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
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
Buffer-Aided Relaying For The Two-Hop Full-Duplex Relay Channel With Self-Interference
在本文中，我们研究了两跳全双工（FD）中继信道的自干扰和衰落，这是由一个源，一个FD中继，和一个目的地，其中不存在直接的源-目的地链路和FD中继被削弱的自干扰。对于这个信道，我们提出了三个缓冲器辅助中继方案与自适应接收-发送在FD中继的情况下，当源和中继都执行自适应功率分配，固定功率分配，和固定速率传输，分别。所提出的缓冲器辅助中继方案通过使FD中继能够基于接收、发送和自干扰信道的质量在给定时隙中自适应地选择接收、发送或同时接收和发送，显著地提高了所考虑的中继信道的可实现速率和吞吐量。我们的数值计算结果表明，显着的性能增益，实现使用建议的缓冲区辅助中继计划相比，传统的FD中继，其中FD中继被迫总是同时接收和发送，和缓冲区辅助半双工中继，其中半双工中继不能同时接收和发送。
2017-04-11 cs.IT math.IT
Spectrum-Sharing Multi-Hop Cooperative Relaying: Performance Analysis Using Extreme Value Theory
在频谱共享的认知无线电系统中，由于主用户对可容忍干扰功率的限制，次用户的发射功率必须非常低。为了扩大二次传输的覆盖范围并减小相应的干扰区域，可以对二次发送器和接收器之间的通信实施多跳放大转发（AF）中继。本文讨论了这种有前途的技术的基本限制。具体而言，频谱共享多跳AF中继的性能的主要系统参数的影响进行了研究。为此，在每个节点沿多跳链路的最优发射功率分配首先解决。然后，利用极值理论研究了中继路径端到端信噪比上下限的极限分布函数，结果表明，无论中继跳数多少，多跳链路的分集增益始终为1.另一方面，编码增益与次级发射机处的最优注水功率分配的水位成比例，并且与每跳处的期望链路与干扰链路的大尺度路径损耗比成比例，而与目的地处的累积噪声（即，中继数目与噪声方差的乘积）成反比。这些重要的发现不仅揭示了二次传输的性能，而且有利于系统设计者提高未来频谱共享合作系统的效率。
2013-11-20 cs.IT math.IT
Robust Linear Transceiver Design for Multi-Hop Non-Regenerative MIMO Relaying Systems
研究了高斯分布信道估计误差下多跳放大转发（AF）多输入多输出（MIMO）中继系统的最优线性收发机设计问题。一些常用的收发器的设计标准统一到一个单一的矩阵变量优化问题。利用优化理论和矩阵变量函数的性质，首次推导出了鲁棒收发器的最优结构。基于最优结构，原来的收发器设计问题减少到更简单的问题，只有标量变量的解决方案很容易通过迭代注水算法。仿真结果证明了所提出的鲁棒设计的性能优势。
2011-09-23 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
Connectivity of Millimeter Wave Networks with Multi-hop Relaying
本文提出了一种新的随机几何方法的毫米波（毫米波）网络的连接与多跳中继。将无线电环境中障碍物的随机位置和形状建模为布尔模型，其芽按泊松点过程分布，颗粒为随机矩形。导出的分析结果揭示了毫米波网络的连通性如何取决于关键系统参数，例如障碍物的密度和大小以及中继路由窗口-选择路由中继的距离范围。我们发现，多跳中继可以大大提高连接与单跳毫米波传输。我们表明，要获得接近最佳的连接中继路由窗口的大小的障碍物。
2014-12-21 cs.IT cs.NI 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
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
Cognitive Non-Orthogonal Multiple Access with Cooperative Relaying: A New Wireless Frontier for 5G Spectrum Sharing
两种面向5G无线网络的新兴技术，即非正交多址（NOMA）和认知无线电（CR），将在未来提供更有效的无线频谱利用。在这篇文章中，我们将NOMA与CR集成到一个整体系统中，即认知NOMA网络，以实现更智能的频谱共享。认知NOMA网络的设计原则完全符合5G无线网络的功能要求，例如高频谱效率，大规模连接，低延迟和更好的公平性。提出了三种不同的认知NOMA结构，包括NOMA网络，覆盖NOMA网络和CR启发的NOMA网络。针对认知NOMA网络中网络间和网络内干扰严重影响网络性能的问题，提出了协作中继策略。对于每一个认知NOMA架构，我们提出的合作中继策略显示出其潜在的显着降低中断概率。此外，我们还讨论了认知NOMA网络实现面临的挑战和未来的研究方向。
2018-01-12 cs.IT math.IT
Differential Dual-Hop Relaying under User Mobility
研究了时变瑞利衰落信道下采用差分编解码的双跳放大转发中继系统。首先，从误码率的角度对传统的“双符号”差分检测（CDD）进行了理论分析。分析结果表明，在快衰落信道下，双符号差分检测的性能严重下降，在高信噪比区域达到一个不可约的错误平层。为了克服快衰落信道下的误码平层，设计了一种实用的次优多符号检测（MSD），并对其性能进行了理论分析。在不同的衰落场景下的仿真结果验证了CDD和MSD的分析。具体而言，所得到的结果表明，建议MSD可以显着提高系统性能在快衰落信道。
2014-07-05 cs.IT math.IT
Multi-Bit Relaying over a Tandem of Channels
我们研究的问题，中继的两个通道共享相同的过渡律的串联的消息的错误指数，特别是移动超过1位的设置在最近的相关工作中研究。我们的主要结果表明，1-hop和2-hop指数在以下两种情况下是一致的：（i）消息的数量是固定的，并且信道律满足称为成对可逆性的条件，或者（ii）信道是任意的，并且从上面取零速率限制。此外，我们提供了各种扩展我们的结果，放松成对可逆性和/或具有相同的过渡律的两个通道的假设，我们提供了一个例子，其中2跳指数严格低于1跳指数。
2023-02-25 cs.IT 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
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
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
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
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
Security Analysis in Multicasting over Shadowed Rician and α-μ Fading Channels: A Dual-hop Hybrid Satellite Terrestrial Relaying Network
在这个5G技术时代，对高数据率的不断增长的需求导致研究人员开发混合卫星-地面（HST）网络作为传统蜂窝地面系统的替代。由于HST网络遭受的掩蔽效应，可以通过采用地面中继策略来减轻，在这项工作中，我们专注于无线组播通过HST中继网络（HSTRN），其中一个卫星发送消息到多个地面节点通过多个中继下的窃听多个窃听者的努力。我们关心的是保护组播消息被窃听利用著名的机会主义中继技术。我们认为卫星链路遵循阴影莱斯衰落，而地面链路经历α-μ衰落。HSTRN模型的保密性能是通过推导非零保密组播容量、遍历保密组播容量和安全中断概率的封闭形式的组播概率表达式来实现的。利用派生的表达式，我们分析了如何可以保持一个完美的保密水平，尽管恶劣的信道条件，也提出了一个保密权衡中继，多播用户和多个窃听者的数量。最后，数值分析证实通过蒙特卡罗模拟。
2021-07-03 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
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
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
Performance of QAM Schemes with Dual-Hop DF Relaying Systems over Mixed $η$-$μ$ and $κ$-$μ$ Fading Channels
分析了正交幅度调制（QAM）方案在混合$η$ - $μ$和$κ$ - $μ$衰落信道下的双跳解码转发（DF）中继系统的性能。利用基于矩生成函数的方法，得到了一般阶矩形QAM和交叉QAM方案的平均误符号率（ASER）的封闭表达式。导出的表达式是劳里塞拉的$(F_D^{(n)}(\cdot), Φ_1^{(n)}(\cdot))$超几何函数的形式，可以使用积分或级数表示进行数值计算。所获得的ASER表达式包括在文献中作为特殊情况提出的其他混合衰落信道情况，例如混合Hoyt和Rice衰落、混合Nakagami- $m$和Rice衰落。我们进一步得到了渐近ASER的简单表达式，这对于确定在高SNR下控制系统性能的因素是有用的，即，多样性秩序。此外，我们分析了最优功率分配，这提供了一个实用的设计规则，以最佳地分配源和中继之间的总传输功率，以最小化ASER。大量的数值和计算机模拟结果证实了所提出的数学分析的准确性。
2015-09-09 cs.IT math.IT
Analysis and Design of Multi-Hop Diffusion-Based Molecular Communication Networks
在本文中，我们考虑了一个多跳分子通信网络组成的一个纳米发射器，一个纳米接收器，和多个纳米收发器作为中继。我们考虑了三种不同的中继方案，以提高基于扩散的分子通信的范围。在第一种方案中，在多跳网络的每一跳中利用不同类型的信使分子。在第二种和第三种方案中，我们假设两种类型的分子和一种类型的分子在网络中使用，分别。我们确定自干扰，后向符号间干扰（后向ISI），和前向ISI的性能限制的影响，第二和第三中继方案。此外，我们考虑两种中继模式类似于在无线通信系统中使用的，即全双工和半双工中继。我们提出了适应的决策阈值作为一种有效的机制，以减轻自干扰和后向ISI在中继全双工和半双工传输。我们推导出封闭形式的表达式预期的端到端的错误概率的网络考虑三个中继方案。此外，我们推导出封闭形式的表达式的最佳数量的分子释放的nanotransmitter和最佳检测阈值的nanoreceptor的预期错误概率最小化的每一跳。
2014-10-21 cs.IT math.IT
A New Look at Dual-Hop Relaying: Performance Limits with Hardware Impairments
物理收发器具有硬件损伤，其产生使通信系统的性能降级的失真。在继电保护领域的绝大多数技术贡献忽略硬件损伤，因此，假设理想的硬件。这种近似在低速率系统中是有意义的，但在分析未来的高速率系统时可能会导致非常误导的结果。本文量化的影响，硬件损伤的双跳中继，放大和转发和解码和转发协议。在这些实际场景中，中断概率（OP）是有效端到端信号噪声失真比（SNDR）的函数。本文推导出新的封闭形式的表达式的精确和渐近的OP，占在源，中继和目的地的硬件损伤。一个类似的分析遍历能力也追求，从而在新的上限。我们假设这两个跳是独立的，但非相同分布的Nakagami-m衰落。本文验证了性能损失在低速率下很小，但在其他情况下可能非常大。特别是，它被证明，对于高的信号噪声比（SNR），端到端的SNDR收敛到一个确定性的常数，创造的SNDR上限，这是成反比的损伤水平。这与理想的硬件情况形成对比，在理想的硬件情况下，端到端SNDR在高SNR状态下无限制地增长。最后，我们提供了基本的设计准则，选择硬件，满足一个实际的继电保护系统的要求。
2014-05-01 cs.IT math.IT
Cooperative Relaying in Underlay Cognitive Systems with Hardware Impairments
研究了多天线和每个收发器有硬件损伤的认知（二次）双跳中继系统的性能。特别是，端到端（e2 e）通信的中断概率推导出封闭的形式，无论是发射天线选择与最大比组合（TAS/MRC），或TAS与选择组合（TAS/SC）建立在每一跳。简化的渐近中断表达式也得到了，它体现了系统的分集和阵列阶数，发射/接收天线数量的平衡的有效性，以及硬件损伤的e2 e通信的影响。
2015-09-01 cs.IT math.IT
Performance of Dual-Hop Relaying for THz-RF Wireless Link
使用太赫兹（THz）频带用于核心网络与接入点之间的数据传输对于下一代无线系统来说可能是有希望的。在本文中，我们分析了回程应用的THz-RF无线链路的双跳中继的性能。考虑到$α-μ$衰落信道和指向误差的统计模型，我们推导出了一种新的太赫兹链路的信噪比的累积分布函数（CDF）的封闭形式的表达式，它也适用于非整数值的$μ$。使用CDF，我们推导出解析表达式的端到端的SNR和遍历容量的下限解码和转发（DF）辅助THZ-RF中继系统参数。利用直接链路和计算机模拟的分析结果，我们证明了太赫兹-RF中继是一种可行的无线回程技术，提供了一个显着的增加几乎$25 \%$的频谱效率，相比直接传输。
2020-12-25 cs.IT eess.SP math.IT
Fundamental Limits of Spectrum Sharing for NOMA-based Cooperative Relaying
非正交多址（NOMA）和频谱共享（SS）是第五代（5G）无线通信标准中用于高效频谱利用的两种新兴多址技术。在本文中，我们提出了一个封闭的形式分析的平均可达和速率和中断概率的NOMA为基础的协作中继系统（CRS）在一个频谱共享的情况下。我们考虑峰值干扰约束，其中次级（未许可）网络对主用户（许可）接收器（PU-Rx）造成的干扰应小于预定阈值。我们表明，CRS-NOMA优于CRS与传统的正交多址接入（OMA）在PU-Rx的峰值干扰功率的大值。
2018-09-24 cs.IT math.IT
Decoupled Uplink and Downlink in a Wireless System with Buffer-Aided Relaying
本文处理的多用户中继的情况下，多个用户设备（UE）有一个双向的通信与一个共同的基站（BS）中存在的缓冲器配备的中继站（RS）。上行链路（UL）和下行链路（DL）传输中的每一个都可以在直接路径或中继路径上进行，传统上，给定双向链路的UL和DL路径是耦合的，即，要么都是直接链路，要么都是中继链路。通过消除耦合的限制，为解耦的双向连杆打开了设计空间。在此基础上，我们设计了两种协议：正交解耦UL/DL缓冲区辅助（ODBA）中继协议和非正交解耦UL/DL缓冲区辅助（NODBA）中继协议。在NODBA中，接收机可以使用连续干扰消除（SIC）来从UL和DL信号之间的冲突中提取期望信号。对于这两个协议，我们的传输决策政策的特点是最大化的平均双向和系统的速率。数值结果表明，解耦关联和非正交无线接入导致显着的吞吐量增益为双向业务。
2016-09-22 cs.IT math.IT
A General Robust Linear Transceiver Design for Multi-Hop Amplify-and-Forward MIMO Relaying Systems
研究了高斯分布信道估计误差下多跳放大转发（AF）多输入多输出（MIMO）中继系统的线性收发机设计问题。常用的收发器设计准则，包括加权均方误差（MSE）最小化，容量最大化，最坏的MSE/MAX-MSE最小化和加权和速率最大化，被认为是统一到一个单一的矩阵变量优化问题。提出了一种通用的鲁棒设计算法来解决统一问题。具体地说，利用优化理论和矩阵变量函数的性质，最佳结构的鲁棒收发机时，无论是从发射机侧看到的信道估计误差的协方差矩阵或从接收机侧看到的相应的协方差矩阵是成比例的单位矩阵。基于最优结构，原来的收发器的设计问题减少到更简单的问题，只有标量变量，其解决方案很容易通过迭代注水算法获得。一些现有的收发器设计算法被发现是所提出的解决方案的特殊情况。本文还详细讨论了我们的工作与现有相关工作之间的差异。仿真结果证明了所提出的鲁棒设计的性能优势。
2013-02-25 cs.IT math.IT
On the Performance of NOMA-based Cooperative Relaying with Receive Diversity
非正交多址（NOMA）被广泛认为是第五代（5G）无线标准中用于有效频谱利用的潜在多址（MA）技术。在本文中，我们提出了一个合作中继系统（CRS）使用NOMA与两种不同的接收分集方案-选择合并（SC），其中具有最高的瞬时信噪比（SNR）的天线被选中，和最大比合并（MRC）的可达和速率分析。我们还提出了中断概率和分集分析的CRS-NOMA系统。分析结果表明，CRS-NOMA系统优于传统的正交多址（OMA）的CRS，通过实现更高的频谱效率在高的发送SNR，并实现了全分集阶数。
2019-02-14 cs.IT math.IT
Full-Duplex Relaying with Half-Duplex Relays
我们认为“虚拟”全双工中继的半双工继电器。在该配置中，多跳中继网络中的每个中继级由至少两个中继形成，在发送和接收模式中交替使用，使得当一个中继将其信号发送到下一级时，另一个中继从前一级接收信号。利用这种流水线方案，源是活动的，并且在每个时隙中发送新的信息消息。我们考虑了不同编码方案的可实现速率，并将它们与割集上界进行比较，在某些条件下，割集上界是紧的。特别是，我们表明，基于格的计算和转发（CoF）和量化reMap和转发（QMF）产生有吸引力的性能，可以很容易地实现。特别地，如果适当地选择中继器处的量化均方失真，则在该上下文中的QMF不需要“长”消息和联合（非唯一）解码。此外，在多跳情况下，QMF与割集上界的间隙随着阶段的数量而线性增长，而不是像在“噪声水平”量化的情况下那样线性增长。此外，我们表明，CoF是特别有吸引力的情况下，多跳中继，当信道增益的波动不大于3dB，产生的速率，不依赖于中继阶段的数量。特别是，我们认为，这样的架构可能是有用的无线回程与中继之间的视线传播。
2013-11-25 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
Performance Analysis of a Two-Hop Relaying LoRa System
传统的LoRa系统不能在衰落信道上维持长距离通信。为了解决这一难题，本文研究了一种两跳机会放大转发中继LoRa系统。基于最佳中继选择协议，分析和渐近比特出错率（BER），可实现的分集阶数，覆盖概率和吞吐量的建议系统在Nakagamim衰落信道推导。仿真和数值计算结果表明，与传统LoRa系统相比，该系统虽然降低了系统吞吐量，但能显著提高系统的误码率和覆盖概率。因此，该系统可以被认为是一个有前途的平台，低功耗，长距离和高可靠性的无线通信应用。
2021-08-02 cs.IT cs.SY eess.SP
Wireless Powered Cooperative Relaying using NOMA with Imperfect CSI
研究了由一个信源、两个用户和一个EH中继节点组成的能量收集（EH）协作非正交多址（NOMA）网络中不完美信道状态（CSI）信息的影响.中继器不配备固定电源，而是充当无线供电节点，以帮助向用户传输信号。针对固定功率分配和动态功率分配两种不同的功率分配策略，推导了不完美信道状态信息下两个用户的中断概率的封闭表达式。蒙特卡洛模拟被用来数值评估不完美的CSI的效果。这些结果证实了理论中断分析，并表明NOMA可以优于正交多址，即使有不完美的CSI。
2018-09-29 cs.IT math.IT
Fluid Antenna Array-Inspired Location-Posterior-Driven Subarray Sizing and Power Control for Two-Hop AF UAV Relaying
Southeast University（东南大学）；Nanjing University of Information Science and Technology（南京信息工程大学）；Purple Mountain Laboratories（紫金山实验室）
该研究针对两跳AF无人机中继，受FAA启发提出位置后验驱动的子阵列尺寸与功率控制设计，可平衡阵列增益与指向鲁棒性，在t=8s时于0.15W预算下提升服务成功率并节省发射功率。
2026-08-18 cs.IT math.IT
Performance Analysis of NOMA with Fixed Gain Relaying over Nakagami-m Fading Channels
研究了非正交多址接入（NOMA）中协作技术的应用。更具体地说，固定增益放大和转发（AF）中继NOMA研究在Nakagami- $m$衰落信道。有两种情况是有见地的。1)第一种情况是基站（BS）打算通过AF中继的辅助与多个用户通信，其中BS与用户之间存在直接链路;以及2）第二种情况是BS与用户之间不存在AF中继。为了表征所考虑的情况下的性能，新的封闭形式的精确和无症状中断概率的表达式。基于分析结果，得到了用户所能达到的分集阶数。对于第一和第二场景，第$n$个用户的分集阶数分别是$μ(n+1)$和$μn$。仿真结果表明，NOMA能够优于正交多址接入（OMA）的中断概率和系统吞吐量。同样值得注意的是，与传统OMA相比，NOMA可以提供更好的公平性。通过比较两种方案，合作NOMA方案可以提供更好的中断性能相对于第二种方案。
2018-12-18 cs.IT math.IT
Relay Control for Full-Duplex Relaying with Wireless Information and Energy Transfer
本研究探讨双跳放大转发全双工中继系统的无线信息与能量传输。通过将能量效率（EE）最大化问题转化为传输功率的凹分式规划，分别设计了三种中继控制方案，实现能量收集和全双工信息中继.在Rician衰落模型下，给出了最大中继、信干噪比（SINR）中继和目标中继的中断概率和各态历经容量的解析表达式。证明了最大继电器的EE最大化问题对于时间开关因子是凹的，从而应用二分法得到最优值。通过结合瞬时信道信息，SINR中继与附带的时间切换因子实现了改进的EE在延迟限制和延迟容忍传输中的最大中继。在不需要第二跳的信道信息的情况下，目标中继确保了中断概率，遍历容量和EE的竞争性能。与直接源-目的地传输相比，数值结果表明，所提出的中继方案是有益的，在实现低速率延迟限制传输的可比EE。
2015-11-01 cs.IT math.IT
Jointly Optimal Channel and Power Assignment for Dual-Hop Multi-channel Multi-user Relaying
在多信道多用户的单中继协作系统中，考虑联合优化信道配对、信道用户分配和功率分配，以最大化加权和速率.共同的中继策略被认为是，和传输功率约束施加在两个单独的发射机和聚合在所有发射机。联合优化问题自然会导致混合整数规划。尽管一般的期望，这样的问题是棘手的，我们构建了一个有效的算法来找到一个最佳的解决方案，这会导致计算复杂性，这是多项式的信道数和用户数。我们进一步证明，通过数值实验，联合最优的解决方案可以显着提高系统的性能，其次优的替代品。
2012-08-02 cs.IT cs.PF 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
A Markov Chain Approach for Myopic Multi-hop Relaying: Outage and Diversity Analysis
本文研究了一种由具有有限大小缓冲区的中继站组成的多跳网络的协作协议，该网络可以工作在不同的通信模式下。该协议是基于近视解码和转发策略，其中网络中的每个节点与有限数量的相邻节点的信号的传输合作。每个中继将成功解码的消息存储在其缓冲器中，以便基于其支持的通信模式通过适当的信道链路转发它们。一个完整的理论框架进行调查，模型的演变的缓冲区和过渡的操作，每个继电器作为一个状态马尔可夫链（MC）。我们分析了所提出的协议的中断概率方面的性能，并推导出一个表达式实现分集复用的权衡，通过使用状态转移矩阵和相关的MC的稳态。我们的研究结果表明，该协议优于传统的多跳中继方案和系统的中断概率，以及实现的多样性顺序依赖于相邻节点之间的合作程度和通信模型，被认为是为每个中继的网络。
2021-11-16 cs.IT eess.SP math.IT
Can a Multi-Hop Link Relying on Untrusted Amplify-and-Forward Relays Render Security?
协作中继是无线传感器网络和物联网（IoT）中数据通信的有效方法。然而，有时由于这种通信网络中多跳中继的必要性，当中继本身可能是窃听者时，即，我们可能会面临不可信中继场景，其中中继既是必要的助手又是潜在的对手。针对这一问题，提出了一种新的协同干扰方案，该方案通过多个不可信中继将数据从源端秘密传输到目的端。在我们提出的安全传输方案中，所有的合法节点有助于提供安全的通信智能注入人工噪声的网络在不同的通信阶段。为了便于分析，我们考虑了一个多跳的不可信中继网络，其中有两个连续的中间节点，即一个三跳通信网络。给出了该系统模型，在高信噪比（SNR）区域，给出了遍历保密率（ESR）的一个新的封闭形式的表达式。此外，我们评估了ESR的高SNR斜率和功率偏移，以深入比较所提出的安全传输方案和最先进的技术。我们的数值结果强调，建议的安全传输方案提供了更好的保密率性能相比，两跳不可信中继以及直接传输方案。
2020-07-05 cs.IT eess.SP math.IT
Physical-Layer Security for Two-Hop Air-to-Underwater Communication Systems With Fixed-Gain Amplify-and-Forward Relaying
我们分析了一个安全的两跳混合射频（RF）和水下无线光通信（UWOC）系统使用固定增益放大转发（AF）中继。UWOC信道的建模使用统一的混合指数广义伽玛分布，考虑气泡和温度梯度的传输特性的综合影响。使用灵活的$α-μ$分布对合法和窃听RF信道进行建模。具体来说，我们首先推导出的概率密度函数（PDF）和累积分布函数（CDF）的接收信噪比（SNR）的混合RF和UWOC系统。在PDF和CDF表达式的基础上，推导出了保密中断概率（SOP）和保密容量非零概率（PNZ）的紧下界的封闭表达式，它们都用二元Fox $H$函数表示.为了利用这些解析表达式，我们推导出的SOP和PNZ的渐近表达式只使用初等函数。此外，我们使用渐近表达式来确定最佳的发射功率，以最大限度地提高能源效率。此外，我们深入调查的水平的气泡和温度梯度在UWOC信道的效果，并研究传输介质的非线性特性和多径集群的RF信道的保密性能的数量。最后，所有的分析进行了验证，使用Monte Carlo模拟。
2020-09-21 cs.IT math.IT
On Mismatched Oblivious Relaying
本文研究了两跳IB信道中盲中继的两种失配场景，推导了对应的随机编码容量界，且部分界具有集合紧性，为失配中继通信的性能分析提供了理论依据。
2023-05-01 cs.IT math.IT
D-MG Tradeoff of DF and AF Relaying Protocols over Asynchronous PAM Cooperative Networks
针对非正交选择解码转发（NSDF）、正交选择解码转发（OSDF）、非正交放大转发（NAF）和正交放大转发（OAF）等中继协议，研究了一般两跳异步协作网络的分集复用折衷。假设发射机节点异步发送脉冲幅度调制（PAM）信号，其中信息符号由成形波形线性调制以发送到目的地。我们考虑两种不同的情况下，在时域中的整形波形的长度。在理论上的情况下，整形波形与无限时间的支持，它示出，双折射不影响DMT性能的系统和相同的DMT作为相应的同步网络获得所有上述协议。在有限长度成形波形的实际情况下，它示出了更好的分集增益可以实现在带宽扩展的代价。在解码和转发（DF）型协议中，异步网络在复用增益的整个范围内提供比相应同步网络更好的分集增益。在放大和转发（AF）类型的协议，异步网络提供相同的DMT的OAF协议下的相应的同步对应物，然而，更好的分集增益下NAF协议实现整个范围内的复用增益。具体地，在单中继异步网络中，NAF协议提供与2 { \times } 1多输入单输出（MISO）信道相同的DMT。
2011-02-18 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
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
A Unified Framework for Multi-Hop Wireless Relaying with Hardware Impairments
本文在一般H衰落模型下，针对AF和DF多跳中继系统研究硬件损伤的总体影响，推导中断概率、误比特率和遍历容量的H函数闭式表达式，并在总HI受限条件下求解最优HI水平，揭示高SNR下信噪失真比存在与HI水平成反比的上限。
2023-11-29 cs.IT eess.SP math.IT
Improved User Fairness in Decode-Forward Relaying Non-orthogonal Multiple Access Schemes with Imperfect SIC
非正交多址接入（NOMA）是在具有海量连接的超密集网络中服务的关键技术之一，这对于物联网（IoT）应用至关重要。此外，NOMA提供了更好的频谱效率相比，正交多址接入（OMA）计划。然而，在NOMA中，连续干扰消除器（SIC）应该被实现用于干扰减轻，并且大多数文献中，完美的SIC被假设用于NOMA涉及的系统。不幸的是，实际情况并非如此，这种不完美的SIC效应限制了NOMA涉及的系统的性能。此外，它还造成了用户之间的不公平。在本文中，我们引入反向解码转发中继NOMA（R-DFNOMA），以提高用户公平性相比，传统的DFNOMA（C-DFNOMA），这是在文献中广泛分析。在分析中，我们定义了依赖于信道衰落的不完美SIC效应，并与此不完美SIC，我们推导出遍历容量（EC）和中断概率（OP）的精确表达式。此外，我们评估的比特错误性能的建议R-DFNOMA和推导出的比特错误概率（BEP）的封闭形式，还没有在文献中研究。然后，我们根据所有关键性能指标（KPI）定义用户公平性指标（即，EC、OP和BEP）。基于大量的仿真，所有推导的表达式进行了验证，并证明了建议的R-DFNOMA提供更好的用户公平性比C-DFNOMA在所有的KPI。最后，讨论了源端和中继端的功率分配对性能指标和用户公平性的影响
2020-04-26 cs.IT eess.SP math.IT
Wireless Information and Energy Transfer for Two-Hop Non-Regenerative MIMO-OFDM Relay Networks
研究了非再生多输入多输出正交频分复用（MIMO-OFDM）中继系统中的无线信息和能量同步传输问题。通过考虑两种实际的接收机结构，我们提出了两种协议，基于时间切换的中继（TSR）和基于功率分配的中继（PSR）。为了探索系统的性能极限，我们制定了两个优化问题，以最大限度地提高端到端的可实现的信息速率与完整的信道状态信息（CSI）的假设。由于这两个问题都是非凸的，且没有已知的求解方法，我们首先通过理论分析得到了一些显式的结果，然后设计了有效的算法。数值结果表明，这两个协议的性能有很大的影响中继位置。其中，PSR和TSR对继电器位置的变化表现出非常不同的行为。PSR的可达信息速率随着中继从源节点向目的节点移动而单调下降，而TSR的性能随着中继位于源节点和目的节点中间而变差。这是第一次观察到这样的现象。此外，它也表明，PSR总是优于TSR在这样的MIMO-OFDM中继系统。此外，还讨论了天线数和子载波数对系统性能的影响。
2014-12-29 cs.IT math.IT
Secure Relaying in Non-Orthogonal Multiple Access: Trusted and Untrusted Scenarios
考虑了一种下行链路单输入单输出非正交多址接入系统，在该系统中，一个基站（BS）与两个合法用户在两种可能的不安全环境下进行通信：存在外部窃听者和通过不可信中继进行通信.对于第一种情况，采用多个可信协作半双工中继来协助BS的传输并保护其信号免受外部窃听者的攻击。针对这一问题，提出并分析了各种中继方案：协作干扰、解码转发和放大转发。对于每种方案，安全波束成形信号设计在中继，以最大限度地提高可实现的保密率区域。对于第二种情况，与不可信的中继，可实现的保密率区域推导出两种不同的中继方案：压缩和转发和放大和转发，在两种不同的操作模式。在第一种模式中，即所谓的被动用户模式，用户接收来自BS和不可信中继的信号，并将它们组合以解码它们的消息。在第二种模式中，即主动用户模式，用户在BS传输的同时发送合作干扰信号，以进一步混淆中继。集中在半双工节点上，用户在干扰中继的同时不能接收BS的信号，即，同时是活动的，并且仅依赖于由中继转发给它们的信号。结果表明，最好的中继方案高度依赖于系统参数，特别是节点之间的距离，也对系统的保密率区域的一部分是在操作。
2019-01-31 cs.IT cs.NI eess.SP
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
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
Performance Analyses of TAS/Alamouti-MRC NOMA in Dual-Hop Full-Duplex AF Relaying Networks
在Nakagami- $m$衰落信道下，考虑信道估计误差和反馈时延，研究了双跳全双工中继网络中功率域下行多输入多输出非正交多址系统的性能。特别是，在调查的系统中，配备有多个天线的基站发送信息到所有的移动用户通过应用传统的发送天线选择/Alamouti空时分组编码方案的帮助下，一个专用的FD放大和转发中继。在移动用户的接收信号合并根据最大比合并技术，以利用接收分集的好处。为了证明所提出的系统的优越性，中断概率（OP）的调查和紧密的下界表达式推导出所获得的OP。此外，渐近分析也进行了理想和实际条件下，提供进一步的见解中断行为在高信噪比区域。最后，理论分析通过蒙特卡罗模拟和软件定义无线电的测试台实现进行了验证。
2021-09-25 cs.IT cs.SY eess.SP
