不完美串行干扰消除下多RIS辅助的NOMA系统中断性能

考虑到实际通信应用中不能实现完美的串行干扰消除(SIC,serialinterferencecancellation),研究了不完美SIC情况下多个智能反射面(RIS,reconfigurableintelligentsurface)辅助的非正交多址接入(NOMA,non-orthogonal multiple access)系统的中断性能和吞吐量。联合考虑直射链路和反射链路,利用Gamma分布近似表征多RIS辅助NOMA系统的信道系数,推导出用户中断概率的近似闭合表达式,并通过Monte-Carlo仿真进行验证,分析系统中断性能与不完美SIC、RIS个数及反射单元数等因素的关系。仿真结果表明,与单RIS辅助的NOMA系统和传统NOMA系统相比,在给定中断概率要求下,多RIS辅助系统所需的信噪比(SNR,signal-to-noise ratio)降低了14.2 dBm,说明了采用多个RIS可以有效地提升用户的中断性能和系统吞吐量,从而补偿不完美SIC带来的性能损失。

反向散射通信中标签选择策略中断性能分析

该文研究的反向散射通信(BackCom)系统由1个专用射频信号源、若干个标签及1个目的节点构成。在考虑了信道估计误差(CEE)的前提下,该文在Nakagami-m信道中,提出了能够最大化目的节点信噪比(SNR)的标签选择策略,推导了所提策略的中断概率和分集增益的解析表达式。该文的分析中,考虑了标签自身能耗对系统性能的影响。仿真结果验证了理论分析的正确性,同时考察了关键参数对系统性能的影响。理论分析和仿真结果均表明,信道估计误差的存在使得系统的分集增益为0。

实时任务模型中的性能解析——中断性能研究

本文主要提供了运用嵌入式实时操作系统μC／OS—Ⅱ中断技术，进行任务模型性能研究的一种研究思路和方法，基于研究思路实现测量系统实时性能的应用方法。通过研究嵌入式实时操作系统μC／OS-Ⅱ的实时任务的创建、调度、挂起、恢复等基本操作，以及外部事件中断机制，时间测量函数等功能，结合C语言、汇编语言和操作系统的基本运用，通过对任务运行时间和中断响应时间的测量，获取系统的实时性能。本文研究μC／OS-Ⅱ中断技术，并结合实时任务模型的基本架构，实现方法采用实时内核应用程序的设计思路、实现方法，以及实现技术。该研究可以运行在基于x86平台的windows X的操作系统上，可以作为研究操作系统实时任务模型的参考模型的性能指标的量化分析。

认知多中继网络中基于最佳功率分配的中断性能

研究了认知多中继网络的功率分配方案,提出了简单的最优功率分配(OPA)方法,并给出最优解。仿真了不同的认知中继位置对认知系统中断性能的影响,并联合考虑频谱感知和认知多中继协作传输两个过程。仿真结果表明,文中提出的最佳功率分配方案的中断性能优于等功率分配(EPA)方案,且存在最佳的感知时间使认知多中继网络的中断性能最优。

具有功率分配因子的不可信中继系统的中断性能和遍历保密容量

基于不存在直接链路的具有不可信中继的三节点系统,本文在协作干扰模型中引入功率分配因子,对两种放大转发因子下系统的中断概率和遍历保密容量进行了计算及对比分析。首先,系统采用平均放大因子,推导出其保密中断概率;然后,在引入同样功率分配因子的基础上,系统改用自适应瞬时放大因子,得出保密中断概率的下界;为了对比,本文接着给出了系统两种情况下的遍历保密容量;最后,仿真验证了中断概率和遍历保密容量计算的准确性,数值仿真表明引入功率分配因子可减小系统的中断概率和提高系统的遍历保密容量,瞬时放大因子下系统性能较平均放大因子下更好。

基于无线携能和非正交多址接入的认知中继网络中断性能分析

研究了基于无线携能通信(SWIPT,simultaneous wireless information and power transfer)和非正交多址接入(NOMA,non-orthogonal multiple access)的认知中继网络的中断性能。针对具有直接链路通信和两阶段通信两种传输模式,推导了系统总体中断概率的解析表达式和高信噪比条件下的渐近表达式,并通过Monte-Carlo仿真验证了理论推导的正确性。仿真结果表明,系统在直接通信模式下能获得更好的中断性能。此外,与传统的正交多址接入认知中继网络相比,基于SWIPT-NOMA的认知中继网络能获得更好的中断性能和更高的能量效率。

车载双向AF协作通信系统的中断性能分析

在车载通信系统中采用双向中继协作通信可以提升系统性能。然而,车辆移动造成的链路相关性会增大车载双向中继协作通信系统的中断概率。针对这个问题,建立了车载双向链路相关性系统模型,用相关系数描述车辆移动造成的双向链路特性,简化了系统中断性能分析。同时,在中继采用AF方式下得到系统中断性能的闭式解,且中断概率一定时,求得最优功率分配方案。数值分析表明,相关系数比功率分配系数对中断性能影响的幅度更大,相比传统单向AF中继协作通信系统的最优功率分配方案,最多可以节省4 d B的总功率。

非理想顺序干扰消除和信道状态信息下SWIPT-NOMA-CR网络中断性能

针对基于无线携能通信(SWIPT, simultaneous wireless information and power transfer)和非正交多址接入(NOMA, non-orthogonal multiple access)的认知中继(CR, cognitive relay)(SWIPT-NOMA-CR)网络,考虑非理想顺序干扰消除(SIC, successive interference cancellation)和信道状态信息(CSI, channel state information)实际情况,研究系统在采用理想、时间开关(TS, time switching)和功率分割(PS, power splitting)3种中继传输方案时次用户的中断性能。推导出次用户中断概率的解析表达式,并通过蒙特卡洛仿真验证理论推导的正确性。实验结果表明,非理想SIC和CSI会导致次用户的中断性能下降,相对于非理想CSI,非理想SIC给系统中断性能带来的损失更大。此外,用户采用PS中继传输方案的中断概率比采用TS方案低,当改变非理想SIC和CSI因子时,采用PS方案用户的中断概率差值比TS方案小,说明PS中继传输方案的可靠性优于TS方案。

泛认知网络等待中断性能

认知网络是解决通信业务增加与无线频谱资源短缺矛盾有效途径。针对多优先级无线通信业务,提出了泛认知网络概念,介绍了动态优先级排队模型。基于离散排队模型,采用离散时间马尔可夫链分析方法,对泛认知网络等待中断性能进行了研究。实例证明,该方法不受优先级数量限制,具有适应性。

多天线频谱共享CR-NOMA系统安全中断性能分析

认知无线电(CR)非正交多址接入(NOMA)网络(记为CR-NOMA)已是无线通信领域的研究热点之一。由于无线信道的开放性,使得无线网络的安全通信成为当前急需解决的问题。该文研究了频谱共享多天线CR-NOMA网络安全中断性能,首先分析了最优天线选择(OAS)方案的安全中断概率(SOP),并推导了其精确的闭合表达式。其次,分析了空时传输(STT)方案的SOP,并推导了其精确的闭合表达式。最后,对次用户两种方案的SOP渐近性能进行了分析,揭示了系统参数对SOP的影响。最后,采用Monte Carlo仿真验证了理论分析的正确性。研究发现,两种方案基站分别存在一个最优峰值发射功率,使得远距离次用户的安全中断性能最佳。仿真结果表明增大基站峰值发射功率,OAS方案的近距离次用户的SOP会始终优于STT方案,远距离次用户的SOP会劣于STT方案。

基于GRNN的协作车联网的中断性能预测

针对车联网通信系统,为了提升系统的传输性能,建立多中继多天线协作车联网模型,并设计了一种基于广义回归神经网络(GRNN)的中断概率预测算法。通信链路服从级联Nakagmi-m分布,中继使用混合译码放大转发(HDAF)协议,目的端运用等增益合并。针对多天线,设计天线选择方案,并推导出中断概率表达式;进而构建预测中断概率的数据集,建立GRNN模型。实验结果表明,信道级联、HDAF协议和等增益合并能够提升中断性能,GRNN能有效实现中断概率的预测。

基于位置信息的波束成形算法及中断性能分析

随着全球定位系统技术的发展,无线通信系统中发射端能够较为准确地获取接收端的位置信息。在此背景下,提出了基于接收端位置信息的波束成形码本设计方案,并分析了系统在该方案下的中断性能。首先,在莱斯衰落信道模型下,根据接收端的最大信噪比准则得到发射端的最佳波束成形权矢量。其次,给出均匀线阵天线模型下的波束成形码本设计方案。然后,推导出该方案下的中断概率表达式。最后,利用MATLAB软件仿真验证了该方法的有效性,并检验了相关参数对系统性能的影响。仿真结果表明,发射天线的数目和码本长度越大,阵列波束的指向就越精确,由此可以提高系统的中断概率和性能。所提算法可用于下行链路预处理,通过码本索引的方式,减少了通信系统中信令的开销和对信令的依赖。

基于非正交多址接入的星空地多用户认知网络性能研究

卫星通信(SatCom)因其强大的生存能力和无缝覆盖的独特优势,能够弥补地面通信网络受地形限制、覆盖范围小等短板,在当前和未来的无线通信系统中具有重要的地位。此外,空中辅助通信由于其在星地网中的灵活性和可扩展性,具有很高的研究价值。为克服星空地网络(ISATN)中频谱短缺问题,认知无线电(CR)和非正交多址接入(NOMA)被用于提高频谱利用率和传输性能。因此,该文研究了基于NOMA的星空地认知网络(CISATN)的性能,考虑多用户场景,分别得到了主网络和次级网络的中断概率(OP)的准确表达式和高信噪比下的渐进表达式,并给出了这两个网络的分集增益。最后,通过蒙特卡罗仿真验证了理论推导的正确性,并分析了关键变量对系统指标的影响。

认知协作NOMA网络的安全性能分析

为了提高通信系统的安全性能且使有限的频谱得到高效利用,将填充式认知无线电(OCR)与非正交多址接入(NOMA)技术相结合,提出了一个次网络通过感知主用户是否占用频谱来实现辅助主网络通信或次网络通信的动态切换的系统模型。主次网络均采用人工噪声(AN)技术进一步改善系统的安全传输性能。通过分别推导主、次网络安全中断概率和安全吞吐量的表达式来研究系统的安全中断性能。仿真结果表明了所提出的认知协作NOMA方案在降低中断概率、提高吞吐量方面的有益效果,并且进一步给出了人工噪声功率分配因子对系统性能的影响。

具有智能天线的CDMA/TDD上行性能分析

分析了智能天线对CDMA/TDD系统级的影响,推导了基站处具有智能天线的CDMA/TDD上行链路中断性能表达式,并在此基础上比较了不同波束宽度和传播环境对系统上行中断性能的影响.

κ-μ衰落下能量采集认知中继网络性能分析

针对能量受限认知中继网络覆盖范围小、生存周期短和链路信道衰减多样化的问题,研究了能量采集多跳认知中继网络在κ-μ衰落信道下的中断性能。首先采用κ-μ分布表征多种单一和混合的视距和非视距衰落信道场景;然后构建专用功率信标辅助能量采集的衬底式多跳译码转发认知中继网络模型;推导了次网络在κ-μ衰落信道下的精确和渐近统一中断概率解析式。仿真结果表明,在各种衰落信道场景情况下,功率信标信号功率和/或主网络干扰约束的增大将使次网络中断概率单调下降并趋于饱和。当主网络干扰约束较低时,网络链路信道状况的恶化将降低次网络中断概率;而当主网络干扰约束较高时,网络链路信道状况的改善将提升次网络中断性能。根据衰落信道场景类型来合理设置跳数和能量采集比率,将降低次网络中断概率。

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。

双向中继系统中断概率下界优化及分集增益

主要研究了瑞利衰落信道下基于放大转发策略的双向中继系统的中断性能及分集性能。首先利用信源节点信噪比间的关系和调和不等式对信噪比的范围进行优化,得到新的中断概率下界,仿真结果表明Monte Carlo仿真得到的中断概率接近新得到的中断概率下界;同时证明了多中继存在时,基于最大最小互信息准则的双向中继系统仍然取得全分集增益且能够优化中断概率下界。

非同分布衰落环境下最大链路选择方案及性能研究

通过对Nakagami-m衰落环境下缓冲中继协作最大链路选择方案(MLS)的中断和延迟性能的研究,得到了中断概率和平均分组延迟的闭式解析解以及相应的分集增益和编码增益。基于所得结果,给出了中断概率和平均分组延迟的数值分析,结果表明,非同分布衰落环境不仅严重地影响了MLS方案的分集增益和编码增益,而且使得各个中继节点处的平均分组延迟也不相同,系统极不稳定。为此提出了一种新颖的基于加权的MLS(W-MLS)方案,该方案一方面使信源-中继和中继-信宿链路等效功率分别相同;另一方面使中继-信宿链路等效功率略大于信源-中继链路等效功率,这样,不仅可以保证系统获得足够的分集增益,而且可以显著地降低平均分组延迟,使得各个中继节点处的平均分组延迟完全相同,提高了系统的稳定性。

基于NOMA用户中继的卫星网络性能分析

为了满足大规模数据接入以及高通信质量的需求,文章研究了基于非正交多址接入(NOMA)用户中继协作的卫星网络,并分析了中继用户1和受助用户2的中断性能和系统吞吐量,同时也考虑了非理想信道状态信息(CSI)对系统中断性能和吞吐量的影响。最后,通过数值仿真验证了分析结果的正确性。与正交接入(OMA)策略相比,借助NOMA策略的卫星网络的中断性能得到了有效提升。随着信道估计误差平均功率的增加,用户1和用户2的中断性能和吞吐量不断下降。