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
Outage Analysis of Multi-Relay Selection for Cognitive Radio with Imperfect Spectrum Sensing
在本文中，我们研究了认知中继网络的中断性能，这是由一个辅助发射机（ST），多个解码和转发（DF）中继和一个辅助目的地（SD）。我们提出了一个多中继选择方案的认知中继网络，其中多个中继被选择并用于参与转发从ST到SD的二次传输。在瑞利衰落环境下，推导出了非理想频谱感知下多中继选择的中断概率的封闭表达式。为了比较的目的，传统的直接传输和最佳中继选择也被认为是基准。数值结果表明，随着检测概率的增加和虚警概率的降低，频谱感知性能提高，所提出的多中继选择方案、直接传输方案和最佳中继选择方案的中断概率都相应降低.它也表明，建议的多中继选择显着优于传统的方法在中断概率。
2014-11-02 cs.IT math.IT
Trading Wireless Information and Power Transfer: Relay Selection to Minimize the Outage Probability
研究了具有能量收集约束的多中继网络的中断概率最小化问题。中继器是用于从源射频（RF）信号同时传输无线信息和功率的混合节点。存在与中继节点用于能量和信息传输的时间量相关联的折衷。大的信息传输间隔意味着从RF信号中收集能量的时间很短，因此中断事件的概率很高。我们提出了一个合作系统的中继选择方案与固定数量的RF供电的继电器。我们解决因果和非因果信道状态信息的情况下，在中继-目的地链路和评估的权衡与信息/功率传输的中断概率最小化的上下文中。
2014-12-09 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
Outage Performance Analysis of Multicarrier Relay Selection for Cooperative Networks
在本文中，我们分析了两个多载波中继选择方案，即批量和每个子载波的选择，两跳正交频分复用（OFDM）系统的中断性能。为了提供一个全面的分析，三个转发协议：解码和转发（DF），固定增益（FG）放大和转发（AF）和可变增益（VG）AF中继系统。我们得到封闭形式的近似的中断概率和封闭形式的表达式的渐近中断概率在高信噪比（SNR）区域的所有情况下。我们的分析验证了蒙特卡洛模拟，并提供了一个分析框架，多载波系统与中继选择。
2017-08-19 cs.IT math.IT
Joint Optimal Design for Outage Minimization in DF Relay-assisted Underwater Acoustic Networks
这封信最大限度地减少中断概率在一个单一的解码和转发（DF）中继辅助水声网络（UAN）没有直接的源到目的地的链路可用性。具体而言，提出了一种中继定位和分配功率的源和中继的联合全局优化设计。对于分析的见解，一个新的低复杂度的紧密近似方法也提出了。选定的数值结果验证了分析和量化的比较收益实现最优功率分配（PA）和中继放置（RP）策略。
2018-05-22 cs.IT math.IT
Outage Analysis of Relay-Assisted mmWave Cellular Systems Employing JSDM
研究了中继辅助毫米波蜂窝系统中采用联合空分复用（JSDM）的中断性能。假设配备有大量天线的宏基站（BS）同时服务于单天线微微BS（作为中继）和用户，并且微微BS位于宏小区的边缘。理论分析的信号干扰噪声比（SINR）中断概率的每个用户。然后推导出小区SINR中断概率。在噪声受限假设下，给出了中断概率的简化闭式表达式。仿真结果表明，由于中继引入的微微BS的性能改善。总体而言，在毫米波蜂窝系统中部署微微BS作为中继的影响的特征。
2018-06-25 cs.IT math.IT
Outage Probability of Energy Harvesting Relay-aided Cooperative Networks Over Rayleigh Fading Channel
能量收集技术具有部署灵活性和降低维护费用的优点，是协作网络中中继节点能量供应的一种潜在方式。与传统的功率源不同，这种情况下的中继节点可能会以一定的概率耗尽能量，这会降低中继辅助协作传输的效益。本文研究了慢衰落信道中能量收集中继节点辅助下的协作网络的中断行为，并尝试推导出该协作协议的中断概率的封闭表达式。通过与传统的直接传输协议的比较，得出了两个结论：1）除了能量耗尽概率为零的极端情况外，分集增益不会增加; 2）在最小化中断概率的前提下，可以获得一个用于提高系统性能的乘法增益。
2014-09-01 cs.IT math.IT
Outage Analysis and Optimization for Time Switching-based Two-Way Relaying with Energy Harvesting Relay Node
能量收集（EH）和网络编码（NC）已成为未来无线网络的两种有前途的技术。在本文中，我们将它们结合在一起，在一个单一的系统，然后提出了一个基于时间切换的网络编码中继（TSNCR）协议的双向中继系统，其中一个能量受限的中继收获的能量从发送的射频（RF）信号从两个源，然后帮助双向中继信息交换的两个源之间的消耗收获的能量。为了评估系统的性能，我们推导出一个显式表达式的中断概率建议TSNCR协议。为了探索系统的性能极限，我们制定了一个优化问题，以最大限度地减少系统中断概率。针对该问题的非凸性，设计了一种基于遗传算法（GA）的优化算法，数值结果验证了理论分析的正确性，并表明在EH双向中继系统中，采用NC可以大大降低系统的中断概率。此外，它表明，继电器的位置很大程度上影响TSNCR的系统性能，其中相对较差的停电性能时，继电器被放置在两个源的中间实现。这是首次在EH型双向继电器系统中观察到这种现象。
2014-12-25 cs.IT math.IT
On the Outage Performance of SWIPT Based Three-step Two-way DF Relay Networks
本文研究了基于三步双向解码转发（DF）中继网络的同时无线信息和功率传输（SWIP-T）的中断性能，其中同时采用了功率分割（PS）和收获后转发（Harvest-then-forward）。特别是，我们推导出终端到终端（T2 T）和系统中断概率的表达式的基础上的高斯-切比雪夫正交近似，并获得T2 T和系统中断容量。各种系统参数的影响，例如，研究了中继站的静态功率分配比、对称功率分配比和非对称功率分配比对网络中断性能的影响。结果表明，本文推导的T2 T中断容量表达式比已有的分析结果更精确，并且当中继节点和终端节点之间的信道具有不同的统计增益时，非对称PS比对称PS具有更高的系统中断容量.
2019-01-14 cs.IT math.IT
Outage Capacity of the Fading Relay Channel in the Low SNR Regime
在慢衰落场景中，节点之间的合作可以增加通信的分集量。通过分析慢衰落中继信道的中断容量，我们研究了在这种情况下的性能极限。我们的重点是低信噪比和低中断概率制度，衰落的不利影响是最大的，但合作的潜在收益。我们表明，虽然标准的放大转发协议在这种情况下表现非常差，但我们称之为突发放大转发协议的修改版本是最佳的，并实现了网络的中断容量。此外，这种性能可以在接收机处没有先验信道知识的情况下实现。相比之下，解码转发协议在这种情况下是严格次优的。我们的结果直接产生单位能量的衰落中继信道的中断容量。
2006-02-14 cs.IT math.IT
Optimal Power Allocation for Minimizing Outage Probability of UAV Relay Communications
近年来，无人机（UAV）网络发展迅速，对各种应急通信场景具有吸引力。在本文中，我们认为无人机作为中继节点，以协助从基站（BS）到地面用户（GU）的无线传输。推导了莱斯衰落信道下基于无人机中继的BS-GU传输中断概率的闭式表达式。然后，我们制定了一个优化问题，以最大限度地减少中断概率的无人机中继通信与约束的BS和GU的总传输功率。证明了我们所提出的优化问题是凸的，并找到了一个最优的功率分配解决方案的中断概率最小化。仿真结果表明，随着功率分配因子的增大，中断概率先减小后增大，表明存在最优功率分配解。此外，它表明，建议的最优功率分配方案显着优于传统的等功率分配的中断概率。
2019-05-02 cs.IT math.IT
System Outage Performance for Three-Step Two-Way Energy Harvesting DF Relaying
无线能量收集是一种有效延长无线传感器网络中能量受限中继节点生存时间的技术。它在三步双向解码转发（DF）中继网络中的应用和相关性能研究引起了人们的高度兴趣，但仍然缺乏足够的研究。在本文中，我们提出了一个动态功率分裂（PS）计划，以最小化系统中断概率在三步双向能量收集DF中继网络，并推导出一个解析表达式的系统中断概率相对于最佳动态PS比。为了进一步提高系统中断性能，我们提出了一种改进的动态方案，PS比和功率分配比在中继动态调整根据瞬时信道增益。最后，对改进后的动态方案进行了相应的系统性能分析.仿真结果表明，我们提出的方案优于现有的方案的系统中断性能，改进的动态方案优于动态PS方案。
2019-02-28 cs.IT math.IT
Outage Probability of Wireless Ad Hoc Networks with Cooperative Relaying
在本文中，我们分析了随机节点位置的无线ad hoc网络中的协作传输的性能。根据消息传输的竞争概率，每个源节点可以发送自己的消息信号或充当其他源节点的潜在中继。因此，每个目的地节点可以潜在地接收消息信号的两个副本，一个来自直接链路，另一个来自中继链路。考虑到节点位置的随机性和干扰，我们推导出了目的节点处不同合并方案下的中断概率的闭式表达式。特别是，中断性能的最佳组合，最大比组合，并选择合并策略进行了研究和量化。
2013-01-24 cs.IT math.IT
System Outage Probability of PS-SWIPT Enabled Two-Way AF Relaying with Hardware Impairments
在本文中，我们研究了系统中断概率的同时无线信息和功率传输（SWIPT）为基础的双向放大转发（AF）中继网络考虑收发器硬件损伤（HI），其中，能量受限中继节点基于功率分割协议来处理接收到的信号，并且两个终端采用选择组合（SC），利用来自直接链路和中继链路的信号的方案。假设独立但非相同分布的Nakagami-m衰落信道，我们推导出封闭形式的系统中断概率，这使我们能够识别高数据率区域中由HI引起的系统中断概率的两个关键天花板效应，即，中继协作上限（RCC）和整体系统上限（OSC）。具体来说，RCC阻止中继链路参与协作通信，而OSC使整个系统处于中断状态。此外，我们推导出所考虑的网络的可实现的分集增益，这表明分集增益等于直接链路的形状参数或零。通过计算机模拟验证了分析结果的正确性，并研究了系统参数对系统中断性能、最优功率分配比以及能量效率的影响。
2020-09-30 cs.IT math.IT
Outage Performance of Two-Way Relay Non-Orthogonal Multiple Access Systems
本文研究了一种双向中继非正交多址接入（TWR-NOMA）系统，其中两组NOMA用户借助一个半双工（HD）解码转发（DF）中继交换消息。由于NOMA信号的信干噪比（SINR）主要取决于有效的连续干扰消除（SIC）方案，因此考虑了不完美SIC（ipSIC）和完美SIC（pSIC）。为了表征TWR-NOMA系统的性能，我们推导出了NOMA用户信号的精确和渐近中断概率与ipSIC/pSIC的封闭形式的表达式。基于推导的结果，分集阶数和系统的吞吐量进行了检查。数值仿真结果表明：1）在低信噪比条件下，TWR-NOMA的中断概率优于TWR-OMA; 2）由于中继站干扰信号的影响，TWR-NOMA的中断概率和遍历速率分别存在错误地板和吞吐量天花板。
2018-01-24 cs.IT math.IT
A Theorem on the Asymptotic Outage Behavior of Fixed-Gain Amplify-and-Forward Relay Systems
给出了一个描述固定增益放大转发（FGAF）中继系统高信噪比中断行为的定理。定性地，该定理指出，中断概率根据幂律衰减，其中功率由潜在的每跳衰落分布的矩的极点决定。当前导极点（平面中最右边的极点）是二阶或二阶以上时，幂律衰减会受到对数因子的抑制。该定理易于应用，并给出了几个例子。
2014-07-09 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
Outage and Capacity Comparisons For Ground Relaying Systems Using Stochastic Geometry
在移动通信网络中用于中继目的的并发协作传输在具有有限基础设施的当前机构系统中是相关的，并且可以被视为用于未来商业网络（包括车辆自主联网）的潜在范围扩展机制。整个系统的复杂性，鼓励在物理层的批判性分析，在本文件中的某些抽象。我们表明，通过解析随机几何工具，接收器结构中起着至关重要的作用，中断行为的中继，特别是现实的洪水协议。这种方法旨在帮助理解此类网络的跨层方面。
2015-07-20 cs.IT math.IT
On Outage Probability and Diversity-Multiplexing Tradeoff in MIMO Relay Channels
研究了源端和目的端均采用多天线而中继站采用单天线的MIMO中继信道的衰落特性。得到了独立同分布下系统中断概率的紧致闭式表达式。和相关瑞利衰落链路。低中断近似推导，揭示了一些见解，包括相关性的影响，天线的数量，中继噪声和中继协议。相关性的影响被证明是可以忽略不计的，除非信道变得几乎完全相关。量化了中继衰落信道相对于AWGN信道的信噪比损失。SNR-渐近分集复用权衡（DMT）得到了广泛的一类衰落分布，包括，作为特殊情况下，瑞利，赖斯，Nakagami，威布尔，这可能是不相同的，空间相关和/或非零均值。DMT被示出为不依赖于一个特定的衰落分布，而是在其多项式行为接近零，并且是相同的简单的“放大和转发”协议和更复杂的“解码和转发”一个容量实现代码，即在中继的全部处理能力并不有助于提高DMT。然而，SNR渐近DMT和有限SNR中断性能之间存在显著差异：虽然前者不会通过在任一侧使用额外的天线来改善，但后者可以显著改善，特别是，可以权衡额外的天线以获得中继的全部处理能力。将结果推广到具有选择中继的多中继信道，并识别出典型的中断事件。
2011-02-25 cs.IT math.IT
Quartic Perturbation-based Outage-constrained Robust Design in Two-hop One-way Relay Networks
在这项工作中，我们研究了一个经典的鲁棒设计问题的两跳单向中继系统。我们特别感兴趣的情况下，信道的不确定性存在于发送器到中继和中继到接收器的链接。通过考虑在满足SNR中断要求的同时最小化中继侧的平均放大和转发功率预算的问题设计，提出了一种包含四次扰动的中断约束鲁棒设计问题，以保证传输过程中的鲁棒性。这个问题通常是困难的，因为它涉及对高阶多项式的尾概率的约束。在这里，我们诉诸矩不等式和伯恩斯坦型不等式来解决这个问题，提供凸约束，或安全的近似，原来的设计。我们还分析了两个安全近似的相对紧密性的二次扰动为基础的停电约束问题。我们的分析表明，伯恩斯坦型不等式的方法是不太保守的时刻不等式的方法时，停电率是在一些规定的制度。据我们所知，这是这两个安全近似的第一个可证明的紧密性结果。我们的数值模拟验证了鲁棒设计的优越性，并证实了紧密性的结果。
2021-01-18 cs.IT math.IT
Outage Regions and Optimal Power Allocation for Wireless Relay Networks
我们研究了具有任意数目中继节点的能量受限多跳自适应多路由网络的中断区域。最优功率分配策略的意义上中断概率最小化的推导取决于发射节点之间的距离。我们进一步研究了自适应多路由多跳的直接传输的速率增益。结果表明，直接传输和自适应多路由的组合策略优于多跳的速率R的所有值。可以说，合作策略是有益的低速率系统的主要目标是一个非常低的中断概率的网络。随着速率的提高，直接传输变得越来越有吸引力。
2009-08-07 cs.IT math.IT
System Outage Probability and Diversity Analysis of SWIPT Enabled Two-Way DF Relaying under Hardware Impairments
本文研究了基于双向解码转发（DF）中继网络的同时无线信息和功率传输（SWIPT）的系统中断性能，其中考虑了所有收发器中的潜在硬件损伤（HI）。在通过功率分配方案同时收获能量和解码消息之后，能量受限的中继节点将解码的信息转发到两个终端。每个终端通过选择组合来组合来自直接链路和中继链路的信号。推导了独立非同分布Nakagami-m衰落信道下的系统中断概率。它揭示了整体系统天花板（OSC）效应，即，如果目标速率超过由HI的水平确定的OSC阈值，则系统陷入中断。此外，我们推导出所考虑的网络的多样性增益。结果表明，当传输速率低于OSC阈值时，分集增益等于直接链路的形状参数与较小的终端到中继链路的形状参数之和，否则分集增益为零。这与放大转发（AF）策略不同，在AF策略下，中继链路对分集增益没有贡献。仿真结果验证了分析结果，并表明与AF策略相比，DF策略下基于SWIPT的双向中继链路对高干扰具有更强的鲁棒性，系统中断概率更低。
2021-10-17 cs.IT math.IT
Outage Analysis of Spectrum Sharing Energy Harvesting Cognitive Relays in Nakagami-$m$ Channels
能量收集（EH）认知中继是解决频谱利用效率低下问题的一个令人兴奋的解决方案，同时实现绿色通信和空间多样性。在频谱共享的情况下，我们调查的认知中继网络的性能，其中一个次要的源与其目的地通过Nakagami- $m$信道通过解码和转发EH中继通信，同时保持低于预定义的阈值的主用户的中断概率。具体来说，我们推导出一个封闭形式的表达二次中断概率，并表明它是一个功能的概率EH中继有足够的能量进行中继，这反过来又取决于能量收集和消费率的EH中继和主要中断概率阈值。我们还表明，放松主要中断约束可能并不总是有利于认知EH中继网络由于中继的发射功率的能量约束的限制。
2015-08-30 cs.IT cs.NI math.IT
Secrecy Outage Analysis for Cooperative NOMA Systems with Relay Selection Scheme
研究了Nakagami- $m$衰落信道下多中继辅助非正交多址接入（NOMA）网络的保密中断性能。利用两个时隙从基站向目的地发送信号。在第一个时隙，基站通过消息映射策略将两个用户的叠加信号广播给所有解码转发中继。然后，选择的中继通过功率域NOMA技术向两个用户发送叠加信号。三种中继选择（RS）方案，即，提出了最优单中继选择（OSRS）方案、两步单中继选择（TSRS）方案和最优双中继选择（ODRS）方案，并分析了保密中断性能。作为一个基准，我们还研究了保密中断性能的NOMA系统与传统的多中继合并（TMRC）计划，其中所有的中继，成功地解码信号从源转发信号到NOMA用户具有相同的功率。考虑到两个NOMA用户的保密容量之间的相关性和不同的保密要求，推导了所提出的OSRS、TSRS和ODRS方案以及TMRC方案的安全中断概率（SOP）的封闭表达式，并通过仿真进行了验证。为了得到更多的见解，我们还推导出封闭形式的表达式的渐近SOP的所有计划与固定和动态的功率分配。此外，还得到了合作NOMA系统的保密分集阶。结果表明，与TMRC方案相比，我们提出的方案可以显著提高保密性能，并且所有采用固定功率分配的RS方案都获得了零SDO，而采用动态功率分配的OSRS方案获得了与TMRC相同的SDO。
2019-09-01 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
Power Splitting for Full-Duplex Relay with Wireless Information and Power Transfer
研究了具有无线信息和能量传输的全双工中继网络的功率分配问题。通过将功率分配应用为中继收发器架构，全双工信息中继可以由从源发射的射频信号收集的能量供电。为了最小化中断概率，功率分配比分别根据完整信道状态信息（CSI）和部分CSI进行动态优化。在强环路干扰下，基于完全CSI和部分CSI的功率分配方案比固定功率分配方案具有更好的中断性能，而基于部分CSI的功率分配方案在不需要第二跳链路的CSI的情况下能够确保具有竞争力的中断性能。它也被观察到，最坏的中断性能时，实现中继位于中间的源和目的地之间，而中断性能的部分CSI为基础的功率分配方案的方法，完全CSI为基础的方案时，中继被放置在靠近目的地。
2015-04-18 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
Outage Analysis of Cooperative Transmission with Energy Harvesting Relay: Time Switching vs Power Splitting
近年来，能量收集（EH）已成为实现绿色通信的一种有前途的方式。在本文中，我们研究了多用户传输网络与EH合作中继，其中一个源发送独立的信息到多个目的地的帮助下，能量受限的中继。中继可以从源发送的射频（RF）信号中收集能量，并且它仅通过消耗收集的能量来帮助多用户传输。通过采用时间交换和功率分配的中继接收机结构，我们首先提出了两个协议，时间交换的协作多用户传输（TSCMT）协议和功率分配的协作多用户传输（PSCMT）协议，使信息处理和EH的同时在中继系统。为了评估系统的性能，我们理论上分析了系统中断概率的两个建议的协议，然后推导出明确的表达式，分别为他们。此外，我们还讨论了系统配置参数，如电源功率和中继位置对系统性能的影响。数值结果证明了我们的分析结果的准确性，并揭示了与传统的非合作方案相比，我们提出的协议是绿色的解决方案，提供可靠的通信和较低的系统中断概率，而不消耗额外的能量。特别地，对于相同的源端发射功率，PSCMT协议优于TSCMT协议，以获得更低的系统中断概率。
2014-12-30 cs.IT math.IT
Outage Effective Capacity of Buffer-Aided Diamond Relay Systems Using HARQ with Incremental Redundancy
本文研究了在统计服务质量（QoS）约束下的缓冲区辅助菱形中继系统的传输问题。统计QoS约束作为延迟违反概率的限制。在发射机处不存在信道状态信息（CSI）的情况下，合并截断的混合自动重传请求-增量冗余（HARQ-IR）以更好地利用无线信道和每个通信链路的资源。在最大传输次数时不能成功接收的分组将从缓冲器中移除，即，发生中断。通信链路的\emph{outage effective capacity}被定义为\emph{goodput}离开过程可以支持的到源的最大恒定到达速率，即，接收器可以成功接收的离开。然后，在\emph{end-to-end}时延约束条件下，得到了基于HARQ-IR传输策略的缓存辅助菱形中继系统的中断有效容量.在DF协议与完美的CSI在发射机相比，它表明，HARQ-IR可以实现优越的性能时，在中继的SNR水平不是那么大，或当延迟约束是严格的。
2016-11-22 cs.IT math.IT
Resource Allocation and Outage Analysis for An Adaptive Cognitive Two-Way Relay Network
针对多中继认知无线电网络，研究了一种自适应双向中继协作机制，以提高二次传输性能。推导了仅需统计信道信息时，最小化二次中断概率的功率分配和中继选择方案。在主传输的服务质量服务质量以主中断概率为约束的条件下，推导出了次中断概率的精确闭式表达式。为了更好地理解主用户干扰对二次传输的影响，我们进一步研究了当主用户信噪比趋于无穷大时，二次中继网络的渐近行为，包括功率分配和中断概率。仿真结果说明了所提出的方案的性能。
2017-05-05 cs.IT cs.NI math.IT
Optimal Power Control for Analog Bidirectional Relaying with Long-Term Relay Power Constraint
携带延迟敏感信息（诸如语音和/或视频信号）的无线系统通常以固定的数据率进行传输，但是可能偶尔遭受由衰落信道的随机特性引起的传输中断。如果发射机具有可用的瞬时信道状态信息（CSI），则它可以通过利用功率分配来补偿这些中断的显著部分。在传统的双跳双向放大转发（AF）中继系统中，中继已经具有可用的两个链路的瞬时CSI，因为这是中继增益调整所需要的。因此，我们开发了一个最佳的功率分配策略的继电器，调整其瞬时输出功率所需的最低水平，以避免停电，但只有当所需的输出功率低于一些截止水平，否则，继电器是沉默的，以节省电力，延长其寿命。该方案被证明是最小化系统中断概率，平均功率约束的中继和固定的输出功率在端节点。
2014-04-03 cs.IT 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
Secondary Outage Analysis of Amplify-and-Forward Cognitive Relays with Direct Link and Primary Interference
使用认知中继是一种新兴的和有前途的解决方案，以克服频谱利用率不足的问题，同时实现空间分集。在本文中，我们进行了中断分析的二次系统与放大转发中继在频谱共享的情况下，其中一个二次发射机通过直接链路以及最好的中继通信的次要目的地。具体来说，在峰值功率约束下，我们推导出一个封闭形式的表达式的二次中断概率提供的主要中断概率保持低于预定义的值。我们还考虑了主干扰对二次中断性能的影响。最后，我们通过仿真结果验证了分析。
2015-02-07 cs.IT cs.NI 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
Efficient Relay Selection Scheme for Delay-Limited Non-Orthogonal Hybrid-ARQ Relay Channels
我们考虑一个半双工无线中继网络与混合自动重传请求（HARQ）和瑞利衰落信道。本文分析了解码转发模式下，选择\emph{best}中继站传输源端再生信号的多中继时延受限HARQ系统的中断概率。针对多中继HARQ信道，提出了一种简单的分布式中继选择策略。然后，我们利用非正交协作传输之间的源和选定的中继重传的源数据向目的地，如果需要的话，使用空时编码或波束成形技术。我们分析了系统的性能。我们首先推导出所选择的中继HARQ信道的累积密度函数（CDF）和概率密度函数（PDF）。然后，CDF和PDF用于确定HARQ的第$l$轮中的中断概率。中断概率需要计算这种半双工机会中继协议的吞吐量延迟性能。分组延迟约束由最大HARQ轮数$L$表示。如果分组在$L$ HARQ轮之后不成功，则声明中断。此外，封闭形式的中断概率上界推导出，随后被用来调查系统的分集阶数。基于推导出的上限表达式，它表明，所提出的方案实现了完整的空间分集阶$N+1$，其中$N$是潜在的中继的数量。我们的分析结果证实了模拟结果。
2012-02-13 cs.IT math.IT
Beamforming in Two-Way Fixed Gain Amplify-and-Forward Relay Systems with CCI
我们分析了一个双向固定增益放大转发（AF）中继系统的中断性能与波束成形，任意天线相关性，共信道干扰（CCI）。假设CCI在中继，我们得到确切的个人用户中断概率的封闭形式。此外，在忽略CCI的情况下，我们还研究了所考虑的网络的系统中断概率，如果两个用户中的任何一个处于传输中断，则该概率被声明。我们的研究结果表明，在这个系统中，中继的位置起着重要的作用，在确定用户以及系统中断概率通过这样的参数，如信号噪声不平衡，天线配置，空间相关性，和CCI功率。为了进一步了解天线相关性和共时干扰对分集和阵列增益的影响，还推导了一个渐近表达式，该表达式严格收敛于精确结果。
2012-04-10 cs.IT math.IT
Outage Probability Analysis of Amplify-and-Forward Cooperative Diversity Relay Networks
然而，放大和转发中继协议的衰落端到端信道增益的统计分析是众所周知的极其复杂的，并且迄今为止的研究工作仅研究了在非常低或非常高的信噪比下网络的中断概率的渐近行为。目前大多数的作品绕过分析的复杂性，首先忽略加性高斯白噪声的影响，然后通过使用简单的近似上限的信号噪声比。在本文中提出的新的近似上界，是远远优于以前的结果，为整个信噪比，这使得我们能够推导出精确的解析表达式来研究加性高斯白噪声对网络性能的影响。
2016-04-21 cs.IT math.IT
Opportunistic DF-AF Selection Relaying with Optimal Relay Selection in Nakagami-m Fading Environments
本文研究了一种在目的端具有最大接收信噪比的机会DF-AF选择中继方案。分析了Nakagami-m衰落信道下机会DF-AF选择中继方案的中断概率，得到了其闭合解。我们在高信噪比域中进行了中断概率的渐近分析。得到了编码增益和分集阶数。为了进行比较，还利用压缩定理对Nakagami-m衰落信道中的机会AF方案进行了渐近分析。此外，我们证明了机会DF方案和机会AF方案相比，机会DF-AF选择中继方案具有更好的中断性能。
2013-01-01 cs.IT math.IT
Capacity and outage analysis of a dual-hop decode-and-forward relay-aided NOMA scheme
非正交多址接入（NOMA）由于其丰富的频谱增益而被认为是下一代无线网络的候选无线接入技术。本文提出了一种两阶段协作中继策略（CRS），利用下行链路和上行链路NOMA（称为DU-hocMA）的概念。在所提出的协议中，作为源的发射机发送由两个符号组成的NOMA复合信号到目的地和中继在第一阶段，下行链路NOMA的原则。在第二阶段中，中继器将通过连续干扰消除解码的符号转发到目的地，而源与中继器并行地将新符号发送到目的地，遵循上行链路NOMA的原理。在完全和不完全连续干扰消除条件下，研究了系统的遍历和容量、中断概率和中断和容量，并给出了解析推导。通过理论分析和计算机模拟，证明了DU-hocMA比传统的使用NOMA的CRS的性能改善。仿真结果与理论分析结果吻合较好，证明了作者分析的正确性。
2019-02-21 cs.IT math.IT
Performance Analysis of Relay Selection With Enhanced Dynamic Decode-and-Forward and Network Coding in Two-Way Relay Channels
本文采用Bletsas，Khisti，Reed和Lippman（2006）提出的中继选择（RS）协议，在两跳双向多中继网络中采用增强型动态解码转发（EDDF）和网络编码（NC）系统。所有节点都是单输入单输出（SISO）和半双工，即，它们不能同时发送和接收数据。中断概率进行了分析，我们展示了在瑞利衰落信道下的中断概率与各种情况下的比较。研究结果表明，在存在足够多中继的情况下，基于EDDF和网络编码的中继选择（RS-EDDF&NC）方案在中断概率意义上优于解码转发（DF）中继。此外，如果我们随机选择一个中继，性能损失很大。由此可见中继选择策略的重要性。
2016-01-20 cs.IT math.IT
Artificial-Noise-Aided Transmission in Multi-Antenna Relay Wiretap Channels with Spatially Random Eavesdroppers
我们设计了一个新的安全传输方案中的中继窃听信道中的源与目的地通过解码和转发中继在空间随机分布的窃听者的存在下进行通信。为了实用起见，我们考虑一个通用的天线配置，其中的源，中继，目的地，和窃听器都配备了多个天线。为了迷惑窃听者，我们假设源和中继器除了发送信息信号之外还发送人工噪声信号。我们首先推导出一个封闭形式的表达式的传输中断概率和一个易于计算的表达式的保密中断概率。值得注意的是，这些表达式对于源、中继和目的地处的任意数量的天线都是有效的。然后，我们推导出简单而有价值的表达式的渐近传输中断概率和渐近保密中断概率，这揭示了保密性能时，在源的天线数量增长足够大。使用我们的表达式，我们量化了一个实用的性能指标，即保密吞吐量，保密中断概率约束下。我们进一步确定的系统和信道参数，最大限度地提高保密吞吐量，导致分析安全解决方案适合现实世界的部署。
2016-05-05 cs.IT math.IT
Multicarrier Relay Selection for Full-Duplex Relay-Assisted OFDM D2D Systems
在本文中，我们提出了一个全双工正交频分复用（OFDM）设备到设备（D2D）系统中的两跳网络，其中多个全双工解码和转发（DF）中继协助从D2D用户设备（DUE）发送器到DUE接收器的传输。通过这种传输机制，由DUE发送器发送的信号不需要经过基站（BS）。同时，由于采用了CD2D通信协议，因此需要应用功率控制机制来减轻对传统蜂窝通信的干扰。基于这些考虑，我们分析了所提出的系统的中断性能，并推导出中断概率的精确表达式时，批量和每子载波中继选择标准。此外，封闭形式的中断概率的表达式也得到了特殊情况下，当BS和蜂窝用户设备（CUE）之间的瞬时信道状态信息（CSI）是不可访问的，所以一个静态的功率控制机制。随后，我们还研究了中断性能优化问题，通过协调DUE发射机和中继之间的发射功率，并提供了一个次优的解决方案，这是能够提高中断性能。所有的分析证实了Monte Carlo模拟提供的数值结果。本文的分析和数值计算结果可以提供一个洞察全双工中继辅助OFDM D2D系统，并作为其在下一代网络中的实施指南。
2017-08-10 cs.IT math.IT
Analysis of the Outage Probability of Ground-Based Relaying for Satellite Systems
本文研究了在多天线卫星阻塞情况下使用地面中继的理论基础。位于地面上的不活动且无障碍的用户设备（UE）是不在卫星的视场中的UE的中继节点。对于每个用户在卫星上连接到两个发射天线的情况，得到了信噪比（SNR）和中断概率的精确闭式关系。卫星和地面之间的信道被建模为阴影莱斯（SR），而波动双射线（FTR）衰落模型用于中继和UE之间的毫米波地面链路，以及具有完美和不完美的信道状态信息（CSI）的情况。仿真结果表明，如果在预编码时没有理想的信道状态信息，仅对信号相位进行估计，则系统性能损失最小，可以在消耗有限功率的情况下达到理想的性能。在任何情况下，理想状态的封闭形式是一个很好的代理，以预测在非理想条件下的性能。
2022-12-13 cs.IT math.IT
End-to-End Outage Minimization in OFDM Based Linear Relay Networks
在未来的无线网络中，多跳中继是一种经济有效的覆盖扩展和吞吐量增强的架构。另一方面，OFDM是用于宽带传输的频谱高效的物理层调制技术。作为OFDM与多跳中继相结合的必然结果，每跳子载波功率和每跳传输时间的分配对于优化网络性能至关重要。研究了基于OFDM的线性中继网络中的端到端信息中断问题。我们的目标是找到一个最佳的功率和时间适应策略，以最小化中断概率下的长期总功率约束。我们分两步解决这个问题。首先，对于任何给定的信道实现，我们推导出满足目标传输速率所需的最小短期功率。我们表明，它可以通过两个嵌套的二分法循环。为了减少计算复杂性和信令开销，我们还提出了一个次优算法。在第二步中，我们确定一个功率阈值来控制传输开关，使长期总功率约束得到满足。数值例子来说明所提出的功率和时间自适应方案相对于其他资源自适应方案的性能。
2009-01-21 cs.IT math.IT
Asymptotic Outage Probability Analysis for General Fixed-Gain Amplify-and-Forward Multihop Relay Systems
在本文中，我们提出了一个固定增益放大转发（AF）多跳中继链路在高信噪比制度的中断概率的分析。我们的分析利用梅林变换的属性，即使当每跳信道增益坚持完全不同的衰落模型，推导出一个渐近近似是准确的。本文的主要结果是中断概率的一般表达式，它是每跳信道增益的梅林变换的函数。此外，我们明确地计算四个不同的系统的渐近中断概率，从而在每个系统中的每跳信道坚持要么Nakagami-m，威布尔，Rician，或霍伊特衰落配置文件，但其中的分布参数可能会有所不同，从跳到跳。这一分析导致我们的第二个主要结果，这是一个半一般的封闭式公式一般固定增益AF多跳系统的中断概率。我们利用该公式来分析四跳系统的示例场景，其中每跳信道遵循上述四个衰落模型，即，第一个信道是Nakagami-m衰落，第二个信道是Weibull衰落，等等。最后，我们提供了仿真结果来证实我们的分析。
2012-06-14 cs.IT math.IT
Joint Power Splitting and Relay Selection in Energy-Harvesting Communications for IoT Networks
在本文中，我们考虑一个能量收集（EH）中继系统，包括一个源，一个目的地，和多个EH解码转发（DF）中继，可以收获的能量从他们收到的无线电信号。在EH DF中继器处采用功率分配比来表征用于解码在中继器处接收的源信号的能量与用于重传解码结果而收获的剩余能量之间的折衷。我们提出了一个最佳的功率分配和中继选择（OPS-RS）的框架，也考虑了传统的等功率分配和中继选择（EPS-RS）的比较目的。我们推导出OPS-RS和EPS-RS方案的中断概率的封闭形式的表达式，并通过在高信噪比区域的渐近中断分析来表征其分集增益。我们进一步研究了我们的OPS-RS框架的扩展到能量收集电池（EHB）启用的合作中继场景，其中EH继电器配备有用于存储其收集的能量的电池。我们分别针对放大转发（AF）和DF中继网络提出了基于放大转发（AF）的EHB-OPS-RS和基于DF的EHB-OPS-RS方案。数值结果表明，所提出的OPS-RS总是优于EPS-RS的中断概率。此外，基于AF和DF的EHB-OPS-RS方案的中断概率远小于OPS-RS和EPS-RS方法的中断概率，证明了在EH继电器中利用电池的益处。另外，基于DF的EHB-OPS-RS显著优于基于AF的EHB-OPS-RS，并且随着EH中继的数量增加，这种中断优势变得更加显著。
2019-10-08 cs.IT math.IT
On the Outage Probability of the Full-Duplex Interference-Limited Relay Channel
在本文中，我们研究的性能，在渐近错误概率方面，一个用户与一个目的地的全双工带内中继的帮助下进行通信。我们认为网络是干扰受限的，干扰用户分布作为一个泊松点过程。在这种情况下，渐近错误概率的上界中断概率（OP）。我们研究了著名的合作计划，即，解码和转发（DF）和压缩和转发（CF）考虑衰落和路径损耗的中断行为。对于DF，我们确定确切的OP和开发的上界是紧在典型的操作条件。此外，我们找到了源和中继信号之间的相关系数，最小化的OP时的密度是小的。对于CF，可实现的速率由干扰的空间相关性确定，并且直接分析是不可能的。为了解决这个问题，我们证明了相关噪声的速率最多比不相关噪声差一位，从而找到了CF性能的上限。这些结果是有用的评估性能和优化中继方案的上下文中的全双工无线网络。
2014-05-15 cs.IT math.IT
Energy-Efficient Cooperative Protocols for Full-Duplex Relay Channels
在这项工作中，能量有效的合作协议进行了研究，全双工中继（FDR）与干扰。在这些协议中，中继援助只寻求在一定条件下对不同的链路中断，以确保有效的合作。最近，一种能量有效的选择性解码和转发协议被提出用于FDR，并且被证明在中断方面优于现有的方案。在这里，我们提出了一个增量选择性解码和转发协议，提供额外的节能，同时保持相同的中断性能。我们比较了这两种协议的性能方面的端到端的信噪比累积分布函数，通过封闭形式的表达式。最后，我们通过仿真证实了我们的理论结果，并显示了与非选择性协作（无论信道条件如何，中继器都进行协作）相比的相对中继功率节省。
2013-10-17 cs.IT math.IT
Outage Performance of Multi-UAV Relaying-based Imperfect Hardware Hybrid Satellite-Terrestrial Networks
在本文中，我们考虑了一个不完善的硬件混合卫星地面网络（HALTH）的卫星通信与地面用户设备（UE）的辅助下，多个放大和转发（AF）三维（$3$ D）移动无人机（UAV）中继。在这里，我们认为，所有的收发器节点被损坏的射频硬件损伤（RFHI）。此外，随机混合移动性（MM）模型被用来描述的瞬时位置的$3$ D移动无人机中继在一个圆柱形小区与UE躺在其中心的地面平面。考虑到卫星和无人机中继收发器的聚合RFHI模型和无人机中继-UE链路的随机$3$ D距离为基础的路径损耗，我们研究了系统的中断概率（OP）和相应的渐近中断行为的机会主义中继选择方案下的影子莱斯卫星链路的信道和Nakagami- \emph{m}以及莱斯地面链路的信道的统一形式。我们证实了模拟的理论分析。
2021-06-08 cs.IT eess.SP math.IT
RF-based Energy Harvesting in Decode-and-Forward Relaying Systems: Ergodic and Outage Capacities
射频能量收集是延长无线网络寿命、使通信设备脱离电池和电源线、有利于节能和降低无线通信碳足迹的有效途径。本文提出了一种用于协作中继系统的干扰辅助能量收集方案，能量受限的中继站从接收到的信息信号和同信道干扰信号中收集能量，然后利用收集到的能量将正确解码的信号转发到目的站。分别采用时间切换方案（TS）和功率分割方案（PS），在时间切换方案（TS）中，接收机在解码信息和收集能量之间切换，在功率分割方案（PS）中，接收功率的一部分用于能量收集，剩余功率用于信息处理。将所提出的能量收集方法应用于具有三端模型的解码转发中继系统，推导了系统的遍历容量和中断容量的解析表达式，并确定了相应的可达吞吐量。比较结果表明，PS优于TS在高信噪比（SNR）的吞吐量，而在低信噪比，TS优于PS。此外，考虑在中继站处具有相等聚合干扰功率的不同干扰功率分布，相应的系统容量关系，即，获得容量的排序。
2018-02-11 cs.IT math.IT
Optimal Combining and Performance Analysis for Two-Way EH Relay Systems with TDBC Protocol
在本文中，我们研究了同时无线信息和功率传输（SWIPT）的双向解码转发（DF）中继网络，其中时间交换（TS）的SWIPT和时分广播（TDBC）的双向中继。我们专注于一个合并方案的设计，决定如何中继合并从两个终端接收到的信号，通过在中继的功率分配比。我们制定了一个优化问题，以最大限度地减少系统中断概率，并获得封闭形式的最优功率分配比。对于所提出的最优合并方案，我们推导出系统中断概率和容量的表达式。仿真结果验证了我们推导的表达式，并表明该方案实现了更高的系统中断容量比现有的计划。
2018-12-11 cs.IT math.IT
Optimal Power Allocation for Three-phase Bidirectional DF Relaying with Fixed Rates
携带延迟敏感信息（诸如语音和/或视频信号）的无线系统通常以固定的数据率进行传输，但是可能偶尔遭受由衰落信道的随机特性引起的传输中断。如果发射机具有可用的瞬时信道状态信息（CSI），则它可以通过利用功率分配来补偿这些中断的显著部分。在本文中，我们考虑了传统的双跳双向解码转发（DF）中继系统的最优功率分配与三相传输协议。所提出的策略最小化的平均功率消耗的终端节点和中继，受到一些最大允许的系统中断概率（OP），或等效地，最小化的系统OP，同时满足平均功率约束在终端节点和中继。我们表明，在建议的功率分配方案，终端节点和继电器调整其输出功率所需的最低水平，以避免停电，但有时会沉默，以节省电力，延长其寿命。对于所提出的方案，端节点使用其各自的源中继链路的瞬时CSI，并且中继使用两个链路的瞬时CSI。
2014-03-31 cs.IT math.IT
Outage Probability Analysis of RF/FSO-VLC Communication Relaying System
本文提出了一种非对称中继系统，提供混合室外子系统和室内可见光通信（VLC）接入点之间的通信分析。室外子系统是一个混合射频（RF）/自由空间光学（FSO）系统，旨在减少天气条件对传输质量的影响。推导了系统中断概率的解析表达式。数值结果，并证实了Monte Carlo模拟。系统和信道参数的中断概率性能的影响进行了研究和讨论。VLC子系统的更大的光发射功率反映在更好的系统性能，以及更低的室内环境高度。当室内房间较高时，光信号的传播时间更长，会有更大的功耗和性能恶化。此外，中断概率本底是中继系统设计的重要限制因素。
2022-09-22 cs.IT cs.NI math.IT
