Asymptotic Characterisation of Regularised Zero-Forcing Receiver for Imperfect and Correlated Massive MIMO Systems with Optimal Power Allocation
本文针对信道不完美且空间相关的大规模MIMO系统，推导了正则化迫零接收机MSE和BER的渐近表达式，并在此基础上求解了最优正则化因子和最优功率分配方案，仿真验证了渐近结果的准确性。
2021-06-08 cs.IT math.IT
A Unified Linear Precoding Design for Multi-user MIMO Systems
针对多用户多输入多输出广播系统中次优线性预编码器与最优线性预编码器之间的误出错率性能差距问题进行了研究。特别是，移动用户遭受噪声增强效应，由于次优的LP，可以抑制的最佳LP矩阵。诸如线性迫零（LZF）预编码器之类的次优LP矩阵仅在高信噪比（SNR）状态下执行，相反，诸如线性最小均方误差（LMMSE）预编码器之类的最优预编码器在低和高SNR场景两者中都表现优异。这些种类的预编码器示出了当其本身用于MU MIMO系统中时至少0.1的BER间隙距离。因此，我们提出并设计了一个统一的线性预编码（ULP）矩阵使用预编码选择技术，结合了次优和最优的LP矩阵的多用户MIMO系统，以确保零BER性能差距在本文中。数值结果表明，我们提出的ULP技术提供了显着的性能在低和高信噪比的情况下。
2016-12-07 cs.IT math.IT
Unified Performance Assessment of Optical Wireless Communication over Multi-Layer Underwater Channels
本文将多层垂直水下链路建模为级联信道，并统一使用广义Gamma（GG）、指数GG（EGG）、指数Weibull（EW）和Gamma-Gamma（ΓΓ）海洋湍流模型对水下光通信（UWOC）系统进行性能分析。本文推导了考虑独立和非全同（i.ni.d.）湍流模型和瞄准误差的零孔径瞄准模型。我们开发的性能指标考虑UWOC系统使用中断概率，平均比特出错率（BER），遍历容量与渐近表达式中断概率和平均BER。我们开发的建议系统的多样性顺序，以提供一个更好的洞察在高信噪比的系统性能。我们还集成了一个地面OWC（TOWC）的综合效应的广义马拉加大气湍流，雾引起的随机路径增益，和指向错误的UWOC链路使用固定增益放大转发（AF）中继通信。我们分析了混合TWOC和多层UWOC系统的性能，推导PDF，CDF，中断概率，平均误码率使用双变量福克斯H函数。我们使用蒙特卡罗模拟结果来验证我们的精确和渐近表达式，并证明了所考虑的水下UWOC系统使用基于测量的参数数据湍流海洋通道的性能。
2022-03-29 cs.IT math.IT
MIMO-AFDM Outperforms MIMO-OFDM in the Face of Hardware Impairments
University of Essex（埃塞克斯大学）；Nanyang Technological University（南洋理工大学）；University of Southampton（南安普顿大学）
本文研究硬件损伤对MIMO-AFDM系统的影响，推导了BER界和近似，发现AFDM具有全分集优势，且相比OFDM对相位噪声、载波频偏等乘性失真以及加性HWI引起的ICI更具鲁棒性。
2026-05-27 cs.IT eess.SP math.IT
Performance Analysis of SSK-NOMA
在本文中，我们认为两个有前途的技术之间的组合：空移键控（SSK）和非正交多址（NOMA）为未来的无线接入网。我们分析了SSK-NOMA网络的性能，并提供了一个全面的分析框架，SSK-NOMA的误比特率（BEP），遍历容量和中断概率。值得指出的是，所有的分析也代表传统的SIMO-NOMA网络。当资源块中的用户数量等于时，我们推导出封闭形式的精确平均BEP（ABEP）表达式，即，$L=3$。然而，我们分析了当用户数量大于即，$L\geq3$，并推导出误码率（BER）的联合界，因为由于迭代连续干扰消除器（SIC）的错误传播，使精确的分析棘手。然后，我们分析了用户的可达速率，并推导出精确的各态历经容量和系统的各态历经和速率的封闭形式。此外，我们提供了精确的封闭形式的用户的平均中断概率。所有推导的表达式都通过蒙特卡罗模拟进行了验证，并证明了SSK-NOMA在所有性能指标（即，BER、总和速率、中断）。最后，研究了功率分配对SSK-NOMA网络性能的影响，讨论了在误码率和中断约束下的最优功率分配。
2019-05-02 cs.IT eess.SP math.IT
BER-Based Physical Layer Security with Finite Codelength: Combining Strong Converse and Error Amplification
提出了一种基于比特出错率（BER）的有限块长度的物理层安全方案.针对高误码率意义下的保密通信，将信息论强逆与基于混淆和扩散的替换置换网络（SPN）实现的密码错误放大相结合。对于离散无记忆信道（DMC），提供了一个分析框架，显示有限的块长度，最大/最小可能的传输速率，和BER要求的合法接收器和窃听者之间的权衡。此外，分析研究了高斯信道的安全间隙，并将此概念扩展到其他DMC，包括二进制对称信道（BSC）和二进制擦除信道（BEC）。对于衰落信道，发送功率被优化，以最小化的中断概率的合法接收机受到的BER阈值窃听。
2015-01-04 cs.IT math.IT
Shadowed FSO/mmWave Systems with Interference
我们研究了混合自由空间光（FSO）/毫米波（mmWave）中继网络的性能与干扰在目的地。假设FSO/毫米波信道遵循Malaga-M/广义K衰落模型，在FSO链路中具有指向误差。H-变换理论，其中积分变换涉及福克斯的H-函数作为内核，体现为统一的性能分析框架，包括封闭形式的表达式的中断概率，平均比特出错率（BER）和平均容量。通过H变换的渐近展开，高信干噪比（SINR）分析可以简化为中断概率和误码率的表达式，为系统设计提供了内在信息。最后，我们研究的最优功率分配策略，使中断概率最小化。
2019-05-01 cs.IT cs.NI eess.SP
Adaptive Turbo Equalization for Nonlinearity Compensation in WDM Systems
本文研究了自适应Turbo均衡非线性补偿（NLC）的性能。提出了一种Turbo均衡方案，其中使用递归最小二乘（RLS）算法作为自适应信道估计器，跟踪与信道间非线性干扰（NLI）模型相关的时变符号间干扰（ISI）系数。估计的信道系数由MIMO 2x2软输入软输出（SISO）线性最小均方误差（LMMSE）均衡器用于补偿时变ISI。SISO LMMSE均衡器和SISO前向纠错（FEC）解码器在每次Turbo迭代中交换外部信息，允许接收器改善信道估计和均衡的性能，实现较低的比特错误率（BER）值。所提出的方案是针对偏振复用的64 QAM和256 QAM进行研究的，尽管它适用于任何适当的调制格式。广泛的数值结果。结果表明，该方案允许高达0.7 dB的额外增益，有效接收的信噪比（SNR）和高达0.2比特/符号/极化广义互信息（GMI），单通道数字反向传播提供的增益之上。
2021-09-05 cs.IT eess.SP math.IT
Amendment to "Performance Analysis of the V-BLAST Algorithm: An Analytical Approach." [1]
在文献[1]中给出了一种用于nx 2 V-BLAST算法的中断和BER分析的分析方法，包括平均BER和中断概率的封闭形式的精确表达式，以及简单的高信噪比近似。[1]中的分析基于以下基本近似：1.信噪比定义为投影后信号和噪声的总功率，误码率分析基于它们的比值。这对应于信号和噪声两者的非相干（按功率）等增益组合，并且它不是最佳的，因为它不提供最大输出SNR。2.在每一步的总投影后噪声功率的定义忽略了投影后噪声矢量具有相关分量的事实。3.在不同步骤的后组合噪声（以及因此的误差）被隐含地假设为彼此独立。在非相干等增益组合下，情况并非如此。事实证明，[1]中的结果在没有这些近似的情况下也是正确的，仅需进行微小的修改。本说明的目的是说明这一点，并将[1]中的平均BER结果扩展到具有多于两个Rx天线的BPSK调制V-BLAST的情况（等式1）。18-20）。此外，我们强调，块出错率是由第一步BER在高SNR模式（方程。14和21）。
2008-11-15 cs.IT math.IT
On the Distribution of SINR for Widely Linear MMSE MIMO Systems with Rectilinear or Quasi-Rectilinear Signals
虽然宽线性最小均方误差（WLMMSE）接收机已经成为多输入多输出（MIMO）无线系统的一个有吸引力的选择，但是仍然缺乏对其姿态检测信号与干扰加噪声比（SINR）的详细统计理解。为此，我们考虑在不相关的Rayleigh衰落信道上具有直线或准直线（QR）信号的WLMMSE MIMO传输系统，并研究具有$N_t$发射天线和$N_r$接收天线的任意天线配置的SINR的统计特性。我们首先推导出一个解析的概率密度函数（PDF）的信干噪比的第二类合流超几何函数，对于WLMMSE MIMO系统与任意的$N_r$和$N_t=2, 3$。对于实践中更一般的情况，即，$N_t>3$，我们求助于矩母函数，以获得近似的，但封闭的形式PDF在一些温和的条件下，这，正如预期的那样，更像高斯$2N_r-N_t$增加。因此，推导的PDF能够提供关键的见解WLMMSE MIMO接收机的中断概率，符号错误率，和分集增益，都在封闭的形式。特别地，它的分集增益和增益改善传统的LMMSE一个明确量化为$N_r-(N_t-1)/2$和$(N_t-1)/2$，分别。最后，蒙特卡洛模拟支持的分析。
2021-11-30 cs.IT math.IT
On the Performance of Dual-Hop Systems over Mixed FSO/mmWave Fading Channels
自由空间光（FSO）链路被认为是填补毫米波（mmWave）接入网络和基于光纤的中央网络之间的回程/前传连接性间隙的具有成本效益的方式。在本文中，我们研究了端到端的性能的双跳混合FSO/毫米波系统，以解决这种组合使用。FSO链路被建模为使用外差检测和间接调制/直接检测与指向误差损伤的Gamma-Gamma衰落信道，而毫米波链路经历波动的双射线衰落。在同时考虑放大转发和解码转发中继的假设下，推导出了基于双变量Fox $H$函数的中断概率、平均误比特率、遍历容量和有效容量的新的闭式表达式。此外，我们讨论了分集增益，并提供其他重要的工程见解的基础上的中断概率和平均BER的高信噪比分析。最后，我们所有的分析结果进行了验证，使用Monte Carlo模拟。
2020-04-12 cs.IT eess.SP math.IT
Outage Analysis of Energy Efficiency in a Finite-Element-IRS Aided Communication System
在本文中，我们研究了一个节能的无线通信系统的性能，辅助有限元智能反射表面（IRS）。在发送端没有瞬时信道状态信息（CSI）的情况下，我们用能量效率（EE）的中断概率（OP）来表征系统性能。根据视线（LOS）路径的可用性，我们分析了系统的两种不同的信道模型，即Rician和瑞利。对于任意数量的IRS元素$(N)$，我们推导出近似的封闭形式的解决方案的OP EE，使用Laguerre级数和矩匹配的方法。利用Monte-Carlo模拟验证了分析结果。此外，我们还量化的速度，所导出的表达式的中心极限定理（CLT）的近似使用\textit{Berry-Esseen}不等式。此外，我们证明了EE的OP是一个严格的伪凸函数的发射功率，因此，具有唯一的全局最小值。为了获得最佳的发射功率，我们解决的OP EE作为一个约束优化问题。据我们所知，EE的OP作为性能指标，以前从未在IRS辅助的无线通信系统中研究过。
2022-05-17 cs.IT eess.SP math.IT
Blind Channel Estimation and Data Detection with Unknown Modulation and Coding Scheme
本文研究了一种在未知多径衰落信道下的完全盲接收方法，它包括盲信道估计、噪声功率估计、调制分类、信道编码识别和数据检测等多个任务。这些任务中的每一个都在文献中得到了充分的研究。然而，据我们所知，这一总体问题以前没有被调查过。本文件是联合处理这一总体问题的第一次尝试。我们提出了一个完整的盲接收机的方法，联合估计未知的信道状态信息和噪声功率，识别未知的调制和编码方案，检测感兴趣的数据，因此命名为BERD接收机。所提出的BERD接收机的另一个优点是，它可以实现为单个接收机和多个接收机，这确保了成功的估计，识别和检测这样一个极其困难的问题。此外，数值结果表明，所提出的接收机的性能在三个方面：a）BERD接收机优于线性最小均方误差（LMMSE）基于导频的信道估计超过3.5 dB的MSE为0.01; b）当信道状态信息完美时，BERD接收机的正确调制/编码识别性能在0.3dB以内，接近识别基准（CSI）可用; c）当调制、信道编码和CSI完全已知时，与基准相比，BERD接收器在0.001的出错率下在0.5dB内。最后，BERD接收机在民用和军用领域都有着广泛的应用，如频谱共享中的干扰消除、电子战中的实时信号截获和处理、软件无线电中的检测信号自动识别等。
2019-09-25 cs.IT eess.SP math.IT
Performance Analysis of Dual-Hop Underwater Wireless Optical Communication Systems over Mixture Exponential-Generalized Gamma Turbulence Channels
在这项工作中，我们提出了一个统一的框架的性能分析的双跳水下无线光通信（UWOC）系统的放大和转发固定增益中继气泡和温度梯度的存在下。在外差检测或强度调制与直接检测下操作，UWOC由统一混合指数-广义伽马分布建模，该分布是我们基于在室内实验室设置中进行的实验提出的，并且已被证明在所考虑的实验室信道场景下提供与测量数据的极好拟合。更具体地说，我们推导出的累积分布函数（CDF）和概率密度函数的端到端的信号噪声比（SNR）在确切的封闭形式的二元福克斯的H函数。基于此CDF表达式，我们提出了新的结果的基本性能指标，如中断概率，平均比特出错率（BER）的各种调制方案，和遍历容量。此外，在高信噪比下的中断概率和平均误码率得到了非常严格的渐近结果在简单的功能。此外，我们证明了双跳UWOC系统可以有效地减轻短距离和温度梯度和气泡引起的干扰，相比，单UWOC链路。所有的结果都通过基于计算机的Monte-Carlo模拟进行了验证。
2020-07-05 cs.IT math.IT
Fixed-Gain AF Relaying for RF-THz Wireless System over $α$-$κ$-$μ$ Shadowed and $α$-$μ$ Channels
最近的研究调查的解码和转发（DF）中继混合射频（RF）和太赫兹（THz）无线链路与零波束指向误差。在这封信中，我们分析了一个固定增益放大转发（AF）中继的RF-THz链路的性能接口的接入网络的RF技术与无线THz传输。我们开发的概率密度函数（PDF）和累积分布函数（CDF）的中继辅助系统的端到端的SNR的双变量福克斯的H函数，考虑$α$ - $μ$衰落的太赫兹系统与非零波束指向误差和$α$ - $κ$-$μ$阴影（$α$ -KMS）衰落模型的RF链路。使用导出的PDF和CDF，我们提出了精确的中断概率，平均误码率（BER），遍历容量的考虑系统的解析表达式。我们还分析了中断概率和平均误码率渐近更好地了解系统的行为在高信噪比。我们使用仿真来比较具有半盲增益因子的AF中继与最近提出的用于太赫兹-RF传输的DF中继的性能。
2021-12-03 cs.IT eess.SP math.IT
A Message-Passing Receiver for BICM-OFDM over Unknown Clustered-Sparse Channels
提出了一种基于因子图的比特交织编码正交频分复用（BICM-OFDM）联合信道估计与解码（JCED）方法。与现有的设计相比，我们的设计不仅能够利用采样信道抽头中的稀疏性，而且能够利用大抽头之间的聚类，这是已知的表现在较大的通信带宽的行为。为了利用这些通道抽头结构，我们采用了两个状态的高斯混合先验与马尔可夫模型的隐藏状态。对于循环的信念传播，我们利用了“广义近似消息传递”（GAMP）算法最近开发的压缩感知的背景下，并表明它可以成功地耦合软输入软输出解码，以及隐马尔可夫推理，通过标准的和-积框架。对于N个子载波和任何信道长度L < N，所得到的JCED-GAMP方案具有仅O（N log 2 N + N |S|）的计算复杂性，其中|S|是星座大小。在IEEE 802.15.4a信道上的数值实验表明，该方案的误码性能优于已知信道下界的1 dB，比基于LMMSE和LASSO的软均衡器的误码性能好3-4 dB。
2011-06-06 cs.IT math.IT
Optical Wireless Transmissions over Multi-layer Underwater Channels with Generalized Gamma Fading
水下光通信（Underwater Optical Communication，UWOC）是一种潜在的解决方案，可在海洋和水下应用中提供高数据率、低延迟和高可靠性的传输。最近的测量活动表明广义伽玛分布作为一个可行的模式，海洋湍流。在本文中，我们分析了一个UWOC系统的性能，通过建模的垂直水下链路作为一个多层级联的信道，每个分布根据独立但不相同的分布（i.ni.d.）广义Gamma随机变量，并考虑瞄准误差的零瞄准模型。我们推导出概率密度函数（PDF）和累积分布函数（CDF）的组合信道的信噪比（SNR）的解析表达式，并开发所考虑的UWOC系统使用中断概率，平均比特出错率（BER），遍历容量的性能指标。我们还推导出了中断概率和平均误码率的渐近表达式，以确定建议系统的分集阶数，以便更好地了解系统性能。我们使用蒙特卡罗模拟结果来验证我们的精确和渐近表达式，并证明了所考虑的水下UWOC系统使用基于测量的参数数据湍流海洋通道的性能。
2022-04-26 cs.IT eess.SP math.IT
A Comprehensive Performance Evaluation of a DF-Based Multi-Hop System Over $α-κ-μ$ and $α-κ-μ$-Extreme Fading Channels
在这项工作中，综合性能评估的解码和转发（DF）多跳无线通信系统进行了非线性广义$α-κ-μ$和$α-κ-μ$极端衰落模型。推导了接收信噪比的概率密度函数和累积分布函数及其广义矩和矩母函数的解析表达式。基于导出的PDF，新的封闭形式的表达式，传统的性能指标，如衰落量（AF），中断概率（OP），出错率（BER）在相干和非相干调制方案下，以及各种自适应传输技术下的信道容量。此外，基于信噪比PDF的庞加莱级数展开的BER进行了渐近分析，结果显示出良好的近似低信噪比制度。通过与Monte Carlo模拟结果的比较，验证了所提方法的正确性。
2019-03-22 cs.IT math.IT
Unified Performance Analysis of Reconfigurable Intelligent Surface Empowered Free Space Optical Communications
可重构智能表面（RIS）是基于视线（LOS）的技术（如自由空间光学（FSO）通信）的绝佳用例。在本文中，我们分析了RIS-empowered FSO（RISE-FSO）系统的性能，通过统一的Fisher-Snedecor（F），Gamma-Gamma（GG），和Malaga（M）分布的大气湍流与零波束指向误差超过确定性和随机路径损耗在雾条件下与外差检测（HD）和强度调制/直接检测（IM/DD）的方法。通过推导直接链路（DL）的概率密度函数（PDF）和累积分布函数（CDF），并考虑大气湍流、指向误差和随机雾的统计效应，得到了RISE-FSO系统合成信道的概率密度函数（PDF）和累积分布函数（CDF）的精确表达式。使用导出的统计结果，我们提出了准确的表达式的中断概率，平均误码率（BER），遍历容量，和时刻的信号噪声比（SNR）的DL-FSO和RISE-FSO系统。我们还开发了一个渐近分析的中断概率和平均误码率，并推导出所考虑的系统的分集阶。我们使用蒙特卡罗模拟验证的解析表达式，并展示了性能缩放的FSO系统的RIS元素的数量为各种湍流通道，检测技术和天气条件。
2021-12-24 cs.IT eess.SP math.IT
Second-Order Statistics of MIMO Rayleigh Interference Channels: Theory, Applications, and Analysis
虽然诸如比特出错率（BER）和中断概率的一阶信道统计在无线通信系统的设计中起重要作用，但是它们仅提供关于衰落信道的静态行为的信息。另一方面，二阶统计量，如电平交叉率（LCR）和平均中断持续时间（AOD），捕获衰落信道的相关性，因此，在系统设计中使用，特别是在基于分组的传输系统。在本文中，精确的封闭形式的表达式推导出的LCR和AOD在接收机中的信号，其中最大比合并（MRC）部署在平坦瑞利衰落信道中存在的加性高斯白噪声（AWGN）和同信道干扰具有不等的发射功率和不等的速度。此外，为了深入了解LCR的行为，LCR的简化近似表达式。作为LCR在系统设计中的一个应用，利用有限状态马尔可夫链（FSMC）模型对分组出错率（PER）进行了评估。最后，作为另一个应用，再次使用FSMC模型，最大化系统的吞吐量与停止和等待自动重传请求（SW-ARQ）协议的最佳分组长度推导。仿真结果验证了所提出的表达式。
2015-09-01 cs.IT math.IT
Spatial Multiple Access (SMA): Enhancing performances of MIMO-NOMA systems
非正交多址接入（NOMA）技术虽然在可达到的和速率方面是未来无线系统的一种有前途的技术，但其误码性能受到用户间干扰（IUI）的影响。因此，具有有限IUI并且在频谱效率方面与NOMA竞争的多址接入技术设计是必要的。在这封信中，我们认为所谓的空间多址接入（SMA），这是基于应用空间调制（SM）的原则，通过不同的用户的数据流，作为一个强有力的替代MIMO-NOMA系统。推导了SMA的误码率、遍历和速率和中断概率的解析表达式。通过计算机仿真验证了推导的正确性。此外，SMA系统与NOMA的比较。结果表明，SMA在所有性能指标方面优于NOMA（即，误比特率（BER）、中断概率和遍历和率）。
2018-10-18 cs.IT eess.SP math.IT
Performance analysis of dual-hop optical wireless communication systems over k-distribution turbulence channel with pointing error
本文研究了强大气湍流和对准误差共同作用下的双跳自由空间光通信系统的性能。我们认为中继辅助链路使用解码和转发（DF）中继协议之间的源和目的地的假设，信道状态信息是在发送和接收终端。大气湍流信道采用k分布模型，考虑指向误差的影响。推导了中断概率和误比特率出错率的精确闭式表达式，并通过数值曲线进行了说明。进一步的BER结果进行了比较，为不同的调制方案。
2017-09-16 cs.IT math.IT
Robust Security Energy Efficiency Optimization for RIS-Aided Cell-Free Networks with Multiple Eavesdroppers
在本文中，我们研究了可重构智能表面（RIS）辅助安全无细胞网络下的能源效率（EE）问题，其中存在多个合法用户和窃听者（Eves）。我们制定了一个最大最小安全EE优化问题，通过联合设计分布式主动波束形成和人工噪声在基站以及被动波束形成在RISs在实际的约束条件下。针对这一问题，首先将原优化问题分解为两个子问题，然后基于分式规划、约束凸-凸过程（CCCP）和半定规划（SDP）技术，提出了求解每个子问题的迭代优化算法。然后，交替求解这两个子问题，直到收敛，得到最终解。接下来，我们扩展到不完美的信道状态信息的Eves的链路，并研究了鲁棒SEE波束形成优化问题，通过引入中断概率约束。在此基础上，首先利用Bernstein型不等式和球边界技术将不确定中断概率约束转化为确定中断概率约束，然后基于S-过程、逐次凸逼近、CCCP和SDP技术，提出了一种求解原问题解的交替迭代算法。最后，仿真结果表明了所提出的方案的有效性。
2022-11-10 cs.IT math.IT
Error Rate Analysis for Coded Multicarrier Systems over Quasi-Static Fading Channels
最近的几个标准，例如IEEE 802.11a/g、IEEE 802.16和用于高数据速率超宽带（UWB）的ECMA多带正交频分复用（MB-OFDM），在准静态衰落信道上采用比特交织卷积编码的多载波调制。由于缺乏适当的出错率分析技术，这种流行的系统和信道模型，我们提出了两种新的分析方法的比特出错率（BER）估计的编码多载波系统工作在频率选择性准静态信道与非理想交织。在第一种方法中，针对信道的每个实现计算系统的近似性能，这适合于获得中断BER性能（例如，MB-OFDM系统的常见性能测量）。第二种方法假设瑞利分布的频域子载波信道增益和知识，它们的相关矩阵，可以用来直接获得平均BER性能。这两种方法都适用于采用正交幅度调制（QAM）的卷积编码交织多载波系统，并且还能够考虑窄带干扰（建模为音调干扰的总和）。为了说明所提出的分析的应用，这两种方法被用来研究音调干扰受损的MB-OFDM系统的性能。
2006-06-20 cs.IT math.IT
Robust Transmission Design for Intelligent Reflecting Surface Aided Secure Communication Systems with Imperfect Cascaded CSI
本文研究了智能反射面辅助无线通信系统中鲁棒安全传输的设计。特别地，多天线接入点（AP）在存在多个单天线窃听者的情况下与单天线合法接收器通信，其中人工噪声（AN）被发送以增强安全性能。此外，我们假设级联的AP-IRS-用户信道由于信道估计误差而不完美。为了最小化发射功率，在发射机处的波束成形向量、AN协方差矩阵和IRS相移在通常对信道估计误差建模的统计级联信道状态信息（CSI）误差模型下受到中断率概率约束而被联合优化。为了处理由此产生的非凸优化问题，我们首先近似的中断率概率约束，使用伯恩斯坦型不等式。然后，我们开发了一个次优算法的基础上交替优化，基于惩罚和半定松弛方法。仿真结果表明，该方案显着降低了发射功率相比，其他基准计划。
2020-12-03 cs.IT eess.SP math.IT
On Multihop Weibull-Fading Communications: Performance Analysis Framework and Applications
本文提出了一个全面的封闭形式的性能分析框架，多跳通信在威布尔衰落信道。所分析的方案基本上由多个再生中继广义高阶正交幅度调制（M-QAM）传输。为了考虑毫米波范围内的信道衰落，我们采用了所提倡的Weibull模型，因为它具有灵活的能力来覆盖不同的信道条件。端到端性能的中断概率，误码率（BER），符号错误概率（SER），块出错率（BLER），遍历容量，和能量效率（EE）方面进行评估。对于所有的度量，我们提出了精确的封闭形式的表达式以及它们的渐近行为，一些广义超几何函数。基于所得到的分析结果，我们还提出了一个实际的应用，我们推导出两个BER和EE最优的发射功率分配策略，我们讨论了由此产生的性能增益。我们的分析的准确性说明了数值例子，并通过蒙特卡罗模拟不同的系统和信道参数进行评估。最后，作为一个次要的贡献，注意到福克斯的H和二元H函数的日益普及，我们提供了新的和广义的代码计算这些功能，在不同的情况下，具有实际效用。
2018-02-20 cs.IT math.IT
Robust Movable-Antenna Position Optimization with Imperfect CSI for MISO Systems
本文研究不完美CSI下MISO可移动天线系统的鲁棒位置优化，针对范数有界和随机分布两类误差分别推导最坏情况与非中断接收功率的闭式结果，证明最大比传输最优性，并用图算法求解最优MA位置。
2025-05-11 cs.IT eess.SP math.IT
A Blind Adaptive CDMA Receiver Based on State Space Structures
码分多址（CDMA）是一种基于扩频技术的信道接入方法，被世界范围内的各种无线电技术所使用。通常，在诸如CDMA 2000和WCDMA的许多移动标准中，CDMA被用作接入方法。本文研究了宽带CDMA系统在多径传播环境下的盲多用户均衡问题。在此，我们提出了三种新的盲接收方案，这是基于状态空间结构和独立分量分析（ICA）。这些盲状态空间接收机（BSSR）不需要知道传播参数或用户的扩频码序列，它们主要利用源信号之间的统计独立性的自然假设。我们还开发了三个半盲自适应检测器，将新的自适应方法纳入标准RAKE接收机结构。广泛的比较案例研究，这些方法的比特出错率（BER）性能的基础上，进行了不同的用户数，每个用户的符号，和信号噪声比（SNR）相比，与传统的检测器，包括盲多用户检测器（BMUD）和线性最小均方误差（LMMSE）。结果表明，本文提出的方法在从接收到的混合CDMA信号中估计符号信号方面优于其他检测器。此外，新的盲检测器减轻了CDMA中的多址干扰（MAI）。
2016-01-14 cs.IT cs.LG math.IT
Multiple RIS-Assisted Mixed FSO-RF Transmission Over Generalized Fading Channels
针对混合FSO-RF多跳系统，研究采用多个单元件RIS及DF/FG中继，在dGG、阴影、湍流与指向误差模型下推导SNR统计、中断和BER性能，并通过仿真验证。
2023-07-16 cs.IT eess.SP math.IT
Performance Analysis of Dual-User Macrodiversity MIMO Systems with Linear Receivers in Flat Rayleigh Fading
瑞利信道中存在同频干扰时线性接收机的性能是无线通信中的一个基本问题。这些系统的性能评估对于接收阵列是公知的，其中天线足够接近以经历来自源的相等平均SNR。相比之下，几乎没有分析结果可用于宏分集系统，其中源和接收天线被广泛分离。这里，接收天线经历来自源的不相等的平均SNR，并且单个接收天线从每个源接收不同的平均SNR。虽然这是一个非常困难的问题，但对于两个用户的场景来说，进展是可能的。在本文中，我们推导出的概率密度函数（pdf）和累积分布函数（cdf）的输出信号与干扰加噪声比（SINR）和信号噪声比（SNR）的最小均方误差（MMSE）和迫零（ZF）接收机在独立的瑞利信道与任意数量的接收天线。通过蒙特卡罗模拟验证了结果，并得到了高信噪比的近似值。该结果使得进一步的系统分析，如中断概率，比特出错率（BER）和容量的评估。
2012-09-20 cs.IT math.IT
Performance Analysis of Backscatter Communication Systems with Non-orthogonal Multiple Access in Nakagami Fading Channels
反向散射通信（BackCom）已经成为解决大规模部署的物联网设备的寿命管理问题的潜在候选者，这些设备遭受与电池相关的问题，即，更换、充电和回收。这种被动传感方法允许反向散射传感器节点（BSN）通过反射来自载波发射器的入射信号来传输信息，而无需启动其传输。为了复用多个BSN，在这项工作中充分利用了功率域非正交多址（NOMA），其是超5G系统中多址接入的主要候选者。最近，相当多的注意力已经投入到NOMA辅助BackCom网络的中断概率和系统吞吐量的上下文中。然而，这种系统的比特出错率（BER）的封闭形式的表达式还没有被研究。在本文中，我们提出了一个NOMA增强的双基地BackCom系统的设计和分析的无电池智能通信范例。具体来说，我们推导出封闭形式的BER表达式的集群的两个设备在双基地BackCom系统采用NOMA与不完美的连续干扰消除下Nakagami- $m$衰落信道。所得到的表达式被用来评估最有利的系统性能所需的设备的反射系数。我们的研究结果还表明，NOMA-BackCom实现更好的数据吞吐量相比，正交多址-时域多址方案（OMA-TDMA）。
2020-06-22 cs.IT eess.SP math.IT
User Cooperation for IRS-aided Secure SWIPT MIMO Systems
在莱斯衰落信道中，当窃听者的角度方向与合法用户一致时，智能反射面（IRS）可以增强物理层的安全性。在这种情况下，我们考虑一个两阶段的通信系统下的主动攻击和被动窃听。特别地，在第一阶段中，基站避免直接发送给被攻击用户。在第二阶段，其他用户通过IRS和能量收集技术合作向被攻击用户转发信号。在主动攻击下，研究了统计级联信道误差模型下的中断约束波束形成设计问题，并利用伯恩斯坦型不等式求解。对于被动窃听，建立了平均保密率最大化问题，并给出了一个低复杂度的算法。数值结果表明，窃听者的信道误差的负面影响大于合法用户。
2021-06-28 cs.IT eess.SP math.IT
Robust Transmission Design for RIS-Aided Communications with Both Transceiver Hardware Impairments and Imperfect CSI
可重构智能表面（RIS）或智能反射表面（IRS）最近被认为是未来第六代（6G）通信中最有前途的技术之一。在本文中，我们考虑了在基站（BS）的发射波束形成和RIS的相移的联合优化的RIS辅助无线通信系统的硬件损伤和不完善的信道状态信息（CSI）。具体来说，我们假设BS用户信道和BS-RIS用户信道都是由于信道估计误差而不完美的，并且我们考虑统计CSI误差模型下的信道估计误差。然后，BS的发射功率被最小化，受到中断概率约束和反射元件上的单位模量约束。通过使用Bernstein型不等式和半定松弛（SDR）重新制定的约束条件，我们将优化问题转化为一个半定规划（SDP）问题。数值结果表明，所提出的鲁棒性设计算法可以在硬件损伤和CSI不完美的情况下保证用户的通信质量。
2021-12-12 cs.IT eess.SP math.IT
RIS-THz Wireless Communication with Random Phase Noise and Misaligned Transceiver
现有的基于可重构智能表面（RIS）的太赫兹（THz）系统的研究工作忽略了相位噪声的影响，采用自由空间光学通道的零波束指向误差模型进行性能分析。在本文中，我们分析了RIS-THz传输的信道衰落，太赫兹指向误差（TPE），统计相位噪声的综合影响下，由于在每个RIS元素的不完善的相位补偿的性能。首先，我们得到的双$α$ - $μ$衰落结合TPE和相位噪声在各个RIS元素使用单变量福克斯函数的统计结果。接下来，我们使用多变量福克斯的H-函数表示开发的RIS-THz链路的所得信噪比（SNR）的密度和分布函数的精确的解析表达式，考虑从所有RIS元素的累积传播效应。利用导出的统计结果，我们分析了所考虑的系统的中断概率和平均比特出错率（BER）的精确和渐近表达式。分析结果表明，系统的分集阶数与相位噪声无关，与信道衰落参数$α$和$μ$有关，与TPE的$β$参数有关。
2022-11-16 cs.IT eess.SP math.IT
Unified Analysis of Transmit Antenna Selection/Space-Time Block Coding with Receive Selection and Combining over Nakagami-m Fading Channels in the Presence of Feedback Errors
研究了由反馈链路误差引起的不完美的发射天线选择（TAS）对具有选择合并（SC）的混合TAS/空时分组编码（STBC）的性能的影响（即，联合发送和接收天线选择（TRAS）/STBC）和TAS/STBC（具有接收最大比合并（MRC）类合并结构）是Nakagami-m衰落信道下的主要目标。在理想信道估计和无延迟反馈假设下，针对联合TRAS/STBC和TAS/STBC方案的统一系统模型，推导了与后处理信噪比（SNR）相关的统计表达式和几个性能指标。本文给出了二进制和多进制调制的中断概率和比特/符号出错率（BER/SER）的精确解析表达式，以便对有反馈差错的统一系统的容量和差错性能进行广泛的研究。此外，渐近分集阶分析，这表明所研究的方案的分集阶是由空时分组码传输本身提供的分集阶下界，包括在文件中。此外，所有的理论结果进行了验证Monte Carlo模拟。
2012-08-13 cs.IT math.IT stat.OT
Robust Transmission Design for RIS-Assisted High-Speed Train Communication Coverage Enhancement With Imperfect Cascaded Channels
Beijing Jiaotong University（北京交通大学）；China Academy of Industrial Internet, Ministry of Industry and Information Technology（工业和信息化部工业互联网研究院）；Institute of Computing Technology, China Academy of Railway Sciences Corporation Limited（中国铁道科学研究院集团有限公司计算技术研究所）
本文研究了在高速列车场景中，由于信道误差导致的鲁棒传输设计问题，通过两种模型优化传输功率和 outage 概率约束，提升通信覆盖性能。
2026-04-16 cs.IT math.IT
On the Performance of Multihop THz Wireless System Over Mixed Channel Fading with Shadowing and Antenna Misalignment
现有的中继辅助太赫兹（THz）无线系统仅限于双跳传输，存在指向误差和短时衰落，没有考虑阴影效应。本文分析了在阴影衰落和天线失调误差下，多跳辅助回程通信与接入链路混合的性能。我们推导出统计结果的信噪比（SNR）的多跳链路考虑独立的，但不相同的分布（i.ni.d）$α$ - $μ$衰落信道与指向错误采用信道辅助（CA）和固定增益（FG）放大转发（AF）中继的每一跳。我们分析了中断概率，平均误码率，遍历容量性能的混合系统考虑广义$K$阴影衰落模型与AF和解码转发（DF）协议的接入链路。我们推导出CA-多跳系统与DF中继的最后一跳和FG-多跳系统使用FG和DF中继在最后一个中继的性能上界的性能指标的精确表达式。我们还开发了渐近分析，在高信噪比，以获得系统的分集阶数，并使用计算机模拟提供设计和部署方面的多个中继在回程链路，以扩展太赫兹无线传输的通信范围。
2022-04-08 cs.IT eess.SP math.IT
Performance of a Threshold-based WDM and ACM for FSO Communication between Mobile Platforms in Maritime Environments
本研究针对海事环境移动平台间FSO通信，推导适配雾与三维指向误差联合影响的复合PDF闭式式，分析TMOS结合WDM、ACM的性能，经蒙特卡洛验证其可提升低信噪比检测概率与ASE，适配多变海事信道。
2024-10-14 cs.IT eess.SP math.IT
Performance of Dual-Hop Relaying for OWC System Over Foggy Channel with Pointing Errors and Atmospheric Turbulence
大气湍流和指向误差对无线光通信的影响是一个重要的研究课题。然而，对于地面无线通信的室外环境中由于随机雾引起的信号衰落的研究仍然有限。在本文中，我们分析了解码和转发（DF）中继的性能下的随机雾，指向误差，和大气湍流的综合影响下，可忽略的视线（LOS）的直接链接。我们考虑一个广义模型的端到端的信道具有独立的和不相同的分布（i.ni.d.）指向误差、伽马分布衰减系数的随机雾、双广义伽马（DGG）大气湍流以及源和目的地之间的不对称距离。推导了随机雾、指向误差和大气湍流（FPT）信道联合作用下的信噪比（SNR）密度和分布函数，以及随机雾和指向误差（FP）联合作用下的SNR分布函数。使用导出的统计结果，我们提出的中断概率，平均SNR，遍历率，平均比特出错率（BER）的FP和FPT信道的OWC系统参数的解析表达式。我们还开发了简化和渐近性能分析，以提供对系统行为的洞察分析各种实际相关的情况下。我们展示了OWC性能上的信道损伤和指向错误的相互影响，并表明中继系统提供了显着的性能改善相比，直接传输，特别是当指向错误和雾变得更加明显。
2021-12-24 cs.IT eess.SP math.IT
