Performance Analysis of Mixed RF/FSO Relaying under HPA Nonlinearity and IQ Imbalance
本文对具有多个中继的非对称双跳RF/FSO系统进行了性能分析。RF信道遵循相关瑞利衰落，而光链路则受到伽马-伽马衰落。为了选择候选中继来转发通信，我们假设具有过时的信道状态信息（CSI）的部分中继选择（PRS）。与这一领域的绝大多数工作不同，我们将损伤引入中继和目的地。我们将提出三种损伤模型，称为软包络限制器（SEL），行波管放大器（TWTA）和IQ不平衡，以比较我们的系统的弹性与RF一对硬件损伤。利用Meijer G函数和遍历容量的上界推导出了中断概率的闭合形式。数值计算了系统的误比特率和准确的误码率。最后，分析和数值结果，并验证了蒙特卡罗模拟。
2021-08-30 eess.SP
On the Performance of a Relay-Assisted Multi-Hop Asymmetric FSO/RF Communication System over Negative Exponential atmospheric turbulence with the effect of pointing error
本文提出了一种多用户多跳混合FSO / RF系统。该结构由两个主要部分组成。提出这种结构的主要动机是在长距离不可通过的链路或某些特定的大气条件下，射频连接变得容易中断的通信。虽然这些影响可以通过消耗更多的功率或增加处理复杂性来减轻，但是小用户移动电话不应该得到更多的复杂性或电源。FSO和RF链路相互补充的事实带来了一种新的解决方案;通过短距离RF链路放大接收到的信号并将其转发到长距离FSO链路的接入点可以解决上述问题。这个场景在拟议结构的第一部分完全实现。在第二部分，实现了一个多跳的混合并行FSO / RF链路连接源和目的基站。首次在多跳FSO / RF系统中考虑了多用户方案、每跳信号选择、放大和前向中继中信道状态信息的已知和未知以及指向误差对饱和大气湍流的影响。以封闭形式推导出所提出结构的误比特率（BER）和中断概率的新表达式，并通过MATLAB仿真进行验证。该结构同时具有FSO、RF、中继辅助和多用户系统的优点。结果表明，它对用户数和中继数的依赖性较低。因此，它适用于人口变化和长距离联系的地区。这种结构提供了独立的性能，而没有额外的功耗，处理延迟和复杂性。
2018-11-20 eess.SP
Performance evaluation of a novel relay assisted hybrid FSO / RF communication system with receive diversity
移动通信系统中的一个主要问题是移动用户远离基站时的射频连接性能下降。解决这个问题的单向式方法之一是增加发射机功率，但是移动发射机不能提供太多功率。另一种方法是使用中继;在中继方案中，放大转发更适合长距离通信。放大转发继电器在功耗和性能方面都是不可承受的，因为它消耗了大量的功率，并且提高了噪声。因此，在其他情况下，除了在长距离链路的情况下，其他中继协议（诸如解码和转发以及解调和转发）是优选的。本文提出了一种新型的多跳混合自由空间光（FSO）/ RF链路，它由两个主要部分组成。第一部分建立移动用户和源基站之间的连接，第二部分建立源基站和目的基站之间的连接。在第一部分中，移动用户希望通过远程链路连接到源基站，因此，使用具有多个接收天线的固定增益放大和转发中继来建立通信。在第二部分中，源和目的基站通过具有解调和前向中继的多跳混合并行FSO / RF链路连接。考虑中强指向误差影响下的Gamma-Gamma大气湍流和饱和负指数大气湍流下的FSO链路，以及瑞利衰落下的RF链路，推导了该结构的中断概率和误比特率的新的封闭形式的精确表达式和渐近表达式。导出的表达式与MATLAB仿真验证。
2018-11-20 eess.SP
Performance Comparison of two novel Relay-Assisted Hybrid FSO / RF Communication Systems
本文提出并比较了两种新型的多跳中继辅助混合自由空间光/射频（FSO / RF）通信系统。在这些结构中，RF和FSO链路在每一跳处是并行的并且同时发送数据。这是第一次在多跳混合FSO / RF结构中使用检测和转发协议。在第一种结构中，在每一跳，选择具有较高信噪比（SNR）的接收信号。但是在第二种结构中，在每一跳，接收的FSO和RF信号被分别检测和转发，并且仅在最后一跳进行选择。考虑负指数大气湍流中的FSO链路和瑞利衰落中的RF链路，首次推导了该结构的中断概率（Pout）和误比特率（BER）的封闭表达式。MATLAB仿真提供了验证导出的表达式。本文的主要目的是回答每一跳的选择和最后一跳的选择有多大的差别。结果表明，在每一跳选择的结构比在最后一跳选择的结构具有更好的性能。在不同的目标中断概率下，在最后一跳处的选择比在每一跳处的选择消耗大约两倍（~3dB）的功率。这两种结构都特别适合于长距离通信。然而，在每一跳的选择，在更复杂的成本，推荐的应用程序有问题，提供所需的通信功率。
2018-11-20 eess.SP
Ergodic Sum Rate Analysis of UAV-Based Relay Networks with Mixed RF-FSO Channels
基于无人机（UAV）的通信是一项很有前途的新技术，可以为当前的网络基础设施增加广泛的新功能。考虑到无人机的灵活性、成本效益和使用方便，它们可以被部署为临时基站（BS），用于BS过载或自然灾害等按需情况。在这项工作中，无人机为基础的通信系统与无线电频率（RF）接入链路的移动用户（MU）和自由空间光（FSO）回程链路的地面站（GS）被认为是。特别是，该网络中的RF和FSO信道取决于UAV的定位和（不）稳定性。UAV相对于MU的相对位置影响RF链路中的视线（LOS）连接的可能性，并且悬停UAV的不稳定性影响FSO信道的质量。因此，考虑到这些影响，我们分析了端到端的系统性能的网络采用无人机作为缓冲区辅助（BA）和非缓冲区辅助（非BA）中继的遍历和速率。仿真结果验证了所提出的解析推导的准确性，并揭示了缓冲补偿无人机的不稳定性所造成的随机波动的好处。我们的仿真结果还表明，各态历经和率BA和非BA无人机为基础的中继可以大大提高通过优化无人机的定位。我们进一步研究了MU密度和天气条件对端到端系统性能的影响。
2020-01-10 eess.SP
On the Placement and Sustainability of Drone FSO Backhaul Relays
本文研究高楼城区中无人机FSO回程中继的部署，通过优先选择阳光充足位置并安装太阳能板，以减少无人机充电往返次数，提升可持续性。
2025-10-10 cs.NI eess.SP
Aggregate Hardware Impairments Over Mixed RF/FSO Relaying Systems With Outdated CSI
在本文中，我们提出了一个双跳RF（射频）/FSO（自由空间光）系统与多中继采用解码和转发（DF）和放大和转发（AF）与固定增益（FG）中继方案。RF信道服从瑞利分布，而光链路经历统一的衰落模型，该衰落模型包含遵循马拉加分布（或也称为$\mathcal{M}$分布）的大气湍流、大气路径损耗和指向误差。部分中继选择（PRS）与过时的信道状态信息（CSI）提出选择候选中继转发信号到目的地。在接收时，信号的检测可以在外差或强度调制和直接检测（IM/DD）之后实现。许多以前的尝试忽略了硬件损伤的影响，并假设理想的硬件。这种假设对于低数据速率系统是有意义的，但对于高数据速率系统将不再有效。在这项工作中，我们提出了一个通用模型的硬件损伤，以了解量化其对系统性能的影响。我们将证明，对于低信噪比（SNR），硬件损伤对系统性能的影响很小，但在高SNR值时可能具有破坏性。进一步推导了中断概率和遍历容量的解析表达式和上界，并通过数值积分方法得到了误符号概率。利用这些指标，我们还推导出高SNR渐近线，以获得有价值的洞察系统增益，如分集和编码增益。最后，分析和数值结果，并验证了蒙特卡罗模拟。
2019-01-16 eess.SP
Temporal CSI Correlation in Mixed RF/FSO Cooperative Relaying Systems Under Joint Effects of HPA Nonlinearities and IQ Imbalance
本文分析了具有多个中继的RF/FSO混合系统的性能。为了选择最好的中继，我们采用部分中继选择与过时的CSI，其中我们调查的信道的时间相关性的影响。与绝大多数的工作，我们介绍了损害的继电器和目的地，我们比较传统的RF中继系统的性能。我们进一步推导出中断概率和遍历容量的表达式，以及解压缩工程见解系统的鲁棒性的界限。
2021-03-15 cs.IT eess.SP math.IT
Throughput Maximization of Mixed FSO/RF UAV-aided Mobile Relaying with a Buffer
在本文中，我们考虑一个无人机（UAV）辅助移动中继系统下的缓冲区约束。我们提出了一种新的中继协议，采用混合自由空间光/射频（FSO/RF）通信，即，在UAV中继节点处的缓冲器约束下，源-中继和中继-目的地链路分别利用FSO和RF链路。考虑RF和FSO链路传输速率不平衡的情况，以最大化端到端数据吞吐量为目标，研究了缓存受限的无人机中继节点的轨迹优化问题。特别地，我们根据延迟要求分类了两种中继传输方案，即，i）延迟受限传输和ii）延迟容忍传输。以最大化地面用户终端的吞吐量为目标，求解无人机的局部最优轨迹问题。因此，我们提出了一个迭代算法，有效地找到一个局部最优解的吞吐量最大化问题。通过该算法，我们提出了在大气条件下，缓冲区大小，和延迟要求的轨迹。此外，我们显示了最佳的缓冲区大小和吞吐量延迟权衡一个给定的系统。我们的数值结果验证，建议的缓冲区辅助移动中继方案实现65.55%的吞吐量增益相比，传统的静态中继方案。
2020-07-07 cs.IT eess.SP math.IT
Hybrid Rayleigh and Double-Weibull over Impaired RF/FSO System with Outdated CSI
在这项工作中，我们提出了一个全球框架的双跳RF/FSO系统与多个继电器工作在放大和转发（AF）模式与固定增益。由于第一跳的信道是时变的，因此假设具有过时的信道状态信息（CSI）的部分中继选择（PRS）协议。第二跳的光辐照度服从双威布尔模型，而第一跳的RF信道经历瑞利衰落。通过外差或强度调制和直接检测（IM/DD）来实现信号接收。此外，我们引入了一个聚合模型的硬件损伤的源（S）和继电器，因为他们不是完美的节点。为了量化损伤对系统的影响，我们推导出封闭形式，近似，上限和高信噪比（SNR）渐近的中断概率（OP）和遍历容量（EC）。最后，分析和数值模拟结果是一致的，使用Monte Carlo模拟。
2019-01-16 eess.SP
On The Joint Effects of HPA Nonlinearities and IQ Imbalance On Mixed RF/FSO Cooperative Systems
在这项工作中，我们提供了一个框架分析的双跳混合毫米波射频（RF）/自由空间光（FSO）MIMO中继系统。源端配置多天线，采用共轭波束形成，而目标端由多个孔径组成，采用选择合并。该系统还包括一个继电器放大和转发模式。RF信道受到Nakagami-m衰落的影响，而光链路经历Málaga分布。此外，我们还介绍了中继和接收机的损伤。实际上，中继器受到高功率放大器（HPA）非线性的损害，而接收器受到同相和正交不平衡的影响。此外，我们假设两种类型的HPA非线性损伤，称为软包络限制器（SEL）和行波管放大器（TWTA）。推导出中断概率、误码概率和遍历容量的封闭形式。利用这些性能，我们得出高SNR渐近线解包有见地的指标，如分集增益。我们还讨论了一些关键因素对系统性能的影响，如损伤，干扰，天线和孔径的数量和指向误差等，最后，通过Monte Carlo仿真的解析表达式进行了确认。
2021-08-27 eess.SP
Power Scaling Law for Optical IRSs and Comparison with Optical Relays
采用光中继和光学智能反射面可以降低自由空间光学系统的视距要求。与通常表现出二次功率缩放定律的射频（RF）IRS不同，从FSO IRS反射并在接收器透镜处收集的功率可以与IRS大小成二次或线性缩放，或者甚至可以在恒定值处饱和。我们分析了光IRS的功率标度律，并揭示了它对波长、发射器（Tx）到IRS和IRS到接收器（Rx）距离、束腰和透镜尺寸的依赖性。我们比较了光IRS在不同的功率缩放制度与光中继的中断概率，多样性和编码增益，和最佳位置。我们的研究结果表明，在较高的硬件复杂性为代价，中继辅助FSO链路产生更好的中断性能在高信噪比（SNR），但光IRS可以实现更高的性能在低信噪比。此外，虽然将中继与Tx和Rx等距放置是最佳的，但是IRS的最佳位置取决于它们操作的功率缩放机制。
2022-05-05 eess.SP
New expression on the performance of a novel multi-hop relay-assisted hybrid FSO / RF communication system
本文提出了一种新型的多跳中继辅助混合FSO / RF系统。假设移动用户和源基站之间的直接RF连接是不可能的，因此中继器经由FSO链路将RF用户连接到源基站。源基站和目的基站通过多跳中继辅助的混合FSO / RF链路连接。研究了在中等到饱和大气湍流条件下的FSO链路。还假设RF链路具有瑞利衰落。首次推导了该系统的误比特率和中断概率的新的精确和渐近表达式。MATLAB仿真进行验证得到的分析结果。结果表明，所提出的结构对用户数的依赖性较低，因此，所提出的结构适用于在一天中遇到不同种群的小区，因为不同用户数的系统性能差别不大.此外，所提出的结构，在负指数大气湍流有小的依赖于中继的数量，但这种依赖性是有点多的伽玛-伽玛大气湍流。因此，所提出的结构增加了容量，同时保持了系统的性能。
2018-05-22 cs.IT eess.SP math.IT
Performance of Two-Way Relaying over $α$-$μ$ Fading Channels in Hybrid RF/FSO Wireless Networks
本文研究了具有备用RF链路的RF/FSO混合通信系统中双向中继的性能。上行链路RF信道用于将$K$用户的数据发送到双向中继$R$，而FSO链路主要用于在基站$S$和$R$之间交换数据。我们建议在中继$R$和节点$S$之间具有备用RF链路，以在某些条件下提高可靠性。所有的上行链路RF信道遵循瑞利衰落模型，而$α$-$μ$被用来建模备份RF和FSO链路。我们近似的广泛使用的伽玛-伽玛衰落模型，使用$α$-$μ$分布的基础上基于矩的估计技术，假设发射机和接收机天线之间的完美对准。这种近似在一定的大气湍流条件下表现出良好的一致性。然后，我们推导出精确的封闭形式的表达式中断和平均符号错误概率，并在高信噪比（SNR）的近似。我们证实了我们的分析表达式与广泛的蒙特卡罗模拟，并证明完全匹配。此外，我们分析了节点的数量，$K$节点之间的机会调度，和$α$-$μ$参数对混合RF/FSO和备份RF系统的整体性能的影响。我们的数值结果说明了一个可实现的编码增益时，增加$K$，但是，性能下降发生的中继应用选择，有利于在系统中的特定链路的统治。
2019-11-14 cs.IT eess.SP math.IT
Performance analysis of hybrid FSO/RF communication systems with Alamouti Coding or Antenna Selection
提出了一种新型的中继辅助的双跳混合自由空间光/射频（FSO / RF）通信系统。在该系统中，RF信号从两个天线发射，然后通过FSO信道由单天线中继转发。这是第一次，在一个混合的FSO / RF系统的发射机使用Alamplitude编码（AC）或天线选择（AS）的性能进行了研究。FSO链路存在Gamma-Gamma大气湍流，为了更接近实际结果，还考虑了指向误差的影响。首次推导了该系统的误比特率和中断概率的封闭表达式，并通过MATLAB仿真进行了验证。结果表明，在这种结构中，AC和AS方案的性能略有差异。因此，由于AC的更复杂性、功耗和延迟，推荐使用AS。双跳混合FSO / RF系统显著提高了系统的性能和可靠性，特别适合于源和目的地之间无法直接进行RF通信的远程应用。考虑到这些优点，该结构特别适合于具有功率和处理限制的移动通信。
2018-11-20 eess.SP
Performance analysis of FSO using relays and spatial diversity under log-normal fading channel
研究了在源端采用中继和空间分集的自由空间光通信系统的性能。分析中还考虑了不同天气条件和几何损失引起的大气湍流和衰减的影响。给出了对数正态衰落信道下多跳多输入单输出（MISO）自由光通信系统中M进制正交幅度调制（M-QAM）技术的误比特率的精确解析表达式。此外，多跳MISO和多跳单输入单输出（SISO）FSO系统的链路性能进行了比较，不同的系统使用开关键控（OOK），重复码（RC）和M进制脉冲幅度调制（M-PAM）技术。一个显着的性能增强的BER分析和SNR增益方面的多跳MISO和多跳SISO FSO系统与M-QAM比其他现有的系统具有不同的调制方案。此外，Monte-Carlo模拟被用来验证所推导的分析结果的准确性和一致性。仿真结果表明，在相同频谱效率的情况下，采用中继和空间分集的M-QAM调制多跳MISO和多跳SISO FSO系统的性能优于其他系统。
2018-03-31 cs.IT eess.SP math.IT
Interference-Limited Mixed MUD-RF/FSO Two-Way Cooperative Networks over Double Generalized Gamma Turbulence Channels
本文研究了多用户射频/自由空间光（RF/FSO）双向式的【形】中继网络在干扰情况下的性能。FSO链路考虑了指向误差和两种类型的检测技术，即强度调制/直接检测以及相干解调，其被建模为双广义伽马（D-GG）湍流通道。另一方面，假设RF链路上的多个用户经历Nakagami-m衰落。利用Nakagami-m分布对多个共信道干扰器（CCI）在中继节点处破坏信号进行建模。具体地说，推导出整个系统的中断概率（OP）的精确封闭形式的表达式。此外，所考虑的系统的可达和速率（ASR）的封闭形式的表达。为了简化结果，OP和ASR的渐近近似导出的初等函数。文中给出的结果通过Monte-Carlo模拟进行了验证。
2019-05-08 eess.SP
Tractable Approach to MmWaves Cellular Analysis with FSO Backhauling under Feedback Delay and Hardware Limitations
在这项工作中，我们研究了毫米波（mmWaves）蜂窝系统与自由空间光（FSO）回程的性能。MmWave信道受到Nakagami-m衰落的影响，而光链路经历双广义Gamma，包括大气湍流、路径损耗和发射机与接收机孔径之间的不对准（也称为指向误差）。FSO模型还考虑了接收器检测技术，该技术可以是外差或强度调制和直接检测（IM/DD）。每个用户设备（UE）必须基于接收信号强度（RSS）或信道状态信息（CSI）与一个服务基站（BS）相关联。我们假设具有基于毫米波信道的CSI的部分中继选择（PRS）以选择与最高接收的CSI相关联的BS。每个服务BS对接收到的信号进行解码以进行去噪，将其转换为调制的FSO信号，然后将其转发到数据中心。因此，每个BS可以被视为解码转发（DF）中继。在实践中，中继硬件遭受非线性高功率放大（HPA）损伤，大大降低了系统的性能。在这项工作中，我们将讨论三种常见的HPA损伤的影响，分别命名为软包络限制器（SEL），行波管放大器（TWTA），和固态功率放大器（SSPA）。新的封闭形式和紧的中断概率，错误的概率，和可达速率的上界推导。利用这些性能，我们推导出高SNR渐近线，以获得工程洞察系统增益，如分集阶数。
2019-05-23 eess.SP
Performance analysis of a novel hybrid FSO / RF communication system
提出了一种新型的中继辅助的双跳混合自由空间光/射频（FSO / RF）通信系统。在这种结构中，接入点通过混合并行FSO / RF链路将建筑物内的用户连接到基站，这种链路是首次提出的。FSO和RF链路的并行组合以及接入点的使用将增加系统的容量、可靠性和数据速率。首次研究了中继辅助的双跳混合并行FSO / RF系统中用户数对系统性能的影响。FSO链路考虑了Gamma-Gamma大气湍流和指向误差的影响，RF链路考虑了瑞利衰落。首次推导出了该系统的误比特率（BER）和中断概率（P_out）的解析表达式。导出的表达式通过MATLAB仿真验证。结果表明，该系统的性能几乎与大气湍流强度无关，因此当大气湍流强度增强时，需要低功耗来维持系统性能。因此，所提出的结构特别适合于其中小型移动电池提供发射机功率的移动通信系统。此外，即使在低信噪比（SNR）下，所提出的系统的系统性能也是优选的。因此，所提出的结构在保持系统性能的同时显著降低了功耗。
2018-11-20 eess.SP
Optical IRSs: Power Scaling Law, Optimal Deployment, and Comparison with Relays
采用光中继或光学智能反射面可以降低自由空间光学系统的视距要求。在本文中，我们证明了从FSO IRS反射并在接收器（Rx）镜头处收集的功率可以与IRS尺寸成二次或线性比例，或者可能在恒定值处饱和。我们分析了光IRS的功率标度律，并揭示了其对波长、发射机（Tx）到IRS和IRS到Rx距离、束腰和Rx透镜尺寸的依赖性。我们还考虑了线性，二次，和聚焦相移分布在不同的IRS大小的Rx镜头上收集的功率在整个IRS的影响。我们的研究结果表明，令人惊讶的是，接收到的功率为不同的相移配置文件是相同的，除非IRS在饱和制度。此外，采用聚焦（线性）相移分布的IRS需要最大（最小）尺寸才能达到饱和状态。我们还比较了光IRS在不同的功率缩放制度与光中继的中断概率，多样性和编码增益，和最佳布局。我们的研究结果表明，在较高的硬件复杂性为代价，中继辅助FSO链路产生更好的中断性能在高信噪比（SNR），但光IRS可以实现更高的性能在低信噪比。此外，虽然将中继器与Tx和Rx等距放置是最佳的，但是光学IRS的最佳位置取决于它们操作的相移分布和功率缩放机制。
2023-03-17 eess.SP
High-Speed Trains Access Connectivity Through RIS-Assisted FSO Communications
自由空间光（FSO）是为高速列车（HST）提供宽带互联网接入的一种很有前途的解决方案。此外，可重构智能表面（RIS）被认为是提高光无线通信系统性能的硬件技术。在本文中，我们提出了一个RIS辅助的FSO系统提供接入连接的高温超导体，作为现有的直接和中继辅助FSO接入设置的升级。我们的动机主要是基于充分证明的结果表明，一个RIS辅助的光无线系统，具有足够大的RIS元素的数量，优于继电器辅助的一个由于其可编程的结构。我们首先计算所考虑的RIS辅助FSO信道在弱衰落和中强衰落条件下的统计表达式。然后，网络的平均信噪比和中断概率制定的基础上假设的衰落条件，并为两个固定和动态面向RIS覆盖的情况。我们的研究结果表明，拟议的接入网络提供高达约44%的高数据率和240%的覆盖范围更广的每个FSO基站（FSO-BS）相比，中继辅助的。平均而言，覆盖区域的增加减少了给定距离所需的FSO-BS数量的67%，与替代设置相比，这导致更少的切换过程。最后，通过Monte-Carlo模拟验证了结果。
2021-10-25 cs.IT eess.SP math.IT
On Secrecy Performance of Mixed α-η-μ and Malaga RF-FSO Variable Gain Relaying Channel
随着第五代（5G）网络标准化的完成，研究人员已经开始设想以人为中心的第六代（6 G）网络。因此，与5G网络类似，除了高数据率之外，提供保密性和隐私性将成为无线研究界关注的中心。为了支持超越5G（B5 G）和6 G的愿景，在本文中，我们提出了一个安全的射频（RF）-自由空间光（FSO）混合框架下的窃听者在RF跳的尝试。我们假设的RF链路进行α-eta-μ衰落，而FSO链路表现出一个统一的马拉加湍流模型与指向误差。的保密性能进行评估，推导出三个保密度量，即平均保密容量，安全中断概率，和概率的非零保密容量的单变量和双变量Meijer的G和福克斯的H函数的表达式。我们进一步利用这些表达式来演示衰落，大气湍流和指向误差的影响，并显示两种检测技术（即外差检测（HD）和强度调制与直接检测（IM/DD））之间的比较，清楚地揭示了更好的保密性可以实现与HD技术相对于IM/DD方法。在RF和FSO跳广义衰落模型的列入提供了统一的几个经典的情况下，作为特殊情况，从而表现出更通用的性质相对于现有的文献。最后，通过Monte-Carlo模拟证实了所有的分析结果。
2021-05-26 cs.IT eess.SP math.IT
Effects of Eavesdropper on the Performance of Mixed η-μ and DGG Cooperative Relaying System
自由空间光（FSO）信道利用免许可的频谱提供了高数据率和高保密性的视距无线通信，也为最后一英里接入问题的解决铺平了道路。由于大气湍流是增强保密性能的障碍，混合射频（RF）-FSO系统近年来获得了巨大的研究兴趣。但是，除了双广义Gamma（DGG）模型外，传统的FSO模型不能在所有湍流强度范围内都表现出保密性能。这个原因导致我们提出了一个双跳eta-mu和统一的DGG混合RF-FSO网络，同时考虑在RF和FSO跳窃听。这些建议的情况下的安全性进行了调查的两个指标，即，严格正保密容量和安全中断概率。利用这些表达式，我们进一步研究了保密性能如何受到各种系统参数的影响，即，衰落、湍流和指向误差。对外差检测（HD）技术和强度调制直接检测（IM/DD）技术进行了比较，并指出HD技术的保密性能优于IM/DD技术。最后，所有的分析结果证实通过蒙特卡罗模拟。
2021-06-13 cs.IT eess.SP math.IT
On Secure Uplink Transmission in Hybrid RF-FSO Cooperative Satellite-Aerial-Terrestrial Networks
研究了射频-自由空间光混合协作卫星-空中-地面网络（SATN）上行链路传输的保密中断性能。具体地，在所考虑的协作SATN中，地面源（S）通过具有最流行的内容缓存方案的缓存使能空中中继（R）终端的帮助将其信息发送到卫星接收机（D），而一组窃听空中终端（Eves）试图偷听所发送的机密信息。此外，RF和FSO传输分别在S-R和R-D链路上采用。考虑R、D和Eves的随机性，采用随机几何框架，研究了SATN中协作上行链路传输的保密中断性能，推导出端到端保密中断概率的解析表达式.最后，Monte-Carlo模拟显示，以验证我们的分析的准确性。
2022-10-12 eess.SP
Mixed Dual-Hop IRS-Assisted FSO-RF Communication System with H-ARQ Protocols
智能反射面（IRS）是第五代（5G）及以后无线通信系统的新兴关键技术，可提供更强大、更可靠的通信链路。在本文中，我们提出了一个混合的双跳自由空间光（FSO）射频（RF）通信系统，通过解码转发（DF）中继采用混合自动重传请求（HARQ）协议的两个跳为最终用户提供服务。新的封闭形式的表达的概率密度函数（PDF）和累积密度函数（CDF）的等效端到端的信噪比（SNR）计算所考虑的系统。利用得到的统计函数，我们推导出中断概率（OP）和数据包出错率（PER）的建议系统考虑广义检测技术的源到中继（S-R）链路与H-ARQ协议和IRS具有相位误差。我们获得有用的见解系统的性能，通过渐近分析，这有助于计算的多样性增益。推导的分析结果进行了验证，使用Monte Carlo模拟。
2021-08-20 cs.NI eess.SP
Hybrid FSO/THz-based Backhaul Network for mmWave Terrestrial Communication
在这项工作中，一个混合的自由空间光学（FSO）/太赫兹（THz）的回程网络被认为是提供高数据速率的可靠通信的地面移动用户（MU）工作在毫米波（毫米波）波段。FSO链路受到大气湍流和指向误差损伤的影响，这两种损伤分别具有Gamma-Gamma和Rayleigh衰落的特征。在FSO接收机中，考虑了强度调制直接探测和外差探测技术。多天线THz链路同时存在高路径损耗和失调误差。太赫兹信道具有$α-μ$分布特性，失调误差具有瑞利衰落特性。为了减小来回切换的影响，在接入点（AP）引入软交换方法来选择通过FSO/THz混合链路的信号，并与硬切换方法进行了比较。选择性解码和转发中继被认为是在AP转发成功解码的回程信号到地面MUs. In这种情况下，我们得出封闭形式的表达式的个别链路的中断概率，端到端（E2 E）中断概率，渐近中断概率，遍历容量，和平均误码率的各种调制方案。最后，我们研究了不同的参数，如大气湍流，指向/失准误差，链路距离，大气衰减/路径损耗，太赫兹和接入链路的衰落参数，以及天线数量对网络性能的影响。我们的研究结果表明，通过适当的切换方法，FSO/THz链路的联合实现，提高了回程链路的速率/可靠性，具有有限的切换开销。
2022-11-11 eess.SP
Asymptotic Rate Analysis for Impairments-Aware Multi-Carrier FD Massive MIMO Relay Networks utilizing MRT/MRC Strategy
在本文中，我们分析了渐进速率的多载波（MC）全双工（FD）大规模多输入多输出（mMIMO）解码和转发（DF）中继系统，服务于多个MC单天线半双工（HD）节点。我们考虑到硬件失真的影响，导致残留的自干扰（SI）和载波间泄漏（ICL），以及不完善的信道状态信息（CSI）的影响。当天线数目变大（变为$\infty$）时，我们推导了采用最大比发射（MRT）/最大比合并（MRC）策略的系统的渐近速率表达式。值得注意的是，硬件失真的影响变得显着，在一个大规模的天线阵列制度。与多用户干扰和接收机噪声的影响相反，其随着中继天线的数目变为无穷大而消失，由硬件损伤引起的残余SI和ICL保留在MC系统中。
2020-11-16 cs.IT eess.SP math.IT
Performance Analysis of Relay-Assisted OWC Over Foggy Channel with Pointing Error
大气信道损伤和指向误差引起的信号衰落是影响光无线通信性能的主要瓶颈。在本文中，我们考虑了放大和转发（AF）光中继，以提高性能的OWC系统与一个可以忽略的视线（LOS）链路下的雾和指向误差的综合影响。分析了由复杂的概率分布函数组成的中继辅助系统的端到端性能。我们推导出中断概率的解析表达式，平均信噪比（SNR），和遍历率的OWC系统参数。我们还开发了一个精确的积分形式的表达这些性能指标使用的半谐波平均个人信噪比，以验证所得出的分析表达式的紧密性。数值和仿真分析表明，提出的双跳中继有显着的性能改善时，相比直接传输考虑信道损伤。与直接传输相比，中继辅助系统需要几乎少$30$倍的传输功率来实现相同的中断概率。所考虑的系统还提供了一个显着的增益的平均SNR和遍历速率的OWC部署的实际情况。
2020-06-12 eess.SP
Integrating LEO Satellites and Multi-UAV Reinforcement Learning for Hybrid FSO/RF Non-Terrestrial Networks
Korea University（高丽大学）；University of Oulu（奥卢大学）；Deakin University（迪肯大学）
低空地球轨道（LEO）卫星（SAT）和新兴的无人机（UAV）组成的巨型星座是超越第五代（5G）系统的高速和长距离通信的有前途的推动者。在这篇文章中，我们将SAT和无人机集成在一个非地面网络（NTN）中，研究了通过SAT和无人机中继使用毫米波（mmWave）射频（RF）或自由空间光（FSO）链路在两个遥远的地面终端之间转发数据包的问题。为了最大限度地提高通信效率，与轨道卫星和无人机的运动轨迹的实时关联应该优化与合适的FSO/RF链路，这是具有挑战性的，由于时变的网络拓扑结构和大量的可能的控制动作。为了克服这个困难，我们将这个问题提升到多智能体深度强化学习（MARL），并采用了一种新的动作降维技术。仿真结果证实，我们提出的SAT-UAV集成方案实现了1.99倍更高的端到端的总吞吐量相比，基准计划与固定的地面中继。在提高吞吐量的同时，我们提出的方案还旨在减少无人机控制能量，产生比仅最大化吞吐量的基线方法高2.25倍的能量效率。最后，由于使用混合FSO/RF链路，所提出的方案实现了高达62.56倍的峰值吞吐量和21.09倍的最坏情况吞吐量，比使用RF或FSO链路的情况高，突出了在超5G NTN中共同设计SAT-UAV关联，UAV轨迹和混合FSO/RF链路的重要性。
2020-10-20 cs.LG cs.NI eess.SP
SCI-D$^2$NN: An Optimization Framework for OAM-Multiplexed FSO Communications
State Key Laboratory of Networking and Switching Technology, Beijing University of Posts and Telecommunications（北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室）；Beijing Key Laboratory of Convergent Communications and Networking Technologies in LEO Satellite Systems（低轨卫星系统融合通信与网络技术北京市重点实验室）；School of Artificial Intelligence and Computer Science, North China University of Technology（华北理工大学人工智能与计算机学院）；Department of Physics, Capital Normal University（首都师范大学物理系）；School of Optics and Photonics, Beijing Institute of Technology（北京理工大学光电学院）；angtze Delta Region Academy of Beijing Institute of Technology（北京理工大学长三角研究院）
该研究针对OAM复用FSO通信受多种损伤影响的问题，提出SCI-D$^2$NN优化框架，设计两种训练分支与损失，使BER较传统D$^2$NN实现显著提升。
2026-09-01 eess.SP
Resource Allocation via Model-Free Deep Learning in Free Space Optical Communications
University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）；Intel Corporation（英特尔公司）
本文研究了在自由空间光通信系统中为减轻信道衰落效应而进行的资源分配问题。资源分配问题被建模为约束随机优化框架，它涵盖了各种FSO场景，包括功率自适应，中继选择和它们的联合分配。在此框架下，我们提出了两个算法，解决FSO资源分配问题。我们首先提出了随机对偶梯度（SDG）算法，该算法通过利用强对偶性来精确地解决问题，但其实现必然需要明确和准确的系统模型。作为替代方案，我们提出了基于SDG算法的原始-对偶深度学习（PDDL）算法，该算法使用深度神经网络（DNN）参数化资源分配策略，并通过原始-对偶方法优化后者。由于DNN的强大代表性，参数化资源分配问题只会导致很小的最优性损失，而且可以在不知道系统模型的情况下实现。一组广泛的数值实验，以证实所提出的算法在FSO资源分配问题。我们证明了其优越的性能和计算效率相比，在连续功率分配和二进制中继选择设置的基线方法。
2021-04-17 cs.LG eess.SP
Maximum Spectral Efficiency of Adaptive Coherent Terrestrial FSO Links
Shiv Nadar Institution of Eminence（希夫纳达尔卓越学院）；Indian Institute of Technology, Delhi（德里印度理工学院）
本文提出了一种新的闭合形式表达式，用于计算在伽马-伽马湍流信道中具有指向误差的相干FSO通信系统的平均频谱效率极限，并分析了湍流和指向误差对系统性能的影响。
2026-02-25 cs.IT eess.SP 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
On the Intercept Probability and Secure Outage Analysis of Mixed ($α$-$κ$-$μ$)-shadowed and Málaga Turbulent Model
本文研究了由源、中继、目的和窃听者组成的双跳RF-FSO DF中继网络的保密性能。我们假设窃听者位于目的地附近，并偷听中继器发送的光信号。RF和FSO链路经历（$α$ - $κ$ - $μ$）阴影衰落和具有指向误差的统一马拉加湍流。通过推导安全中断概率（SOP）、严格正保密容量（SPSC）和截获概率（IP）的解析表达式，研究了混合系统的保密性能。此外，我们也推导出渐近SOP，SPSC，和IP后，利用Meijer的G函数展开的FSO链路的电SNR趋于无穷大。最后，Monte-Carlo模拟证实了解析表达式。我们的结果表明，衰落，阴影，检测技术（即，外差检测（HD）和强度调制和直接检测（IM/DD））、大气湍流和指向误差显著地影响保密性能。此外，更好的性能，获得利用HD技术在目的地相对于IM/DD技术。
2021-09-11 cs.IT eess.SP math.IT
Performance Analyses of MRT/MRC in Dual-Hop NOMA Full-Duplex AF Relay Networks with Residual Hardware Impairments
分析了在存在剩余硬件损伤（RHI）的情况下，最大比传输（MRT）/最大比合并（MRC）方案在双跳非正交多址（NOMA）全双工（FD）中继网络中的性能.信道估计误差（CEE）和不完美的连续干扰消除的影响也被认为是一个现实的性能分析。在网络中，基站和多个用户分别使用MRT和MRC，而由两个天线组成的专用中继，一个用于接收，另一个用于广播，工作在放大转发模式。对于性能指标，推导了Nakagami-m衰落信道下的中断概率（OP）的精确表达式。此外，一个紧密的下限和渐近表达式也来自提供更多的见解获得OP的分集阶数和阵列增益。所得到的数值结果表明，环路干扰消除过程中FD中继的重要性，以使调查的系统比半双工NOMA同行执行更好。此外，MRT和MRC方案之间的性能权衡观察到在用户之间的CEE的存在。此外，它表明，RHI有一个显着的性能与较低的功率系数的用户，但它不改变分集阶数的影响。RHI和CEE分别对系统性能的恶化影响最大和最小。
2021-02-16 cs.IT cs.SY eess.SP
Backhaul-aware Drone Base Station Placement and Resource Management for FSO-based Drone-assisted Mobile Networks
在无人机辅助的移动网络中，无人机安装的基站（DBS）响应性和灵活性地部署在任何感兴趣的地方（POI），例如零星的热点和受灾地区，其中现有的移动网络基础设施无法提供无线覆盖。在本文中，DBS是一种空中基站，用于中继附近的宏基站（MBS）和用户之间的业务。此外，自由空间光学（FSO）被应用作为回程解决方案，以显著增加MBS和DBS之间的回程链路的容量。大多数现有的DBS放置解决方案假设基于FSO的回程链路提供足够的链路容量，这可能不是真的，特别是当DBS远离MBS放置时（例如，> 10公里）或在恶劣的天气条件下。在本文中，我们制定了一个问题，以联合优化带宽分配和DBS的位置，考虑基于FSO的回程链路容量约束。设计了一种回程带宽全位置和DBS布局算法（BROAD），并通过大量的仿真验证了算法的性能。
2022-11-28 cs.NI eess.SP
Rate Splitting for Massive MIMO Multi-carrier system using Full Duplex Decode and Forward Relay with Hardware Impairments
在本文中，我们解决的解码和转发（DF）中继系统的功率分配问题，其中一个大规模的多输入多输出（mMIMO）多载波（MC）基站（BS）节点与MC单天线节点直接通信，也通过单天线全双工（FD）MC中继，使用速率分裂（RS）的方法。在目的地采用连续干扰消除方法。我们考虑正交频分复用（OFDM）作为我们的MC策略。我们考虑到硬件失真的影响，导致残留的自干扰和载波间泄漏（ICL），也不完善的信道状态信息（CSI）。我们制定了一个联合的子载波和功率分配问题，以最大限度地提高总的总和率。提出了一种迭代优化方法，该方法遵循逐次内逼近（SIA）框架，以达到满足Karush-Kuhn-Tucker（KKT）条件的收敛点。数值结果表明，这种系统的失真意识的设计的意义，以及显着的增益和速率相比，其半双工（HD）和非速率分裂计划。
2019-07-31 cs.IT cs.SY eess.SP
Mixing RIS-Assisted Sources with FSO Link
这封信提出并评估了可重构智能表面（RIS）辅助源多用户混合射频（RF）/自由空间光（FSO）中继网络与机会用户调度的性能。封闭形式的解析近似推导出中断概率和平均符号错误概率（ASEP）假设瑞利和伽马-伽马衰落模型的RF和FSO信道，分别。此外，为了更深入地了解系统的行为，系统在高信噪比（SNR）制度，从而推导和分析的分集阶数和编码增益进行了研究。结果表明，系统性能受最差跳数的影响，分集阶数为Gd = min（KN，alpha，beta，zeta^2），其中K为RF用户数，N为每个用户的反射单元数，alpha和beta为FSO链路的大气湍流参数，zeta^2为FSO链路对准质量的度量。此外，研究结果表明，对于相同的分集阶数，N比K通过编码增益Gc对系统性能的影响更大。
2020-12-22 cs.IT eess.SP math.IT
A Unified Framework for Multi-Hop Wireless Relaying with Hardware Impairments
本文在一般H衰落模型下，针对AF和DF多跳中继系统研究硬件损伤的总体影响，推导中断概率、误比特率和遍历容量的H函数闭式表达式，并在总HI受限条件下求解最优HI水平，揭示高SNR下信噪失真比存在与HI水平成反比的上限。
2023-11-29 cs.IT eess.SP math.IT
Multihop RIS-Assisted FSO-RF System Over Double Generalized Gamma Fading
可重构智能表面（RIS）是一种很有前途的技术，以避免信号阻塞，通过创建虚拟的视线（LOS）连接的自由空间光学（FSO）和射频（RF）无线系统。本文考虑了一种混合的FSO-RF系统，通过在两条链路中使用多个RI进行多跳传输来扩展通信范围。我们开发的概率密度函数（PDF）和累积密度函数（CDF）的信号噪声比（SNR）的级联信道，考虑双广义伽马（dGG）湍流与指向错误的FSO链路和dGG分布模型的信号衰落的RF。我们推导出精确的封闭式表达式的中断概率，平均误码率（BER），遍历容量使用解码和转发（DF）中继的混合系统。我们还提出了渐近分析的性能在高信噪比政权描绘的影响，信道参数的多样性秩序的系统。我们使用计算机模拟来演示系统和信道参数对RI辅助多跳传输的影响。
2021-08-16 cs.IT eess.SP math.IT
Hybrid FSO and RF Lunar Wireless Power Transfer
本研究提出一种混合FSO与RF的多跳月球无线功率传输方案，通过STK HPOP模拟真实地月环境，分析完美对准与失准衰落下的功率收集，结果表明最小距离下可获331.94 kW，但失准会降低性能。
2025-03-26 eess.SP
Intelligent Reflecting Surface-assisted Free-space Optical Communications
自由空间光（FSO）系统能够提供5G和6G通信网络的无线前向和回程等应用所需的高数据速率、安全且具有成本效益的通信链路。尽管在过去的几十年里，FSO系统取得了长足的进步，但发射机和接收机之间的视线连接要求仍然是其部署的关键限制因素。在本文中，我们讨论了智能反射表面（IRSs）作为一种解决方案，以放松这一要求的潜在作用。我们提出了现有的光学IRS技术的概述，比较光IRS与射频IRS和光中继，并确定各种开放的问题，为未来的研究IRS辅助FSO通信。
2021-05-13 cs.ET eess.SP
Impact of Non-Linear High-Power Amplifiers on Cooperative Relaying Systems
通过将软包络限幅器、行波管放大器和固态功率放大器引入继电器中，研究了大功率放大器非线性失真对多继电器系统的影响。该系统采用放大转发的固定或可变增益中继，并使用机会中继选择与过时的信道状态信息，以选择最好的中继。结果表明，性能损失是小的，在低速率，但它是显着的高速率。特别地，中断概率和误比特率在高速率下被不可约的下限饱和。对容量进行了相同的分析，结果表明，随着平均信噪比变高，容量被有害的上限饱和。这一结果与容量无限增长的理想硬件的情况形成对比。此外，结果表明，容量上限是成比例的损伤的参数，并在某些特殊情况下，受损的系统实际上运行在可接受的条件。推导了中断概率、误比特率和容量的封闭形式和高信噪比渐近线。最后，通过Monte Carlo模拟验证了解析表达式的正确性.
2019-01-16 eess.SP
Rate and Power Adaptation for Multihop Regenerative Relaying Systems
在这项工作中，我们提供了一个全球性的框架分析的多跳中继系统，其中发射机（TX）与接收机（RX）通过一组中间中继部署在串联或并联。假设基于再生的中继方案，诸如重复编码的解码转发（DF），其中解码是基于阈值的。为了反映广泛的衰落，我们介绍了广义$H$函数（也称为福克斯- $H$函数）分布模型，使无线电频率（RF）衰落，如威布尔和伽马，以及自由空间光学（FSO），如双广义伽马和马拉加衰落的建模。在这种情况下，我们介绍了各种功率和速率自适应政策的基础上，在TX和RX的信道状态信息（CSI）的可用性。最后讨论了中继拓扑结构、中继数目和衰落模型等因素对链路自适应策略性能可靠性的影响。
2021-07-06 cs.IT eess.SP math.IT
RIS-aided Mixed RF-FSO Wireless Networks: Secrecy Performance Analysis with Simultaneous Eavesdropping
本文首次提出RIS辅助混合RF-FSO系统的保密性能分析框架，评估在RF和FSO链路同时窃听等三种场景下的保密指标，证明衰落、湍流、指向误差与检测技术对保密性能有关键影响。
2023-04-09 cs.IT eess.SP math.IT
Hybrid Relay-Reflecting Intelligent Surface-Assisted Wireless Communication
可重构智能表面（RIS）已成为增强无线通信容量的一种经济高效的解决方案。然而，最近的研究表明，一个非常大的表面需要一个RIS辅助通信系统，否则，他们可能会优于传统的继电器。此外，RIS的性能增益可能会因诸如有限分辨率移相器之类的硬件损伤而显著降低。为了克服这些挑战，我们提出了一种新的概念的混合中继反射智能表面（HR-RIS），其中一个或几个元素部署与功率放大器（PA）作为有源中继，而其余的元素只反映入射信号。提出了两种体系结构，包括固定和动态HR-RIS。它们的系数矩阵是基于交替优化（AO）和功率分配策略获得的，这使得能够理解RIS和基于中继的系统的基本性能，并在两者之间进行权衡。仿真结果表明，与传统的RIS辅助系统相比，所提出的方案，尤其是动态HR-RIS方案，在频谱效率（SE）和能量效率（EE）方面都有显著的提高。特别是，HR-RIS的有利设计和部署是通过分析推导和数值证明的。
2021-03-05 eess.SP
UAV-Aided Multi-Way NOMA Networks with Residual Hardware Impairments
本文研究了一种无人机辅助的非正交多址接入多路中继网络。多个地面用户的目标是通过放大转发（AF）无人机中继交换他们的互信息。具体而言，考虑到在收发器的残余硬件损伤（RHI）的现实假设。为了评估所考虑的网络的性能，我们推导出可实现的和速率（ASR）的解析表达式。此外，我们通过调用仿射扩展的ASR的\emph{high signal-to-noise ratio (SNR) slope}和\emph{high SNR power offset}进行渐近分析。数值结果表明：1）与正交多址接入（OMA）相比，所提出的网络可以将时隙数从$\left[ {\left( {M - 1} \right)/2} \right] + 1$减少到2个，从而显著提高了ASR; 2）发射机和接收机的RHI对所考虑网络的ASR具有相同的影响。
2020-05-17 cs.IT eess.SP math.IT
Secrecy Rate Maximization for Hardware Impaired Untrusted Relaying Network with Deep Learning
研究了源节点与多天线窃听者（Eve）共存的不可信中继网络的物理层安全设计问题。虽然通信依赖于不可信的中继节点，以提高可靠性，我们的目标是保护信息的机密性，防止联合窃听攻击的不可信的中继节点和夏娃。考虑到系统的硬件损伤和功率预算约束，提出了一种以最大化平均保密率（ASR）为目标的中继波束形成器和发射功率联合优化方法。所得到的优化问题是非凸的，并通过序贯参数凸逼近（SPCA）方法获得一个次优解。为了防止任何失败，由于不可行的，我们提出了一个迭代初始化算法来寻找可行的初始点的原问题。为了满足作为超5G（B5G）通信所需的主要关键性能指标（KPI）之一的低延迟，开发了一种计算高效的数据驱动方法，该方法利用深度学习模型来提高ASR，同时显著降低计算负担。仿真结果评估了不同系统参数对ASR性能的影响，以及所提出的深度学习解决方案在大规模情况下的有效性。
2021-01-07 eess.SP
On Effective Secrecy Throughput of Underlay Spectrum Sharing $α$-$μ$/ Málaga Hybrid Model under Interference-and-Transmit Power Constraints
基于认知无线电的混合射频/自由空间光（RF / FSO）系统因其能够解决频谱稀缺和频谱利用率不足的问题而成为一种很有前途的技术。因此，这项工作分析了认知RF / FSO混合网络的物理层安全方面，该网络包括一个主用户，一个次级源，一个次级接收器，和一个窃听者，其中的秘密通信发生在两个合法的次级对等体之间的RF和FSO链路同时进行，窃听者只能偷听RF链路。特别地，还考虑了次用户处的最大发射功率限制以及主用户处的可允许干扰功率限制。所有的RF链路被建模为具有$α$ - $μ$衰落，而FSO链路经历具有链路阻塞和指向误差损伤的Málaga（M）湍流。在接收端，利用选择组合分集技术来选择具有最佳电信号比（SNR）的信号。此外，推导了保密中断概率、严格正保密容量概率和有效保密吞吐量的封闭表达式，分析了保密性能。此外，衰落，主-副干扰，检测技术，链路阻塞概率，大气湍流和指向误差的影响进行了研究。最后，Monte-Carlo模拟证实了推导的表达式。
2021-11-12 cs.IT eess.SP math.IT
Hybrid Relay-Reflecting Intelligent Surface-Aided Wireless Communications: Opportunities, Challenges, and Future Perspectives
可重构智能表面可重构智能表面（RISs）已经作为一种成本和能量有效的技术出现，其可以通过在优选方向上反射无线电波来定制和编程物理传播环境。然而，RIS的纯被动反射不仅限制了端到端信道波束成形增益，而且阻碍了用于RIS处的相位控制的准确信道状态信息的获取。在本文中，我们提供了一个概述的混合继电器反射智能表面（HR-RIS）架构，其中只有少数元素是活跃的，并连接到功率放大器和射频链。少量有源元件的引入实现了显著的系统性能改善，这也可以补偿由于硬件损伤（诸如有限分辨率移相器的部署）而导致的损失。特别地，主动处理有助于在HR-RIS处的有效信道估计和定位。我们提出了两种实用的架构HR-RIS，即固定和动态HR-RIS，并讨论其应用波束成形，信道估计，和本地化。HR-RIS辅助通信的好处，主要挑战和未来的研究方向也被强调。一个示例性部署方案的数值结果表明，只有四个有源元件的HR-RIS可以达到高达42.8%和41.8%的频谱效率和能源效率的提高，分别与传统的RIS相比。
2021-06-18 eess.SP
When Future Communications Shift Toward Narrow Beams: A Forward Looking Survey on Pointing Errors and Alignment Limits
本文综述了光学和高频无线通信中指向误差的统一处理，分析了其影响及缓解方法，提出了未来研究方向。
2025-12-24 eess.SP
Outage Performance of Multi-UAV Relaying-based Imperfect Hardware Hybrid Satellite-Terrestrial Networks
在本文中，我们考虑了一个不完善的硬件混合卫星地面网络（HALTH）的卫星通信与地面用户设备（UE）的辅助下，多个放大和转发（AF）三维（$3$ D）移动无人机（UAV）中继。在这里，我们认为，所有的收发器节点被损坏的射频硬件损伤（RFHI）。此外，随机混合移动性（MM）模型被用来描述的瞬时位置的$3$ D移动无人机中继在一个圆柱形小区与UE躺在其中心的地面平面。考虑到卫星和无人机中继收发器的聚合RFHI模型和无人机中继-UE链路的随机$3$ D距离为基础的路径损耗，我们研究了系统的中断概率（OP）和相应的渐近中断行为的机会主义中继选择方案下的影子莱斯卫星链路的信道和Nakagami- \emph{m}以及莱斯地面链路的信道的统一形式。我们证实了模拟的理论分析。
2021-06-08 cs.IT eess.SP math.IT
UAV-Assisted Underwater Sensor Networks using RF and Optical Wireless Links
水下传感器网络（Underwater Sensor Networks，UWSNs）的主要功能是从水下传感器节点（Underwater Sensor Node，SNs）收集数据，并在上行链路传输中将信息传送到地面接入点（AP），在下行链路传输中将数据从AP传送到SNs。在本文中，我们研究了一个三跳UWSN中，自主水下航行器（AUV）和无人机（UAV）的中继使SN和AP之间的端到端的通信。假设SN-AUV、AUV-UAV和UAV-AP链路分别通过水下光通信（UWOC）、自由空间光（FSO）和射频（RF）技术部署。针对AUV和UAV之间的FSO上行链路和下行链路传输提出了两种场景，受到水-空和空-水界面的影响：直接传输场景（RRS）和逆反射场景（RRS）。在给出信道模型及其统计特性的基础上，计算了UWSN的中断概率和平均误码率。此外，还提出了一种建立可靠稳定的AUV-UAV自由空间光通信的跟踪方法。通过数值计算，得出的结论是RSS方案的性能优于单载波的约200%（32%）和80%（17%）的中断概率（平均误码率），分别在上行链路和下行链路。它还表明，跟踪过程提供了平均480%和170%的改善网络的中断概率和平均BER，分别相比，对齐不良的FSO条件。通过Monte-Carlo模拟验证了结果。
2021-04-27 cs.IT eess.SP math.IT
Error Analysis of Cooperative NOMA with Practical Constraints: Hardware-Impairment, Imperfect SIC and CSI
非正交多址接入（NOMA）已成为未来无线网络中支持大规模连接的强有力的候选者。在这方面，它的实现到合作中继，命名为合作NOMA（HOCMA），受到了研究人员的极大关注。然而，大多数现有的hocMA研究未能解决实际的限制，因为他们假设理想的条件。特别是，HOCMA计划与不完善的错误性能还没有调查。在这封信中，我们提供了一个分析框架，在实际的假设下，我们考虑到不完美的连续干扰消除器（SIC），不完美的信道估计（ICSI），和硬件损伤（HWI）在收发器的hocMA计划的错误性能。我们推导了HOCMA方案中的比特出错率（BER）表达式，无论源和用户之间是否存在直接链路，据作者所知，这是公开文献中的首次研究。为了比较，我们还提供了下行NOMA的BER表达式与实际的约束，这也没有在文献中给出，但。通过计算机模拟验证了理论BER表达式，并观察到完美匹配。最后，我们讨论了系统参数的影响（例如，功率分配，HWI级别）对hocMA方案性能的影响，为社会揭示了富有成效的见解。
2022-07-01 cs.IT eess.SP math.IT
