Abstract-Vi anser att ett trådlöst nätverk består av tre noder och begränsas av halv-duplex och total effekt begränsningar. Denna formulering omfattar många av de specialfall som studeras i litteraturen och gör det möjligt att fånga de gemensamma dragen som delas av dem. Här fokuserar vi på tre specialfall, nämligen 1) reläkanal, 2) multicastkanal och 3) trevägskanal. Dessa specialfall väljs rättsligt för att återspegla olika grad av komplexitet samtidigt som man lyfter fram den gemensamma grund som delas av de olika varianterna av det trådlösa nätverket trenode. För reläkanalen föreslår vi ett nytt samarbetsprogram som utnyttjar den trådlösa återkopplingsvinsten. Detta system kombinerar fördelarna med dekod-och-framåt-strategier (DF) och strategier för kompress och framåt (CF) och undviker det oväsentliga feedback antagande som antagits i tidigare arbeten. Vår analys av den uppnåeliga hastigheten för detta system avslöjar den minskande feedbackvinsten i både den låga och höga signal-till-brus-kvoten (SNR). Inspirerade av den föreslagna återkopplingsstrategin identifierar vi en girig samarbetsram för både multicast- och trevägskanaler. Vår prestandaanalys avslöjar den asymptotiska optimaliteten hos det föreslagna giriga tillvägagångssättet och den centrala roll som avkodning av listans källkanal spelar när det gäller att utnyttja mottagarsidans information i den trådlösa nätverksinställningen. Index Terms-List källa-kanal avkodning, multicast-kanal, bullriga återkoppling, reläkanal, trevägskanal. W E befinner sig mitt i en ny trådlös revolution som orsakas av införandet av trådlösa nätverk för konsument-, militär-, vetenskaps- och trådlösa tillämpningar. Till exempel är konsumentpotentialen uppenbar i den exploderande populariteten hos trådlösa lokala nätverk (LAN) och Bluetooth-protokoll-enheter. Den militära potentialen är också tydlig: trådlösa nätverk kan snabbt sättas in, och enskilda noders fel innebär inte att nätverket går sönder. Även vetenskapliga datainsamlingstillämpningar som använder trådlösa sensornätverk ökar i antal. Dessa tillämpningar har väckt ett förnyat intresse för nätverksinformationsteori. Trots den senaste tidens framsteg (se [1]-[9] och hänvisningar i dessa) är utvecklingen av en enhetlig teori för nätverksinformationsflödet fortfarande en svårfångad uppgift. I vårt arbete överväger vi kanske det mest förenklade scenariot med trådlösa nätverk. Vårt nätverk består av endast tre noder och begränsas av halv-duplex och total effekt begränsningar. Trots denna enkelhet omfattar denna modell många av de specialfall som har studerats ingående i litteraturen. Dessa särskilda kanaler 1 induceras av den trafik som genereras vid noderna och de krav som åläggs nätverket. 2 Ännu viktigare är att denna modell avslöjar de gemensamma dragen i dessa specialfall och gör det möjligt att utforma universella samarbetsstrategier som ger betydande resultatvinster. I synnerhet fokuserar vi här på tre specialfall, nämligen 1) reläkanal, 2) multicastkanal och 3) trevägskanal. Dessa kanaler definieras noggrant i avsnitt I. Vi antar en girig ram för att utforma samarbetsstrategier och karakterisera de föreslagna systemens uppnåeliga nivåer. Vår analys avslöjar de strukturella likheterna i de föreslagna strategierna, i de tre specialfallen, och fastställer i flera fall den asymptotiska optimaliteten hos sådana strategier. Mer specifikt kan våra bidrag sammanfattas enligt följande. 1) Vi föreslår en ny samarbetsstrategi för reläkanalen med återkoppling. Vårt system kombinerar fördelarna med både decode-och-forward-strategier (DF) och compressand-forward-strategier (CF) och undviker det oväsentliga feedback antagande som antagits i tidigare arbeten. Vår analys av den föreslagna strategins uppnåeliga hastighet avslöjar den minskande ökningen av återkopplingen i de asymptotiska scenarierna med låg och stor signal-till-brus-kvot (SNR). 2) Inspirerad av återkopplingsstrategin för reläkanalen skapar vi en ny samarbetsstrategi för flersändningsscenariot. Motiverade av en girig inställning visar vi att den svage mottagaren leds till att hjälpa den starke mottagaren först. 3 Baserat på samma giriga motivation, börjar den starka användaren att hjälpa den svaga mottagaren efter att framgångsrikt avkoda det överförda kodordet. Vi beräknar motsvarande uppnåeliga takt och använder den för att fastställa de betydande vinster som denna strategi erbjuder, jämfört med det icke-kooperativa scenariot. 3) Motiverade av sensornätverksapplikationen identifierar vi trevägsmodellen som ett specialfall av vår 1 Med ett litet missbruk av notation utbyter vi "kanal" och "nätverk" på olika ställen i uppföljaren för maximal överensstämmelse med litteraturen. 2 Till exempel, reläkanalen motsvarar specialfallet där trafiken genereras vid en nod och måste överföras till endast en av de återstående två noderna. 3 Begreppen svaga och starka mottagare kommer att definieras noggrant i uppföljaren.
I reläfallet använder REF ett iterativt system där mottagaren först använder EAF för att skicka information till reläet och sedan reläet avkodar och använder DAF vid nästa tidsintervall för att hjälpa mottagaren.
The three-node wireless network: achievable rates and Cooperation strategies
{'venue': 'IEEE Transactions on Information Theory', 'journal': 'IEEE Transactions on Information Theory', 'mag_field_of_study': ['Mathematics', 'Computer Science']}