存在同信道干扰和多用户分集的多蜂窝系统性能分析

考虑存在来自其他蜂窝的不同功率同信道干扰的多用户上行链路,分析了基站采用多用户调度和最大比合并接收时的系统性能.在期望信号和干扰信号分别为Nakgami-m和Rayleigh时,运用基于概率密度函数的性能分析法推导了系统中断概率和平均误符号率(ASER)的闭合表达式.仿真结论显示,系统中断概率和ASER的解析曲线与数值仿真结果一致,系统性能随着天线数和用户数的增大而提升,多天线和多用户分集增益明显,干扰功率有较大差异时系统中断概率性能有所下降.     

多用户认知MIMO系统的中断概率分析

建立多用户认知MIMO系统模型,研究了多天线技术对多用户认知无线电系统的影响,重点推导了多用户认知MIMO系统在平坦瑞利衰落信道环境下的中断概率,给出它的闭合数学表达式,并详细分析了发送和接收天线数对主用户和认知用户性能的影响.通过仿真验证了理论分析的正确性,结果表明多天线技术提高了系统性能.     

Nakagami衰落信道下的蜂窝系统性能分析

文中考虑多小区蜂窝系统中小区边缘用户受到来自其他小区间同信道干扰,分析了在Nakagami-m衰落信道下,用户和基站均为单天线时的多小区蜂窝系统性能,以获得干扰信号衰落参数m和干扰基站发射功率对系统性能的影响。采用概率密度函数（PDF）分析法推导了系统中断概率和平均误符号率（ASER）的闭合表达式,并进一步通过数值仿真来分析同信道干扰对系统性能的影响。仿真结果表明,系统的中断概率和ASER的解析曲线均与仿真结果一致,系统性能随着干扰信号衰落参数m和干扰功率的增加而降低。     

Rayleigh信道下的多小区下行链路性能分析

针对存在来自相邻蜂窝小区的同信道、不同功率信道干扰的单用户下行链路场景,分析了基站和用户均为单天线时的系统性能.系统模型为两个基站、两个用户,基站与用户均为单天线.在期望信号和干扰信号均为Rayleigh分布时,运用基于概率密度函数性能分析法推导了系统中断概率;基于瞬时信干噪比(SINR)的推导,并对瞬时误符号率(SER)取平均的方法推导了平均误符号率(ASER)的闭合表达式和用户的接收SINR的n阶矩;根据用户接收平均SINR的n阶矩表达式,推导并分析了用户接收平均SINR的衰落量(AF)性能.计算机仿真了在不同干扰功率下多小区系统的中断概率、ASER的性能以及AF性能.仿真结果表明:单小区和多小区系统的中断概率、ASER和AF的解析曲线均与数值仿真结果一致.系统性能随着干扰基站功率的降低而提升,系统性能随发送功率的增加增益明显.     

基于中继放大转发的多天线基站下行传输性能分析

研究基站具有多根天线、中继与用户具有单天线的中继放大转发多用户系统,利用正交空时分组编码和机会主义调度策略同时获得空间分集和多用户分集.针对自适应增益和固定增益转发策略,首先导出独立不同分布瑞利衰落下系统中断概率和误码率的闭合表达式;随后根据高信噪比下系统的渐近性能确定系统的分集阶数,分析空间分集和多用户分集对系统性能的联合影响,并与单跳多天线基站下行传输系统进行性能比较;最后利用计算机仿真验证理论分析结果的正确性.     

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。     

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。     

非理想干扰删除下全双工中继NOMA系统的物理层安全性能研究

全双工协作中继转发信号时存在的自干扰现象会降低系统性能.本文考虑存在窃听者的下行非理想自干扰全双工协作中继非正交多址接入（NFCR-E-NOMA,Non-ideal Full Duplex Cooperative Relay in Non-Orthogonal Multiple Access system with Eavesdropper）系统,分别从系统中断概率和系统截获概率的角度分析了全双工协作中继的自干扰因素对于NFCR-E-NOMA系统安全中断性能的影响;推导了系统中断概率和截获概率的闭合表达式.仿真结果表明,全双工中继转发的自干扰因素对系统性能的影响较大,在NFCR-E-NOMA系统中,存在优化的中继转发功率,且在不同的基站发射功率和中继转发功率条件下,功率分配比对系统性能的影响也不同,在实际主链路信道条件允许的情况下,可通过设置较高的数据传输速率来抑制窃听者的截获概率.     

一种基于特定干扰图样的下行多用户MIMO预编码方法

本文在研究线性迫零类下行多用户MIMO预编码方法的基础上,提出了一种适用于单天线用户的预编码矩阵生成方法.利用信道补矩阵的奇异值分解,可以将下行多用户MIMO信道分解为多个带有基于干扰图样产生的多用户干扰的并行单用户信道.同时本文给出了一种特殊的干扰图样以及相应的显式参数优化方法,包括波束成型和功率分配.通过计算机仿真,重点在4天线场景下分析了该预编码器的系统性能.结果显示,相对于线性迫零类算法,本文提出的预编码方法可以有效的提高系统性能.在Pout等于0.1时,相对于单天线的BD方法,PBIF-Rp将损耗信道容量提高了超过45%,而PBIF-Op提高了100%以上.仿真结果和分析都证明了本方法的进一步研究的潜力.     

多波束智能天线改善GSM系统中断率的研究

根据蜂窝概念和多波束智能天线的特点建立了基于多波束智能天线的同频干扰统计模型，在考虑瑞利一对数正态分布衰落的传播特性后，得出中断概率的表达式。并对现用于GSM蜂窝移动通信系统中的多波束天线进行了计算与仿真分析，结果表明多波束天线可有效降低GSM系统同频小区干扰的概率，改善系统通信中断率。     

Performance analysis of dynamic channel allocation based on the greedy approach for orthogonal frequency‐division multiple access downlink systems

This paper presents a performance analysis of dynamic channel allocation (DCA) based on the greedy approach (GA) for orthogonal frequency‐division multiple access downlink systems over Rayleigh fading channels. The GA‐based DCA achieves its performance improvement using multiuser diversity. We analyze the statistics of the number of allocable users that represents the multiuser diversity order at each allocation process. The derived statistics are then used to analyze the performance of GA‐based DCA. The analysis results show that the number of subcarriers allocated to each user must be equal to achieve the maximum system performance based on outage probability and data throughput. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于过时信道信息的多用户中继网络性能分析

该文对基于非实时信道状态信息(Channel State Information, CSI)的多用户放大转发(Amplify-and- Forward, AF)协作通信系统的性能进行分析。系统采用一点对多点的通信系统模型,中继节点根据过时的CSI选择用户。通过推导得出中断概率、信道容量和符号错误概率(Symbol Error Rate, SER)的近似表达式。理论分析适用于链路同分布或者非同分布。仿真结果验证理论的正确性,并说明了各种参数对系统性能的影响。同时指出,增加用户数并不能提高系统性能,性能的提高可以通过改变中继的位置来实现。     

Performance analysis of MIMO systems with multiuser diversity

In this paper, we present a comprehensive performance analysis for multiple‐input multiple‐output (MIMO) systems with multiuser diversity over Rayleigh fading channels. We derive exact closed‐form expressions of the outage probability and the average bit error rate (BER) for different MIMO schemes, including the selective combining (SC), maximum ratio combining (MRC) and space‐time block codes (STBC). We also provide the explicit upper bounds on the BER performance. Finally, the mathematical formalism is verified by numeric results that study the interaction between the antenna diversity and the multiuser diversity. It is observed that the system performance is deteriorated as the number of transmit antennas increases in multiuser scenario, which is unlike the case in single‐user systems. Copyright © 2007 John Wiley & Sons, Ltd.     

干扰受限的两跳多接入信道的中断概率分析

在频谱资源重复利用的背景下,干扰受限的两跳多接入信道的中断性能是亟待解决的难题之一.针对目的端干扰受限的情形,本文给出了该信道在放大转发模式下的中断概率闭式解.根据中断事件的定义将中断概率分解为两部分:一部分是中继节点发生中断的概率,另一部分是中继节点未发生中断,但中继节点到目的节点的传输发生了中断的概率.通过对第二部分中断概率进行合理的近似,推导出整个系统中断概率的闭式解,为系统的实际设计提供了理论基础.仿真结果表明,所给出的估计闭式解与蒙特卡洛仿真结果相吻合,验证了此估计解的精确性.     

Outage Performance of Cognitive AF Relay Networks with Imperfect CSI Based on Geometrical Analysis

This paper studies the outage performance of a cognitive Amplify-and-forward (AF) relay network subject to Rayleigh fading.Under the condition of imperfect Channel state information (CSI) estimations of the links from the secondary system to the Primary user (PU),the closed-form upper and lower bounds of the outage probability are derived through a geometrical analysis method.An asymptotic analysis of the outage probability is also derived in the high Signal-to-noise ratio (SNR) regime to gain additional insights on the system.The simulation results corroborate our theoretical analysis,and the effectiveness of the geometrical analysis method is verified with the conventional approach as a benchmark.The asymptotic results are very tight with the analytical lower bound in the high SNR regime.It also can be observed from the simulation results that the impact of the number of relays as well as the imperfect CSI on the outage probability and the diversity order.     

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.     

Analytical modelling of multiservice switching networks with multiservice sources and resource management mechanisms

In this paper, we presents an analytical link capacity and outage performance analysis of downlink multiuser diversity (MUD) in multiple-input multiple-output (MIMO) system employing maximal-ratio combining (MRC) with transmit antenna selection (TAS) in the presence of imperfect channel state information (CSI) due to feedback delay over Rayleigh fading channels. The unified achievable analysis is appropriate for MUD–MIMO with TAS/MRC systems in which effective output signal-to-noise ratio (SNR) is specified as highest order statistic of chi-square distribution. Based on this framework, the closed-form channel capacity and outage probability expressions are examined for the MUD–MIMO exploiting TAS/MRC with normalized SNR based scheduling in heterogeneous wireless networks. Further, we derive approximate upper bound capacity as well as capacity at high SNR and low SNR region under delayed feedback CSI. The upper and lower bound of outage probability under delayed feedback CSI is also evaluated. Thereafter the impact of feedback delay and antenna structures with significance on the consideration of MUD on the performance of the system has been analyzed.     

基于随机几何的毫米波自回传网络中断性能分析

为精确分析具有线性视距(LOS)传输特性的5G 毫米波自回传网络(mW-SBN)中阻塞问题的中断性能,提出了基于随机几何和随机形状理论的毫米波自回传网络中断分析方法。推导了毫米波宏基站(MBS)和微小区(SC)之间距离的统计特性,以及mW-SBN 回传链路中断概率的闭型表达式,得出了mW-SBN 网络参数与回传链路中断概率的关系式。仿真和计算结果表明:mW-SBN 回传链路中断概率主要受MBS 与SC 之间距离及表征阻塞物大小和形状的参数等系统参数影响,仿真结果也印证了得出的理论分析。