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全雙工無線通信系統(tǒng)的智能安全中繼選擇策略

發(fā)布時間:2024-06-10 22:26
  全雙工技術(shù)理論上可以使頻譜效率提升一倍,將其應用于雙向中繼系統(tǒng),能進一步提升系統(tǒng)的頻譜效率?紤]殘余自干擾與信道環(huán)境,以安全容量最大化為目標進行中繼選擇,將該選擇優(yōu)化問題建模為多分類問題,提出了一種基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(CNN)的智能中繼選擇策略。在設(shè)計分類模型時利用CNN提取信道的空間相關(guān)性,設(shè)置卷積核的維度與中繼數(shù)目相關(guān),為了保留輸入特征的矩陣特性未使用池化層。仿真結(jié)果表明,在降低計算復雜度和減少反饋開銷的情況下,基于CNN的分類器具有更高的分類準確率,能獲得與傳統(tǒng)最優(yōu)中繼選擇方案一致的安全容量。

【文章頁數(shù)】:8 頁

【部分圖文】:

圖1全雙工雙向多協(xié)作中繼的系統(tǒng)模型

圖1全雙工雙向多協(xié)作中繼的系統(tǒng)模型

在上述雙向通信系統(tǒng)中,假設(shè)全部信道狀態(tài)信息(CSI)均已知,而且各節(jié)點間的信道服從獨立同分布(independentlyidenticallydistribution,i.i.d)的瑞利平坦衰落,將系統(tǒng)中節(jié)點a與節(jié)點b間的信道傳輸系數(shù)hab(a,b∈{S1,S2,Rn....


圖2分類準確率隨平均信噪比的變化曲線

圖2分類準確率隨平均信噪比的變化曲線

首先,本文選用準確率來評估已構(gòu)建多分類模型的應用效果,準確率是用來衡量全部樣本被正確分類的比例。分類準確率隨平均信噪比的變化曲線如圖2所示,展示了在包含不同中繼的協(xié)作場景中,分類效果隨平均信噪比的變化情況。由圖2可以看出,當平均信噪比在0~30dB內(nèi)變化時,不同中繼數(shù)目的協(xié)作....


圖3系統(tǒng)安全容量隨鏈路平均信噪比的變化曲線

圖3系統(tǒng)安全容量隨鏈路平均信噪比的變化曲線

中繼數(shù)目不同的協(xié)作場景中,系統(tǒng)安全容量隨接收平均信噪比的變化曲線如圖3所示,實驗中設(shè)置仿真參數(shù)殘余自干擾功率Ij=-20dB,j∈{S1,S2,Rk}及協(xié)作中繼數(shù)目N=2、4、8、16。從圖3中可看出,在相同中繼數(shù)目的場景中,基于深度神經(jīng)網(wǎng)絡的中繼選擇方案獲得的系統(tǒng)安全....


圖4系統(tǒng)安全性能與殘余自干擾強度的關(guān)系

圖4系統(tǒng)安全性能與殘余自干擾強度的關(guān)系

均信噪比γ一定時,系統(tǒng)安全容量與系統(tǒng)安全中斷概率隨殘余自干擾強度的變化情況如圖4所示,仿真實驗中設(shè)置γ=15dB與安全容量閾值Cth=1bit/(s.Hz)。圖4(a)展示了展示出平均信噪比一定時,提出的分類方案所獲得的系統(tǒng)安全容量隨殘余自干擾強度的增加而明顯降低;圖4(b....



本文編號:3991988

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