Degrees of Freedom and Capacity of MIMO Multi-Link Two-Way Relay X Networks

Abstract

In this thesis, lower bound on the number of antennas at each user in the MIMO multi-link two-way relay X networks is derived and new MIMO multi-link two-way relay X networks with time extension is proposed. We investigate how the new proposed scheme works in multiple access (MAC) and broadcast (BC) phases and show that the degrees of freedom (DOF) of the proposed scheme is the same as that of the previous scheme. The proposed scheme uses little more resources compared to the conventional scheme because the proposed scheme does not use the interference nulling beamforming for network coding in the BC phase which is used in the proposed scheme, but the proposed scheme can reduce the number of antennas at each user and thus it is more practical to implement.

본 논문에서는 중계기를 포함한 다중입출력 다원연결 양방향 X 네트웍스에서 각 사용자들이 가질 수 있는 안테나 숫자의 하계를 유도한다. 그리고 시간 연장을 이용하는, 중계기를 포함한 다중입출력 다원연결 양방향 X 네트웍스 모델을 제안한다. 본 논문에서는 제안된 모델이 다원접속 단계 (MAC phase)와 브로드캐스트 단계 (BC phase)에서 어떻게 작동하는지 설명하고 유도된 자유도(degrees of freedom)가 기존의 모델과 같음을 보인다. 제한된 모델은 기존의 중계기를 포함한 다중입출력 다원연결 양방향 네트웍스 모델과 비교해 볼 때, 브로드캐스트 단계에서 간섭 신호를 제거하는 빔포밍 벡터 설계 방법을 사용하지 않아 약간의 자원을 더 쓰는 단점이 있지만, 안테나를 적게 쓸 수 있어 실제 구현하기에 적합하다는 점과 더 큰 채널 용량을 갖는다는 장점이 있다.