طراحی روش‌های انتخاب پیوند ارسال در سیستم‌های رله همیار و رادیوشناختی برفراز با رله مجهز به بافر و نرخ ارسال تطبیقی گسسته

نویسندگان

دانشگاه گیلان - دانشکده فنی - گروه مهندسی برق

چکیده

در این مقاله با هدف حداکثر نمودن نرخ بیت قابل انتقال، طراحی روش‌های انتخاب پیوند ارسال بی‌سیم در شبکه‌های مخابراتی دوگامی رله و رادیوشناختی که از رله مجهز به بافر و مدولاسیون-کدینگ تطبیقی استفاده می‌کنند، مورد تحلیل و ارزیابی قرار گرفته است. نخست یک مدل ساده همکاری رله در یک سیستم مخابراتی دوگامی در نظر گرفته می‌شود که در آن گره میانی (رله) به بافر مجهز است و گره‌های فرستنده و رله از مدولاسیون و کدینگ تطبیقی با نرخ‌های گسسته استفاده می‌کنند. برای این مدل، ابتدا مسئله انتخاب پیوند ارسال داده به‌صورت یک مسئله بهینه‌سازی از نوع برنامه‌ریزی صحیح فرمول‌بندی شده است و سپس نحوه حصول پاسخ بهینه و تقریبی بر اساس الگوریتم ژنتیک ارائه گردیده است. در ادامه با توسعه مدل ابتدایی، یک مدل همکاری رله در حالت رادیوشناختی برفراز متشکل از چهار گره (دو جفت فرستنده-گیرنده) در نظر گرفته شده است. برای این مدل ضمن معرفی مسئله انتخاب پیوند ارسال داده که حداکثر گذردهی سیستم ثانویه را با رعایت حداقل مقدار گذردهی سیستم اولیه فراهم آورد، نحوه به دست آوردن پاسخ تقریبی از طریق الگوریتم ژنتیک مورد بحث قرار گرفته است. در انتها بر اساس نتایج عددی و شبیه‌سازی عملکرد الگوریتم‌های ارائه‌شده مورد ارزیابی قرار گرفته است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Link Selection Strategies for Buffer-Aided Relaying and Overlay Cognitive Radio Systems with Adaptive Discrete Rates

نویسندگان [English]

  • J. Seifali Harsini
  • M. Asgharnia
Department of Electrical Engineering, Faculty of Engineering, University of Guilan, Rasht, Iran
چکیده [English]

In this paper, aiming at maximizing the system throughput link selection strategies for buffer-aided two-hop relaying and overlay cognitive radio systems which employ discrete-rate adaptive modulation and coding (AMC), have been proposed. At first, a simple tree-node relaying scenario is considered in which the intermediate node (relay) equipped with a buffer and AMC, facilitates data communication between a source (also equipped with AMC) and a destination node in a two-hop communications system. For this scenario we formulate the optimal link selection problem as an integer programming problem and subsequently propose a genetic-based approximate solution using relaxation techniques. We then extend the simple buffer-aided relaying model to an overlay cognitive radio scenario comprising a pair of primary source-destination nodes and a pair of secondary (cognitive) source-destination nodes. In this model, the cognitive source node equipped with a buffer, acts as a relay to facilitate data transmission in the primary system and by this way it finds some opportunities to transmit its data to the cognitive destination node. Hence we optimize the cognitive link throughput by proposing a genetic-based link selection strategy which satisfies a target predefined average rate for the primary system. Numerical and simulation results are provided to evaluate the performance of the proposed link selection strategies.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Buffer-aided relaying
  • optimal link selection
  • overlay cognitive radio
  • genetic optimization
  • adaptive modulation- coding