本文研究了在毫微微蜂窝网络(femtocell network,FN)中,协同双小区系统的非正交多址接入(non-orthogonal multiple access,NOMA)与无线携能通信(simultaneous wireless information and power transfer,SWIPT)下行协作通信的中断性能,...本文研究了在毫微微蜂窝网络(femtocell network,FN)中,协同双小区系统的非正交多址接入(non-orthogonal multiple access,NOMA)与无线携能通信(simultaneous wireless information and power transfer,SWIPT)下行协作通信的中断性能,提出了一种边缘用户在邻基站及源基站随机中心用户共同协作的下行接入方案。所提方案共分为两个时隙:第一时隙内由两基站向所有用户广播叠加信号,提供中继服务的中心用户对其所接收的叠加信号逐级解码并收集能量。第二时隙,中心用户将其第一时隙内所收集的能量作为额外功率资源,在优先保证自身通信质量的前提下对成功解码的边缘用户信息进行再编码转发。基于空间均质泊松点过程(Poisson point process,PPP)中心用户的位置模型,推导了中心用户与边缘用户平均中断概率的表达式,进行了蒙特卡罗仿真验证,同时分析了各仿真参数(中心用户分布半径、用户阈值速率、路径损耗指数等)与中心用户、边缘用户平均中断概率的关系。结果表明:所提方案可以改善边缘用户的下行接入中断性能和系统吞吐量。展开更多
为了延长无线通信网络的寿命,提高系统的频谱效率和可靠性,扩大信号覆盖范围,对无线携能传输(Simultaneous Wireless Information and Power Transfer,SWIPT)和非正交多址接入(Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA)技术进行研究,给出...为了延长无线通信网络的寿命,提高系统的频谱效率和可靠性,扩大信号覆盖范围,对无线携能传输(Simultaneous Wireless Information and Power Transfer,SWIPT)和非正交多址接入(Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA)技术进行研究,给出了一种简单的无线携能传输的非正交多址接入(Simultaneous Wireless Information and Power Transfer Non-Orthogonal Multiple Access,SWIPT-NOMA)传输策略。在该策略中,近用户利用功率分割(Power-Splitting,PS)协议收集基站发射信号的能量转发解码数据和自身数据,同时实现基站向远近两用户、近用户向远用户的数据传输。在考虑非线性能量收集(Energy Harvesting,EH)的基础上,推导了系统的中断概率的闭式结果,并进一步给出了高信噪比(Signal-to-Noise Ratio,SNR)下的中断性能下限。最后,通过仿真分析验证了理论推导的正确性,并得出了系统参数对系统性能的影响规律。展开更多
无小区大规模多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)与非正交多址接入(Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA)都是未来6G的使能技术。无线携能通信(Simultaneous Wireless Information and Power Transfer,SWIPT)技术在进...无小区大规模多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)与非正交多址接入(Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA)都是未来6G的使能技术。无线携能通信(Simultaneous Wireless Information and Power Transfer,SWIPT)技术在进行信息解码的同时收集能量,与无小区大规模MIMO-NOMA优势互补。文中基于SWIPT研究无小区大规模MIMO-NOMA系统中的能量效率问题,通过联合优化功率分配系数和SWIPT的时隙切换(Time Switching,TS)系数,提高系统的能量效率。为了最大化能量效率,采用布谷鸟算法设计功率分配系数。考虑一种特殊情况,将所有终端的TS系数设置相同,进而推导了最佳TS系数的封闭表达式。仿真结果表明,相较于几种已有方案,文中提出的优化方案可以显著提升系统的能量效率。展开更多
针对认知非正交多址(CR-NOMA,cognitive radio non-orthogonal multiple access)系统在信息传输过程中存在能量受限和物理层安全问题,构建基于无线携能的全双工多中继协作CR-NOMA系统模型。首先,在多中继的基础上提出了一种最优中继选...针对认知非正交多址(CR-NOMA,cognitive radio non-orthogonal multiple access)系统在信息传输过程中存在能量受限和物理层安全问题,构建基于无线携能的全双工多中继协作CR-NOMA系统模型。首先,在多中继的基础上提出了一种最优中继选择策略。其次,推导了系统安全中断概率和安全吞吐量的近似表达式。最后,通过仿真验证了理论分析的正确性,分析了中继个数、目标安全速率、干扰功率阈值以及自干扰信道系数和功率分割系数等因素对系统安全性能的影响,为CR-NOMA网络安全通信提供了可行的传输策略。展开更多
非正交多址接入(non-orthogonal multiple access,NOMA)与无线携能通信(simultaneous wireless information and power transfer,SWIPT)技术的组合可提高无线系统的频谱效率,并能够解决用户节点的电能供应问题。然而,当能量收集器要恶...非正交多址接入(non-orthogonal multiple access,NOMA)与无线携能通信(simultaneous wireless information and power transfer,SWIPT)技术的组合可提高无线系统的频谱效率,并能够解决用户节点的电能供应问题。然而,当能量收集器要恶意窃听基站发送的机密信息时,SWIPT-NOMA系统的信息安全传输会受到威胁,为增强其物理层安全(physical layer security,PLS)性能,提出了一种采用发射天线选择和功率分割策略的SWIPT-NOMA系统PLS模型。如果各能量收集器的空间位置随机分布服从泊松点过程,利用空间泊松分布生成函数推导SWIPT-NOMA系统的安全中断概率和非零安全容量概率近似表达式。数值计算与仿真结果表明,所推导的表达式具有很高的准确性,且可用于研究窃听者密度、基站与远近端信息接收者之间的距离、基站发射天线数以及功率分割因子等参数对SWIPT-NOMA系统PLS性能的影响。展开更多
针对协作非正交多址接入(Non-orthogonal Multiple Access,NOMA)系统中用户充当中继并存在窃听者的场景,提出了一种新型协作干扰传输方案,以提高该系统的安全性。在第一时隙,基站将混合信号进行广播,同时为了干扰窃听者,信道条件较差的...针对协作非正交多址接入(Non-orthogonal Multiple Access,NOMA)系统中用户充当中继并存在窃听者的场景,提出了一种新型协作干扰传输方案,以提高该系统的安全性。在第一时隙,基站将混合信号进行广播,同时为了干扰窃听者,信道条件较差的用户采用全双工的工作模式,发出协作干扰信号对窃听者进行干扰。在第二时隙,信道条件较好的用户充当中继将己解码的信息转发给信道条件较差的用户,同时信道条件较差的用户继续发出协作干扰信号以干扰窃听者。充当中继的用户由于功耗过大可能会引起该节点供能不足,因此对该节点引入无线携能(Simultaneous Wireless Information and Power Transfer,SWIPT)技术构成SWIPT-NOMA系统。为了衡量针对SWIPT-NOMA系统所提出的新型传输方案的安全性能,推导了用户的保密中断概率的表达式并仿真验证了该方案的有效性。展开更多
文摘本文研究了在毫微微蜂窝网络(femtocell network,FN)中,协同双小区系统的非正交多址接入(non-orthogonal multiple access,NOMA)与无线携能通信(simultaneous wireless information and power transfer,SWIPT)下行协作通信的中断性能,提出了一种边缘用户在邻基站及源基站随机中心用户共同协作的下行接入方案。所提方案共分为两个时隙:第一时隙内由两基站向所有用户广播叠加信号,提供中继服务的中心用户对其所接收的叠加信号逐级解码并收集能量。第二时隙,中心用户将其第一时隙内所收集的能量作为额外功率资源,在优先保证自身通信质量的前提下对成功解码的边缘用户信息进行再编码转发。基于空间均质泊松点过程(Poisson point process,PPP)中心用户的位置模型,推导了中心用户与边缘用户平均中断概率的表达式,进行了蒙特卡罗仿真验证,同时分析了各仿真参数(中心用户分布半径、用户阈值速率、路径损耗指数等)与中心用户、边缘用户平均中断概率的关系。结果表明:所提方案可以改善边缘用户的下行接入中断性能和系统吞吐量。
文摘为了延长无线通信网络的寿命,提高系统的频谱效率和可靠性,扩大信号覆盖范围,对无线携能传输(Simultaneous Wireless Information and Power Transfer,SWIPT)和非正交多址接入(Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA)技术进行研究,给出了一种简单的无线携能传输的非正交多址接入(Simultaneous Wireless Information and Power Transfer Non-Orthogonal Multiple Access,SWIPT-NOMA)传输策略。在该策略中,近用户利用功率分割(Power-Splitting,PS)协议收集基站发射信号的能量转发解码数据和自身数据,同时实现基站向远近两用户、近用户向远用户的数据传输。在考虑非线性能量收集(Energy Harvesting,EH)的基础上,推导了系统的中断概率的闭式结果,并进一步给出了高信噪比(Signal-to-Noise Ratio,SNR)下的中断性能下限。最后,通过仿真分析验证了理论推导的正确性,并得出了系统参数对系统性能的影响规律。
文摘无小区大规模多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)与非正交多址接入(Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA)都是未来6G的使能技术。无线携能通信(Simultaneous Wireless Information and Power Transfer,SWIPT)技术在进行信息解码的同时收集能量,与无小区大规模MIMO-NOMA优势互补。文中基于SWIPT研究无小区大规模MIMO-NOMA系统中的能量效率问题,通过联合优化功率分配系数和SWIPT的时隙切换(Time Switching,TS)系数,提高系统的能量效率。为了最大化能量效率,采用布谷鸟算法设计功率分配系数。考虑一种特殊情况,将所有终端的TS系数设置相同,进而推导了最佳TS系数的封闭表达式。仿真结果表明,相较于几种已有方案,文中提出的优化方案可以显著提升系统的能量效率。
文摘针对认知非正交多址(CR-NOMA,cognitive radio non-orthogonal multiple access)系统在信息传输过程中存在能量受限和物理层安全问题,构建基于无线携能的全双工多中继协作CR-NOMA系统模型。首先,在多中继的基础上提出了一种最优中继选择策略。其次,推导了系统安全中断概率和安全吞吐量的近似表达式。最后,通过仿真验证了理论分析的正确性,分析了中继个数、目标安全速率、干扰功率阈值以及自干扰信道系数和功率分割系数等因素对系统安全性能的影响,为CR-NOMA网络安全通信提供了可行的传输策略。
文摘非正交多址接入(non-orthogonal multiple access,NOMA)与无线携能通信(simultaneous wireless information and power transfer,SWIPT)技术的组合可提高无线系统的频谱效率,并能够解决用户节点的电能供应问题。然而,当能量收集器要恶意窃听基站发送的机密信息时,SWIPT-NOMA系统的信息安全传输会受到威胁,为增强其物理层安全(physical layer security,PLS)性能,提出了一种采用发射天线选择和功率分割策略的SWIPT-NOMA系统PLS模型。如果各能量收集器的空间位置随机分布服从泊松点过程,利用空间泊松分布生成函数推导SWIPT-NOMA系统的安全中断概率和非零安全容量概率近似表达式。数值计算与仿真结果表明,所推导的表达式具有很高的准确性,且可用于研究窃听者密度、基站与远近端信息接收者之间的距离、基站发射天线数以及功率分割因子等参数对SWIPT-NOMA系统PLS性能的影响。
文摘针对协作非正交多址接入(Non-orthogonal Multiple Access,NOMA)系统中用户充当中继并存在窃听者的场景,提出了一种新型协作干扰传输方案,以提高该系统的安全性。在第一时隙,基站将混合信号进行广播,同时为了干扰窃听者,信道条件较差的用户采用全双工的工作模式,发出协作干扰信号对窃听者进行干扰。在第二时隙,信道条件较好的用户充当中继将己解码的信息转发给信道条件较差的用户,同时信道条件较差的用户继续发出协作干扰信号以干扰窃听者。充当中继的用户由于功耗过大可能会引起该节点供能不足,因此对该节点引入无线携能(Simultaneous Wireless Information and Power Transfer,SWIPT)技术构成SWIPT-NOMA系统。为了衡量针对SWIPT-NOMA系统所提出的新型传输方案的安全性能,推导了用户的保密中断概率的表达式并仿真验证了该方案的有效性。
