Published January 5, 2017 | Version v1
Publication Open

Cognitive full-duplex relay networks under the peak interference power constraint of multiple primary users

Creators

  • 1. Queen's University Belfast
  • 2. Universidade Federal do Ceará

Description

This paper investigates the outage performance of cognitive spectrum-sharing multi-relay networks in which the relays operate in a full-duplex (FD) mode and employ the decode-and-forward (DF) protocol. Two relay selection schemes, i.e., partial relay selection (PRS) and optimal relay selection (ORS), are considered to enhance the system performance. New exact expressions for the outage probability (OP) in both schemes are derived based on which an asymptotic analysis is carried out. The results show that the ORS strategy outperforms PRS in terms of OP, and increasing the number of FD relays can significantly improve the system performance. Moreover, novel analytical results provide additional insights for system design. In particular, from the viewpoint of FD concept, the primary network parameters (i.e., peak interference at the primary receivers, number of primary receivers, and their locations) should be carefully considered since they significantly affect the secondary network performance.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

تبحث هذه الورقة في أداء انقطاع شبكات تقاسم الطيف المعرفي متعددة المرحلات التي تعمل فيها المرحلات في وضع الازدواج الكامل (FD) وتستخدم بروتوكول فك التشفير وإعادة التوجيه (DF). يتم النظر في نظامين لاختيار المرحل، أي اختيار المرحل الجزئي (PRS) واختيار المرحل الأمثل (ORS)، لتعزيز أداء النظام. يتم اشتقاق تعبيرات دقيقة جديدة لاحتمال الانقطاع (OP) في كلا المخططين بناءً على إجراء تحليل مقارب. تظهر النتائج أن استراتيجية ORS تتفوق على PRS من حيث OP، ويمكن أن تؤدي زيادة عدد مرحلات FD إلى تحسين أداء النظام بشكل كبير. علاوة على ذلك، توفر النتائج التحليلية الجديدة رؤى إضافية لتصميم النظام. على وجه الخصوص، من وجهة نظر مفهوم التصميم الميداني، يجب النظر بعناية في معلمات الشبكة الأولية (أي تداخل الذروة في أجهزة الاستقبال الأولية، وعدد أجهزة الاستقبال الأولية، ومواقعها) لأنها تؤثر بشكل كبير على أداء الشبكة الثانوية.

Translated Description (French)

Cet article étudie les performances de coupure des réseaux multi-relais à partage de spectre cognitif dans lesquels les relais fonctionnent en mode full-duplex (FD) et utilisent le protocole de décodage et de transfert (DF). Deux schémas de sélection de relais, à savoir la sélection partielle de relais (PRS) et la sélection optimale de relais (ors), sont considérés pour améliorer les performances du système. De nouvelles expressions exactes pour la probabilité de panne (OP) dans les deux schémas sont dérivées sur la base desquelles une analyse asymptotique est effectuée. Les résultats montrent que la stratégie SrO surpasse PRS en termes d'OP, et l'augmentation du nombre de relais FD peut améliorer considérablement les performances du système. De plus, de nouveaux résultats analytiques fournissent des informations supplémentaires pour la conception du système. En particulier, du point de vue du concept FD, les paramètres du réseau primaire (c'est-à-dire les interférences de crête au niveau des récepteurs primaires, le nombre de récepteurs primaires et leurs emplacements) doivent être soigneusement pris en compte car ils affectent de manière significative les performances du réseau secondaire.

Translated Description (Spanish)

Este documento investiga el rendimiento de interrupción de las redes cognitivas de múltiples relés de espectro compartido en las que los relés operan en modo full-duplex (FD) y emplean el protocolo de decodificación y reenvío (DF). Se consideran dos esquemas de selección de relés, es decir, la selección parcial de relés (PRS) y la selección óptima de relés (Ors), para mejorar el rendimiento del sistema. Se derivan nuevas expresiones exactas para la probabilidad de interrupción (OP) en ambos esquemas en función de las cuales se realiza un análisis asintótico. Los resultados muestran que la estrategia ORS supera a PRS en términos de OP, y aumentar el número de relés FD puede mejorar significativamente el rendimiento del sistema. Además, los resultados analíticos novedosos proporcionan información adicional para el diseño del sistema. En particular, desde el punto de vista del concepto de FD, los parámetros primarios de la red (es decir, la interferencia máxima en los receptores primarios, el número de receptores primarios y sus ubicaciones) deben considerarse cuidadosamente, ya que afectan significativamente el rendimiento de la red secundaria.

Files

s13638-016-0794-y.pdf

Files (897.7 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:9c5f3c6e08a7d895f73e6844d651213c
897.7 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
شبكات الترحيل المعرفية مزدوجة الاتجاه تحت قيود طاقة التداخل القصوى للعديد من المستخدمين الأساسيين
Translated title (French)
Réseaux de relais cognitifs en duplex intégral sous la contrainte de puissance d'interférence de crête de plusieurs utilisateurs primaires
Translated title (Spanish)
Redes de retransmisión cognitivas full-duplex bajo la restricción de potencia de interferencia máxima de múltiples usuarios primarios

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2569772246
DOI
10.1186/s13638-016-0794-y

Is supplement to
https://openalex.org/W4364385707 (Other)
https://openalex.org/W4230275798 (Other)
https://openalex.org/W2540518288 (Other)
https://openalex.org/W2389023995 (Other)
https://openalex.org/W2381232468 (Other)
https://openalex.org/W2347636461 (Other)
https://openalex.org/W2281810379 (Other)
https://openalex.org/W2176605206 (Other)
https://openalex.org/W2114174243 (Other)
https://openalex.org/W2098564874 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Brazil

References

  • https://openalex.org/W1618533984
  • https://openalex.org/W1874902535
  • https://openalex.org/W1978176625
  • https://openalex.org/W1997942323
  • https://openalex.org/W2014631750
  • https://openalex.org/W2022842460
  • https://openalex.org/W2044286123
  • https://openalex.org/W2046862788
  • https://openalex.org/W2056685866
  • https://openalex.org/W2064883187
  • https://openalex.org/W2068621969
  • https://openalex.org/W2071147405
  • https://openalex.org/W2081459738
  • https://openalex.org/W2087752598
  • https://openalex.org/W2099692390
  • https://openalex.org/W2105411897
  • https://openalex.org/W2111097777
  • https://openalex.org/W2124431228
  • https://openalex.org/W2127593435
  • https://openalex.org/W2130883091
  • https://openalex.org/W2135328009
  • https://openalex.org/W2156817707
  • https://openalex.org/W2165376755
  • https://openalex.org/W2168078104
  • https://openalex.org/W2175232894
  • https://openalex.org/W2271841819
  • https://openalex.org/W4230959423