面向亚太赫兹德中继链的最优检测器结构：基于Over-the-Air扩散
信息论
2026-01-06 v1 信号处理
math.IT
摘要
放大转发（AF）中继是扩展亚太赫兹德（sub-THz）链路覆盖范围的可行策略，但不可避免地会传播噪声，导致跨多跳的累积性能衰减。在接收端，在非高斯输入分布（如视频、语音等）下进行最优解码仍然是理想的，但具有挑战性，因为此时Minimum Mean Square Error（MMSE）估计器和互信息都不具备闭式解。此外，一个进一步的开放问题是，是否存在Intermediate中继处是否需要了解信道状态信息(CSI)和噪声统计才能实现最优检测。旨在构建最优解码器，本文引入了一种新框架，将AF中继链解释为方差保持扩散过程，并采用去噪扩散隐式模型（DDIMs）进行信号恢复。我们表明，每个AF跳跃在具有跳跃相关衰减和噪声注入的扩散步骤中数学上等效于一个步骤。因此，整个多跳链路简化为一个由仅三个实数标量完全描述的等效高斯信道：每个块的累积复增益和有效噪声方差。在接收端，这些端到端充分统计量定义了一个匹配的逆向时程，用于指导DDIM-based去噪器，实现无需每跳CSI的近似最优贝叶斯解码。我们建立了这种等效性的信息论基础，证明解码性能仅取决于最终有效信噪比（SNR），而不依赖于中间噪声/信道分配或先验分布。在AWGN和Rician衰落下的仿真结果表明，所提出的AF-DDIM解码器在均方误差、符号错误率和比特错误率方面均优于传统方法，尤其在中等SNR和高阶调制制式下效果更为显著。
引用
@article{arxiv.2601.01194,
title = {On the Structure of the Optimal Detector for Sub-THz Multi-Hop Relays with Unknown Prior: Over-the-Air Diffusion},
author = {Ozgur Ercetin and Mohaned Chraiti},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.01194},
year = {2026}
}