Combining coded signals with arbitrary modulations in orthogonal relay channels

We consider a relay channel for which the following assumptions are made. (1) The source-destination and relay-destination channels are orthogonal (frequency division relay channel). (2) The relay implements the decode-and-forward protocol. (3) The source and relay implement the same channel encoder, namely, a onvolutional encoder. (4) They can use arbitrary and possibly different modulations. In this framework, we derive the best combiner in the sense of the maximum likelihood (ML) at the destination and the branch metrics of the trellis associated with its channel decoder for the ML combiner and also for the maximum ratio combiner (MRC), cooperative-MRC (C-MRC), and the minimum mean-square error (MMSE) combiner

PRACTICAL QUANTIZE-AND-FORWARD SCHEMES FOR THE FREQUENCY RELAY CHANNEL

International audienceWe consider static and quasi-static relay channels in which the source-destination and relay-destination signals are assumed to be orthogonal and thus have to be recombined at the destination. We propose cheap relaying schemes that are optimized from the knowledge of the signal-to-noise ratios (SNRs) of the source-relay and relay-destination channels at the relay. For this purpose the scheme under investigation is assumed to be scalar and have to minimize the mean square error between the source signal and its reconstructed version at the destination. We propose a quantize-and-forward (QF) scheme, which is a generalization of techniques based on joint source-channel coding. To further improve the receiver performance when the source-relay SNR is relatively poor we propose a Maximum Likelihood detector (MLD) designed for the QF protocol

Gaussian Broadcast Channels with an Orthogonal and Bidirectional Cooperation Link

International audienceThis paper considers a system where one transmitter broadcasts a single common message to two receivers linked by a bidirectional cooperation channel, which is assumed to be orthogonal to the downlink channel. Assuming a simplified setup where, in particular, scalar relaying protocols are used and channel coding is not exploited, we want to provide elements of response to several questions of practical interest. Here are the main underlying issues: (1) the way of recombining the signals at the receivers; (2) the optimal number of cooperation rounds; (3) the way of cooperating (symmetrically or asymmetrically, which receiver should start cooperating in the latter case); and (4) the influence of spectral resources. These issues are considered by studying the performance of the assumed system through analytical results when they are derivable and through simulation results. For the particular choices we made, the results sometimes do not coincide with those available for the discrete counterpart of the studied channel

Performance Analysis for the AF-based Frequency Division Cooperative Channel

International audienceThis paper considers a system where one transmitter broadcasts a single common message to two receivers. These receivers can cooperate through a bidirectional channel that is assumed to be orthogonal to the downlink channel. For the case where the assumed cooperation protocol is amplify-and-forward we calculated the final equivalent SNR in the MRC output at each receiver for an arbitrary number of cooperation exchanges. The corresponding analytical expressions can then be used for evaluating different performance criteria in order to discuss issues such as: Which receiver should start cooperating first' Is there an optimum number of cooperation exchanges' What is the difference between asymmetric and symmetric cooperations

Recombinaison de signaux décodés et transférés pour le canal à relais à division fréquentielle

International audienceCe papier traite le canal à relais. Il est une extension de [6] où on s'intéresse aux méthodes de recombinaison des signaux à la destination lorsque tous les relais utilisent la stratégie decode-and-forward. Contrairement à [6], la source et les relais ne sont plus contraints d'utiliser une modulation à deux états. On s'intéresse plus particulièrement au cas où le relais a de moins bonnes conditions de réception que la destination et la puissance de coopération est suffisamment grande. Dans ce cas, l'utilisation du Maximum Ratio Combining (MRC) conventionel dégrade sévèrement les performances à la destination. Pour cette raison nous présenterons ici le combineur optimal au sens de l'erreur quadratique moyenne (MMSE) et celui au sens du maximum de vraisemblance (ML) a¯n de tirer pro¯t de la coopération quelque soit le scénario des rapports signal-à-bruit (SNR)

Jeux d'allocation de puissance pour les canaux à interférence à relais

International audienceDans cet article nous étudions l'interaction entre deux terminaux cognitifs qui communiquent avec leurs récepteurs respectifs sur Q>=2 bandes de fréquence orthogonales. Nous supposons que sur chaque bande il y a un nœud relais disponible pour améliorer les performances des transmissions. Ce système peut être modélisé par plusieur canaux à interférence à relais (CIR) en parallèle. Le problème de l'allocation de puissance des deux utilisateurs entre les bandes disponibles est modélisé en utilisant la théorie des jeux non-coopératifs. Pour différents protocoles de relayage (amplifier-et-transférer, décoder-et-transférer et estimer-et-transférer) nous montrons l'existence d'un état stable du système tel qu'aucun utilisateur ne peut pas améliorer son débit de transmission en déviant unilatéralement de cet état (équilibre de Nash). L'efficacité du système à l'équilibre, la position optimale du relais qui maximise le débit somme du système et aussi la gestion de l'interférence multi-utilisateurs sont évalués par simulation

Resource allocation games in interference relay channels

Borneo - Sabah, Oxcart in Kota KinabaluColorVolume 5, Page

Recombinaison de signaux décodés et transférés pour le canal à relais à division fréquentielle

Ce papier traite le canal à relais. Il est une extension de [6] où on s'intéresse aux méthodes de recombinaison des signaux à la destination lorsque tous les relais utilisent la stratégie decode-and-forward. Contrairement à [6], la source et les relais ne sont plus contraints d'utiliser une modulation à deux états. On s'intéresse plus particulièrement au cas où le relais a de moins bonnes conditions de réception que la destination et la puissance de coopération est suffisamment grande. Dans ce cas, l'utilisation du Maximum Ratio Combining (MRC) conventionel dégrade sévèrement les performances à la destination. Pour cette raison nous présenterons ici le combineur optimal au sens de l'erreur quadratique moyenne (MMSE) et celui au sens du maximum de vraisemblance (ML) afin de tirer profit de la cooperation quelque soit le scénario des rapports signal-à-bruit (SNR)

Stratégies pratiques de relayage sans prise de décision

Dans cet article nous nous intéressons au canal à relais à trois terminaux pour lequel le signal reçu du relais est supposé orthogonal au signal reçu de la source [2]. Sans perte de généralité, cette orthogonalité est supposée être réalisée dans le domaine fréquentiel. Dans ce contexte nous proposons de modifier la stratégie AF en introduisant un seuillage optimal au sens de la l'erreur quadratique (MSE) entre le signal source et le signal relayé reçu par la destination. Étant donné que le protocole AF n'est implantable que dans un transmetteur analogique, nous étudions également une autre manière de relayer l'information sans prise de décision sur le message de la source. Nous proposons une stratégie qui quantifie le signal reçu par le relais (appelée QF pour quantize-and-forward) de manière à minimiser la distorsion entre le signal source et le signal relayé reçu par la destination. Pour cela nous supposons que le relais connaît les rapports signal-à-bruit du canal source-relais et du canal relais-destination. Cela nous permet d'élaborer une stratégie qui donne de bonnes performances pour une large gamme de conditions de propagation (mesurées par les SNRs). Le quantificateur (uniforme) proposé est alors optimisé selon un codage source-canal conjoint