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문제 정의
- 본 논문에서는 다중 안테나 양방향 릴레이의 자기 간섭을 제거하기 위한 블록 대각화 기반의 프리코딩 기법을 제안한다. 또한, 기존의 반이중 릴레이와 제안한 양방향 릴레이의 채널 용량을 분석하고, 모의 실험을 통해 제안한 양방향 릴레이 프리코딩 기법이 기존의 반이중 릴레이에 비해 향상된 채널 용량을 달성함을 증명하였다.
- 본 논문에서는 양방향 릴레이의 자기 간섭을 제거하기 위한 블록 대각화 기반의 프리코딩 기법을 제안하였다. 또한, 반이중 릴레이와 양방향 릴레이의 채널 용량을 분석하였으며, 모의 실험을 통해 양방향 릴레이가 반이중 릴레이에 비해 높은 채널 용량을 가짐을 확인하였다.
가설 설정
- 수식 (10)과 (22)에 주어진 반이중 및 양방향 릴레이의 채널 용량을 모의 실험을 통해 비교하였다. MIMO 채널의 각 원소들은 평균이 0이고 분산이 1인 복소 가우시안 분포를 따르며, 릴레이와 사용자 간 채널 이득을 기준으로 기지국과 릴레이 간 채널은 G dB, 릴레이의 송수신 안테나 간 채널은 I dB 만큼 크다고 가정한다. 또한, #, #를 가정하였다.
- 또한, 사용자는 기지국의 영역 밖에 위치해서 기지국으로부터의 신호를 받지 못한다고 가정한다.
- 본 논문에서는 그림 1과 같은 다중 안테나 릴레이 시스템을 가정한다. 기지국과 릴레이 및 사용자가 M개의 안테나를 가지고 있으며, 릴레이는 기지국으로부터 신호를 수신하여 사용자에게 decode-and-forward 방식으로 전달한다.
- 가 양방향 릴레이의 자기 간섭이 된다. 본 논문에서는 기지국과 릴레이의 총 송신 전력을 각각 # 와 #로 가정하고, 또한 기지국과 릴레이, 릴레이와 사용자 및 릴레이의 송수신 안테나 간의 채널 정보를 기지국이 모두 알고 있다고 가정한다.
- 이때, 반이중 릴레이의 송수신이 서로 다른 시간에 이루어지며, 기준 시간 구간의 t 부분 동안은 송신, (1-t) 부분 동안은 수신에 할당한다고 가정한다. 릴레이가 수신한 모든 데이터를 모두 사용자에게 전달한다고 가정하면, 송신과 수신의 채널 용량은 동일해야 하므로 다음과 같은 관계식이 성립한다.
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