存在指向误差的 $\alpha$-$\mu$ 衰落信道下双跳太赫兹传输系统性能分析

本文研究双跳中继太赫兹(THz)无线通信系统的性能。具体地，两跳THz的行为由三个因素决定，即确定性路径损耗、衰落效应与指向误差。假设两THz链路均经历带指向误差的 $\alpha$-$\mu$ 衰落，我们推导了端到端信噪比(SNR)的累积分布函数(CDF)与概率密度函数(PDF)的精确表达式。基于CDF与PDF，评估了中断概率、平均误比特率与平均信道容量等重要性能指标。此外，给出了渐近分析以获得更多洞见。结果表明双跳中继方案优于单THz链路。系统分集阶数为 $\min\left\{\frac{\phi_1}{2},\frac{\alpha_1\mu_1}{2},\phi_2,\alpha_2\mu_2\right\}$，其中 $\alpha_i$ 与 $\mu_i$ 表示第 $i$ 跳THz链路的衰落参数（$i\in(1,2)$），$\phi_i$ 表示指向误差参数。此外，我们将分析扩展至多中继协作系统并推导了渐近符号错误率表达式。结果表明多中继系统的分集阶数为 $K\min\left\{\frac{\phi_1}{2},\frac{\alpha_1\mu_1}{2},\phi_2,\alpha_2\mu_2\right\}$，其中 $K$ 为中继数。最后，通过蒙特卡洛仿真验证了所推导的分析表达式。