第4章 硬件損傷和非完美CSI對多中繼網絡的性能

本章研究雙跳DF多中繼網絡性能，其中考慮了硬件的兩個實際的有害因素：硬件損傷和非完美信道狀態信息（Channel State Information，CSI）。通過DF多中繼節點，實現源節點和目的節點之間的通信，假設兩條鏈路服從獨立非同分布的α-μ分布。為了提高系統的性能，考慮三種典型的中繼選擇方案，所提方案根據源節點到中繼節點或者中繼節點到目的節點的鏈路質量選在最優的中繼節點。為了評估所提方案的性能，本章考慮中斷概率和遍歷容量兩種典型的性能評價指標。首先，推導給出確切的和高SNR漸進中斷概率性能的閉式表達式，利用所推導的閉式表達式，得到目的節點的分集增益性能。研究表明系統的中斷概率性能受限于硬件損傷和非理想CSI。此外，由于非零估計誤差的存在，系統的分集增益在高SNR情況下趨近于0。然后，本章研究所提中繼選擇方案的遍歷容量，推導給出遍歷容量上界和高SNR情況下遍歷容量的漸進表達式。為了獲得更深入的理解，通過射線展開，獲得高SNR斜率和高SNR功率偏移量這兩個指標。結果表明，由于硬件損傷和非完美CSI的存在，遍歷容量存在速率上限，導致高SNR斜率為零，高SNR功率偏移量有限。