레일리 페이딩 채널에서의 OAF 릴레이 시스템에 대한 집합 연산 기반의 분석 기법에 관한 연구
Study of Set-Operation Based Analytical Approach for OAF Relay Systems over Rayleigh Fading channels
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초록
본 논문에서는 선택적 증폭후 전달(Opportunistic Amplify-and-Forward: OAF) 릴레이 시스템에 대한 새로운 성능 분석 기법을 레일리 페이딩 채널에 대하여 제안하였다. 제안된 분석 기법에서는 집합 연산(set-operation)을 기반으로 각 릴레이가 최적의 릴레이로 선택될 확률을 유도한다. 그리고 수신된 순시 신호 대 잡음비의 확률 밀도 함수를 기존의 분석 기법보다 일반적인 (확률밀도함수 표현에서 합 기호의 개수 및 그 영역이 구체화된)형태로 제시한다. 그리고 이를 이용하여 평균 오류율, 누락 확률 및 평균 채널 용량을 근사화된 닫혀진 형태로 유도한다. 제안된 성능분석 기법의 정확성은 모의실험을 통하여 검증한다. 성능분석 및 모의실험 결과 비교를 통하여 OAF 기법이 평균 오류 확률, 누락 확률 및 평균 채널 용량 측면에서 비선택적 기법에 비해 성능 향상 정도가 우수함을 확인한다.
Abstract
In this letter, another analytical approach for the opportunistic amplify-and-forward (OAF) relay systems is proposed over Rayleigh fading channels. Based on set-operation at the selected relay node, its selection probability as the best relay is derived and then, the probability density function (PDF) of the received instantaneous signal-to-noise ratio (SNR) is expressed as a more tractable form in which the number of summations and the length of each summation are specified. Then, the average error rate, outage probability, and average channel capacity are obtained as approximated closed-forms. Simulation results are finally presented to validate that the proposed analytical expressions can be a unified frame work covering all Rayleigh fading channel conditions. Furthermore, it is confirmed that OAF schemes can outperform the other non-selective schemes on the average error rate, outage probability, and average channel capacity.
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