无线信道传输模型(LoS/ NLoS OMA/ NOMA)

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无线信道传输模型(LoS/ NLoS OMA/ NOMA)

2024-05-30 22:11| 来源: 网络整理| 查看: 265

无线信道传输模型 概率LoS信道+OMA概率LoS信道+NOMA 无人机作为一种高灵活性的移动资源,常常被用于地面设备到远程基站的数据传输中继。由于无人机和地面之间的遮挡较少,其信道是LoS的,质量较高,但是也存在NLoS。在现实场景中,我们常常不知道信道的质量条件,所以一般采用概率LoS来表示信道为LoS的概率。

概率LoS信道+OMA

信道建模 UAV与设备之间的信道增益为: 在这里插入图片描述 其中 β \beta β是大尺度衰落因子,如路径损耗和阴影衰落;h是小尺度衰落因子,如多径衰落。其中h满足其平方的期望为1。 UAV与设备之间的LoS概率表示为 在这里插入图片描述 C和D是描述环境的参数, θ \theta θ是UAV的角度,与UAV位置和设备位置有关。 路径损耗表示为(看表达式像自由空间路径损耗) 在这里插入图片描述 其中fc是carrier frequency, α \alpha α是路径损耗指数, η \eta η是在LoS和NLoS情况下的路径损耗系数, η \eta η2 > η \eta η1。 那么平均路径损耗为 在这里插入图片描述 其中 β \beta β0是参考距离为1m时的路径损耗,为(4 π \pi πfc/c)-alpha。 由此,可以计算出信道增益hmt。

传输建模

令p为设备的传输功率,那么UAV和设备之间的数据率为 在这里插入图片描述

概率LoS信道+NOMA

信道建模 接收机r与发送机s的信道增益为 在这里插入图片描述 其中a是NLoS和LoS链路的衰落分量,h是服从Nakagami-m分布的小尺度衰落因子。 其中a表示为 在这里插入图片描述

其中FSPL (free space path loss)表示为 在这里插入图片描述 这个是更为普遍的路径损耗模型(对数距离路径损耗模型)。 设备和UAV之间LoS的概率是 在这里插入图片描述

传输建模 在NOMA中,发射端同时发射多个设备的信号,对频谱资源进行服用,多个信号经过叠加编码技术成为混合信号,发送至接收端,接收端对混合信号采用串行干扰消除技术,进行信号的解码。信号解码顺序按照信号的发射功率从高到低进行解码,解码某个信号时,其他未解码信号作为干扰噪声,已解码信号则从混合信号中移除。这里不同设备的发射功率不同,发送端按照功率分配原则为每个信号分配不同等级的功率。 当设备向UAV发送信号,UAV收到的混合信号为 在这里插入图片描述 其中x代表传输信号,p代表分配的发送功率。 在UAV处解码信息的SINR (signal-to-interference-plus-noise-ratio)表示为 在这里插入图片描述 数据传输率为 r = Blog2(1 + SINR) 其中B为子信道的带宽。

—————————————————————————— 参考文献: 【1】A. B. M. Adam, M. S. A. Muthanna, A. Muthanna, T. N. Nguyen and A. A. A. El-Latif, “Toward Smart Traffic Management With 3D Placement Optimization in UAV-Assisted NOMA IIoT Networks,” in IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems, vol. 24, no. 12, pp. 15448-15458, Dec. 2023 【2】M. Sun, X. Xu, X. Qin and P. Zhang, “AoI-Energy-Aware UAV-Assisted Data Collection for IoT Networks: A Deep Reinforcement Learning Method,” in IEEE Internet of Things Journal, vol. 8, no. 24, pp. 17275-17289, 15 Dec.15, 2021



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