انتخاب همزمان آنتن و رله در شبكه‌هاي رله‌اي دوطرفه درون باند هم‌فركانس با برداشت انرژي

Joint Antenna and Relay Selection for In-Band Full-Duplex Relay Networks with Energy Harvesting

فناوري دوطرفه درون‌ باند (IBFD) كه امكان ارسال و دريافت هم‌زمان و در يك باند فركانسي را فراهم مي‌كند، پتانسيل دو برابر كردن بهره‌وري طيفي را نسبت به سيستم‌هاي يك‌طرفه سنتي دارد. با اين حال، تداخل خودي ناشي از ارسال و دريافت هم‌زمان و در يك باند فركانسي عملكرد سيستم را محدود مي‌كند كه با استفاده از روش‌هاي حذف تداخل خودي به مقابله با آن پرداخته مي‌شود. از طرفي استفاده از الگوريتم انتخاب هم‌زمان آنتن و رله در يك شبكه چند رله‌اي به افزايش دايورسيتي فضايي سيستم منجر مي‌شود. علاوه براين، استفاده از فناوري انتقال هم‌زمان اطلاعات بي‌سيم و توان براي مقابله با محدوديت طول عمر شبكه‌هاي با انرژي محدود كارآمد است. در اين مقاله يك شبكه رله‌اي دوطرفه درون‌باند با پروتكل تقويت و ارسال و با برداشت انرژي معرفي شده‌است كه از الگوريتم انتخاب هم‌زمان آنتن و رله استفاده شده و به بررسي نتايج شبيه‌سازي روي پارامتر‌هاي ظرفيت متوسط و احتمال قطعي سيستم پرداخته شده‌است. در نهايت، مقايسه نتايج شبيه سازي با سيستم‌هاي يك‌طرفه سنتي نشان‌دهنده بالاتر بودن ظرفيت متوسط و پايين¬تر بودن احتمال قطع به‌ازاي توان‌هاي كوچك تداخل خودي است.

Th e in-band full-duplex (IBFD) technique, which allows the communication node to simultaneously transmit and receive signals over the same frequency band, has the potential to double the spectral efficiency in comparison with the traditional half duplex(HD) techniques. However, the self-interference caused by simultaneous transmission and receiving over the same frequency band, limits the system performance. Self-interference cancellation techniques are required to reduce the self-interference level and provide decent performance. Using joint antenna and relay selection algorithm in multi relay networks provides higher space diversity. Moreover, simultaneous wireless information and power transfer is more efficient for prolonging the lifetime of energy-constrained networks. In this paper, an IBFD relay network with amplitude-and-forward (AF) protocol and energy harvesting using the joint antenna and relay selection algorithm is introduced. Simulation results are provided to compare the ergodic capacity and outage probability of HD and IBFD schemes. Th e simulation results show that when for a range of self-interference powers, the IBFD scheme is able to increase the ergodic capacity compared to the HD scheme.