298 research outputs found

    A differential ML combiner for differential amplify-and-forward system in time-selective fading channels

    Get PDF
    We propose a new differential maximum-likelihood (DML) combiner for noncoherent detection of the differential amplify-and-forward (D-AF) relaying system in the time-selective channel. The weights are computed based on both the average channel quality and the correlation coefficient of the direct and relay channels. Moreover, we derive a closed-form approximate expression for the average bit error rate (BER), which is applicable to any single-relay D-AF system with fixed weights. Both theoretical and simulated results are presented to show that the time-selective nature of the underlying channels tends to reduce the diversity gains at the low-signal-to-noise-ratio (SNR) region, resulting in an asymptotic BER floor at the high-SNR region. Moreover, the proposed DML combiner is capable of providing significant BER improvements compared with the conventional differential detection (CDD) and selection-combining (SC) schemes

    Constructive interference as an information carrier by dual-layered MIMO transmission

    Get PDF
    We propose a bandwidth-efficient transmission scheme for multiple-input-multiple-output point-to-point and downlink channels. The bandwidth efficiency (BE) of spatial multiplexing (SMX) is improved by implicitly encoding information in the spatial domain based on the existence of constructive interference in the received symbols, which creates a differentiation in the symbol power. Explicitly, the combination of symbols received at a higher power level carries implicit information in the spatial domain in the same manner as that the combination of nonzero elements in the received symbol vector carries information for receive-antenna-based spatial modulation (RSM). The nonzero power throughout the received symbol vector for the proposed technique allows a full SMX underlying transmission, with the BE enhancement brought by the spatial symbol. Our simulation results demonstrate both significant BE gains and error probability reduction for our approach over the conventional SMX and RSM schemes

    TAS-Based Incremental Hybrid Decode–Amplify–Forward Relaying for Physical Layer Security Enhancement

    Get PDF
    In this paper, a transmit antenna selection (TAS)- based incremental hybrid decode-amplify-forward (IHDAF) scheme is proposed to enhance physical layer security in cooperative relay networks. Specifically, TAS is adopted at the source in order to reduce the feedback overhead. In the proposed TAS-based IHDAF scheme, the network transmits signals to the destination adaptive select direction transmission mode, AF mode or DF mode depending on the capacity of the source-relay link and source-relay link. In order to fully examine the benefits of the proposed TAS-based IHDAF scheme, we first derive its secrecy outage probability (SOP) in a closed-form expression. We then conduct asymptotic analysis on the SOP, which reveals the secrecy performance floor of the proposed TAS-based IHDAF scheme when no channel state information is available at the source. Theoretical analysis and simulation results demonstrate that the proposed TAS-based IHDAF scheme outperforms the selective decode-and-forward (SDF), the incremental decodeand-forward (IDF), and the noncooperative direction transmission (DT) schemes in terms of the SOP and effective secrecy throughout, especially when the relay is close to the destination. Furthermore, the proposed TAS-based IHDAF scheme offer a good trade-off between complexity and performance compare with using all antennas at the source.ARC Discovery Projects Grant DP150103905

    Performance enhancement solutions in wireless communication networks

    Get PDF
    In this dissertation thesis, we study the new relaying protocols for different wireless network systems. We analyze and evaluate an efficiency of the transmission in terms of the outage probability over Rayleigh fading channels by mathematical analyses. The theoretical analyses are verified by performing Monte Carlo simulations. First, we study the cooperative relaying in the Two-Way Decode-and-Forward (DF) and multi-relay DF scheme for a secondary system to obtain spectrum access along with a primary system. In particular, we proposed the Two-Way DF scheme with Energy Harvesting, and the Two-Way DF Non-orthogonal Multiple Access (NOMA) scheme with digital network coding. Besides, we also investigate the wireless systems with multi-relay; the best relay selection is presented to optimize the effect of the proposed scheme. The transmission protocols of the proposed schemes EHAF (Energy Harvesting Amplify and Forward) and EHDF (Energy Harvesting Decode and Forward) are compared together in the same environment and in term of outage probability. Hence, with the obtained results, we conclude that the proposed schemes improve the performance of the wireless cooperative relaying systems, particularly their throughput. Second, we focus on investigating the NOMA technology and proposing the optimal solutions (protocols) to advance the data rate and to ensure the Quality of Service (QoS) for the users in the next generation of wireless communications. In this thesis, we propose a Two-Way DF NOMA scheme (called a TWNOMA protocol) in which an intermediate relay helps two source nodes to communicate with each other. Simulation and analysis results show that the proposed protocol TWNOMA is improving the data rate when comparing with a conventional Two-Way scheme using digital network coding (DNC) (called a TWDNC protocol), Two-Way scheme without using DNC (called a TWNDNC protocol) and Two-Way scheme in amplify-and-forward(AF) relay systems (called a TWANC protocol). Finally, we considered the combination of the NOMA and physical layer security (PLS) in the Underlay Cooperative Cognitive Network (UCCN). The best relay selection strategy is investigated, which uses the NOMA and considers the PLS to enhance the transmission efficiency and secrecy of the new generation wireless networks.V této dizertační práci je provedena studie nových přenosových protokolů pro různé bezdrátové síťové systémy. S využitím matematické analýzy jsme analyzovali a vyhodnotili efektivitu přenosu z hlediska pravděpodobnosti výpadku přes Rayleighův kanál. Teoretické analýzy jsou ověřeny provedenými simulacemi metodou Monte Carlo. Nejprve došlo ke studii kooperativního přenosu ve dvoucestném dekóduj-a-předej (Two-Way Decode-and-Forward–TWDF) a vícecestném DF schématu s větším počtem přenosových uzlů pro sekundární systém, kdy takto byl získán přístup ke spektru spolu s primárním systémem. Konkrétně jsme navrhli dvoucestné DF schéma se získáváním energie a dvoucestné DF neortogonální schéma s mnohonásobným přístupem (Non-orthogonal Multiple Access–NOMA) s digitálním síťovým kódováním. Kromě toho rovněž zkoumáme bezdrátové systémy s větším počtem přenosových uzlů, kde je přítomen výběr nejlepšího přenosového uzlu pro optimalizaci efektivnosti navrženého schématu. Přenosové protokoly navržených schémat EHAF (Energy Harvesting Amplify and Forward) a EHDF(Energy Harvesting Decode and Forward) jsou společně porovnány v identickém prostředí z pohledu pravděpodobnosti výpadku. Následně, na základě získaných výsledků, jsme dospěli k závěru, že navržená schémata vylepšují výkonnost bezdrátových kooperativních systémů, konkrétně jejich propustnost. Dále jsme se zaměřili na zkoumání NOMA technologie a navrhli optimální řešení (protokoly) pro urychlení datového přenosu a zajištění QoS v další generaci bezdrátových komunikací. V této práci jsme navrhli dvoucestné DF NOMA schéma (nazýváno jako TWNOMA protokol), ve kterém mezilehlý přenosový uzel napomáhá dvěma zdrojovým uzlům komunikovat mezi sebou. Výsledky simulace a analýzy ukazují, že navržený protokol TWNOMA vylepšuje dosaženou přenosovou rychlost v porovnání s konvenčním dvoucestným schématem používajícím DNC (TWDNC protokol), dvoucestným schématem bez použití DNC (TWNDNC protokol) a dvoucestným schématem v zesil-a-předej (amplify-and-forward) přenosových systémech (TWANC protokol). Nakonec jsme zvážili využití kombinace NOMA a zabezpečení fyzické vrstvy (Physical Layer Security–PLS) v podpůrné kooperativní kognitivní síti (Underlay Cooperative Cognitive Network–UCCN). Zde je zde zkoumán výběr nejlepšího přenosového uzlu, který užívá NOMA a bere v úvahu PLS pro efektivnější přenos a zabezpečení nové generace bezdrátových sítí.440 - Katedra telekomunikační technikyvyhově
    corecore