MIMO 双跳 AF 系统中最优单流波束成形性能分析
信息论
2016-11-17 v1 math.IT
摘要
本文研究了多输入多输出(MIMO)双跳放大转发(AF)系统中最优单流波束成形方案的性能。假设源节点和中继节点不可获得信道状态信息，最优发射和接收波束成形向量在目的节点处计算，且发射波束成形向量通过专用反馈链路发送至发射机。随后，推导出所得信道最大特征值统计性质的一组新的闭式表达式，即累积分布函数(cdf)、概率密度函数(pdf)和各阶矩，以及一阶渐近展开和渐近大维近似。这些解析表达式随后被用于研究系统的三个重要性能指标，即中断概率、平均误码率和遍历容量。此外，对一些重要的特殊情形提供了更详细的处理，例如，当某一节点处的天线数量为 1 或很大时，推导出了系统的分集阶和阵列增益等关键参数的简单且具启发性的表达式。基于这些解析结果，探讨了源节点、中继节点和目的节点天线数量对系统性能的联合影响，并比较了最优波束成形方案与正交空时分组编码(OSTBC)方案的性能。结果表明，中继节点的天线数量对源节点和目的节点的天线数量如何影响系统性能具有很大影响，且最优波束成形不仅获得了与 OSTBC 相同的最大分集阶，还提供了相较于 OSTBC 的显著功率增益。
引用
@article{arxiv.1205.5614,
title = {Performance Analysis of Optimal Single Stream Beamforming in MIMO Dual-Hop AF Systems},
author = {Caijun Zhong and Tharm Ratnarajah and Shi Jin and Kai Kit Wong},
journal= {arXiv preprint arXiv:1205.5614},
year = {2016}
}
备注
to appear in IEEE Journal on Selected Areas in Communications special issue on Theories and Methods for Advanced Wireless Relays