Performance of IEEE 802.16j using Cooperative Relaying in Correlated Shadow Fading

The purpose of IEEE 802.16j is to extend coverage and to enhance throughput by using relay station additionally to conventional IEEE 802.16e . The cellular system experiences performance degradation at the cell edge due to pathloss, shadow and multipath fading. We can get advantage of spatial diversity gain by using relays more than two cooperatively in the IEEE 802.16j system. Cooperative relaying using space-time code provides better performance under multipath fading and has more robustness against the shadow fading than single relaying. In this paper, we investigate the performance of IEEE 802.16j using cooperative relaying by link level simulation. We also show that the cooperative relaying system achieves better performance than the conventional single relaying system. We apply realistic shadow model considering correlations between shadow fadings of different relaying paths. It is shown that the performance of the system depends highly on the spatial location of relay stations.

음영감쇄 환경에서의 IEEE 802.16j 상호 협조 중계 방식 성능 평가

IEEE 802.16j는 기존의 IEEE 802.16e에 중계기를 도입하여 커버리지 확장과 데이터 처리율 향상을 목적으로 하고 있다. 일반적인 셀룰러 시스템과 마찬가지로 IEEE 802.16j 또한 셀 가장자리에서 경로손실(Path loss), 음영감쇄(Shadow Fading)와 다중경로 감쇄(Multipath fading)에 의해 성능 열화를 겪게 된다. 한편, IEEE 802.16j시스템에서 두 개 이상의 중계기를 상호 협조적으로 사용함으로써 공간 다이버시티 이득을 얻을 수 있다. 여기에, 공간 시간 부호를 사용하는 상호 협조 중계 방식은 일반적인 단일 중계기를 사용하는 방식보다 Multipath Fading 환경에서 보다 우수한 성능을 제공하며, Shadow Fading에 대해서 링크간의 통신 신뢰도를 높인다. 이 논문에서는 상호 협조 중계 방식을 사용하는 IEEE 802.16j의 성능을 링크 레벨 모의 실험을 통해 구하고, 그 방식이 기존의 단일 중계 방식보다 우수한 성능을 가짐을 보인다. 또한 서로 다른 경로들마다 각각의 Shadow Fading을 겪으므로, 이 점을 고려한 실제적인 Shadow Fading 모델을 적용하고 분석하여, 중계기의 공간적인 위치가 시스템의 성능에 큰 영향을 준다는 것을 밝힌다.