양방향 중계채널에서 중계기 다중안테나가 물리계층네트워크 코딩의 성능에 미치는 영향

• Published in: 한국정보통신학회논문지 Vol. 20; no. 8; pp. 1438 - 1443
• Main Authors: 박정홍(Jeonghong Park), 정방철(Bang Chul Jung), 반태원(Tae-Won Ban)
• Format: Journal Article
• Language: Korean
• Published: 한국정보통신학회 2016
• Subjects: 전자/정보통신공학; physical-layer network coding; 양방향 중계 채널; Two-way relaying channel; channel coding; 다중입출력 안테나; 물리계층 네트워크 코딩; 채널 코딩; MIMO
• ISSN: 2234-4772; 2288-4165
• DOI: 10.6109/jkiice.2016.20.8.1438

In this paper, we investigate the effect of multiple antennas at a relay node on the performance of physical-layer network coding (PNC) in the two-way relay channel (TWRC). We assume that two source nodes have a single antenna and the relay node has multiple antennas. We extend the conventional TWRC environment with a signle antenna at both relay and source nodes to the case of multiple antennas at the relay node. In particular, we consider two decoding strategies: separate decoding (SD) and direct decoding (DD). The SD decodes each packet from the two sources and performs the network coding with bit-wise exclusive OR (XOR) operation, while the DD decodes the network-coded packet from the two sources. Note that both decoding strategies are based on log-likelihood ratio (LLR) computation. It is shown that the bit error rate (BER) performance becomes significantly improved as the number of antennas at the relay node. 본 논문에서는 양방향 중계 채널에서 중계기에 다중안테나가 존재할 경우 물리계층 네트워크 코딩 기법의 성능분석을 수행하였다. 2개의 소스 노드는 하나의 안테나를 가진다고 가정하고 중계기에는 다중안테나가 설치되었다고 가정한다. 본 논문에서는 소스 노드와 중계노드에 각각 하나의 안테나가 존재하는 기존 시스템을 중계기에 다중안테나가 존재하는 환경으로 확장한다. 특히, 중계기에서 2개의 소스 노드들로부터 도착한 패킷을 복호하는 과정에서 각 패캣을 복호한 후 네트워크 부호화를 수행하는 개별복호기술과 소스 노드들로부터 도착한 2개의 패킷을 동시에 고려하여 직접복호하는 기술을 비교분석한다. 다중안테나기반의 중계기를 사용할 경우 물리계층 네트워크 코딩의 비트오류성능이 중계기의 안테나의 개수가 증가함에 따라 향상되는 것을 확인하였다.