关于采用分集组合的流体天线系统辅助协作中继的评估

《IEEE Open Journal of the Communications Society》：On the Evaluation of Fluid Antenna System Assisted Cooperative Relaying with Diversity Combining

　　

摘要：

本研究分析了基于流体天线系统（FAS）的协作中继策略的性能。具体而言，研究了一种双跳放大转发（AF）中继系统模型，其中第一跳中继链路存在阴影效应和衰落现象。该AF中继负责连接FAS接收器与无线移动用户。此外，如果存在清晰的视距链路（LoS），则还可以通过直接链路将FAS接收器与移动用户相连，从而提升用户体验。此时，会通过最大比合并（MRC）技术将中继链路和视距链路上传输的信号进行合并。针对所研究的系统模型，推导出了中断概率、遍历容量以及比特错误率（BER）的解析表达式。对于高信噪比（SNR）情况，进一步将这些表达式简化为仅包含基本函数的形式。同时，利用中断概率的渐近结果来确定系统的分集阶数。此外，还推导出了遍历容量的数值高效近似表达式，这些表达式可结合分析约束型深度神经网络（AC-DNN）用于遍历容量的预测。实验表明，即使训练轮次较少，AC-DNN模型的预测精度也相当不错，其平均百分比误差仅为4.64%。模拟分析结果显示，阴影效应/衰落会对系统性能产生显著影响，而通过应用MRC技术可有效降低这种影响；另外，由于FAS的结构特点，其天线端口数量也可能较多。