アナログネットワーク符号化を用いるシングルキャリアHARQ双方向中継通信のためのパケツト再送法に関する一検討

摘要

An application of analog network coding (ANC) to bi-directional relay communications using hybrid automatic repeat request (HARQ) is an effective method to achieve efficient packet transmission. However, if the received signal-to-noise power ratio (SNR) is low, the conventional ANC relay with HARQ can hardly recover signal spectrum distorted by frequency-selective channel regardless of numbers of retransmission since the base station (BS)-RS link is non time-selective channel. In this paper, we propose a novel retransmission protocol for single-carrier (SC)-HARQ bi-directional relay communications using ANC. In the proposed scheme, the mobile terminal (MT) → BS and BS → MT direct transmissions are respectively performed in the first and the second time slot. When BS and MT cannot correctly decode a packet, RS broadcasts analog network coded packet to BS and MT in the third time slot. We evaluate, by the computer simulation, the sum throughput performance of ANC bi-directional relay communication using the proposed scheme and show the proposed scheme can achieve higher throughput compared to the conventional ANC relay, the incremental amplify-and-forward (AF) relay and cooperative AF relay.%アナログネットワーク符号化(ANC)を用いる双方向中継通信とハイブリッド自動再送要求（HARQ) を組み合わせることによって高効率なパケツト伝送が期待できる.しかしながら従来のANC双方向中継通信では， 端末(MT)—基地局(BS)間直接通信の受信信号を利用できないため，空間ダイバーシチ効果を得ることができない.またBS—リレー局(RS)間のチャネルは時間変動しないため，再送およびパケット合成を行なってもBS— RS間リンクのチャネルの落ち込みによるスぺクトル歪みを補償できない.そこで本稿では，ANCを用いるシングルキャリア(SC) -HARQ双方向中継通信を対象としたパケット再送法を提案する.提案パケット再送法では，まず第1および第2タイムスロットにおいてそれぞれMT→BSおよびBS→MT直接通信を行う.そしてMTおよび BSでパケツト誤りが検出されたとき，RSがANCを施した信号を第3タイムスロットにおいてMTおよびBSに同時再送する.これにより，再送に必要なタイムスロット数を削減しつつ，空間ダイバーシチ効果を得ることができる.提案パケツト再送法を用いるANC双方向中継通信を行った場合のスループット特性を計算機シミュレーションにより求め，提案パケツト再送法を用いるANC双方向中継通信は従来のANCリレー，インクリメンタルAFリレーおよび協調AFリレーより高いスループットを実現できることを明らかにしている.