Relay Position in Decode-and-Forward Relay Systems to Achieve Full Diversity Gain

Error propagation of source-relay (S-R) link limits the performance of decode-and-forward (DF) relay and prohibits DF relay from achieving full diversity gain. In order to solve this problem, the proposed deployment strategy focuses on two objectives. One is to achieve full diversity gain, and the other is to minimize the used power of the DF relay system. In order to achieve full diversity, the error probability of S-R link should be lower than that of maximal ratio combining (MRC) at destination without error propagation since the error probability of the weaker link dominates the total error probability. The proposed strategy of relay positioning points out the range of the relay position for achieving full diversity, and the used power of the relay is minimized by this range. Analysis of error probability and simulation results prove that the two objectives are achieved by the proposed strategy of the relay position.

최대 다이버시티 이득을 얻기 위한 복호 후 전달 (Decode-and-Forward) 릴레이 시스템의 위치에 관한 연구

송신국 (Source) 과 릴레이 사이의 중계 링크에서 발생한 오류는 복호 후 전달(decode-and-forward, DF) 릴레이 시스템의 성능을 제한하고 릴레이와의 협력으로 얻을 수 있는 최대 다이버시티 이득을 얻지 못 하도록 한다. 또한, 전체 복호 후 전달 릴레이 시스템의 오류 확률은 릴레이와 수신국 (destination)에서 발생한 에러의 합으로 표현되므로 최대 다이버시티 이득을 얻기 위해서는 중계 링크의 오류 확률은 수신국에서 오류 전파 없이 maximum ratio combining (MRC)을 적용한 오류 확률보다 작아야 한다. 이러한 조건을 만족시키는 릴레이의 위치 범위에 릴레이가 위치하게 되면 최대 다이버시티 이득을 얻을 수 있다. 뿐만 아니라 본 논문에서는 최대 다이버시티 이득을 얻으면서 릴레이의 전송파워를 최소화하는 위치를 정하므로 최대 다이버시티 이득을 얻는 다는 전제하에서 전체 시스템이 최소의 파워를 사용할 수 있도록 한다. 이를 입증하기 위해 본 논문은 전체 오류 확률의 분석과 모의실험들을 수행 한다.