独立非均匀衰落信道下多用户双向全双工中继系统的可达到速率分析

"这篇论文探讨了在独立非同分布(i.ni.d.)衰落信道下的多用户双向全双工(FD)中继系统的可达到速率。与传统的假设不同，这种独立非同分布的信道模型导致用户对的选择概率各异，各用户对的加权速率也不同，从而影响整个系统的可达到速率。研究中，首先计算了最大-最小调度方案的用户对选择概率，接着解决了加权速率的推导问题，并利用总概率定理得出系统可达到速率的通用表达式。通过理论分析和数值模拟验证了分析的正确性，展示了全双工模式在低发射功率范围内的优势。" 本文的核心关注点是多用户双向全双工中继系统的通信性能，特别是当信道条件不再是独立且同分布时的情况。全双工模式允许设备同时发送和接收信息，理论上可以提高通信系统的效率。然而，实际应用中，信道条件可能因地理位置、环境因素或用户设备差异而独立且非同分布，这对系统的可达到速率产生了复杂的影响。 在分析过程中，作者首先考虑了最大-最小调度策略，这是一种优化资源分配的方法，旨在最大化系统中最弱链路的性能。对于i.ni.d.信道，他们计算了用户对的选取概率，这些概率取决于信道的质量差异。然后，基于这些选取概率，他们解决了如何为每个用户对确定合适的加权速率，以平衡系统性能。 接下来，通过应用总概率定理，作者推导出了系统整体可达到速率的数学表达式。这个表达式综合了所有用户对的贡献，考虑了他们的不同信道条件和选择概率。这为理解系统在各种信道环境下的行为提供了理论基础。 理论评估和数值模拟的结合进一步证实了这些分析的准确性和实用性。模拟结果不仅验证了理论分析的正确性，还揭示了在发射功率较低的场景下，全双工模式相比传统单工或半双工模式具有显著的性能提升。这对于能源有限或需要高效利用频谱资源的无线通信系统尤其重要。 这项工作深化了我们对多用户双向全双工中继系统在现实信道条件下的理解，并为设计和优化这类系统提供了理论工具。未来的研究可能会扩展到更复杂的网络结构，考虑更多的干扰源，以及探索新的调度策略来进一步提升系统性能。