第4章 硬件损伤和非完美CSI对多中继网络的性能

本章研究双跳DF多中继网络性能，其中考虑了硬件的两个实际的有害因素：硬件损伤和非完美信道状态信息（Channel State Information，CSI）。通过DF多中继节点，实现源节点和目的节点之间的通信，假设两条链路服从独立非同分布的α-μ分布。为了提高系统的性能，考虑三种典型的中继选择方案，所提方案根据源节点到中继节点或者中继节点到目的节点的链路质量选在最优的中继节点。为了评估所提方案的性能，本章考虑中断概率和遍历容量两种典型的性能评价指标。首先，推导给出确切的和高SNR渐进中断概率性能的闭式表达式，利用所推导的闭式表达式，得到目的节点的分集增益性能。研究表明系统的中断概率性能受限于硬件损伤和非理想CSI。此外，由于非零估计误差的存在，系统的分集增益在高SNR情况下趋近于0。然后，本章研究所提中继选择方案的遍历容量，推导给出遍历容量上界和高SNR情况下遍历容量的渐进表达式。为了获得更深入的理解，通过射线展开，获得高SNR斜率和高SNR功率偏移量这两个指标。结果表明，由于硬件损伤和非完美CSI的存在，遍历容量存在速率上限，导致高SNR斜率为零，高SNR功率偏移量有限。