무선 릴레이 시스템에서의 Complex Field Network Coding 기법 적용에 관한 연구

Abstract

본 논문에서는 릴레이 기반 무선 통신 환경에서 기존의 CFNC (Complex Field Network Coding) 기법 적용 시 발생하는 문제점들을 개선하는 방안을 제시한다. CFNC 기법은 간단한 복소 덧셈 및 뺄셈 연산을 통해 상 하향 링크 신호 교환에 요구되는 시간 구간을 최소화함으로써 전송 효율을 극대화하는 장점을 가진다. 그러나, 기존의 CFNC 기법은 릴레이에서의 ML (Maximum Likelihood) 판정 과정에서 큰 폭의 성능 열화가 발생하는 단점이 있다. 또한, CFNC 기법 적용 시 릴레이의 수신 신호에 다중 주파수 오프셋이 발생함에 따라 릴레이의 미세 주파수 오프셋 추정 성능이 열화 되는 한편, 주파수 오프셋 보상 이후에도 잔류 주파수 오프셋으로 인한 성능 열화가 발생하는 문제점이 있다. 따라서 본 논문에서는 상향 링크의 송신 다이버시티를 이용함으로써 정확도를 개선 가능한 새로운 ML 판정 기법 및 다중 주파수 오프셋 환경에서 적용 가능한 새로운 미세 주파수 오프셋 추정, 보상 기법을 제안한다. 다양한 환경에서의 컴퓨터 모의실험을 통해 제안된 기법들이 CFNC 기법 적용 시 발생하는 문제점들을 효과적으로 개선 가능함을 입증한다. In this paper, a CFNC (Complex Field Network Coding) scheme is presented, which focuses on improving transmission efficiency by reducing time slots that are needed to exchange data frames. Conventional CFNC scheme has the advantage of minimizing the number of time slots required for information exchanges. However, there exists serious performance deterioration because the transmit signals are interfered with each other. Moreover, when CFNC scheme is applied, the estimation and compensation performance of fine frequency offset severely deteriorates due to the multiple frequency offsets in received signal of relay node. In order to overcome these critical problems, we propose an improved CFNC scheme with modified maximum likelihood decision method which uses uplink transmit diversity. Also, we propose an enhanced fine frequency offset estimation method and a corresponding compensation method to deal with the multiple frequency offsets. Corresponding simulation results verify that the proposed methods are able to effectively solve the problems of CFNC scheme.