ارسال دادهی مستقیم و به کمک رله با راهبرد تقویت و گسیل

تخصیص بهینه توان برای حداکثر کردن نرخ انتقال داده در شبکه رادیوشناختی ارسال دادهی مستقیم و به کمک رله با راهبرد تقویت و گسیل با آناهیتا پاکدلیانروحاله آقاجانی دانشکده مهندسی برق واحد نجف آباد دانشگاه آزاد اسالمی نجفآباد ایران aghajani@iaun.ac.ir, anhita.pakdelian@yahoo.com.1 چکیده روشهای غیرپویای تخصیص فناوری رادیوشناختی برای حل مشکل بهینه نبودن طیف در حال گسترش در شبکههای رادیوشناختی کاربرهای رادیوشناختی امکان استفاده از طیف های مجوزدار که به کاربران اولیه تخصیص داده شده است را دارند. ولی با توجه به اینکه کاربران اولیه در دسترسی به طیف اولویت دارند کاربران شناختگر نباید برای آنها تداخل مخرب تولید کنند در جهت رسیدن به این هدف تخصیص توان ارسالی کاربرهای شناختگر مسئله ای مهم در این مقاله ما تخصیص بهینه توان برای دستیابی به بیشترین نرخ انتقال داده در یک شبکهی رادیوشناختی با ارسال دادهی مستقیم و به کمک رله با راهبرد تقویت و گسیل را بررسی میکنیم. ابتدا مسئله حداکثر نرخ مجموع با توجه به محدودیتهای تداخل با شبکه بررسی اولیه را میکنیم سپس مسئله را تحلیل میکنیم شبیهسازی و مسئله تخصیص توان بهینه را براساس مکانهای مختلف قرار گرفتن رله انجام داده ایم. نتایج را با حالت تخصیص توان مساوی مقایسه میکنیم. واژههای کلیدی شبکهرادیوشناختی تخصیص توان بهینه محدودیتهای تداخل ارسال مستقیم و به کمک رله با راهبرد تقویت و گسیل مقدمه فنآوری استفاده از شبکههای بیسیم در دهههای اخیر به یکی از فنآوریهای مطرح تبدیل شده تخصیص طیف در شبکههای بیسیم )همچون استاندارد متداول (IEEE80.11( صورت غیر پویا 1 به طیف رادیویی یک منبع با ارزش و محدود است که فرستندهها و گیرندهها برای استفاده از آن باید از سازمان مربوطه مجوز دریافت کنند. در سال 00 کمیته مخابرات فدرال آمریکا )FCC( گزارشی را با هدف بهبود روشهای استفاده از این منبع ارزشمند در ایاالت متحده منتشر کرد[ 1 ]. در میان یافتهها و پیشنهادات این کمیته به این مطلب اشاره شده بود:»در طیف رادیویی بعضی باندهای فرکانسی اکثر اوقات بدون استفاده میمانند و برخی دیگر فقط قسمتی از ظرفیت کلشان استفاده میشود و برخی دیگر از باندهای فرکانسی به شدت مورد استفاده قرار میگیرند.«برطبق این گزارش بهرهگیری از طیف با توجه به موقعیتها و زمانهای مختلف از حدود 11 درصد تا حداکثر 51 درصد میباشد. افزایش تقاضا برای دسترسی به طیف محدودیت در طیف قابل استفاده و بازده کم روشهای تخصیص طیف قدیمی باعث کمبود طیف آزاد در باندهای خاصی شده در دههی گذشته روشهای متنوعی در مقاالت برای بهره برداری موثر از منابع رادیویی پیشنهاد شده است از جملهی این روشها و سیستمها 4 3 سیستمهای رادیوشناختی ] 1-1] و مخابرات مشارکتی است[ 5-6 ]. 1 Non-Dynamic Federal Communications Commission 3 Cognitive Radio System 4 Cooperative Communication Tele 408

تخصیص بهینه توان برای حداکثر کردن نرخ انتقال داده در شبکه رادیوشناختی با ارسال دادهی مستقیم و به کمک رله با راهبرد تقویت و گسیل استفاده غیر بهینه از طیف رادیویی منجر به حفرههای فرکانسی میشود. یک حفره فرکانسی پهنای باندی است که مجوز استفاده از آن به 1 یک کاربر اولیه داده شده ولی این طیف در یک زمان مکان یا مشخص مورد استفاده آن کاربر قرار نگرفته حال اگر کاربر دیگری که 6 از این پس او را کاربر ثانویه مینامیم بتواند به این حفره فرکانس دسترسی داشته باشد و در آن زمان و مکان مشخص از آن باند فرکانسی استفاده نماید بهبود چشمگیری در استفاده از طیف حاصل خواهد شد. 7 رادیوشناختی 5 فنآوری است که قصد افزایش بهرهوری طیف فرکانس رادیویی را به وسیله اجازه دادن به کاربران ثانویه برای استفاده از باندهای فرکانسی کم بهره دارد[ 3 ]. در یک دسته بندی دو رویکرد به اشتراک گذاری طیف فرکانسی بیان شده است[ ]: -1 3 دسترسی فرصت طلبانه به طیف : که در آن یک کاربر ثانویه تنها زمانی به یک باند دسترسی دارد که این باند در حال استفاده توسط کاربر اولیه نباشد [9]. - 10 اشتراک طیف : که در آن کاربر ثانویه یک طیف فرکانسی برای انتقال داده استفاده میکنند محدودیت توان ارسالی میکند[ 1 ]. همزمان با کاربر اولیه از اما کاربر ثانویه 11 برای تضمین کیفیت خدمات کاربر اولیه را لحاظ مبتنی بر رله ایجاد تنوع در ارسال و دریافت است که با استفاده از یک رله بین منبع و مقصد بهدست میآید. با الهام از شبکههای رادیوشناختی و رله شبکه 16 رلهای شناختی به عنوان راهی به منظور بهبود توان عملیاتی کاربر ثانویه گسترش پوشش شبکه استفاده از توان ارسال پایین در شبکه و بهرهوری انرژی باالتر مورد استفاده قرار میگیرد. این شبکهها این کار را به دو طریق انجام می دهند: مشارکت بین کاربرهای اولیه و ثانویه [16] و مشارکت بین کاربران ثانویه [17]. اشتراک گذاری طیف در الگوی الیهی زیرین بررسی شده است و در آن گذردهی پایدار شبکه رادیوشناختی با قابلیت استفاده از رله وبدون این قابلیت مقایسه شده است و نشان داده شده است که مزایای استفاده از رله به شدت به ساختار شبکه بستگی دارد[ 17 ]. هدف از تخصیص توان این است که داده با باالترین نرخ ممکن با توجه به محدودیتهای تداخل و همچنین با توجه به محدودیت توان تجهیزات ارسال شود. در [15] تخصیص توان برای شبکه رلهی چندپرشی بررسی شده در این شبکهها توان ارسالی تحت محدودیتهای تداخل و همچنین محدودیت نسبت سیگنال به نویز مورد نیاز گیرنده حداقل شده همچنین تخصیص توان برای حداکثر کردن مجموع نرخ دریافت داده در یک شبکه ی رادیوشناختی 17 با راهبرد تقویت و ارسال بررسی شدهاست[ 13 ]. 1 برای یک شبکه رادیوشناختی الیهی زیرین اولیه و ثانویه از طیف مشترک ) عملکرد 11 شبکه رادیوشناختی است محافظت شود[ 19-10 ]. )استفاده همزمان کاربران 19 کنترل توان مهمترین مسئله برای تضمین تا از شبکه اولیه در برابر تداخل مضر 15 شبکههای رله به منظور افزایش گذردهی شبکه و گسترش پوشش شبکههای بیسیم بهکار میروند[ 15-14 ]. از دیگر مزیتهای شبکههای در [15] و [0] راهبرد تقویت و ارسال چند پرشی توصیف و شده تحلیل با این حال در ساختارهای در نظر گرفته شده یا برای همه کاربران ثانویه انتقال اطالعات به کمک رله انجام میشود یا یرای همه آنها انتقال داده به صورت مستقیم انجام میشود. یک شبکه با دو کاربر که یکی به کمک رله دریافت اطالعات دارد و دیگری بدون کمک رله نیز بررسی شده است[ 9-1 ]. فعالیت شبکه بدون حضور یک شبکه اولیه بررسی شده در این کارها در [1] برای مدیریت تداخل یک روش برای کاهش موثر تداخل ارائه شده در این شبکه کاربری که به کمک رله اطالعات دریافت میکند نسبت به کاربری که مستقیم داده دریافت میکند اولویت دارد. 16 Cognitive Relay Network 17 Amplify-and-Forward Relay 5 Primary User 6 Secondary User 7 Cognitive Radio 8 Utilization 9 Opportunistic Spectrum Access 10 Spectrum Sharing 11 QOS (Quality Of Service) 1 Underlay 13 Power Control 14 Performance 15 Throughput Tele 409

h R تخصیص بهینه توان برای حداکثر کردن نرخ انتقال داده در شبکه رادیوشناختی با ارسال دادهی مستقیم و به کمک رله با راهبرد تقویت و گسیل PU transmitter h BP h RP PU receiver در [] بر اساس 15 روش گوش دادن به طیف انتقال داده توسط یک رله با راهبرد تقویت و ارسال بررسی شده احتمال خاموشی برای CR BS h BR h B AF relay h R1 CR1 چهار طرح شامل انتقال 0 13 ارتباط فراسو و ارتباط فروسو محاسبه شده CR وای- لی مطالعات [9-1] را به یک شبکه رادیوشناختی بسط داده است[ 1 ]. ساختار بررسی شده بسیار شبیه به یکی از چهار ساختار بررسی [] شده در این اولین مطالعهای است که تخصیص توان در یک شبکه رادیوشناختی هر دو مسیر مستقیم و مسیر به کمک رله بررسی میشود. 1 در این کار از راهبرد کدبرداری و ارسال استفاده شده راهبرد تقویت و ارسال یکی از راهبردهای کارآمد)در مواقعی که رله به مقصد نزدیکتر است( در شبکههای مشارکتی در ساختارهای توضیح داده شده در باال هیچ یک از این راهبرد استفاده نکرده اند. در این مقاله یک شبکه شناختگر مطابق»شکل 1«را بررسی میکنیم که شامل یک ایستگاه فرستنده مرکزی است که داده را به ترتیب به دو کاربر CR منتقل میکند. در این شبکه برای یکی از کاربران مسیر به صورت مستقیم در نظر گرفته شده است و انتقال اطالعات در یک فاز انجام میشود. و برای کاربر دیگر انتقال داده به وسیله رله و در دو فاز انجام میشود. در این شبکه از راهبرد تقویت و ارسال استفاده می شود. رله به صورت دو طرفه غیرهمزمان در نظر گرفته میشود. هدف یافتن ضرایب تخصیص توان در این شبکه رادیوشناختی برای ارسال داده با کمک رله و ارسال مستقیم به گونهای است که نرخ مجموع داده در شبکه حداکثر شود. قسمتهای بعدی این مقاله به این صورت است که دوم بخش در ساختار شبکه مورد مطالعه را معرفی میکنیم. در بخش سه نرخ مجموع بهینه را با توجه به محدودیتهای سیستم تحلیل میکنیم. در بخش چهارم نتایج شبیهسازی را ارائه میکنیم و سرانجام در بخش پنجم یک نتیجهگیری کلی از مقاله ارائه میدهیم. شکل : 1 ساختار مطالعه شده. توصیف سیستم در این مقاله قصد داریم تخصیص توان برای شبکه رادیو شناختی با دو کاربر که یکی از طریق رله با راهبرد تقویت و ارسال داده دریافت میکند و یکی به صورت مستقیم را بررسی کنیم. ما یک سیستم الیهی زیرین مطابق»شکل 1«را بررسی میکنیم. در این شبکهی رادیوشناختی یک فرستندهی رادیوشناختی برای دو کاربر رادیوشناختی به ترتیب دو داده متفاوت را ارسال میکند.. انتقال دادهی کاربر اول به دلیل تلفات باالی مسیر به وسیله یک رله و در دو فاز انجام میشود.. در فاز اول داده کاربر اول توسط فرستنده برای رله ارسال میشود و در فاز دوم رله سیگنال دریافتی را برای کاربر اول ارسال میکند. کاربر اول فقط یک توان سیگنال قابل صرفنظر محدودیتهای عملی صورت میکند. کردن از فرستنده دریافت میکند. به دلیل استفاده از رلهی دوسمتی چالش برانگیز است رله به 9 نیمهدوسمتی در نظر گرفته میشود.. کاربر دوم دادهی خود را مستقیما از فرستنده و در فاز دوم همه کانالها به صورت کانال با محوشدگی رایلی مدل شدهاند و فرض دریافت میکنیم بهرهی کانالها در دوفاز ثابت باقی میماند. بهرههای کانال توزیع رایلی دارند و به مسافت وابسته هستند. این وابستگی به صورت ) 1( Full-duplex 3 Half-duplex 18 Overhearing 19 Uplink 0 Downlink 1 Decode-and-Forward Relay Tele 410

به رله و به گیرندهی ترتیب ضرایب کانال رله اولیه را نشان میدهد.. Φ تخصیص بهینه توان برای حداکثر کردن نرخ انتقال داده در شبکه رادیوشناختی با ارسال دادهی مستقیم و به کمک رله با راهبرد تقویت و گسیل به ترتیب ضریب های کانال فرستنده به کاربر دوم شبکه اولیه را نشان می دهند. به کاربر اول )( به به کاربر دوم و به گیرندهی شبکه یک متغیر تصادفی با توزیع رایلی و واریانس 1 است و β تلفات مسیر است که با فاصله به صورت زیر مرتبط می شود.: β در رابطه فوق d فاصله و δ ضریب تلفات همانطور که گفته شد انتقال داده در دو فاز انجام میشود: و [] [ [ ]] [] ) 6( فاز طول به ترتیب توان سیگنال ارسالی به وسیله رله و فرستنده در نویز سفید گوسی ] [ و ] [ با ( مختلط (, برای کاربر اول و کاربر دوم در فاز دوم از رابطه زیر به دست میآید: (, ) ) 7( نرخ انتقال داده در فاز اول فرستنده سیگنال )سیگنال برای کاربر اول( را برای )5 ) کاربر اول به رله میفرستد کاربر دوم هم این سیگنال را دریافت میکند. که این سیگنال برای کاربر دوم تداخل محسوب میشود. در فاز دوم رله سیگنال دریافتی از فرستنده را تقویت و به کاربر 1 ارسال میکند. که کاربر دوم هم آن را دریافت میکند. همچنین فرستنده سیگنال را برای کاربر دوم ارسال میکند. اگر تلفات مسیر بین فرستنده و کاربر دوم باال نباشد کاربر دوم میتواند اطالعات به دستآمده در فاز 1 در مورد را برای لغو تداخل این سیگنال با سیگنال در فاز به کار ببرد. نسبت سیگنال به نویز برای سیگنال. است همانطور که میبینیم نرخ انتقال دادهی مستقل از و به برای به دست آوردن نسبت سیگنال به نویز برای سیگنال را در نظر میگیریم: بستگی دارد. و دو حالت حالت اول - اگر فرض کنیم کانال BS به CR آنقدر خوب باشد که CR بتواند را دیکد کند ) ( [] [ ] [] ) 9( میکنیم. از تداخل سیگنال شبکه اولیه با سیگنال شبکهی ثانویه صرف نظر ) 01( است: در فاز 1 سیگنالی که رله و کاربر دوم دریافت میکنند به صورت زیر که در آن [ ] [ ] ) ۳( [ ] [ ] ) 4( [ ] و ] [ و کاربر دوم در فاز اول است: توان سیگنال ارسالی به وسیله فرستنده در طول فاز 1 نویز سفید گوسی مختلط با ( CN(0, σ برای رله در فاز سیگنال دریافتی توسط کاربر اول و کاربر دوم به صورت زیر حالت دوم - اگر فرض کنیم کانال BS به CR آنقدر خوب نباشد که را دیکد کند( ). اگر از یک دریافتکنندهیZF بتواند X1 CR )zero-forcing( استفاده کنیم داریم: ) 00( (,, ) ) 0( [] [ [ ]] [] ) 1( Tele 411

تخصیص بهینه توان برای حداکثر کردن نرخ انتقال داده در شبکه رادیوشناختی با ارسال دادهی مستقیم و به کمک رله با راهبرد تقویت و گسیل همانطور که مشاهدهمیشود نرخ ارسال داده و, به بستگی دارد.نرخ انتقال این شبکه رادیوشناختی مجموع نرخ انتقال دادهی دو کاربر است: (,, ) (, ) (,, ) ) 19( {, } )13( توان به کار رفته توسط فرستنده در فاز دوم ندارد و باافزایش تاثیری بر ), ( با افزایش ),, ( افزایش مییابد. پس محدودیتهای ذکر شده در )11( )17( و )15( باشد: زیاد میشود. پس نرخ مجموع باید حداکثرتوان ممکن با توجه به {, } ) 0( اگر توان ارسالی از رله در فاز دوم 9. حداکثر کردن نرخ مجموع در یک سیستم الیهی زیرین به شبکه رادیوشناختی اجازه داده میشود که همراه با شبکه اولیه داده منتقل کند. با این وجود شبکه اولیه در استفاده از طیف اولویت دارد و شبکه ثانویه نباید برای آن تداخل مخرب ایجاد کند.. به همین دلیل کنترل توان اهمیت پیدا میکند..مسئله حداکثر کردن نرخ داده مجموع با توجه به محدودیتهای تداخل با شبکه اولیه به صورت زیر تنظیم میشود :,, (,, ),, 04 ) (, ) 11(, ) 06(, ) 07(, ) 08( )11( و )11( محدودیتهایی هستند که باید برای عدم تداخل مخرب سیگنال کاربر ثانویه با شبکه رادیوشناختی لحاظ شود که آستانهی تداخلی است که شبکه اولیه میتواند تحمل کند.. (Interference) I )15(-)16( حداکثر توانهایی هستند که فرستنده و رله در فاز اول و دوم میتوانند تولید کنند. از) 7 ) و )5( میبینیم که نرخ انتقال دادهی کاربر اول با افزایش افزایش مییابد. و از) ( 10 )11( و )1( مشاهده میشود که نرخ انتقال دادهی کاربر دوم هم با افزایش افزایش مییابد. همه مقادیر قابل قبول برای هستند. در مورد هم ), ( با افزایش صدق میکند. افزایش مییابد و معین باشد معادلهی باال برای و هم ),, ( با افزایش پس برای مشخص شدن نزولی یا صعودی بودن تابع نسبت به وابسته به کاهش مییابد. (,, ) از این تابع نسبت به ارسالی توسط فرستنده در فاز دو حالت اول- حالت از معادله وقتی که برحسب مشتق میگیریم. براساس توان سیگنال مسئله به دو حالت تقسیم میشود. یعنی:. و برحسب مکان قرار گیری رله نسبت به بعصی نواحی منفی میشود. حد باال و پایین محدودیتها به صورت زیر است: { در این مشتق میگیریم. این تابع به ازای مقادیری از, } ) 0( 0 ) ( حالت دوم- وقتی که در این حالت هم از معادله ازای مقادیری از برحسب در بعضی نواحی مثبت و در یعنی : در این حالت با توجه به. { } و برحسب مکان قرار گیری رله نسبت به مشتق میگیریم. این تابع به نواحی مثبت و در بعصی نواحی منفی میشود. حد باال و پایین حالت با توجه به محدودیتها به صورت زیر است: {, } ) 9( در بعضی در این پس هر دوی ), ( و ),, ( با زیاد شدن زیاد )1( میشوند. پس باید حداکثر توان ممکن با توجه به محدودیتهای ذکر شده در )11( و )16( باشد: به طور کلی Tele 41

, تخصیص بهینه توان برای حداکثر کردن نرخ انتقال داده در شبکه رادیوشناختی با ارسال دادهی مستقیم و به کمک رله با راهبرد تقویت و گسیل 1 و ),,,, ( 1. نتایج عددی h BP h RP PU receiver (,1) h BR CR BS (0,0) AF relay (r,0) h B h R h R1 CR1 (,0) نتایج عددی در شکلها نشان داده شده و به منظور مشاهدهی میزان بهینه سازی نرخ مجموع در شبکه ذکر شده نرخ مجموع با نرخ مجموع همین شبکه با تخصیص توان برابر) 1)EPA مقایسه شده است که در آن CR (1,-1) {,, } )1( همانطور که در» شکل «نشان داده شده فرض میکنیم که مکان فرستنده کاربر اول و کاربر دوم ثابت است و مختصات شبکه اولیه )1( و ثابت است و رله روی خطی که فرستنده و کاربر اول را به هم وصل میکند جابهجا و توان نویز روی هر کانال میشود..( ( ضریب تلفات مسیر δ. و همانطور که در»شکل 9«دیده میشود هرچه رله به کاربر اول نزدیکتر میشودابتدا توان بهینه برای کاهش مییابد و سپس افزایش مییابد. این به این دلیل است که هر جه رله به گیرنده نزدیکتر باشد نیاز کمتری به تقویت سیگنال فرستنده وجود دارد ولی وقتی رله از فرستنده خیلی دور میشود سگینال دریافتی رله ضعیف است و باید تقویت شود. همچنین همانطور که از 13 برمیآید توان بهینه فرستنده در فاز اول ثابت است و به r بستگی ندارد. در شکل»1«دیده میشود که نرخ مجموع ابتدا با افزایش r افزایش مییابد و سپس کاهش مییابد در» شکل 1«. مشاهده میشود که این رفتاری است که نرخ انتقال دادهی CR1 دارد در حالی که نرخ انتقال دادهی CR برخالف این است.پس نتیجه میگیریم نرخ انتقال دادهی مجموع تحت تسلط کاربر اول پس تخصیص توان بهینه هم تحت تسلط شرایط بهتر برای کاربر اول هرچه رله به کاربر اول نزدیکتر است احتیاج به تقویت سیگنال کمتری دارد پس بدون کمتر شدن نرخ دریافت دادهی کاربر اول میتوان را کاهش داد تا فرستنده بتواند با توان بیشتری داده را برای کاربر دوم ارسال کند. و نرخ انتقال دادهی مجموع افزایش یابد. شکل : نمایش مختصات شکل : 3 نمودار توان های بهینه تخصیص یافته برحسب مکان های مختلف رله شکل : 4 نرخ اتنقال بهینه به ازای مکان های مختلف رله 4 Equal power allocation Tele 413

تخصیص بهینه توان برای حداکثر کردن نرخ انتقال داده در شبکه رادیوشناختی با ارسال دادهی مستقیم و به کمک رله با راهبرد تقویت و گسیل [9] M. R. Aref, Information Flow in Relay Networks. Ph.D. thesis, Stanford University, may 1980. [10] L. Musavian and S. Aissa, Capacity and power allocation for spectrum sharing communications in fading channels, IEEE Trans. on Wireless Commun., vol. 8, no 1, pp. 148 156, Jan. 009. [11] V. Asghari and S. Aissa, Adaptive rate and power transmission in spectrum-sharing systems, IEEE Trans. Wireless Commun., vol. 9, no.10, pp. 37 380, Oct. 010. [1] K. Son, B. C. Jung, S. Chong, and D. K. Sung, Opportunistic underlay transmission in multi-carrier cognitive radio systems",in proc. IEEE Wireless Commun. Netw. Conf.,009, pp.1-6. [13] Y. J. A. Zhang and A. M.-C. So, Optimal spectrum sharing in MIMO cognitive radio networks via semi definite programming, IEEE J. Sel. Areas Commun., vol. 9, no., pp. 36 373, Feb. 011. [14] G. Kramer, M. Gastpar, and P. Gupta, Cooperative strategies and capacity theorems for relay networks, IEEE Trans. Inf. Theory, vol. 51, no.9, pp. 3037 3063, Sept. 005. [15] Y. Liang and V. V. Veeravalli, Cooperative relay broadcast channels, IEEE Trans. Inf. Theory, vol. 53, no.3, pp. 900 98, March 007. [16] O. Simeone, U. Spagnolini, and Y. Bar-Ness, Stable throughput of cognitive radios with and without relaying capability," IEEE Trans. Commun., vol. 55, no. 1, pp. 351-360, Dec. 007. [17] S. Kim, W. Choi, Y. Choi, J. Lee, Y. Han, and I. Lee, Downlink performance analysis of cognitive radio based cellular relay networks," in Proc. Int. Conf. Cognitive Radio Oriented Wireless Netw. Commun., pp. 1-6, May 008. [18] J. Mietzner, L. Lampe, and R. Schober, Distributed transmit power allocation for multihop cognitive radio systems, IEEE Trans. Wireless Commun., vol. 8, pp. 5187 501. Oct. 009. [19] Z. Liu, Y. Xu, D. Zhang and S. Guan, An efficient power allocation algorithm for relay assisted cognitive radio network, Proc. Int. Conf. on Wireless Commun. and Signal Processing, pp.1-5, Oct. 010. [0] Y. Xiao, G. Bi and D. Niyato, Game theoretic analysis for spectrum sharing with multi-hop relaying, IEEE Trans. Wireless Commun., vol.10, no.5, pp.157-1537, May 011. [1] B. Bandemer, Q. Li, X. E. Lin, and A. Paulrag, Overhearing-based interference cancellation for relay networks, in Proc. 009 IEEE Veh. Technol. Conf. Fall, pp. 1 5. [] C. Thai and P. Popovski, Coordinated direct and relay transmission with interference cancelation in wireless systems, IEEE Commun. Lett., vol. 15, no. 4, pp. 416 418, Apr. 011, [3] C. D. T. Thai and P. Popovski, Rate regions for coordination of decodeand- forward relays and direct users, in Proc. 01 IEEE Int. Conf. Commun.,pp.4468-447 [4] Lu Lu, Geoffrey Ye Li and Gang Wu, Optimal power allocation for CR networks with direct and relay-aided شکل 5- نمودار نرخ کاربر اول و نرخ کاربر دوم با تخصیص توان بهینه 1. نتیجه در این مقاله ما ابتدا تخصیص توان بهینه در یک شبکه رادیوشناختی الیه زیرین با انتقال داده به صورت مستقیم و به کمک رله تقویت و ارسال را بررسی کردیم. سپس حداکثر نرخ انتقال داده را با توجه به محدودیتهای تداخل با شبکهی اولیه شبیهسازی کردیم. مشاهده میشود که نرخ نسبت به منابع حالت EPA بهبود مییابد. [1] F.C. Commission, Spectrum policy task force, Technical report, November. 00 [] J.Zou, H.Xiong, D. Wang, and C. W. Chen, Optimal power allocation for hybrid overlay/underlay spectrum sharing in multiband cognitive radio networks, IEEE Trans. on Veh. Technol., vol. 6, no. 4, pp187-1837, May 013. [3] Q. Zhao and B. M. Sadler, A survey of dynamic spectrum access, IEEE Signal Process. Mag., vol. 4, no. 3, pp. 79 89, May 007. [4] L. Le and E. Hossain, Resource allocation for spectrum underlay in cognitive radio networks, IEEE Trans.on Wireless Commun., Dec. 008, vol. 7, no. 1, pp. 5306 5315, Dec. 008. [5] Y. Kang, Y. C. Liang, H. K. Garg, and L. Zhang, Sensing-based spectrum sharing in cognitive radio networks, IEEE Trans. on Veh. Technol., vol. 58, no. 8, pp. 4649 4654, Oct. 009. [6] Su. Weifeng, K. A. Sadek and K. J. Ray Liu, "Cooperative communication protocols in wireless networks: Performance analysis and optimum power allocation,"wireless Personal Communications Springer, vol. 44, no., pp. 181-17, Jan. 008. [7] S. Zahedi, "On Reliable Communication Over Relay Networks," Ph.D. thesis, Stanford Univ., 005. [8] E. Kurniawan, A. Madhukumar, "Relaying and power control strategy for -hop distributed cooperative communication," in Proc. the 67th IEEE Veh. Tech. Conf., pp. 98-10, May 008. Tele 414