Canal de retransmisión

En teoría de la información , un canal de retransmisión es un modelo de probabilidad de la comunicación entre un emisor y un receptor con la ayuda de uno o más nodos de retransmisión intermedios.

Canal de relé sin memoria de tiempo discreto general

Un canal discreto de relé único sin memoria se puede modelar como cuatro conjuntos finitos, y , y una distribución de probabilidad condicional en estos conjuntos. La distribución de probabilidad de la elección de símbolos seleccionados por el codificador y el codificador de relé se representa mediante . ${\displaystyle X_{1},X_{2},Y_{1},}$ ${\displaystyle Y}$ ${\displaystyle p(y,y_{1}|x_{1},x_{2})}$ ${\displaystyle p(x_{1},x_{2})}$

 o-------------------o | Codificador de relé | o-------------------o O | | y1x2 | | Vo---------o x1 o-----------------oy o---------o| Codificador |--->| p(y,y1|x1,x2) |--->| Descodificador |o---------o o-----------------o o---------o

Existen tres esquemas principales de retransmisión: decodificación y reenvío, compresión y reenvío y amplificación y reenvío. Los dos primeros esquemas fueron propuestos por primera vez en el artículo pionero de Cover y El-Gamal.

• Decodificación y reenvío (DF): en este esquema de retransmisión, el retransmisor decodifica el mensaje de origen en un bloque y transmite el mensaje recodificado en el bloque siguiente. La tasa de DF alcanzable se conoce como . ${\displaystyle \max _{p(x_{1},x_{2})}\min \left(I\left(x_{1};y_{1}|x_{2}\right),I\left(x_{1},x_{2};y\right)\right)}$
• Compresión y retransmisión (CF): en este esquema de retransmisión, el relé cuantifica la señal recibida en un bloque y transmite la versión codificada de la señal recibida cuantificada en el bloque siguiente. La tasa de CF alcanzable se conoce como sujeta a . ${\displaystyle \max _{p(x_{1})p({\hat {y}}_{1}|y_{1})p(x_{2})}I\left(x_{1};{\hat {y_{1}}},y|x_{2}\right)}$ ${\displaystyle I(x_{2};y)\geq I(y_{1};{\hat {y}}_{1}|y)}$
• Amplificación y reenvío (AF): en este esquema de retransmisión, el relé envía una versión amplificada de la señal recibida en el último intervalo de tiempo. En comparación con DF y CF, AF requiere mucho menos retardo ya que el nodo de retransmisión opera intervalo de tiempo por intervalo de tiempo. Además, AF requiere mucho menos poder de cómputo ya que no se realiza ninguna operación de decodificación o cuantificación en el lado del relé.

Límite superior del conjunto de corte

El primer límite superior de la capacidad del canal de retransmisión se deriva del artículo pionero de Cover y El-Gamal y se conoce como el límite superior del conjunto de corte. Este límite indica que C es la capacidad del canal de retransmisión. El primer y el segundo término de la minimización anterior se denominan límite de difusión y límite de acceso múltiple, respectivamente. ${\displaystyle C\leq \max _{p(x_{1},x_{2})}\min \left(I\left(x_{1};y_{1},y|x_{2}\right),I\left(x_{1},x_{2};y\right)\right)}$

Canal de retransmisión degradado

Se dice que un canal de retransmisión está degradado si y depende únicamente de y , es decir, . En el artículo de Cover y El-Gamal se demuestra que la capacidad del canal de retransmisión degradado se puede lograr utilizando el esquema de decodificación y reenvío. Resulta que la capacidad en este caso es igual al límite superior del conjunto de corte. ${\displaystyle x_{1}}$ ${\displaystyle y_{1}}$ ${\displaystyle x_{2}}$ ${\displaystyle p(y|x_{1},x_{2},y_{1})=p(y|x_{2},y_{1})}$

Canal de retransmisión degradado de forma inversa

Se dice que un canal de retransmisión está degradado de forma inversa si . Cover y El-Gamal demostraron que el límite inferior de transmisión directa (en el que no se utiliza retransmisión) es estricto cuando el canal de retransmisión está degradado de forma inversa. ${\displaystyle p(y,y_{1}|x_{1},x_{2})=p(y|x_{1},x_{2})p(y_{1}|y,x_{2})}$

Canal de retransmisión de retroalimentación

Relé sin canal de retardo

En un canal de retransmisión sin retardo (RWD), cada símbolo de retransmisión transmitido puede depender de los símbolos recibidos en el pasado y en el presente del retransmisor. Se ha demostrado que la retransmisión sin retardo logra velocidades que están fuera del límite superior del conjunto de corte. Recientemente, también se ha demostrado que las retransmisiones instantáneas (un caso especial de retransmisión sin retardo) son capaces de mejorar no solo la capacidad, sino también los grados de libertad (DoF) del canal de interferencia de 2 usuarios.

Véase también

• Diversidad cooperativa
• Relé (desambiguación)

Referencias

• Thomas M. Cover y Abbas El Gamal, "Teoremas de capacidad para el canal de retransmisión", IEEE Transactions on Information Theory (1979), págs. 572-584

Enlaces externos

• Hay muchos recursos sobre el canal de retransmisión y las comunicaciones cooperativas disponibles en [1]