表4.1基于最大化安全容量的联合天线选择和功率分配算法2.基于拉氏乘子法的功率分配方案通过JOSCA算法能够选取出使得系统安全容量达到最优的发射天线和发射功率，根据安全容量的闭式表达式，可以发现，不管发射人工噪声的RAU的功率如何进行分配，都不会影响最终的发射天线的选择和发射有效信号功率分配因子的求解，所以可以对发射人工噪声的功率进一步分配以明确冗余的RAU分别使用多大的功率。......
2023-08-23
多跳协作通信技术在高速铁路车地间成功应用
【摘要】：则BS和IRS之间的信道矩阵被建模为其中，是BS-IRS链路中第n条路径的复信道增益，an和bn是与传统毫米波信道相似的第n条传播路径的接收和发送阵列响应向量，分别表示为其中，λ是毫米波波长；表示与均匀天线阵列中相似的单元距离。对于IRS和用户之间的毫米波信道，由于IRS密集分布在传输路径中，因此视距传输较为集中，这使得散射路径可以忽略[81]。
假设IRS由Nr个无源反射元件组成，这些元件以矩形方式排列，通过调整每个元件的相移角度以获得期望的反射信号。考虑到源基站至IRS与IRS至用户间的空间一致性和平稳性，采用广泛使用的Saleh-Valenzuela模型[61]，并添加由多普勒频移导致的小尺度衰落项和与距离相关的大尺度衰落。令IRS总反射单元个数Nr=Nrx×Nry，其中Nrx和Nry分别表示水平和垂直方向上的被动反射单元个数。假设BS-IRS链路存在LBI个传播路径，则第n条传播路径的方位（仰视）到达角（angle-of-arrival，AoA）和离开角（angle-ofdeparture，AoD）分别表示为
和
的取值范围均属于
。则BS和IRS之间的信道矩阵被建模为
其中，
是BS-IRS链路中第n条路径的复信道增益，an和bn是与传统毫米波信道相似的第n条传播路径的接收和发送阵列响应向量，分别表示为
其中，λ是毫米波波长；
表示与均匀天线阵列中相似的单元距离。另外I（Nt）={n-（Nt-1）/2，n=0，1，…，Nt-1}，IRS中行和列的阵列响应矢量
的定义方式与bn（ϑ）相同。
对于IRS和用户之间的毫米波信道，由于IRS密集分布在传输路径中，因此视距传输较为集中，这使得散射路径可以忽略[81]。则第n个单元和第k个用户之间的信道矩阵可以表示为
其中，
是第k个IRS用户链路中第n条路径的复信道增益；
同样分别表示为方位和仰视的AoD；
为由多普勒频移所导致的第n条路径的小尺度衰落，表示为
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高速铁路车地间多跳协作通信技术详细阅读
由于精确的误比特率难以获得，本文通过推导成对差错概率来获得平均误比特率的上界。在瑞利道下，类似文献[158]相关的推导，得到Bob的接收误比特率为其中，为发射端与Bob的信道系数方差。对于Eve，可以将人工噪声表达为信道噪声的一部分，从而Eve接收误比特率为考虑到实际情况下，Eve端无法得到反馈的CSI。因此，对于Eve来说，最终的误比特率可以近似表示为[163]......
2023-08-23
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高速铁路车地间多跳协作通信技术中的应用详细阅读
接下来，我们将关注问题的多预编码矩阵联合优化问题，其中等价目标函数通过以下过程重新制定，以适应基本ADMM解决方案框架。近似解可计算为为了确保优化结果满足功率约束，需要通过求解子优化问题来额外计算松弛的数字预编码矩阵，其拉格朗日函数由下式给出：其中，ε≥0为拉格朗日乘子。......
2023-08-23
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多跳通信技术在高速铁路车地间的应用详细阅读
图5.2显示了在不同DAC量化位数下可实现和速率随基站天线数NB变化的近似分析和蒙特卡罗仿真曲线。图中的实线和虚线分别表示莱斯和瑞利衰落信道两种情况，对应于定理5.1中的结论。从图中可以看出，近似分析和蒙特卡洛仿真曲线非常接近，证实了结果的准确性。而式和式显示出系统功耗随DAC量化位数的增大呈指数级别增长。......
2023-08-23
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调制信道模型在高速铁路车地间多跳协作通信技术详细阅读
建立高铁无线通信系统混合信道模型，从大尺度衰落和小尺度衰落两个方面入手。大尺度衰落包含有路径损耗和阴影衰落，其中阴影衰落需要考虑空间相关性对其影响，而路径损耗只与距离和所采取的路径损耗模型有关。需要注意的是，在检测RAU及其天线时，由于是索引信息，只与欧式距离有关，可以忽略滤波器与多普勒对其的影响，这在后文抗干扰的方案中有同样的处理。......
2023-08-23
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高速铁路车地间多跳协作通信技术的性能分析详细阅读
系统的SC为合法信道容量与窃听信道的信道容量的差值其中，P表示传输功率；表示合法信道的噪声方差；表示窃听信道的噪声方差。反之，则系统的SC为0，不具备保密能力，无法实现信息的安全传输。当信道为复加性高斯白噪声信道时，系统的SC为2.误比特率性能分析SM信号经过MLD算法检测后，由于精确的误比特率难以获得，本文通过推导成对差错概率来获得平均误比特率的上界。......
2023-08-23
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传统中继技术在高速铁路车地间多跳协作通信技术详细阅读
以图2.3所示的经典多中继协作通信模型为例，信息从源端S传输至目的端D共需要两个时隙。图2.3协作中继模型1.中继转发协议中继在接收到信息后，会对信号进行处理后再转发。于是，目的端的接收信号可以重写为根据式，可得目的节点接收到的信噪比为于是，系统的信道容量可以表示为2）解码转发协议解码转发传输协议是一种再生中继传输方式，其本质是对信号进行数字信号处理。......
2023-08-23
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