Generalized Multiway Relay Network: Proposition and Effective Rate Analysis

Abstract

Abstract-A multiway relay network (mRN), which is widely employed in the literature, is extended to represent a larger number of practical scenarios, such as a vehicular ad hoc network (VANET). For the proposed system, generalized multiway relay network (g-mRN), three transmission strategies are presented and analyzed in terms of effective rate, for different numbers of users. Assuming that the average signal-to-noise ratio (SNR) is known to the transmitters, the maximum effective rate is obtained through the optimal choice of the message rates. We also derive the effective rate for fixed message rates. Numerical results show that the best strategy under the optimal message rates is the one in which all users transmit simultaneously in the multiple access phase. But when considering fixed message rates, the best transmission strategy depends upon the SNR. These results are important in that they can be used as guidelines for selecting the right strategy and message rates depending on the situation.Index Terms-Multiway relay network, Effective rate, Message rate, VANET.

Análise da Eficiência Energética de Estratégias de Transmissão para uma Rede Com Retransmissor Multidirecional

“…As redes com retransmissor multidirecional (mRNs) fazem parte de redes de comunicação que usam um terminal retransmissor para ajudar os seus usuários a trocarem suas informações entre si. As mRNs vêm sendo um importante tópico de pesquisa com aplicações em diversas redes de comunicação, tais como: wireless sensor networks (WSNs) [1], redes de satélite [2] e redes veiculares (VANETs) [3]. O uso do retransmissor proporciona vários benefícios para a rede de comunicação, tais como: prover uma melhor eficiência energética, expandir o alcance dos usuários, elevar as taxas de transferência de informação e melhorar a coordenação das transmissões [1].…”

“…Para poder comparar os diferentes modelos de sistemas propostos, foi proposta uma mRN generalizada (g-mR) em [3]. Na g-mRN, os usuários são agrupados em clusters e subclusters.…”

“…Além do g-mRN, três estratégias de transmissão foram propostas em [3]. Estas foram apresentadas por meio de um exemplo com um cluster e dois subclusters.…”

“…Este artigo apresenta a eficiência energética para as estratégias de transmissão apresentadas em [3]. Os mesmos parâmetros, considerações e resultados obtidos em [3] serão também considerados para que este trabalho seja uma extensão em termos de eficiência energética daqueles já obtidos. A análise da eficiência energética será apresentada em termos da taxa efetiva por potência consumida.…”

“…A análise da eficiência energética será apresentada em termos da taxa efetiva por potência consumida. Dentre os resultados obtidos, destacam-se: ao considerar a eficiência energética na taxa efetiva máxima [3], a estratégia de transmissão massive-mRN é a que apresenta o melhor desempenho; mas para taxas de mensagem fixas [3], considerando as distâncias mais curtas, a estratégia partial-mRN obtém os melhores resultados; e para as distâncias mais longas (d ≥ 10m) foi a pairwise-mRN que se destacou pela eficiência energética.…”