The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences (한국통신학회논문지)

The Korean Institute of Commucations and Information Sciences (한국통신학회)
권호 표지

Performance Analysis of Two-way Cooperative ARQ Protocol Using Network Coding

네트워크 부호화를 사용한 양방향 협력 ARQ 프로토콜의 성능 분석

  • 변일무 (연세대학교 전기전자공학부 디지털통신연구실) ;
  • 이형열 (연세대학교 전기전자공학부 디지털통신연구실) ;
  • 김광순 (연세대학교 전기전자공학과)
  • Published : 2008.10.30
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Abstract

Two-way relay channel is a bidirectional cooperative communication channel that two terminals communicate each other with the help of a relay. In the previous cooperative communication schemes, a relay uses two divided resources for bidirectional transmission. When a network coding is used at a relay, the relay can transmit bidirectional data to two terminals simultaneously using one resource only. Thus the throughput of this scheme is greater than that of the previous scheme. In this paper, we showa two-way cooperative ARQ protocol using network coding and the throughput of this protocol is analyzed using a state diagram.

양방향 중계 채널 (two-way relay channel)은 2개의 단말이 중계기 (relay)의 도움을 받아 양방향의 정보를 주고 받는 협력 통신 (cooperative communication) 채널이다. 기존의 협력 통신에서는 중계기가 시간 또는 주파수 자원을 나누어 양방향으로 신호를 송신하지만, 네트워크 부호화 (network coding)를 사용한 양방향 중계 채널에서는 중계기가 동일 자원을 사용하여 두 단말로 신호를 동시에 송신하므로 기존 기법보다 높은 통신용량을 얻을 수 있다. 본 논문에서는 ARQ환경에서 네트워크 부호화를 사용한 헙력통신 프로토콜을 보이고, 이를 스테이트 다이어그램 (state diagram) 을 이용하여 성능을 분석하였다.

Keywords

References

  1. T.M. Cover and A. A. El Gamal, "Capacity theorems for the relay channel," IEEE Trans. Inform. Theory, Vol.25, pp.572-584, April 2005
  2. A. Sendonaries, E. Erkip, and B. Aazhang, "user Cooperation Diversity Part Iand Part II," IEEE Commun., Vol.51, pp.1927-1948, November 2003 https://doi.org/10.1109/TCOMM.2003.818096
  3. J.N. Laneman, G.W. Wornell, and D.N.C. Tse, "An Efficient protocol for realizing cooperative diversity in wireless networks," Proc. IEEE Inter. Symp. Inform. Theory (ISIT), Washington D.C., U.S.A., pp.294, June 2001
  4. J.N. Laneman, D.N.C. Tse, and G.W. Wornell, "Cooperative diversity in wireless networks: efficient protocols and outage benavior," IEEE Trans. Inform. Theory, Vol.50, pp.3062-3080, December 2004 https://doi.org/10.1109/TIT.2004.838089
  5. R. Ahlswede, N. Cai, S.-Y.R. Li, and R.W. Yeung, "Network information Flow," IEEE Trans. Inform. Theory, Vol.46, pp.1204-1216, July 2000 https://doi.org/10.1109/18.850663
  6. B. Rankov, A. Wittneben, "Achievable rate regions for the two-way relay channel," Proc. IEEE Inter. Symp. Inform. Theory (ISIT), Seattle, WA, U.S.A., pp.1668-1672, July 2006
  7. J. Hwang and S.-L. Kim, "A two-phase algorithm for network coding enabled cellular systems," Proc. ACMInter. Wireless Commun. and Mobile Comput. (IWCMC), Hawai, U.S.A., pp.73-78, June 2007
  8. 변일무, 김광순, "ARQ가 있는 양방향 중계 채널 에서 네트워크 부호화를 사용한 협력통신 기법," Telecommun. Review, 17권 6호, pp.996-1008, 2007년 12월
  9. G. Caire and D. Tuninetti, "The throughput of Hybrid ARQ Protocols for the gaussian collision channel," IEEE Trans. Inform. Theory, Vol.47, No.5, pp.1971-1988, July 2001 https://doi.org/10.1109/18.930931