码，利用串扰信号，而不是消除它们。在另一种情况下，在每个中继节点处通过环路信道单独地实现自编码，并且来自两个中继节点的信号形成空时码。研究了这两种情况下的可实现协作分集，给出了实现完全协作分集的条件。仿真结果验证了理论分析的正确性。
2013-10-08 cs.IT math.IT
Achievable Rate Regions for Two-Way Relay Channel using Nested Lattice Coding
本文研究高斯双向中继信道，其中两个通信节点通过中继交换消息。假设所有节点在通信节点之间没有任何直接链路的情况下以半双工模式操作。首先提出了一种基于嵌套格码的压缩转发中继策略。然后，所提出的方案进行了改进，通过执行分层编码：一个共同的层是由两个接收机解码和细化层恢复只有接收机具有最佳的信道条件。新方案的可实现的速率的特点，并被证明是高于解码和转发策略在某些地区提供的。
2013-11-21 cs.IT math.IT
Regenerative and Adaptive schemes Based on Network Coding for Wireless Relay Network
无线通信技术的发展给中继网络带来了新的机遇和挑战，为了提高系统的性能，在中继节点采用解调网络编码（Demodulate-NetworkCoding，DM-NC）方案，直接对接收信号进行解映射，然后将其转发到目的节点。仿真分析表明，该算法的性能优于模拟数控算法。此外，量化-解码-NC方案（QDF-NC）已被引入。仿真结果表明，QDF-NC的性能优于模拟NC。模拟了analogNC和QDF-NC之间的切换，以研究中继节点处的延迟和功耗降低。
2012-06-28 cs.IT math.IT
Coding Schemes for Discrete Memoryless Multicast Networks with Rate-limited Feedback
提出了一种适用于接收端和中继端向发送端反馈速率受限的离散无记忆多播网络（DM-MN）的编码方案。该方案改进了Lim等人提出的噪声网络编码。对于具有中继-发射机反馈的单中继信道，我们的编码方案恢复了Gabbai和Bross的结果，并严格改进了Lim等人提出的噪声网络编码、分布式解码-前向编码，以及为没有反馈的建立提出的可实现速率的所有已知下限。编码方案是基于块马尔可夫编码，叠加编码，滑动窗口/向后解码和混合中继策略。在我们的方案1A中，中继器和接收器使用压缩转发策略，并通过反馈管道将压缩索引发送到发送器。在通过反馈获得压缩索引之后，发射机将它们与源消息一起发送。每个接收器使用后向解码来联合解码源消息和所有压缩索引。我们的方案1B是类似的，除了这里每个中继不仅使用压缩前向压缩其信道输出，而且还执行部分解码前向解码源消息的公共部分。我们的方案1C允许不同的中继解码源消息的不同部分（在方案1A中，没有中继解码源消息的任何部分;在方案1B中，所有中继解码源消息的相同部分），这可以实现比方案1A和方案1B更高的速率。受反馈编码方案的启发，我们提出了一种新的编码方案，DM-MN没有反馈，其中发射机解码的压缩索引，而不是直接通过反馈获得它们。结果表明，该方案在某些信道上仍能改善有噪网络编码和分布式解码-前向编码。
2016-08-03 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
A New Coding Paradigm for the Primitive Relay Channel
我们考虑原始中继信道，其中源向中继和目的地发送消息，并且中继通过经由单独的信道向目的地发送附加消息来帮助通信。两种众所周知的编码技术已被引入此设置：解码和转发和压缩和转发。在解码和转发中，中继完全解码消息并将一些信息发送到目的地;在压缩和转发中，中继不解码，它使用Wyner-Ziv编码将接收信号的压缩版本发送到目的地。在本文中，我们提出了一种新的编码范式，提供了一个改进的原始中继信道的可达速率。这个想法是通过链接结构将压缩转发和解码转发结合起来。我们通过成对的块进行传输：在第一块中，我们使用压缩和转发;在第二块中，我们使用解码和转发。更具体地，在第一块中，中继不解码，它经由Wyner-Ziv压缩接收到的信号，并且它仅将压缩的一部分发送到目的地。在第二个块中，中继完全解码消息，它将一些信息发送到目的地，并且它还发送来自第一个块的压缩的剩余部分。通过这样做，我们能够严格优于压缩转发和解码转发。注意，所提出的编码方案可以用极化码来实现。因此，它具有极化编码方案的典型吸引人的特性，即准线性编码和解码复杂度，以及以超多项式速度衰减的错误概率。作为一个运行的例子，我们考虑到擦除中继信道的特殊情况下，我们提供了我们提出的方案和现有的上限和下限之间的比较，可实现的速率。
2019-10-23 cs.IT math.IT
