협력통신(Cooperative Communication)

1. 등장 배경

2. 기본 개념

3. 협력통신 효과

  1) 다이버시티 효과

  2) 중계 이득의 효과

 

 

 

1. 등장 배경

  - MIMO 시스템은 Celluar base station 등에서는 장점이 있지만, 다른 분야에서는 실용적이지 못함

  - 특히 Size, Cost, Hardware limitation 등의 이유로 무선 장비가 다중 송신 안테나를 가지긴 거의 불가능하여 이에 대한 해결 방안으로 나온 것이 Cooperative communication 또는 Cooperative relay network이라 불리는 새로운 개념이 나오게 됨

 

2. 기본 개념

  - Multi-user 환경에서 하나의 안테나를 가지는 무선 장비들이 그들의 안테나를 Share함으로써 일종의 가상 MIMO 시스템을 만들어 내는 것임

  - 전송부에 안테나가 하나이더라도 중간에서 relay 역할을 해주는 무선 장비들이(이들도 각각 하나이 안테나) 전송 안테나의 역할을 하여 Diversity를 얻게 해줌

 

3. 협력통신 효과

  1) 다이버시티 효과

    - 사용자 1과 사용자 2는 '사용자간 채널(Inter-userchannel)'인 채널 A를 사용하여 가상 안테나 어레이를 구성

    - 사용자 단말기는 통상 무지향성(Omni-directional) 안테나를 장착하므로 사용자 1이 목적국으로 전송하는 데이터를 사용자 2도 청취할 수 있음(이러한 사용자간 통신에서는 별도의 무선 자원이 추가로 필요하지 않음)

    - 협력통신에서 협력 사용자(사용자 2)는 사용자간 채널로 수신한 원천국의 정보를 처리하여 이 정보를 목적국으로 재송신

    - 협력통신에서 얻을 수 있는 이득은 주로 사용자-목적국간 채널들이 독립적인 페이딩을 나타나는데 기인하여 다이버시티 효과를 얻을 수 있음

   2) 중계 이득의 효과

    - 협력 통신에서는 목적국에 근접한 사용자 2가 목적국으로부터 떨어진 사용자 1의 트래픽을 중계함으로써 저전력 송수신이 가능

    - 이때 사용자 2는 중계국(relay)의 역할을 하므로 협력통신은 전통적인 다중(Multi-hop) 통신과 유사

    - 그러나 다중홉 통신과 달리 협력통신에서는 목적국이 원천국으로부터 직접 받은 정보를 버리지 않고 중계국으로부터 받은 정보와 결합시켜 더 나은 성능을 나타냄