We consider a cooperative relaying network with a source, a destination, and two relays. Some previous results on a similar network are extended to incorporate the effect of having multi-antenna nodes. With multiple antennas at the source and at the destination, fundamental characteristics of the channel becomes considerably different from those of single antenna cases in the sense that both the first and second hops are vector-input vector-output channels. The first hop becomes a non-degraded broadcast channel (BC) where the quality of source-to-relay links cannot be ordered, and, in the second hop, having relay signals fully correlated is not optimal in general.
We propose a new Decode-and-Forward (DF) scheme by cascading some achievable schemes for multiple-input single-output broadcast channel (MISO BC) and single-input multiple-output multiple access channel (SIMO MAC), where both have common information. It turns out that common information signaling is essential to achieve the capacity under a certain condition. An Amplify-and-Forward (AF) scheme is also considered, compared with DF, and shown to be asymptotically optimal in the high relay power limit.
본 논문에서는 하나의 송신기가 두개의 중계기를 효율적으로 이용하여 수신기로 정보를 전송하는 가우시안 병렬중계기 네트워크를 고려하였다. 기존의 알려진 결과들이 다중안테나 노드의 영향을 포함하도록 확장되었다. Source와 destination에 다중안테나가 장착될 경우 첫 번째와 두 번째 홉이 모두 벡터채널이 된다는 점에서 전체 네트워크의 성격이 크게 달라진다. 첫 번째 홉은 source-to-relay 링크의 질에 순서를 매길 수 없는 non-degraded 브로드캐스트 채널이 되며, 두 번째 홉은 단일안테나가 destination에 장착된 경우와 달리 완전히 상관된 중계기 신호가 최적이 아니게 된다.
저자는 기존에 알려진 공통정보를 이용한 다중안테나 브로드캐스트 및 다중엑세스 송/수신 방식들을 수정하고 조합하여 새로운 Decode-and-Forward (DF) 전송방식을 제안하였다. 그 결과로, 특정조건하에서 최적의 네트워크 성능을 내기 위해서는 공통정보신호를 이용하는 것이 필수적이라는 사실을 확인하였다. 또한, Amplify-and-Forward (AF) 방식이 고려되었고 DF와 비교되었다. 중계기의 송신전력이 상대적으로 매우 클 때는 AF 방식을 이용하는 것이 점근적으로 최적이라는 것이 입증되었다. 위의 결과들을 시뮬레이션을 이용해 시각적으로 나타내고 이를 설명하였다.
