采用TAS/MRC技术的能量收集全双工中继网络中断概率分析

针对多天线双跳全双工放大转发(Amplify-and-Forward,AF)中继网络,研究在中继节点能量受限情况下的系统端到端中断概率性能。假设信道是独立同分布的瑞利衰落信道,采用传输天线选择(Transmit Antenna Selection,TAS)与最大比合并(Maximal-Ratio Combining,MRC)两种天线选择技术,且源节点和目的节点均为多天线,同时中继节点通过收集源节点提供的能量来完成对源节点信息的转发。整个通信过程分为两阶段——能量收集阶段与信息传输阶段,即采用的是时域分割方案。通过推导,得到了中断概率的闭式表达式和边界表达式,并利用蒙特卡洛仿真验证了理论分析的正确性。

衰落信道上TAS/MRC的错误指数

使用梅哲-G函数,推导了Nakagami-m衰落发射天线选择(TAS)/最大比合并(MRC)系统的随机编码错误指数(RCEE)、遍历容量、截止速率、删改指数的精确表达式。计算结果表明,Nakagami-m衰落TAS/MRC系统的错误指数与信道衰落参数、信道编码速率、收发天线数目、信道相干时间等因素有关。信道衰落系数越大、编码速率越大、收发天线数目越多,通信系统的RCEE越大,相应的译码错误概率越小,系统的通信可靠性越高。对于给定译码错误概率的MIMO无线通信系统,可以通过计算系统的RCEE来估计信道所需的编码长度、收发天线数目、信道相干时间和空间衰落相关时的编码需求。

硬件损伤条件下TAS/MRC MIMO中继网络系统性能分析

随着多输入多输出(Multi-Input-Multi-Output,MIMO)技术的成熟与应用,越来越多的问题被纳入实际中继网络系统设计的考量之中,硬件损伤(Hardware Impairments,HI)便是近年来提出的重要影响因素。在以发射天线选择/接收最大比合并(Transmit Antenna Selection/Maximal Ratio Combining,TAS/MRC)作为传输方案的译码转发(Decode Forwarding,DF)MIMO中继网络系统模型中,研究了硬件损伤对系统中断概率、吞吐量和能量效率的影响。特别地,推导了硬件损伤条件下系统的中断概率、吞吐量和能量效率闭合表达式,通过仿真简单分析了天线数目对于系统硬件损伤程度的影响,对不同分配方案做出了比较。最后给出了Monte Carlo仿真结果,验证了理论分析准确性。

PERFORMANCE ANALYSIS OF TAS/MRC-BASED SCHEME IN TIME-VARYING RAYLEIGH FADING CHANNELS

This paper investigates a Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) scheme combining Transmit Antenna Selection and receive Maximal-Ratio Combining (TAS/MRC) in time-varying Rayleigh fading channels. We first present new closed-form expressions for optimal received Signal-to-Noise Ratio (SNR),which is expressed in polynomial form. These are used to analyze ergodic capacity,outage probability and Bit Error Rate (BER) of TAS/MRC systems. Numerical results are presented to validate the theoretical analysis.