Esquemas de seleção de relay para redes cooperativas full-duplex com compartilhamento espectral do tipo underlay
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Data
2018
Autores
Mucin, Daniel de Paiva [UNESP]
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Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Resumo
In this work, the performance of different relay selection schemes is analyzed in terms of the outage probability for a cognitive relay network with underlay spectral sharing, which consists of multiple relays operating in full-duplex mode, under the decode-and-forward protocol. To this end, four relay selection criteria are considered, namely: (i) optimal selection criterion, which requires global knowledge of the channel state information of the network; and three suboptimal selection criteria, which require partial knowledge of the channel state information of the network, more specifically, based on (ii) the self- interference links inherent to full-duplex relays, (iii) the links between the source and relays, and (iv) the links between the relays and destination. An arbitrary power allo- cation between the source and the selected relay is also considered. As contributions of this work, for the proposed relay selection criteria, analytical expressions are obtained for the asymptotic outage probability at the high signal-to-noise ratio regime. From these analytical expressions, the impact of different system parameters are assessed, such as the number of relays, the average channel gain of the self-interference link, and the interfe- rence temperature imposed by the primary receiver. The obtained analytical results are validated through exhaustive Monte Carlo simulations. In addition, computer simulations are carried out to evaluate the effect of the maximum power available at the secondary nodes, as well as the variation of the power allocation factor and distance between the source and relays
Neste trabalho, o desempenho de diferentes esquemas de seleção de relay é analisado em termos da probabilidade de outage, para uma rede cooperativa-cognitiva com compartilhamento de espectro do tipo underlay, que consiste de múltiplos relays os quais operam em modo full duplex e sob o protocolo de retransmissão decodifica-e-encaminha. Para tanto, consideram-se quatro critérios de seleção de relay, a saber: (i) critério de seleção ótimo, que utiliza conhecimento global do estado de todos os enlaces da rede; e três critérios de seleção subótimos, os quais requerem conhecimento parcial dos estados de canal da rede, mais especificamente, (ii) dos enlaces de auto interferência residual inerentes aos relays full duplex, (iii) dos enlaces entre a fonte e os relays e (iv) dos enlaces entre os relays e o destino. Considera-se ainda um esquema arbitrário de alocação de potência entre a fonte e o relay escolhido. Como contribuições deste trabalho, para cada critério de seleção de relay proposto, expressões analíticas para a probabilidade de outage assintótica em regime de alta relação sinal-ruído são obtidas. Por meio destas expressões, avalia-se o impacto de diferentes parâmetros do sistema, como o número de relays, o valor do ganho médio do canal de auto interferência e o valor da temperatura de interferência imposta pelo receptor primário. Os resultados analíticos obtidos são validados por meio de simulações exaustivas de Monte Carlo. Além disso, simulações computacionais são realizadas para avaliar o efeito da potência máxima disponível nos nós secundários, assim com da variação do fator de alocação de potência e da distância entre a fonte e os relays
Neste trabalho, o desempenho de diferentes esquemas de seleção de relay é analisado em termos da probabilidade de outage, para uma rede cooperativa-cognitiva com compartilhamento de espectro do tipo underlay, que consiste de múltiplos relays os quais operam em modo full duplex e sob o protocolo de retransmissão decodifica-e-encaminha. Para tanto, consideram-se quatro critérios de seleção de relay, a saber: (i) critério de seleção ótimo, que utiliza conhecimento global do estado de todos os enlaces da rede; e três critérios de seleção subótimos, os quais requerem conhecimento parcial dos estados de canal da rede, mais especificamente, (ii) dos enlaces de auto interferência residual inerentes aos relays full duplex, (iii) dos enlaces entre a fonte e os relays e (iv) dos enlaces entre os relays e o destino. Considera-se ainda um esquema arbitrário de alocação de potência entre a fonte e o relay escolhido. Como contribuições deste trabalho, para cada critério de seleção de relay proposto, expressões analíticas para a probabilidade de outage assintótica em regime de alta relação sinal-ruído são obtidas. Por meio destas expressões, avalia-se o impacto de diferentes parâmetros do sistema, como o número de relays, o valor do ganho médio do canal de auto interferência e o valor da temperatura de interferência imposta pelo receptor primário. Os resultados analíticos obtidos são validados por meio de simulações exaustivas de Monte Carlo. Além disso, simulações computacionais são realizadas para avaliar o efeito da potência máxima disponível nos nós secundários, assim com da variação do fator de alocação de potência e da distância entre a fonte e os relays
Descrição
Palavras-chave
Comunicações digitais, Sistemas de comunicação sem fio, Telecomunicações, Digital communications, Telecommunication, Wireless communication systems
Como citar
MUCIN, Daniel de Paiva. Esquemas de seleção de relay para redes cooperativas full-duplex com compartilhamento espectral do tipo underlay. 2018. 51 f. Trabalho de conclusão de curso (bacharelado - Engenharia de Telecomunicações) - Universidade Estadual Paulista Julio de Mesquita Filho, Câmpus Experimental de São João da Boa Vista, 2018.