Giao tiếp hợp tác với độ phức tạp thấp qua giao tiếp hai chiều sử dụng phương thức định lượng và chuyển tiếp

Iancu Avram1, Nico Aerts1, Marc Moeneclaey1
1Department of Telecommunications and Information Processing (TELIN, UGent), Ghent, Belgium

Tóm tắt

Giao tiếp hợp tác được sử dụng như một biện pháp hiệu quả để chống lại tình trạng suy giảm trong hệ thống truyền thông không dây. Trong một hệ thống hợp tác một chiều cổ điển, trạm relay cần có nhiều kênh độc lập bằng số lượng đầu cuối mà nó hỗ trợ, dẫn đến hiệu suất phổ kém. Hiệu suất được cải thiện trong các hệ thống relay hai chiều, nơi mà một trạm relay đồng thời hỗ trợ hai đầu cuối chỉ bằng một khe thời gian duy nhất. Trong đóng góp hiện tại, một giao thức định lượng và chuyển tiếp (QF) hai chiều được trình bày. Do sự định lượng thô, giao thức đề xuất có độ phức tạp thấp tại trạm relay và có thể được sử dụng với các thiết bị bán nửa chiều, điều này làm cho nó rất phù hợp cho các ứng dụng có độ phức tạp thấp như mạng cảm biến. Ngoài ra, việc ước lượng tham số kênh cũng được thảo luận. Bằng cách ước lượng tất cả các tham số kênh tại các đầu cuối đích, độ phức tạp của relay được giữ ở mức thấp. Sử dụng mô phỏng Monte Carlo, đã chỉ ra rằng giao thức QF đề xuất đạt được hiệu suất tỷ lệ lỗi khung (FER) tốt so với các hệ thống relay hai chiều khuếch đại và chuyển tiếp (AF) và các hệ thống relay một chiều. Hơn nữa, đã chỉ ra rằng, bằng cách sử dụng thuật toán ước lượng đề xuất, sự suy giảm FER do ước lượng tham số kênh là không đáng kể so với một hệ thống (không thực tế) mà trong đó tất cả các tham số được giả định là đã được biết đến.

Từ khóa

#giao tiếp hợp tác #hệ thống không dây #định lượng và chuyển tiếp #độ phức tạp thấp #mạng cảm biến #ước lượng tham số kênh

Tài liệu tham khảo

Sklar B: Rayleigh fading channels in mobile digital communication systems part I: characterization. IEEE Commun. Mag 1997, 35(7):90-100. 10.1109/35.601747 Cover TM, Thomas JA: Elements of Information Theory. Wiley, New York; 1991. Sendonaris A, Erkip E, Aazhang B: User cooperation diversity - part I: system description. IEEE Trans. Commun 2003, 51(11):1927-1938. 10.1109/TCOMM.2003.818096 Cover TM: A El Gamal, Capacity theorems for the relay channel. IEEE Trans. Inf. Theory 1979, 25(5):572-584. 10.1109/TIT.1979.1056084 El Gamal A, Mohseni M, Zahedi S: Bounds on capacity and minimum energy-per-bit for AWGN relay channels. IEEE Trans. Inf. Theory 2006, 52(4):1545-1561. Laneman JN: Ph.D. thesis, Cooperative diversity in wireless networks: algorithms and architectures. Massachusetts Institute of Technology 2002. Larsson P, Johansson N, Sunell K: Coded bi-directional relaying. IEEE Vehic. Technol. Conf. (VTC 2oo6-Spring) 2006, 2: 851-855. Popovski P, Yomo H: Physical network coding in two-way wireless relay channels. In Proc. IEEE ICC. Glasgow; 2007. Rankov B, Wittneben A: Spectral efficient protocols for half-duplex fading relay channels. IEEE J. Sel. Areas Commun 2007, 25: 379-389. Bagheri S, Verde F, Darsena D, Scaglione A: Randomized decode-and-forward strategies for two-way relay networks. IEEE Trans. Wireless Commun 2011, 10(12):4214-4225. Zhong P, Vu M: Compress-forward without Wyner-Ziv binning for the one-way and two-Way relay channels,. In Proc. Allerton Conference on Communication, Control, Computing and Urbana-Champaign,. IL, USA; Sep. 2011:426-433. Legnain RM, Hafez RHM, Marand ID, Legnain AM: Two-way quantize-and-forward relaying with STBC,. In Proc. IEEE Canadian Conference on Electrical & Computer Engineering (CCECE),. Montreal, Canada; 2012:1-5. Heindlmaier M, Iscan O, Rosanka C: Scalar quantize-and-forward for symmetric half-duplex two-way relay channels,. In Proc. IEEE International Symposium on Information Theory (ISIT),. Istanbul, Turkey; 2013:1322-1326. Souryal M, You H: Quantize-and-forward relaying with M-ary phase shift keying. IEEE Wireless Commun. Netw. Conf 2008, 42-47. doi:10.1109/WCNC.2008.13 Avram I, Aerts N, Duyck D, Moeneclaey M: A novel quantize-and-forward cooperative system: channel estimation and m-psk detection performance. EURASIP J. Wireless Commun. Netw. Article ID 415438 2010, 11. Avram I, Aerts N, Bruneel H, Moeneclaey M: Quantize and forward cooperative communication: channel parameter estimation. IEEE Trans. Wireless Commun 2012, 11(3):1167-1179. Lin S, Costello D: Error Control Coding. Pearson Education Inc.; 2004. Noels N, Herzet C, Dejonghe A, Lottici V, Steendam H, Moeneclaey M, Luise M, Vandendorpe L: Turbo-synchronization: an EM algorithm approach,. In Proc. IEEE ICC,. Anchorage; 2003.