A New Asymptotic Analysis Technique for Diversity Receptions Over Correlated Lognormal Fading Channels
先验渐近性能分析是基于矩生成函数（MGF）或信道系数的概率密度函数（PDF）的级数展开。然而，这些技术对于对数正态衰落信道失败，因为对数正态随机变量的PDF的泰勒级数在原点处为零，并且MGF不具有显式形式。虽然对数正态衰落模型在无线通信和自由空间光通信中得到了广泛的应用，但相关对数正态衰落信道的性能分析方法却很少。在这项工作中，我们提出了一个新的框架来分析选择合并（SC），等增益合并（EGC）和最大比合并（MRC）在等相关对数正态衰落信道的渐近中断概率。基于这些封闭形式的结果，我们揭示了以下几点：i）EGC或MRC的中断概率成为一个无穷小的数量相比，SC在大信噪比（SNR）的信道相关性可以导致一个无限的性能损失。更重要的是，分析揭示了长期存在的问题的相关对数正态信道在高信噪比下的性能分析的见解，并规避耗时的蒙特卡洛模拟和数值积分。
2017-05-28 cs.IT math.IT math.PR
Effective rate analysis over Fluctuating Beckmann fading channels
本文分析了波动贝克曼（FB）衰落信道的有效速率。首先利用瞬时信噪比的矩生成函数（MGF）推导出衰落参数任意值时的有效速率，然后利用广义双变量Meijer- $G$函数（EGBMGF）计算出衰落参数的有效速率。对于整数值的多径和阴影严重性衰落参数，瞬时信噪比的概率密度函数（PDF）。为此，得到了简单、精确、数学上易于处理的解析表达式。蒙特卡罗模拟和数值结果验证了我们的分析的有效性。
2019-03-17 cs.IT math.IT
Average Rate of Downlink Heterogeneous Cellular Networks over Generalized Fading Channels - A Stochastic Geometry Approach
本文介绍了一种计算下行异构蜂窝网络平均速率的分析框架。该框架利用最近的应用随机几何其他小区干扰建模和分析。异构蜂窝网络被建模为具有不同发射功率、密度、路径损耗指数、衰落参数和分布的多层基站（BS）的叠加，并且为了灵活的层关联而具有不等偏置。一个长期的平均最大偏置接收功率层关联被认为是。BS在每层中的位置被建模为独立的泊松点过程（PPP）的点。在这些假设下，我们引入了一种新的分析方法来评估的平均速率，它避免了覆盖概率（Pcov）的计算，只需要在探测移动终端的聚合干扰的矩生成函数（MGF）。我们的分析方法的区别在于提供了一个易于处理的和数值上有效的框架，适用于一般的衰落分布，包括复合衰落信道的小规模和中等规模的波动。此外，我们的方法可以有效地处理相关的对数正态阴影，而计算复杂性的增加很少。所提出的基于MGF的方法需要计算单个或两个数值积分，从而降低了基于Pcov的框架的复杂性，对于一般的衰落分布，这需要计算四重积分。
2013-04-22 cs.IT math.IT
On the Computation of the Higher-Order Statistics of the Channel Capacity for Amplify-and-Forward Multihop Transmission
信道容量的高阶统计量（HOS）提供关于以特定速率的信号传输的可靠性水平的有用信息。在这封信中，我们提出了一种新的和统一的分析，这是基于矩生成函数（MGF）的方法，有效地和准确地计算HOS的信道容量放大和转发多跳传输广义衰落信道。更确切地说，我们的数学公式是易于使用和易于处理的，特别是只需要的瞬时信号-噪声比分布的传输跳的倒数MGF。数值和模拟结果表明，所提出的基于MGF的分析的实用性，是在完美的协议。
2012-08-20 cs.IT math.IT math.PR
On the Computation of the Higher Order Statistics of the Channel Capacity over Generalized Fading Channels
信道容量$μ_n=\mathbb{E}[\log^n(1+γ_{end})]$的高阶统计量（HOS）在文献中得到的关注相对较少，其中$n\in\mathbb{N}$表示统计量的阶数，这部分是由于其分析的难处理性。本文提出了一种基于矩生成函数（MGF）技术的统一分析方法，用于精确计算信道容量的高阶稳定性。更确切地说，我们的数学形式可以容易地应用于在广义衰落环境（即，相关的非中心卡方分布/相关的广义Rician分布之和）。数学形式主义说明了一些数值例子集中在相关的广义衰落环境。
2012-07-27 cs.IT cs.PF math.IT
A Unified Effective Capacity Performance Analysis of Lp-norm Diversity Reception over Arbitrary and Correlated Generalized Fading Channels
有效容量（EC）最近已被建立为一个严格的替代经典香农的遍历容量，因为它占未来的无线应用所施加的延迟约束和它们对整体系统性能的影响。本文提出了一种新的矩生成函数（MGF）为基础的统一EC性能分析框架的一般Lp范数分集合并方案在任意相关的广义衰落信道和最大延迟约束。Lp范数分集是一种通用的分集结构，其包括作为特殊情况的各种公知的分集方案，诸如等增益合并（EGC）和最大比合并（MRC）。对于MRC，所提出的方法减少到以前发表的基于MGF的方法来评价EC，而对于EGC，所提出的分析方法是新颖的，并且相关的性能评估结果以前没有在公开的技术文献中发表。基于这种方法，推导出了双分支Lp范数分集接收机在Gamma阴影广义Nakagami-m衰落信道下的EC性能的新的解析闭式表达式。对于多样性阶数大于2，一种新的分析方法的渐近EC性能分析也开发和评估，揭示了基本系统参数如何影响系统的整体性能。整体的数学形式与选定的数值和等效的仿真性能评估结果进行了验证，从而证实了所提出的统一的分析方法的正确性。
2019-10-23 cs.IT math.IT
Selection Combining for Differential Amplify-and-Forward Relaying Over Rayleigh-Fading Channel
本文提出并分析了慢瑞利衰落信道下差分放大前向（D-AF）中继的目的端选择合并（SC）算法。选择组合器选择具有判决变量的最大幅度的链路，用于发送符号的非相干检测。因此，与最大比合并（MRC）相反，在目的地不需要信道信息。精确的平均比特错误率（BER）的建议SC推导和验证与仿真结果。它还表明，SC方法的性能是非常接近的MRC方法，虽然具有较低的复杂度
2014-03-31 cs.IT 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
A Novel Unified Expression for the Capacity and Bit Error Probability of Wireless Communication Systems over Generalized Fading Channels
在过去，一般衰落信道下的无线通信系统的平均二进制错误概率（ABEP）和平均容量（AC）的分析一直被认为是分开的。本文提出了一种新的基于矩生成函数（MGF）的\emph{unified expression}，用于单链路和多链路最大比合并通信的ABEP和AC。此外，本文提出了超福克斯的H衰落模型作为一个统一的衰落分布的大多数著名的广义衰落模型。因此，我们提供了一个通用的统一的性能表达式，可以很容易地计算，这是适用于各种各样的衰落的情况。的数学形式主义说明了一些选定的数值例子，验证我们的新推导结果的正确性。
2011-01-26 cs.IT cs.PF math.IT
Unified Analytical Modeling of the Error Rates and the Ergodic Channel Capacity in $η$-$μ$ Generalized Fading Channels with Integer $μ$ and Maximal Ratio Combining Receiver
在本文中，我们介绍了一种新的性能分析的$η$ - $μ$广义无线衰落信道的$μ$衰落参数的整数值，即偶数个多径簇。该衰落模型包括作为特殊情况的其他衰落模型，例如Nakagami-m、Hoyt和Rayleigh。我们得到了新的统一的和通用的简单的封闭形式的平均出错率和遍历信道容量在加性白广义高斯噪声（AWGGN），其中包括加性高斯，伽玛，拉普拉斯，和脉冲噪声作为特殊情况下的表达式。接收机被假定为一个L-分支的最大比合并器，我们研究了具有更多部署的接收机天线的效果。数值评估以及无线技术文献的结果验证了所研究的测试情况下的通用性和准确性的统一表达式。
2017-03-11 cs.IT math.IT
Unified Stochastic Geometry Modeling and Analysis of Cellular Networks in LOS/NLOS and Shadowed Fading
信号与干扰加噪声比（SINR）通过其累积分布函数（CDF）的统计表征在蜂窝网络领域中的绝大多数技术贡献中是普遍存在的，因为它归结为平均聚合干扰的拉普拉斯变换，这是以限制简单化的瑞利衰落为代价而获得的益处。在这项工作中，捕捉不同的衰落信道，出现在现实的室外/室内无线通信场景中，我们不同的解决问题。通过利用信干噪比的矩母函数（MGF），我们成功地分析了阴影κ-μ、κ-μ和η-μ衰落模型下的蜂窝网络性能。后者通过捕获包括Rayleigh、Nakagami-m、Rician和Rician阴影衰落分布在内的各种衰落信道来提供高灵活性。这些信道模型最近因其准确建模密集城市环境、未来毫微微小区和设备到设备（D2 D）阴影信道的能力而受到称赞。除了统一不同的信道模型的分析，这项工作集成，第一次，覆盖范围，可达到的速率，和误码率（BEP），这在很大程度上是单独处理的文献。开发的模型和分析验证了广泛的模拟设置和参数。
2017-06-02 cs.IT math.IT
The Fluctuating Two-Ray Fading Model: Statistical Characterization and Performance Analysis
我们介绍了起伏双射线（FTR）衰落模型，一个新的统计信道模型，由两个起伏的镜面反射组件与随机相位加上漫射组件。FTR模型作为具有扩散功率（TWDP）的两波衰落模型的自然推广而出现;这种推广允许其两个镜面分量表现出随机幅度波动。与TWDP模型不同，FTR衰落模型的所有主要概率函数（PDF、CDF和MGF）都以封闭形式表示，具有与其他最先进的衰落模型类似的函数形式。我们还提供了近似的封闭形式的表达式的PDF和CDF在一个有限数量的基本功能，允许这些统计数据的一个简单的评估，以任意的精度水平。我们表明，FTR衰落模型提供了一个更好的适合比莱斯衰落最近的小规模衰落测量在28 GHz的室外毫米波信道。最后，从误比特率出错率和中断容量两个方面对FTR衰落下无线通信系统的性能进行了评估，并讨论了FTR衰落模型参数与系统性能之间的相互影响。已经进行了蒙特卡罗模拟，以验证所获得的理论表达式。
2017-05-27 cs.IT math.IT
Selection Combining Scheme over Non-identically Distributed Fisher-Snedecor $\mathcal{F}$ Fading Channels
本文研究了在独立非同分布（i.n.i.d.）的Fisher-Snedecor $\mathcal{F}$衰落信道中选择合并（SC）方案的性能。分支进行了分析。给出了最大独立同分布的概率密度函数（PDF）和矩母函数（MGF）。Fisher-Snedecor $\mathcal{F}$变量首先根据多变量Fox $H$函数导出，该函数在技术文献中已经通过各种软件代码有效地实现。在此基础上，分析了具有i.n.i.d.的SC分集系统的平均误比特率和平均信道容量。接收器进行了调查。此外，我们通过推导平均检测概率（ADP）和接收机工作特性曲线下的平均面积（AUC），分析了认知无线电网络中广泛用于进行频谱感知的能量检测的性能。为了验证我们的分析，数值结果肯定了蒙特卡罗模拟。
2019-05-06 cs.IT cs.PF eess.SP
Cooperative Spectrum Sensing over Generalized Fading Channels Based on Energy Detection
分析了认知无线电网络中广义衰落信道下频谱感知能量检测的统一性能。通信节点间的衰落信道对扩频系统的检测性能有明显的影响，而鉴别检测具有实现速度快、不需要先验接收信息、复杂度低等优点，因此研究在Nakagami-m信道、Rice信道等衰落信道或\k{appa} -μ衰落分布、η-μ衰落分布等广义衰落信道上的鉴别检测具有重要意义。α- \k{appa} -μ衰落分布是一种广义衰落模型，它描述了衰落信道的非线性和小尺度变化。概率密度函数（p.d.f.）从包络p.d.f.导出了α- \k{appa} -μ分布的瞬时信噪比（SNR）。来评估传感系统的能源效率。其次，推导了基于Marcum-Q函数的检测概率模型，并利用矩生成函数（MGF）方法推导了广义衰落信道下的检测概率表达式，实现了广义衰落信道下的感知通信。此外，还推导出了新的精确的接收机工作特性曲线下平均面积的解析表达式，分析了ED在α- \k{appa} -μ衰落信道下的性能特性。此外，合作频谱感知（CSS）与分集接收已被应用到提高检测精度和减轻阴影衰落特性的OR规则。结果表明，α- \k{appa} -μ衰落条件对检测容量有明显影响，但适当的信道参数可以提高检测性能。
2017-12-29 cs.IT math.IT
A Novel Ergodic Capacity Analysis of Diversity Combining and Multihop Transmission Systems over Generalized Composite Fading Channels
遍历容量是与以最高速率进行可靠通信相关联的重要性能度量，在该最高速率下，信息可以在信道上以可忽略的错误概率发送。在这个定义的阴影下，分集接收机（如选择合并，等增益合并和最大比合并）和传输技术（如级联衰落信道，放大和转发多跳传输）被部署在减轻各种性能损害的影响，如衰落和阴影在数字无线电通信链路。然而，遍历容量的精确分析通常并不总是可能的所有这些形式的分集接收机和传输技术在广义复合衰落环境中，由于它的数学上的棘手性。因此，在文献中，关于遍历容量的精确分析的已发表论文很少（即，只有[1]和[2]），当与关于平均符号错误概率的精确分析的那些比较时。此外，它们本质上是针对最大比合并分集接收机的遍历容量，并且不容易适用于其他分集合并器/传输技术的容量分析。在本文中，我们提出了一种新的矩生成函数为基础的方法，在广义复合衰落环境下的分集接收机和传输技术的精确遍历容量分析。因此，我们演示了如何同时对待所有形式的分集接收机和多跳传输技术的遍历容量分析。
2012-07-07 cs.IT math.IT math.PR
Exact Performance Analysis of Partial Relay Selection Based on Shadowing Side Information over Generalized Composite Fading Channels
中继技术最近在毫米波（60 GHz或以上）射频中获得了极大的兴趣，毫米波射频作为一种有前途的传输技术，在深度阴影衰落环境中提高了服务质量，提供了高数据率，并且扩展了覆盖区域而无需额外的发射功率。基于中继的系统的性能在很大程度上取决于所使用的中继选择协议（RSP）。这些RSP通常使用信道侧信息（CSI）。具体地，中继终端（RT）由经由反馈信道接收所有RT的CSI的中央实体（CE）在所有可用RT中选择。然而，在毫米波无线电频率中，在相同移动性条件下，CSI变化的速率比6 GHz频率中的CSI变化的速率高得多，这显然导致严重的问题，导致CE处的CSI对于RSP是不准确的，因为反馈信道具有回程/传输延迟。然而，幸运的是，与CSI变化的速率相比，阴影边信息（SSI）变化非常缓慢。在这种情况下，我们提出了在本文中的部分RSP双跳放大转发中继系统，它只利用的SSI的RT，而不是他们的CSI。然后，性能分析，我们得到了一个精确的平均统一性能（AUP）的建议基于SSI的部分RSP的各种阴影衰落环境。特别是，我们提供了一个通用的AUP表达式，其特殊情况下，包括二进制调制方案的平均误码率（ABEP）分析，遍历容量分析和矩生成函数（MGF）为基础的表征。我们的新理论结果的正确性进行了验证与一些选定的数值例子在扩展的广义K衰落环境。
2012-07-10 cs.IT math.IT math.PR
Performance Analysis of MDMA-Based Cooperative MRC Networks with Relays in Dissimilar Rayleigh Fading Channels
本文提出在不同瑞利衰落信道下基于MDMA的DF中继协作MRC网络，利用STM和MGF推导出中断概率与资源利用效率的闭式解，并通过仿真验证了理论分析的有效性。
2023-11-27 cs.IT cs.PF eess.SP
Spectral and Energy Efficiency of Multicell Massive MIMO With Variable-Resolution ADCs Over Correlated Rayleigh Fading Channels
本文分析了采用可变分辨率模数转换器（ADC）的多单元大规模多输入多输出（MIMO）系统的性能。在这样的架构中，每个ADC使用任意量化分辨率以节省功率和硬件成本。沿着这个方向，我们首先介绍了一种基于加性量化噪声模型（AQNM）和线性最小均方误差（LMMSE）估计理论的量化感知信道估计器。然后，利用估计的信道状态信息（CSI），分别推导出最大比合并（MRC）、量化感知多小区最小均方误差（QA-M-MMSE）合并和量化感知单小区最小均方误差（QA-S-MMSE）合并在空间相关Rayleigh衰落信道上可实现的上行链路频谱效率（SE）的渐进表达式。在推导过程中，我们考虑了量化误差的影响，并借助随机矩阵理论得到了渐近结果。最后，仿真结果表明，我们的理论分析是正确的，所提出的量化感知估计器和组合器是更有益的量化不知道的同行。此外，基于一个通用的功耗模型，它表明，低分辨率的ADC可以获得最佳的折衷之间的SE和能源效率（EE）的多个单元的情况下。
2021-09-20 cs.IT math.IT
On the Sum of Correlated Squared $κ-μ$ Shadowed Random Variables and its Application to Performance Analysis of MRC
本文研究了具有相关阴影分量的平方$κ-μ$阴影随机变量之和的统计特征。该和的概率密度函数（PDF）以幂级数的形式获得。导出的PDF用于获得相关$κ-μ$阴影衰落信道上的最大比合并（MRC）方案的性能结果。首先，我们推导了MRC接收机的接收信噪比的矩生成函数（MGF）。利用推导出的MGF表达式，得到了MRC接收机的分集阶数的解析表达式，并在此基础上推导出相关$κ-μ$阴影信道下MRC接收机的分集度与分集分支数和$μ$参数有关。此外，MRC方案的分析平均出错率也被导出，这是适用于$M$ -PSK和$M$ -QAM星座。相关的$κ-μ$阴影信道的香农容量的Meijer-G函数的形式也得到了。
2014-09-06 cs.IT math.IT
MIMO Underwater Visible Light Communications: Comprehensive Channel Study, Performance Analysis, and Multiple-Symbol Detection
本文分析了采用二进制脉冲位置调制（BPPM）的水下可见光通信（UVLC）系统的出错率（BER）性能。本文基于蒙特卡罗数值方法模拟了信道无衰落脉冲响应（FFIR），考虑了吸收和散射的影响。此外，为了表征湍流效应，我们将上述FFIR乘以衰减系数，对于弱海洋湍流，衰减系数可以建模为对数正态随机变量（RV）。此外，为了减轻湍流效应，我们采用多个发射器和/或接收器，即，UVLC链路上的空间分集技术。当接收端采用等增益合并器（EGC）时，利用高斯-厄米求积公式和对数正态RV之和的近似，给出了系统误码率的闭式表达式。我们进一步应用鞍点近似，一个精确的光子计数为基础的方法，在散粒噪声的存在下，评估系统的BER。基于激光准直和发光二极管（LED）为基础的扩散链接进行了研究。由于UVLC信道对传播光子的多重散射效应会引起相当大的码间干扰（ISI），特别是对于扩散信道，我们还得到了最佳的多码元检测（MSD）算法，以显著减轻ISI效应，提高系统性能。我们的数值分析表明，分析和光子计数的结果之间的良好匹配，这意味着信号相关的散粒噪声可以忽略不计，也证实了我们推导出的系统误码率的封闭形式的表达式的准确性之间的分析结果和数值模拟。此外，我们的研究结果表明，空间分集显着减轻衰落损伤，而MSD显着加剧ISI恶化。
2017-11-06 cs.IT math.IT
Pilot Decontamination Processing in Cell-Free Massive MIMO
这封信的重点是在上行链路和下行链路的无小区的大规模多输入多输出网络与接入点之间的合作程度不同的导频污染问题。最佳最小均方误差处理可以利用大尺度衰落系数来抵消导频共享用户设备的干扰，从而实现渐近无界容量。然而，它对计算要求很高，只能在完全集中的网络中实现。在这里，次优方案推导出，提供无限的能力与线性增长的复杂性，只使用本地信道估计，但全球信道统计。这使得它们适合集中式和分布式网络。在后一种情况下，最好的性能是实现了一个广义的最大比组合器，最大限度地提高了基于信道统计的容量界限。
2021-10-05 cs.IT eess.SP math.IT
