瑞利衰落信道下多跳合作分集系统的性能分析

基于多跳中继的概念,研究了2种由多个用户组成的合作分集系统模型,即多跳和多路由合作分集系统。在瑞利衰落信道下,分别导出了这2种模型解码中继和放大中继的平均误码率和中断率。数值分析和仿真表明,多跳分集系统的性能随跳数的增加而下降,而多路由分集系统的性能随路由数的增多有较大改善;再生中继的性能在低信噪比时优于非再生中继,在高信噪比时两者的性能相似。     

反馈式选择解码的协作分集性能分析

在协作分集传输系统中，提出一种改进的反馈式选择解码转发方法 (FSDF)，综合考虑源端－中继端与源端－目的端的信道传输特性，且由目的端给出反馈信号决定是否采用协作模式；同时得到高信噪比（SNR）下的中断概率表达式。理论分析与仿真结果证明该方法可得到满分集，在可靠性及有效性上均优于解码转发(DF)与选择解码转发(SDF)。     

解码转发协同中继网络多用户分集

理论分析了协同中继网络中多用户分集的性能,推导得出了在解码转发方式下,基于多用户分集增益的系统中断概率和符号错误概率的闭式表达式。理论和仿真研究表明,在多用户协作中继网络中,运用多用户调度策略可获得较高的分集度增益. 多用户协作中继网络中的中继和接入用户均是有效的多用户分集增益源.     

一种两跳感知系统中断性能优化方案

针对交叉共享方式下的两跳协作感知网络,研究了多个感知用户的协作感测策略,推导了在放大转发传输协议下感知系统的中断概率表达式,并提出了一种联合优化方案.在保证一定频谱感测性能指标的前提下,通过联合优化感测门限、感测时长等参数最小化感知系统的中断概率.理论分析与仿真结果表明,此优化方案能有效改善感知系统的中断性能,提升感知网络传输的可靠性.     

一种资源利用率高的协作无线系统

提出了一种基于正交信号的自适应协作无线通信系统．利用二维调制信号的同相和正交分量,每个协作用户同时发送自己和伙伴的数据,形成虚拟的多天线发射机,可在不增加系统带宽和发射功率的情况下,以分布式方式获得发射分集增益．利用译码转发中继信道模型,推导了系统误码率性能的理论表达式,并分析了不同功率分配算法以及协作用户间信道和上行信道传输特性对系统性能的影响．理论分析和仿真结果表明:采用等功率分配算法时,所提系统可获得分集增益,且在用户间信道高信噪比条件下能获得完全分集增益;采用最优功率分配算法可进一步提升协作系统性能．     

随机衰落信道下多跳无线传输的性能分析

基于均衡的概念提出了2种非再生多跳系统放大因子的选取方法,在随机衰落(每跳为独立不同分布衰落,如瑞利、Nakagami或莱斯等)下研究和分析了两跳无线传输系统的性能,并给出了有关数学闭式解.理论和仿真分析表明,两跳传输的分集性能受制于较弱跳信道的特性,分集增益不随衰落因子m(或K)的增长而变化(为较弱跳的分集),该结论也可适用于多跳(跳数＞2)传输的情况.再生中继系统在低信噪比时略优于非再生中继,在高信噪比时两者趋于相似.     

前向放大协作中继系统中的优化功率分配

对于无线通信系统中的单天线节点来说,协作中继技术能有效地提高通信性能。研究了瑞利衰落信道下两跳放大前传协作中继系统的最优化功率分配问题。推导了高信噪比条件下的协作中继系统的中断概率的理论公式,适用于研究不同信道条件的功率优化分配;证明了高信噪比时基于符号错误率和中断概率最小化的最优化功率分配问题是等效的,为相关结论的推广应用提供了理论依据。仿真表明高信噪比条件下,基于推导的中断概率理论公式来实现最优化功率分配是可靠有效的。     

基于中继选择的认知系统性能

为了提高认知系统的性能,提出一种混合中继选择协议(HPRS). 通过判断中继是否能正确解码源信号来决定中继采用何种协议转发数据,最终选取其中信噪比最大的中继作为最优中继,并推导了HPRS在高信噪比下中断概率的近似表达式及分集度. 理论和仿真结果表明,放大转发中继选择(SAF)、解码转发中继选择(SDF)协议和HPRS均可获得空间满分集度,而HPRS的中断性能要优于SAF和SDF协议.     

TDMAMIMO系统中利用DMT实现多用户分集度分析

针对目前多用户分集度(MUD)分析方法无法同时反映空间分集和空间复用增益的问题,提出了一种在时分多址(TDMA)多入多出系统中分析MUD的方法.首先推导了多用户中断概率;然后针对TDMA系统中给定数据速率的任意码,推导出其差错概率以多用户中断概率为下界;最后推导出该系统中给定数据速率的任意渐进通用码的差错概率上界,并由此获得最优分集复用折中(DMT)曲线.这种基于DMT的方法能在考虑空间分集度和空间复用的同时反映出MUD的性能,从而为MUD性能分析和DMT分析构建了桥梁.仿真结果表明了理论分析的正确性.     

时变瑞利信道下反馈时延对选择发送分集性能的影响

研究了在时变瑞利衰落信道下,存在反馈时延的选择发送分集（STD）系统的性能. 推导了存在反馈时延时,STD系统的输出信噪比分布和BPSK调制的误比特率(BER)表达式. 分析并证明了在此种情况下,STD系统的BER实际由2部分组成：一部分是无反馈时延的理想STD系统的BER;另一部分是分集度为1的BER“平台”. 指出只要反馈时延存在（无论多小）,任何STD系统的理论分集度都为1.     

信号空间分集解码前传协同方法研究

在普通解码前传协同分集中,各协同用户之间的信道不对称性会对系统的性能产生一定的影响;同时,简单的重传信号并不是一种高效的利用协同分集的方式。该文提出了一种基于信号空间分集的解码前传协同方法,该方法的协同用户重传信号中包含自己的数据帧,并以信号空间分集的方法设计重传信号,这样既能够减小用户间信道的不对称性带来的影响,又提供了一种更为高效的信号分集方式。仿真实验结果证明该方法与非协同及普通解码前传协同方法相比能够获得更好的误码率性能。     

Analysis of the performance of energy harvesting cognitive relay networks over κ-μ fading

Aiming at the problems of small coverage, short lifetime and diversity link channel attenuation in energy-constrained cognitive relay networks, the outage performance of energy harvesting multi-hop cognitive relay networks over complicated fading channel scenarios are studied. First, the κ-μ distribution is adopted to represent various single and mixed line-of-sight and non-line-of-sight fading channel scenarios. Then the dedicated power beacon assisted energy harvesting underlay multi-hop decode-and-forward cognitive relay networks are constructed. The exact and asymptotic unified outage probability expressions for secondary networks are derived over the κ-μ fading channels. Simulation results show that the secondary outage probability can be monotonically decreased with the increase of the power beacon signal’s power or/and primary networks’ interference constraint until it tends to saturation on the condition of various fading channel scenarios, and the secondary networks’ outage probability can be degraded with the deterioration of the channel link condition when the primary networks’ interference constraint is lower, and the secondary networks’ outage performance can also be increased with the improvement of the channel link condition when the primary networks’ interference constraint is higher. The secondary networks’ outage probability can be decreased by reasonable settings of the hop number and energy harvesting ratio according to the type of fading channel scenarios.     

双瑞利衰落对传输系统性能的影响

基于接收信噪比的统计特性,研究了双瑞利衰落下传输系统的差错性能,分析了系统的中断概率和分集增益.采用基于矩生成函数的方法导出了涵盖多种调制方式的平均误符号率的通用公式,并得到了二进制调制平均误符号率的封闭表示式.仿真结果表明:相对于瑞利衰落而言,双瑞利衰落时系统的中断和平均误符号率性能变差,从而进一步限制了信息速率;在有限的信噪比范围内,接收机难以获得满分集增益1;采用差分相干M-DPSK比相干M-PSK约有3dB的性能损失.