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
Outage Probability of Dual-Hop Multiple Antenna AF Relaying Systems with Interference
分析了双跳多天线放大转发中继系统在干扰情况下的中断性能。对于固定增益和可变增益的中继方案，系统的中断概率的精确解析表达式推导。此外，简单的中断概率近似在高信噪比政权提供，和系统实现的分集阶的特点。我们的研究结果表明，可变增益中继系统总是优于相应的固定增益中继系统。此外，固定增益中继方案仅实现分集阶数为1，而可变增益中继方案的可实现分集阶数取决于多个天线的位置。
2012-08-02 cs.IT math.IT
Joint Transfer of Energy and Information in a Two-hop Relay Channel
研究了两跳信道中带有射频能量收集中继的联合信息和能量传输问题。我们考虑一个有限的电池大小在继电器和确定性的能量损失在传输能量。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。在接收端不知道信道状态的情况下，将电池中节省的能量建模为信道状态。首先，我们考虑没有任何信道噪声的问题，并得出一个可实现的速率。接下来，我们将结果扩展到第二跳（中继-接收器链路）中具有独立且同分布噪声的情况。
2017-04-13 cs.IT math.IT
Impact of Co-Channel Interference on Performance of Multi-Hop Relaying over Nakagami-$m$ Fading Channels
研究了同频干扰对多跳放大转发中继系统性能的影响。一般而言，沿着连续中继跳的期望信道和所有节点处的CCI经受具有不同形状因子的Nakagami- $m$衰落。研究表明，分集增益仅由期望信道的衰落形状因子决定，而与干扰和中继跳数无关。另一方面，尽管编码增益通常是各种系统参数的复函数，但如果期望信道经受瑞利衰落，则编码增益与目的地处的累积干扰（即，中继跳数和平均干扰噪声比的乘积）成反比，而与CCI的衰落分布无关。
2013-11-30 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
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
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
Capacity of the Gaussian Two-Hop Full-Duplex Relay Channel with Residual Self-Interference
本文研究了具有残余自干扰的高斯两跳全双工中继信道的容量。该信道由源、FD中继器和目的地组成，其中不存在直接的源-目的地链路，并且FD中继器受到残余自干扰的损害。我们采用最坏情况下的线性自干扰模型的信道容量，和模型的剩余自干扰作为一个高斯随机变量，其方差取决于发送符号的中继的幅度。对于这个信道，我们推导出的容量，并提出了一个明确的容量实现编码方案。因此，我们表明，在源的最佳输入分布是高斯和它的方差依赖于中继的发送符号的幅度。另一方面，在中继的最佳输入分布是离散的或高斯的，其中后一种情况只发生在中继-目的地链路是瓶颈链路时。推导出的容量收敛到没有自干扰的两跳理想FD中继信道的容量和两跳半双工（HD）中继信道的容量在极限情况下，当剩余自干扰分别为零和无限大。我们的数值结果表明，显着的性能增益实现与建议的容量实现编码方案相比，可实现的传统HD中继和/或传统FD中继率。
2016-11-16 cs.IT math.IT
The Effect of Noise Correlation in AF Relay Networks
在无线中继网络中，中继器处的噪声可能由于来自前一跳的公共干扰或噪声传播而相关。在这项工作中，我们考虑了一个并行继电器网络与噪声相关。对于放大转发（AF）的中继策略，我们确定了最佳速率最大化中继增益时，相关知识在中继。相关的中继网络的性能上的影响进行了分析的情况下，相关性的全部知识是在继电器，当没有知识的相关结构。有趣的是，我们发现，平均而言，噪声相关性是有益的，无论继电器是否知道噪声协方差矩阵。然而，相关性的知识可以大大提高性能。通常，从相关性知识的性能改善增加与继电器功率和继电器的数量。当中继器数目小于中继器数目时，利用完备的相关知识，系统能够消除干扰。对于双跳多址并行网络，我们得到了最大和速率和最优中继策略的封闭形式的表达式。本文还研究了三跳网络的中继优化问题。对于第一级继电器的任何继电器增益，这表示具有相关噪声的并联继电器网络。基于噪声相关的两跳网络的结果，提出了一种求解三跳网络中继优化问题的算法。
2007-07-07 cs.IT math.IT
To Code or Not To Code in Multi-Hop Relay Channels
多跳中继信道使用多个中继级，每个中继级具有多个中继节点，以促进源和目的地之间的通信。以前，分布式空时编码用于最大化分集增益。假设从目的地到每个中继级和源的低速率反馈链路，本文提出了端到端的天线选择策略作为分布式空时编码的替代方案。单向（其中只有源具有用于目的地的数据）和双向（其中目的地也具有用于源的数据）多跳中继信道被考虑为具有全双工和半双工中继节点。端到端的天线选择策略的设计和证明，以实现最大的分集增益，通过使用一个单一的天线路径（使用单个天线的源，每个中继级和目的地），在目的地的最大信噪比。对于半双工的情况下，两个单天线路径的两个最佳的信号-噪声比在交替的时隙被用来克服与半双工节点的速率损失，与一个小的分集增益惩罚。最后，为了回答这个问题，是否编码（分布式空时码）或不（建议的端到端天线选择策略）在多跳中继信道，端到端天线选择策略和分布式空时编码的几个重要性能指标进行了比较。
2008-05-20 cs.IT math.IT
Outage Probability Analysis of Dual Hop Relay Networks in Presence of Interference
协作中继通过形成多个独立虚拟源的网络来提高无线网络的性能，所述多个独立虚拟源与源节点发送相同的信息。然而，在网络中引起的干扰降低了协作通信的性能。在这项工作中的统计特性，累积分布函数（CDF）和概率密度函数（PDF）的一个基本的双跳合作中继网络与任意数量的中继器在瑞利衰落信道推导。两个系统模型被认为是：在第一个系统模型中，中继器只在中继节点;和在第二个系统模型中，中继器都在中继和目的地。这项工作进一步扩展到Nakagami-m衰落干扰信道。最后给出了中断概率性能的仿真结果，验证了理论分析的正确性。
2012-10-19 cs.IT math.IT
Energy Harvesting Two-Hop Communication Networks
能量收集多跳网络允许低成本、有限范围的无线设备的永久操作。与电池供电的网络相比，能量和数据因果关系约束与半双工中继操作的耦合使得操作此类网络具有挑战性。研究了具有解码转发半双工中继的能量收集两跳网络的吞吐量最大化问题。对于具有两个并行中继的系统，考虑以下四种传输模式的各种组合：来自源的广播、来自中继的多路访问以及连续中继阶段I和II。在能量到达的非因果知识和中继数据缓冲区有限的假设下，研究了一个和两个并行中继的最优传输策略。该问题是制定使用凸优化框架，它允许有效的数值解，并有助于确定最优策略的重要属性。数值结果提供吞吐量比较，并调查多个中继，中继数据缓冲区的大小，传输模式，和能量收集的吞吐量的影响。
2015-07-11 cs.IT math.IT
Capacity Bounds for Two-Hop Interference Networks
本文考虑了一个两跳干扰网络，其中两个用户发送独立的消息，他们各自的接收机的帮助下，两个中继节点。发送器没有到接收器的直接链路;相反，两个中继节点充当发送器和接收器之间的中介。每个跳，一个从发射机到中继站，另一个从中继站到接收机，被建模为高斯干扰信道，因此网络本质上是两个干扰信道的级联。针对该网络，提出了解码转发中继和放大转发中继下不同参数体制下的可达对称速率，并对相应的编码方案进行了深入研究。数值结果也提供。
2009-10-08 cs.IT math.IT
Cascaded Orthogonal Space-Time Block Codes for Wireless Multi-Hop Relay Networks
分布式空时分组编码是一种分集技术，用于减轻多跳无线网络中衰落的影响，其中源使用多个中继级与其目的地进行通信。本文提出了一种新的分布式空时分组码称为级联正交空时分组码（COSTBC）的情况下，源和目的地都配备了多个天线，每个中继级有一个或多个单天线中继。假设每个中继级具有从源到其自身的所有信道的接收信道状态信息（CSI），而假设目的地具有所有信道的接收CSI。为了构造COSTBC，多个正交空时分组码由源和每个中继级级联使用。在COSTBC中，每个中继级使用其CSI分离由前一个中继级发送的正交空时分组码的星座符号，然后将另一个正交空时分组码发送到下一个中继级。COSTBC被示出在平坦瑞利衰落信道的多跳无线网络中实现最大分集增益。还为具有两个和四个源天线和中继节点的两跳无线网络提供了COSTBC的几种显式构造。它还表明，COSTBC需要最小的解码复杂度由于连接到正交空时分组码。
2008-05-05 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
Two-hop Secure Communication Using an Untrusted Relay
我们考虑一个源-目的地对，只能通过一个不可信的中间中继节点进行通信。中间结点愿意采用指定的中继方案来促进源和目的地之间的可靠通信。然而，它中继的信息需要保持秘密从it. In这种两跳通信的情况下，在不可信的中继节点的使用是必不可少的，我们发现，一个积极的保密率是可以实现的。可扩展性方案的中心部分是由具有传输能力的目的节点或外部“好撒玛利亚人”节点提供的帮助。在任何一种情况下，帮助者都会执行合作干扰，混淆窃听中继，使其无法破译它正在中继的内容。接下来，我们推导出这个系统的保密率的上限。我们观察到，上限和可实现的速率之间的差距消失的中继节点的功率趋于无穷大。总的来说，本文提出了一个故意干扰的案例，即，协同干扰，作为安全通信的一个使能器。
2009-10-14 cs.IT math.IT
Performance Analysis of Relay Selection Schemes in Multi-Hop Decode-and-Forward Networks
本文研究多跳多中继DF网络的可达速率最大化，分析最优、逐跳、ad-hoc、逐块及滑动窗口中继选择，并扩展到多用户噪声受限场景。
2023-08-16 cs.IT eess.SP math.IT
Simultaneous Wireless Information and Power Transfer for Two-hop OFDM Relay System
研究了两跳正交频分复用（OFDM）解码转发（DF）中继通信系统中的无线信息和功率同步传输（SWIPT）问题，中继从信源发送的射频信号中获取能量，然后利用获取的能量辅助信源到目的地的信息传输。在中继站处考虑功率分裂接收器，其将接收到的信号分裂成两个功率流以分别执行信息解码（ID）和能量收集（EH）。为了更好地理解这样的系统的行为和探索的性能极限，资源分配进行了研究，以最大化的总可实现的传输速率。一个优化问题，它联合考虑到功率分配，子载波配对和功率分裂，制定。针对其非凸性，设计了一种基于分离原则的低复杂度资源分配策略。仿真结果表明，该策略可以显著提高系统性能。研究结果表明，在采用EH中继的两跳OFDM系统中，中继应部署在源端附近，而在采用传统非EH中继的两跳OFDM系统中，中继应部署在源端和目的端之间。
2014-07-01 cs.IT math.IT
Statistical Delay Control and QoS-Driven Power Allocation Over Two-Hop Wireless Relay Links
无线信道的时变特性通常使得数据传输的硬延迟界限难以保证。与此相反，具有小的违规概率的严格有界延迟已被广泛用于延迟服务质量（QoS）的表征和评估。现有的研究主要集中在单跳链路的时延控制上，本文提出了两跳无线中继链路上QoS驱动的功率分配方案，对解码转发（DF）中继传输下的端到端时延进行统计上界。具体来说，通过应用有效容量和有效带宽理论，我们首先分析了两个顶部每个独立的服务过程的延迟约束违反概率。然后，我们证明了一个有效的方法，为精确的延迟保证是使两个跳的延迟分布相同，然而，需要通过非对称的资源分配在两个跳。出于这一事实，我们制定和解决的优化问题，旨在最大限度地减少平均功耗，以满足指定的端到端的延迟约束违反概率在两跳中继链路。还进行了一组模拟结果显示的QoS要求，流量负载，和中继节点的位置上的功率分配下，我们提出的最佳方案的影响。
2011-04-30 cs.IT math.IT
Use of Non-Orthogonal Multiple Access in Dual-hop relaying
为了提高双跳中继系统的和速率，提出了一种新的非正交多址接入（NOMA）两阶段功率分配方案。在该方案中，在从源接收到具有功率分配的叠加编码符号之后，中继节点向目的地转发具有另一功率分配的新的叠加编码符号。通过采用最大比合并（MRC），目的地联合解码来自源和中继的信息符号。假设瑞利衰落信道，在高信噪比（SNR）的遍历SR的封闭形式的解决方案，推导出一个实际的功率分配也被设计为建议的NOMA计划。数值结果表明，与已有的工作相比，该方案的性能有了明显的提高。
2016-04-13 cs.IT math.IT
Outage Performance of Two-Hop OFDM Systems with Spatially Random Decode-and-Forward Relays
在本文中，我们分析了两跳正交频分复用（OFDM）系统中不同的多载波中继选择方案的中断性能在泊松域的中继。特别是，特别强调的是放在解码和转发（DF）中继系统，配备批量和每子载波选择方案，分别。在一般情况下，给出了中断概率的积分表达式。此外，在有限圆中继分布区域中的高信噪比（SNR）区域的中断概率的渐近表达式被确定在封闭形式的两个中继选择方案。此外，在无限中继分布区域的自由空间的中断概率推导出封闭的形式。同时，研究了随机网络中与协作系统相关的一系列重要性质，包括分集、两种选择方案的中断概率比以及基于系统吞吐量的子载波数优化。所有的分析都通过仿真进行了数值验证。最后，构建了一个空间随机中继OFDM系统中断性能的分析框架，该框架可以方便地进行修改，以分析不同转发协议、位置分布和/或信道条件下的其他类似情况。
2017-08-10 cs.IT math.IT
On the Stochastic Analysis of Random Linear Streaming Codes in Multi-Hop Relay Networks
School of Electronic and Communication Engineering, Sun Yat-sen University（中山大学电子与通信工程学院）
本文研究了多跳中继网络中随机线性流码的随机性能极限，提出了一种新颖的框架来分析信息流动和误差概率，并将该方法推广到任意数量的中继 hop 网络。
2025-12-17 cs.IT math.IT
Joint Robust Weighted LMMSE Transceiver Design for Dual-Hop AF Multiple-Antenna Relay Systems
研究了双跳放大转发MIMO中继系统中两跳信道估计误差均为高斯分布的联合收发机设计问题。由于各种线性收发器设计可以变换为具有特定加权矩阵的加权线性最小均方误差（LMMSE）收发器设计，因此选择加权均方误差（MSE）作为性能度量。该算法采用贝叶斯方法，对源端预编码器矩阵、中继端转发矩阵和目的端均衡器矩阵进行联合设计，并考虑信道估计误差。几个现有的算法被发现是所提出的解决方案的特殊情况。仿真结果证明了所提出的鲁棒设计的性能优势。
2012-01-14 cs.IT math.IT
Decentralized Dynamic Hop Selection and Power Control in Cognitive Multi-hop Relay Systems
本文研究了一种认知多跳中继次用户系统，该系统与多个主用户共享频谱。在多跳SU系统中，认知中继的发射功率和跳数选择可以根据瞬时信道状态信息（CSI）的局部（和因果）知识进行动态自适应。我们将确定一个低复杂度，分散的算法，以最大限度地提高平均端到端的吞吐量的SU系统与动态空间重用。该问题是具有挑战性的，由于分散的需求，以及因果关系约束的知识CSI。此外，该问题属于随机网络效用最大化（NUM）问题，这是相当具有挑战性的。我们利用PU活动和CSI波动之间的时间尺度差异，并将问题分解为一个主问题和子问题。我们推导出一个渐近最优的低复杂度的解决方案，使用分治，并说明了显着的性能增益，可以通过动态跳数选择和功率控制。该算法的最坏情况复杂度和内存需求分别为O（M^2）和O（M^3），其中$M$是SU的数量。
2010-07-28 cs.IT math.IT
Adaptive OFDM Index Modulation for Two-Hop Relay-Assisted Networks
本文提出了一种适用于两跳中继网络的自适应正交频分复用（OFDM）索引调制（IM）方案。与具有确定性和固定映射方案的传统OFDM IM方案相比，在所提出的自适应OFDM IM方案中，比特流与用于第一跳和第二跳的活动子载波的索引之间的映射方案由一定的准则自适应地选择。结果，第一跳和第二跳中的相同比特流的活动子载波可以变化，以便对抗慢频率选择性衰落。这样，可以提高系统的可靠性。此外，考虑到中继设备通常是简单节点的事实，由于有限的处理能力，其可能不总是能够执行映射方案选择，我们还提出了一种替代的自适应方法，其中映射方案选择仅在源处执行，并且中继将简单地利用所选择的映射方案而不改变它。网络容量和符号出错率（SER）以封闭形式给出解码转发（DF）中继网络，并通过蒙特卡罗模拟产生的数值结果来证实。
2017-06-20 cs.IT math.IT
Performance of Two-Hop Cooperative Cognitive Networks with an Energy Harvesting Relay
本文研究了一种基于能量收集（EH）多天线中继的协作认知无线电网络（CCRN），研究了在峰值干扰功率控制下，时间切换（TS）和功率分配（PS）协议的中断和吞吐量性能。我们假设中继分别在第一跳和第二跳中使用最大比合并和发射天线选择。与其他文献不同，我们最佳地结合了直接和中继信号在目的地，并证明，由于随机性质的信道和功率控制，有相当大的改善性能。我们还分析了EH-CCRN的性能与增量中继，{解析量化吞吐量的增益{上} EH-CCRN}。对于少量的天线在中继，吞吐量性能的EH-CCRN实际上是劣于一个使用的直接链路没有中继，而增量方案总是优越的。我们建立，存在EH参数的最佳值，导致TS和PS EH协议的最大吞吐量。在某些特殊情况下，我们推导出这些封闭形式的表达式。计算机模拟用于验证推导的表达式。
2020-09-21 cs.IT math.IT
Simple Coding Techniques for Many-Hop Relaying
在本文中，我们研究的问题，中继一个单一的信息位在一系列的二进制对称信道，和相关的权衡之间的跳数$m$，传输时间$n$，和错误概率。我们介绍了一个简单，有效，和确定性的协议，达到积极的信息速度（即，非零比率$\frac{m}{n}$和小的错误概率），并且比这样做的现有协议明显更简单。此外，我们的信息速度的最佳低噪声和高噪声的缩放定律的特征，我们适应我们的1位协议传输$k$位在$m$跳与$O(m+k)$传输时间。
2022-12-08 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
Multi-hop Relaying with Mixed Half and Full Duplex Relays for Offloading to MEC
本文研究能量受限设备通过多跳中继向MEC服务器卸载计算任务的问题，提出混合半双工与全双工的多跳中继方案，证明问题为凸优化问题，并在任务按时完成概率和能耗方面均优于现有方案。
2024-01-12 cs.IT cs.NI 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
Simultaneous Wireless Information and Power Transfer for Decode-and-Forward Multi-Hop Relay Systems in Energy-Constrained IoT Networks
本文研究了一种多跳解码转发（DF）的同时无线信息和功率传输（SWIPT）系统，其中源端通过不依赖于外部能量源的多跳中继向目的端发送数据。为此，我们应用基于功率分配（PS）的SWIPT中继协议，使中继可以从上一跳接收到的信号中收获能量，以可靠地将源的信息转发到目的地。我们的目标是解决与我们的系统模型相关的两个优化问题。首先，我们通过优化中继站的PS比，在中继站和目的地节点的个人服务质量（QoS）阈值约束下，最小化源处的发射功率。第二种是通过优化每个中继的PS比来最大化最小系统可实现速率。基于凸优化技术，得到了这两个问题的全局最优PS比解的封闭形式。通过设置的QoS阈值约束相同的每个节点的源发射功率的问题，我们发现，无论是最小源发射功率或最大的系统吞吐量可以使用相同的方法。数值结果表明，所提出的最优SWIPT PS设计优于传统的固定PS比计划。
2019-08-27 cs.IT math.IT
Hypothesis Testing Over the Two-hop Relay Network
编码和测试方案和相应的可实现的第二类错误指数的二进制假设检验两跳中继网络。该方案基于级联信源编码技术和一致判决转发，一致判决转发意味着只有在所有先前的终端已经决定了零假设的情况下，终端才决定零假设。如果在发射机，中继，和接收机的观察形成一个马尔可夫链在这个顺序，然后，在性能上没有损失，所提出的级联源代码可以被替换为两个独立的点到点源代码，一个用于每跳。解耦的计划（结合决策转发），以达到最佳的第二类错误指数的各种情况下的“测试对条件独立性。同样的解耦被证明是最佳的，也为某些情况下的“测试对独立性”，当观察在发射机，接收机和中继形成一个马尔可夫链在这个顺序，当中继到接收机的链路是足够高的速率。为了完整性，本文还提出了一个分析的Shimokawa-Han-Amari分仓计划的点对点假设检验设置。
2020-01-23 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
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
On the Ergodic Capacity of Underlay Cognitive Dual-Hop AF Relayed Systems under Non-Identical Generalized-K Fading Channels
分析了认知（次）双跳中继系统的遍历容量。具体而言，放大和转发传输协议被认为是，而接收到的信号经历多径衰落和阴影与非相同的统计。为了有效地描述这种复合类型的衰落，使用公知的广义$K$衰落模型。利用Meijer的- $G$函数的有限和级数，得到了端到端通信的遍历容量的新的解析表达式和相当精确的封闭形式近似.借助计算机模拟对分析结果进行了验证，同时也揭示了一些有用的见解。
2015-08-31 cs.IT math.IT
Impact of Transceiver Impairments on the Capacity of Dual-Hop Relay Massive MIMO Systems
尽管通信系统上的硬件损伤的有害影响，大多数先前的作品没有调查广泛使用的中继系统的影响。最重要的是，廉价的收发器的应用，易于硬件损伤，是最具成本效益的方式来实现大规模多输入多输出（MIMO）系统。因此，本文的方向是对MIMO中继网络与大量的天线的硬件损伤的影响的调查。具体来说，我们得到了双跳（DH）放大转发（AF）中继系统的遍历容量的一般表达式。接下来，由于自由概率（FP）理论的优势，与其他已知的技术相比，在该地区的大型随机矩阵理论，我们追求一个大的限制分析的天线和用户的数量，通过揭示中继系统的行为所造成的硬件损伤。
2015-09-15 cs.IT math.IT
Opportunistic Cooperative Channel Access in Distributed Wireless Networks with Decode-and-Forward Relays
这封信研究了分布式机会信道接入的无线网络中的解码和转发中继。所有的信源都通过信道竞争来获得传输机会。如果源赢得竞争，则估计第一跳信道（从源到其中继站）中的信道状态信息，并且决定获胜源是放弃传输机会并让所有源开始新的竞争，还是向中继站进行传输。一旦中继获得业务，它可以具有第二跳信道（从中继到目的地）的探测序列。每次探测后，如果第二跳信道足够好，则中继发送到目的地，完成源的传输过程;否则，中继决定放弃并让所有源开始新的竞争，或者继续探测第二跳信道。在这封信中推导出两个跳的最佳决策策略。第一跳策略是纯阈值策略，即，当第一跳信道信噪比（SNR）大于阈值时，获胜源应该向中继发送，随后第二跳策略应该让中继继续探测第二跳信道，直到观察到足够好的第二跳信道。仿真结果表明，当第二跳信道具有较大的平均信噪比时，我们的方案是有益的。
2015-02-21 cs.IT cs.NI math.IT
Joint Transmit Precoding for the Relay Interference Broadcast Channel
蜂窝系统中的中继是干扰受限的。当中继与传输策略联合优化时，实现了最高的端到端和速率。不幸的是，干扰将链路耦合在一起，使得联合优化具有挑战性。此外，当一些链路具有主导的第一链路而其他链路具有主导的第二链路时，端到端多跳性能对速率失配敏感。本文提出了一种在中继干扰广播信道（基于中继的蜂窝系统的通用模型）的发射机和中继站处设计线性发射预编码器的算法，以最大化端到端和速率。首先，中继被设计为最大化第二跳和速率。接下来，近似的端到端的速率，取决于分时分数和第二跳的速率被用来制定一个总和效用最大化的问题，设计的发射机。该问题通过迭代地最小化均方误差的加权和来解决。最后，调整发射机处的发射预编码器的范数以消除速率失配。该算法允许分布式实现，并具有快速收敛。仿真结果表明，该算法的性能优于单跳干扰管理策略的合理应用分别在两跳。
2012-09-21 cs.IT math.IT
On the Degree of Freedom for Multi-Source Multi-Destination Wireless Network with Multi-layer Relays
自由度（DoF）区域提供了高信噪比（SNR）区域中容量区域的近似，而总和DoF给出了缩放因子。在这封信中，我们分析的自由度区域和总和自由度单播分层多跳中继无线网络与任意数量的源/目的/中继节点，任意数量的跳数和任意数量的天线在每个节点。这个结果对于很多消息拓扑都是有效的。我们揭示了由于级联结构的多跳网络的容量的限制，并显示与电容网络的相似性。通过对边界间隙和最优性条件的分析，证明了多跳网络的极限容量严格劣于单跳网络。当跳数固定时，可以建立线性缩放定律。在成本的信道状态信息在发射机（CSIT）为每个组件的单跳网络，我们可以实现的计划，避免路由和简化调度。
2011-01-12 cs.IT math.IT
The Degrees of Freedom of the 2-Hop, 2-User Interference Channel with Feedback
考虑了由两个源、两个中继和两个目的地组成的分层两跳两流干扰网络，其中源和中继之间的第一跳网络和中继和目的地之间的第二跳网络都是独立同分布的.瑞利衰落高斯干扰信道。研究了两种反馈模型。在第一种模型中，称为在源处的延迟信道状态信息（延迟CSI-S）模型，源知道具有有限延迟的所有信道系数，但是中继没有任何边信息。在被称为有限香农反馈模型的第二反馈模型中，中继器瞬时知道第一跳信道系数，并且第二跳信道具有有限延迟，并且一个中继器知道具有有限延迟的目的地之一的接收信号，并且另一个中继器知道具有有限延迟的另一个目的地的接收信号，但是在源处不存在任何辅助信息。本文表明，在这两种设置下，分层两跳，双流干扰信道具有4/3自由度。分别基于回溯干扰对齐和回溯协作干扰对齐的思想，提出了一种广播信道类型的上界方案和一种新的可扩展性方案。
2011-09-27 cs.IT math.IT
Wireless Powered Dual-Hop Multi-Antenna Relaying Systems: Impact of CSI and Antenna Correlation
研究了多天线中继中信道状态信息和天线相关性对无线供电双跳放大转发中继系统性能的影响。根据中继站处的可用CSI，考虑两种不同的场景，即，瞬时CSI和统计CSI，其中中继站仅访问天线相关矩阵。采用功率分配架构，我们提出了一个详细的性能研究这两种情况下。推导了系统中断概率和遍历容量的解析表达式。此外，简单的高信噪比（SNR）中断近似。结果表明，天线相关性本身并不影响可达分集阶数，中继端CSI的可用性决定了可达分集阶数。利用瞬时CSI可以实现全分集阶数，而利用统计CSI只能实现分集阶数1。此外，发射天线相关性和接收天线相关性对各态历经容量表现出不同的影响。此外，天线相关性对遍历容量的影响也很大程度上取决于可用的CSI和工作SNR。
2017-03-06 cs.IT math.IT
Effective Capacity of Two-Hop Wireless Communication Systems
研究了一种两跳无线通信链路，其中源节点通过中间中继节点向目的节点发送数据。假设源节点和目的节点之间没有直接链路，中继节点采用解码转发的方式将信息转发到目的节点。假设源和中间中继节点都在作为缓冲区溢出概率的限制而施加的统计服务质量（QoS）约束下操作。在存在QoS约束的情况下，可以由该两跳链路支持的最大恒定到达率的特征在于通过确定作为源和中继处的QoS参数和信噪比的函数的此类链路的有效容量，以及链路的衰落分布。该分析是为全双工和半双工中继。通过这项研究，在源和中间中继节点的吞吐量的影响有缓冲区的限制。研究了不同节点的缓冲区约束之间的相互作用及其对性能的影响。确定了半双工中继中的最佳分时参数，并研究了半双工中继的性能。
2011-07-21 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
Power Allocation in Multi-hop OFDM Transmission Systems with Amplify-and-Forward Relaying: A Unified Approach
提出了一种多跳正交频分复用（OFDM）放大转发（AF）中继系统功率分配（PA）问题的统一算法。在所提出的方法中，我们考虑短期和长期的个人和总功率约束的源和中继，并设计分散的低复杂度PA算法时，无线链路受到信道路径损耗和小规模瑞利衰落。特别是，针对提高瞬时速率的多跳传输系统与AF中继，我们开发（i）一个接近最佳的迭代PA算法的基础上接收的SNR在目的地的精确分析;（ii）低复杂度的次优迭代PA算法的基础上的近似表达式在高SNR政权;和（iii）低复杂度的非迭代PA计划有限的性能损失。由于多跳系统中的PA问题太复杂，无法用已知的优化求解器来解决，因此在所提出的公式中，我们采用了两阶段的方法，包括不同子载波之间的功率分配阶段和不同中继之间的功率分配阶段。然后通过迭代法适当地连接各个PA阶段，该迭代法试图补偿由不同的两阶段方法引起的性能损失。仿真结果表明，所提出的功率分配算法的优越性能。
2015-08-05 cs.IT math.IT
Optimal 1-bit Error Exponent for 2-hop Relaying with Binary-Input Channels
本文研究二进制输入信道串联中继单比特以获得最高错误指数的问题，通过推导匹配现有可达性界的新逆界，解决了之前遗留的一般情况下的开放问题。
2024-06-06 cs.IT math.IT
Asymptotic Capacity and Optimal Precoding in MIMO Multi-Hop Relay Networks
分析了多跳中继系统，其中由多天线源发送的数据由连续的多天线中继器中继，直到它到达多天线目的地。假设在每一跳处的相关衰落，每个中继从前一级接收信号的衰落版本，执行线性预编码并将其重传到下一级。使用自由概率理论，并假设在中继水平的噪声功率-但不是在目的地-是可以忽略不计的，渐近瞬时端到端互信息的封闭形式的表达式推导出在所有级别的天线的数量越来越大。这样得到的确定性表达式独立于信道实现，而仅取决于信道统计。此外，它还用作平均端到端互信息的渐近值。最后给出了在各级天线数目有限的情况下，使平均互信息最大化的预编码矩阵的最优奇异向量。结果表明，最优预编码奇异向量与信道相关矩阵的特征向量对齐。因此，可以仅使用已知的信道统计来确定它们。由于最优预编码奇异向量与系统规模无关，因此它们在渐近状态下也是最优的。
2009-05-29 cs.IT math.IT
Throughput Maximization in Two-hop DF Multiple-Relay Network with Simultaneous Wireless Information and Power Transfer
本文研究了两跳多中继网络的端到端吞吐量最大化问题，中继由同时无线信息和功率传输（SWIPT）技术供电。考虑了每个中继节点能量采集器的非线性，采用两种模型来近似非线性：逻辑斯蒂模型和线性截止模型。实现了解码转发（DF），并考虑了时间切换（TS）模式和功率分配（PS）模式。分别在Logistic模型和线性截断模型下，建立了TS模式和PS模式的优化问题。通过优化源-中继-目的链路上的传输功率和带宽，以及每个中继节点上的PS比和/或TS比，来最大化端到端吞吐量。虽然所提出的优化问题都是非凸的。通过一系列的分析和变换，并借助双层优化、单调优化等方法，我们找到每个公式化优化问题的全局最优解。在某些情况下，一个简单的，但最佳的解决方案制定的问题也来自。数值结果验证了我们所提出的方法的有效性。
2019-04-24 cs.IT math.IT
Secure network code over one-hop relay network
当网络中存在恶意攻击者时，我们需要同时考虑窃听和污染的可能性。在非循环广播网络中，证明了当Eve可以攻击任意$r$边时，线性码的最优性.线性码的最优性没有显示在不同的假设夏娃。作为非循环单播网络的一个典型例子，我们专注于单跳中继网络下的单传输方案，假设夏娃在每一个层次上只攻击一个边缘。令人惊讶的是，作为一个结果，我们发现，一个非线性代码显着提高性能的一跳中继网络上的线性代码。也就是说，非线性代码实现了线性代码无法实现的不完全安全性。即使考虑到顺序错误注入对信息泄漏的影响，线性码的这种优越性仍然存在。
2020-03-27 cs.IT math.IT
Differential Dual-Hop Relaying over Time-Varying Rayleigh-Fading Channels
本文研究了时变瑞利衰落信道下采用差分M-PSK调制和非相干检测的双跳放大转发中继。对于“双符号”检测的情况，一阶时间序列模型被用来表征级联信道的时变性质。基于该模型，推导出了精确的出错率表达式，并通过仿真验证了该表达式的正确性。该表达式表明，误码率与级联信道的自相关性有关，并且在高发射功率下存在不可约的误码平层。为了克服快速衰落所带来的错误平层，还提出了一种近似最优的多符号差分球检测（MSDSD）。仿真结果表明，MSDSD的错误性能在不同的衰落情况下。
2014-03-21 cs.IT math.IT
Analysis and Design of Two-Hop Diffusion-Based Molecular Communication Networks
在本文中，我们考虑了一个两跳分子通信网络组成的一个纳米发射器，一个纳米接收器，和一个纳米收发器作为中继。我们考虑了两种不同的中继方案，以提高基于扩散的分子通信的范围。在第一种方案中，在中继节点处利用两种不同类型的信使分子进行传输和检测。在第二种方案中，我们假设只有一种类型的分子可用作信息载体。我们确定自干扰的性能限制效果的第二个中继方案。当继电器必须检测到它也发射的相同类型的分子时，就会发生自干扰。此外，我们考虑类似于在无线通信系统中使用的中继模式的两种中继模式，即，全双工和半双工。特别是，虽然我们的主要重点是全双工中继，半双工中继是作为一种手段，以减轻自干扰。此外，我们提出了适应的决策阈值作为一种有效的机制，以减轻自干扰的中继全双工传输。我们推导出封闭形式的表达式的预期错误概率的网络考虑中继方案。
2014-10-09 cs.IT math.IT
Outage Probability for Multi-Hop Full-Duplex Decode and Forward MIMO Relay
本文研究了多跳（MH）解码转发（DF）多输入多输出（MIMO）中继网络。为了考虑更现实的场景，采用具有中继自干扰（RSI）的全双工（FD）操作。假设MIMO信道受到瑞利衰落的影响，推导出了一个简单而紧凑的闭型中断概率表达式。推导这一结果的关键假设是每个信道的互信息可以很好地近似为高斯随机变量。为了得到综合中断概率，Wishart分布的复随机矩阵的和已经得到了一个新的优良的精确近似。数值蒙特卡罗模拟验证了我们的结果。这些仿真表明，对于低干扰和中等干扰状态，FD模式的性能优于半双工（HD）模式。另一方面，当RSI增加时，HD模式可以优于FD模式。
2015-04-13 cs.IT math.IT
Two-Hop Interference Channels: Impact of Linear Time-Varying Schemes
我们考虑具有恒定实信道系数的两跳干扰信道（IC），它由两个源-目的地对组成，由两个中继分开。我们分析了可实现的自由度（DoF），这样的网络时，继电器被限制执行标量放大转发（AF）操作，可能随时间变化的系数。我们表明，有点令人惊讶的是，通过提供选择时变AF系数在继电器的灵活性，它是可能的，以实现4/3总和自由度。我们还开发了一个与我们的可实现性相匹配的新型外边界，从而表征具有时变AF中继策略的两跳干扰信道的总和DoF。
2013-05-17 cs.IT math.IT
Transceiver Design for Dual-Hop Non-regenerative MIMO-OFDM Relay Systems Under Channel Uncertainties
本文研究了信道估计误差下双跳非再生（放大转发）MIMO-OFDM系统的线性收发机设计。首先推导了两跳信道估计误差的二阶矩。然后基于贝叶斯框架，提出了在信道估计误差下中继节点线性转发矩阵和目的节点均衡器的联合设计，以最小化目的节点输出信号的总均方误差（MSE）。相关和不相关的信道估计误差的最优设计被认为是。还公开了与现有算法的关系。此外，这种设计扩展到联合设计涉及源预编码器的设计。仿真结果表明，所提出的设计优于仅基于估计的信道状态信息的设计。
2012-09-18 cs.IT math.IT
On Uplink Performance of Multiuser Massive MIMO Relay Network With Limited RF Chains
本文考虑了一个多用户的大规模多输入多输出上行链路的帮助下，模拟放大转发中继。基站装备了大阵列的$N_d$天线，但由数量少得多的射频链支持。首先推导出级联相位对齐两跳信道的新结果，我们得到了一个严格的封闭形式的遍历速率的完美和量化的信道相位信息。该速率的特征在于作为两跳信道的缩放的等效信噪比的函数。这意味着源功率和中继功率可以分别按比例缩小为$1/N_d^a$和$1/N_d^{1-a}~ (0\!\leq\!a\!\leq\!1)$，以获得渐近不变的和速率。然后以速率最大化为目标，利用封闭解对功率分配问题进行优化。仿真结果验证了我们的推导结果的观察。
2020-05-29 cs.IT math.IT
