最优双向中继协议：物理层与数据链路层的跨层设计

"这篇文档是关于计算机软件翻译的，特别是涉及一种优化的双向再生半双工中继协议在三节点网络中的应用。该协议旨在提高频谱效率，尤其是在半双工模式下，其中中继节点不能同时进行发送和接收。作者探讨了跨层设计策略，结合物理层和数据链路层的特性，以实现更高效的通信。 在物理层，协议利用中继节点的叠加编码技术，允许两个端点节点在两个阶段中分别传输信息给中继，然后中继解码并转发这些信息。这种策略减少了传统双向通信中的频谱效率损失。特别是，文档强调了最佳时间分配的重要性，这可以进一步优化系统的吞吐量。 在数据链路层，研究假设了无限缓冲队列长度，以处理到达节点1和2的进程。中央控制器根据当前的缓冲水平动态调整时间分配和能量分配，以达到最大化的加权服务率。通过这种方式，稳定的区域被定义为具有双向传输速率的区域，并且当队列平均长度足够大时，可以通过Lyapunov二次函数的负漂移来证明系统的稳定性。 关键词包括双向中继、可达速率范围、稳定区域、最优吞吐量策略和交叉层设计。文档首先介绍了半双工中继在无线通信中的必要性，因为无线环境中难以实现信号的完全隔离。它还指出，传统的网络译码协议可能不考虑解码后数据的处理，从而限制了性能。 总体而言，这篇翻译文献深入研究了半双工中继协议的优化，提供了一个跨层设计的视角，以克服无线通信中的挑战，特别是在需要双向通信的场景中。通过对时间分配的精细控制，该协议可以提高频谱效率，这对于有限带宽资源的无线网络尤其重要。"