Outage performance of fixed-gain and variable-gain AF full-duplex relaying in non-identical Nakagami-m fading channels

Abstract

Investigamos el rendimiento de interrupción de los sistemas de retransmisión full-duplex (FD) de amplificación y reenvío (AF) de ganancia fija y ganancia variable bajo interferencia de bucle residual (LI) en canales de desvanecimiento Nakagami-m no idénticos. Las nuevas expresiones exactas de probabilidad de interrupción se derivan analíticamente en una forma integral única utilizando el enfoque de función de distribución acumulativa. Además, las expresiones de probabilidad de interrupción asintótica y de límite inferior ajustadas se derivan en forma cerrada para los sistemas evaluados. Se muestra que la retransmisión AF-FD de ganancia fija supera a la retransmisión AF-FD de ganancia variable cuando aumenta la potencia LI y/o la relación señal-ruido. Los resultados analíticos se verifican mediante simulaciones de Monte-Carlo.Nous étudions les performances d'interruption des systèmes de relais Full Duplex (FD) à gain fixe et à gain variable (AF) sous interférence de boucle résiduelle (LI) dans des canaux d'évanouissement Nakagami-m non identiques. Les nouvelles expressions exactes de probabilité de panne sont dérivées analytiquement sous une forme intégrale unique à l'aide de l'approche de la fonction de distribution cumulative. De plus, des expressions de probabilité de panne asymptotique et de limite inférieure serrées sont dérivées sous forme fermée pour les systèmes évalués. Il est démontré que le relais AF-FD à gain fixe surpasse le relais AF-FD à gain variable lorsque la puissance LI et/ou le rapport signal/bruit augmentent. Les résultats analytiques sont vérifiés par des simulations Monte-Carlo.We investigate outage performance of fixed-gain and variable-gain amplify-and-forward (AF) full-duplex (FD) relaying systems under residual loop-interference (LI) in non-identical Nakagami-m fading channels. New exact outage probability expressions are derived analytically in a single-integral form by using the cumulative distribution function approach. Moreover, tight lower-bound and asymptotic outage probability expressions are derived in closed-form for the evaluated systems. It is shown that the fixed-gain AF-FD relaying outperforms the variable-gain AF-FD relaying when LI power and/or signal-to-noise ratio increase. The analytical results are verified by Monte-Carlo simulations.نقوم بالتحقيق في أداء الانقطاع لأنظمة ترحيل التضخيم والتوجيه المزدوج الكامل للمكاسب الثابتة والمكاسب المتغيرة (AF) تحت تداخل الحلقة المتبقية (LI) في قنوات تلاشي Nakagami - m غير المتطابقة. يتم اشتقاق تعبيرات احتمال الانقطاع الدقيقة الجديدة تحليليًا في شكل متكامل واحد باستخدام نهج دالة التوزيع التراكمي. علاوة على ذلك، يتم اشتقاق تعبيرات احتمالية الانقطاع الضيقة المنخفضة والمقاربة في شكل مغلق للأنظمة التي تم تقييمها. يتضح أن مرحل AF - FD للربح الثابت يتفوق على مرحل AF - FD للربح المتغير عندما تزيد طاقة LI و/أو نسبة الإشارة إلى الضوضاء. يتم التحقق من النتائج التحليلية من خلال محاكاة مونت كارلو.