When assessing the performance of wireless communication systems operating over fading channels, one often encounters the problem of computing expectations of some functional of sums of independent random variables (RVs). The outage probability (OP) at the output of Equal Gain Combining (EGC) and Maximum Ratio Combining (MRC) receivers is among the most important performance metrics that falls within this framework. In general, closed form expressions of expectations of functionals applied to sums of RVs are out of reach. A naive Monte Carlo (MC) simulation is of course an alternative approach. However, this method requires a large number of samples for rare event problems (small OP values for instance). Therefore, it is of paramount importance to use variance reduction techniques to develop fast and efficient estimation methods. In this work, we use importance sampling (IS), being known for its efficiency in requiring less computations for achieving the same accuracy requirement. In this line, we propose a state-dependent IS scheme based on a stochastic optimal control (SOC) formulation to calculate rare events quantities that could be written in a form of an expectation of some functional of sums of independent RVs. Our proposed algorithm is generic and can be applicable without any restriction on the univariate distributions of the different fading envelops/gains or on the functional that is applied to the sum. We apply our approach to the Log-Normal distribution to compute the OP at the output of diversity receivers with and without co-channel interference. For each case, we show numerically that the proposed state-dependent IS algorithm compares favorably to most of the well-known estimators dealing with similar problems.


翻译:在评估无线通信系统运行于淡化的频道的性能时,人们常常遇到计算独立随机变量(RVs)总和数数的某些功能的预期值的问题。平等增益组合和最大比率组合接收器(MRC)的输出出错概率(OP)是属于这一框架的最重要的业绩衡量标准之一。一般来说,对适用于RV总和的功能期望值的封闭形式表达无法达到。一个天真的蒙特卡洛(Sonte Carlo)模拟当然是一种替代方法。然而,这一方法需要大量关于稀有事件问题的样本(例如小额OP值)。因此,使用减少差异技术开发快速高效的估算方法至关重要。在这项工作中,我们使用抽样(IS),因为其效率要求对于达到相同准确要求的要求要求的要求是较少的。我们建议采用一种依赖国家的IS(SOC)计划,根据一种精密的最佳控制(SOC)公式来计算稀有事件的数量,可以写成一种对独立的 RVSVsloppyeral Excial Expressational deal developal developations (我们提议的Oralalalalalalalal-liversal-liversations) listreval liversal list liversal list) listalal destreval disalalal exalalalal ex ex ex ex ex ex) lautal 可以在不向不使用任何普通分布上显示我们对不作任何通用和/O-O-O-O-Oversalsalsal-saltratratratratragal-salsalsal-lis-libal-s-sss-sal-sal-salsal-sal-salsalsalsal-tractionsal-sal-lial-s-tra-lial-lial-tra-sal-salsal-salsalsalsal-liverstratratratratra as-tradal-tradals-s-lial-lis-s-s-lis-lialsals-lialsalsalsalsals-s-lialsalsals-lialstra

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