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
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
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
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
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
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
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
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
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
Cellular Systems with Full-Duplex Amplify-and-Forward Relaying and Cooperative Base-Stations
在本文中提供的好处，由移动终端，通过专用的中继终端（RT）接收到的信号发送的多小区处理进行评估。与以前的作品不同，每个RT在这里被假定为能够全双工操作，并接收相邻的中继终端的传输。针对小区内TDMA和非衰落信道，考虑了Wyner提出的简化上行链路蜂窝模型。该框架有利于多小区和常规单小区接收机的每小区和速率的分析推导。特别是，分析是基于观察，在基站接收到的信号可以被解释为一个二维线性时不变系统的结果。数值结果提供，以及为了提供进一步的洞察多细胞处理与中继的性能优势。
2007-05-07 cs.IT math.IT
Relay Selection for Two-way Relaying with Amplify-and-Forward Protocols
在本文中，我们提出了一个中继选择放大和转发（RS-AF）协议在一般的双向中继网络与两个源和$N$中继。在所提出的方案中，两个源首先同时向所有中继发送信号，然后选择符号和出错率（SER）最小的单个中继将接收到的信号广播回两个源。为了便于选择过程中，我们提出了一个简单的次优Min-Max中继选择标准，其中一个单一的中继，最大限度地减少两个源节点的SER将被选择。仿真结果表明，所提出的最小最大选择具有几乎相同的性能与最优选择具有较低的复杂度。我们还提出了一个简单的渐进SER表达式，并与传统的全参与放大转发（AP-AF）中继方案进行了比较。通过仿真验证了分析结果。为了提高系统的性能，最佳功率分配（OPA）之间的源和中继的渐近SER的基础上确定。仿真结果表明，建议RS-AF计划与OPA产生相当大的性能改善比一个相等的功率分配（EPA）计划，特别是与大量的中继节点。
2011-11-30 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
Full-Duplex Amplify-and-Forward MIMO Relaying: Impairments Aware Design and Performance Analysis
全双工（FD）放大转发（AF）多输入多输出（MIMO）中继由于具有实现更高频谱效率和更低延迟的潜力以及固有的处理简单性而成为最近几项研究的焦点。然而，当考虑硬件失真的影响时，由于中继器发送信号协方差和残余自干扰协方差的相互依赖性质，这样的中继器遭受失真放大环路。上述行为导致具有低或中等硬件精度的系统的显著性能降级。在这项工作中，我们分析了中继传递函数以及均方误差（MSE）性能的FD-AF MIMO中继通信，集体源的加性和乘性发送和接收损伤的影响下。基于所进行的分析，设计了一个优化问题，以最大限度地减少通信MSE，并采用最近提出的惩罚对偶分解（PDD）框架解决。所提出的解决方案收敛到一个固定点的原始问题，通过一系列的凸二次规划（CQP）的，从而享受一个可接受的算术复杂性的问题尺寸变大。数值仿真验证了所提出的失真感知设计和分析的意义，相比常见的简化方法，硬件精度下降。
2020-08-13 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
Performance of Selection Combining for Differential Amplify-and-Forward Relaying Over Time-Varying Channels
选择合并（SC）在差分放大转发（AF）中继的目的地是有吸引力的，因为它不需要信道状态信息相比，半最大比合并（半MRC），同时提供接近的性能。最近报道了SC方案的性能分析，但仅针对慢衰落信道的情况。本文提供了一个精确的平均比特错误率（BER）的SC计划在一般情况下的时变瑞利衰落信道，当DBPSK调制与非相干检测在目的地一起使用。所提出的分析是彻底验证了在各种衰落的情况下的仿真结果。结果表明，系统的性能与信道的自相关值有关。研究还表明，SC方法的性能是非常接近的半MRC方法和存在一个错误的地板在高信噪比区域是不可避免的，在这两种方法。SC方法的BER分析也可以用来近似MRC方法的BER性能，其在时变信道中的精确分析评估似乎是困难的。
2014-03-31 cs.IT math.IT
Short-Packet Two-Way Amplify-and-Forward Relaying
这封信研究了一种用于短分组通信的放大转发双向中继网络（TWRN）。我们考虑一个经典的三节点TWRN由两个源和一个中继。在有限块长机制下研究了两个时隙（2TS）方案和三个时隙（3TS）方案。我们推导出这两种方案的和块出错率（BLER）的近似封闭形式的表达式。简单的渐近表达式，在高信噪比（SNR）的总和误比特率也来自。在此基础上，分析比较了2TS和3TS方案的和误比特率性能，得到了临界块长的表达式，该表达式可以确定2TS和3TS方案在和误比特率方面的性能优势。大量的模拟，以验证我们的理论分析。结果表明，3TS方案更适合于中继传输功率较低、链路平均信噪比差异较大、对数据率和时延要求相对较低的系统。
2017-12-11 cs.IT math.IT
Asymptotic Analysis of Amplify and Forward Relaying in a Parallel MIMO Relay Network
本文考虑了一个并行MIMO中继网络的设置，其中$K$中继，每个配备有$N$天线，协助发射机和接收机，每个配备有$M$天线，在半双工模式下，假设$N\geq{M}$。该设置已在文献中进行了研究，如\cite{nabar}、\cite{nabar2}和\cite{qr}。在本文中，一个简单的计划，所谓的增量合作波束形成，介绍和示出，以实现在渐进的情况下，$K\to{\infty}$的网络容量的间隙不超过$O(\frac{1}{\log(K)})$。只要继电器的功率按$ω(\frac{\log^9(K)}{K})$缩放，该结果就被证明是成立的。最后，研究了渐进信噪比行为，证明了所提出的方案实现了充分的复用增益，无论中继的数量。
2007-03-30 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
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
Cooperative Beamforming in Cognitive Radio Relay Networks Using Amplify-and-Forward Relaying Technique
在这项工作中，我们研究的问题中继波束形成的认知无线电中继网络使用放大转发（AF）中继技术。我们考虑一个认知无线电网络，由单一的主要和多个次要的发射机/接收机。此外，还有几个中继节点可以帮助主网络和辅助网络。提出了一种新的中继站波束赋形方法，其中中继站的波束赋形权值是一个优化问题的解。优化问题的目标是最大化在辅接收机（SU-RX）处的最坏情况的信号与干扰加噪声比（SINR），并且约束是主接收机（PU-RX）上的干扰功率和中继节点的总发送功率。我们表明，波束形成问题可以转化为二阶锥规划（SOCP）问题，并解决了二分法搜索方法。我们的仿真结果表明，性能的改善作为一个功能的大小和功率的中继网络。
2019-10-18 cs.IT eess.SP 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
Multi-Pair Amplify-and-Forward Relaying with Very Large Antenna Arrays
我们考虑一个多对中继信道，多个源同时与目的地使用中继通信。每个源或目的地只有一个天线，而中继站则配备了一个非常大的天线阵列。我们调查的功率效率时，该系统的最大比合并/最大比传输（MRC/MRT）或迫零（ZF）处理在中继。使用非常大的阵列，可以使每个源或中继（或两者）的发射功率与中继天线的数量成反比，同时保持给定的服务质量。同时，可实现的和速率可以增加源-目的地对的数量的因子。我们表明，当天线的数量增长到无穷大，MRC/MRT和ZF的渐近可实现的速率是相同的，如果我们缩放的源的功率。根据大规模衰落效应，MRC/MRT可以优于ZF，反之亦然，如果我们缩放中继的功率。
2013-03-05 cs.IT 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
Grassmannian Beamforming for MIMO Amplify-and-Forward Relaying
本文推导了多输入多输出放大转发中继信道的最优发射/接收波束形成向量和中继加权矩阵。分析分两步完成。在第一步中，发送器（Tx）和接收器（Rx）之间的直接链接被忽略，我们表明，发送器和中继器应该将它们的信号映射到Tx-中继器和中继器-Rx信道的最强右奇异向量。基于这些向量对于独立同分布（i.i.d.）瑞利信道中，格拉斯曼码本用于量化并将信道信息发送回发射机和中继。仿真结果表明，即使是少量的比特也可以在比特出错率方面显著增加链路可靠性。对于第二步，在问题模型中考虑直接链路，并且我们导出识别最佳Tx波束成形向量的优化问题。对于i.i.d瑞利信道，我们表明，这个问题的解决方案是均匀分布的单位球，我们证明了适当的格拉斯曼码本（用于确定最佳波束成形矢量），无论是分析和仿真。最后，提出了一种改进的量化方案，它引入了一个可以忽略不计的系统性能下降，但显着减少了所需的反馈位数。
2007-10-30 cs.IT math.IT
Differential Amplify-and-Forward Relaying in Time-Varying Rayleigh Fading Channels
University of Saskatchewan（萨斯喀彻温大学）
本文研究时变瑞利衰落信道中差分放大转发中继的性能，提出新的最大比合并权重，推导配对错误概率表达式，近似总平均比特错误概率，并验证仿真结果。
2014-03-21 cs.IT cs.SY eess.SY
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
Hardware Impairments Aware Transceiver Design for Full-Duplex Amplify-and-Forward MIMO Relaying
在这项工作中，我们研究了全双工（FD）和放大转发（AF）中继与多个天线的行为，其中FD中继收发器的硬件损伤被考虑在内。由于每个天线上的发射中继功率和FD-AF中继中的残余自干扰的相互依赖性，当中继动态范围不高时，我们观察到降低系统性能的失真环路。在这方面，我们分析了中继功能存在的硬件不准确性和优化问题，制定最大化的信号失真加噪声比（SDNR），中继和源发射功率的约束下。由于问题的复杂性，我们提出了一个基于梯度投影（GP）的算法来获得最优解。此外，提出了一个非交替的次优解决方案，假设秩为1的中继放大矩阵，并将中继过程的设计分为多个阶段（MuStR 1）。建议MuStR 1方法，然后通过引入一个交替更新的优化变量，表示为AltMuStR 1算法增强。据观察，与GP相比，（Alt）MuStR 1算法显着降低了所需的计算复杂性的代价是轻微的性能下降。最后，所提出的方法进行评估，在各种系统条件下，并与现有文献中的方法进行比较。特别地，观察到随着硬件损伤增加，或者对于具有高发射功率的系统，应用失真感知设计的影响是显著的。
2017-08-15 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
Instantaneous Relaying for the 3-Way Relay Channel with Circular Message Exchanges
研究了具有循环消息交换和瞬时中继的三用户离散无记忆多路中继信道。我们首先表明，该信道是有效的3用户干扰信道，接收机消息侧信息，每个固定（和瞬时）中继映射。然后，我们将Han-Kobayashi编码方案扩展到该信道。最后，我们将这些结果应用到高斯信道与放大转发中继和目前的数值结果显示所提出的方案相比，最先进的增益。
2015-11-23 cs.IT math.IT
Amplify-and-Forward Relaying for Hierarchical Over-the-Air Computation
本文研究了一种大面积的分层空中计算（AirComp）网络，其中利用多个中继来促进来自大规模WD的数据聚合。我们提出了一个两阶段的放大和转发（AF）中继协议。在第一阶段中，WD同时将它们的数据发送到中继器，而在第二阶段中，中继器放大分别接收的信号并同时将它们转发到融合中心（FC）以进行聚合。我们的目标是最大限度地减少计算均方误差（MSE）在FC，通过联合优化WD发射系数，中继AF系数，和FC去噪因子，受其各自的发射功率约束。首先，我们考虑与全球信道状态信息（CSI）的集中式设计，其中中继间的信号可以被有益地利用数据聚合。在这种情况下，我们开发了一种基于交替优化的算法，以获得高质量的解决方案的计算MSE最小化问题。接下来，为了减少由集中式设计引起的信令开销，我们考虑了具有部分CSI的替代分散式设计，其中中继和FC通过仅需要跨不同中继的信道功率增益信息来做出自己的决定。在这种情况下，中继和FC需要将中继间信号视为有害干扰或噪声。因此，我们以迭代的方式优化与每个中继器相关联的WD的发送系数以及中继器AF系数（连同FC去噪因子），这可以以分散的方式有效地实现。
2022-01-23 cs.IT eess.SP math.IT
Upper-Bounding the Capacity of Relay Communications - Part I
本文重点研究了点对点中继通信的容量，其中发送端由中间中继辅助。详细介绍了割集和放大转发（AF）保护策略的数学模型。从信息论的角度和高斯信道的网络中，我们提出了每种中继策略的容量上限。通过两个不同的案例研究，我们分析了所述策略的各种外部区域能力。结果表明，在低信噪比环境下，割集策略的性能优于放大和前向策略。
2013-01-11 cs.IT math.IT
Optimizing Relay Precoding for Wireless Coordinated Relaying
在无线系统中处理多个通信流已经引起了许多新颖的传输技术，特别是基于无线网络编码的双向中继。最近，出现了一组相关的技术，称为协调直接和中继（CDR）传输，其中的星座的业务流是更一般的比双向。无论实际的业务流如何，在CDR方案中，中继在管理干扰和提高整体系统性能方面具有核心作用。在本文中，我们研究了新的传输模式，放大转发的基础上，出现时，中继配备了多个天线，可以使用波束成形。
2014-03-17 cs.IT math.IT
Amplify-and-Forward Full-Duplex Relay with Power Splitting-Based SWIPT
针对放大转发全双工中继网络，提出了一种基于功率分配的无线信息和功率同步传输的虚拟收获-发送模型和收获-发送-存储模型。中继节点采用由两个可充电电池组成的电池组。通过在每个传输块的两个连续时隙中在用于充电和放电的两个电池之间周期性地切换，每个块中的所有收集的能量已经被应用于虚拟收集-传输模型中的全双工传输。通过采用能量调度，中继节点在块级的收集、中继、收集-中继和空闲行为之间切换，使得块中收集的能量的一部分可以在收集-发送-存储模型中被调度用于未来使用。一个贪婪的切换策略被设计来实现收获-传输-存储模型，其中FDR节点发送时，其剩余能量确保在目的地解码。数值结果验证了所提出的方案的中断性能。
2016-07-05 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
Large System Analysis for Amplify & Forward SIMO Multiple Access Channel with Ill-conditioned Second Hop
在过去的几十年里，中继技术得到了广泛的研究，并在无线通信中得到了许多应用。在MIMO多址接入系统中，当两跳都是高斯衰落信道时，最简单的中继方法，即放大转发，已经显示出潜力。然而，在某些情况下，条件不良的信道可能出现在第二跳上。例如，这种损害可能影响具有微波链路回程的协作BS系统，其涉及具有不充分散射的强视线信道。在本文中，我们考虑了一个大的系统分析，如模型集中在最佳联合解码和联合MMSE滤波接收机。给出了基于自由概率的遍历吞吐量、最小均方误差和平均信干噪比的计算方法。此外，考虑到第二跳损害，如病态和秩不足的系统吞吐量的性能退化进行评估，而高和低SNR的限制计算所考虑的性能指标。最后，将协作基站系统与传统的信道资源划分策略进行了比较，并提出了合适的工作点。
2014-11-06 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
On the Secrecy Outage Capacity of Physical Layer Security in Large-Scale MIMO Relaying Systems with Imperfect CSI
研究了大规模多输入多输出（LS-MIMO）中继系统的物理层安全问题。LS-MIMO中继系统的优势被用来提高无线安全性和频谱效率。特别是，短拦截距离引起的挑战性问题得到了很好的解决。在非常实际的假设下，即，在无窃听者信道状态信息（CSI）和不完全合法信道状态信息（CSI）两种情况下，研究了不完全CSI对两种典型中继系统的影响，放大和转发（AF）和解码和转发（DF）系统，并获得显式表达式的保密中断能力的两种情况。最后，数值结果验证了我们的理论结论.
2014-01-14 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
Consumption Factor Optimization for Multihop Relaying over Nakagami-m Fading channels
本文研究了Nakagami- $m$衰落信道下多跳中继的能量有效性。使用“消耗因子”作为评估能量效率的度量，并且对于放大转发和解码转发中继，以封闭形式推导出“消耗因子”。然后，基于所得到的表达式，我们提出了一个功率分配策略最大化的消耗因子。此外，两个次优，低复杂度，功率分配算法提出和分析，并得到的功率分配方案进行比较，在能源效率以及其他常见的性能指标，从文献中的其他功率分配方案。分析和仿真结果证实了我们的推导的准确性，并评估所提出的方法的性能增益。
2014-11-19 cs.IT math.IT
Multi-Antenna Relaying and Reconfigurable Intelligent Surfaces: End-to-End SNR and Achievable Rate
在这份报告中，我们总结了端到端的信噪比和速率的半双工，全双工，放大和转发，解码和转发中继辅助通信，以及信噪比和速率的新兴技术称为可重构智能表面。
2019-08-31 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
Multi-Pair Two Way AF Full-Duplex Massive MIMO Relaying with ZFR/ZFT Processing
我们考虑双向放大和转发中继，其中多个全双工用户对通过共享的全双工大规模多输入多输出（MIMO）中继交换信息。我们推导出封闭形式的频谱效率与迫零处理的中继，通过使用最小均方误差信道估计。本文所考虑的系统模型的迫零下限，这是有效的任意数量的天线，尚未推导出在大规模MIMO中继文献。我们数值上证明了推导出的下界的准确性和使用迫零处理实现的性能改善。我们还数值演示了一个全双工系统实现的频谱增益超过一个半双工的各种天线制度。
2017-10-03 cs.IT math.IT
Wireless-powered relaying with finite block-length codes
研究了具有无线信息和能量传输的放大转发中继网络的中断概率和吞吐量。我们使用有限块长码的一些最新结果来分析短码字情况下的系统性能。具体来说，考虑时间切换中继和功率分配中继协议来进行能量和信息传输。我们推导出紧近似的中断概率/吞吐量。然后，我们分析了在渐近高信噪比的中断概率。最后，我们使用数值结果来确认我们的分析的准确性，并评估在不同的情况下的系统性能。我们的研究结果表明，在延迟约束的情况下，码字长度影响中断概率/吞吐量的联合能量和信息传输系统相当大。
2016-11-18 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
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
All-Optical FSO Relaying Under Mixture-Gamma Fading Channels and Pointing Errors
对全光双跳中继自由空间光通信系统的性能进行了分析和评价。我们考虑的情况下，当总接收到的信号经历相干性引起的信道衰落，由通用的混合伽马分布建模。此外，由于指向误差的存在引起的误对准引起的衰落在所附的分析中被共同考虑。研究了外差检测时放大转发和解码转发中继传输的性能。新的封闭形式的表达式推导出有关的一些关键性能指标的考虑系统，即系统中断概率和平均比特出错率。
2018-10-15 cs.IT math.IT
Cellular Multi-User Two-Way MIMO AF Relaying via Signal Space Alignment: Minimum Weighted SINR Maximization
在本文中，我们考虑线性MIMO收发器的设计蜂窝双向放大转发中继系统组成的一个单一的多天线基站，一个单一的多天线中继站，和多个多天线移动台（MS）。由于双向传输，移动台可能遭受巨大的多用户干扰。我们应用干扰管理模型，利用信号空间对齐，并提出了一种收发器的设计算法，它允许减轻由于半双工操作的频谱效率的损失，并提供灵活的性能优化占每个用户的服务质量的优先级。与基于双向信道反转和仅空分多址处理的传统双向中继方案的数值比较表明，该方案实现了优越的出错率和平均数据率性能。
2012-05-13 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
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
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
Ergodic Capacity Analysis of Wireless Powered AF Relaying Systems over $α$-$μ$ Fading Channels
在本文中，我们考虑了两跳放大转发（AF）中继系统，其中中继节点是能量受限的，并从源节点收获能量。在文献中，有三种主要的能量收集（EH）协议，即时间切换中继（TSR），功率分配（PS）中继（PSR）和理想中继接收机（IRR）。与现有的研究不同，本文考虑了$α$ - $μ$衰落信道。在这方面，我们推导出准确的统一解析表达式的遍历能力，上述协议在独立的，但不相同的分布（i.n.i.d）$α$ - $μ$衰落信道。研究了$α$ - $μ$模型的三种特殊情况，即瑞利衰落信道、Nakagami-mandWeibull衰落信道。我们的分析是通过数值和模拟结果进行验证。结果表明，找到最佳值的PS因子的PSR协议和EH时间分数的TSR协议是实现最佳网络性能的关键一步。
2017-12-13 cs.IT math.IT
Performance Analysis of Opportunistic Relaying Over Imperfect Non-identical Log-normal Fading Channels
出于这样一个事实，即充分的多样性秩序，实现使用“最佳中继”选择技术，我们考虑机会放大转发和解码转发中继系统。我们专注于这样一个系统的中断概率，然后推导出封闭形式的表达式，这些系统的中断概率在独立的，但不完全相同的对数正态衰落信道。我们认为信道估计误差是一个高斯随机变量。结果，估计的信道分布也不是对数正态的，如在瑞利衰落信道的情况下那样。这正是我们的模拟结果与解析结果不完全吻合的原因。然而，这种差异对于各种各样的情况是可以忽略的。
2015-05-06 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
