Analysis of Asymmetric Dual-Hop Energy Harvesting-Based Wireless Communication Systems in Mixed Fading Environments
研究了衰落信道下基于双跳能量收集的固定增益放大转发中继通信系统的性能。我们考虑源节点（$S$）通过固定的远距离中继（$R$）与目的地节点（$D$）通信，所述固定的远距离中继从其接收到的信号中收获能量并且使用所述能量来放大接收到的信号并且将其转发到$D$。在能量收集的分析中考虑了功率分配（PS）和时间切换（TS）方案。分别通过Nakagami-$m$和$α$-$μ$衰落模型对$S$ -$R$和$R$-$D$跳进行建模。推导了端到端信噪比（SNR）统计特性的封闭式表达式，并在此基础上推导了考虑四种自适应传输策略的平均出错率（ASER）和平均信道容量（ACC）的封闭式表达式。通过Monte-Carlo模拟验证了推导的表达式。
2020-04-05 cs.IT math.IT
Performance Analysis of Project-and-Forward Relaying in Mixed MIMO-Pinhole and Rayleigh Dual-Hop Channel
在这封信中，我们提出了一个端到端的性能分析的双跳项目和转发中继在一个现实的情况下，源中继和中继目的地链路正在经历MIMO针孔和瑞利信道条件，分别。我们推导出的概率密度函数的中继后处理和端到端的信噪比，并得到的表达式被用来推导中断概率的分析系统，以及它的端到端遍历容量的广义函数。然后应用留数理论对Mellin-Barnes积分进行分析，推导出系统在不同信道参数下的渐近行为。由于二元Meijer-G函数参与分析，我们提出了一个新的和快速的MATLAB实现，使复杂的积分轮廓的自动定义。广泛的蒙特卡罗模拟被调用，以证实分析结果。
2016-02-17 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
Multi-hop Relaying with Mixed Half and Full Duplex Relays for Offloading to MEC
本文研究能量受限设备通过多跳中继向MEC服务器卸载计算任务的问题，提出混合半双工与全双工的多跳中继方案，证明问题为凸优化问题，并在任务按时完成概率和能耗方面均优于现有方案。
2024-01-12 cs.IT cs.NI math.IT
Unified Performance Analysis of Mixed Radio Frequency/Free-Space Optical Dual-Hop Transmission Systems
射频（RF）/自由空间光（FSO）混合中继是一种很有前途的覆盖改善技术，但其性能缺乏统一的描述。本文提出了一种非对称RF/FSO链路上双跳中继系统的统一性能分析框架。更具体地，我们认为RF链路遵循广义$κ$ - $μ$或$η$ - $μ$分布，而FSO链路分别经历γ-γ分布。新的概率密度函数和累积分布函数的解析表达式。然后，我们利用这些结果提供新的准确的中断概率和比特出错率（BER）的解析表达式。此外，中断概率为高信噪比和不同的调制方案的BER推导出系统和信道参数的整体系统性能的影响提供了有用的见解。这些精确的表达式是通用的，因为它们对应于RF链路中的广义衰落，并考虑到FSO链路中的指向误差、大气湍流和不同的调制方案。导出的结果和以前的结果之间的联系。最后，数值和Monte-Carlo模拟结果证明了所提出的统一表达式的有效性。
2015-07-15 cs.IT math.IT
On the Physical Layer Security Performance over RIS-aided Dual-hop RF-UOWC Mixed Network
由于安全性一直是5G和6 G等高收益通信的关键问题之一，研究人员不断提出更新的技术来增强这些先进无线通信的安全性和性能。可重构智能表面（Reconfigurable intelligent surface，RIS）是人工重新排列和优化电磁波传播环境以提高无线网络频谱和能量效率的技术之一。此外，在水下通信中，水下光无线通信（UOWC）是传统的声学和射频（RF）技术的更好的替代/替代。因此，混合RIS辅助RF-UOWC可以被视为未来无线网络的一种有前途的技术。本文研究了混合双跳RIS辅助RF-UOWC网络在可能的窃听者拦截下的保密性能。RF链路在广义Gamma衰落分布下工作;同样，UOWC链路经历混合指数广义Gamma分布。保密分析包括推导封闭形式的平均保密容量，准确和下限的保密中断概率，严格的正保密容量，所有的梅杰G函数。利用这些推导，外差和强度调制/直接检测系统，水下湍流气泡水平，温度梯度和盐度梯度，造成的影响进行测量。与传统的模型，只是处理热均匀的情况下，该模型可能是唯一的处理的温度梯度RIS辅助RF-UOWC网络的保密性分析。最后，通过Monte-Carlo模拟验证了推导。
2021-12-13 cs.IT math.IT
Unified Performance Analysis of Mixed Line of Sight RF-FSO Fixed Gain Dual-Hop Transmission Systems
在这项工作中，我们进行了一个统一的性能分析的双跳固定增益中继系统的非对称链路组成的射频（RF）和统一的自由空间光学（FSO）的指向误差的影响下。RF链路由Nakagami- $m$衰落信道建模，FSO链路由γ-γ衰落信道建模，经受两种类型的检测技术（即，外差检测和具有直接检测的强度调制（IM/DD））。特别是，我们得到新的统一的封闭形式的表达式的累积分布函数，概率密度函数，矩生成函数，和这些系统的端到端的信噪比的时刻在梅杰的G函数。基于这些公式，我们提供了精确的封闭形式的表达式中断概率，高阶量的衰落，和平均比特出错率的各种二进制调制的Meijer的G函数。此外，精确的封闭形式的表达Nakagami- $m$ -统一的FSO中继链路的端到端遍历容量推导出的二元G函数。所有给出的结果都通过基于计算机的Monte-Carlo模拟进行了验证。
2014-03-31 cs.IT math.IT
New Closed-Form ASER Expressions for Dual-Hop Mixed THz-RF Cooperative Relay Networks
针对双跳混合THz-RF解码转发中继网络，推导端到端SNR分布及多种调制方式的ASER闭式表达式，并用Monte Carlo仿真验证。
2023-04-20 cs.IT eess.SP math.IT
Exact Outage Probability Analysis of the Mixed RF/FSO System With Variable-Gain Relays
本文对具有多个可变增益放大转发继电器的射频/自由空间光混合中继系统进行了统一分析。采用部分中继选择（PRS）来选择用于进一步重传的活动中继。由于第一RF跳的快速衰落统计，假设RF链路的信道状态信息是过时的，其用于中继增益调整和PRS过程两者。射频跳频会受到瑞利衰落的影响，而自由空间光通信跳频则会受到大气湍流和指向误差的影响。大气湍流引起的光信号强度起伏采用广义Malaga（M）分布模型，该模型考虑了多散射分量的影响。导出了中断概率的精确表达式。此外，提供了高信噪比近似，其可用于有效地确定中断概率底限。通过蒙特卡罗仿真验证了数值结果，并分析了系统参数和信道参数对RF/FSO系统性能的影响。
2022-09-22 cs.IT cs.NI 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
Physical-Layer Security for Two-Hop Air-to-Underwater Communication Systems With Fixed-Gain Amplify-and-Forward Relaying
我们分析了一个安全的两跳混合射频（RF）和水下无线光通信（UWOC）系统使用固定增益放大转发（AF）中继。UWOC信道的建模使用统一的混合指数广义伽玛分布，考虑气泡和温度梯度的传输特性的综合影响。使用灵活的$α-μ$分布对合法和窃听RF信道进行建模。具体来说，我们首先推导出的概率密度函数（PDF）和累积分布函数（CDF）的接收信噪比（SNR）的混合RF和UWOC系统。在PDF和CDF表达式的基础上，推导出了保密中断概率（SOP）和保密容量非零概率（PNZ）的紧下界的封闭表达式，它们都用二元Fox $H$函数表示.为了利用这些解析表达式，我们推导出的SOP和PNZ的渐近表达式只使用初等函数。此外，我们使用渐近表达式来确定最佳的发射功率，以最大限度地提高能源效率。此外，我们深入调查的水平的气泡和温度梯度在UWOC信道的效果，并研究传输介质的非线性特性和多径集群的RF信道的保密性能的数量。最后，所有的分析进行了验证，使用Monte Carlo模拟。
2020-09-21 cs.IT math.IT
Jointly Optimal Channel and Power Assignment for Dual-Hop Multi-channel Multi-user Relaying
在多信道多用户的单中继协作系统中，考虑联合优化信道配对、信道用户分配和功率分配，以最大化加权和速率.共同的中继策略被认为是，和传输功率约束施加在两个单独的发射机和聚合在所有发射机。联合优化问题自然会导致混合整数规划。尽管一般的期望，这样的问题是棘手的，我们构建了一个有效的算法来找到一个最佳的解决方案，这会导致计算复杂性，这是多项式的信道数和用户数。我们进一步证明，通过数值实验，联合最优的解决方案可以显着提高系统的性能，其次优的替代品。
2012-08-02 cs.IT cs.PF 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
Enhancing Physical Layer Security in Dual-Hop Multiuser Transmission
本文研究了基于正交频分多址（OFDMA）的双跳系统中的物理层安全问题，该系统由多个用户、多个放大转发中继和一个窃听者组成。其目的是通过在各种实际约束条件下的最优资源分配，使秘密用户的总保密率最大化，从而提高整个系统的PLS。具体而言，子载波分配给不同的用户，中继分配，并在不同的子载波在发送节点的功率负载进行了优化。联合优化问题被建模为一个混合二进制整数规划问题，受排他性的子载波分配和单独的功率预算约束，在每个节点。通过拉格朗日对偶分解，利用KKT条件得到基站的最优功率分配，得到联合优化解。此外，为了降低复杂度，提出了一种次优方案，其中最优功率分配是在固定的子载波中继分配。仿真结果也验证了所提出的方案的性能。
2017-03-19 cs.IT 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
Optimal Link Scheduling in Millimeter Wave Multi-hop Networks with MU-MIMO radios
本文研究了多用户多输入多输出（MU-MIMO）无线电多跳毫米波微微蜂窝网络的最大吞吐量可实现的最佳调度。MU-MIMO能够同时发送到多个接收器（空分复用）和同时从多个发送器接收（空分多址）。主要贡献是扩展到MU-MIMO的网络效用最大化（NUM）调度框架的多跳网络。我们推广到MU-MIMO的经典证明，最大背压（MBP）调度是NUM最优的。MBP需要优化的解决方案，这对于MU-MIMO无线电变得更加困难。在先前的一对一传输和接收模型中，每个有效的调度都是一个图上的匹配。然而，在MU-MIMO的情况下，每个有效调度是有向二部子图（DBSG）。在一般情况下，这阻止找到有效的算法来解决调度器。我们通过假设固定的功率分配使MU-MIMO MBP调度易于处理，因此最佳调度器是最大加权DBSG。MWDBSG问题可以使用标准的Mixed Linear Programming来解决。我们模拟多跳毫米波微微蜂窝网络，并表明，一个MU-MIMO MBP调度器，使网络吞吐量增加160%，而经典的一对一的MBP调度，而公平的速率分配机制，在这两种情况下使用。
2020-02-20 cs.IT math.IT
Joint Association and Resource Allocation for Multi-Hop Integrated Access and Backhaul (IAB) Network
综合接入和回程（IAB）网络被设想为用于增加网络容量和覆盖的新型网络架构。为了促进IAB网络，需要无线链路关联和资源管理的适当方法。研究了IAB网络中基于子信道和功率的关联和资源分配的联合优化问题。特别是，我们处理的关联和资源分配的无线回程和接入链路考虑多跳回程的问题。由于IAB网络的优化问题是一个混合整数非线性规划（MINLP）问题，我们将其分为关联、子信道分配和功率分配三个子问题，并交替求解，以获得局部最优解。对于关联问题，我们采用拉格朗日对偶的方法来配置回程和接入链路和连续凸近似（SCA）的方法来解决子信道和功率分配问题有效。仿真结果表明，该算法比单跳回传网络具有更好的性能，并通过配置多跳回传网络，提高了网络的容量和覆盖范围。
2021-08-10 cs.IT eess.SP math.IT
Outage Probability Analysis of Mixed RF-FSO System Influenced by Fisher-Snedecor Fading and Gamma-Gamma Atmospheric Turbulence
本文研究了一种由射频（RF）和自由空间光（FSO）链路组成的双跳中继系统。采用解码转发（DF）中继来整合第一RF链路和第二视距FSO链路。假设RF信道服从最近提出的Fisher-Snedecor衰落模型，该模型在现实的无线通信场景中被证明是方便建模的。FSO信道受Gamma-Gamma分布大气湍流的影响。中断概率的表达式推导和利用目前的数值结果。根据所给出的结果，检查并讨论了各种RF和FSO信道参数对整体系统性能的影响。
2022-09-22 cs.IT cs.NI math.IT
Secrecy Outage Analysis of Mixed RF-FSO Downlink SWIPT Systems
分析了一种安全的双跳混合无射频空间光（RF-FSO）下行链路同时无线信息和功率传输（SWIPT）系统。FSO链路和所有RF链路分别经历伽马-伽马、独立和相同的Nakagami- $m$衰落。我们分析了大气湍流，指向误差，检测技术，路径损耗和能量收集对保密性能的影响。合法和非法接收器的信噪比不是独立的，因为它们同时受到FSO链路的影响。我们推导出保密中断概率（SOP）的封闭形式的表达式，以及当中继和合法目的地的信噪比趋于无穷大时，SOP的渐近结果。Monte-Carlo模拟验证了我们的分析的准确性。结果表明，秘密分集阶数（SDO）取决于中继-目的链路的衰落参数和目的天线的数目。此外，SDO还取决于衰落参数、指向误差参数和FSO链路的检测类型。
2019-09-01 cs.IT math.IT
