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 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
Outage Probability Analysis of RF/FSO-VLC Communication Relaying System
本文提出了一种非对称中继系统，提供混合室外子系统和室内可见光通信（VLC）接入点之间的通信分析。室外子系统是一个混合射频（RF）/自由空间光学（FSO）系统，旨在减少天气条件对传输质量的影响。推导了系统中断概率的解析表达式。数值结果，并证实了Monte Carlo模拟。系统和信道参数的中断概率性能的影响进行了研究和讨论。VLC子系统的更大的光发射功率反映在更好的系统性能，以及更低的室内环境高度。当室内房间较高时，光信号的传播时间更长，会有更大的功耗和性能恶化。此外，中断概率本底是中继系统设计的重要限制因素。
2022-09-22 cs.IT cs.NI math.IT
Performance of a Free Space Optical Relay-Assisted Hybrid RF/FSO System in Generalized M-Distributed Channels
研究了同时依赖于射频（RF）和自由空间光（FSO）链路的双跳混合中继系统的平均符号出错率（ASER）性能。具体地，RF链路用于支持移动通信，而FSO链路被采用作为蜂窝基础设施的回程。考虑非视距（NLoS）射频传输和广义大气湍流（AT）信道，推导了由精确矩母函数（MGF）和渐近矩母函数（MGF）组成的相关统计特征的封闭形式.然后将它们用于计算M进制相移键控（PSK）、差分编码非相干PSK（DPSK）和非相干频移键控（FSK）的ASER。一系列的额外的渐近表达式也推导出所有的调制方案下的高信号噪声比（SNR）。从渐近分析中可以观察到，在使用固定中继增益的混合中继系统中，所有调制方案的ASER由RF链路的平均SNR支配，而在使用动态信道相关中继增益的中继系统中，所有调制方案的ASER都依赖于FSO路径的平均SNR和AT条件，我们还发现固定的增益中继策略实现了信道相关中继策略的分集阶数的两倍，尽管代价是在中继节点处需要高功率放大器（PA）动态范围。此外，通过比较渐近ASER，我们计算了固定增益和信道相关中继系统中不同调制方案之间的SNR差异。最后，仿真结果证实了我们的表达式和观察的准确性。
2015-08-25 cs.IT math.IT
Performance Analysis of Decode-and-Forward Relaying in Gamma-Gamma Fading Channels
研究了基于自由空间光链路的解码转发协作通信。我们分析了DF协议的性能在FSO链路以下的伽玛-伽玛分布。推导了一个包含Gamma-Gamma和高斯混合随机变量的随机变量的累积分布函数和概率密度函数。利用推导出的CDF和PDF，得到了DF中继的平均误比特率出错率。
2012-05-02 cs.IT math.IT
Ergodic Capacity of Triple-Hop All-Optical Amplify-and-Forward Relaying over Free-Space Optical Channels
在本文中，我们提出了一个全面的研究三跳全光中继自由空间光（FSO）系统中存在的所有主要噪声源，包括背景，热和放大自发辐射（ASE）噪声，并考虑光自由度（DoF）的影响。使用完整的CSI中继，我们推导出在目的地的噪声方差的精确表达式。然后，为了简化全CSI中继的解析表达式，我们还提出并研究了不同的近似在目的地的噪声方差的有效性。最后，我们评估了所考虑的三跳全光中继FSO系统的性能方面的遍历容量。
2018-10-04 cs.IT math.IT
Protocols for Relay-Assisted Free-Space Optical Systems
我们调查中继辅助自由空间光（FSO）系统的传输协议，当采用多个并行中继，源和目的地之间没有直接的链接。作为替代方案，所有可用的中继同时发送，我们提出的计划，只选择一个单一的中继参与在每个传输时隙的源和目的地之间的通信。该选择基于从所有或部分FSO链路获得的信道状态信息（CSI）。因此，避免了同步中继器的传输的需要，并且利用了大气信道的缓慢变化的性质。对于中继选择和全主动中继，新的封闭形式的表达式，其中断性能推导出，假设通用的伽马-伽马信道模型。此外，推导出的分析结果的基础上，分配的光功率资源的FSO链路的问题，并提出了最优和次优的解决方案。数值结果提供了相等和非相等长度的FSO链路，这说明了中断行为的考虑中继协议，并证明了显着的性能增益所提供的建议的功率分配方案。
2011-05-19 cs.IT 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
Hovering UAV-Based FSO Communications: Channel Modelling, Performance Analysis, and Parameter Optimization
中继辅助的自由空间光通信系统被用来缓解湍流引起的大气闪烁的限制效应。然而，传统的地面继电器是固定的，它们的最佳位置并不总是可行的。由于无人机的机动性和灵活性，为FSO中继系统提供了新的机会。研究了一种基于悬停无人机的串行FSO解码转发中继系统。在用于这种系统的信道建模中，四种类型的损伤（即，大气损耗、大气湍流、指向误差和由于到达角波动引起的链路中断）。基于所提出的信道模型，得到了信道总增益的概率密度函数的一个易处理的表达式。推导了链路中断概率和端到端中断概率的封闭表达式。每个链路和整个系统的渐近中断性能界也揭示了不同的损害的影响的见解。为了提高系统的性能，我们优化了波束宽度，视场和无人机的位置。数值结果表明，所推导的理论表达式能够准确地评估系统的中断性能。此外，所提出的优化方案是有效的，可以显着提高性能。
2021-04-12 cs.IT 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
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
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
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
Error Rate and Ergodic Capacity of RF-FSO System with Partial Relay Selection in the Presence of Pointing Errors
分析了一种由千米级射频（RF）-自由空间光（FSO）链路组成的多跳中继系统。采用基于过时的信道状态信息（CSI）的部分中继选择，以便选择活动中继用于进一步传输。使用放大转发中继协议。假设RF链路受到瑞利衰落的影响，而FSO链路同时受到伽马-伽马大气湍流和指向误差的影响。基于我们先前推导的整个系统的等效信噪比的累积分布函数的表达式，我们推导出新的平均比特出错率（BER）和遍历容量的解析表达式，分别提出的Meijer的G-函数和广义二元Meijer的G-函数。数值结果得到了Monte Carlo模拟的证实。考虑到在传输时与RF信道相关的过时CSI和实际CSI之间的时间相关性的影响，观察并讨论了平均BER和遍历容量对各种系统和信道参数的依赖性。结果表明，当FSO跳数受有利条件影响时，过时CSI与实际CSI之间的时间相关性对系统性能，尤其是BER值有很大影响。关键词：比特出错率，遍历容量，自由空间光学系统，部分中继选择，射频系统。
2022-09-28 cs.IT cs.NI 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 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
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
