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문제 정의
- 본 논문에서는 버퍼가 장착된 복수 개의 중계기가 존재하는 연쇄적 데이터 중계 시스템에서 다수의 중계기에서 복호에 성공한 데이터를 활용하여 간섭을 제거할 수 있는 특징을 이용하여 중계기를 선택하는 새로운 중계기 선택 기법을 제안한다.
- 그림 2에서 보는바와 같이 제안하는 중계기 선택 기법은 BA-SOR 기법에 비해 오류확률 측면에서 더 좋은 성능을 보이고 있으며, 기존의 기법에 비해 간섭이 없는 환경에 성능이 근접함을 알 수 있다. 본 논문에서는 버퍼가 장착된 복수개의 중꼐기가 존재하는 연쇄적 데이터 중계 시스템에서 다수의 중계기에서 복호에 성공한 데이터를 활용하여 간섭을 원천적으로 제거할 수 있는 특징을 이용하는 새로운 중계기 선택 기법을 제안하였다. 제안한 기법은 기존 기법 대비 오루확률 특면에서 우수한 성능을 보임은 물론, 기존의 기법과 달리 송신단으로부터 데이터를 수신받는 중계기의 수가 증가하므로 전송 신뢰도 (Reliability)를 끌어올릴 수 있다.
가설 설정
- 여기서, 송신단과 수신단 사이에 직접적인 통신경로는 없다고 가정한다. 또한 송신단으로부터 중계기로의 데이터 전송 및 중계기로부터 수신단으로의 데이터 전송은 동시에 일어나지만, 같은 중계기가 전송과 수신을 동시에 하지 못한다고 가정한다. 송신단과 i번째 중계기가 사용하는 송신전력은 각각 PS와 P Ri라고 하고, 채널을 통하여 데이터를 전송할 수 있는 전송률은 γ0라고 한다.
- 만약 위의 두 가지 경우를 만족하지 않으면 간섭이 제거되지 않는다고 가정한다. 이렇게 간섭 제거 여부를 확인한 후 이를 이용해 송신단과 i번째 중계기 간의 채널 이득 gSRi을 간섭이 제거된 중계기는 Signal-to-Noise Ratio(SNR)로, 간섭이 제거되지 않은 중계기는 Signal-to-Interference-plus-Noise Ratio(SINR)로 계산을 하게되는데, 이를 집합 T에 속한 모든 중계기에 대해서 수행하게 된다.
- 그림 1은 하나의 송신단과 수신단이 있고, 길이 L짜리 버퍼가 장착된 K개의 Decode-and-Forward 중계기가 존재하는 중계 시스템을 나타낸다. 여기서, 송신단과 수신단 사이에 직접적인 통신경로는 없다고 가정한다. 또한 송신단으로부터 중계기로의 데이터 전송 및 중계기로부터 수신단으로의 데이터 전송은 동시에 일어나지만, 같은 중계기가 전송과 수신을 동시에 하지 못한다고 가정한다.
- 정의된 집합 T에 대해서 t번째 (t∈T) 중계기인 Rt가 수신단으로 데이터를 전달한다고 가정하면, Rt를 제외한 네트워크 내에 존재하는 모든 릴레이에 대해서 Rt가 수신단으로 데이터를 전달할 때 발생하는 간섭에 대한 제거 여부를 확인한다.
- 네트워크에 존재하는 모든 채널 정보는 hij (i→j)로 나타내며, 평균이 0이고 분산이 1인 Complex Gaussian, 즉 CN(0,1)의 분포를 따른다. 채널 이득은 gij =|hij|2으로 나타내며, ni는 Additive White Gaussian Noise(AWGN)을 나타내는데 여기서는 1이라고 가정한다.
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