Comparison of Outage Probability Between Best-relay 2-hop Relaying and 3-hop Relaying

In this paper, we investigate decode-and-forward (DF) relaying systems with a direct link between the source and the destination node. The objective of this paper is to determine the better relaying strategy between 3-hop DF relaying and dual-hop DF relaying with the best relay selection. Assuming Rayleigh fading channels, we present closed-form outage probability of the 3-hop relaying and the dual-hop relaying, respectively, and compare the performances by numerical investigation. Numerical results show that if the channel is poor, the outage performance of the 3-hop relaying is better than the dual-hop relaying.

두 릴레이가 존재할 때 삼중 홉 중계와 베스트 릴레이 선택 후 이중 홉 중계 방식의 아웃티지 확률 비교

본 논문에서는 임의로 분포되어 있는 레일리 페이딩(Rayleigh fading) 채널 하에서 소스노드와 목적지 노드 사이의 직접 경로가 존재하고 복호 후 전송(decode-and-forward) 방식을 사용하여 중계하는 시스템을 고려한다. 이때, 다수의 릴레이 가운데 베스트 릴레이를 선택하여 이중 홉을 사용하여 통신하는 경우와 다중 홉을 사용하여 통신하는 경우의 아웃티지 확률을 구하고, 이를 통해 그 성능을 비교한다. 여기서 소스 노드와 릴레이들로부터 목적지 노드가 받은 모든 신호는 maximum ratio combining (MRC) 기법을 사용하여 결합하였고, 모든 경우에 대하여 목적지 노드에서 받은 수신 신호의 SNR이 갖는 확률 밀도 함수(probability density function, PDF)와 누적 확률 변수(cumulative density function, CDF)를 유도하였다. 이와 같이 구한 아웃티지 확률을 통해 릴레이의 개수가 2개일 때를 가정하고 실험한 결과, 채널 상태가 나쁠수록 다중 홉을 사용하여 통신하는 기법이 베스트 릴레이 선택 기법보다 좋은 성능을 보였다.