본 논문에서는 다수의 송수신기 쌍과 다수의 중계 노드로 구성된 분산 빔포밍 Amplify-and-Forward (AF) 중계 네트워크를 다루고 있다. 제안한 방법에서는 빔포머 수의 자유도를 높이기 위하여 첫 번째 단계에서 송신기들이 직교 채널을 이용하여 중계기로 신호를 보낸다. 두 번째 단계에서 각 중계기는 송신기로부터 받은 신호에 복소 가중치를 곱하여 신호를 증폭하고 역방향 채널에 의해 생긴 위상 변화를 조정하여 하나의 채널로 수신기에 신호를 보낸다. 최적의 빔포밍 벡터는 서비스 품질 수준을 만족시키기 위해 수신기 각각의 신호 대 간섭 및 잡음비가 특정 문턱값보다 크면서 전체 중계 전송 전력을 최소화시키도록 구하였다. 모의실험을 통해 기존의 직교 분할 다중화 방법과 공간 분할 다중화 방법에 비하여 적당히 낮은 데이터 속도 범위에서 중계 송신 전력을 줄일 수 있음을 확인하였다.
In this paper, a distributed beamforming problem is considered in an amplify-and-forward (AF) wireless relay network consist of multiple source-destination pairs and relaying nodes. To exploit degree of freedom of the number of beamformers, in the first step, we proposed that the sources transmit their signals through orthogonal channels. During the second step, the relays transmit their received signals multiplied by complex weights to amplify and compensate for phase changes introduced by the backward channels through one common channel. The optimal beamforming vectors are obtained through minimization of the total relay transmit power while the signal-to-interference-plus-noise ratios (SINRs) at the destinations are above certain thresholds to meet a quality of services (QoSs) level. In the numerical example, it is shown that the proposed scheme needs less transmit power for moderate network data rates than other schemes, such as space division multiplexing or time-division multiplexing scheme.
