تحليل شبكه هاي رله اي دوطرفه درون باند با برداشت انرژي و انتخاب هم زمان آنتن و رله

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

ارتباط دوطرفه درون باند(IBFD) به دليل ارسال و دريافت اطلاعات به‌صورت هم‌زمان و در يك باند فركانسي توجه زيادي را جلب كرده است؛ چراكه نسبت به سيستم‌هاي يك‌طرفه سنتي(HF) تا دو برابر بهره‌وري طيفي و ظرفيت سيستم را افزايش مي‌دهد. اما تداخل خودي قدرتمند ايجادشده ناشي از ارسال و دريافت در يك باند فركانسي و به‌صورت هم‌زمان، يك مانع در عملي بودن سيستم‌هاي IBFD است كه با پيشرفت روش‌هاي حذف تداخل خودي اين مانع برطرف شده است. در اين مقاله، يك سيستم رله‌اي دوطرفه درون باند با انتقال هم‌زمان اطلاعات بي‌سيم و توان(SWIPT) معرفي‌شده است كه از چند رله براي انتقال اطلاعات بهره مي‌گيرد. بنابراين، استفاده از طرح انتخاب هم‌زمان آنتن و رله منجر به كاهش پيچيدگي و افزايش ظرفيت متوسط مي‌شود. درنهايت، با شبيه‌سازي معيارهاي احتمال قطعي و ظرفيت متوسط نتيجه مي‌شود كه براي توان‌هاي كوچك تداخل خودي عملكرد سيستم IBFD بهتر از سيستم HD است.

The In-Band Full-Duplex (IBFD) technique is attracting a great deal of attention thanks to its ability to simultaneously transmit and receive the information over the same frequency band. IBFD has the potential to double the spectral efficiency and system capacity, compared to conventional Half-Duplex (HD) schemes. However, strong self-interference caused by simultaneous transmission and receiption over the same frequency band, renders the feasibility of IBFD in practice. Recently, advanced self-interference cancellation techniques are proposed to address this issue. In this paper, an IBFD relay network with Simultaneous Wireless Information and Power Transmission (SWIPT) is introduced that applies multiple relays. We propose a joint antenna-and-relay selection scheme that decreases the complexity and increases the ergodic capacity. We provide simulation results for the outage probability and the ergodic capacity. The results show that the IBFD system outperforms the HD system, for a certain range of self-interference power.