Анализ пропускной способности канала для различных адаптивных схем передачи и характеристики BER при замирании Болье-Се

Лаишрам Мона Деви; Ахейбам Д. Сингх

doi:10.20535/S0021347022010034

Автор(и)

Лаишрам Мона Деви Северо-западный региональный институт науки и технологий, Нирджули, Індія
Ахейбам Д. Сингх Национальный технологический институт, Манипур, Індія

DOI:

https://doi.org/10.20535/S0021347022010034

Ключові слова:

адаптивная передача, коэффициент битовых ошибок, BER, пропускная способность канала, функция плотности вероятности, модель замирания Болье-Се

Анотація

Оптимизация спектральной эффективности и качества услуги позволяет достигнуть конструктивной пропускной способности канала для системы беспроводной связи. Анализ пропускной способности канала в случае канала с замираниями является важным для достижения указанной цели. Недавно разработанная модель, получившая название модели канала с замираниями Болье-Се (Beaulieu–Xie), приобретает свойства гибкости на основе параметров замирания Накагами-m и нецентрированного распределения хи для модели райсовских замираний, которая характеризует каналы прямой и непрямой видимости. В данной работе представлен анализ пропускной способности канала при использовании методов адаптивной передачи по каналам с замираниями Болье-Се. Различные схемы адаптивной передачи, такие как инверсия канала с фиксированной скоростью передачи CIFR, усеченная инверсия канала с фиксированной скоростью передачи TIFR, и адаптация оптимальной скорости передачи ORA, рассчитаны для модели каналов с замираниями Болье-Се. Кроме того, с использованием математических методов получена рабочая характеристика системы беспроводной связи в терминах коэффициента битовых ошибок BER при когерентной и некогерентной модуляции для указанного канала с замираниями. Полученные математические выражения проверены с помощью моделирования по алгоритму метода Монте–Карло или с использованием результатов, доступных в литературе.

Посилання

M. K. Simon, M.-S. Alouini, Digital Communication over Fading Channels. New York: Wiley-IEEE Press, 2004.
J. Proakis, M. Salehi, Digital Communications, 5th ed. New York: McGraw-Hill Science/Engineering/Math, 2007, uri: http://www.amazon.com/Digital-Communications-Edition-John-Proakis/dp/0072957166.
M. Nakagami, “The m-distribution—a general formula of intensity distribution of rapid fading,” in Statistical Methods in Radio Wave Propagation, Elsevier, 1960, pp. 3–36.
N. C. Beaulieu, X. Jiandong, “A novel fading model for channels with multiple dominant specular components,” IEEE Wirel. Commun. Lett., vol. 4, no. 1, pp. 54–57, 2015, doi: https://doi.org/10.1109/LWC.2014.2367501.
P. S. Chauhan, S. Kumar, S. K. Soni, “On the physical layer security over Beaulieu-Xie fading channel,” AEU - Int. J. Electron. Commun., vol. 113, 2020, doi: https://doi.org/10.1016/j.aeue.2019.152940.
A. Olutayo, H. Ma, J. Cheng, J. F. Holzman, “Level crossing rate and average fade duration for the Beaulieu-Xie fading model,” IEEE Wirel. Commun. Lett., vol. 6, no. 3, pp. 326–329, 2017, doi: https://doi.org/10.1109/LWC.2017.2685506.
V. Kansal, S. Singh, “Analysis of effective capacity over Beaulieu-Xie fading model,” in WIECON-ECE 2017 - IEEE International WIE Conference on Electrical and Computer Engineering 2017, 2018, pp. 207–210, doi: https://doi.org/10.1109/WIECON-ECE.2017.8468917.
V. Kansal, S. Singh, “Analysis of average symbol error probability of MDPSK, MFSK and MPSK in the Beaulieu-Xie fading,” in 2018 6th Edition of International Conference on Wireless Networks & Embedded Systems (WECON), 2018, pp. 11–14, doi: https://doi.org/10.1109/WECON.2018.8782053.
M.-S. Alouini, A. J. Goldsmith, “Capacity of Rayleigh fading channels under different adaptive transmission and diversity-combining techniques,” IEEE Trans. Veh. Technol., vol. 48, no. 4, pp. 1165–1181, 1999, doi: https://doi.org/10.1109/25.775366.
M. D. Laishram, D. S. Aheibam, “Performance of dual-branch selection combining receiver over Fluctuating Two-Ray (FTR) fading channels for 5G mmWave communications,” AEU - Int. J. Electron. Commun., vol. 117, p. 153093, 2020, doi: https://doi.org/10.1016/j.aeue.2020.153093.
A. D. Singh, R. Subadar, “Capacity analysis of M-SC receivers over TWDP fading channels,” AEU - Int. J. Electron. Commun., vol. 68, no. 2, pp. 166–171, 2014, doi: https://doi.org/10.1016/j.aeue.2013.08.001.
H. Zhao, Z. Liu, M.-S. Alouini, “Different power adaption methods on fluctuating two-ray fading channels,” IEEE Wirel. Commun. Lett., vol. 8, no. 2, pp. 592–595, 2019, doi: https://doi.org/10.1109/LWC.2018.2881158.
R. Subadar, A. D. Singh, “Performance of M-MRC receivers over TWDP fading channels,” AEU - Int. J. Electron. Commun., vol. 68, no. 6, pp. 569–572, 2014, doi: https://doi.org/10.1016/j.aeue.2014.01.003.
V. A. Aalo, “Performance of maximal-ratio diversity systems in a correlated Nakagami-fading environment,” IEEE Trans. Commun., vol. 43, no. 8, pp. 2360–2369, 1995, doi: https://doi.org/10.1109/26.403769.
M. Olyaee, M. Eslami, J. Haghighat, “Performance of maximum ratio combining of fluctuating two‐ray (FTR) mmWave channels for 5G and beyond communications,” Trans. Emerg. Telecommun. Technol., vol. 30, no. 10, 2019, doi: https://doi.org/10.1002/ett.3601.
V. Kansal, S. Singh, “Capacity analysis of maximal ratio combining over Beaulieu-Xie fading,” Ann. Telecommun., vol. 76, no. 1–2, pp. 43–50, 2021, doi: https://doi.org/10.1007/s12243-020-00762-7.
И. С. Градштейн, И. М. Рыжик, Таблицы Интегралов, Рядов и Произведений. Санкт-Петербург: БХВ-Петербург, 2011.
S. Janarthanan, V. Bhaskar, “Capacity analysis of Rayleigh fading channels in low signal‐to‐noise ratio regime for maximal ratio combining diversity because of combining errors,” IET Commun., vol. 7, no. 8, pp. 745–754, 2013, doi: https://doi.org/10.1049/iet-com.2012.0647.
А. Шарма, В. К. Двиведи, Г. Сингх, “Пропускная способность канала при использовании методики субоптимальной адаптации в среде обобщенного К-замирания с использованием маргинальной производящей функции моментов,” Известия вузов. Радиоэлектроника, vol. 59, no. 8, p. 3, 2016, doi: https://doi.org/10.20535/S002134701608001X.