In this thesis, a new approach to power allocation for the cooperative communication system with amplify-and-forward (AF) relays is presented. Instead of knowing the channel information by feedback, the channels are known with statistical properties. Under this assumption, the power allocation problem which maximize an average received signal-to-noise ratio (SNR) at the destination is formulated and solved. This is accomplished by deriving and applying an expectation of the harmonic mean of two independent exponential random variables. Simulation results show the performance enhancement of cooperative network in various senses as average SNR, capacity, outage behavior and error probability. Finally, some trends of power allocation for maximizing an average SNR is summarized.
본 논문에서는 중계기에서 신호를 증폭 후 전송을 하는 협동 통신시스템에서 수신된 신호의 평균 신호 대 잡음비(SNR)를 최대화 하는 새로운 전력할당 기법을 연구하였다. 채널 정보의 패드백을 통해 모든 채널을 안다고 가정하는 기존의 연구들과는 달리, 본 논문에서는 채널의 통계적인 특성만이 알려져 있는 상황을 고려하였다. 이를 위하여 증폭 후 전송하는 협동 통신시스템에서 도착단에서의 신호 대 잡음비가 각 링크 신호 대 잡음비의 조화 평균임을 보이고, 지수분포를 따르는 두개의 확률변수에 대해 그 조화평균의 기대값을 유도하였다. 또한 조화 평균의 기대값을 이용하여 도착단에서의 평균 수신 신호 대 잡음비를 최대화할 수 있는 전력할당 기법을 제안하였다. 제안된 전력할당 기법을 통해 협동 통신시스템은 동일한 전력을 사용하는 기법들에 비해 높은 평균 수신 신호 대 잡음비를 얻음으로써 오류(error)와 오수신(outage)을 줄이고 용량(capacity)을 증가시킬 수 있다.
