Diversidade multiusuário em sistemas cooperativos com múltiplos relays: um esquema de seleção eficiente e de baixa complexidade

Autor: Melo, Marco Antonio Beserra de
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2012
Předmět:
Zdroj: Repositório Institucional da UFCUniversidade Federal do CearáUFC.
Druh dokumentu: masterThesis
Popis: MELO, M. A. B. de. Diversidade multiusuário em sistemas cooperativos com múltiplos relays: um esquema de seleção eficiente e de baixa complexidade. 2012. 69 f. Dissertação (Mestrado em Teleinformática) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012.
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On this work, it is proposed an efficient low-complexity selection scheme for multiuser multi-relay downlink cooperative networks comprised of one source node, L destination nodes, and N relay nodes. The proposed scheme first selects the best destination node based on the channel quality of the direct links and then selects the best relay that yields the best path from the source to the selected destination. Assuming both decode-and-forward and amplify-and-forward relaying strategies, the performance of the considered system is investigated. Closed-form expressions for the outage probability are obtained and validated by means of Monte Carlo simulations. Comparisons with the optimal selection scheme are performed and shows that the performance of the proposed scheme is very close to that of the optimal selection scheme, with the proposed scheme having the advantage of lower complexity than the optimal scheme. Furthermore, in our analysis, the source node may be equipped with either a single antenna or M multiple antennas. An asymptotic analysis is carried out, and it reveals that, regardless of the relaying strategy employed, the diversity order reduces to L+N for the single-antenna source case, whereas it is equal to ML+N for the multiple-antenna source case. The effects of the number of relay and destination nodes on the system performance and its influence on the best relay position are examined. In addition, a trade-off concerning the system performance and spectral efficiency is observed when multiple antennas are employed at the source node.
Nesse trabalho, propõe-se um esquema de seleção eficiente e de baixa complexidade para redes cooperativas multiusuário multi-relay compostas de um nó fonte, L nós destinos e N nós relays. O esquema proposto primeiro seleciona o melhor destino baseado na qualidade de canal dos links diretos e então seleciona o melhor relay que provê o melhor caminho da fonte para o destino selecionado. Considerando-se os protocolos de cooperação decodifica-e-encaminha e amplifica-e-encaminha, o desempenho do sistema é investigado. Expressões em forma fechada para a probabilidade de bloqueio são obtidas e validadas por simulações de Monte Carlo. Comparações com o esquema de seleção ótimo são realizadas e demonstram que o desempenho do esquema de seleção proposto é bem próximo ao do esquema ótimo, com a vantagem de o primeiro possuir uma complexidade menor que o último. Além disso, em nossa análise, a fonte pode ser equipada com uma única antena ou com M múltiplas antenas. Uma análise assintótica é realizada e revela que, independentemente da estratégia de cooperação empregada, a ordem de diversidade é de L+N para o caso da fonte com uma única antena, enquanto que para o caso multiantena a diversidade é igual a ML+N. Os efeitos do número de nós relays e destinos no desempenho do sistema e sua influência na posição ótima do relay são examinados. Além disso, um compromisso entre desempenho e eficiência espectral é observado para o caso em que múltiplas antenas são empregadas.
Databáze: Networked Digital Library of Theses & Dissertations
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