认知选择协同分集任意信噪比中断概率的分析

选择中继已被证明是一种有效和实用的协作分集方法.但是,现有的分析主要集中在渐进高信噪比(SNR)区域,因此,研究认知选择协同分集系统任意信噪比的中断概率具有现实意义.推导了瑞利衰落信道选择中继协议的中断概率解析式,并进行了仿真.仿真结果表明,选择中继协议在任意信噪比情况下,增加中继节点可降低中断概率,而解码中继协议(DF)在低、中信噪比情况下不一定降低中断概率;同时,选择中继协议的中断性能和分集增益随频谱空穴检测能力的提高而增强.     

功率约束下的星地协作网络中断概率分析

针对星地协作网络，考虑中继节点转发卫星节点信号时会受发射功率和干扰功率约束，提出了一种基于中继节点与目的节点间链路最大信噪比准则来选择中继节点的放大转发部分中继选择策略。在卫星链路遭受阴影莱斯衰落和地面链路遭受瑞利衰落情况下，推导出系统中断概率下界的闭合表达式。仿真结果表明了理论分析的正确性，并展示了不同阴影莱斯信道参数、不同中继数目、不同功率约束对中断概率的影响。     

认知无线电选择中继放大转发协议性能分析

研究了基于完全信道 信息和部分信道信息的最佳中继选择策略认知中继网络中断概率,详细推导了这两种策略中 断概率的封闭表达式,然后分析了它们的平均误码率。仿真结果表明,基于完全信道信息的 中 断概率和平均误码率性能要优于部分信道信息,并且两种策略的性能随中继节点数目、干 扰温度增加而提高。     

快衰落信道条件下无线中继系统波束形成方案

随着设备小型化的发展趋势,天线间距较小,信道具有相关性;且假设发射端处于高速移动状态,无法获得完全信道状态信息,只能根据部分信道状态信息设计发射端波束形成方案。针对发射端和接收端配置多天线的固定增益放大转发无线中继系统,以最大化接收端信噪比为准则,设计了基于部分信道状态信息的波束形成方案,推导了系统中断概率和平均误符号率的闭合表达式,通过仿真验证了性能分析的有效性和所设计方案的优越性。在平均误符号率为10-2、相关系数为0.8时,所提方案比反馈信道状态信息的方案节约1.6 dB的信噪比。     

同信道干扰下的中继网络性能分析

分析了两跳中继网络在同信道干扰下的中断概率。在中继网络中,源节点广播信号至所有的中继节点,此时同信道干扰在中继节点或者目的节点处被引入。中继节点采用解码转发策略转发源节点的信号,而目的节点采用最大比合并技术接收来自中继节点的信号。最终推导了各种干扰情形下系统中断概率的闭合表达式。仿真结果表明,解析曲线和蒙特卡洛仿真曲线非常吻合,而同信道干扰在某些场合会对系统性能造成较大影响。分析结果对中继网络的系统设计和参数设置都有一定的参考意义。     

基于Gamma-Gamma模型的MIMO-FSO系统BER性能分析

分析了在Gamma-Gamma分布信道模型下采用强度调制/直接检测方式的多输入多输出FS O系统模型,在信道为独立同分布和独立不同分布两种情况下,分别推导出单发单收、多发 单收和单发多收FSO系统的平均误码率计算公式,其近似封闭解形式用Meijer′s G函数表示 出来,并仿真分析了三者的平均误码率性能,结果表明：在Gamma-Gamma分布模型下,当闪 烁强度为1.2、信噪比为45 dB时,系统误码率为K分布的1/5;当平均误码率为10- 4时,采用4个发射天线的多发单收系统性能比单发单收系统提高了近60 dB;当平均 误码率为10-5时,采用3个接收天线的单发多收系统性能比单发单收系统提高了近5 0 dB,这对无线光多发多收通信系统的理论分析和系统设计具有一定的指导意义。     

快慢速自适应融合的安全中继选择

针对无线通信中的物理层信息安全问题，在无线安全协作网络中提出了一种基于快慢速链路自适应融合的安全中继选择方法。该方法根据移动速度选择链路自适应类型，根据干扰节点对安全容量的“正”或“负”效应使用或不使用干扰节点，基于安全容量最大化准则进行中继选择。在此基础上，对所提安全中继选择方法进行了性能分析，推导了中断概率表达式。中断概率的仿真曲线和理论曲线很吻合，验证了理论分析的正确性。同时，仿真结果显示，相对于采用单一快速链路自适应，基于所提中继选择方法的安全协作通信系统具有更低的误码率和更大的安全容量，在“正效应”条件下干扰节点有助于提升系统安全容量。     

能量收集双向中继网络的中继选择和功率分配

结合能量收集技术,研究了放大转发双向中继网络的系统性能。基于双向中继系统中的两个端到端信噪比平衡准则,推导出了单中继选择情况下信源最优的功率分配方案和中继最优的能量收集比例。仿真结果证明所提方法能够实现最好的系统性能。通过比较发现,能量收集双向中继网络比传统双向中继网络能够实现更高的传输速率。     

基于萤火虫算法的多中继功率分配

为了充分实现中继协作,降低多中继协作通信系统功率分配优化问题的计算复杂度,提出了基于萤火虫算法的多中继功率分配方案。在一定的总功率和节点功率约束下,以最大化平均信噪比为优化目标函数,建立了多中继协作系统的功率分配最优化模型。选取该目标函数作为萤火虫的适应度函数,用向量表示萤火虫的状态,该向量的维数为待分配源节点和中继节点的个数,通过萤火虫聚集得到种群中最好的萤火虫,即可获得渐进最优功率分配。仿真结果表明,与平均功率分配相比,基于萤火虫算法的功率分配方案能降低2.44%~6.17%的比特差错率,提高了系统性能。     

JTRAS/OSTBC系统在莱斯信道下的性能分析

在莱斯衰落信道下,研究了使用联合发射/接收天线选择(JTRAS)和正交空时分组码(OSTBC)的多输入多输出(MIMO)系统的平均符号误码率(ASEP)性能。基于标量加性高斯白噪声(AWGN)信道的方法,推导出了分别使用频移键控调制(FSK)和脉冲幅度调制(PAM)的ASEP性能的精确闭合表达式。数值仿真结果与理论分析结果相吻合,验证了分析结果的正确性。仿真结果表明：随着发射天线或接收天线数的增加,JTRAS/OSTBC系统的ASEP性能得到了很好的改善,当使用2FSK调制,信噪比为8 dB时,(4,4;2)系统的误码率是1×10-2,(6,6;6)系统的误码率是2×10-4;莱斯因子对JTRAS/OSTBC系统的ASEP性能有显著影响,当使用2FSK调制,信噪比为10 dB时,在莱斯因子为0时,(4,4;4)系统的误码率是7×10-4;在莱斯因子为4时,(4,4;4)系统的误码率是1.5×10-4;在莱斯因子为100时,(4,4;4)系统的误码率是8×10-5。     

认知频谱共享系统最大比例合并分集的性能分析

研究了一个认知频谱共享系统,该系统是由一个次用户发射机、一个次用户接收机和一对主用户发射机和接收机组成,次用户接收机利用最大比合并策略提高系统性能。首先分析了来自主用户发射机的干扰对频谱共享系统中断概率的影响。经过一些运算得到了中断概率确切的封闭表达式,为评价系统关键参数的联合作用提供了有效手段,如次用户接收机天线的数目、次用户最大的发射功率、干扰温度限制以及主用户发射功率等。另外,还对系统中断概率的渐近性能进行了研究,揭示了次用户系统中断概率具有饱和现象。最后,分析了该系统分集复用增益。仿真结果表明,该中断概率确切封闭表达式与Monte Carlo仿真结果非常吻合,干扰温度约束和主用户的干扰对中断概率具有显著的不利影响,增加次用户接收机的天线数目可提高系统性能。     

降低OFDM系统峰均比的压扩算法对系统误码率的影响

讨论了降低OFDM系统峰均比所采用的基于数值变换的压缩扩张算法，给出了几种压扩函数，推导出了使用压扩变换后OFDM系统的误码率公式，由此分析了压扩算法对OFDM系统性能的影响。可以看出，该算法不仅能有效降低OFDM系统的峰均比，而且能降低系统的误码率。仿真结果表明，本文给出的公式较好地反映了使用该算法后OFDM系统的误码性能。     

邻频干扰对跳频系统中断概率的影响

在已知台站布置的跳频系统中,针对邻频干扰对系统中断概率的影响,分析了接收端信干噪比（SINR）的分布函数,得到了以信道参数、干扰台站数和可用频点数为变量的中断概率公式。理论计算和仿真结果表明,信道参数、干扰台站数是影响中断概率的主要因素,可用频点数与中断概率有类反比的关系。该结果为跳频系统的性能分析和台站布置提供了指导。     

多天线频谱共享认知网络保密中断概率分析

针对单输入多输出认知无线电网络，研究了瑞利衰落信道下采用最大比合并时保密中断性能。在所研究的系统中，次用户发射机发送机密信息给另一个次用户接收机，次用户接收机配备多个天线并且采用最大比例合并多个接收信号。同时，拥有多个天线窃听者也采用最大比合并方案偷听次用户发射机和次用户接收机之间传送的信息。频谱共享下次用户发射机工作时必须保证主用户的服务质量。推导了保密中断概率的精确表达式，分析了系统保密中断概率渐近性能。仿真结果验证了分析的正确性。     

改善系统中断速率的一种新虚拟接收天线方案

在发射分集系统中,使用虚接收天线技术将时间分集转化为虚接 收天线分集,以提高信道的秩,可以有效提高系统中断速率,这十分适用于某些需要能够在 较低的中断概率下以一定的传输速率进行通信的系统。已有的研究是将同样的数据在两个时 隙内重复发送以形成虚接收天线,而这使得传输效率下降了一半。为改善性能,提出了一种 新的虚接收天线方案,不再简单地重复发送,而用一个时隙发送前两个时隙数据的和,从而 提高传输效率。分析和仿真表明,新方案可以提供与重复发送方案相同的分集阶数,而且相 对于重复发送方案,新方案可以更有效地提高系统中断速率,并且遍历容量也相应提高。     

移动通信室内外空间几何信道模型的分析与比较

针对频率非选择性无线多径衰落信道,基于室外通信环境下的空 心圆模型,提出了一种改进的适应于室内通信环境的空心圆模型。通过推导接收信号的空时 联合分布以及边缘分布概率密度函数,分析和比较了两种空心圆几何信道模型的空时统计特 性。通过空心圆的空心率以及收发机间距的信道参数变化,仿真结果阐明了空心圆模型在圆 盘模型和圆环模型之间过渡的变化机理,以及不同无线通信环境下的信道信息。     

基于Heston's SV模型下带有违约风险的最优再保险-投资策略

对于模糊厌恶型保险公司，在可违约金融市场中，考虑其比例再保险-投资问题。假设在任意时刻保险公司可购买比例再保险和投资无风险资产、风险资产和可违约债券，其中风险资产价格服从Heston's SV (Heston's Stochastic Volatility) 模型。首先，考虑模型不确定性，采用与参考模型概率测度等价的概率测度描述替代模型。利用Girsanov变换得到保险公司在替代模型下的财富过程，并通过动态规划原理建立了相应的HJB (Hamilton-Jacob-Bellman) 方程，其中，文章用含状态依赖的不同偏好参数度量模型不确定性的模糊度。其次，分别在违约前和违约后的情况下，针对CARA (Constant Absolute Risk Aversion) 效用函数求解HJB方程，得到了最优稳键的再保险-投资策略，并给出了数值模拟和经济学解释。结果表明：相比较使用同一偏好参数的模型结果，文章的最优策略的表达式更精确，考虑的模型更符合实际金融环境。     

有限字符集下采用空间调制的物理层网络编码方案

空间调制（Spatial Modulation）通过利用天线索引承载数据信息，可以提升复用增益，实现更高速传输。利用这一特性，可针对协同多址接入信道模型设计一种基于空间调制的物理层网络编码方案。在协同节点，将其中一个源信息映射成传统调制符号，而将另一个源信息映射到协同节点的天线序号上。在目的节点，通过最大似然检测，判决接收到的传统调制符号和发射天线序号，分别恢复两个源节点发送的信息。研究结果表明，由于两个源信息载体相互独立，基于空间调制的多址接入方案可以获得优于传统方案的容量区域。仿真结果表明，在高信噪比条件下，系统和速率近提高1倍，同时两路信息误码性能均较好。此外，考虑到实际系统中使用的并非理想的高斯信源，文中分析均基于有限字符集展开。