A Study on the Physical-Layer Network Coding in a Two-Way Relay Network with Multiple Antennas

다중 안테나 기반 양방향 중계 네트워크를 위한 물리계층 네트워크 코딩에 관한 연구

In this paper, we investigate a physical-layer network coding (PNC) in a two-way relay channel (TWRC) where two sources send and receive data with each other by help of a relay node with multiple antennas. We focus on the multiple-access phase of the TWRC in this paper. It is assumed that the source nodes do not know the wireless channel and the wireless channel independently varies in time, that is, fast fading environments. At the relay node, the channel is assumed to be perfectly known. The relay node utilizes the channel sate information and applies maximum likelihood ratio for detecting received signals. Through extensive simulations, it is shown that a bit error rate (BER) performance becomes improved as the number of antennas at the relay node increases.

본 논문은 두 노드가 하나의 중계기를 통하여 서로 데이터를 주고받는 양방향 중계 네트워크에서 중계기의 안테나의 개수가 2개 이상인 다중 안테나 환경을 고려하여 물리계층 네트워크 코딩 기법을 제안한다. 본 논문에서는 양방향 중계 채널에서 다중접속구간 (multiple access phase)에서의 성능에 집중한다. 본 논문에서는 무선 통신 채널을 송신 노드에서 미리 알지 못하는 경우를 고려하고 무선채널이 시간에 따라 독립적으로 변하는 Fast fading 환경을 고려한다. 수신단에서는 채널 상태 정보를 이용하여 각 심벌을 최대 우도비기반의 신호 복호기법을 이용하고 채널부호화기법으로는 Convolutional Codes를 이용한다. 시뮬레이션 결과를 통하여 중계기의 안테나의 개수가 증가함에 따라 비트 오류 확률의 성능이 향상되는 것을 확인하였다.