AF MIMO 듀얼홉 시스템의 정확한 에르고딕 용량 분석

본 논문은 증폭‑전송(AF) 방식의 MIMO 듀얼홉 릴레이 시스템에 대한 에르고딕 용량을 정확히 분석한다. 서론에서는 기존 연구가 대규모 안테나 수에 대한 비대칭적 근사(예: 복제법, 대용량 랜덤 매트릭스 이론)만을 제공했으며, 유한 차원에서의 정확한 해가 부재함을 지적한다. 시스템 모델(Section II)에서는 소스, 릴레이, 목적지 각각 n_s, n_r, n_d 안테나를 갖는 반이중통신 구조를 설정한다. 소스와 릴레이는 CSI를 전혀 알지 못하고, 목적지는 H_1·H_2와 그 복합 행렬을 완전히 알고 있다. 릴레이는 전력 이득 α를 갖는 스칼라 행렬 F=α I_{n_r}으로 수신 신호를 단순 확대한다. 이때 전체 채널은 y=H_2 F H_1 s+H_2 F n_r+n_d 로 표현되며, 용량은 ½ E