论文研究-智能虚拟布局设计关键技术研究与运用.pdf

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针对无线通信系统的两种典型信道—频率选择性的多径Rayleigh衰落信道和Nakagami-m信道,中继方式为解码-转发(DF)和放大-转发(AF)的单中继系统的中断概率问题进行详细且深入的研究。分别计算AF方式和DF方式中继系统信噪比的概率密度函数(PDF)和累积分布函数(CDF),利用CDF可得在给定的系统数据速率要求的前提下相应的中断概率的闭式解。对该中继系统的中断概率模型进行仿真。仿真分析显示,闭合表达式与数值仿真结果吻合良好。
26 013,49(1) Computer Engineering and Applications计算机工程与应用 分布,则根据 Gamma分布可加性原则,?23=n2+y3的概率进行10次信道仿真,分别计算AF方式和DF方式的按照 密度函数为 门式解和仿真所得到的中断概率。由图4可知,利用本文 (a2+a2}-L 闭式解所得中断概率与仿真结果吻合良好,说明本文闭式 e",x>0 (15)解正确可行。 DF方式中继系统的信噪比y=min{,y23的累积分 10 布函数为 X)= T(u 10 DF仿真 因此,根据式(3)得 Nakagami-m信道DF方式中继系 D理论 统的中断概率为: AF仿真 AF理论 P(Ra)=F(2-1) 10 ∏|a,-a SNr/dB (17 r(a2+a3) r(a1) 图2P=0.1P5时 Rayleigh信道中继系统中断概卓仿真图 4,2 Nakagami-m信道AF方式 10° 假设a1=a2=m且月1=B2=B,此时随机变量的函数 10 717 +;的概率密度函数为 10 ()=2Vz 2a,1a.4x 二 )}仿真 DF理论 AF仿真 对应的素积分布函数为 10 AF理论 2,1(4x0,a-1/2 Fn1(x)=2-2r2(a Fa-1,2a-1 (19) 10 20 SNR/dB 其中,v(x)为超几何函数,G(x)为 Mcijcr-C函数。 图3P=PB时 Rayleigh倍道中继系统中断概率仿真图 因此, Nakagami-m信道AF方式中继系统的中断概率为: P如(R,) (20) 5仿真分析 针对 Rayleigh信道和 Nakagami-m信道,对本文分别在 当二 DF仿真 AF和DF方式得到的中断概率的闭式解和实际情况进行仿 DF理论 AF仿真 真对比分析,以验证所得闭式解的正确性。 AF理论 本文h,h2,3的 Rayleigh信道的参数为a2=a2= o3=1,对应的信道功率增益H1,H2,H3的参数为 0246810121416182022 SNR/dB 1=2=A3=2。R和D的噪声功率为a2=2=1。系统所 图4 Nakagami-m信道中继系统中断概率仿貞图 要求的最低数据速率为Rb=1 bit/s/hz,进行10次信道仿 真,每次信道仿真得到相应的数据速率,当数据速率6结束语 本文详细研究了 Rayleigh信道和 Nakagami-m信道下 R<R时认为发生中断,此时发生中断的事件次数加1,的单中继系统的中断概率问题。在每种信道情况下,分别 从而得到中断概率的仿賁结果 图2和图3是 Rayleigh信道中断概率随信噪比变化的计算了解码转发和放大-转发方式的中断慨率,利用相应 仿真曲线。由图可知,根据本文闭式解得到的中断概率的信道分布得到相应的闭式解。最后的仿真分析部分用 (理论)与屮断慨率的仿真值(仿真)·致,说明本文的闭式 来验证所得中断概率计算公式,仿真分析证明了计算公式 解正确可行。 正确有效,对于中继系统的设计具有重要的研究意义 Nakagami-m信道情况下各参数取值如下:信道增益h 参考文献: h2和h3的分布服从~3(2,1,其中3代表 Nakagami-m l1 Proakis JG. Digital communications.s.: The McGraw-Hil 分布。S和R的发射功率相等Ps=P1。各链路高斯白噪声的 Press. 2009 功率为o2=ob2=1。系统的数据速率下限为Ra=1 bit/s/hz (下转53页

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