چکيده— ما در این مقاله، پروتکل های انتخاب رله را برای شبکه مخابرات نوری فضای آزاد (FSO) با رله گذاری موازی، ارائه می کنیم. این شبکه از دو گره ترمینال که در خط دید یکدیگر قرار ندارند و نیز چندین رله دو جهته (TWR) تشکیل شده است. رله های TWR برای ایجاد یک لینک دو سویه میان ترمینال ها، از پروتکل رله گذاری “رمزگشایی- و- ارسال” با دو فاز زمانی، استفاده می کنند. ما برای سیستم مورد نظر یک الگوی انتخاب تکه ای رله دوبل (P-DRS) را پیشنهاد می نماییم که در آن، دو رله TWR برای انجام پروسه ی ارتباطی انتخاب می شوند. با استفاده از دو رله TWR، می توان از مزایای دایورسیتی مشارکتی استفاده نمود. با فرض کانال های محوشدگی گاما-گاما و وجود خطاهای نشانه روی و نیز وجود تلفات مسیر، برای الگوی پیشنهادی انتخاب رله، رابطه ی دقیق فرم بسته احتمال قطع سیستم را بدست می آوریم. بعلاوه ما یک رابطه حدی را برای میانگین احتمال خطا استخراج می کنیم. بعلاوه مرتبه دایورسیتی سیستم نیز ارائه می شود. با انجام تحلیل عددی نشان داده می شود که با استفاده از الگوی P-DRS پیشنهادی، عملکرد سیستم را می توان به نحو قابل ملاحظه ای بهبود بخشید.
کلمات کليدي- “رمزگشایی- و-ارسال” ، سیستم های نوری فضای آزاد، توزیع گاما-گاما، تابع Meijer G، پروتکل انتخاب تکه ای رله، خطای نشانه روی، رله دو جهته

Abstract:  In this paper, we present relay selection protocols for parallel relayed free-space optical (FSO) communication network, which consists of two non-line-of-sight terminal nodes and multiple two-way relays (TWR). The TWRs use the two time-phase decode-and-forward relaying protocol to establish a bidirectional link between the terminals. For the considered system, we propose a partial dual-relay selection (P-DRS) scheme, in which two TWRs are selected to participate in the communication process. By using two TWRs, the advantages of cooperative diversity are achieved. For the proposed relay selection scheme and assuming Gamma–Gamma fading channels with pointing errors and path loss, we derive an exact closed form expression for the system outage. Further, we derive an asymptotic expression for average error probability. The diversity order of the system is also presented. It is shown by numerical analysis that by using the proposed P-DRS scheme, the system performance can be significantly improved.
Keywords-Decode-and-forward, free-space optical systems, Gamma–Gamma distribution, Meijer’s G-function, partial relay selection, pointing error, two-way relay