전체 채널 정보와 부분 채널 정보를 이용하는 중계 노드선택 기반 증폭 후 전달 중계 시스템의 성능 비교
Performance Comparison of Relay Selection-Based Amplify-and-Forward RelayingSystems using Full or Partial Channel Information
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초록
본 논문에서는 전체 채널 정보와 부분 채널 정보를 이용하여 중계 노드를 선택하는 각각의 증폭 후 전달 중계 시스템을 고려한다. 여기서, 소스 노드와 목적지 노드간의 직접 통신 링크를 고려한다. 그리고, 전체 채널 정보와 부분 채널 정보를 이용하여 중계 노드를 선택하는 각각의 증폭 후 전달 중계 시스템에 대한 아웃티지 확률을 레일레이 페이딩 채널을 가정하여 분석한다. 특히, 각각의 시스템에 대하여 정확한 아웃티지 확률과 아웃티지 확률의 하한, 그리고 점근적인 아웃티지 확률 식들을 유도한다. 또한, 전체 채널 정보와 부분 채널 정보를 이용하여 중계 노드를 선택하는 각각의 증폭 후 전달 중계 시스템에 대하여 얻을 수 있는 코딩 이득을 제시한다. 수치적 결과를 통해, 모든 분석 표현식들을 검증하고, 첫 번째와 두 번째 홉의 평균 채널 전력이 상이한 경우와 중계 노드의 수가 상이한 경우에 대하여 각각의 시스템에 대한 코딩 이득을 비교한다.
Abstract
In this paper, we consider the amplify-and-forward relaying systems with the relay selection (AF-RS) using full channel information (FCI) and using partial channel information (PCI), respectively, in which the direct communication link between a source and a destination is available. And, the outage probabilities for the AF-RS using FCI and using PCI are investigated in Rayleigh fading channels, respectively. We provide exact outage probabilities, tight outage probability lower bounds, and asymptotic outage probabilities, respectively. And also, we present coding gains achievable by the AF-RS using FCI and using PCI. Through numerical investigation, all the analytic expressions are verified, and the coding gains are respectively evaluated with different average channel powers for the first and the second hop as well as different numbers of relays.
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