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该研究由Mahdi Orooji、Erfan Soltanmohammadi和Mort Naraghi-Pour三位作者共同完成，他们均来自路易斯安那州立大学电气工程与计算机科学学院的电气与计算机工程系。该论文发表于2013年的IEEE国际声学、语音与信号处理会议（ICASSP 2013）上，会议论文编号为4693978。

学术背景
随着无线服务需求的不断增长，频谱共享技术如未授权的ISM（工业、科学和医疗）和U-NII（国家信息基础设施）频段以及通过认知无线电实现的动态或机会频谱接入等新范式被引入。这些技术的用户共存导致了同信道干扰（Co-Channel Interference, CCI）的增加，需要采取适当的措施来缓解。CCI通常被建模为白高斯噪声过程，并被认为会简单地降低信噪比（SNR）。然而，这种模型并不准确，因为干扰信号是由有限的调制符号生成的。本研究的目的是通过仔细分析匹配滤波器接收器输出的样本，评估CCI对误码率（Bit Error Rate, BER）的影响以及数据包中错误数量的分布，揭示由于干扰信号与期望信号之间的时间偏移可能导致相邻符号错误的相关性。

研究流程
研究分为以下几个主要步骤：
1. 系统模型建立：研究首先建立了一个系统模型，其中两个发射器U1和U2在同一频段内传输信号。接收器旨在检测来自U1的信号，同时受到来自U2的干扰。假设U1采用BPSK（二进制相移键控）或QPSK（四相相移键控）调制，而U2采用任意的M进制线性数字调制方案。接收信号分别表示为s1(t)和s2(t)，其中包含了时间偏移τ和相位偏移ζ。
2. 匹配滤波器输出分析：研究分析了匹配滤波器输出的样本rn，推导出在存在CCI的情况下，接收信号的表达式。通过数学推导，研究得出了误码率pb,1的表达式，并进一步分析了相邻符号错误的相关性。
3. 误码率与错误分布评估：研究通过数学推导和仿真验证，评估了CCI对误码率的影响以及数据包中错误数量的分布。特别地，研究展示了时间偏移τ如何影响误码率，并确定了误码率的最佳和最差情况。
4. 仿真验证：研究通过仿真验证了理论分析的结果，假设U1和U2分别采用QPSK和16-QAM（正交幅度调制）调制方案，并使用矩形脉冲形状。仿真结果与理论分析结果进行了对比，证明了模型的准确性。
5. 最差情况分析：研究进一步分析了误码率的最差情况，确定了在U1和U2同步时，误码率最大。研究还提出了在协作系统中调整时间偏移以降低误码率的建议。

主要结果
1. 误码率分析：研究得出了误码率pb,1的表达式，并展示了其与时间偏移τ的关系。研究证明，当U1和U2同步时，误码率最大；而当时间偏移为符号周期的一半时，误码率最小。
2. 错误分布分析：研究通过理论分析和仿真验证，得出了数据包中错误数量的分布，并证明了其符合高斯分布。研究还展示了误码率与错误分布之间的关系，揭示了时间偏移对错误分布的影响。
3. 仿真验证结果：仿真结果与理论分析结果高度一致，证明了模型的准确性。研究还通过Cramer-von Mises准则验证了错误分布的理论分析结果的准确性。

结论
该研究通过仔细分析匹配滤波器接收器输出的样本，揭示了CCI对误码率和错误分布的影响。研究证明，时间偏移τ在误码率和错误分布中起着关键作用，特别是在U1和U2同步时，误码率最大。研究结果可以用于更准确地评估CCI的影响，并在协作系统中调整时间偏移以降低误码率。此外，研究还为设计预编码器或前向纠错码提供了理论依据，具有重要的科学和应用价值。

研究亮点
1. 新颖的研究方法：研究通过仔细分析匹配滤波器接收器输出的样本，揭示了CCI对误码率和错误分布的影响，提出了基于时间偏移的误码率优化方法。
2. 重要的理论贡献：研究得出了误码率和错误分布的数学模型，并通过仿真验证了其准确性，为无线通信系统的设计提供了理论依据。
3. 实际应用价值：研究结果可以用于优化无线通信系统的性能，特别是在协作系统中调整时间偏移以降低误码率，具有广泛的应用前景。

其他有价值的内容
研究还通过Cramer-von Mises准则验证了理论分析结果的准确性，并提出了在非协作系统中考虑最差情况的建议。此外，研究还通过代码设计示例展示了如何利用研究结果优化前向纠错码的设计，进一步提升了研究的实际应用价值。