Active Transmission Scheme to Achieve Maximum Throughput Over Two-way Relay Channel

양방향 중계채널에서 최대 전송률을 위한 동적 전송 기법

  • 박지환 (울산대학교 전기전자정보시스템공학부) ;
  • 공형윤 (울산대학교 전기전자정보시스템공학부)
  • Received : 2009.08.10
  • Published : 2009.10.30

Abstract

In the two-way relay channel, the relay employ Amplify-and-Forward (AF) or Decode-and-Forward (DF) protocol, and broadcast the network-coded signal to both user. In the system, DF protocol provides maximum throughput at low signal to noise ratio(SNR). On the other hand, at high SNR, AF protocol provides maximum throughput. The paper propose active transmission scheme which employ Amplify-and-Forward or Decode-and-Forward protocol based on received SNR at the relay over Two-way relay channel. The optimal threshold is investigated numerically for switching the protocol. Through numerical results, we confirm that the proposed scheme outperforms conventional schemes over two-way relay channel.

양방향 중계 채널에서는 중계기가 복호 후 재전송 혹은 증폭 후 재전송 프로토콜을 기반으로 두 사용자에게 네트워크 부호화된 신호를 전송한다. 이러한 양방향 중계 채널 시스템에서 신호 대 잡음비(SNR)가 낮은 환경에서는 복호 후 재전송 프로토콜이 최대 전송량을 가지고, 신호 대 잡음비가 높은 환경에서는 증폭 후 재전송 프로토콜이 최대 전송량을 가진다. 따라서 본 논문에서는 양방향 중계 채널에서 중계기가 수신한 신호 대 잡음비에 따라 증폭 후 재전송(Amplify-and-Forward, AF) 혹은 복호 후 재전송(Decode-and-Forward, DF)프로토콜을 결정하는 능동적인 전송 기법을 제안하였다. 전송 기법이 스위칭(switching)되는 최적의 임계값을 계산하였고, 제안하는 기법이 기존의 양방향 중계 채널에서의 전송 기법보다 우수한 전송량을 보임을 수식적인 결과를 통해 확인하였다.

Keywords

References

  1. A. Sendonaris, E. Erkip, and B. Aazhang, ''User cooperation diversity-Part I : System description," IEEE Trans. Commu., vol. 51, no. 11, pp. 1927-1938, Nov. 2003. https://doi.org/10.1109/TCOMM.2003.818096
  2. J. N. Laneman, D. N. C. Tse, and G. W. Wornell, "Cooperative diversity in Wireless networks: Efficient protocols and outage behavior," IEEE Trans. Inform. Theory, vol. 50, no. 12, pp. 3002-3080, Dec. 2004.
  3. B. Rankov and A. Wittneben, "Spectal dffient protocols for half-duplex fading relay channels," IEEE J. Select. Areas Commun., vol. 25, no. 2, pp. 379-389, Feb. 2007. https://doi.org/10.1109/JSAC.2007.070213
  4. J.N. Laneman, G.W. Wornell, and D.N.C. Tse, "An Efficient protocol for realizing cooperative diversity in Wireless networks," Proc. IEEE Inter. Symp. Inform Theory (ISIT), Washington D.C., U.S.A, Jun. 2001, pp. 294.
  5. T. E. Hunter and A. Nosratinia, "Coded Cooperation under slow fading, fast fading and power control" in Proc. Asilomar Conf. Signals,Syst., Comput., 2002.
  6. P. Popovski and H. Yomo, "Bi-directional amplification of throughput in a Wireless multi-hop network," in Proc. of IEEE VTC2006-spring, Melbourne, Australia May. 2006.