Cooperative Transmission Protocols with High Spectral Efficiency and High Diversity Order Using Multiuser Detection and Network Coding
协同传输是一种利用无线信道广播特性的新兴通信技术。然而，由于低频谱效率和正交信道的要求，其在未来无线网络中的应用潜力是有限的。本文利用多用户检测和网络编码技术，提出了一种具有高频谱效率、分集阶数和编码增益的协作传输协议。与传统的单用户检测协作传输协议相比，多用户检测协作传输协议的分集增益仅针对一个源用户，其优点是一个用户链路的改善也能使其他用户受益。另外，在中继站处使用MUD提供了可以采用网络编码的环境。充分利用中继站与目的站之间的链路，可以获得较高的编码增益和分集阶数。从分析和仿真结果可以看出，所提出的协议实现更高的分集增益，更好的渐近效率，和更低的比特出错率，相比传统的多用户检测和现有的合作传输协议。
2007-04-25 cs.IT math.IT
Joint Transmit Diversity Optimization and Relay Selection for Cooperative MIMO Systems using Discrete Stochastic Algorithms
针对译码转发（DF）协作MIMO系统，提出了一种基于离散随机优化的联合发射分集选择（TDS）和中继选择（RS）算法，TDS和RS联合进行，采用连续最小二乘信道估计（CE），所有节点均采用线性最小均方误差（MMSE）接收机，中继间无需通信。通过比特出错率（BER）的比较和多样性分析，所提出的方案的性能进行评估，并收敛到最佳的穷举解。
2013-06-10 cs.IT math.IT
Error Performance and Diversity Analysis of Multi-Source Multi-Relay Wireless Networks with Binary Network Coding and Cooperative MRC
本文对多源多中继网络编码协作分集协议进行了理论分析、设计和性能评估。这些协议是有用的，以抵消频谱效率低的重复为基础的合作。我们提供了一个通用的分析框架，分析和设计的无线网络使用解调和转发（DemF）协议与二进制网络编码（NC）在中继和合作最大比合并（C-MRC）在目的地。我们的系统模型包括一个任意数量的中继，提供两个合作水平：i）完全合作的中继，推迟自己的数据帧的传输，以帮助通过DemF中继和二进制NC的源的传输;和ii）部分合作的中继，利用NC传输自己的数据帧以及从源接收的数据包。继电器可以适用于NC上的不同子集的源，这是不平等的多样性订单提供的来源。选择要组合的数据包的准则，即，给出了实现所需分集阶数的网络码。我们的研究表明，部分合作中继提供没有贡献的多样性秩序的来源。理论研究结果和设计指导方针进行了验证，通过广泛的蒙特卡罗模拟。
2013-03-21 cs.IT math.IT
Energy Harvesting Cooperative Networks: Is the Max-Min Criterion Still Diversity-Optimal?
研究了一个具有M个源-目的节点和一个中继节点的能量收集协作网络，其中中继节点只调度m个用户对进行传输.对于m = 1的特殊情况，所解决的调度问题等价于具有一个SD对和M个中继的场景的中继选择。在传统的协作网络中，最大最小选择准则被认为是一种分集最优的中继选择和用户调度策略。本文的主要贡献是表明，使用的最大-最小准则将导致损失的多样性增益的能量收集合作网络。特别是当只有一个用户被调度时，分析结果表明，通过最大最小准则实现的分集增益仅为（M+1）/2，远小于最大分集增益M。最大最小准则遭受这种多样性损失，因为它没有反映这样一个事实，即在能量收集网络中，源中继信道比中继目的地信道更重要。受此启发，一些用户调度方法量身定制的能量收集网络的发展和他们的性能进行了分析。仿真结果证明了开发的分析结果的准确性，并促进性能比较。
2014-03-03 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
Comments on "Finite-SNR Diversity-Multiplexing Tradeoff for Network Coded Cooperative OFDMA Systems"
在论文“网络编码协作OFDMA系统的信噪比分集复用权衡”中，作者采用了最近提出的子载波分配算法，旨在向具有网络编码协作（NCC）的基于OFDMA的网络提供最佳频率分集，其中$P$源节点在$M$中继节点的帮助下向公共目的地发送独立信息，在具有$L$相干块频率选择性信道中。然而，在上述论文中提出的所谓的NCC-OFDMA方案的分析假设子载波分配算法能够向网络中的所有链路提供全频率分集，这在实践中通常不成立，因为该分配仅从单个目的地的角度来看是最优的。因此，在这篇文章中，我们重新评估了一个更现实的情况下，只有发送到目的地的消息受益于由子载波分配算法提供的全频率分集的NCC-OFDMA的中断概率，表明分集阶数从$L(M+1)$降低到$M+L$。
2017-06-19 cs.IT math.IT
Cooperative Relaying in a Poisson Field of Interferers: A Diversity Order Analysis
本文分析了在干扰受限的网络中，由于干扰和衰落而导致中断的协作中继的增益。基于点过程理论的随机模型被用来捕捉当代无线网络中存在的空间随机性。使用修改的多样性的阶度量，选择解码和转发的可靠性增益研究了几种情况。主要结果如下：可实现的\emph{spatial-contention}分集阶数（SC-DO）等于1，而不管信道的类型，这是由于中继在MAC阶段（发送分集）的无效性。在BC阶段（接收分集）中，SC-DO取决于衰落量和空间干扰相关性。在没有衰落的情况下，取决于系统参数，在SC-DO之间存在一个或两个的硬转换。
2013-05-15 cs.IT math.IT
Incremental Redundancy Cooperative Coding for Wireless Networks: Cooperative Diversity, Coding, and Transmission Energy Gain
研究了一种适用于无线网络的增量冗余协作编码方案。为了利用空间分集的好处，我们提出了一个基于簇的协作策略的准静态瑞利衰落信道模型和基于网络的几何距离配置文件。我们的计划，提高了网络的性能，通过嵌入一个IR合作编码方案到现有的非合作路由。更准确地说，对于每一跳，我们形成一个协作集群的M-1节点之间的（跳）发送方和（跳）目的地。使用母码对所发送的消息进行编码，并将其划分为对应于M个时隙中的每个时隙的M个块。在第一个时隙中，（跳）发送方通过发送第一个块来广播其信息，并且其助手尝试中继此消息。在剩余的时隙中，剩余的M-1个块中的每一个或者通过已经成功解码消息的助手发送，或者直接由（跳）发送器发送，其中动态调度基于来自集群的基于ACK的反馈。通过使用强大的好代码（例如，Turbo码、LDPC码和Raptor码），其性能的特征在于阈值行为，我们的方法不仅通过协作分集效益而且通过编码优势来提高多跳路由的可靠性。基于最大似然解码的帧出错率（FER）的一个新的简单阈值界，对该方案的分集和编码增益进行了研究。平均FER上限和它的渐近（在大信噪比）版本推导出作为平均衰落信道信噪比和码阈值的函数。
2007-02-17 cs.IT math.IT
A Simple Distributed Antenna Processing Scheme for Cooperative Diversity
在这封信中，多个中继信道的性能进行了分析的情况下，其中多个天线部署在中继。研究了中继站采用两种不同天线处理技术的简单重复编码解码转发协议。天线组合技术是用于接收的最大比组合（MRC）和用于发射的发射波束成形（TB）。结果表明，这些分布式天线组合技术可以利用全空间分集的中继信道，而不管在每个中继的中继和天线的数量，并提供显着的功率增益超过分布式空时编码技术。
2008-02-19 cs.IT math.IT
Improving Physical-Layer Security in Wireless Communications Using Diversity Techniques
由于无线电传播的广播性质，未经授权的使用者很容易偷听无线传输以进行截取，因此极易受到窃听攻击。为此，物理层安全正在成为一个有前途的范例，以保护无线通信免受窃听攻击，通过利用无线信道的物理特性。传统的人工噪声产生和波束形成技术通常需要消耗额外的功率来产生人工噪声，并且波束形成器的设计具有很高的实现复杂度。我们提出了几种多样性的方法来提高无线物理层的安全性，包括多输入多输出（MIMO），多用户分集和合作分集。为了说明通过多样性的安全性的改善，我们提出了一个案例研究，利用合作中继，以协助从源到目的地的信号传输，同时抵御窃听攻击。本文从保密容量和截获概率两个方面分析了协作中继传输在瑞利衰落环境下的安全性能。结果表明，随着中继节点数目的增加，协作中继传输的保密容量和截获概率都有显著提高，这说明利用协作分集技术可以提高物理层的安全性.
2014-05-15 cs.IT math.IT
Towards the Optimal Amplify-and-Forward Cooperative Diversity Scheme
在慢衰落信道中，如何找到一种能够达到发射分集上界的协作分集方案仍然是一个悬而未决的问题。事实上，所有先前提出的放大和转发（AF）和解码和转发（DF）方案在复用增益r高于0.5的分集复用折衷（DMT）方面不随着中继器的数量而改善。在这项工作中，我们研究了一类时隙放大转发（SAF）计划。我们首先建立一个上限的DMT任何SAF方案与任意数量的中继N和时隙M的数量。然后，我们提出了一个顺序SAF计划，可以利用潜在的分集增益在高复用增益制度。更确切地说，在某些条件下，顺序SAF方案实现了所提出的DMT上界，当M趋于无穷大时，DMT上界趋向于发射分集界。特别地，对于两个中继器的情况，三时隙顺序SAF方案实现了所提出的上限，并且对于复用增益r < 2/3，优于Azarian等人的两个中继器非正交放大转发（NAF）方案。数值结果表明，我们的计划比以前提出的AF计划，特别是在高频谱效率和大的网络规模政权显着的增益。
2006-11-30 cs.IT math.IT
Diversity and Degrees of Freedom of Cooperative Wireless Networks
具有多个天线的无线衰落网络通常从两个不同的角度-中断特性和遍历容量特性-进行信息理论研究。网络中断特性的一个关键参数是多样性，而遍历容量的一阶指标是自由度（DOF），它是容量表达式中的前对数系数。在本文中，我们提出了最大流最小割型定理计算任意单源单汇多天线网络的多样性和自由度。我们还表明，放大和转发协议是足以实现这一点。自由度的特点是使用一个确定性的无线网络的容量最近发现，我们发现，多样性的结果很容易扩展到多源多汇网络和评估的自由度多播在单源多汇网络。
2008-02-13 cs.IT math.IT
On the Performance of DCSK MIMO Relay Cooperative Diversity in Nakagami-m and Generalized Gaussian Noise Scenarios
混沌通信以其优良的抗衰落、抗截获、抗干扰能力等优点，引起了无线通信界的广泛关注。差分混沌键控（DCSK）由于其低复杂度和低功耗以及许多吸引人的特性而特别令人感兴趣。然而，大多数DCSK研究文献中报道的加性高斯白噪声环境中的非合作场景。此外，出错率和其他性能度量的分析推导和评估通常以积分形式保留，并使用数值技术进行评估。为了规避这些问题，这项工作是专门提出了一个新的近似出错率分析的多址多输入多输出双跳中继DCSK协作分集（DCSK-CD）在Nakagami-m衰落信道（包括作为一个特殊情况下的瑞利衰落）。在此基础上，推导了无差错中继和解码转发中继的平均出错率的封闭表达式。测试结果验证了推导的解析表达式的准确性。
2016-07-31 cs.IT math.IT
On the Diversity Order and Coding Gain of Multi-Source Multi-Relay Cooperative Wireless Networks with Binary Network Coding
研究了一种采用二进制调制和二进制网络编码的多源多中继协作无线网络。系统模型包括：i）中继站处的解调转发协议，其中转发接收到的分组而不管它们的可靠性;以及ii）目的地处的最大似然最优解调器，其考虑中继站处可能的解调错误。推导出了端到端错误概率的渐近紧闭表达式，该表达式清晰地反映了每个信源的分集阶数和编码增益。与文献中的其他论文不同，所提出的框架具有三个主要的可区分的特征：i）它对一般网络拓扑和任意二进制编码向量是有用的; ii）它显示了网络编码和两跳转发协议如何影响分集阶数和编码增益;以及ii）它考虑了现实的衰落信道和中继处的解调误差。该框架提供了三个主要结论：i）每个源实现等于网络码的分离向量的分集阶数; ii）每个源的编码增益随着中继处的混合分组的数量而减小;以及iii）如果目的地不能考虑中继处的解调错误，则其损失了大约一半的分集阶数。
2012-04-23 cs.IT math.IT
MmWaves Cellular V2X for Cooperative Diversity Relay Fast Fading Channels
在这项工作中，我们提出了一个框架分析毫米波（mmWaves）车载通信系统。车辆之间的通信通过协作中继器进行，该协作中继器充当中间基站（BS）。中继器配备有多个发射和接收天线，并采用解码转发（DF）来处理信号。此外，中继分别应用最大比合并（MRC）和最大比传输（MRT）来接收和转发信号。当车辆的速度相对较高时，信道经历快速衰落，并且该时间变化遵循Jakes的自相关模型来建模。我们还假设窄带衰落信道。导出了中断概率、差错概率和信道容量等可靠性度量的闭式表达式。利用这些性能，我们得到的容量的低功率和高功率制度，和高信号干扰噪声比（SINR）的渐近线中断和错误概率，以充分了解系统增益，如分集和编码增益。
2020-10-23 cs.IT math.IT
Finite-SNR Diversity-Multiplexing Tradeoff and Optimum Power Allocation in Bidirectional Cooperative Networks
本文重点研究了双向协作网络中的两种主要协议--模拟网络编码（ANC）和时分广播（TDBC）。首先推导了这两种协议的中断概率的下界。这些下限在整个信噪比（SNR）范围内都是非常紧的，与信道方差的值无关。基于这些下界，有限SNR分集复用的ANC和TDBC协议的折衷。其次，我们研究如何有效地使用信道状态信息（CSI）在这两个协议。具体而言，提出了一种最佳的ANC协议的功率分配方案。它同时最小化中断概率和最大化该协议的总互信息。对于TDBC协议，在等功率分配的假设下，提出了一种在中继端合并接收信号的最优方法。该方法在最小化中断概率的同时，最大化TDBC协议的总互信息。
2008-10-15 cs.IT math.IT
Multi-User Cooperative Diversity through Network Coding Based on Classical Coding Theory
在这项工作中，我们提出并分析了一个广义的分布式网络代码的建设组成的$M$用户发送不同的信息，通过独立的块衰落信道到一个共同的基站网络。其目的是增加系统的分集阶数而不降低其吞吐量。所提出的方案，称为广义动态网络码（GDNC），是一个推广的动态网络码（DNC）最近提出的肖和Skoglund。最大化分集阶数的网络码的设计被认为是等价于汉明度量下的非二元有限域上的线性分组码的设计。我们证明了在链路失效模型下，采用一个足够大的有限域上的最大距离可分分组码的系统生成矩阵作为网络传输矩阵是全分集阶的充分条件。所提出的推广提供了一个更好的速率和分集阶数之间的权衡相比，DNC。中断概率分析表明，改进的性能进行，和计算机模拟结果表明，与分析结果一致。
2011-02-15 cs.IT math.IT
Diversity, Coding, and Multiplexing Trade-Off of Network-Coded Cooperative Wireless Networks
本文研究了网络编码协作分集系统在实际通信约束条件下的性能。更具体地说，我们调查的分集，编码和复用增益之间的相互作用时，中继节点不充当专用的中继器，只转发数据包发送的源，但他们试图追求自己的利益，转发包含网络编码版本的接收和自己的数据包。我们提供了一个非常准确的分析的平均比特错误概率（ABEP）的两个网络拓扑结构与三个和四个节点，当实际的通信约束，即，考虑中继器处的错误解码和所有无线链路上的衰落。进一步研究了分集和编码增益，指出了协作和二进制网络编码的优缺点。我们的研究结果表明，通过NC引入的吞吐量增加是抵消了多样性和编码增益的损失。它示出，既没有编码，也没有分集增益的源节点时，中继转发网络编码版本的接收和自己的数据。与文献中的其他结果相比，结论是，二进制NC似乎是更有用的中继节点只代表源节点，并不混合自己的数据包接收的。分析推导和调查结果证实通过广泛的蒙特卡罗模拟。
2012-03-12 cs.IT math.IT
Predictive Relay Selection: A Cooperative Diversity Scheme Using Deep Learning
在本文中，我们提出了一种新的合作多中继传输方案的移动终端利用空间分集。通过基于深度学习（DL）的信道预测来提高测量的信道状态信息（CSI）的及时性，所提出的方案显著降低了在快时变信道中由过时CSI引起的错误中继选择的概率。它继承了机会中继的简单性，通过选择单个中继，避免了多中继协调和同步的复杂性。数值结果表明，它可以实现全分集增益在慢衰落信道中，并大大优于现有的计划在快衰落无线环境。此外，与现成的计算硬件相比，由DL预测器带来的计算复杂性可以忽略不计。
2021-02-05 cs.IT eess.SP math.IT
Performance of Source transmit Antenna selection for MIMO cooperative communication System Based DF protocol: Symbol Error Rate and Diversity order
在这项工作中，我们研究了一个单一的中继多输入多输出（MIMO）协作通信系统的解码和转发（DF）中继协议的基础上的两种策略，使用发送天线选择在源的性能。第一种策略在中继站和目的站之间使用一根天线，第二种策略使用空时分组编码（STBC）。所有信道都遵循瑞利衰落分布。推导了多进制相移键控（M-PSK）系统的误符号率（SER）的表达式和上界，以及两种策略的分集阶数。分析结果表明，在相同的分集阶数和相同的速率R下，第二种策略的性能优于第一种策略。
2017-11-06 cs.IT eess.SP 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
On the Capacity of CSI Based Transmission Link Selection in Decode-and-Forward Cooperative System
本文从容量的角度研究了解码转发协作系统中的最佳传输链路选择问题。传输链路可以是源节点和目的地节点之间的协作（经由中继）或直接链路。在具有多个中继和源与目的地之间的直接链路的两跳DF系统中，可以基于协作中涉及的所有链路的全部或部分信道状态信息（CSI）来执行传输链路选择。推导了DF协作系统中基于完全CSI和部分CSI的路径选择方案的遍历容量。此外，与这些表达式的帮助下，完全和部分CSI的链路选择方案进行了比较。
2014-07-04 cs.IT math.IT
High Performance Cooperative Transmission Protocols Based on Multiuser Detection and Network Coding
协同传输是一种利用无线信道广播特性的新兴通信技术。然而，由于低频谱效率和正交信道的要求，其在未来无线网络中的应用潜力是有限的。本文利用多用户检测和网络编码技术，提出了一种具有高频谱效率、分集阶数和编码增益的协作传输协议。与传统的单用户检测协作传输协议相比，多用户检测协作传输协议的分集增益仅针对一个源用户，其优点是一个用户链路的改善也能使其他用户受益。另外，在中继站处使用MUD提供了可以采用网络编码的环境。充分利用中继站与目的站之间的链路，可以获得较高的编码增益和分集阶数。从分析和仿真结果可以看出，所提出的协议实现更高的分集增益，更好的渐近效率，和更低的比特出错率，相比传统的多用户检测方案和现有的合作传输协议。从仿真结果来看，所提出的方案的性能接近最优，与两个性能上界相比，当平均比特出错率（BER）为10^{-6}时，性能差距为0.12dB，当平均BER为10^（-3）时，性能差距为1.04dB。
2008-01-26 cs.IT math.IT
NOMA-Based Cooperative Relaying with Receive Diversity in Nakagami-m Fading Channels
本文研究Nakagami-m衰落信道下多天线CRS-NOMA系统，推导遍历速率和中断概率闭式解，证明接收分集使其在低信噪比下优于OMA并实现满分集，同时给出最优功率分配方案。
2025-04-13 cs.IT math.IT
On the Achievable Diversity-Multiplexing Tradeoffs in Half-Duplex Cooperative Channels
在本文中，我们提出了新的合作传输协议的延迟有限的相干衰落信道组成的N（半双工和单天线）的合作伙伴和一个小区站点。在我们的工作中，我们区分中继，合作广播（下行链路），合作多址（上行链路）信道。对于中继信道，我们研究了两类合作方案，即放大和转发（AF）协议和解码和转发（DF）协议。对于第一类，我们建立了一个上限上实现的分集复用的权衡与一个单一的中继。然后，我们构建了一个新的AF协议，达到这个上限。该算法扩展到一般情况下，N-1中继，它被证明优于空时编码协议的Laneman和Warenell，而不需要解码/编码的中继。对于这类DF协议，我们提出了一种动态解码转发（DDF）协议，该协议在复用增益0 < r < 1/N的情况下实现了最优折衷。此外，与一个单一的中继，DDF协议示出占主导地位的AF协议的所有复用增益的类。DDF协议的优越性在协作广播信道中表现得更为明显。这种情况是相反的合作多址信道，我们提出了一个新的AF协议，实现了所有复用增益的最佳权衡。在这三种情况下，所提出的协议的一个显著特征是它们不依赖于正交子空间，从而允许更有效地利用资源。事实上，使用我们的研究结果可以说，以前提出的协议的次优源于他们使用的正交子空间，而不是半双工约束。
2005-06-07 cs.IT math.IT
Wireless Network Code Design and Performance Analysis using Diversity-Multiplexing Tradeoff
为了减轻无线传输中衰落带来的不利影响，同时获得高吞吐量和更好的频谱效率，网络编码和协作通信受到了研究界的广泛关注。在这项工作中，我们设计和分析确定性和随机网络编码方案的合作通信设置与多个源和目的地。我们表明，我们的计划优于传统的合作分集复用权衡（DMT）。具体地说，它实现了全分集阶数的代价是稍微降低复用速率。建立了$(N+M,M,N+1)$系统MDS码的奇偶校验矩阵与$N$源-目的对和$M$中继的协作通信系统中的网络编码系数之间的联系。我们提出了两种方法来生成网络编码矩阵：使用Cauchy矩阵和Vandermonde矩阵，并建立它们都提供最大分集阶。
2010-04-19 cs.IT math.IT
Relay Selection for Cooperative NOMA
本文研究了中继选择对协作非正交多址接入系统性能的影响。特别地，提出了一种两阶段的RS策略，分析结果表明，这种两阶段的策略可以实现最小的中断概率在所有可能的RS方案，并实现最大的分集增益。仿真结果表明，合作NOMA与这两个阶段的RS计划优于传统的最大-最小的方法，也可以产生一个显着的性能增益超过正交多址。
2016-04-04 cs.IT math.IT
Multi-Relay Selection Design and Analysis for Multi-Stream Cooperative Communications
研究了具有$M$中继节点的多流协作MIMO系统中的多中继选择问题。传统上，中继选择方法主要集中在选择一个中继节点，以提高传输可靠性给定的单天线目的地节点。因此，在源节点和所选择的中继节点都向目的地节点发送的协作阶段中，仅可行的是利用协作空间分集（例如，通过分布式空时编码）。对于具有多天线目的地节点的无线系统，在协作阶段中，可以通过利用多个中继节点来机会性地向目的地节点发送多个数据流。因此，我们提出了一个低开销的多中继选择协议，以支持多流协作通信。此外，我们推导出该方案在高信噪比下的渐近性能结果，并讨论了分集复用的权衡以及吞吐量可靠性的权衡。从这些结果中，我们表明，所提出的多流合作通信方案实现了较低的中断概率相比，现有的基线计划。
2011-01-09 cs.IT math.IT
Inverse Moment Matching Based Analysis of Cooperative HARQ-IR over Time-Correlated Nakagami Fading Channels
分析了具有增量冗余的协作混合自动重传请求（HARQ-IR）的性能，提出了一种新的中断概率近似方法进行性能分析。一般的时间相关Nakagami衰落信道覆盖快衰落和瑞利衰落的特殊情况下被认为是在这里。提出了一种有效的逆矩匹配方法，以封闭形式近似中断概率。从理论上分析了逼近度的影响，以便于逼近度的选取。分析了协作HARQ-IR的分集阶数。证明了在时间相关衰落信道下，只要协作HARQ-IR能够同时实现$ρ<1$和空域、时域的全分集，分集阶数与时间相关系数$ρ$无关。通过计算机模拟验证了分析结果的准确性，结果表明，协作HARQ-IR方案可以受益于高衰落阶数和低信道时间相关性。最后讨论了最优速率选择，以最大限度地提高长期平均吞吐量给定的最大允许中断概率的分析结果的一个应用。
2022-09-24 cs.IT math.IT
Cooperative Jamming and Relay Selection for Covert Communications
研究了在无线中继系统中通过协作干扰和中继选择实现的隐蔽通信。在该系统中，源站通过选择的中继站向目的站发送消息，而看守站试图检测源站和中继站的无线传输，而友站则发送干扰信号以防止看守站检测到传输过程。为此，我们首先提出了两个中继选择方案，即随机中继选择（RRS）和最大最小中继选择（MMRS），以及相应的合作干扰（CJ）计划，以确保系统的隐蔽性。然后，我们提供了理论建模的隐蔽率性能下的每个中继选择方案和CJ计划，并进一步探讨了最佳的源和中继的传输功率控制隐蔽率最大化。最后，大量的仿真/数值结果验证了我们的理论模型，也说明了合作干扰和中继选择下的中继系统的隐蔽率性能。
2023-03-14 cs.IT math.IT
Study of Switched Max-Link Buffer-Aided Relay Selection for Cooperative MIMO Systems
在本文中，我们研究了中继选择的协作多天线系统，配备了缓冲区，这增加了无线链路的可靠性。特别是，我们提出了一种新的中继选择技术的基础上切换和最大链路协议，被命名为交换最大链路。我们还介绍了一种新的中继选择标准的最大似然（ML）原则表示最大最小距离，被纳入。仿真，然后评估所提出的和现有的技术的性能。
2018-07-16 cs.IT math.IT
General Auction-Theoretic Strategies for Distributed Partner Selection in Cooperative Wireless Networks
假设自组织无线网络中的所有节点都愿意参与协作通信是不现实的，特别是如果它们期望的服务质量（QoS）可以经由直接传输实现的话。提出了一种基于激励机制的拍卖机制，以诱导无线网络中的合作行为，重点是非对称信道衰落条件下的用户。研究了单目标二次价格拍卖在电子商务运营商网络中的合作伙伴选择问题。此外，多目标捆绑拍卖的选择多个同时合作伙伴的合作正交频分复用（OFDM）设置进行了分析。对于这两种情况下，我们的特点是均衡中断概率性能，卖方收入和反馈界限。基于拍卖的合作伙伴选择允许获胜的投标人，以实现他们所期望的QoS，同时补偿谁帮助他们的卖方。在本地层面上，卖家的目标是收入最大化，而在网络层面上，连接被吸引到最小-最大公平性。所提出的合作伙伴选择策略在自配置的合作无线网络中被证明是强大的条件下的不确定性的用户请求合作的数量，以及最小的拓扑结构和信道链路信息提供给个人用户。
2010-08-19 cs.IT math.IT
A Review on Cooperative Diversity Techniques Bypassing Channel Estimation
无线通信技术由于其在用户之间提供高质量、可靠和高速数据传输的能力而经历了非常快速的发展。然而，无线信道中的信息传输主要受到有害的多径衰落的损害，这影响了系统的质量和可靠性。为了克服衰落的不利影响，多输入多输出（MIMO）技术是一种有吸引力的方案，其采用多个收发器天线来在各种信号路径上的相同频带上承载数据。由于该技术能够提供更好的频谱效率、容量、吞吐量和数据传输的鲁棒性，因此已显示出很好的解决方案。但实际上，在小尺寸设备上安装多个天线是不切实际的。因此，为了克服未来无线网络中MIMO增益的限制，协作分集由于其能够规避在多输入多输出（MIMO）中实现实际天线阵列的困难，最近引起了人们的注意。通过利用无线介质的广播特性，形成多个邻近节点之间的协作以进行数据传输。在接收器处，信号被相干地或差分地检测。相干检测需要精确的信道估计，这在时变信道中很难应用。因此，当节点是移动的时，或者当信道被不准确地估计时，与相干检测相比，省略信道估计的差分检测技术成为替代方案。本文对协作分集网络中的差分传输技术进行了综述。
2017-11-29 cs.IT math.IT
Cooperative Relaying for Large Random Multihop Networks
在本文中，我们提出了一个新的中继协议的大型多跳网络的概念相结合的合作分集和机会中继。协作中继协议基于两种分集机制，增量冗余合并和重复合并。我们假设大型多跳网络中的节点是由一个齐次泊松点过程建模，并在瑞利衰落和恒定功率传输每个节点。建议的中继协议的性能进行评估，通过多跳网络的进度率密度（PRD），并与传统的多跳中继没有合作。我们开发了一个解析近似的PRD解码单元的概念的基础上。对协议参数进行了优化，使网络的PRD最大化。我们发现，合作中继协议提供了显着的吞吐量改善传统的中继没有合作，在一个大型的多跳网络。它还表明，增量冗余组合提供了一个更高的增益PRD相对于重复组合。PRD的增益在所有的路径损耗指数值下都接近恒定值，并且在分集阶数上是单调的。
2015-08-10 cs.IT math.IT
Secrecy Outage and Diversity Analysis of Multiple Cooperative Source-Destination Pairs
我们研究的物理层安全的多个源-目的地（SD）对共存的无线网络中面对窃听者，窃听者打算窃听的SD对发送的信号。为了保护无线传输免受窃听，我们提出了一个合作框架依赖于两个阶段。具体地，在第一阶段开始时，选择SD对以使用适当设计的方案来访问总的分配频谱。在第一阶段期间，其他源节点（SN）依靠正交方式同时向上述SD对的SN发送它们的数据。然后，在第二阶段中，所选择的SD对的SN将包含其自己的消息和其他SN的消息的数据分组发送到其专用的目的地节点（DN），该目的地节点继而将经由核心网络将所有其他DN的数据转发到应用中心。我们设想一个特定的SD对选择方案，称为发射天线选择辅助源-目的地对选择（TAS-SDPS）。我们推导出的TAS-SDPS的保密中断概率（SOP）的表达式，以及传统的循环源-目的地对选择（RSDPS）和非合作（非合作）计划进行比较。此外，我们进行了保密分集增益在高主窃听比（MER）区域的分析，表明TAS-SDPS方案是能够实现最大可达到的保密分集阶数。
2019-07-30 cs.IT math.IT
Distributed Space-Time Coding for Full-Duplex Asynchronous Cooperative Communications
提出了两种适用于全双工异步协作通信的分布式线性卷积空时编码方案。DLC-STC方案1用于完全环路信道消除的情况，其实现完全异步协作分集。DLC-STC方案2用于部分环路信道消除和放大的情况，其中一些环路信号被用作自编码，而不是被视为要被直接消除的干扰。我们证明了该方案可以实现全异步协作分集。然后，我们评估了两种方案的性能时，环路信道信息是不准确的，并提出了一种放大因子控制方法的DLC-STC方案2，以提高其性能与不准确的环路信道信息。仿真结果表明，当中继站获得理想或高质量的环路信道信息时，DLC-STC方案1的性能优于DLC-STC方案2和延迟分集方案，而当环路信道信息不理想时，DLC-STC方案2的性能更好。
2013-10-08 cs.IT math.IT
Joint PIC and relay selection based on greedy techniques for cooperative DS-CDMA systems
在这项工作中，我们提出了一个跨层的设计策略的基础上的并行干扰消除（PIC）检测技术和多中继选择算法的合作直接序列码分多址（DS-CDMA）系统的上行链路。我们设计了一个低成本的贪婪列表为基础的PIC（GL-PIC）策略与RAKE接收机作为前端，可以接近最大似然检测器的性能。我们还提出了一个低复杂度的多中继选择算法的贪婪技术的基础上，可以接近一个穷举搜索的性能。仿真结果表明，与现有技术相比，所提出的检测和中继选择算法具有良好的比特出错率性能。
2014-06-02 cs.IT math.IT
On the Achievable Secrecy Diversity of Cooperative Networks with Untrusted Relays
协作中继经常被部署以增强通信可靠性（即，分集阶数）以及因此端到端可达到的速率。然而，当中继不受信任时，这引起了几个安全问题，因为它们可能访问中继的消息。研究了具有不可信中继的协作网络的可达保密分集阶数。特别是，我们考虑一个网络与N天线发射机（爱丽丝），K单天线中继，和一个单天线的目的地（鲍勃）。我们考虑的一般情况是N和K之间没有关系，因此K可以大于N。假设Alice和Bob彼此远离，并且所有通信都通过中继完成，即，没有直接联系。提供安全的通信，同时提高多样性秩序已被证明是非常具有挑战性的。事实上，它已被证明在文献中，所采用的系统模型的最大可实现的保密分集阶数是一个（当使用人工噪声干扰）。在本文中，我们采用了一种非线性干扰对齐方案，我们最近提出的传输信号从爱丽丝到鲍勃。我们从可实现的保密率和保密多样性阶数方面分析了该方案。假设高斯输入，我们推导出一个明确的表达可实现的保密率和分析表明，一个秘密的多样性秩序最多min（N，K）-1，可以实现使用所提出的技术。我们提供了几个数值例子来验证所获得的分析结果，并证明了所提出的技术的优越性，其同行存在于文献中。
2017-01-12 cs.CR cs.IT math.IT
Joint Relay Selection and Link Adaptation for Distributed Beamforming in Regenerative Cooperative Networks
中继选择通过选择具有更高容量的链路来提高协作网络的性能。同时，链路自适应通过根据当前链路状况调整调制和编码方案（MCS）来提高无线数据中心网络的频谱效率。该文将中继选择与链路自适应相结合，在两跳再生协作系统中实现分布式波束形成。提出了一种新的中继选择和链路自适应联合信令机制及相关优化算法。在所提出的方案中，有没有必要反馈的中继选择结果给每个中继。相反，通过广播来自目的地的链路自适应结果，每个中继将自动了解其是否被选择。推导出该方案的吞吐量的上、下限。分析和仿真结果表明，该方案提供了协同增益相比，纯中继选择和链路自适应方案。
2010-09-01 cs.IT math.IT
A Buffer-aided Successive Opportunistic Relay Selection Scheme with Power Adaptation and Inter-Relay Interference Cancellation for Cooperative Diversity Systems
在本文中，我们考虑一个简单的合作网络组成的源，目的地和一个集群的解码和转发半双工中继。在每个时隙，源和（可能的）一个中继分别向另一个中继和目的地发送分组，导致中继间干扰（IRI）。在这项工作中，在继电器的缓冲区的帮助下，我们减轻了IRI的不利影响，通过干扰消除。更具体地说，我们提出了最小功率计划，最大限度地减少了IRI取消计划下每个时隙的总能量消耗。除了最小化能量消耗，最小功率选择方案，也提供了更好的吞吐量和更低的中断概率比现有的作品在文献中。这是第一次，干扰消除相结合的缓冲器辅助中继和功率自适应，以减轻IRI和最小化的能量消耗。新的中继选择策略分析中断概率和多样性，通过建模的马尔可夫链（MC）的中继缓冲区的演变。我们构造的MC的状态转移矩阵，从而获得的稳定状态，我们可以表征中断概率。所提出的方案优于相关国家的最先进的中继选择方案的吞吐量，多样性和能源效率，通过例子证明。
2014-07-17 cs.IT math.IT
Finite-SNR Analysis of Partial Relaying with Relay Selection in Channel-coded Cooperative Networks
本文研究了由两个信道编码源、多个中继和一个目的节点组成的协作网络的性能。由于频谱效率的限制，我们假设只有一个时隙专用于中继。传统的基于网络编码的协作（NCC）选择最佳中继，使用网络编码同时服务于两个源。然而，NCC的比特出错率（BER）方面的性能在文献中是不可用的。在本文中，我们首先推导出封闭形式的表达式的BER的NCC和分析表明，NCC总是实现多样性的顺序2，无论可用的中继和信道编码的数量。其次，在NCC的多样性损失的动机，我们提出了一种新的中继方案的基础上部分中继合作（PARC），其中两个最好的中继选择，每个转发一半的码字，以帮助一个源。推导了该方案的误码率和系统分集阶数的解析表达式。分析结果表明，PARC的分集阶数是工作信噪比（SNR）和信道码最小距离的函数。更重要的是，PARC中的全分集阶数可以通过适当的信道码实际操作有限SNR来实现。最后，密集的模拟提出了一个巨大的SNR增益的PARC NCC和参考方案没有中继选择。
2015-05-22 cs.IT math.IT
On the Approximate Analysis of Energy Detection over n*Rayleigh Fading Channels through Cooperative Spectrum Sensing
在这封信中，我们考虑的问题，未知信号的能量检测在车辆间通信（IVC）系统在n* 瑞利衰落信道（也称为级联瑞利）。新的紧密近似的检测概率推导出无分集和最大比合并（MRC））分集计划。此外，我们调查的系统性能时，合作频谱感知（CSS）被认为是不完美的报告信道。分析结果表明，随着衰落严重性参数n的增加，检测可靠性下降，但可靠性显着提高时，CSS采用MRC方案。
2016-11-07 cs.IT math.IT
Coding for the Non-Orthogonal Amplify-and-Forward Cooperative Channel
在这项工作中，我们考虑了半双工非正交放大转发（NAF）协作信道的编码问题，其中要中继的发射机和中继间链路高度可靠。我们推导出的NAF协议，实现了分布式空时比特交织编码调制（D-ST-BICM）计划下迭代APP检测和解码的分集阶的界限。这些界限导致空时预编码器的设计，确保最大的分集阶数和高编码增益。D-ST-BICM的字出错率性能也比较中断概率限制。
2009-02-18 cs.IT math.IT
Study of Max-Link Relay Selection with Buffers for Multi-Way Cooperative Multi-Antenna Systems
在本文中，我们提出了一种中继选择策略的多路协作多天线系统，是由一个中央处理器节点的帮助下，其中一个集群形成的两个用户被选择同时发送到对方的帮助下，中继。特别是，我们提出了一种新的多路中继选择策略的基础上选择的最佳链路，利用使用缓冲区和物理层网络编码，即所谓的多路缓冲区辅助最大链路（MW-Max-Link）。我们比较建议的MW-Max-Link现有的技术的误出错率，成对错误概率，总和率和计算复杂性。仿真，然后评估所提出的和现有的技术的性能。
2019-07-16 cs.IT math.IT
Resource Allocation and Relay Selection In Full-Duplex Cooperative Orthogonal Frequency Division Multiple Access Networks
研究了带内全双工协作蜂窝网络上行链路中继选择问题。假设一个正交频分多址（OFDMA）蜂窝网络，我们开发了一个中继选择和资源分配算法，该网络。中继选择算法基于用户之间的距离和工作在放大转发（AF）模式下的信号与干扰加噪声比（SINR）来选择最佳中继。该优化问题为所有用户分配最优的子载波和功率，以最大化网络的平均和速率。此外，优化问题的约束条件是每个用户的服务质量（QoS）和发射功率。仿真结果表明了该方法的良好性能。
2017-02-07 cs.IT math.IT
Flow-optimized Cooperative Transmission for the Relay Channel
本文描述了一种在经典的三节点中继信道中实现半双工协作传输的方法。假设在节点的信道状态信息的可用性，该方法利用这些信息来优化不同的流通过直接链路从源到目的地和路径通过中继，分别。结果表明，这样的设计可以有效地利用中继信道的分集优势，在高速率和低速率的情况下。当速率要求较低时，所提出的设计给出了接近全双工中继的二阶中断分集性能。当速率要求变得渐近大时，该设计仍然给出了接近二阶的中断分集性能。该设计还实现了中继信道可能的最佳分集复用折衷。在衰落中继信道上采用最优长期功率控制，该设计实现了延迟受限的速率性能，在低（高）速率情况下，其性能仅比加性白高斯信道的容量性能差3.0dB（5.4dB）。
2007-09-14 cs.IT math.IT
Joint Uplink and Downlink Relay Selection in Cooperative Cellular Networks
本文研究了协作蜂窝网络中的中继选择技术，其中用户终端充当移动中继，以帮助基站（BS）和移动台（MS）之间的通信。本文提出了一种新的中继选择方案，称为联合上行链路和下行链路中继选择（JUDRS）。具体来说，我们概括了JUDRS在两个关键方面：（i）中继联合选择上行链路和下行链路，使中继选择开销可以减少，（ii）我们考虑到最小化加权总的能量消耗MS，中继和BS通过考虑信道质量和业务负载条件的上行链路和下行链路。从信息论的角度分析了分集-复用的折衷关系，结果表明该方案在网络中协作终端的数量上实现了全空间分集。数值结果表明，与已有的最佳差信道选择算法和最佳谐波均值选择算法相比，该算法具有显著的能量效率增益。
2010-09-01 cs.IT math.IT
Error Performance of Various QAM Schemes for Nonrenegerative Cooperative MIMO Network with Transmit Antenna Selection
该文分析了瑞利衰落信道下双跳协作多输入多输出（MIMO）系统的性能。对于所考虑的系统模型，采用非再生MIMO方案与发射天线选择策略（TAS）。在该方案中，选择使接收机处的总接收信号功率最大化的单个发射天线用于发射。从平均符号出错率的各种正交幅度调制（QAM）方案，如一般阶六角形QAM（HQAM），一般阶矩形QAM（RQAM）和32交叉QAM（XQAM）的有用的见解。Monte-Carlo模拟进行验证推导出的解析表达式。
2018-09-05 cs.IT math.IT
Generalized Distributed Network Coding Based on Nonbinary Linear Block Codes for Multi-User Cooperative Communications
在这项工作中，我们提出并分析了一个广义的分布式网络码的建设，由M个用户发送不同的信息到一个共同的基站通过独立的块衰落信道的网络。其目的是在不降低系统码率的情况下提高系统的分集阶数。所提出的方案，称为广义动态网络码（GDNC），是一个推广的动态网络码（DNC）最近提出的肖和Skoglund。最大化分集阶数的网络码的设计被认为是等价于汉明度量下的非二进制有限域上的线性分组码的设计。所提出的方案提供了一个更好的速率和分集阶数之间的权衡。中断概率分析表明，改进的性能进行，和计算机模拟结果表明，与分析结果一致。
2010-03-21 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
A Cooperative MARC Scheme Using Analogue Network Coding to Achieve Second-Order Diversity
多址接入中继信道（MARC）被认为是一个模拟的网络编码中实现的中继节点。该模拟编码是在中继节点处接收到的信号的简单相加。利用V-BLAST接收机中的“零检测”结构，我们提出了一种在目的端的检测方案，该方案能够为所有用户提供二阶分集。我们分析评估我们提出的方案的MARC与两个用户的性能，其中紧的上限为未编码和卷积编码的传输块提供。我们通过仿真验证了我们的分析评估，并将结果与非合作传输和相同功率和速率传输的Alamanti方案进行比较。我们的研究结果表明，虽然我们提出的计划表现出相当的性能相比，阿拉姆的计划，它大大优于非合作传输。
2013-03-04 cs.IT cs.NI math.IT
Energy-Efficient Relay Selection and Optimal Relay Location in Cooperative Cellular Networks with Asymmetric Traffic
由于用户终端的电池功率有限，能量有效的通信是移动中继网络的重要要求。本文考虑了在非对称业务的协作蜂窝系统中通过选择移动中继来实现能量有效的中继方案。电池供电终端的每信息比特的总能量消耗，即，移动台（MS）和中继站之间的关系。在联合上行链路和下行链路中继选择（JUDRS）方案，我们提出了，中继，使总的能量消耗最小化。此外，能量有效的合作区域进行了研究，并找到了最佳中继位置的合作蜂窝系统与非对称业务。结果表明，MS中继和中继基站（BS）的信道有不同的影响中继选择决策的最佳能量效率。信息论分析的分集复用权衡（DMT）表明，该方案实现了全空间分集的合作终端在该网络中的数量。最后，数值结果进一步证实了显着的能量效率增益的算法相比，以前的最佳差信道选择和最佳谐波均值选择算法。
2010-09-01 cs.IT math.IT
Joint SIC and Relay Selection for Cooperative DS-CDMA Systems
在这项工作中，我们提出了一个跨层设计策略的基础上联合连续干扰消除（SIC）检测技术和多中继选择算法的合作直接序列码分多址（DS-CDMA）系统的上行链路。我们设计了一个低成本的贪婪列表为基础的SIC（GL-SIC）策略与RAKE接收机作为前端，可以接近最大似然检测器的性能。与现有技术不同，所提出的GL-SIC算法利用感兴趣的用户之间的欧几里德距离、多重排序和它们的星座点来构建检测候选的有效列表。我们还提出了一个低复杂度的多中继选择算法的贪婪技术的基础上，可以接近一个穷举搜索的性能。提出了一种结合GL-SIC算法和贪婪中继选择的跨层设计策略。仿真结果表明，与现有技术相比，所提出的检测和中继选择算法具有良好的比特出错率性能。
2014-10-02 cs.IT math.IT
Cooperative Packet Routing using Mutual Information Accumulation
研究了协作无线网络中节点之间进行互信息积累的资源分配问题。我们考虑一个单播设置和任意到达源节点的过程。源到达可以被分解成许多数据包，以更好地利用网络中可用路由的空间和时间多样性。我们设计了一个基于线性规划的算法，分配网络资源，以满足一定的传输目标。给定一个网络，一个有多个到达数据包的源和一个目的地，我们的算法生成一个策略，该策略规定哪些节点应该参与传输哪些数据包，何时以及使用什么资源。通过路由不同的数据包通过不同的节点的政策利用空间路由多样性，并通过排序数据包传输沿同一路线，它利用时间路由多样性。
2011-08-15 cs.IT cs.NI math.IT
