IRS辅助的星地融合认知网络中断性能分析

分析了智能反射面（IRS）辅助的星地融合认知网络系统的中断性能。首先,针对卫星采用点波束技术服务地球站,而基站通过智能反射面扩大通信范围,并采用非正交多址接入（NOMA）技术服务多用户场景,在系统采用认知无线电技术来实现卫星主网络与地面次级网络之间频谱共享的情况下,建立以地面用户平均信干噪比最大化为目标的优化问题;其次,基于角度域的信道状态信息提出了一种低复杂度的IRS相移设计方案,从而得到智能反射面相移矩阵;接着,分别推导出地面用户在固定和移动2种情况下的中断概率闭合表达式。为了进一步分析系统性能,推导了高信噪比条件下系统的中断概率近似表达式。最后,计算机仿真验证了中断概率表达式的正确性,并分析了主要参数对系统性能的影响。     

面向缓存网络内容分发的非正交传输策略研究

面向无线缓存网络的内容分发场景，设计了一种两阶段自适应非正交/正交多址接入传输方案。针对该方案，提出了一种高可靠性用户调度策略，并通过理论分析得出了中断概率的解析表达式及其高信噪比下渐近表达式。分析结果表明，该策略可获得满空间分集增益。仿真结果表明，与基于瞬时信道状态信息的调度策略、随机调度策略以及传统的正交多址接入传输策略相比，所提策略可通过获取空间分集增益，实现优于现有策略的内容分发可靠性。     

非理想信道信息下认知中继系统中断概率研究

本文针对存在信道估计误差的情况,分析了非理想信道状态信息下认知中继系统的性能.建立了非理想信道状态信息下认知中继系统的数学模型,推导出了非理想信道状态信息下认知中继系统中断概率的表达式.理论分析表明在非理想信道状态信息下认知中继系统的性能较理想状态有所下降,但更符合实际情况.同时数值仿真结果验证了理论分析的正确性.     

Nakagami-m衰落信道下固定增益中继系统性能分析

 在Nakagami-m衰落信道下,分析了两跳固定增益放大转发中继通信系统的性能.首先采用基于概率密度函数(PDF)的性能分析法推导了无协作分集时系统的中断概率和平均误符号率(ASER)的闭合表达式,然后采用基于矩生成函数(MGF)的方法推导了有协作分集时系统的中断概率和ASER表达式以及接收信噪比的n阶矩的闭合表达式.仿真结果显示,所推导的闭合表达式与数值仿真结果吻合良好,协作分集和较大的m值可提升系统性能,中继前后两跳的信道质量对系统性能的影响并不相同.     

基于网络编码的双向多中继系统中断概率分析

网络编码在双向多中继系统中已经得到了广泛地研究,并有效地提高了双向多中继系统的吞吐量。首先本文导出了在译码转发方式时,独立正交信道和多接入信道下基于网络编码的双向多中继系统平均中断概率表达式。Monte Carlo仿真和理论分析非常吻合,验证了理论分析的正确性。之后分析了系统平均中断性能在不同信噪比和不同中继节点个数等多种情形下与功率分配因子的关系,揭示了功率分配因子与系统总功率和中继节点数量之间的内在关系。仿真结果表明,双向多中继系统采用网络编码进行传输时,在独立正交信道下和多接入信道下的功率分配因子取值在区间 内能够获得最优的系统中断概率性能,并且多接入信道下的系统中断性能要好于独立正交信道。      

基于NOMA的星地协作网络性能分析

随着星地融合网络的不断发展,如何进一步提高有限的卫星资源利用率,受到了国内外专家学者的广泛关注。因此,提出了一种基于非正交多址(Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA)技术的星地协作网络传输方案。首先,假设卫星与用户之间不存在直传链路,中继节点以译码转发(Decode-and-Forward,DF)方式实现卫星与用户间的协作通信;其次,根据卫星信道服从阴影莱斯分布、地面信道服从Nakagami-m信道的情况,推导出用户中断概率的精确表达式、高信噪比下的近似表达式和系统遍历容量;最后,通过仿真验证理论推导的正确性和将NOMA技术引入星地协作网络的优越性。     

双向多中继协同通信系统的性能分析

针对频率非选择性瑞利衰落信道,研究了双向多中继协同通信模型的系统性能。首先,基于模型的信号传输过程分析了系统的信道容量;然后,根据接收信噪比的累积分布函数推导了系统中断概率的闭合上界表达式;进一步在MPSK调制方式下,通过计算在高信噪比条件下的矩母函数,推导了平均误码率的闭合表达式。仿真结果验证了理论推导的正确性,并且表明双向多中继模型的中断概率和平均误码率两项性能指标都优于双向单中继模型。     

基于协作非正交多址的无人机辅助卫星通信系统中断性能分析

针对无人机(UAV)辅助的卫星通信系统下行链路,该文研究了基于多天线波束成形和协作非正交多址(NOMA)技术相结合的多用户传输系统。首先,在UAV采用多天线和NOMA技术服务多个用户的情况下,基于用户平均信干噪比最大化准则,提出一种利用角度信息的波束成形方案。其次,在卫星-UAV链路服从相关阴影莱斯分布,而UAV-地面用户链路服从Nakagami-m分布的条件下,推导出系统的中断概率闭合表达式。然后,为了进一步分析系统性能,还推导了高信噪比条件下系统的中断概率近似表达式。最后,计算机仿真验证了理论分析的正确性和所提方案的优越性。     

多中继与多用户选择的中继系统安全性能分析

为了考察使用多中继选择与多用户选择的放大转发（AF）中继系统的物理层安全性能,推导了其在瑞利衰落信道上和联合发送天线选择/接收最大比合并天线分集下的非零安全容量概率和安全中断概率的精确表达式以及在高信噪比下的渐近安全中断概率解析表达式。AF中继系统的非零安全容量概率和安全中断概率的数值计算和仿真结果相吻合,验证了以上理论分析的正确性;分析结果表明,其安全分集增益为源节点发射天线数、最优中继节点接收天线数、中继节点数的三者乘积与最优中继节点发射天线数、最优用户接收天线数、用户数三者乘积之间的最小值,且与窃听信道无关。     

Exponentiated Weibull大气湍流下航空激光通信性能分析

研究了Exponentiated Weibull(EW)大气湍流信道 下航空激光通信的性能,综合考虑大气 湍流及气动光学效应的影响,利用Meijer′s G函数推导出了航空激光通信链路的性能指标 的 闭合表达式,包括平均误码率(BER)、中断概率及平均信道容量。在不同 的航空飞行条件下,根据 平均BER、中断概率和平均容量闭合表达式分别给出了数值仿真实例,分析了航空飞行高 度、传输距离、信噪比(SNR)与航空激光通信系统性能的关系,同时分析了孔径平均效应对 航空激光通信链路性能改善作用。     

分布式天线系统中的系统上行中断概率分析

中断概率是无线通信系统的一个重要指标。该文针对分布式天线系统中的系统中断概率问题进行了研究。首先,建立了包含路径损耗、阴影衰落和瑞利衰落的复合信道模型;然后,在该信道模型下推导出给定移动台位置时的信噪比;接着,基于选择合并策略,分析出给定移动台位置时系统上行传输的中断概率表达式;最后,考虑到小区内移动台任意分布特点,文章给出系统上行中断概率闭合理论表达式。仿真结果表明,所提的系统上行中断概率理论表达式与仿真结果十分吻合。     

指数韦伯信道下带瞄准误差的相干光通信系统中断概率分析北大核心CSCD

为了研究在大气湍流闪烁效应以及瞄准误差共同作用下空间相干光通信系统的中断概率,基于指数韦伯大气湍流衰减信道,建立了基于平衡探测的相干光通信系统模型,给出了系统受大气湍流闪烁效应和瞄准误差影响下信道衰减的概率密度函数,并推导了系统中断概率的闭合表达式。通过数值仿真,分析了湍流强度、波束宽度、抖动偏差对系统中断概率的影响。结果表明:系统中断概率会随着湍流强度的增强和归一化信噪比的降低而增大;当归一化信噪比大于14dB时,可以通过增大波束宽度降低系统中断概率;当抖动偏差大于2时,增大归一化信噪比并不能有效降低系统中断概率。由基于此模型的仿真分析结论可知,选取合适的波束宽度和抖动偏差能降低系统的中断概率,并提高系统的稳定性。     

Nakagami衰落信道下合作分集的无线家庭网络性能分析

提出在未来无线家庭网中采用合作分集的思想,通信时利用处于空闲状态的终端用户对所发送信息进行中继发送,保证整个网络误码率性能、中断概率以及发送功率达到最佳折衷.在Nakagami平衰落信道条件下研究了再生中继和非再生中继两种合作方式下的中断概率和误码率性能,给出误码率和中断概率的解析表达式,并用matlaab进行仿真,仿真结果表明,在低信噪比条件下再生中继大大优于非再生中继方式,但高信噪比条件下两者性能接近.     

基于训练序列的接收端非理想估计的MIMO系统容量分析

考虑瑞利或赖斯块衰落环境下的MIMO系统，发射端没有信道状态信息（CSI），接收端通过线性估计滤波器由训练序列估计出非理想的CSI，根据一般的系统分析模型，推导出信道最大（即时）互信息的上限或下限的表达式，进行计算机仿真，分析估计误差、训练长度以及信噪比的影响。     

多用户选择与协作干扰的安全性能分析

研究了一种多用户选择与协作干扰相结合的无线传输模型。在Nakagami-m衰落信道下，考虑到信道中的反馈延迟对信道状态信息的影响，采用合法信道的过时信道状态信息来选择目的用户。采用一般次序选择策略选择目的用户，并结合噪声干扰策略进行干扰，实现信息的安全传输。针对窃听信道两种不同信道状态信息，分别推导了中断概率和窃听概率的准确闭合表达式，并给出二者性能折中的表达式。理论分析与数值仿真表明，减小用户选择参数以及降低信道衰落参数能够有效地改善系统的可靠性与安全性折中安全性能。      

多用户多中继系统下协作NOMA的中断性能

在基于非正交多址接入技术(NOMA)的多用户多中继协作中继网络中,为优先满足混叠信号中的时延敏感信息的服务质量(QoS)需求,对功率因子进行了简单分析,进而找到了关于信道增益的解码限制条件。在给定中继的情况下,根据解码限制条件建立用户集合,进而找到可以使高QoS信号速率最大化的用户中继对作为最佳“用户-中继”来传递信号。并且对该“用户-中继”选择方案下的系统中断概率的表达式进行推导并求出了其渐进式。仿真结果验证了推导结果的正确性,系统的中断概率随着节点数目的增多而降低,而当信噪比趋于无穷时,系统的分集增益取决于用户数目和中继数目。且与已有文献进行对比,本文提出的用户中继匹配方案的中断性能相对较好。     

能量收集认知多跳中继网络中断性能分析及优化

针对能量收集认知无线网络中的多跳中继传输问题,该文构建了一种新的具有主网络干扰的功率信标(PB)辅助能量收集认知多跳中继网络模型,并提出单向传输方案。在干扰链路统计信道状态信息场景下,推导了次网络精确和渐近总中断概率闭合式。针对精确总中断概率表达式的复杂性和非凸性,采用自适应混沌粒子群优化(ACPSO)算法对次网络总中断性能进行优化。仿真结果表明,PB功率、干扰约束、次网络跳数、能量收集比率、主接收端数目和信道容量阈值等参数对中断性能影响显著,所提算法能快速和有效地对网络中断性能进行优化。     

能量收集认知多跳中继网络中断性能分析及优化

针对能量收集认知无线网络中的多跳中继传输问题,该文构建了一种新的具有主网络干扰的功率信标(PB)辅助能量收集认知多跳中继网络模型,并提出单向传输方案.在干扰链路统计信道状态信息场景下,推导了次网络精确和渐近总中断概率闭合式.针对精确总中断概率表达式的复杂性和非凸性,采用自适应混沌粒子群优化(ACPSO)算法对次网络总中断性能进行优化.仿真结果表明,PB功率、干扰约束、次网络跳数、能量收集比率、主接收端数目和信道容量阈值等参数对中断性能影响显著,所提算法能快速和有效地对网络中断性能进行优化.     

非理想频谱检测对主用户干扰的性能分析

实际中认知中继网络的频谱检测不可能完全正确检测频谱状态,次级用户传输会对主用户传输产生干扰。在分布式协作频谱检测和集中式协作频谱检测情况下,研究了认知中继网络中非理想频谱检测对主用户干扰性能的影响。在瑞利信道下推导了非理想频谱检测条件下主用户干扰概率的数学表达式。最后,仿真结果证明了理论分析的合理性,并表明非理想频谱检测会对主用户产生较大干扰,而中继节点数目的增加可以明显降低干扰概率。     

移动平台上空间光通信系统性能研究

针对移动平台空间光通信信道的大气湍流随机性强、指向误差大和链路高动态性等问题,建立适合于移动平台的大气信道模型,并进一步推导出采用脉冲调制(PPM)调制的通信系统端到端信道容量和中断概率的解析表达式。仿真分析了在大气弱湍流、中强湍流两种情况下,信噪比、系统分集、指向误差及通信距离等对通信系统中断概率的影响。结果表明,指向误差不宜超过1mrad;通信距离每增加1km,中断概率上升8~11dB。