رئیس دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر مجله مهندسی برق دانشگاه تبریز 2008-7799 50 2 2020 07 22 Performance Evaluation of Cooperative Amplify-and-Forward Relaying Systems in a Spectrum Sharing Cognitive Radio with Relay Selection بررسی و تحلیل کارایی سیستم‌های ارتباط مشارکتی رله‌ای تقویت و ارسال با انتخاب بهترین رله به همراه اشتراک‌گذاری طیف در سیستم‌های رادیوشناختی 619 631 10741 FA محمد ترابی دانشکده مهندسی برق - دانشگاه شهید بهشتی نسیم محمدی دانشکده مهندسی برق - دانشگاه شهید بهشتی Journal Article 2018 02 04 This paper presents performance evaluations for two spectrum-sharing cognitive-radio systems employing cooperative amplify-and-forward relaying in which the best relay is selected for the transmission. In these systems, a secondary user (SU, unlicensed user) shares the spectrum of a primary user (PU, licensed user), in such a way that the interference to the PU is always kept below a predefined threshold. To this end, a power control for the SU is used. In these systems, the SU employs an amplify-and-forward relaying with several relays, where the best relay who has the best channel condition is selected for the transmission. The considered systems are different in the employed relay selection schemes, such that: 1) In the first system, partial relay selection is employed, in which the partial channel state information (CSI) is used to select the best relay. 2) In the second system opportunistic relay selection is employed, in which the full CSI is used to select the best relay. To analyze the system performances, at first the cumulative distribution function (CDF) of the received signal-to-noise-ratio (SNR) for each considered system is derived. Then, using the obtained CDF expressions, closed-form expressions are obtained for three performance metrics: outage probability, the average bit-error-rate (BER), and the average channel capacity. Finally, using the numerical results obtained from the mathematical formulas derived in this paper, we evaluate and compare the systems performances in different cases under different conditions. In addition, to verify the accuracy of the performed analysis, Monte-Carlo simulation results are also provided. در این مقاله به تحلیل و ارزیابی کارایی دو سیستم اشتراک‌گذاری طیف رادیوشناختی مشارکتی مبتنی بر رله‌ی انتخابی پرداخته می‌شود. در این سیستم‌ها یک کاربر ثانویه (بدون مجوز)، طیف کاربر اولیه‌ای (مجوزدار) را بطور مشترک استفاده می‌کند به گونه‌ای که تداخل ناشی از سیگنال کاربر ثانویه در گیرنده کاربر اولیه همواره کمتر از مقدار آستانه‌ی از پیش تعیین شده باشد، بدین منظور از یک مکانیزم کنترل توان در فرستنده کاربر ثانویه استفاده می‌شود. در سیستم‌های مورد نظر، کاربر ثانویه از شبکه‌ی مشارکتی که شامل چندین رله تقویت و ارسال می‌باشد، استفاده می‌کند که در آن، در هر لحظه فقط یک رله‌ی دارای بهترین شرایط کانال، انتخاب شده و استفاده می‌شود. تفاوت دو سیستم فوق در روش انتخاب بهترین رله می‌باشد، بطوریکه: 1) در سیستم اول، روش انتخاب رله‌ی جزئی است که بر اساس اطلاعات جزئی از کانال‌ها انجام می‌گیرد. 2) در سیستم دوم، روش انتخاب رله‌ی فرصت طلبانه است که بر اساس اطلاعات کامل کانال‌ها انجام می‌شود. برای ارزیابی کارایی سیستم‌ها ابتدا تابع توزیع تجمعی نسبت سیگنال-به-نویز را در گیرنده‌ ثانویه برای هر دو سیستم بدست آورده و سپس روابط ریاضی برای سه معیار مهم ارزیابی کارایی سیستم‌های مخابراتی یعنی احتمال قطع، نرخ خطای بیت و ظرفیت میانگین کانال تعیین می‌شود. سپس با استفاده از نتایج عددی حاصل از روابط بدست آمده، عملکرد سیستم‌های ذکر ‌شده با معیارهای مذکور مورد بررسی قرار می‌گیرد. برای تایید روابط ریاضی به دست آمده، از مقایسه‌ی نتایج عددی حاصل با نتایج شبیه‌سازی مونت‌-کارلو استفاده می‌شود که نشانگر صحت روابط بدست آمده است. https://tjee.tabrizu.ac.ir/article_10741_194f64e3a933025cd6cd23eace545e3b.pdf