تحليل عملكرد سيستم‌هاي رله تقويت و ارسال انتخابي دو‌ راهه در حضور تداخل هم‌ كانال روي كانال‌هاي محو شدگي ناكاگامي

Performance Analysis of Two-Way Selective Amplify-and-Forward Relaying Systems in the Presence of Co-Channel Interference over Nakagami-m Fading Channels

در اين مقاله به تحليل عملكرد سيستم‌هاي رله دو راهه تداخل محدود با روش تركيب انتخابي در گيرنده و رله تقويت و ارسال روي كانال‌هاي محوشدگي ناكاگامي مستقل و ناهمسان پرداخته مي شود. كران‌هاي پايين محكمي براي احتمال قطع و نرخ خطاي سرتاسري سيستم به فرم بسته به‌دست مي‌آيد، همچنين تحليل مجانبي سيستم در سيگنال به نويزهاي زياد انجام مي شود تا روابط مفيدي براي مرتبه چندگانگي و بهره كدينگ به‌دست آيد. حالات خاص كاربردي (به عنوان مثال: حالات بي‌تداخل، توان نامحدود و كانال‌هاي محوشدگي رايلي) نيز بررسي شده‌اند. در ادامه، مسئله بهينه‌سازي حداقل‌سازي احتمال قطع براي سه سناريوي عملي فرمول‌بندي و حل تحليلي مي‌شود. اين مسائل، مسائل بهينه‌سازي تخصيص توان با فرض مكان ثابت رله، بهينه‌سازي مكان رله با فرض تخصيص توان ثابت و بهينه‌سازي همزمان تخصيص توان و مكان‌يابي رله هستند. نتايج عددي صحت و دقت روابط استخراج‌شده را تائيد كرده و ديد فيزيكي مهمي از تاثير پارامترهاي مدل بر روي عملكرد سيستم را فراهم مي‌آورند. به عنوان مثال نشان داده شده است كه سناريوهاي اول و سوم بهينه سازي نسبت به سناريوي دوم بهينه سازي عملكرد به مراتب بهتري دارند.

The performance of two-way interference-limited amplify-and-forward selective combining relaying systems over independent and non-identically distributed (i.n.i.d.) Nakagami-m fading channels is investigated. Tight lower bounds on the end-to-end outage probability and symbol error rate are derived in closed-form. An asymptotic analysis at high SNRs is done to derive useful expressions for the diversity order and coding gain. Some practical special cases (for example: interference free, infinite power, and Rayleigh fading channels cases) are also studied. Subsequently, an outage minimization problem for three practical scenarios is formulated and solved, analytically. They are power allocation under fixed relay location, relay position optimization under fixed power allocation and joint power allocation and relay position optimization problems. The numerical results confirm the correctness and accuracy of derivations and provide important physical insights into the impact of model parameters on the system performance. For instance, it is demonstrated that the first and third optimization scenarios offer significant performance enhancement over the second optimization scenario.