بررسی و تحلیل کارایی سیستم‌های ارتباط مشارکتی رله‌ای تقویت و ارسال با انتخاب بهترین رله به همراه اشتراک‌گذاری طیف در سیستم‌های رادیوشناختی

Abstract

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.