4. IFPF Ìåòðèêè çà îïðåäåëóâà»å íà
ïåðôîðìàíñèòå âî ôåäèíã êàíàë
E Åðãîäè÷åí êàïàöèòåòX
g = ‡ · log2 I + P
W ·N0
˜itsGsD g = i [log2 (I + γ)] ˜itGrzGs
E Âåðîjàòíîñò íà èñïàä è êàïàöèòåòåí èñïàä @âåðîjàòíîñòà íà èñïàä íà
äèðåêòíèîò è êîîïåðàòèâíèîò ðåëååí ëèíê å ìíîãó ïîìàëà îä
âåðîjàòíîñòà íà èñïàä ñàìî íà äèðåêòíèîò ëèíêAX
€out = €r (γ ≤ γth) =
γth
0 pγ (γ) dγ, €oc = €r (g ≤ gth) =
Cth
0 pC (g) dg
E Ñðåäíà âåðîjàòíîñò íà ãðåøêàX
€b (i)
∞
0 €b (i|γ) · pγ (γ) dγ
E Äîáèâêà îä äèâåðçèòåò è ìóëòèïëåêñèðà»åX
d = − limγ→∞
log Pout(Cth,γ)
log(γ) r = limγ→∞
R(γ)
log(γ) .
Äîáèâêàòà âî äèâåðçèòåò å ãðàäèåíòîò íà âåðîjàòíîñòà íà êàïàöèòåòåí
èñïàäF Ñòåïåíîò íà ìóëòèïëåêñèðà»å å ãðàäèåíòîò íà åðãîäè÷íèîò
êàïàöèòåòF
Êîîïåðàòèâíè êîìóíèêàöèè ïðåêó áåçæè÷íè ðåëåjíè êàíàëè 26.12.2014 Ñêîïjå 4 / 70
5. IFQF Ôåäèíã êàíàëè
Êàðàêòåðèçàöèjà: Âî ôåäèíã êàíàëD àïëèòóäàòà è ôàçàòà íà
ñèãíàëîò âî ïðèåìíèêîò ñëó÷àjíî ñå ìåíóâà âî òåêîò íà âðåìåòî
E Áàâåí è áðç ôåäèíãF
E Ðàìåí è ôðåêâåíòíîEñåëåêòèâåí ôåäèíãF
Ìîäåëèðà»å: Ìîìåíòàëåí è ñðåäåí îäíîñ ñèãíàëEøóìX
γ = α2 Es
N0
, γ = Ω · Es
N0
.
E Ôóíêöèjà íà ãóñòèíà íà âåðîjàòíîñò íà îäíîñîò ñèãíàë øóìX
pγ (γ) = pα(α)
dγ/dα α= γ·Ω
γ
= pα
γ·Ω
γ /P · γ·γ
Ω
E Ôóíêöèjà íà ãåíåðèðà»å íà ìîìåíòè @wqpAX
wγ (s) =
∞
0 pγ (γ) · es·γdγ,
E Ïîâå¡êåïàòåí ôåäèíãX uîãà íåìà äèðåêòíà âèäëèâîñò àìïëèòóäàòà íà
ôåäèíã êàíàëîò jà ñëåäè Ðåjëèåâàòà ðàñïðåäåëáàX
pα (α) = 2·α
Ω · e−α2
Ω , α ≥ H, p (γ) = 1
¯γ · exp −γ
¯γ , γ ≥ H, wγ (s) = (I − s · γ)−1
Êîîïåðàòèâíè êîìóíèêàöèè ïðåêó áåçæè÷íè ðåëåjíè êàíàëè 26.12.2014 Ñêîïjå 5 / 70
6. PFIF Êàïàöèòåò íà ðåëååí êàíàë 0.0
E Äèñêðåòåí ðåëååí êàíàë áåç ìåìåîðèjà @hw‚gAX
(ˆ1 × ˆ2, p(y2, y3|x1, x2), ‰2 × ‰3)
E wíîæåñòâî íà ïîðàêè I : PnR Y ÊîäåðX êîäåí çáîð xn
1 (w) çà ñåêîjà
ïîðàêà w ∈ [I : PnR]Y ÄåêîäåðX åñòèìàöèjà ˆw èëè ãðåøêà eD ∀yn
3 ∈ ‰ n
3
E Ãîðíà ãðàíèöà çà êàïàöèòåòîò @g…fAX
g ≤ m—xp(x1x2) min {s (ˆ1, ˆ2; ‰3) , s (ˆ1; ‰2, ‰3|ˆ2)}
Êîîïåðàòèâíè êîìóíèêàöèè ïðåêó áåçæè÷íè ðåëåjíè êàíàëè 26.12.2014 Ñêîïjå 6 / 70
7. PFPF Ãðàíèöè íà êàïàöèòåòîò
- Äèðåêòåí ïðåíîñ: gDT ≥ m—xx2∈X m—xp(x1) s(ˆ1; ‰3|x2)
- Êàñêàäåí RCX
g ≥ m—xp(x1)p(x2) min {s (ˆ2; ‰3) , s (ˆ1; ‰2|ˆ2)} = min m—xp(x2) {s (ˆ2; ‰3)} , m—xp(x1) {s (ˆ1; ‰2)}
E Êîõåðåíòåí RC: Áðçèíàòà íà ïðåíîñ øòî ñå ïîñòèãíóâà ñî
êàñêàäíèîò ‚g ñå çãîëåìóâà àêî ƒ è ‚ êîõåðåíòíî ñîðàáîòóâààò ïðè
èñïðà¡êà»åòî íà êîäíèòå çáîðîâèF
g ≥ m—xp(x1,x2) min {s (ˆ2; ‰3) , s (ˆ1; ‰2|ˆ2)}
E Äåêîäèðàj-è-ïðîñëåäè @hpAX
g ≥ m—xp(x1x2) min {s (ˆ1, ˆ2; ‰3) , s (ˆ1; ‰2|ˆ2)}
E Äåãðàäèðàí ‚gX p(y3, y2|x1, x2) = p(y2|x1, x2) · p(y3|y2, x2) òFå ˆ1 → (ˆ2, ‰2) → ‰3F
g = m—xp(x1x2) min {s (ˆ1, ˆ2; ‰3) , s (ˆ1; ‰2|ˆ2)}
E Êîìïðèìèðàj-è-ïðîñëåäè @ìàêñF ïîX p (x1) p (x2) p (ˆy2|x2y2)AX
g ≥ m—x min s (ˆ1, ˆ2; ‰3) − s ‰2; ˆ‰2|ˆ1ˆ2‰3 , s ˆ1; ˆ‰2, ‰3|ˆ2
E CUB íà ‚g ñî îðòîãîíàëíè ïðèåìíè êîìïîíåíòè @y‚gAX
g ≤ m—xp(x1)p(x2) min {s (ˆ1; ‰3) + s (ˆ2; ‰3 ) , s (ˆ1; ‰2, ‰3)}
Êîîïåðàòèâíè êîìóíèêàöèè ïðåêó áåçæè÷íè ðåëåjíè êàíàëè 26.12.2014 Ñêîïjå 7 / 70
8. PFQF Ãàóñîâ ‚gX äåêîäèðàjEèEïðîñëåäè
‰2 = g21ˆ1 + 2, ‰3 = g31ˆ1 + g32ˆ2 + 3,
E uàäå g21, g31, è g32 ñå êàíàëíèòå
êîåôèöèåíòD — 2 ∼ N (H, I) è 3 ∼
N (H, I) ñå íåçàâèñíèòå êîìïîíåíòè
íà øóìîò
E € å îãðàíè÷óâà»åòî íà ñðåäíàòà ìî¡êíîñò çà ˆ1 è ˆ2
E Ãîðíà ïðåñå÷íà ãðàíèöà @g…fAX
g ≤ m—x0≤ρ≤1 min g γ31 + γ32 + Pρ
√
γ31γ32 , g I − ρ2 (γ31 + γ21) , ρ = i (ˆ1ˆ2) / i ˆ2
1 · i ˆ2
2
E Äîëíà ãðàíèöà íà g çà äèðåêòåí ïðåíîñX g ≥ g (γ31)
E Äîëíà ãðàíèöà íà g çà êàñêàäåí ‚gX g ≥ min {g (γ21) , g (γ32/ (γ31 + I))}
E Äîëíà ãðàíèöà çà äåêîäèðàjEèEïðîñëåäè @hpAX
g ≥ m—x0≤ρ≤1 min g γ31 + γ32 + Pρ ·
√
γ31γ32 , g I − ρ2 · γ21
E Äîëíà ãðàíèöà çà íåêîõåðåíòåí äåêîäèðàjEèEïðîñëåäè êàíàëX
g ≥ min {g (γ31 + γ32) , g (γ21)}
Êîîïåðàòèâíè êîìóíèêàöèè ïðåêó áåçæè÷íè ðåëåjíè êàíàëè 26.12.2014 Ñêîïjå 8 / 70
9. PFRF Ãàóñîâ ‚gX êîìïðèìèðàjEèEïðîñëåäè
gp Ãàóñîâ ðåëååí êàíàë
‚ph Ãàóñîâ ðåëååí êàíàë
E ˆ1 ∼ N (H, €)D ˆ2 ∼ x (H, €)D è ∼ N (H, x) ñå çäðóæåíî íåçàâèñíè
è ˆ‰2 = ‰2 + F
E gp ìåòîäàòà äàâà ïîäîáðè ðåçóëòàòè îä hp êîãà γ21 < γ31F
E Äîëíàòà ãðàíèöà çà gp Ãàóñîâ ‚g
åX
C ≥ C γ31 + γ21·γ32
γ31+γ21+γ32+1
.
E Äîëíà ãðàíèöà çà hp çà ‚ph
C ≥
C (γ31) + C (γ32) äîêîëêó γ21 ≥ γ32 (γ31 + I)
C (γ21) âî ñïðîòèâíî
E g…f çà ‚ph
C ≤
C (γ31) + C (γ32) if γ21 ≥ γ32 (γ31 + I)
C (γ21 + γ31) otherwise .
E Äîëíà ãðàíèöà çà gp çà ‚ph
C ≥ C γ31 + γ21γ32(γ31+1)
γ21+(γ31+1)(γ32+1)
.
Êîîïåðàòèâíè êîìóíèêàöèè ïðåêó áåçæè÷íè ðåëåjíè êàíàëè 26.12.2014 Ñêîïjå 9 / 70
10. PFSF ÇàñèëèEèEïðîñëåäè Ãàóñîâ ‚g
E Ãàóñîâ RC ñî ëèíåàðíà
ðåëåjíà ôóíêöèjàX
x2i = i
j=1 —ijy2j i ∈ [I : n] , ˆn
2 = e · ‰ n
2
x21
x22
...
x2n
=
—11 H H H
—21 —22 H H
... ... ... ...
—n1 —n2 ... —nn
·
y21
y22
...
y23
E Êàïàöèòåò íà ñèñòåìîòX
gL = limk→∞ g
(k)
L , g
(k)
L = m—xF(xk
1 ),A
1
k · s ˆk
1 ; ‰ k
3
E Ìàêñèìóìîò å ïî ñèòå êóìóëàòèâíè
âåðîjàòíîñòè F xk
1 è äîëíè òðèàãîëíè
ìàòðèöè A êîè ãî çàäîâîëóâààò
îãðàíè÷óâà»åòî íà ìî¡êíîñò âî
èçâîðîò è ðåëåòî E P
- AF Ãàóñîâ RC ñå äîáèâà àêî k = IX
E Êàïàöèòåò X g
(1)
L = s (ˆ1; ‰31‰31) D
g
(1)
L ñå äîñòèãíóâà çà ˆ1 ∼ N (H, €)
è ˆ2 = ‰2 €/ (γ21 + I) F
g
(1)
L = g γ31 + γ21γ32
γ21+γ32+1
E g çà êàñêàäåí ep Ãàóñîâ ‚gX
g
(1)
L = g γ21γ32
γ21+γ32+1
Êîîïåðàòèâíè êîìóíèêàöèè ïðåêó áåçæè÷íè ðåëåjíè êàíàëè 26.12.2014 Ñêîïjå 10 / 70
11. QFIF ÌÈÌÎ ðåëåí êàíàë ñî P äåëèöè è P
àíòåíè ïî jàçîë 0.0
E ‚g ñî äâå äåëíèöèD êîj ñå ñîñòîè îä ƒ @ñî P àíòåíèAD ‚ @ñî I èëè P
àíòåíèA è h @ñî I èëè P àíòåíèAF Ñå êîðèñè Àëàìóòè êîäèðà»åF
E Ñå êîðèñòè âàðèjàíòà íà ep ïîñòàïêàD íàðå÷àíà ðàçäâîèEèEïðîñëåäè
@hgpA ñî ïðîìåíëèâî çàñèëóâà»å @†qA âî ðåëåòî @gƒs âî ðåëåòî è
äåñòèíàöèjàòàAF hgp å òåõíèêà çà ëèíåàðíî ïðîöåñèðà»å ñî êîjà
ðåëåòî êîíâåðòèðà ïîâå¡êå ïðîñòîðíè ïîâîðêè îä ïðèìåíèîò yƒ„fg
ñèãíàë âî åäíà ïðîñòîðíà ïîâîðêà áåç äåêîäèðà»å íà ñèìáîëèòåF
E Ñèãíàëîò âî ‚ è h eX
r2 (t) = α · x (t) + n2 (t) , r3 = α · β · e · x (t) + β · e · n2 (t) + n3 (t)
E ÊðàjEêðàj ƒx‚X
γeq = α2
·β2
·A2
·E1
β2
·A2
·N02+N03
E Ðåëè»à ñî ïðîìåíëèâî
çàñèëóâà»åD ñëåïè è ïîëóEñëåïè
ðåëè»à
Êîîïåðàòèâíè êîìóíèêàöèè ïðåêó áåçæè÷íè ðåëåjíè êàíàëè 26.12.2014 Ñêîïjå 11 / 70
12. QFPF Àëàìóòè øåìà
Ñèñòåìèòå ñî ïîâå¡êå àíòåíè âî ïðèåìíèêîò E ïðèåìåí äèâåðçèòåòD
à ñèñòåìèòå ñî ïîâå¡êå àíòåíè âî ïðåäàâàòåëîò E ïðåäàâàòåëåí
äèâåðçèòåò
Ïðèåìíèîò ñèãíàë âî ñèñòåì ñî ïîâå¡êå àíòåíè åX
y = hx + n, y = [y1, y2, ...yN]T
, h = [h1, h2, ..., hN]T
, n = [n1, n2, ...nN]T
E Äîêîëêó âî h ñå êîðèñòè ïðèåìåí
äèâåðçèòåò ñî êîðèñòå»å íà w‚g è
äîêîëêó i |hij|2
= IX
γ = i [γ] = x · Es
N0
= x · γ0
@ñðåäíèîò ƒx‚ âî ñèñòåì ñî x
ïðèåìíè àíòåíè âî h å x ïàòè
ïîãîëåì îä ñðåäíèîò ƒx‚ îä
ñèñòåìîò ñî I ïðåäàâàòåëíà è I
ïðèåìíà àíòåíàA
E Âî òðóäîò íà ÑF ÌF Àëàìóòè èñòà âàêâà äîáèâêà ñå äîáèâà ñî
êîðèñòå»å íà ñèñòåì ñî ïðåäàâàòåëåí äèâåðçèòåòF
Êîîïåðàòèâíè êîìóíèêàöèè ïðåêó áåçæè÷íè ðåëåjíè êàíàëè 26.12.2014 Ñêîïjå 12 / 70
13. QFQF ÌÈÌÎ ‚g ½ðàçäâîèEèEïðîñëåäè
E hgp ÌÈÌÎ ïîëóäóïëåêñåí ‚g ñî yƒ„fgX ïðîöåñîò å ïîäåëåí âî äâå
ôàçè @ôàçà I è ôàçà PAF ƒ èñïðà¡êà êîí ‚ çà âðåìå íà ôàçàòà ID ïîòîà
‚ èñïðà¡êà êîí h âî íà ôàçà PF
E Êàíàëíè ìàòðèöèX r = [h11, h12; h21, h22] è q = [g11, g12; g21, g22]F k a
ID P è Q âî gk, ∆k è Λk îçíà÷óâààò PxIxID PxPxI è PxPxP ñèñòåì
E |hij|2
è |gij|2
jà ñëåäàò
åêñïîíåíöèjàëíàòà îïà¡ãà÷êà
€hp ñî èäåíòè÷íè ñðåäíè
êâðàäðàòíè âðåäíîñòèX
i |hij|2
= i |gij|2
= I
E Ñðåäíà ìî¡êíîñò ïî
ñèìîáîëX
i = € · ™, ™ = L
K·N .
E Ïðèåìíèòå ñèãíàëè âî èíòåðâàëèòå I è P ñåX
y1 [I] =
√
is (h11 · x1 + h21 · x2) + n1 [P] , y1 [P] =
√
is (−h11 · x∗
2 + h21 · x∗
1 ) + n1 [P] ,
E Çà PxPxI è PxPxP ðàçäâîåíèòå ñèìáîëè âî ‚ ñåX
x1 = h∗
11y1 [I] − h21y∗
1 [P] =
√
is∆2x1 + η1, x2 =
√
is∆2x2 + η2, ∆2 = ∆3 = 2
i=1
2
i=1 |hij|2
Êîîïåðàòèâíè êîìóíèêàöèè ïðåêó áåçæè÷íè ðåëåjíè êàíàëè 26.12.2014 Ñêîïjå 13 / 70
14. QFRF Âåðîjàòíîñò íà èñïàä
E Âåðîjàòíîñòà íà èñïàä å âåðîjàòíîñò äåêà ìîìåíòàëíèîò ƒx‚ å ïîìàë
îä ïðàãîò E γth
€out = € (γk γth) = I − € (γk γth) = I − € 1
γk
1
γth
E Çà PxPxI ÌÈÌÎ ñèñòåìX
x1 = e2Λ2x1 + ζ1 = e2Λ2∆2
√
isx1 + e2Λ2η1 + ζ1, γ2 = Es
N0
·
A2
2
Λ2∆2
2
A2
2
Λ2∆2+1
E Ôàêòîð íà çàñèëóâà»åXe2 = e3 = iR/ iI · ∆2
2 + ∆2x0 ;
E Àêî ñå çåìå ek
∼= I/∆k;X
wk = 1
γk
= 1
γ·∆k
+ 1
γ·Λk
= uk + vk, γ = is/x0
E wîìåíòàëíàòà ìî¡êíîñò íà êàíàëîò jà ñëåäè åêñïîíåíöèjàëíàòà €hpD
∆k jà ñëåäè qàìà €hpD — I/ (γ · ∆k) jà ñëåäèX
f (x) = x−α−1
γαΓ(α) e
−1
xγ , çàx H, ∧α, θ H, w (−s) = 2
Γ(α)
s
γ
α
2
uα P s
γ ,
E …k è †k ñå íåçàâèñíè ñëó÷àjíè ïðîìåíëèâè è wqpEîò îä íèâíàòà
ñóì— å ïðîèçâîä îä íèâíèòå wqpEèF Íà ïðèìåð çà PxPxPX
ww3
(−s) = 4
γ2
(4)
s
γ
4
u4 P s
γ
2
, € (γk γth) = I − L −1 Mwk (−s)
s 1/γth
€ (γ3 γth) = I − 2
γ2
(4)γ4
d3
dw3
3
e
−2
γw3
w3
u4
2
γw3
w3= 1
γth
.
Êîîïåðàòèâíè êîìóíèêàöèè ïðåêó áåçæè÷íè ðåëåjíè êàíàëè 26.12.2014 Ñêîïjå 14 / 70
17. RFIF Ìîäåë íà êàíàëîò 0.0
E yƒ„fg êîäîâèòå ñå îçíà÷óâààò ñî òðè öèôðèD xuv F Ñå
ðàçãëåäóâààò äâå ñèñòåìñêè êîíôèãóðàöèè xxIxx è xxxxx F
E Ïðèåìíèîò ñèãíàë âî åäíà àíòåíà âî ðåëåòî eX
Y =
√
iS C H + N , Y = [y1, y2, . . . yL]T
, H = [h1, h2, ..hN]T
, N = [n1, n2, ..nL]T
E Ðàçäâîåíèòå (DCF) ñèìáîëè âî åäíà àíòåíà âî ðåëåòî ñåX 8.23
˜xk =
√
iS H
2
F xk+ξk, k = I, P, ..u, H
2
F = N
i=1
N
j=1 |hij|2
e = iR/ iI H
4
F + H
2
F x0
v—r(ξk) = H
2
F x0D e ≈ I/
√
˜ H
2
F , ˜ = ™ = v/ (u x) çà xxIxx è ˜ = I çà xxxxx
Êîîïåðàòèâíè êîìóíèêàöèè ïðåêó áåçæè÷íè ðåëåjíè êàíàëè 26.12.2014 Ñêîïjå 17 / 70
18. RFPF Âåðîjàòíîñò íà ãðåøêà @IA
Ðàçäâîåíèîò ñèìáîë âî äåñòèíàöèjàòà h åX
ˆxk = e G
2
F ˜xk + µk =
√
is e H
2
F G
2
F xk+e G
2
F ξk + µk, k = I, P, . . . u
v—r(µk) = G
2
F x0, G
2
F = N
i=1
N
j=1 |gij|2
Ìîìåíòàëíèîò ƒx‚ çà äâàòà ñèñòåìè åX 8.23
γ = PS
PN
= Es
N0
·
A2
G 2
F H 4
F
A2
G 2
F H 2
F+1
,
‡ = I/Γ = I/ γ · H
2
F + ˜/ γ · G
2
F = … + † , γ = is/x0 = ™ · ρ
… è † ñå íåçàâèñíè è wqpEîò å ïðîèçâîä îä ïîåäèíå÷íèòå wqpEèX
fU (x) = x−m−1
γm·Γ(m) e
− 1
x γ , fV (x) = bm·x−m−1
γm·Γ(m) e
− b
x·γ , wW (−s) = 4·
√
bm
Γ2(m)
· s
γ
m
· um P s
γ · um P b s
γ .
ghpEîò íà ñëó÷àjíàòà ïðîìåíëèâà Γ åX
pΓ(γ) = I − L−1 [ww (−s) /s]|w=1/γ = I − dm−1v (w) /d wm−1
w=1/γ
v (w) = L−1 [ww (−s) /sm] , v (w) = 2 bm/2
e
− b+1
γ w
w Γ2(m) γm um
2
√
b
γ w
Ãî àïðîêñèìèðàâìå um çà ìàëè âðåäíîñòè íà ïðîìåíëèâàòà z → HX
um(z) ≈ 1
2 · 2
z
m
· m−1
k=0 (−I)k
· (m−k−1)!
k! · z
2
2 k
.
Êîîïåðàòèâíè êîìóíèêàöèè ïðåêó áåçæè÷íè ðåëåjíè êàíàëè 26.12.2014 Ñêîïjå 18 / 70
29. SFRF Íóìåðè÷êè è ñèìóëàöèñêè ðåçóëòàòè @PA
0 5 10 15 20 25 30
10
−3
10
−2
10
−1
10
0
γ [dB]
Pout
γ
th
=0 dB γ
th
=5 dB γ
th
=10 dB
AF FG sim
AF VG sim
DF sim
y€ çà REäåëíè÷åí ñèñòåì âî Ðåjëèåâ
ôåäèíã çà γth = H, S, è IH df
0 5 10 15 20 25 30
10
−3
10
−2
10
−1
10
0
γ [dB]
Pout
γ
th
=0 dB γ
th
=5 dB γ
th
=10 dB
AF FG sim
AF VG sim
DF sim
y€ çà R äåëíè÷åí ñèñòåì âî Íàêàãàìè
ôåäèíã êàäå γth = H, S, IH dBD è
m = P.Q
Çà äðóãèòå òèïîâè íà ôåäèíã îêîëèíè ñå äîáèâààò ñëè÷íè
ðåçóëòàòèF
Íà ñëèêà äåñíî ñå ïðåòñòàâåíè ðåçóëòàòèòå çà x = R âî ñëó÷àj
êîãà ñèòå äåëíèöè ñå ïîä âëèjàíèå íà Íàêàãàìè ôåäèíãF
Êîîïåðàòèâíè êîìóíèêàöèè ïðåêó áåçæè÷íè ðåëåjíè êàíàëè 26.12.2014 Ñêîïjå 29 / 70
30. SFSF Íóìåðè÷êè è ñèìóëàöèñêè ðåçóëòàòè @QA
0 5 10 15 20 25 30
10
−3
10
−2
10
−1
10
0
γ [dB]
Pout
γ
th
=0 dB γ
th
=5 dB γ
th
=10 dB
AF FG sim
AF VG sim
DF sim
y€ çà R äåëíè÷åí ñèòåì âî Ðàjñîâ
ôåäèíã êàäå γth = H, S, IH dB è K = Q
0 5 10 15 20 25 30
10
−3
10
−2
10
−1
10
0
γ [dB]
Pout
γ
th
=0 dB γ
th
=5 dB γ
th
=10 dB
AF FG sim
AF VG sim
DF sim
y€ çà R äåëíè÷åí ñèñòåì âî Âåèáóë
ôåäèíã @γth = H, S, IH dBA
Íà ñëèêà ëåâî ñå ïðåçåíòèðàíè ðåçóëòàòèòå çà Ðàjñîâ ôåäèíãF Çà
x = R âî Ðàjñîâ ôåäèíãD epEpq èìààò ïîäîáðè ïåðôîðìàíñè îä epE†q
çà ïðîèçâîëåí ƒx‚ áåç îãëåä íà γthF Âî îäðåäåíè ñëó÷àè ìîæå äà ñå
çàáåëåæè äåêà êàêî áðîjîò íà äåëíèöè ñå çãîëåìóâà ñèñòåìèòå ñî
epE†q ïîêàæóâààò çàíåìàðëèâî ïîäîáðè ïåðôîðìàíñè è îä hp
ñèñòåìèòåF Âî àíàëèçàòà åôåêòîò íà çàñèòóâà»å íà ðåëåèòå ñî ôèêñíî
çàñèëóâà»å íå å çåìåí âî ïðåäâèäF
Êîîïåðàòèâíè êîìóíèêàöèè ïðåêó áåçæè÷íè ðåëåjíè êàíàëè 26.12.2014 Ñêîïjå 30 / 70
31. TFIF ÌÈÌÎ ‚g îä èíôîðìàöèñêîEòåîðåòñêè
àñïåêò 0.0
E Êàïàöèòåòîò íà ep ‚g ñî åäíà àíòåíà ïî jàçîë eX
g = 1
2 log (I + γ) = 1
2 log I + γ32·γ21
γ32+γ21+1
E Ñå ïîêàæóâà äåêà çà ˜ = IX γ ≈ γ31·γ32
γ31+γ32
= L·ρ
K·NT
·
H 2
F· G 2
F
H 2
F+ G 2
F
E ep ÌÈÌÎ ‚g ñî yƒ„fg ìîæå äà ãî ïðåòñòàâèìå ñî åêâèâàëåíòåí
òî÷êàEòî÷êà ÌÈÌÎ ñî igX 6.3
gAF = iH
K
L · log2 (I + γ) = iH
K
L · log2 I + γ32·γ21
γ32+γ21+1 ≈ (∗)
≈ iH
K
L · log2 I + γ32·γ21
γ32+γ21
= iH
K
L · log2 I + L·ρ
K·NT
·
H 2
F· G 2
F
H 2
F+ G 2
F
(∗∗)
E Äîêîëêó âî (∗) ñå çàìåíè 4.8
åäíîñòàâíèîò èçðàç çà €hpEîò íà
êðàjEêðàj ƒx‚EîòD EC íà êàñêàäíèîò ÌÈÌÎ ‚g åX
gAF ≈ K
L·Γ(m)·ln(2) · q1,3
3,2
L·ρ
K·NT·(b+1)
1−m,1,1
1,0
( )
EgAF íå ìîæå äà áèäå ïîãîëåì îä êàïàöèòåòîò íà òî÷êàEòî÷êà ÌÈÌÎ
ñî yƒ„fg è çàòîà ãîðíàòà ãðàíèöà åX
gAF ≤ K
L · log2 I + L·ρ
K·NT
· r 2
F ( ) , çàòîà øòî
H 2
F· G 2
F
H 2
F+ G 2
F
r 2
F
Êîîïåðàòèâíè êîìóíèêàöèè ïðåêó áåçæè÷íè ðåëåjíè êàíàëè 26.12.2014 Ñêîïjå 31 / 70
32. TFPF ÅgX Êàñêàäåí ep wswy ‚g @PA
ig çà PxPxPGPxIxP ep ÌÈÌÎ ‚g ñî
PPP yƒ„fg
ig íà QxQxQGQxIxQ ep ÌÈÌÎ ‚g ñî
QQR yƒ„fg
EÍà ñëèêèòå å äàäåíà ñïîðåäáàòà íà ( ) ñî Øåíîíîâèîò êàïàöèòåò è
ãîðíàòà ãðàíèöà ( )F
E ( ) íå jà íàäìèíóâà ãîðíàòà ãðàíèöà ( ) è ñå ïðèáëèæóâà äî íåà ñî
çãîëåìóâà»å íà áðîjîò íà àíòåíè. ig çà xxIxx å çàíåìàðëèâî
ïîìàë îä ig íà xxI è ðàçëèêàòà ñå çãîëåìóâà ñî çãîëåìóâà»å íà
ñðåäíèîò ƒx‚ è íàìàëóâà»å íà áðîjîò íà àíòåíèF
Êîîïåðàòèâíè êîìóíèêàöèè ïðåêó áåçæè÷íè ðåëåjíè êàíàëè 26.12.2014 Ñêîïjå 32 / 70
51. VFIPF ÌÈÌÎ ðåëååí êàíàë îä
èíôîðìàöèñêîEòåîðåòñêè àñïåêò 0.0
E Àêî âëåçîò è èçëåçîò íà hw‚g ñe ˆ è ‰ D êàíàëíèîò êàïàöèòåò åX
g = m—xp(x) {s (X; Y)} , Y = H · X + N, êàäå X å xT × I, Y å xR × I è H å xR × xT , N å xR × I
Âî ñðåäèíà ñî ìíîãó ðàñåjóâà»å áåç äèðåêòíà ëèíèjà íà âèäëèâîñòD
êàíàëíèòå êîåôèöèåíòè |hij| ñå ðàñïðåäåëåíè ñîãëàñíî Ðåjëèåâàòà €hpF
E Åðãîäè÷íèîò êàïàöèòåò íà SISO @xT = xR = IA eX
gH = iH m—xp(x):P≤PT s (ˆ; ‰ )
E uàïàöèòåòîò íà òî÷êàEòî÷êà SISO âî Ðåjëèåâ ôåäèíã åX
g = iH log2 I + ρ · |h11|2
=
∞
0
1
γ · exp −γ
γ · log2 (I + γ) dγ = 1
ln(2) · e
1
γ · i1
1
γ
E Ìîìåíòàëíèîò êàïàöèòåò íà ÌÈÌÎ êàíàëîò åX
g = log2 det INR + PT
NT·N0
· H · H
H = r
i=1 log2 I + ρ
NT
· σ2
i = r
i=1 log2 I + ρ
NT
· λi
êàäå σi ñå ñèíãóëàðíè âðåäíîñòèD à λi ñå ñîïñòâåíè âðåäíîñòè è
r = r—nk (H) ≤ min (xT , xR)F
E ig íà ÌÈÌÎ êàíàë ñî îãðàíè÷óâà»å íà ìî¡êíîñò €T åX
g = iH m—xp(x):tr(Kx)≤PT s (X; Y) = iH log2 det INR + ρ
NT
· H · H
H
E Äîêîëêó èçðàçîò çà ÌÈÌÎ ñå óïðîñòè ñî êîðèñòå»å íà òåîðåìàòà çà
äåòåðìèíàíòè íà Ñèëâåñòåð ñå äîáèâà èçðàçîò çà êàïàöèòåò íà ƒswyX
det(IAB + e · f) = det(IBA + f · e) ⇒ g = log2 I + Es
N0
· H
2
F = log2 I + γ · H
2
F
Êîîïåðàòèâíè êîìóíèêàöèè ïðåêó áåçæè÷íè ðåëåjíè êàíàëè 26.12.2014 Ñêîïjå 51 / 70
52. VFIQF ig íà òî÷êàEòî÷êà ÌÈÌÎ êàíàë
E Ãîðíàòà ãðàíèöà íà åðãîäè÷íèîò êàïàöèòåò çà MIMO åX
g ≤ iH xT · log2 I + ρ
NT
· H
2
F = NT
Γ(m) ln(2) · q1,3
3,2
ρ
NT
1−m,1,1
1,0
êàäå q1,3
3,2 å Ìåèjåð Ã ôóíêöèjàF
E Çà ãîëåì ƒx‚X
g ≤ NT
ln(2) · ln ρ
NT
+ Ψ (m)
êàäå Ψ (...) å äèãàìà ôóíêöèjà
E Êàïàöèòåò íà òî÷êàEòî÷êà ÌÈÌÎ ñî OSTBCX
gostbc = iH
K
L · log2 I + L·ρ
K·NT
· H
2
F =
= iH
K
L · log2 (I + γ) = K
L·Γ(m) ln(2) · q1,3
3,2
K·ρ
L·NT
1−m,1,1
1,0
êàäåX γ = ρ · ™ = ρ · L
NT·K å ñðåäåí îäíîñ ñèãíàë øóì
E Çà ãîëåì ƒx‚X
gostbc ≈ iH
K
L · log2
K·ρ
L·NT
· H
2
F = K·NT
L·ln(2) · ln K·ρ
L·NT
+ Ψ (m)
Êîîïåðàòèâíè êîìóíèêàöèè ïðåêó áåçæè÷íè ðåëåjíè êàíàëè 26.12.2014 Ñêîïjå 52 / 70
53. VFIRF yg çà òî÷êàEòî÷êà ÌÈÌÎ
E Àêî g íà êàíàëîò ïàäíå ïîä ãðàíèöàòà íà êàïàöèòåòíèîò èñïàä @ygAD
òîãàø ìàëà å âåðîjàòíîñòà äåêà ïðåíîñîò ¡êå e áåç ãðåøêèD áåç îãëåä íà
êîäèðà»åòîF Âåðîjàòíîñòà íà êàïàöèòåòåí èñïàä eX
€oc = €r [g ≤ gth] =
Cth
0 fc (g) dg
E Ñî ôóíêöèîíàëíà òðàíñôîðìàöèjà íà g = log (I + γ) ñå äîáèâà OC
íà SISO @γ ∼ ixp(γ)AX
fc (g) = 1
γ · exp 1−2C
γ · PC · ln (P) , €oc =
Cth
0
1
γ · exp 1−2C
γ · PC · ln (P) dg = I − e
−−1+2
Cth
γ .
E Ñî ôóíêöèîíàëíà òðàíñôîðìàöèjà íà g = log2 (I + γ · x) ñå äîáèâà
OC íà SIMO @x ∼ q—mm—(x)AX
fC =
2
C−1
γ
m−1
Γ(m) · e
−2
C−1
γ · 1
γ · ln (P) · PC , €oc = I − 1
Γ(m) ·
∞
xth
xm−1 · e−x · dx = I −
Γ m, 2
Cth−1
γ
Γ(m)
E Âåðîjàòíîñò íà êàïàöèòåòåí èñïàä íà ÌÈÌÎ ñî ÎSTBCX
g = K
L · log2 (I + γ) , fΓ (γ) = f (x)
γ x=γ
γ
= γα−1
γαΓ(α) e
−γ
γ , fC (g) =
2
LC
K −1
α−1
θαΓ(α) e−
2
LC
K −1
θ · L
K · ln (P) · P
LC
K
€oc = I − 1
Γ(nR·nT) · Γ nR · nT , 2
L·Cth
K −1
ρ·L · xT · u
Êîîïåðàòèâíè êîìóíèêàöèè ïðåêó áåçæè÷íè ðåëåjíè êàíàëè 26.12.2014 Ñêîïjå 53 / 70
54. VFISF ig íà ƒsƒy è PxPD RxR è TxT ÌÈÌÎ
ig íà ƒsƒy ‚g vsF Øåíîíîâ C
ig çà PxPD RxR è TxT ÌÈÌÎ êàíàë
Íà ñëèêèòe å äàäåí— ñïîðåäáà íà Øåíîíîâèîò êàïàöèòåò ñî
ãîðíàòà ãðàíèöà è àïðîêñèìàöèjàòà íà ãîðíàòà ãðàíèöà çà ãîëåìo
ρF
Êîîïåðàòèâíè êîìóíèêàöèè ïðåêó áåçæè÷íè ðåëåjíè êàíàëè 26.12.2014 Ñêîïjå 54 / 70
59. VFPHF Èçðàç çà ãðóáà àïðîêñèìàöèjà çà €hp çà
êàñêàäåí ‚g
E Àêî âî èçðàçîò çà pΓa íà ñëàjä 4.3
ñå çåìå k = HX
pΓl (γ) = I − exp −(b+1)γ
γ · m−1
n=0
(b+1)n
n! · γ
γ
n
(∗)
E Âòîðèîò ÷ëåí eX
exp −(b+1)γ
γ · m−1
n=0
(b+1)n
n! · γ
γ
n
=
Γ m,
(b+1)γ
γ
Γ(m)
êîj àêî ñå çàìåíè âî @BAX
pΓl (γ) ≈ I −
Γ m,
(b+1)γ
γ
Γ(m) =
γ m,
(b+1)γ
γ
Γ(m) . (∗∗)
Ïðåäëîã: (∗∗) e ghp çà ñëåäíèòî €hpX
f (γ) = 1
θm·Γ(m) γm−1e−γ
θ êàäå θ = γ
b+1
Äîêàç:
p (γ) = €r (x ≤ γ) = I −
∞
γ
1
θmΓ(m) · xm−1e−x
θ dx = I −
Γ m,
(b+1)γ
γ
Γ(m)
Êîîïåðàòèâíè êîìóíèêàöèè ïðåêó áåçæè÷íè ðåëåjíè êàíàëè 26.12.2014 Ñêîïjå 59 / 70
60. VFPIF Èçðàç çà €hp çà wswy ‚g ñî äèðåêòíà
ïàòåêà @IA
E Çà äèðåêòíàòà äåëíèöà ñå ïðåòïîñòàâóâà äåêà å ïîä âëèjàíèå íà
Ðåjëèåâ ôåäèíãX
fΓ1
:= 1
γm·Γ(m) γm−1e
−γ
γ
E Çà äåëíèöàòà ïðåêó ‚ ¡êå çåìåìå äåêà jà ñëåäè ãðóáàòà àïðîêñèìàöèjà
çà ƒx‚
fΓ2
:= (b+1)m
γm·Γ(m) γm−1e
−
(b+1)γ
γ .
Òðåáà äà ñå íàjäå €hpEîò çàX Γ = Γ1 + Γ2
Âî îïøò ñëó÷àj ñóìàòà íà n ñëó÷àjíè Ãàìà ïðîìåíëèâè å ‚†X
‰ = ˆ1 + ˆ2 + ... + ˆn, fi (xi ) =
x
αi
i
θ
ai
i ·Γ(αi)
e
−
xi
θi
Îä ëèòåðàòóðàòà ñå äîáèâà äåêà €hpEîò íà ‰ eX
g (y) = g · ∞
k=0
δk·yρ+k−1
Γ(ρ+k)·θρ+k
l
e
− y
θl êàäåX θl = mini (θi ) ρ =
∞
i=1 αi g = n
i=1
θl
θi
αi
( )δk+1 = 1
k+1 · k+1
i=1 i · γi · δk+1−i , k =
H, I, P, δ0 = I; γk = 1
k
n
i=1 αi I − θl
θi
k
, k = I, P, ...
Êîîïåðàòèâíè êîìóíèêàöèè ïðåêó áåçæè÷íè ðåëåjíè êàíàëè 26.12.2014 Ñêîïjå 60 / 70
61. VFPPF Èçðàç çà €hp çà wswy ‚g ñî äèðåêòíà
ïàòåêà @PA
Çà ñëó÷àjîò ñî äâå ñëó÷àjíè ïðîìåíëèâè äàäåí ( ) åX
θl = min γ, γ
b+1 = γ
b+1,ρ = P · m g = γ/(b+1)
γ
m
· γ/(b+1)
γ/(b+1)
m
=
(˜ + I)−m
.
δi =
(m)i
i! · b
b+1
i
E Àêî îâèå ïàðàìåòðè ñå çàìåíàò âî g (y) ñå äîáèâàX
fΓ (γ) = 1
(b+1)m · ∞
k=0
(m)k
k! · b
b+1
k
· γ2m+k−1
Γ(2m+k)·θ2m+k
l
· e
− γ
θl =
= 1
(b+1)m · ∞
k=0
(m)k
k! · b
b+1
k
· fΓ (γ; θl , P · m + k)
êàäå fΓ (γ; θl , P · m + k) å ãàìà ôóíêöèjà ñî ïàðàìåòàð íà îáëèê
θl = γ/ (˜ + I) è ïàðàìåòàð íà îáëèê α = Pm + k
fΓ (γ) = 1
(b+1)m · ∞
k=0
(m)k
k! · b
b+1
k
· γ2m+k−1
(b+1)2m+k
Γ(2m+k)·γ2m+k · e
−
(b+1)·γ
γ
Êîîïåðàòèâíè êîìóíèêàöèè ïðåêó áåçæè÷íè ðåëåjíè êàíàëè 26.12.2014 Ñêîïjå 61 / 70
62. VFPQF ig íà êàñêàäåí ep ÌÈÌÎ ‚g @IA
E Êàïàöèòåòîò íà ep ðåëåjíèîò êàíàë áåç äèðåêíòà êîìïîíåíòà åX
g = 1
2 log (I + γ) = 1
2 log I + γ32·γ21
γ32+γ21+1 (∗)
Ïðåäëîã: Äðîïêàòà âî ëîãàðèòàìîò âî (∗) ãî ïðåòñòàâóâà êðàjEêðàj
ƒx‚Eîò íà êàñêàäíèîò ep ÌÈÌÎ ðåëååí êàíàëF
Äîêàç: Äîêîëêó âî èçðàçîò çà ìîìåíòàëåí ƒx‚ íà ñëàjä 4.2
ñå
çàìåíè γ = is/x0 ñå äîáèâàX
γ = γ ·
A2
G 2
F H 4
F
A2
G 2
F H 2
F+1
1
γ = 1
γ ·
A2
G 2
F H 2
F+1
A2
G 2
F H 4
F
= 1
γ· H 2
F
+ 1
γ·A2
· G 2
F H 4
F
Äîêîëó çåìåìå iR = iI = iS âî èçðàçîò 4.1
ñå äîáèâàX
e2 = Es
Es H 4
F+ H 2
F N0
= γ
γ H 4
F+ H 2
F
1
γ = 1
γ· H 2
F
+ 1
γ· γ
γ H
4
F+ H
2
F
· G 2
F· H 4
F
= 1
γ· H 2
F
+
γ H 4
F+ H 2
F
γ2
· G 2
F· H 4
F
= 1
γ21
+ 1
γ32
+ 1
γ21·γ32
γ = 1
1
γ21
+ 1
γ32
+ 1
γ21·γ32
= γ21·γ32
γ21+γ32+1 FiFhF
E Àêî ñå êîðèñòè àïðîêñèìàòèâíèîò èçðàç çà e è ñå çåìå ˜ = IX
γ = γ ·
A2
G 2
F H 4
F
A2
G 2
F H 2
F+1
1
γ = 1
γ ·
A2
G 2
F H 2
F+1
A2
G 2
F H 4
F
= 1
γ· H 2
F
+ 1
γ·A2
· G 2
F H 4
F
=
Êîîïåðàòèâíè êîìóíèêàöèè ïðåêó áåçæè÷íè ðåëåjíè êàíàëè 26.12.2014 Ñêîïjå 62 / 70
63. VFPRF ig íà êàñêàäåí ep ÌÈÌÎ ‚g @PA
= 1
γ· H 2
F
+ b
γ· G 2
F
= 1
γ31
+ b
γ32
⇒ 1
γ = 1
γ31
+ ¡¡!
1
b
γ32
γ = 1
1
γ31
+ 1
γ32
= γ31γ32
γ31+γ32
( )
E Èçðàçîò ( ) ìîæå äà ñå ïðåòñòàâè ïðåêó ôðîáåíóîñîâèòå íîðìè íà
äåëíèöàòà ƒEh r 2
F è äåëíèöàòà ‚Eh q 2
F X
γ = 1
1
γ31
+ 1
γ32
= γ31γ32
γ31+γ32
=
L·ρ
K·NT
2
H 2
F· G 2
F
L·ρ
K·NT ( H 2
F+ G 2
F)
= L·ρ
K·NT
·
H 2
F· G 2
F
H 2
F+ G 2
F
E ep ÌÈÌÎ ‚g ñî yƒ„fg ìîæå äà ãî ïðåòñòàâèìå ñî åêâèâàëåíòåí
òî÷êàEòî÷êà ÌÈÌÎ ñî igX
gAF = iH
K
L · log2 (I + γ) = iH
K
L · log2 I + γ32·γ21
γ32+γ21+1 ≈
≈ iH
K
L · log2 I + γ32·γ21
γ32+γ21
= iH
K
L · log2 I + L·ρ
K·NT
·
H 2
F· G 2
F
H 2
F+ G 2
F
(∗∗)
Îä èçðàçîò (∗∗) å ñëåäè äåêà g íà ep ÌÈÌÎ ‚g ñî yƒ„fg e ïîìàë
îä g íà òî÷êàEòî÷êà ÌÈÌÎ êàíàëîò ñî yƒ„fgX
gAF ≤ K
L · log2 I + L·ρ
K·NT
· r 2
F çàòîà øòî :
H 2
F· G 2
F
H 2
F+ G 2
F
r 2
F F
Êîîïåðàòèâíè êîìóíèêàöèè ïðåêó áåçæè÷íè ðåëåjíè êàíàëè 26.12.2014 Ñêîïjå 63 / 70