Fluid Antenna Relay (FAR)-assisted Communication with Hybrid Relaying Scheme Selection
Zhejiang University（浙江大学）；University of Miami（迈阿密大学）；University College London（伦敦大学学院）
本文提出一种基于流体天线中继的混合中继方案，通过优化功率控制提升通信系统的总速率。
2026-01-19 eess.SP
Relay-Based Blockage and Antenna Misalignment Mitigation in THz Wireless Communications
近年来，无线设备的激增导致了频谱短缺，这导致科学界探索使用太赫兹（THz）通信的潜力。然而，太赫兹系统遭受严重的路径衰减，阻塞和天线未对准。在本文中，我们提出了一种基于中继的阻塞和天线失调缓解方法。更详细地，采用两种中继选择策略，即最佳中继选择和随机中继选择。这两种政策下的系统性能进行评估和比较的平均吞吐量和概率的链路的吞吐量低于服务质量（QoS）阈值，使用蒙特卡罗模拟。据观察，堵塞和错位的影响可以减轻使用继电器。此外，使用中继来减轻阻塞的增益要显著得多。
2020-03-09 eess.SP
Impact of Interference on the Performance of RIS-Assisted Source DF Relaying Networks
本文研究了同频干扰对具有可重构智能表面（RIS）辅助源的解码转发（DF）中继网络性能的影响。我们考虑一个源，多个DF中继，和一个目的地与CCI在中继和目的地。假设瑞利衰落信道，我们推导出系统中断概率的封闭形式的精确近似。此外，我们研究了在高信噪比（SNR）制度，其中封闭形式的表达式推导出的渐近中断概率，分集阶数，和编码增益的系统性能。结果表明，源端反射单元数N对系统的编码增益影响很小，而对分集阶数影响不大。此外，研究结果表明，中继的数量K是影响分集阶数，是更有影响力的性能比N。最后，结果表明，利用RIS在源节点减轻了中继节点的干扰效果。
2020-11-10 eess.SP
Performance of a Relay-Assisted Hybrid FSO/RF Communication System
研究了中继辅助的混合自由空间光/射频（FSO/RF）通信系统的性能。特别推荐在移动用户和基站之间的直接RF通信由于大气条件而不可能的任何地方使用所提出的结构。在该系统中，多用户RF链路将移动用户连接到中继站，FSO链路将中继站连接到基站。这是第一次，在小区内的用户数量的影响，对这种结构的性能，进行了调查。首次研究了负指数大气湍流环境下双跳FSO / RF混合系统的性能。考虑到从中等到饱和的大范围大气湍流状态，首次推导出了该结构的误比特率和中断概率的闭合表达式。MATLAB仿真验证了推导公式的正确性。考虑中继站的固定增益和自适应增益放大转发协议，表明自适应增益中继对小区内的用户数不太敏感。它还表明，固定增益中继，尽管其复杂性低，具有更好的性能，因为它的增益调整，即使在最坏的情况下的性能是有利的。
2018-11-20 eess.SP
Performance Analysis of Relay-Assisted OWC Over Foggy Channel with Pointing Error
大气信道损伤和指向误差引起的信号衰落是影响光无线通信性能的主要瓶颈。在本文中，我们考虑了放大和转发（AF）光中继，以提高性能的OWC系统与一个可以忽略的视线（LOS）链路下的雾和指向误差的综合影响。分析了由复杂的概率分布函数组成的中继辅助系统的端到端性能。我们推导出中断概率的解析表达式，平均信噪比（SNR），和遍历率的OWC系统参数。我们还开发了一个精确的积分形式的表达这些性能指标使用的半谐波平均个人信噪比，以验证所得出的分析表达式的紧密性。数值和仿真分析表明，提出的双跳中继有显着的性能改善时，相比直接传输考虑信道损伤。与直接传输相比，中继辅助系统需要几乎少$30$倍的传输功率来实现相同的中断概率。所考虑的系统还提供了一个显着的增益的平均SNR和遍历速率的OWC部署的实际情况。
2020-06-12 eess.SP
Optimization-driven Hierarchical Learning Framework for Wireless Powered Backscatter-aided Relay Communications
在本文中，我们采用多个无线供电的中继，以协助从多天线接入点的单天线接收机的信息传输。无线中继器可以通过反向散射通信以被动模式操作，或者通过RF通信以主动模式操作，这取决于它们的信道条件和能量状态。我们的目标是通过联合优化接入点的波束成形和中继的无线电模式和操作参数，以最大限度地提高整体吞吐量。由于非凸和组合结构，我们开发了一种新的优化驱动的分层深度确定性策略梯度（H-DDPG）方法，以适应波束成形和中继策略动态。优化驱动的H-DDPG算法首先将二进制中继模式选择分解为外环深度Q网络（DQN）算法，然后利用内环DDPG算法优化连续波束形成和中继参数。其次，为了提高学习效率，我们将基于模型的优化集成到DDPG框架中，为DNN训练提供更好的目标估计。仿真结果表明，这两种特殊的设计，确保了更稳定的学习，并实现了更高的回报性能，高达近20%，相比于传统的DDPG方法。
2020-08-04 eess.SP
Deep Learning Assisted Antenna Selection in Untrusted Relay Networks
本文主要研究不可信中继网络中基于深度学习的发射天线选择问题。在以前的工作中，我们发现，基于机器学习（ML）的天线选择方案有小的性能下降所造成的复杂的耦合关系之间的可实现的保密率和信道增益。为了解决这个问题，我们在这里引入深度神经网络（DNN）来解耦复杂的关系。仿真结果表明，DNN方案可以实现更好的解耦，从而执行几乎相同的性能与传统的穷尽搜索方案。
2019-01-10 eess.SP
Optimum Location-Based Relay Selection in Wireless Networks
研究了由均匀泊松分布中继组成的无线网络中基于位置的最优中继选择策略的性能和关键结构特性。得到了最优中继位置处信道质量指标的分布。提出了一种基于阈值的分布式选择性反馈策略，用于在有限平均反馈负载下发现最优中继位置。建立了反馈继电器总数服从泊松分布，并导出了平均反馈负载的解析表达式。对于一般的路径损耗模型，给出了有无选择反馈时平均速率和中断概率的解析表达式。结果表明，基于位置的最优中继选择策略明显优于其他常见的中继选择策略。它还表明，利用位置信息从少量的继电器是足以实现几乎相同的性能与无限反馈负载的情况下。作为推广，全双工中继，各向同性泊松点过程，异构源到中继和中继到目的地的链路也进行了研究。
2021-07-12 cs.IT eess.SP math.IT
Interference Impact on Decode-and-Forward Relay Networks with RIS-Assisted Source and Relays
在这封信中，我们考虑的情况下，解码和转发中继网络与可重构智能表面（RIS）辅助源和中继干扰的存在。在瑞利衰落信道和机会中继的条件下，推导出了系统中断概率的近似解析表达式。此外，我们还研究了高信噪比（SNR）条件下的系统行为，获得并分析了分集阶数和编码增益。结果表明，该系统可以达到Gd = min（N1，N2）K的分集阶数，其中N1和N2分别为源端和中继端的反射单元数，K为中继端的数目。此外，研究结果表明，对于相同的分集阶数，利用一个中继与多个反射元件提供更好的性能比利用多个中继与一个单一的反射元件。此外，研究结果表明，在目的地的干扰是更严重的系统性能比中继干扰。因此，在相同的干扰功率下并且对于固定数量的中继器K，结果表明，第一跳主导性能N1 < N2的情况在编码增益方面比N2 < N1的情况给出更好的结果。
2021-01-07 cs.IT eess.SP math.IT
Relay-Assisted Cooperative Federated Learning
The Chinese University of Hong Kong（香港中文大学）
联邦学习（FL）最近已经成为在网络边缘实现人工智能（AI）的有前途的技术，其中分布式移动设备在边缘服务器的协调下协作训练共享AI模型。为了显著提高FL的通信效率，空中计算允许大量移动设备通过利用无线多址信道的叠加特性来并发地上传它们的本地模型。由于无线信道衰落，边缘服务器处的模型聚合误差由所有设备中最弱的信道主导，从而导致严重的离散问题。在本文中，我们提出了一个中继辅助合作FL计划，以有效地解决掉队的问题。特别是，我们部署了多个半双工中继来协作协助设备将本地模型更新上传到边缘服务器。空中计算的性质提出了与传统中继通信系统中的那些不同的系统目标和约束。此外，设计变量之间的强耦合使得此类系统的优化具有挑战性。为了解决这个问题，我们提出了一种基于交替优化的算法来优化收发器和中继操作，具有低复杂度。然后，我们分析了模型聚合误差在一个单一的中继的情况下，我们的中继辅助方案实现了一个较小的误差比一个没有中继提供中继发送功率和中继信道增益是足够大的。分析提供了关键的见解中继部署在实施合作FL。大量的数值结果表明，我们的设计实现了更快的收敛速度相比，国家的最先进的计划。
2022-03-04 cs.IT cs.LG cs.NI
Relay Assisted Underlay Cognitive Radio Networks with Multiple Users
在这封信中，我们考虑一个双跳解码和转发（DF）中继辅助的认知无线电网络。对于一般的多用户网络，我们采用了最大最小公平中继选择方案，并分析了中断概率时，信道受到独立和不同的Nakagami-m衰落。中继网络在对主接收机可容忍的峰值干扰功率施加的约束内操作。然后，我们分析了渐近中断概率性能，并说明了存在的i）全分集阶时，在主用户的干扰电平与中继发射功率成比例地增加;和ii）中断地板时，中继的发射功率受到限制的主接收机。我们还分析了不完美的信道状态信息（CSI）的中断概率和平均吞吐量在瑞利衰落信道。说明性的分析结果准确地验证了数值模拟。
2021-05-08 cs.IT eess.SP math.IT
New expressions on the performance of a novel multi-hop relay-assisted hybrid FSO / RF communication system with receive diversity
本文提出了一种新的多跳中继辅助的混合自由空间光/射频（FSO / RF）通信系统，其中移动用户通过一条多跳中继辅助的混合FSO / RF链路与基站相连，该链路具有接收分集功能。在该结构中，在每个中继器处接收的信号被解调和转发。这是第一次在多跳混合FSO / RF系统中使用接收分集。研究了系统性能指标误比特率（BER）和中断概率（P_out）。新的精确和渐近表达式推导出这些标准，并提供MATLAB仿真来验证所得到的结果。首次研究了接收天线数量和中继器数量对这种结构性能的影响。结果表明，所提出的结构对接收天线数目的依赖性较低，因此，在所提出的结构中使用单接收天线具有与多天线相同的性能，同时复杂度和功耗较低。所提出的结构在中等和强大气湍流状态下表现出独立的性能。因此，它不需要自适应处理来根据大气湍流条件匹配自身，因此是成本有效的，并且特别适合于遇到大气湍流频繁变化的城市区域。
2018-11-20 eess.SP
Beamforming Design for Hybrid IRS-aided AF Relay Wireless Networks
本文提出一种由无源和有源元件组成的混合IRS辅助AF中继无线网络，并设计了基于逐次凸逼近和分数规划的低复杂度方法（LC-SCA-FP）联合优化波束成形与反射系数矩阵，仿真证明其速率优于基准方案。
2023-11-23 cs.IT eess.SP math.IT
Energy-Efficient Fixed-Gain AF Relay Assisted OFDM with Index Modulation
为了拓宽应用场景并降低能耗，本文提出了一种能量有效的固定增益放大转发中继辅助的正交频分复用（OFDM-IM）方案。所提出的系统既不需要瞬时的信道状态信息（CSI），也不需要复杂的处理在中继节点。它的工作原理是基于功率分配方案，在给定中断概率约束的情况下，使源节点和中继节点的发射功率之和最小化。通过一系列的问题转换和简化，我们将原来的功率分配问题转化为它的放松版本，并使用凸规划技术解决它。为了揭示所提出的功率分配方案的计算效率，我们分析了其计算复杂度。数值仿真结果表明，该优化方案与暴力搜索相比，损失可以忽略不计，但计算复杂度可以大大降低。
2020-06-08 cs.IT eess.SP math.IT
Power Allocation for Relayed OFDM with Index Modulation Assisted by Artificial Neural Network
在这封信中，我们提出了一种中继正交频分复用与索引调制（OFDM-IM）系统的功率分配方案。提出的功率分配方案基于人工神经网络（ANN）和深度学习在源节点和中继节点的各个子载波之间分配发射功率。功率分配方案的目标是在一组约束条件下最小化总发射功率。在不失一般性的情况下，我们假设源节点和中继节点处的所有子载波独立地分布有不同的统计分布参数。中继节点采用固定增益放大转发（FG AF）中继协议。我们采用自适应矩估计方法（亚当）来实现反向传播学习和模拟所提出的功率分配方案。分析和仿真结果表明，所提出的功率分配方案能够提供与最优解相当的性能，但具有较低的复杂度。
2020-10-24 cs.IT eess.SP math.IT
Semantic Leakage and Privacy Preservation in Relay-Assisted Semantic Communications
Nexcepta；The Ohio State University（俄亥俄州立大学）；University of Maryland（马里兰大学）
研究语义通信中继节点对潜在表示的隐私泄露问题，提出迭代对抗训练框架，通过交替优化中继窃听与合法系统，在保持合法接收端语义解码性能的同时抑制中继的语义推断。
2026-07-01 cs.CR cs.IT cs.LG
Optimization of Rate Fairness in Multi-Pair Wireless-Powered Relaying Systems
这封信考虑了多对解码和转发中继网络，其中在能量受限中继处采用功率分配（PS）协议以提供同时的无线信息和能量收集（EH）。为了实现更高的效率的EH，我们提出了一种新的基于PS的EH架构在继电器通过纳入交流（AC）计算逻辑，这是用来直接使用无线收集的AC能量的计算块。在非线性EH电路下，我们的目标是在功率约束下最大化用户对之间的端到端速率的公平性，从而导致一个非凸问题。我们提出了一个迭代算法，以实现一个次优和有效的解决方案，这个具有挑战性的问题，利用内部近似框架。数值结果表明，该算法优于传统的直流计算和其他基线方案。
2020-03-18 cs.IT eess.SP math.IT
Relay-Assisted Activation-Integrated SIM for Wireless Physical Neural Networks
Department of Electrical and Electronic Engineering, Imperial College London, United Kingdom（英国伦敦帝国理工学院电气与电子工程系）
本文提出一种基于激活集成堆叠智能超材料的中继辅助无线物理神经网络架构，通过多跳无线传播结构实现非线性处理，提升分类准确率和表示能力。
2026-04-05 cs.LG eess.SP
New expression on the performance of a novel multi-hop relay-assisted hybrid FSO / RF communication system
本文提出了一种新型的多跳中继辅助混合FSO / RF系统。假设移动用户和源基站之间的直接RF连接是不可能的，因此中继器经由FSO链路将RF用户连接到源基站。源基站和目的基站通过多跳中继辅助的混合FSO / RF链路连接。研究了在中等到饱和大气湍流条件下的FSO链路。还假设RF链路具有瑞利衰落。首次推导了该系统的误比特率和中断概率的新的精确和渐近表达式。MATLAB仿真进行验证得到的分析结果。结果表明，所提出的结构对用户数的依赖性较低，因此，所提出的结构适用于在一天中遇到不同种群的小区，因为不同用户数的系统性能差别不大.此外，所提出的结构，在负指数大气湍流有小的依赖于中继的数量，但这种依赖性是有点多的伽玛-伽玛大气湍流。因此，所提出的结构增加了容量，同时保持了系统的性能。
2018-05-22 cs.IT eess.SP math.IT
Power Allocation for IRS-aided Two-way Decode-and-Forward Relay Wireless Network
本文研究了一种智能反射面（IRS）辅助的双向解码转发（DF）中继无线网络，其中两个用户通过IRS和DF中继进行信息交换。为了提高和速率性能，提出了三种功率分配（PA）策略。首先，提出了一种最大化和速率（Max-SR）的方法来联合优化用户U1、用户U2和中继站（RS）的PA因子。为了进一步提高和速率性能，提出了两种高性能的方案：最大化最小和速率方案（Max-Min-SR）和带速率约束的最大化和速率方案（Max-SR-RC）。仿真结果表明，所提出的三种方法优于等功率分配（EPA）方法的和速率性能。特别是，Max-SR-RC方法实现的最高性能增益比EPA高达45.2%。此外，还验证了总功率和随机阴影变量Xσ对和速率性能的影响。
2022-03-26 cs.IT eess.SP math.IT
