Релейный канал - Relay channel

В теория информации, а релейный канал это вероятность модель коммуникация между отправитель и приемник, которому помогают один или несколько промежуточных узлов ретрансляции.

Общий релейный канал с дискретным временем без памяти

Дискретный канал с одним реле без памяти можно моделировать как четыре конечных набора: ${displaystyle X_ {1}, X_ {2}, Y_ {1},}$ и ${displaystyle Y}$ , и условное распределение вероятностей ${displaystyle p (y, y_ {1} | x_ {1}, x_ {2})}$ на этих наборах. Распределение вероятностей выбора символов, выбранных кодером и релейным кодером, представлено как ${displaystyle p (x_ {1}, x_ {2})}$ .

               о ------------------ o | Релейный кодировщик | o ------------------ o Λ | | y1 x2 | | Vo --------- o x1 o ------------------ o y o --------- o | Кодировщик | ---> | p (y, y1 | x1, x2) | ---> | Декодер | o --------- o o ------------------ o o --------- o

Существует три основных схемы ретрансляции: декодирование и пересылка, сжатие и пересылка и усиление и пересылка. Первые две схемы были впервые предложены в первой статье Кавера и Эль-Гамаля.

Декодирование и пересылка (DF): в этой схеме ретрансляции ретранслятор декодирует исходное сообщение в одном блоке и передает перекодированное сообщение в следующем блоке. Достижимая скорость DF известна как ${displaystyle max _ {p (x_ {1}, x_ {2})} min left (Ileft (x_ {1}; y_ {1} | x_ {2} ight)), Ileft (x_ {1}, x_ {2) }; yight) ight)}$ .
Сжатие и пересылка (CF): В этой схеме ретрансляции ретранслятор квантует принятый сигнал в одном блоке и передает закодированную версию квантованного принятого сигнала в следующем блоке. Достижимая скорость CF известна как ${displaystyle max _ {p (x_ {1}) p ({hat {y}} _ {1} | y_ {1}) p (x_ {2})} Ileft (x_ {1}; {hat {y_ {) 1}}}, y | x_ {2} ight)}$ при условии ${displaystyle I (x_ {2}; y) geq I (y_ {1}; {hat {y}} _ {1} | y)}$ .
Усиление и переадресация (AF): в этой схеме ретрансляции реле отправляет усиленную версию принятого сигнала в последнем временном интервале. По сравнению с DF и CF, AF требует гораздо меньшей задержки, так как ретрансляционный узел оперирует временным интервалом за временным интервалом. Кроме того, AF требует гораздо меньшей вычислительной мощности, поскольку на стороне ретранслятора не выполняется операция декодирования или квантования.

Вырезать набор верхней границы

Первая верхняя граница емкость Релейный канал выведен в новаторской статье Кавера и Эль-Гамаля и известен как верхняя граница отсеченного набора. Эта граница говорит ${displaystyle Cleq max _ {p (x_ {1}, x_ {2})} min left (Ileft (x_ {1}; y_ {1}, y | x_ {2} ight)), Ileft (x_ {1}, x_ {2}; yight) ight)}$ где C - емкость релейного канала. Первый член и второй член в приведенной выше минимизации называются связью широковещательной передачи и ограничением множественного доступа соответственно.

Ухудшенный релейный канал

Релейный канал считается ухудшенным, если у зависит от ${displaystyle x_ {1}}$ только через ${displaystyle y_ {1}}$ и ${displaystyle x_ {2}}$ , т.е. ${displaystyle p (y | x_ {1}, x_ {2}, y_ {1}) = p (y | x_ {2}, y_ {1})}$ . В статье Кавера и Эль-Гамаля показано, что пропускная способность ухудшенного ретрансляционного канала может быть достигнута с использованием схемы Decode-and-Forward. Оказывается, емкость в этом случае равна верхней границе Cut-set.

Обратно ухудшенный релейный канал

Канал ретрансляции называется обратным ухудшением качества, если ${displaystyle p (y, y_ {1} | x_ {1}, x_ {2}) = p (y | x_ {1}, x_ {2}) p (y_ {1} | y, x_ {2}) }$ . Кавер и Эль-Гамаль доказали, что нижняя граница прямой передачи (в которой реле не используется) является плотной, когда канал ретрансляции ухудшается в обратном направлении.

Канал реле обратной связи

Реле без канала задержки

В канале с ретрансляцией без задержки (RWD) каждый переданный символ ретрансляции может зависеть как от прошедших ретрансляцию, так и от текущих принятых символов. Было показано, что реле без задержки достигает значений, выходящих за верхнюю границу отсечки. Недавно было также показано, что мгновенные реле (особый случай реле без задержки) способны улучшить не только пропускную способность, но и степени свободы (DoF) канала помех для двух пользователей.

Смотрите также

внешняя ссылка

Многие ресурсы по Relay Channel и Cooperative Communications доступны на [1]